STUDI PENGGUNAAN KERTAS FILTER WHATMAN NO 42...

i

eminar (PA-2325)

PEMBACAAN PENGARUH UNSUR RANCANG ESTETIKA BARAT

TERHADAP PENYUSUNAN BENTUK GEOMETRI (DWIMATRA &

TRIMATRA)

PADA ORNAMENTASI KARATON KASUNANAN SURAKARTA

Oleh :

Cilda T.I.D NRP : 3208 202 002

Dosen :

Ir.Muhammad Faqih, MSA, Ph.D.

Pembimbing :

Prof.Dr.Ir.Josef Prijotomo, MArch.

Ir. Hari Purnomo, MbdgSc.

PROGRAM MAGISTER

KRITIK DAN PERANCANGAN ARSITEKTUR

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2009

TESIS

STUDI PENGGUNAAN KERTAS FILTER WHATMAN NO 42 TERHADAP PENGARUH WATER RETENTION PADA PASTA SEMEN

DORA MELATI NURITA SANDI NRP 3114 201 002

DOSEN KONSULTASI Prof. Dr. Ir. Indarto, DEA Ridho Bayuaji, ST., MT., Ph.D Dr.Januarti Jaya Ekaputri, ST.,MT

PROGRAM MAGISTER BIDANG KEAHLIAN GEOTEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2016

v

STUDI PENGGUNAAN KERTAS FILTER WHATMAN

NO 42 TERHADAP PENGARUH WATER RETENTION PADA

PASTA SEMEN

Mahasiswa Nama :Dora Melati Nurita Sandi

Mahasiswa ID :3114 201 002

Pembimbing :Prof. Dr. Ir. Indarto, DEA

Ko-Pembimbing :Ridho Bayuaji, ST.MT.PhD

Dr.Januarti Jaya Ekaputri, ST.,MT

ABSTRAK

Pada proyek konstruksi sering dijumpai kerusakan beton yang

diakibatkan oleh air. Bangunan yang terendam lama oleh air seperti concrete

dam, pondasi, dinding basement dll, akan mengalami penurunan kuat tekan dari

kuat tekan rencana. Sehingga sangat penting diketahuinya penetrasi air dalam

beton.

Peristiwa masuknya air dan penetrasi air pada beton, dapat dijelaskan

dengan dua pendekatan yaitu dengan teori permeabilitas dan teori water retention.

Pengujian permeabilitas dapat dilakukan di laboratorium dengan mengambil

contoh beton dari lapangan atau mencetak secara khusus contoh beton yang akan

diuji. Namun, pengujian tersebut selama ini jarang dilakukan karena

membutuhkan waktu yang cukup lama, harga alat tes permeabilitas yang mahal,

dan kondisi lingkungan tropis yang sangat lembab mempengaruhi keberhasilan

test.

Metode pengukuran water retention dengan menggunakan kertas filter

dilakukan guna memperoleh metode pengukuran water retention pada beton

secara sederhana sebagai pengganti pengujian permeabilitas yang mahal. Dimana

metode ini sering digunakan dalam pengukuran suction atau water retention pada

tanah.

Penelitian dilakukan secara eksperimental di laboratorium dengan

membuat benda uji. Digunakan dua jenis benda uji yaitu pasta semen dan pasta

vi

semen foam. Setiap benda uji di rendam hingga umur 28 hari. Kemudian dicari

waktu konsistensi kadar air pada benda uji. Setelah waktu kosistensi didapat,

kemudian dicari waktu kosistensi kadar air pada kertas filter. Selanjutnya

dilakukan pengukuran water retention dengan lama perendaman sesuai dengan

waktu yang diperoleh dari pengujian kosistensi sebelumnya.

Untuk benda uji pasta semen, dimodelkan pasta semen dengan variasi

nilai FAS (Faktor Air Semen). FAS yang digunakan ialah 0.5, 0.45, 0.35, dan 0.3.

Tujuan dimodelkannya pasta semen foam dan pasta semen dengan variasi nilai

FAS yaitu untuk memperoleh benda uji yang porositas dan mutunya bervariasi.

Hasil dari penelitian dan analisa yang telah dilakukan, grafik water

retention dari hasil pengujian pada pasta semen menunjukkan grafik yang hampir

identik dengan grafik water retention pada glass beads oleh Indarto (1991),

concrete dan mortar oleh Van Genuchten (2012). Tetapi sedikit berbeda

dibandingkan dengan tanah dan hubungan antara kadar air dengan water retention

didasarkan pada karakteristik porositas material.

Kata kunci : water retention, porositas, kertas filter, pasta semen, pasta semen

foam, faktor air semen

vii

STUDY OF USING PAPER FILTER WHATMAN NO. 42

FOR MEASURING WATER RETENTION IN CEMENT PASTE

By : Dora Melati Nurita Sandi

Student Identity Number : 3114201002

Supervisor : Prof. Dr. Ir. Indarto, DEA

Co-Supervisor : Ridho Bayuaji, ST.MT.PhD

Dr.Januarti Jaya Ekaputri, ST.,MT

ABSTRACT

On construction projects often encountered concrete damage caused by

the water.The building that submerged by water such as concrete dam, foundation,

basement walls, etc. it would be decrease the compressive strength of the

compressive strength plan. Thus, it was very important knowing the penetration of

water into the concrete.

Events ingress of water and water penetration in concrete,could be

explained by two approaches, they were the permeability and water retention

theory. The permeability testing could be done in the laboratory by taking sample

concrete from the field or make sample concrete to be tested. However, such

testing has been rarely done because it takes a long time, the price of permeability

as says were expensive, and the humid tropical condition were very influence of

environment affects to success of the test.

The water retention measurement method using filter paper done in order

to obtain a measurement method to water retentionin the concrete simply as a

replacement for expensive permeability testing. Where this method was often

used in the measurementof suction or water retention of the soil.

The Research did as experimentally in the laboratory making the test

object. Used two types of the test specimens. Theywere cement paste and foam

cement paste. Each specimen was immersed up to 28 days. Then, looking for

consistency of water content in the test specimen. After the time consistency

obtained, then sought time consistency of water content in the filter paper.

viii

Furthermore, the measuring of water retention with long time submersion in

accordance by obtained the time from testing the previous consistency.

For the test cement paste specimen, cement paste model with a variation

value byFAS (cement water ratio). FAS used was 0.5, 0:45, 0:35, and 0.3. Purpose

taking model by foam cement paste and cement paste with variations value based

on FAS was to obtain specimens porosity and variaty quality.

The results of the research and analysis that has been done, the water

retention graph of the test results on cement paste shows graphs almost identical

to water retention graph in the glass beads by Indarto (1991), concrete and mortar

by Van Genuchten (2012). But slightly different than the soil. Relationship

between water content and water retention based on the characteristics of the

porosity of the material.

Keywords: water retention, porosity, filter paper, cement paste, foam cement

paste, cement water ratio

ix

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahhirobbil Alamin, segala puji syukur penulis panjatkan

kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya, sehingga tesis dengan judul

“STUDI PENGGUNAAN KERTAS FILTER WHATMAN NO 42

TERHADAP PENGARUH WATER RETENTION PADA PASTA SEMEN”

ini dapat diselesaikan. Tesis ini disusun sebagai salah satu persyaratan untuk

memperoleh gelar Megister Teknik (M.T) Program studi Teknik Sipil, Bidang

keahlian Geoteknik, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi

Sepuluh Nopember Surabaya.Pada saat melakukan penelitian dan penulisan tesis

ini penulis telah banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, baik berupa

bantuan dan partisipasinya secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena

itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima

kasih yang sebesar besarnya, kepada :

1. Kedua orangtuaku tersayang, Ayahanda Danuri dan Ibunda Tuningsih.

Terimakasih atas doa, bimbingan, nasehat, dukungan, perhatian dan kasih

sayangyang selalu mengiringi langkahku untuk menggapai cita-citaku.

2. Kakak tercinta, Derie Kusuma Budi Ningrum yang selalu memberikan

dukungannya.

3. Prof. Dr. Ir. Indarto. DEA, selaku dosen pembimbing utama penulis, atas

semua arahan, bimbingan, perhatian, serta waktu yang diberikan selama

penyusunan tesis.

4. Ridho Bayuaji, ST.MT.PhD dan Dr.Januarti Jaya Ekaputri, ST.,MT,

selaku dosen pembimbing penulis, atas bimbingan dan waktu yang telah

diberikan.

5. Seluruh dosen pascasarjana Teknik Sipil khususnya dosen Geoteknik,

yang telah memberikan bimbingan, arahan dan perhatian dalam

mendalami ilmu Geoteknik.

6. Imam Fery Wahyudi yang selalu membantu mencurahkan tenaga, waktu ,

upayanya untuk membantu selama proses penelitian berlangsung, serta

x

selalu mendengar keluh kesah penulis, selalu memberikan semangat dan

dukungannya selama penyusunan tesis ini.

7. Seluruh rekan Lab uji beton D3 Teknik Sipil ITS, Mas Agung, Mas

Rahmat, Mas Akbar, Wahyu dan Mas candra atas waktu dan dukungannya

saat penulis melakukan praktikum.

8. Rekan Geoteknik 2013, 2014 dan 2015, Mas putra, Teh laras, fitri, mbak

fatin, mida, novi, faisal, nila, mas yeri, mas patih.

9. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu di dalam tulisan ini,

namun penulis yakin mereka telah banyak membantu dengan ikhlas.

Dengan keterbatasan pengalaman, pengetahuan maupun pustaka yang ditinjau,

penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan dan perlu

pengembangan lebih lanjut agar benar benar bermanfaat. Oleh sebab itu, penulis

sangat mengharapkan kritik dan saran agar tesis ini lebih sempurna serta sebagai

masukan bagi penulis untuk penelitian dan penulisan karya ilmiah pada bidang

Geoteknik di masa yang akan datang.

Penulis,

Dora Melati Nurita Sandi

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................ i

LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................... iii

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

ABSTRACT .............................................................................................. vii

KATA PENGANTAR .............................................................................. ix

DAFTAR ISI ............................................................................................. xi

DAFTAR TABEL .................................................................................... xv

DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xviii

BAB 1. PENDAHULUAN

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

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

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

1.4 Manfaat Penelitian ..................................................................... 4

1.5 Batasan Masalah ........................................................................ 4

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Fenomena Kapilaritas ............................................................... 5

2.2 Teori Water Retention Pada Tanah .......................................... 7

2.3 Teori Water Retention Pada Beton ............................................ 17

2.4 Penelitian Pengukuran Water Retention Pada Beton .............. 25

2.5 Penelitian Pengukuran Water Retention Pada Beton

Menggunakan Kertas Filter ...................................................... 26

2.6 Material Benda Uji .................................................................... 28

BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Pembuatan Benda Uji ................................................................ 37

3.2 Mencari Waktu Konsistensi Kadar Air Benda Uji ................. 37

3.3 Pengujian Water Retention ......................................................... 38

xii

3.4 Uji Porositas .............................................................................. 40

3.5 Uji UPV (Ultrasonic Pulse Velocity) .......................................... 41

3.6 Uji Kuat Tekan ........................................................................... 42

3.7 Rencana Jadwal Penelitian ....................................................... 43

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

PENGUJIAN WATER RETENTION

4.1 Waktu Konsistensi Kadar Air Benda Uji

4.1.1 Benda uji pasta semen

4.1.1.1 Pasta semen FAS 0.5 ........................................................ 45

4.1.1.2 Pasta semen FAS 0.45 ...................................................... 47

4.1.1.3 Pasta semen FAS 0.35....................................................... 49

4.1.1.4 Pasta semen FAS 0.3 ........................................................ 51

4.1.2 Benda uji pasta semen foam .................................................... 53

4.2 Water Retention

4.2.1 Benda uji pasta semen

4.2.1.1 Pasta semen FAS 0.5 ........................................................ 58

4.2.1.2 Pasta semen FAS 0.45 ...................................................... 64

4.2.1.3 Pasta semen FAS 0.35 ...................................................... 69

4.2.1.4 Pasta semen FAS 0.3 ........................................................ 74


BAB 5. HASIL DAN PEMBAHASAN

PENGUJIAN POROSITAS, UPV, DAN KUAT TEKAN

5.1 Porositas

5.1.1 Porositas Pada Benda Uji Pasta Semen

5.1.1.1 Pasta Semen FAS 0.5 ....................................................... 85

5.1.1.2 Pasta semen FAS 0.45 ...................................................... 85

5.1.1.3 Pasta semen FAS 0.35 ...................................................... 86

5.1.1.4 Pasta semen FAS 0.3 ........................................................ 87


5.1.3 Hubungan kadar air dengan porositas ...................................... 88

xiii

5.1.4 Hubungan porositas dengan water retention ............................ 89

5.2 Hasil Uji UPV (Ultrasonic Pulse Velocity)

5.2.1 Hasil Uji UPV Pada Benda Uji Pasta Semen

5.2.1.1 Pasta Semen FAS 0.5 ....................................................... 91

5.2.1.2 Pasta semen FAS 0.45 ...................................................... 92

5.2.1.3 Pasta semen FAS 0.35 ...................................................... 92

5.2.1.4 Pasta semen FAS 0.3 ........................................................ 93

5.2.2 Hasil Uji UPV Pada Benda uji pasta semen foam ................... 93

5.3 Hasil Uji Kuat Tekan

5.3.1 Hasil Uji Kuat Tekan Pada Benda Uji Pasta Semen

5.3.1.1 Pasta Semen FAS 0.5 ....................................................... 94

5.3.1.2 Pasta semen FAS 0.45 ...................................................... 95

5.3.1.3 Pasta semen FAS 0.35 ...................................................... 95

5.3.1.4 Pasta semen FAS 0.3 ........................................................ 95

5.3.2 Hasil Uji Kuat Tekan Pada Benda uji pasta semen foam ........ 96

BAB 6. KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan ................................................................................. 99

6.2 Saran ........................................................................................... 100

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................... 101

LAMPIRAN .............................................................................................. 105

xiv

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Surface tension pada berbagai temperature ........................ 8

Tabel 2.2 Lanjutan Surface tension pada berbagai temperature ........ 9

Tabel 2.3 Rentang besarnya hisapan untuk setiap alat

atau metode pengukuran dan kontrol suction ...................... 14

Tabel 2.4 Rentang besarnya hisapan atau tegangan

air pori negatif untuk setiap alat/metode ............................ 15

Tabel 2.5 Penurunan Permeabilitas Pasta Semen

(Kadar air semen = 0.7) dengan Kenaikan Proses

Hidrasi ................................................................................. 18

Tabel 2.6 Perbandingan Permeabiltas Batuan dengan

Pasta Semen (Tabel 2.5) ...................................................... 19

Tabel 2.7 Nilai-nilai Permeabilitasbetonyang digunakan

dibendungan ........................................................................ 20

Tabel 2.8 Batas Maksimum Ion Klorida ............................................. 32

Tabel 2.9 Ketentuan Minimum untuk Beton Kedap Air ..................... 32

Tabel 2.10 Persyaratan untuk Kondisi Lingkungan Khusus ................. 32

Tabel 3.1 Jadwal Penelitian ................................................................ 44

Tabel 4.1 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air

Pada Benda Uji A FAS 0.5 ................................................. 48


Pada Benda Uji F FAS 0.45 ............................................... 50


Pada Benda Uji F FAS 0.35 ............................................... 51

Tabel 4.4 Lanjutan Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air

Pada Benda Uji F FAS 0.35 ................................................ 52


Pada Benda Uji F FAS 0.3 .................................................. 53

Tabel 4.6 Lanjutan Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air

Pada Benda Uji F FAS 0.3 .................................................. 54

xvi


Pada Benda Uji U FOAM ................................................... 56

Tabel 4.8 Hasil pengujian water retention

pada benda uji pasta semen FAS 0.5 .................................. 57

Tabel 4.9 Lanjutan Hasil pengujian water retention





pada benda uji pasta semen FAS 0.45 ................................. 64


pada benda uji pasta semen FAS 0.45 ................................. 65


pada benda uji pasta semen FAS 0.35 ................................ 68












pada benda uji pasta semen foam ........................................ 78





Tabel 5.1 Hasil pengujian porositas pada

benda uji pasta semen FAS 0.5............................................ 85

xvii


benda uji pasta semen FAS 0.45.......................................... 86






benda uji pasta semen foam ................................................. 87

Tabel 5.6 Data porositas dan kadar air ................................................ 88

Tabel 5.7 Data hasil perhitungan porositas dan water retention .......... 89

Tabel 5.8 Klasifikasi kualitas beton berdasarkan

kecepatan gelombang .......................................................... 90

Tabel 5.9 Data hasil uji UPV pada










Tabel 5.14 Data hasil uji kuat tekan pada










xviii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Tegangan antar permukaan padat, air dan udara ................. 5

Gambar 2.2 Perilaku air dalam tabung kapiler ........................................ 6

Gambar 2.3 Interaksi antara air dan udara

dalam tabung kapiler dengan perbedaan

cekungan dan tinggi kapilaritas ........................................... 7

Gambar 2.4 Surface tension pada muka air-udara.

(a) interaksi antar molekul air-udara dan molekul dalam air.

(b) tegangan dan surface tension pada

dua dimensi permukaan ....................................................... 8

Gambar 2.5 Pengaruh tegangan eksternal dan suction

terhadap tekanan antar butiran tanah ................................... 11

Gambar 2.6 Kurva drainasedua jenisbahan kapur ................................... 12

Gambar 2.7 Kurva drainasedua jenisbahan kapur

(Corney dan Coleman 1954) yang telah dikalibrasi ............ 13

Gambar 2.8 Kalibrasi metode kertas filter dari beberapa peneliti

(Sumber Indarto 1991 dan Indarto 2012) ............................ 17

Gambar 2.9 Faktor Parameter yang Mempengaruhi

Permeabilitas Beton (Kropp dkk, 1995) .............................. 22

Gambar 2.10 Pengaruh kadar air semen dan ukuran agregat

terhadap permeabilitas (Kropp dkk, 1995) .......................... 23

Gambar 2.11 Efek kosentrasi volume agregat terhadap

permeabilitas mortar (Kropp dkk, 1995) ............................. 24

Gambar 2.12 Hubungan antara permeabilitas dan porositas

pada pasta semen portland (Kropp dkk, 1995) .................... 24

Gambar 2.13 Hubungan antara permeabilitas dan kadar air semen

pada pasta semen (Kropp dkk, 1995) .................................. 25

Gambar 2.14 Kurva water retention pada concrete C-15-A

xix

(a) dan Mortar M1 (b). (Schneider dkk, 2012) .................... 26

Gambar 2.15 Kurva hubungan antara water retention dengan

kadar air pada benda uji pasta semen (Ijat 2014) ................ 27

Gambar 2.16 Kurva hubungan antara tinggi kapiler (m)

dengan kadar air pada benda uji pasta semen

(Ijat 2014). .......................................................................... 27

Gambar 2.17 Kurva hubungan antara water retention

dengan kadar air pada benda uji pasta semen foam

(Ijat 2014) ............................................................................ 28

Gambar 2.18 Kurva hubungan antara tinggi kapiler (m)

dengan kadar air pada benda uji pasta semen foam

(Ijat 2014) ............................................................................ 28

Gambar 2.19 Kurva hubungan antara water retention

dengan kadar air pada benda uji pasta semen

dan pasta semen foam (Ijat 2014) ........................................ 29

Gambar 3.1 Bagan alir tahapan pelaksanaan penelitian .......................... 33

Gambar 3.2 Bagan alir penentuan waktu kosistensi

kadar air benda uji (t1) ......................................................... 34

Gambar 3.3 Bagan alir uji water retention .............................................. 34

Gmbar 3.4 Bagan alir uji water retention (lanjutan) ............................. 35

Gambar 3.5 Bagan alir uji porositas ........................................................ 35

Gambar 3.6 Bagan alir uji upv (ultrasonic pulse velocity)...................... 36

Gambar 3.7 Bagan alir test kuat tekan .................................................... 36

Gambar 3.8 Penempatan Kertas Filter pada Benda Uji ........................... 38

Gambar 3.9 Grafik kalibrasi kertas filter

(sumber: ASTM D5298-19) ............................................... 39

Gambar 3.10 Kalibrasi metode kertas filter dari beberapa peneliti

(Sumber Indarto 1991 dan Indarto 2012) ............................ 40

Gambar 3.11 Aplikasi pengukuran pelaksanaan UPV,

(i) pengukuran direct transmission

(ii) pengukuran semidirect

(iii) pengukuran indirect transmission

xx

(sumber: International Atomic Energy Agency,

2002, h: 101 – 102).............................................................. 42

Gambar 4.1 Perbandingan jalur drainase untuk bahan yang berbeda

(Indarto, 1991) ..................................................................... 46

Gambar 4.2 Kurva water retention pada concrete

C-15-A (a) dan Mortar M1 (b).

(Schneider dkk, 2012) ........................................................ 47

Gambar 4.3 Konsistensi kadar air benda uji pasta semen FAS 0.5 ......... 49

Gambar 4.4 Konsistensi kadar air benda uji pasta semen FAS 0.45 ....... 51

Gambar 4.5 Konsistensi kadar air benda uji pasta semen FAS 0.35 ....... 53

Gambar 4.6 Konsistensi kadar air benda uji pasta semen FAS 0.3 ......... 55

Gambar 4.7 Konsistensi kadar air benda uji pasta semen foam .............. 56

Gambar 4.8 Water retention benda uji pasta semen fas 0.5

(a) dalam skala log Kpa

(b) tinggi pipa kapiler satuan meter. .................................... 60

Gambar 4.9 Grafik water retention

(a) padasandy soildanclayey soil by Hillel (1998),

Zhan and Ng (2004)

(b) pada glass beadsoleh Indarto (1991) ............................. 61

Gambar 4.10 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.5

dengan water retention pada concrete C-15-A

(Schneider dkk, 2012) ......................................................... 62


dengan water retention pada mortarM1

(Schneider dkk, 2012) ......................................................... 63




Gambar 4.13 Perbandingan water retention benda uji

pasta semen fas 0.45 dengan water retention

pada concrete C-15-A(Schneider dkk, 2012) ...................... 67

xxi



pada concrete M1 (Schneider dkk, 2012). ........................... 68







Gambar 4.17 Perbandingan water retention

benda uji pasta semen fas 0.35 dengan water retention

pada concrete M1 (Schneider dkk, 2012) ............................ 70





dengan water retention pada concrete C-15-A

(Schneider dkk, 2012) ......................................................... 77


pasta semen fas 0.35dengan water retention

pada concrete M1 (Schneider dkk, 2012) ............................ 77

Gambar 4.21 Water retention benda uji pasta semen foam


(b) tinggi pipa kapiler satuan meter ..................................... 81


pasta semen foam dengan water retention


Gambar 4.23 Perbandingan water retention benda uji pasta semen foam

dengan water retention pada concrete M1

(Schneider dkk, 2012) ........................................................ 83

Gambar 4.24 Water retention pada benda uji pasta semen

dengan berbagai jenis nilai FAS dan pasta semen foam ..... 84

xxii

Gambar 5.1 Hubungan kadar air dengan porositas pada

benda uji pasta semen foam dan

pasta semen variasi nilai FAS. ............................................. 88

Gambar 5.2 Hubungan porositas dengan water retention

dalam skala PF pada benda uji pasta semen foam

dan pasta semen variasi nilai FAS ....................................... 90

Gambar 5.3 Hubungan porositas dengan dengan hasil pengujian

UPV oleh Zoubeir Lafhaj dkk (2005) ................................. 91

Gambar 5.3 Hubungan hasil test kuat tekan dengan hasil

test UPV oleh Ramazan dkk(2003) .................................... 97

1

BAB 1.

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada proyek konstruksi di lapangan, sering dijumpai beberapa masalah baik

saat konstruksi maupun pasca konstruksi. Permasalahan yang sering ditemui ialah

keretakan pada beton. Banyak faktor yang mempengaruhi keretakan pada beton,

salah satunya diakibatkan oleh faktor lingkungan yaitu oleh air dan kelembapan

udara. Air sangat berpengaruh terhadap bagian struktur terutama struktur yang

mengalami kontak langsung dengan air seperti concrete dam, pondasi bangunan,

pondasi pelabuhan dan lain-lain.

Herwanto (2012) telah meneliti pengaruh mutu beton K-250 akibat

terendam air laut dengan penambahan zat aditif sikacim concrete additive kadar

0,6%. Dari penelitiannya tersebut, dia menyimpulkan baik beton yang terendam air

tawar dan beton yang terendam air laut memiliki kuat tekan dibawah kuat tekan

rencana. Dalam penelitiannya juga disimpulkan bahwa beton yang terendam air laut

mengalami penurunan kuat tekan sebesar 7,53% dibandingkan dengan beton yang

terendam air tawar.

Hampir semua konstruksi bangunan menggunakan beton bertulang pada

struktur utamanya. Penerapan beton bertulang pada struktur bangunan biasanya

digunakan pada pondasi (jenis pondasi dalam seperti tiang pancang, bored pile),

balok ikat (sloof), kolom, balok, plat beton, dan dinding geser (shear wall). Namun,

beton bertulang sangat rentang terjadi korosi. Dalam jurnal penelitian Fahirah F

(2007) dia menjelaskan bahwa korosi baja tulangan merupakan reaksi kimia atau

elektro kimia antara baja tulangan dengan lingkungannya.Baja tulanganyang

terkorosi, volume karatnya lebih besar 3 kali dari volume bahan asalnya sehingga

mengakibatkan keretakan pada beton. Hal ini merupakan awal dari kerusakan beton

yang akhirnya menuju ke kerusakan yang lebih parah sehingga secara keseluruhan

memperpendek usia pakai konstruksi yang bersangkutan.

Proses merembesnya air pada beton merupakan salah satu fenomena water

retention atau hisapan, dan sering disebut pula dengan kapilaritas. Water

2

retentionatau hisapan diakibatkan oleh adanya tegangan air pori negatif. Menurut

Indarto (2010) Konsep dasar tarikan antar permukaan dari cairan berasal dari

interaksi molekuler. Molekul-molekul dalam cairan saling tarik-menarik satu sama

lain melalui gaya yang bekerja dalam seluruh arah. Pada permukaan, molekul hanya

mengalami gaya satu arah gaya yang berlawanan dengan gaya-gaya yang bekerja.

Bila suatu molekul berpindah dari dalam permukaan cairan, interaksi molekul pada

permukaan akan mengubah arah dari gaya. Dengan demikian perpindahan -

perpindahan molekul pada permukaan cenderung memperbesar permukaan cairan.

Pengujian permeabilitas dapat dilakukan di laboratorium dengan

mengambilcontoh beton dari lapangan atau mencetaksecara khusus contoh beton

yang akan diuji. Namun, pengujian tersebut selama ini jarang dilakukan karena

membutuhkan waktu yang cukup lama, hargaalat tes permeabilitas yang mahal,

dankondisi lingkungan tropis yang sangat lembabsehingga bisa mempengaruhi

keberhasilan tes. Padahal hasil uji ini sangat pentingkhususnya untuk struktur beton

di daerah pantai, beton yang terdapat pada permukaan air dan terendam air. Sehingga

perlu diadakan antisipasi pada desain strukturbeton tersebut dan perlunya

pengetahuan mengenai waktu dimana struktur tersebut harus mengalami perawatan.

Perlu suatu penelitian untuk mengetahui water retention pada beton dengan

mudah dan relatif tidak mahal. Untuk itu dalam penelitian ini mencoba menggunakan

metode kertas filter. Metode kertas filter yaitu metode pengukuran suction atau water

retention yang selama ini dilakukan untuk tanah terutama pada tanah unsaturated.

metode filter paper yang mengacu pada ASTM D 5298-03 dicoba dilakukan terhadap

beton.

Indarto (1991) membagi metoda pengukuran hisapan / water retention

menjadi 2 bagian, yaitu metoda pembebanan dan metoda pengukuran. Metode kertas

filter merupakan salah satu dari metode pengukuran.Metoda kertas filter adalah

metoda tidak langsung yang didasarkan pada hypothesa bahwa, saat terjadi

keseimbangan, tegangan air pori negatif dalam suatu tanah atau benda uji dan suatu

kertas filter yang memiliki kontak dengan tanah atau benda uji tersebut adalah sama.

Metoda kertas filter diusulkan pertama kali oleh Gardner (1937). Sedang Fawcett dan

3

Collis George (1967), menyederhanakan penggunaan kertas filter dengan

menggunakan kertas filter Whatman No. 42.

Kalibrasi dengan metode kertas filter Whatman No. 42 ini dilakukan oleh

Fawcett dan Collis George (1967) dan Zerhouni (1991) pada alur pembasahan.

Sedang Parcevoux (1980) dan Indarto (1991) melakukan kalibrasi pada jenis kertas

filter yang sama tetapi pada alur pengeringan.

Penelitian mengenai pengukuran water retention terhadap beton dengan

menggunakan kertas filter telah dilakukan oleh Jihat (2014). Penelitian dilakukan

secara eksperimental di laboratorium. Dalam penelitiannya, dia dapat membuktikan

bahwa kertas filter mampu mengukur water retention pada beton. Namun, dalam

penelitiannya terbatas pada beton yang porus dengan faktor air semen yang

digunakan sebesar 0,4.

Berdasarkan latar belakang diataslah, maka dari itu peneliti ingin melakukan

penelitian pengukuran water retention pada beton dengan menggunakan kertas filter

dan ingin menguji sampai pada beton yang bagaimana yang dapat diukur kertas

filter.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang dapat diambil berdasarkan latar belakang yang telah

dijelaskan yaitu:

1 Sampai pada porositas berapa yang dapat diukur kertas filter?

2 Bagaimana karakteristik water retention pada pasta semen?

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini ialah:

1 Untuk mendapatkan metode pengukuran water retention pada beton dengan

mudah dan tidak mahal dengan melakukan pengujian terhadap metode

kertas filter dapat digunakan untuk pengukuran water retention pada pasta

semen.

2 Diperoleh kurva karakteristik water retention pada pasta semen.

4

3 Mengetahui adanya pengaruh porositas material terhadap grafik water

retention yang bervariasi.

4 Memperoleh hubungan kadar air, water retention, porositas, cepat rambat

gelombang dan kuat tekan dengan benda uji yang memiliki tingkat porositas

yang berbeda-beda dengan memodelkan benda uji tersebut menggunakan

pasta semen FAS 0.5, 0.45, 0.35, 0.3 dan pasta semen foam.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini ialah

1 Memperoleh penyederhanaan pengukuran water retention pada pasta semen.

2 Mengetahui batas besarnya nilai water retention yang dapat diukur dengan

kertas filter.

3 Didapatkannya solusi pengukuran water retention pada pasta semen dengan

cara yang mudah, cepat dan ekonomis.

4 Sebagai acuan untuk penelitian selanjutnya mengenai cara mengatasi water

retention pada beton yang berpengaruh pada mutu beton dan merupakan

penyebab terjadinya korosi.

1.5 Batasan Masalah

Beberapa batasan yang diberikan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

1 Pengukuran water retention menggunakanmetode kertas filter whatman no

42, pengujian dilakukan berdasarkan ASTM D5298-10

2 Umur hidrasi benda uji selama 28 hari

3 Metode yang digunakan metode wetting curing

4 Pembuatan benda uji dan pengukuran dilakukan dalam suhu ruangan

5 Pengujian porositas menggunakan alat vakum.

6 Pengujian UPV berdasarkan ASTM C 5997-97

7 Pengujian kuat tekan berdasarkan ASTM C 39/C

5

BAB 2.

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Fenomena Kapilaritas

Kapilaritas adalah peristiwa naiknya air melalui pori-pori kecil. Kapilaritas

sering dikenal dengan istilah hisapan atau suction. Interaksi antara air dan udara,

padat dan air, serta padat dan udara akan menimbulkan tegangan di masing-masing

permukaannya. Interaksi anatarapadat-air dan udara mengakibatkan terjadinya

kenaikan air dalam pipa kapiler pada ketinggian tertentu.

Gambar 2.1 Tegangan antar permukaan padat, air dan udara

Tekanan kapiler timbul karena adanya tarikan pada permukaan air bagian

atas. Hal ini terjadi karena adanya peristiwa adhesif yang merupakan gaya tarik

menarik antar dua material yang berbeda. Air dan tanah merupakan dua material

yang berbeda jenis. Apabila tanah berada pada kondisi tidak jenuh, air dalam tanah

akan membentuk suatu struktur meniskus air pada tanah yang timbul karena

fenomena tegangan permukaan (Yudayana, 2001).

Udara

σap

σpu

σau air

Padat

6

Gambar 2.2 Perilaku air dalam tabung kapiler

Pada kondisi setimbang, komponen vertikal dari gaya tarik sama besarnya

dengan berat air yang naik. Sehingga dapat dirumuskan:

2 𝜋 r Ts cos∅ = π r2 hcγw (2.1)

dengan demikian tinggi muka air dapat dihitung dengan perumusan

ℎ𝑐 =2 𝑇𝑠 𝑐𝑜𝑠 ∅

𝑟𝛾𝑤 (2.2)

dimana: Ts = tegangan permukaan

θ = sudut kontak antara tegangan permukaan dengan dinding

γ = berat volume air

dari persamaan di atas, maka terlihat bahwa harga tekanan air pori (pore water

pressure) yang terletak pada permukaan air adalah berharga negatif, yang berarti

bahwa tegangan tersebut bersifat tegangan tarik. Tegangan air pori inilah yang

disebut dengan suction. Dari persamaan 2.2 tampak bahwa semakin tinggi pipa

kapiler, maka semakin besar nilai suction dan semakin kecil diameter porinya.

7

Gambar 2.3Interaksi antara air dan udara dalam tabung kapiler dengan

perbedaancekungan dan tinggi kapilaritas (WW.Ng dkk, 2007 data diperoleh dari

Janssen dan Dempsey, 1980)

2.2 Teori Water Retention Pada Tanah

Teori water retention pada tanah sering disebut dengan suction atau hisapan.

Suction sering terjadi pada tanah jenuh sebagian (unsaturated). Pada tanah jenuh,

pori-pori yang terdapat didalamnya seluruhnya terisi oleh air, sedangkan pada tanah

jenuh sebagian, pori-pori didalamnya terisi oleh air dan udara. Interaksi antara udara

dan air akan membentuk struktur miniskus air, karena akibat fenomena tegangan

permukaan (surface tension).

Menurut Fredlund (1996), pembagian tanah secara umum dibagi menjadi

dua yaitu tanah jenuh dan tanah jenuh sebagian (unsaturated).Berdasarkan pada

letak muka air tanah, tanah jenuh berada dibawah muka air tanah, tegangan efektif

yang berlaku ialah (σ-uw). Sedangkan untuk tanahtanah jenuh sebagian berada di

8

atas muka air tanah, dipengaruhi oleh dua komponen tegangan, net normal stress (σ-

ua) dan matric suction (ua-uw).

Menurut Fredlund dan Rahardjo (1193) surface tension (Ts)didefinisikan

sebagai tegangan yang timbul antar molekul akibat kontak langsung antar muka air

dan udara. Nilai Surface tention (Ts) didapat dari tangensial nilai tegangan per unit

panjang permukaan kontak air dan udara (N/m). Besarnya Surface Tention

dipengaruhi oleh temperature. Tabel 2.1 merupakan nilai dari surface tention

berdasarkan temperature yang berbeda (Kaye dan Laby, 1973). Pada gambar 2.3

merupakan surface tention pada permukaan air-udara, dimana sifat secara umum

dapat dilihat bahwa tegangan yang ada di dalam balon lebih besar daripada di luar.

Jika dua dimensi membran dikenai tekanan yang berbeda pada setiap sisinya,

diasumsikan membran yang mengalami tekanan yang lebih besar akan melengkung.

Perbedaan tegangan sepanjang permukaan lengkung berkorelasi dengan surface

tention dan jari-jari kelengkungan.

Gambar 2.4Surface tension pada muka air-udara. (a) interaksi antar molekul air-

udara dan molekul dalam air. (b) tegangan dan surface tension pada dua dimensi

permukaan (WW.Ng dkk, 2007 data diperoleh dari Fredlund dan Rahardjo, 1993)

Tabel 2.1 Surface tension pada berbagai temperature

Temperature, t0 (

0C) Surface Tension,

Ts(Mn/M)

0 75.7

10 74.2

Molekul pada

kontak muka air dan

udara

Molekul

dalam air

9

Tabel 2.2 Lanjutan surface tension pada berbagai temperature

Temperature, t0 (

0C) Surface Tension, Ts(Mn/M)

20 72.75

25 72

30 71.2

40 69.6

50 67.9

60 66.2

70 64.4

80 62.6

100 58.8

Sumber : WW.Ng dkk, 2007

Schofield (1935) memperkenalkan metode dalam menyatakan besarnya

suction dalam skala pF. Penggunaan skala ini sering kali dilakukan. Jika suction pada

tanah dinyatakan dalam bentuk tinggi kolom air pada tabung kapiler, maka logaritma

ketinggian yang dinyatakan dalam satuan cm (centimeter) tersebut adalah ekuivalen

dengan harga pF dari tanah tersebut yakni:

pF = log [-uw] (2.3)

dengan uw adalah tinggi kolom air dalam cm.

Apabila nilai pF adalah 2 maka ketinggian air kapiler mencapai 100 cm

diatas muka air tanah dan ekuivalen dengan tegangan sebesar 1 kg/cm2 pada puncak

kolom airnya (yudayana, 2001).

Menurut (Edlefsen dan Anderson, 1943), suction umumnya disebut sebagai

suatu keadaan energi bebas dari air tanah. Pengukurannya menggunakan tekanan air

dimana berdasarkan persamaan kelvin (Sposito, 1981) dapat dirumuskan sebagai

berikut:

Ψ = −𝑅𝑇

𝜈𝑊𝑂 𝜔𝑉ln(

uv

uvo) (2.4)

dimana :ψ adalah total suction (kPa),

R adalah konstanta gas (J/(mol.K)

T adalah suhu (K)

10

νwo adalah specific volume (m3/Kg)

ωv adalah massa molekul uap air (g/mol)

uv adalah tegangan air pori (kPa)

uvo adalah tegangan air pori pada permukaan air dengan suhu yang sama

(kPa). Nilai (uv/uvo) disebut dengan kelembapan relatif, RH (persen).

Total suction mempunyai dua komponen: matric suction (ua - uw) dan

osmotic suction (π)

Ψ= (ua - uw) + π (2.5)

Perubahan total suction secara umum disebabkan oleh perubahan dari RH

dalam tanah. RH dapat berkurang pada kecekungan permukaan air dalam fenomena

kapiler (Fredlund dan Rahardjo, 1993). Selisih anatara tekanan udara (ua) dengan

tekanan air (uw) pada permukaan air disebut dengan matric suction. Osmotic suction

adalah fungsi dari banyaknya garam yang terlarut dalam pori berupa cairan dan

diberikan beban tekanan uap untuk memperoleh nilai suction. Osmotic suction

dihasilkan dari gaya yang berada dalam molekul air sebagai hasil dari aktivitas kimia

tanah.

Molenkamp dan Nazemi (2003), Li (2003) menunujukkan adanya tekanan

antar partikel yang disebabkan oleh miniscus air berada dalam kesetimbangan statis

dengan diterapkannya tegangan eksternal. Akan tetapi nilai tegangan eksternal tidak

akan pernah sama dengan tekanan antar partikel (Wheeler,2006).

Gambar 2.5 merupakan partikel tanah unsaturated yang terdiri dari partikel

tanah, tekanan atsmosfer udara dan tekanan air pori negatif dengan bidang kontak

miniskus (Wheeler dan Karube, 1995).

11

Gambar 2.5 Pengaruh tegangan eksternal dan suction terhadap tekanan antar butiran

tanah (WW.Ng dkk, 2007 data diperoleh dari Wheeler Karube, 1995).

Croney dan Coleman (1954) melakukan penelitian pada dua jenis kapur

yang terdrainase yang disajikan dalam kurva pada Gambar 2.7 sebagai berikut.

Nσ adalah tekanan normal antar butiran yang disebabkan oleh

tegangan eksternal

Tσ adalah tangensial antar butiran yang disebabkan oleh tegangan

eksternal

NS adalah tekanan antar butiran disebabkan suction

12

Gambar 2.6 Kurva drainasedua jenisbahan kapur(Corney dan Coleman 1954)

Menurut Indarto (1991) besarnya hisapan dari grafik yang dinyatakan dalam

angka pF, bila akan dinyatakan dalam tegangan air pori negatif maka nilai tersebut

harus dikonversikan kedalam kPa atau kg/cm2 . misal kan untuk suatu tanah yang

akan diukur hisapannyadidapat nilai hisapan pF=3 , maka nilai tersebut sama

dengan tegangan air pori negatif 1 kg/cm2 atau 100 kPa. Bila akan dinyatakan dalam

tinggi kapiler, maka nilai hisapan pF dapat dikalibrasikan dalam satuan cm. Misal pF

= 3 senilai dengan pF = Log (1000), bila dinyatakan dalam cm maka invers log 3

atau 103= 1000.

Dari gambar 2.7 nilai-nilai pF dikalibrasikan dalam satuan m untuk

memperoleh gambar grafik hubungan kadar air W (%) dengan tinggi kapilaritas (m).

Hasil kalibrasi tersebut disajikan pada Gambar 2.8. Nilai water retention dapat

diperoleh dari besarnya tinngi kapilaritas.

13

Gambar 2.7 Kurva drainasedua jenisbahan kapur(Corney dan Coleman 1954) yang

telah dikalibrasi

2.2.1 Pengukuran Water Retention atau Suction Pada Tanah

Menurut EJ Murray dan V Sivakumar (1945), guna untuk mengetahui

besarnya suction dapat dilakukan pengukuran suction dan kontrol suction. Metode

yang digunakan di laboratorium dalam melakukan pengukuran dan kontrol suction

disajikan dalam tabel 2.3

-50

50

150

250

350

0 10 20 30

Tin

ggi K

apile

r (m

)

W (%)

Hardsoil wetting Hardsoil drying

Softsoil Wetting Softsoil Drying

14

Tabel 2.3. Rentang besarnya hisapan untuk setiap alat atau metode pengukuran dan

kontrol suction

Alat Ukur Komponen yang diukur Rentang Hisapan

(kPa)

Waktu

Setimbang

Pengukuran Suction

Pressure Plate

Tensiometers and suction

probes

Thermal conductivity

sensors

Electrical conductivity

sensors

Filter paper contact

Thermocouple

psychrometers

Transistor psychometer

Chilled mirror psychrometer

Filter paper non-contact

Electrical conductivity of

pore water

Extarcted using pore fluid

squeezer

Matric

Matric

Matric

Matric

Matric

Total

Total

Total

Total

Osmotic

0-1500

0-1500

1-1500

50-1500

0-10000

100-8000

100-70000

1-60000

1000-10000

Beberapa jam

Beberapa

menit

Beberapa jam

Beberapa jam

2-57 hari

Beberapa

menit

1 jam

3-10 menit

2-14 hari

Kontrol suction

Negative (or Hanging) water

column technique

Axis translation technique

Osmotic technique

Vapour equilibrium

technique

Matric

Matric

Matric

Total

0-30

0-1500

0-10000

4000-600000

Beberapa jam

Beberapa jam

Hingga2

bulan

1-2 bulan

Sumber : Murray dkk, 2010

Indarto (1991), membagi metoda pengukuran hisapan menjadi 2

bagian,yaitu metoda pembebanan dan metoda pengukuran. Metoda tersebut adalah:

a. Metoda pembebanan adalah suatu pemberian tegangan kapiler tertentu pada tanah

yang memiliki kondisi inisial tertentu, kemudian ditunggu sampai benda uji

tersebut mencapai kestabilan terhadap pemberian tegangan kapiler yang

diberikan.Umumnya metoda ini digunakan di laboratorium khususnya untuk riset

b. Metoda pengukuran, adalah suatu pengukuran terhadap besarnya tegangan kapiler

dari suatu tanah yang memiliki tegangan kapiler tertentu.Metoda ini bisa

digunakan untuk di lapangan.

a. Metoda pembebanan

15

Metoda pembebanan umumnya di gunakan untuk kepentingan riset

dilaboratorium. Benda uji yang dikenai tegangan kapiler, ini disesuaikan dengan

kebutuhan. Benda uji bisa dalam kondisi jenuh sekali (atau likid) maupun kering

sekali, bisa juga dari kondisi lapangan yang memiliki kondisi tertentu kemudian

dikenai tegangan kapiler tertentu sampai memperoleh kestabilan terhadap

pembebanan kapiler tertentu.

Macam-macam peralatan yang digunakan dalam metoda pembebanan ini

adalah tensiometric plate, membrane air pressure, osmotic , pembebanan dengan

menggunakan garam jenuh dalam dessicator .Penggunaan setiap alat dibatasi oleh

besarnya pembebanan suction yang diberikan pada benda uji. Tabel 2.4 memberikan

rentang suction atau tegangan air pori negatif (-Uw) yang dapat diberikan pada

benda uji dari setiap alat atau metode yang diberikan.

Tabel 2.4. Rentang besarnya hisapan atau tegangan air pori negatif untuk setiap

alat/metode

Metoda Rentang hisapanatau –Uw (kPa) Tensiometric plate 1- 30

Membrane air pressure 30 -50

Osmotic 50 -1500

Garam jenuh dalam dessicator 1500 – 400000

Sumber : Indarto 1991

b. Metode pengukuran

Metoda pengukuran adalah pengukuran besarnya hisapan atau tegangan air

pori negatif terhadap benda uji yang memilkihisapan atau tegangan air pori negatif

tertentu. Macam-macam peralatan yang digunakan dalam metode pengukuran ini

adalah tensiometer, kertas filter dan psychrometer dan axis translation.

Metode kertas Filter

Penggunaan metoda tensiometrik sangat terbatas, sebagaimana terlihat

dalam metoda pembebanan bahwa rentang hisapan yang dapat diukur sangat kecil

karena dibatasai oleh tekanan atmosfer . Disisi lain penggunaan psychrometer sangat

sulit karena kepekaannya terhadap kelembaban. Dilihat dari sisi rentang dan

kemudahan penggunaan maka metoda kertas filter dapat dijadikan pilihan.

Metoda kertas filter adalah metoda tidak langsung yang didasarkan pada

hypothesa bahwa, saat terjadi keseimbangan, tegangan air pori negatif dalam suatu

16

tanah atau benda uji dan suatu kertas filter yang memiliki kontak dengan tanah atau

benda uji tersebut adalah sama.

Metoda kertas filter diusulkan pertama kali oleh Gardner (1937). Sedang

Fawcett dan Collis George (1967), menyederhanakan penggunaan kertas filter

dengan menggunakan kertas filter Whatman No. 42.

Kalibrasi dengan metode kertas filter Whatman No. 42 ini dilakukan oleh

Fawcett dan Collis George (1967) dan Zerhouni (1991) pada alur pembasahan.

Sedang Parcevoux (1980) dan Indarto (1991) melakukan kalibrasi pada jenis kertas

filter yang sama tetapi pada alur pengeringan. Gambar 2.8 adalah hasil 4 kalibrasi

metoda kertas filter dari para peneliti diatas.

Besarnya hisapan dari grafik pada Gambar 2.8 dinyatakan dalam angka pF,

sehingga bila akan dinyatakan dalam tegangan air pori negatif maka nilai tersebut

harus dikonversikan kedalam kPa atau kg/cm2 . misal kan untuk suatu tanah yang

akan diukur hisapannyadidapat nilai hisapan pF=3 , maka nilai tersebut sama dengan

tegangan air pori negatif 1 kg/cm2 atau 100 kPa

Gambar 2.8 Kalibrasi metode kertas filter dari beberapa peneliti (Sumber Indarto

1991 dan Indarto 2012)

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00

pF

Kadar air kertas filter w (%)

Fawcett-C.George (wetting)

Zerhouni (wetting)

17

2.3 Teori Water Retention Pada Beton

2.3.1 Permeabilitas Beton

Shetty (1997) menyatakan beton sering digunakan sebagai material struktur

pada bangunan air. Beton sering digunakan pula untuk pondasi dan dinding

basement. Kekuatan struktur tergantung pada kekedapan beton.

Pasta semen yang telah mengeras terdiri dari pori-pori gel dan rongga

kapiler. Gel dengan pori sekitar 28%, tetapi pori-porinya sangat kecil sehingga air

tidak dapat merembes dalam kondisi normal. Permeabilitas gel 1/100 dari pasta. Oleh

karena itu pori gel tidak memberikan kontribusi pada permeabilitas beton. sejauh ini

rongga kapiler tergantung pada rasio air semen. Hal tersebut merupakan salah satu

faktor utama yang berkontribusi terhadap permeabilitas beton. pada rasio air semen

rendah, tidak hanya sebatas rongga kapiler yang sedikit tapi diameterjuga

kecil.Ronggakapilerpada rasioair semenyang rendah, akandapat diisidenganhasil dari

hidrasisemendalam beberapa hari.Hanyaronggayang terlalubesar, dihasilkan oleh

rasioair semenyang tinggi (sekitarlebih dari0,7) tidak

akandiisiolehgeldanakantetapsebagai ronggakosong.Oleh karena itu, porositasyang

disebabkan olehrasioair semenyang berlebihanberpengaruh untukpermeabilitasbeton.

Tabel2.2menunjukkanpermeabilitaspastadi berbagaiusia.

Tabel 2.5 Penurunan Permeabilitas Pasta Semen (Kadar air semen = 0.7) dengan

Kenaikan Proses Hidrasi

Usia (Hari) Koefesian Permeability (m/s)

Fresh

5

6

8

13

24

Terakhir

2 x 10 -6

4x 10 -10

1 x 10 -10

4x 10 -11

5 x 10-12

1 x 10-12

6 x 10-13

Sumber : Shetty, 1997

Sangat menarik untuk dicatat bahwa permeabilitas pasta dengan rasio air

semen yang rendah dapat dibandingkan dengan permeabilitas batuan padat. Tabel 2.6

menunjukkan perbandingan antara permeabilitas batuan dan semen paste.

18

Tabel 2.6 Perbandingan Permeabiltas Batuan dengan Pasta Semen (Tabel 2.5)

Tipe Batuan Koefisien Permeability

(m/s)

Rasioair

semenpastamatangdaripermeabilitasyang

sama

Dense trap

Quartz diorite

Marble

Granite

Sandstone

Granite

2.47x10 -14

8.24x10-14

2.39x10-13

5.35x10-11

1.23x10-10

1.56x10-10

0.38

0.42

0.48

0.70

0.71

0.71


Tabel di atas menunjukkan bahwa pasta semen dengan rasio air semen setinggi 0,70

cukup nilai koefisien permeabilitas sekitar 5.35x10-11

meter per detik. Nilai koefisien

permeabilitas tersebut sangat kecil, aplikasinya tidak ada air akan merembes. Namun

dalam prakteknya, pada mortar dan beton menunjukkan permeabilitas cukup jauh

lebih tinggi dari nilai yang ditunjukkan pada tabel di atas. Hal ini jelasbukan

karenapermeabilitasagregatpadamortaratau beton. Agregatyang digunakan

dalammortaratau betonmerupakan agregat yangkedapseperti padapasta sementampak

pada tabel 2.4. Permeabilitasyang tinggidarimortaratau betondalam strukturyang

sebenarnyadikarenakanhal berikut:

a) Pembentukanretak mikroakibatdari pengeringandan penyusutanjangka panjang.

b) Pecahnyaikatan permukaan antaraagregatdanpastakarenategangan suhuyang

tidak merata.

c) Retakyang diakibatkantekananstructural.

d) Perubahan volumedisebabkanberbagai alasan.

e) Adanyaudarayang terperangkapkarenatidak cukuppemadatan.

f) Tabel2.5menunjukkannilai-nilaipermeabilitas yang diamatipada beton di

beberapabendungandi United State.

Tabel 2.7 Nilai-nilai Permeabilitasbetonyang digunakandibendungan

Kadar semen (Kg/m3) Kadar Air Semen Permeabilitas 10

-13 m/s

156

151

138

223

0.69

0.74

0.75

0.46

8

24

35

28


19

2.3.2 Mekanisme dan Definisi Transport

Masuknyagas, air atauionke dalam betonterjadi

melaluimatriksruangporipasta semenatauretak mikro. Berbagaimekanismefisik

dan/ataukimia yang berbedadapatmengaturtransportasifluidakebeton, tergantung

padaaliran substencedan konsentrasilokal, kondisi lingkungan, strukturporibeton,

lebarjari-jariporiretak-mikro, derajat kejenuhandari poridan

suhu.Mengingatberbagaiukuran poridanberbagaikonsentrasiuap air dibetonsebagai

fungsidarikondisipaparaniklim, pengangkutanmedia kebetondi sebagian

besarkasusbukan karenasalah satu mekanismetunggal. namun

beberapamekanismedapat bertindaksecara simultan.

Difusi

Pergerakanrandom massamolekulbebas atauiondalam

larutanporimengakibatkan perpindahan darikonsentrasitinggikekonsentrasirendah.

Pergerakan kecepatan massa melaluisatuan luas, F

F= 𝑑𝑚

𝑑𝑡

1

𝐴 (2.6)

Dimana:

F = Massa aliran (g/m2s)

m = Massa zat yang mengalir (g)

t = waktu (detik)

A = Luas area (m2)

D merupakan koefisien diffusi (m2/s) dengan persamaan yang di ungkapkan

Fick sebagai berikut:

F= -D𝑑𝑐

𝑑𝑥 (2.7)

Dimana:

D = Koefisien difusi (m2/s)

c = kekentalan (g/m3)

x = jarak (m)

Capillary Suction

20

Perpindahanlikuid dalambenda padatberporidiakibatkan tegangan

permukaandisebut dengan peristiwa kapiler.

Perpindahan liquiddipengaruhi olehkarakteristikberikut

o Viskositas (Ns/m2)

o Massa jenis (kg/m3)

o Tegangan permukaan (N/m)

Dengankarakteristikdari solid, sepertistruktur pori(radius, tortuositasdan

kontinuitaskapiler) danenergi permukaan.

Aliran F akibat kapilaritas suction dari air pori yang dikemukakan oleh Darcy

mengenai aliran air untuk tak jenuh (non-saturated).

F = -𝑘𝑝

𝜂

𝑑𝑝𝑤

𝑑𝑥 (kg/m

2s) (2.8)

Dimana dpw/dx adalah gradient dari tegangan air pori pw (N/m2) dan kp

adalah koefisien kelembapan permeabilitas (kg/m).

Tegangan air pori pw diberikan oleh tegangan udara pa, jari-jari dari miniskus

air rm dan tegangan permukaan persamaan Laplace.

Pa – Pw = 2𝜎

𝑟𝑚 (2.9)

2.3.3 Parameter yang Mempengaruhi Karakteristik Transport

Permeabilitasbetontergantung padaberbagai macamparameter,

yangdapatdikelompokkan menjadibeberapa kategori:

o Konstituen karakteristik

o Karakteristik sampel

o Situasi/kondisi terjadinya tegangan

Diagram pada gambar 2.7 mengenaikekuatan mekanikbeton. fitur

utamadaripermeabilitasyang ditampilkan di sinimemiliki

perandalamporositasbeton(ronggakapilerataumicrocracks) danpergerakan fluida

secara mendatar dalam materi.Hal tersebut mempengaruhipermeabilitas. Dalam

prakteknya, hal ini semata-mataberkaitan denganjenis

pengaruhdanproporsikonstituen, sertadariusia dankondisipemeraman.

21

Gambar 2.9 Faktor Parameter yang Mempengaruhi Permeabilitas Beton (Kropp dkk,

1995)

Permeabilitas Beton

Contoh Parameter

Dimensi

Kelembapan

Fase Komponen

Permeabilitas

Parameter Pembebanan

Tingkat Tegangan

Geometry Crack

Matrix Porositas

Kadar air semen

Campuran air

Nilai hidrasi

Kandungan udara

Porositas Agregat Zona Transisi Porositas

Kadar air semen

Campuran air

Karakteristik ikatan

Nilai konsolidasi

Reaksi kimia

Hubungan agregat

dengan pasta semen

22

Gambar 2.10 Pengaruh kadar air semen dan ukuran agregat terhadap permeabilitas

(Kropp dkk, 1995)

KonsentrasiVolumeseperti yang ditunjukkan2.10dapat disimpulkansebagai

berikut:

o MeningkatkankonsentrasiVolumeagregat, berakibat pada meningkatnya

permeabilitas antar permukaan, sementara

penyerapanairpastadenganagregatmengurangipermeabilitasmortar

o Permeabilitas meningkat mengakibatkan porositas mortar

berkurang,bertentangan dengan respon dari pasta semen mengeras (hasil

berlawanantelah disajikanoleh Watson et al).

o Mortarringanlebihpermeable sekitar dua kali, bukan volume agregat mortar yang

berbeda. Disajikan dalam gambar 2.9

23

Gambar 2.11 Efek kosentrasi volume agregat terhadap permeabilitas mortar (Kropp

dkk, 1995)

Perpindahan likuidpadabetonpada dasarnyasama dengansemuabahan

berpori. Hubunganantarapermeabilitasdanporositaskapilerditunjukan (gambar 2.10).

Pori-porigeljuga berkontribusi terhadapkemungkinanperpindahanpada pasta semen,

tetapi dengan cara yang sangatterbatas. Permeabilitasfaseini hanya7x 10-16

m/s.Secara

keseluruhanporositas, permeabilitastergantung padadistribusi ukuran pori,

kontinuitasporidanisotropi.

24

Gambar 2.12 Hubungan antara permeabilitas dan porositas pada pasta semen

portland (Kropp dkk, 1995)

o Kadar Air Semen

Untukpastadengan tingkathidrasiyang sama, permeabilitasberkurangsebagai

rasioair semenmenurun. Menganalisis hasil beton tidak begitu

mudahkarenaberbagaikomposisi.Namun, hasilyang diperoleh

olehlawrencemengkonfirmasitren untukpengaruhrasioair

semen,meningkatnyapermeabilitasseiring dengan peningkatan rasioair semen.

Namun demikian, pengaruhrasioair semenitu sendiritidakjelasmasih dipengaruhi

faktor parameter lain(isi semen, gradasi agregat).

25

Gambar 2.13 Hubungan antara permeabilitas dan kadar air semen pada pasta semen

(Kropp dkk, 1995)

2.4 Penelitian Pengukuran Water Retention Terhadap Beton

Sebastien Schneider dkk (2012), melakukan penelitian dengan memodelkan

2 jenis benda uji yang terbuat yaitu concrete dan mortar dengan komposisi tertentu.

Hasil dari penelitian disajikan dalam kurva hubungan kadar air dengan water retetion

pada Gambar 2.14.

Gambar 2.14 Kurva water retention pada concrete C-15-A (a) dan Mortar M1 (b).

(Schneider dkk, 2012)

26

2.5 Penelitian Pengukuran Water Retention Terhadap Beton

Menggunakan Kertas filter

Sebelumya telah dilakukan penelitian mengenai pengukuran water retention

pada pasta semen dengan menggunakan kertas filter. Penelitian dilakukan oleh Jihat

(2014). Penelitian dilakukan secara eksperimental di laboratorium. Penelitian

dilakukan dengan membuat dua jenis benda uji yaitu pasta semen dan paste semen

foam dengan berat jenis dibawah standard beton biasa. Dari penelitian yang telah

dilakukan jihad, terbutkti bahwa kertas filter dapat mengukur water retention pada

beton. Hasil penelitian disajikan dalam kurva hubungan kadar air dengan water

retention dalam nilai pF. Gambar 2.15 merupakan kurva hasil pengujian untuk benda

uji pasta semen. Gambar 2.16 merupakan kurva hasil pengujian untuk benda uji

pasta semen foam dan Gambar 2.17 merupakan kurva hubungan kadar air dengan

water retention pada benda uji pasta semen dan pasta semen foam.

Gambar 2.15 Kurva hubungan antara water retention dengan kadar air pada benda uji

pasta semen (Jihat 2014).

Grafik hubungan antara water retention skala PF dengan kadar air pasta

semen dikalibrasi menggunakan persamaan 2.3 di atas, sehingga diketahui tinggi

27

kapiler dalam satuan meter yang disajikan berdasarkan Gambar 2.16 berikut.

Gambar 2.16 Kurva hubungan antara tinggi kapiler (m) dengan kadar air pada benda

uji pasta semen (Jihat 2014).

Gambar 2.17 Kurva hubungan antara water retention dengan kadar air pada benda uji

pasta semen foam (Jihat 2014)

Grafik hubungan antara water retention skala PF dengan kadar air pasta

semen foam dikalibrasi menggunakan persamaan 2.3 di atas, sehingga diketahui

tinggi kapiler dalam satuan meter yang disajikan berdasarkan Gambar 2.18 berikut.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

0 5 10 15 20

Tin

ggi K

apile

r (m

)

Kadar air W (%)

Series1

28

Gambar 2.18 Kurva hubungan antara tinggi kapiler (m) dengan kadar air pada benda

uji pasta semen foam (Jihat 2014).

Gambar 2.19Kurva hubungan antara water retention dengan kadar air pada benda uji

pasta semen dan pasta semen foam (Jihat 2014).

2.6 Material Benda Uji

2.6.1 Semen

Semen Hydrolik

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 5 10 15 20 25

Tin

ggi K

apile

r (m

)

Kadar air W (%)

Series1

29

Menurut Mulyono (2004) Semen Hydrolik mempunyai kemampuan untuk

mengikat dan mengeras di dalam air. Contoh semen hydrolik antara lain kapur

hydrolik, semen pozollan, semen terak, semen alam, semen portland, semen

portland-pozollan, semen terak tanur tinggi, semen alumnia dan semen ekspansif.

Contoh lainnya adalah semen portland putih, semen warna dan semen-semen untuk

keperluan khusus.

o Semen Portland

Semen Portland adalah bahan konstruksi yang paling banyak digunakan

untuk pekerjaan beton. Menururt ASTM C-150,1985, semen portland didefinisikan

sebagai semen hydrolik yang dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari

kalsium silikat hydrolik, yang umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium

sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sama dengan bahan utamanya.

Semen portland yang digunakan di Indonesia harus memenuhi syarat

SII.0013-81 atau Standar Uji Bahan Bangunan Indonesia 1986, dan harus memenuhi

persyaratan yang ditetapkan dalam standar tersebut (PB.1989:3.2-8).

Semen yang digunakan untuk pekerjaan beton harus disesuaikan dengan

rencana kekuatan dan spesifikasi teknik yang diberikan. Pemilihan tipe semen ini

kelihatannya mudah dilakukan karena semen dapat langsung diambil dari sumbernya

(pabrik). Hal itu hanya benar jika standard deviasi yang ditemui kecil, sehingga

semen yang berasal beberapa sumber langsung dapat digunakan. Akan tetapi, jika

standard deviasi hasil uji kekuatan semen besar, hal tersebut akan menjadi masalah.

Saat ini banyak tipe semen yang ada dipasaran sehingga kemungkinan variasi

kekuatan semennya pun besar (ACI 318-89:2-1)

Fungsi utama semen adalah mengikat butir-butir agregat hingga membentuk

suatu massa padat dan mengisi rongga-rongga udara di antara buti-butir agregat.

Walaupun komposisi semen dalam beton hanya sekitar 10%, namun karena

fungsinya sebagai pengikat maka peranan semen menjad penting.

Semen dapat dibedakan dengan semen lainnya berdasarkan susunan

kimianya maupun kehalusan butirannya. Perbandingan bahan-bahan utama penyusun

semen portland adalah kapur (Ca0) sekitar 60% - 65%, silika (SiO2) sekitar 20% -

30

25%, dan oksida besi serta alumina (Fe2O3 dan Al2O3) sekitar 7% - 12%. Sifat-sifat

semen portland dapat dibedakan menjadi dua, yaitu sifat fisika dan sifat kimia.

Jenis dan Penggunaannya

Jenis I: yaitu semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan

persyaratan-persyaratan khusus seperti yang disyaratkan pada jenis-jenis

lain.

Jenis II:yaitu semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan

terhadap sulfat atau kalor hidrasi sedang.

Jenis III: yaitu semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan kekuatan

tinggi pada tahap permulaan setelah pengikat terjadi.

Jenis IV:yaitu semen portland yang dalam penggunaanya memerlukan kalor hidrasi

rendah

Jenis V:yaitu semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan

terhadap sulfat.

2.6.2 Foam Agent

Foam agent adalah suatu larutan pekat dari bahan surfaktan, dimana apabila

hendak digunakan harus dilarutkan dengan air. Surfaktan adalah zat yang cenderung

terkonsentrasi pada antar muka dan mengaktipkan antar muka tersebut. Dengan

membuat gelembung-gelembung udara dalam adukan semen, sehingga akan timbul

banyak pori-pori udara di dalam betonnya (Husin dan Setiadji R. 2008 ). Dalam

penelitian foam agent menggunakan bahan yang digunakan adalah (Foaming Agent)

Spectafoam, HDM, Polimer. Foam agent diperoleh dari pencampuran spectafoam,

harder mild, dan polymer.

2.6.3 Air

Air diperlukan pada pembuatan beton agar terjadi reaksi kimiawi dengan

semen yang menyebabkan pengikatan dan berlangsungnya pengerasan, untuk

membasahi agregat dan untuk melumas butir-butir agregat agar dapat mudah

dikerjakan dan dipadatkan (SNI 03-2847-2002). Karena pasta semen merupakan

hasil reaksi kimia antara air dan semen, maka bukan perbandingan jumlah air

31

terhadap total berat campuranyang penting, tetapi justru perbandingan air dengan

semen atau biasa yang disebut dengan faktor air semen (water cement ratio). Air

yang berlebihan akan menyebabkan banyaknya gelembung air setelah proses hidrasi

selesai, sedangkan air yang terlalu sedikit akan mempengaruhi kekuatan beton.

Untuk air yang tidaka memenuhi syarat mutu kekatan beton pada umur 7 hari atau 28

hari tidak boleh kurang dari 90% jika dibandingkan dengan kekuatan beton yang

menggunakan air standar/suling (PB 1989:9).

Air yang digunakan untuk campuran beton harus bersih, tidak boleh

mengandung minyak, asam, alkali, zat organis atau bahan lainnya yang dapat

merusak beton atau tulangan. Air yang digunakan dalam pembuatan beton pra tekan

dan beton yang akan ditanami logam alumunium (termasuk air bebas yang terkandun

dalam agregat) tidak boleh mengandung ion klorida dalam jumlah yang

membahayakan (ACI 318-89:2-2). Untuk perlindungan terhadap korosi, kosentrasi

ion klorida maksimum yang terdapat dalam beton yang telah mengeras pada umur 28

hari yang dihasilkan dari bahan campuran termasuk air, agregat, bahan bersemen dan

bahan campuran tambahan tidak boleh melampaui nilai batas diberikan tabel berikut.

Tabel 2.8Batas Maksimum Ion Klorida

Jenis Beton Batas (%)

Beton pra-tekan

Beton bertulang yang selamanya berhubungan dengan klorida

Beton bertulang yang selamanya kering atau terlindunh dari

basah

Konstruksi beton bertulang lainnya

0.06

0.15

1.00

0.30

Sumber: PB 1989:23

Bila beton akan berhubungan dengan air payau, air laut, atau air siraman

dari sumber-sumber tersebut, maka persyaratan air semen dan tebal selimut beton

pada tabel berikut.

32

Tabel 2.9 Ketentuan Minimum untuk Beton Kedap Air

Jenis Beton Kondisi Lingkungan

Berhubungan dengan

Faktor Air Semen

Maksimum

Kadar Semen

Minimum, Kg/m3

40 mm* 20 mm*

Beton

bertulang

Air Tawar

Air Payau/Air Laut

0.50

0.45

260

320

290

360

Beton

Pratekan

Air Tawar

Air Payau/ Air Laut

0.50

0.45

300

320

300

360

Sumber: Tabel 4.5.1 (a) PB(darft) 1989, *) Ukuran Maksimum Agregat

Tabel 2.10 Persyaratan untuk Kondisi Lingkungan Khusus.

Jenis

Beton

Kondisi

Lingkungan*

Faktor Air

Semen

Maksimum,

Beton Normal

Kandungan Semen Minimum, Kg/m3

Ukuran Agregat Maksimum, mm

40 20 14 10

Bertulang

Pratekan

Tidak

Bertulang

Ringan

Sedang

Berat

Ringan

Sedang

Berat

Ringan

Sedang

Berat

0.65

0.55

0.45

0.65

0.55

0.45

0.65

0.55

0.45

220

260

320

300

300

320

200

220

270

250

290

360

300

300

320

200

220

270

270

320

390

300

320

390

250

280

330

290

340

410

300

340

410

270

300

360

Sumber: Tabel 4.5.1 (b) PB (draft)1989:21,

*) Kondisi Lingkungan

Ringan = Terlindungi sepenuhnya dari cuaca atau kondisi agresif, kecuali sesaat pada

waktu konstruksi terbuka terhadap cuaca normal.

Sedang = Terlindungi dari hujan deras, beton yang tertanam dan beton yang

selamanya terendam air.

Berat = Terbuka terhadap air laut, air payau, hujan yang lebat dan keras,

penggantian antara basah dan kering. Mengalami kondensasi yang berat

atau uap korosif.

33

BAB 3.

METODOLOGI PENELITIAN

Penelitian dilakukan secara eksperimental dilaboratorium. Penelitian

dilakukan dengan beberapa tahapan yakni: tahapan persiapan, pembuatan benda uji,

pengujian terhadap benda uji (pengujian water retention, uji porositas, uji upv dan

test kuat tekan), analisis, kesimpulan dan saran. Tahapan penelitian yang dimaksud

tersusun seperti pada diagram alir yang disajikan pada Gambar 3.1 sebagai berikut.

Gambar 3.1 Bagan alir tahapan pelaksanaan penelitian

Start

Pasta semen dengan variasi nilai FAS

Pasta semen foam

Pemeraman selama 28 hari

Pembuatan Benda Uji

Persiapan Material

Benda Uji

1. Semen 2. Foam

3. Air

4. Kertas Filter

Pengujian mencari waktu

konsistensi kadar air benda uji

Uji Water Retention

Uji Porositas Uji UPV Test Kuat Tekan

Analisis

Kesimpulan

Selesai

34

Gambar 3.2 Bagan alir penentuan waktu kosistensi kadar air benda uji (t1)

Gambar 3.3 Bagan alir uji water retention

Start

Benda uji dan kertas filter dioven, kemudian ditimbang untuk memperoleh berat kering

Benda uji direndam

dalam waktu (t1)

Benda uji ditetesi air dengan volume tertentu, dan

tunggu air meresap ke dalam benda uji

Kertas filter diinsertkan diantara dua benda uji

Kertas filter ditimbang, dan diperoleh kadar air

A

Start

Benda uji di oven selama 24 jam

Benda uji di timbang untuk

memperoleh berat kering

Benda uji di rendam dengan

waktu yang berbeda-beda yakni 1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam, 6

jam, 10 jam, 12 jam, 14 jam, 16

jam, 18 jam, 20 jam, 24 jam, 2 hari, 4 hari 5 hari, 6 hari, 7 hari,

8 hari, 9 hari, 10 hari.

Benda uji ditimbang untuk mencari

kadar air konstant

waktu kosistensi kadar

air benda uji (t1)

Selesai

35

Gambar 3.4 Bagan alir uji water retention (lanjutan)

Gambar 3.5 Bagan alir uji porositas

Start

Setelah benda uji berumur 28 hari, benda

uji diambil dari tempat curing.

Benda uji dimasukan ke dalam alat vakum. Lama memvakum

selama 24 jam dengan suhu 230

Air dimasukkan ke dalam alat vakum hingga benda uji terendam

seluruhnya. Lama memvakum minimal 6 jam

Benda uji ditimbang

Benda uji ditimbang dalam air

Benda uji dioven pada suhu 1050C selama 24 jam

Benda uji ditimbang

Perhitungan porositas

Nilai porositas

Plot ke dalam grafik nilai PF dan Kadar air

A

Mencari nilai PF berdasarkan kadar air yang diperoleh

dengan menggunakan grafik kalibrasi kertas filter

Analisis

Selesai

36

Gambar 3.6 Bagan alir uji upv (ultrasonic pulse velocity)

Gambar 3.7 Bagan alir test kuat tekan

Start

Test kuat tekan dilakukan terhadap

benda uji yang berumur 28 hari

Dilakukan test terhadap benda uji dengan

alat test kuat tekan

Pembacaan hasil test

Nilai kuat tekan

Perhitungan kuat tekan

Start

Test upv dilakukan terhadap benda

uji yang berumur 28 hari

Dilakukan test terhadap benda uji dengan

alat test upv

Pembacaan hasil test

Nilai kecepatan

gelombang

37

Penelitian dilakukan dengan cara eksperimental di laboratorium D3 Sipil

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Beberapa tahapan pelaksanaan

penelitian dilakukan sesuai Gambar 3.5. Namun terlebih dahulu dilakukan beberapa

pengujian untuk memperoleh parameter-parameter yang akan digunakan dalam

pelaksanaan penelitian. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian mencari waktu

kosistensi kadar air benda uji dan kertas filter. Tahapan pengujian sesuai Gambar 3.1.

Uji porositas, tahapan pengujian sesuai Gambar 3.2, uji upv (ultrasonic pulse

velocity) tahapan pengujian sesuai Gambar 3.3, test kuat tekan sesuai Gambar 3.4.

Hasil uji porositas, uji upv dan test kuat tekan digunakan sebagai pembanding

keakuratan pengkuran water retention pada pasta semen dengan menggunakan kertas

filter.

3.1 Pembuatan Benda Uji

Pembuatan benda uji dilakukan berdasarkan ASTM C1602 / C1602M -

12“Standard Spesification for Mixing Water Used in the Production of Hydraulic

Cement Concrete”

1. Awal mula sebelum dilakukan eksperimental, perlu persiapan material bahan

pembuat benda uji dan kertas filter.

2. Terdapat dua jenis benda uji. Benda uji pertama ialah pasta semen dan benda uji

kedua ialah pasta semen foam.

3. Untuk benda uji pasta semen, dimodelkan pasta semen dengan variasi nilai FAS

(Faktor Air Semen). FAS yang digunakan ialah 0.5, 0.45, 0.35, dan 0.3.

4. Benda uji dibuat dengan dimensi 5 cm x 5 cm x 5 cm. Kemudian di rendam

selama 28 hari.

3.2 Mencari Waktu Kosistensi Kadar Air Benda Uji (t1)

1. Setelah benda uji berumur 28 hari, benda uji di oven selama 24 jam hingga

kering sempurna, dengan tujuan untuk memperoleh berat kering benda uji.

2. Benda uji di rendam dengan waktu yang telah di tentukan yakni 1 jam, 2 jam, 3

jam, 4 jam, 6 jam, 8 jam, 10 jam, 12 jam, 14 jam, 16 jam, 18 jam, 20 jam, 22

jam, 24 jam, 2 hari, 3 hari, 4 hari, 5 hari, 6 hari, 7 hari, 8 hari, 9 hari, 10 hari.

https://www.astm.org/Standards/C1602.htm


38

3. Pada masing-masing waktu perendaman digunakan 2 benda uji. Setelah

perendaman, benda uji ditimbang dalam keadaan kering permukaan.

4. Data kadar air dapat diperoleh. Data kadar air pada masing-masing waktu

perendaman dibandingkan dan diambil benda uji yang memiliki kadar air

maksimum. Sehingga dapat diperoleh waktu lama perendaman yang

meghasilkan kadar air optimum.

3.3 Pengujian Water Retention

Pelaksanaan pengujian water retention berdasarkanASTM D5298-19.

Pengujian dilakukan terhadap benda uji yang telah direndam selama 28 hari.

Pelaksanaan pengujian dilakukan sebagai berikut.

1. Setelah benda uji dibuat dan direndam selama 28 hari, benda uji dan kertas filter

di oven, kemudian ditimbang untuk memperoleh berat kering. Kemudian

pengujian dilakukan dengan dua variasi:

a. Benda uji direndam selama t1. t1 merupakan waktu yang diperoleh dari

pengujian sebelumnya untuk memperoleh waktu kosistensi kadar air pada

benda uji.

b. Benda uji ditetesi air dengan volume tertentu, dan tunggu air meresap ke

dalam benda uji.

2. Insertkan kertas filter diantara dua benda uji yang telah direndam seperti pada

Gambar 3.8. Setelah di insertkan kertas filter dengan lama kontak telah

ditentukan, kemudian kertas filter ditimbang, dan kadar air pada kertas filter

diperoleh.

3. Mencari nilai PF berdasarkan kadar air yang diperoleh dengan menggunakan

grafik kalibrasi kertas filter.

Gambar 3.8 Penempatan Kertas Filter pada Benda Uji

Benda Uji

Kertas Filter

39

3.3.1 Perhitungan Water Retention

Penentuan nilai water retention pada penelitian ini digunakan metode

pengukuran yaitu dengan menggunakan kertas filter tipe Whatman no. 42. Metode

pengukuranberdasarkan ASTM D5298-19. Pengukuranwater retention pada beton

dengan menggunakan kertas filter digunakan untuk membuktikan apakah water

retention pada beton dapat diukur menggunakan kertas filter. Jika terbukti kertas

filter dapat digunakan untuk mengukur water retention pada beton, maka

ditemukanlah inovasi terbaru pengukuran water retention pada beton dengan cara

yang mudah dan murah.

Perhitungan besarnya water retention dilakukan dengan cara mencari kadar

air yang terserap pada kertas filter yang telah mencapai keseimbangan. Kadar air

dihitung dengan perumusan beriku ini:

Kadar air kertas filter (w) = (Wssd – Wk) / Wk x 100% (3.4)

dimana:

Wssd = berat basah kering permukaan kertas filter

Wk = berat kering kertas filter

Penimbangan kertas filter dilakukan segera setelah diambil dari benda uji.

Hal tersebut dilakukan guna menghindari terjadi penguapan yang dapat mengurangi

besarnya kadar air.

Gambar 3.9. Grafik kalibrasi kertas filter (sumber: ASTM D5298-19)

40

Gambar 3.10 Kalibrasi metode kertas filter dari beberapa peneliti (Sumber Indarto

1991 dan Indarto 2012)

Kadar air pada kertas filter diperoleh, kemudian diplotkan pada grafik

kalibrasi kertas filter. Dari grafik diperoleh nilai water retention.

3.4 Uji Porositas

Porositas merupakan perbandingan volume kosong di dalam benda padat

dengan volume padat. Untuk mencari nilai porositas beton berdasarkan ASTM C

642-90, sebagai berukut:

𝑃𝑜𝑟𝑜𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 =Wsa −Wd

Wsa −Wsw x 100% (3.1)

dimana:

Wsa = Berat benda uji jenuh air di udara (gr)

Wsw= Berat benda uji jenuh air di dalam air (gr)

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00

pF

Kadar air kertas filter w (%)

Fawcett-C.George (wetting)

Zerhouni (wetting)

Indarto (drying)

Parcevoux (drying)

41

Wd =Berat benda uji setelah dioven pada suhu 105°C selama 24 jam (gr).

Untuk memperoleh nilai Wsa dan Wsw, benda uji harus divakum terlebih

dahulu agar pori didalam benda uji tidak diisi oleh udara. Pori didalam benda uji

telah kosong, air dapat masuk dan memenuhi pori tersebut. Prosedur untuk

memvakum benda uji sebagai berikut:

1. Benda uji dimasukan ke dalam alat vakum. Lama memvakum selama 24 jam

dengan suhu 230

2. Air dimasukkan ke dalam alat vakum hingga benda uji terendam seluruhnya.

Lama memvakum minimal 6 jam.

3. Benda uji ditimbang pada kondisi tekanan udara, dan kemudian ditimbang

pada kondisi tekanan air.

Untuk memperoleh nilai Wd, benda uji dioven pada suhu 105°C selama 24

jamkemudian ditimbang pada kondisi tekanan udara.

3.5 Uji UPV (Ultrasonic Pulse Velocity)

Uji UPV berdasarkan ASTM C597 (BS 1881-203), dimana prinsip kerja

pengujian UPVadalah dengan mengubah energi gelombang listrikyang dibangkitkan

oleh pembangkit pulsa transducer pengirim atau transmitter (T) menjadi energi

gelombang mekanik yang selanjutnyamerambat pada beton.Setelah sampai

pada transducer penerima atau receiver (R) energi gelombang tersebut diubah

kembali menjadi energi gelombang listrik yang selanjutnya melewati penguat,

kemudian ditampilkan dalam satuan waktu tempuh. Pengukuran kecepatan rambat

gelombang ultrasonic pada beton dinyatakan dengan persamaan:

V = L/T (3.2)

dimana :

V = Kecepatanrambat gelombang ultrasonic (km/detik),

L = Jarak tempuh (mm),

T = Waktu tempuh gelombang ultrasonic (detik).

42

Terdiri atas 3 aplikasi pengukuran pelaksanaan UPV, yaitu:

Direct Transmission yaitu pengukuran dilakukan dengan cara tranducer receiver

dan tranducer transmitter diletakkan saling berhadadapan

Semidirect yaitu pengukuran dilakukan dengan cara tranducer receiver dan

tranducer transmitter diletakkan pada posisi bidang tegak lurus

Indirect Transmission yaitu pengukuran dilakukan dengan cara tranducer

receiver dan tranducer transmitter diletakkan pada satu posisi bidang datar

(i) (ii) (iii)

Gambar 3.11Aplikasi pengukuran pelaksanaan UPV, (i) pengukuran direct

transmission (ii) pengukuran semidirect (iii) pengukuran indirect transmission

(sumber: International Atomic Energy Agency, 2002, h: 101 – 102)

3.6 Uji Kuat Tekan

Berdasarkan ASTM C 39/C definisi kuat tekan ialah besarnya beban per

satuan luas, yang menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani dengan gaya

tekan tertentu, yang dihasilkan oleh mesin tekan.

Tahapan untuk melakukan uji kuat tekan berdasarkan ASTM C 39/C

sebagai berikut:

1. Letakkan benda uji pada mesin tekan secara centris

2. Jalankan mesin tekan dengan penambahan beban yang konstan berkisar antara 2

sampai 4 kg/cm2 per detik;

3. Lakukan pembebanan sampai uji menjadi hancur dan catat beban maksimum

yang terjadi selama pemeriksaan benda uji

Pengukuran kuat tekan dinyatakan dengan persamaan:

43

Kuat tekan beton = 𝑃

𝐴 (kg/cm

2) (3.3)

dimana:

P = beban maksimum (kg)

A= luas penampang (cm2)

3.7 Rencana Jadwal Penelitian

Rencana jadwal penelitian yang akan dilakukan dapat dilihat pada tabel 3.1

berikut:

Tabel 3.1 Jadwal Penelitian

No Uraian Kegiatan Bulan Ke-

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Persiapan Proposal

1 Literatur Review

2 Menyusun Proposal

3 Seminar Proposal

4 Perbaikan Proposal

5 Persetujuan Proposal

Persiapan Penelitian

1 Mengurus Administrasi dan perizinan

Pelaksanaan Penelitian

1 Pembuatan Benda Uji

2 Mencari Waktu Kosistensi Kadar Air

Terhadap Benda Uji

3 Mencari Waktu Kosistensi Kadar Air

Terhadap Kertas Filter

4 Pengukuran Water Retention

5 Analisa dan Pembahasan

Seminar / Sidang Tesis

1 Seminar / Sidang Tesis

2 Perbaikan Tesis

3 Persetujuan Tesis

4 Seminar Nasional / Pembuatan Jurnal

Sumber: Hasil Olahan Peneliti (2015)

44


45

BAB 4.

HASIL DAN PEMBAHASAN

PENGUJIAN WATER RETENTION

Penelitian dilakukan secara eksperimental dilaboratorium dengan

pembuatan benda uji pasta semen, dan dilakukan pengujian water retention terhadap

benda uji tersebut. Benda uji dimodelkan dengan dua variasi, yaitu pasta semen dan

pasta semen foam. Untuk pasta semen, dimodelkan empat variasi FAS yang berbeda.

FAS yang digunakan yaitu 0.5, 0.45, 0.35 dan 0.3.

Terlebih dahulu dilakukan pengujian untuk memperoleh parameter waktu

konsistensi kadar air pada benda uji yang akan digunakan dalam pelaksanaan

pengujian water retention. Dilakukan pula uji porositas, uji upv dan test kuat tekan.

Hasil pengujian-pengujian tersebut digunakan sebagai pembanding keakuratan

pengukuran water retention dengan menggunakan kertas filter pada benda uji pasta

semen. Pengujian guna memperoleh waktu konsistensi kadar air benda uji (t1)

sebagai berikut.

4.1 Waktu Konsistensi Kadar Air Benda Uji (t1)

4.1.1 Benda Uji Pasta Semen

4.1.1.1Pasta Semen FAS 0.5

Pengujian konsistensi kadar air pada benda uji pasta semen FAS 0.5

dilakukan dengan menggunakan 6 buah benda uji. Masing-masing benda uji

mendapatkan perlakuan yang sama. 6 buah benda uji tersebut disimbolkan dengan

A1, A2, A3, A4, A5 dan A6. Hasil pengujian diplotkan pada grafik gambar 4.1. Data

hasil pengujian dari 6 buah benda uji, diperoleh nilai rata-rata dan tersaji pada tabel

4.1 berikut.

46

Tabel 4.1 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji A FAS 0.5

Berat Kering (gram)

Lama Perendaman

Berat setelah di rendam

(gram)

Kadar Air (%)

191,6

1 jam 222,9 16,33%

2 jam 223,1 16,45%

3 jam 223,2 16,49%

4 jam 223,3 16,52%

6 jam 223,1 16,43%

8 jam 223,3 16,56%

10 jam 236,0 17,30%

12 jam 223,4 16,59%

14 jam 223,6 16,71%

16 jam 223,7 16,72%

18 jam 223,6 16,72%

20 jam 223,6 16,70%

22 jam 223,7 16,73%

24 jam 223,6 16,72%

2 hari 224,0 16,88%

3 hari 224,2 17,00%

4 hari 224,5 17,17%

5 hari 224,7 17,26%

6 hari 224,8 17,32%

7 hari 224,9 17,37%

8 hari 225,0 17,43%

9 hari 225,1 17,46%

10 hari 225,1 17,50%

47

Gambar 4.1Konsistensi kadar air benda uji pasta semen FAS 0.5

Gambar 4.1 merupakan gambar hasil uji konsistensi kadar air benda uji

pasta semen FAS 0.5. Sumbu x merupakan parameter waktu dalam satuan jam, dan

sumbu y adalah nilai kadar air dalam satuan persen (%). Waktu konsistensi

ditentukan 240 jam atau 10 hari, dikarenakan kadar air maksimum pada lama

perendaman 10 hari. Pada gambar 4.3 tampak nilai kadar air yang fluktuatif, atau

nilai kadar airnya mengalami naik turun. Hal tersebut dapat terjadi, dimungkinkan

karena benda uji tidak homogen. Sehingga kecepatan penyerapan air tidak konstant.

Saat kecepatan absorpsi turun, maka nilai kadar air ikut turun

4.1.1.2 Pasta Semen FAS 0.45




F1, F2, F3, F4,dan F5. Hasil pengujian diplotkan pada grafik gambar 4.2 Data hasil

pengujian dari 5 buah benda uji, diperoleh nilai rata-rata dan disajikan pada tabel 4.2.

48

Tabel 4.2 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji F FAS 0.45

Berat Kering (gram)

Lama Perendaman

Berat setelah di rendam (gram)

Kadar Air (%)

201.220

1 jam 235.500 17.036%

2 jam 235.660 17.116%

3 jam 235.780 17.175%

4 jam 235.820 17.195%

6 jam 235.920 17.245%

8 jam 235.960 17.265%

10 jam 236.020 17.295%

12 jam 236.160 17.364%

14 jam 236.180 17.374%

16 jam 236.200 17.384%

18 jam 236.160 17.364%

20 jam 236.220 17.394%

22 jam 236.240 17.404%

24 jam 236.260 17.414%

2 hari 236.520 17.543%

3 hari 236.680 17.623%

4 hari 236.840 17.702%

5 hari 236.940 17.752%

6 hari 237.020 17.791%

7 hari 237.120 17.841%

8 hari 237.220 17.891%

9 hari 237.200 17.881%

10 hari 237.180 17.871%

49

Gambar 4.2 Konsistensi kadar air benda uji pasta semen FAS 0.45




ditentukan 192 jam atau 8 hari, dikarenakan kadar air maksimum pada waktu 192

jam lama perendaman, lebih dari itu nilai kadar air mengalami penurunan.





J1, J2, J3, J4, J5 dan J6. Hasil pengujian diplotkan pada grafik gambar 4.3. Data hasil

pengujian dari 6 buah benda uji, diperoleh nilai rata-rata dan disajikan pada tabel 4.3

berikut.

Tabel 4.3 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji F FAS 0.35

Berat Kering (gram)

Lama Perendaman


Kadar Air (%)

233.3

1 jam 252.717 8.32%

2 jam 258.65 10.87%

3 jam 260.633 11.72%

50

Tabel 4.4 Lanjutan Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji F FAS 0.35

Berat Kering (gram)

Lama Perendaman


Kadar Air (%)

233.3

4 jam 260.733 11.76%

6 jam 260.783 11.78%

8 jam 260.933 11.85%

10 jam 261.05 11.90%

12 jam 261.067 11.90%

14 jam 261.083 11.91%

16 jam 261.083 11.91%

18 jam 261 11.87%

20 jam 261 11.87%

22 jam 261.1 11.92%

24 jam 261.067 11.90%

2 hari 261.367 12.03%

3 hari 261.283 12.00%

4 hari 261.317 12.01%

5 hari 261.4 12.05%

6 hari 261.483 12.08%

7 hari 261.567 12.12%

8 hari 261.417 12.05%

9 hari 261.6 12.13%

10 hari 261.617 12.14%

51

Gambar 4.3Konsistensi kadar air benda uji pasta semen FAS 0.35




ditentukan 48 jam, dikarenakan kadar air mulai konstan dan penambahan kadar air

tidak terlalu besar pada waktu 48 jam lama perendaman.


Pengujian konsistensi kadar air pada benda uji pasta semen FAS

0.3dilakukan dengan menggunakan 6 buah benda uji. Masing-masing benda uji


N1, N2, N3, N4, N5 dan N6. Hasil pengujian diplotkan pada grafik gambar 4.4. Data

hasil pengujian dari 6 buah benda uji, diperoleh nilai rata-rata dan disajikan pada

tabel 4.5 berikut.

Tabel 4.5 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji N FAS 0.3

Berat Kering (gram)

Lama Perendaman


Kadar Air (%)

243.233

1 jam 262.3 7.84%

2 jam 267.25 9.87%

3 jam 270.033 11.02%

52

Tabel 4.6 Lanjutan Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji N FAS 0.3

Berat Kering (gram)

Lama Perendaman


Kadar Air (%)

243.233

4 jam 271.05 11.44%

6 jam 271.833 11.76%

8 jam 271.9 11.79%

10 jam 271.883 11.78%

12 jam 271.883 11.78%

14 jam 271.817 11.75%

16 jam 271.933 11.80%

18 jam 271.883 11.78%

20 jam 271.933 11.80%

22 jam 271.817 11.75%

24 jam 272.033 11.84%

2 hari 272.117 11.88%

3 hari 272.15 11.89%

4 hari 272.167 11.90%

5 hari 272.2 11.91%

6 hari 272.367 11.98%

7 hari 272.25 11.93%

8 hari 272.417 12.00%

9 hari 272.4 11.99%

10 hari 272.4 11.99%

53

Gambar 4.4 Konsistensi kadar air benda uji pasta semen FAS 0.3




ditentukan 192 jam atau 8 hari lama perendaman, dikarenakan kadar air tidak

mengalami penambahan lagi setelah 8 hari.

4.1.2 Benda Uji Pasta Semen Foam

Benda uji pasta semen foam merupakan campuran dari pasta semen dan

foam. Komposisi foam didalam campuran pasta semen adalah 1:40, dimana 1

merupakan komposisi foam dan 40 merupakan komposisi binder yaitu air dan semen,

atau sebesar 2.5% dari volume air dan semen.

Pengujian konsistensi kadar air pada benda uji pasta semen foam dilakukan

dengan menggunakan 5 buah benda uji. Masing-masing benda uji mendapatkan

perlakuan yang sama yaitu dengan merendam benda uji hingga jenuh air. 5 buah

benda uji tersebut disimbolkan dengan U1, U2, U3, U4,dan U5.Hasil pengujian

diplotkan pada grafik gambar 4.5. Data hasil pengujian dari 6 buah benda uji,

diperoleh nilai rata-rata dan disajikan pada tabel 4.7 berikut.

54

Tabel 4.7 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji U FOAM.

Berat Kering (gram)

Lama Perendaman Berat setelah di rendam (gram)

Kadar Air (%)

163.56

1 jam 201.060 22.927%

2 jam 201.940 23.465%

3 jam 203.080 24.162%

4 jam 203.100 24.175%

6 jam 203.090 24.169%

8 jam 202.877 24.038%

10 jam 202.867 24.032%

12 jam 202.762 23.968%

14 jam 202.653 23.901%

16 jam 202.455 23.780%

18 jam 202.312 23.693%

20 jam 202.119 23.575%

22 jam 202.106 23.567%

24 jam 202.105 23.566%

2 hari 202.100 23.563%

3 hari 201.922 23.454%

4 hari 201.980 23.490%

5 hari 201.790 23.374%

6 hari 201.776 23.365%

7 hari 201.643 23.284%

8 hari 201.598 23.256%

9 hari 201.432 23.155%

10 hari 201.331 23.093%

Gambar 4.5Konsistensi kadar air benda uji pasta semen foam

55


pasta semen foam. Sumbu x adalah parameter waktu dalam satuan jam, dan sumbu y

adalah nilai kadar air dalam satuan persen (%). Waktu konsistensi ditentukan 4 jam,

dikarenakan kadar air sudah tidak mengalami penambahan lagi setelah 4 jam. Setelah

4 jam kadar air terus mengalami penurunan, dimungkinkan karena benda uji yang

sangat porus sehingga mudah kehilangan air yang telah terserap.

4.2 Water Retention

Pengujian water retention mengacu pada penelitian sebelumnya, pada tahun

1991 oleh Indarto. Penelitian water retention dilakukan terhadap glass beads dengan

berbagai gradasi butiran. Glass beads atau butiran kaca yang digunakan dengan

gradasi butiran 4-40 microns, 80 microns, dan 300 microns, selain glass beads juga

menggunakan sand of hostun. Gambar 4.1 merupakan kurva nilai kadar air terhadap

pressure head atau tinggi kapiler oleh Indarto 1991.

Gambar 4.6Perbandingan jalur drainase untuk bahan yang berbeda (Indarto, 1991)

56

Gambar 4.6 merupakan kurva water ratention pada glass beads dengan

berbagai macam gradasi butiran dan sand of hostun. Pada gambar tersebut tampak

bahwa bentuk kelandaian pada setiap kurva berbeda. Perbedaan kelandaian tersebut

berdasarkan nilai Cu (Uniformitycoefficient). Gambar 4.1 jika dilihat secara

keseluruhan berdasarkan nilai Cu nya, benda uji yang memiliki nilai Cu= 1 bentuk

kurvanya lebih landai bila dibandingkan dengan benda uji yang memiliki nilai Cu >

1.

Pada kurva water retention untuk glass beads dengan ukuran 80 mikron dan

300 mikron memiliki nilai Cu yang sama, mengidentifikasikan bentuk kelandaian

kurva yang sama. Akan tetapi memiliki lebar kurva (kadar air maksimum) yang

berbeda. Hal tersebut dikarenakan, adanya rongga pori yang berbeda. Semakin lebar

bentuk kurvanya atau semakin besar nilai kadar air maksimumnya, menandakan nilai

porinya semakin besar.

Tipe bentuk kurva water retention selain ditentukan berdasarkan nilai Cu

(keseragaman butiran) dannilai pori, juga ditentukan berdasarkan jenis materialnya.

Pada Gambar 4.6 benda uji dengan nilai Cu > 1 adalah glass beads 4-40 mikron dan

sand of hostun. Pada kedua benda uji tersebut membentuk kurva water retention

yang berbeda, hal tersebut dikarenakan material yang berbeda.

Sebastien Schneider dkk (2012) melakukan penelitian dengan pemodelan

analisis balik untuk menentukan propertis hydraulik pada beton dan mortar.

Penelitian dilakukan dengan dua tahapan. Pada penelitian pertama, menghitung

parameter dari kurva water retention Van Genuchten berdasarkan data hasil

eksperimental wetting dan drying. Pada penelitian kedua, eksperimental mengenai

daya hisap kapiler yang disimulasikan dalam bentuk numerik. Untuk mendapatkan

data dari eksperimental water retention, menghitung parameter dari kalibrasi model

Van Genuchten. Gambar 4.7 merupakan kurva water retention Van Genuchten dari

hasil data absorption.

57

.

Gambar 4.7Kurva water retention pada concrete C-15-A (a) dan Mortar M1 (b).

(Schneider dkk, 2012)

Gambar 4.8 berikut merupakan kurva water retention dimana sumbu x

merupakan derajat kejenuhan dan sumbu y merupakan matric suction, untuk

berbagai macam jenis material.

Gambar 4.8Kurva water retention pada volcanic sand, glass beads, fine sand, touchet

silt loam. (Sumber: BrooksCorey, 1964; after Fredlund and Rahardjo, 199; Charles

W.W.Ng and Bruce Meniez, 2007).

58

Gambar 4.8 menunjukkan bentuk kelengkungan kurva water retention pada

setiap jenis material berbeda-beda. Hal tersebut dikarenakan keseragaman gradasi

butiran dan ukuran rongga pori tiap material yang berbeda.

4.2.1 Benda Uji Pasta Semen


Pengujian water retention dilakukan sesuai dengan prosedur yang telah di

jelaskan di dalam Bab 3. Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen

FAS 0.5 disajikan dalam tabel 4.8 berikut.

Tabel 4.8Hasil pengujian water retentionpada benda uji pasta semen FAS 0.5

Volume air

terinjeksi (ml)

Waktu (Menit)

Berat Kering Kertas Filter

(gram)

Berat Kertas Filter

Setelah Kontak (gram)

Kadar Air (wc)

Kadar Air

(wc) % PF Kpa

Tinggi Kapiler

(m)

0.6 1 jam 0.518 0.536 0.034749 3.475 6.233426909 1711697.08 17116.97

0.6 30 0.53 0.552 0.041509 4.151 6.104220873 1271220.46 12712.2

1.2 2 jam 0.521 0.545 0.046065 4.607 6.03346024 1080090.73 10800.91

1.8 2 jam 0.503 0.517 0.027833 2.783 6.38531461 2428368.61 24283.69

Benda uji jenuh air

30 detik

0.266 0.284 0.067669 6.767 5.748982047 561024.784 5610.248

Benda uji jenuh air

1 0.255 0.28 0.098039 9.804 5.502012454 317696.517 3176.965

Benda uji jenuh air

2 0.271 0.295 0.088561 8.856 5.574739199 375611.776 3756.118

Benda uji jenuh air

3 0.256 0.284 0.109375 10.938 5.398486061 250314.531 2503.145

Benda uji jenuh air

4 0.266 0.292 0.097744 9.774 5.504274859 319355.838 3193.558

Benda uji jenuh air

5 0.26 0.292 0.123077 12.308 5.270022646 186218.424 1862.184

59

Tabel 4.9 Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS

0.5

Volume air

terinjeksi (ml)

Waktu (Menit)


(gram)

Berat Kertas Filter


Kadar Air (wc)

Kadar Air

(wc) % PF Kpa

Tinggi Kapiler

(m)

Benda uji jenuh air

10 0.258 0.309 0.197674 19.767 4.808611455 64359.3213 643.5932

Benda uji jenuh air

15 0.258 0.317 0.228682 22.868 4.559091482 36231.9311 362.3193

Benda uji jenuh air

20 0.262 0.322 0.229008 22.901 4.557551724 36103.701 361.037

Benda uji jenuh air

60 0.255 0.366 0.435294 43.529 3.686613635 4859.74671 48.59747

Benda uji jenuh air

120 0.255 0.327 0.282353 28.235 4.341134003 21934.8164 219.3482

Benda uji jenuh air

240 0.254 0.443 0.744094 74.409 2.717702506 522.038467 5.220385

Benda uji jenuh air

360 0.248 0.426 0.717742 71.774 2.784725253 609.151409 6.091514

Benda uji jenuh air

480 0.253 0.372 0.470356 47.036 3.56449026 3668.51467 36.68515

Benda uji jenuh air

600 0.253 0.358 0.41502 41.502 3.759699373 5750.41745 57.50417

Benda uji jenuh air

720 0.256 0.343 0.339844 33.984 4.051204796 11251.3542 112.5135

Benda uji jenuh air

840 0.265 0.376 0.418868 41.887 3.745827379 5569.64325 55.69643

Benda uji jenuh air

960 0.257 0.362 0.40856 40.856 3.782984641 6067.14873 60.67149

Benda uji jenuh air

1080 0.262 0.38 0.450382 45.038 3.632248112 4287.9342 42.87934

Benda uji jenuh air

1200 0.26 0.36 0.384615 38.462 3.868317377 7384.43678 73.84437

Benda uji jenuh air

1320 0.256 0.382 0.492188 49.219 3.490430487 3093.36015 30.9336

Benda uji jenuh air

1440 0.253 0.372 0.470356 47.036 3.56449026 3668.51467 36.68515

Benda uji jenuh air

2880 0.255 0.362 0.419608 41.961 3.743160093 5535.54127 55.35541

60

Tabel 4.10 Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen

FAS 0.5

Volume air

terinjeksi (ml)

Waktu (Menit)


(gram)

Berat Kertas Filter


Kadar Air (wc)

Kadar Air

(wc) % PF Kpa

Tinggi Kapiler

(m)

Benda uji jenuh

air 4320 0.259 0.342 0.320463 32.046 4.151085513 14160.7258 141.6073

Benda uji jenuh

air 5760 0.246 0.313 0.272358 27.236 4.373828952 23649.8806 236.4988

Benda uji jenuh

air 7200 0.256 0.31 0.210938 21.094 4.705759902 50787.8586 507.8786

Benda uji jenuh

air 8640 0.248 0.316 0.274194 27.419 4.36782386 23325.1186 233.2512

Benda uji jenuh

air 10080 0.265 0.335 0.264151 26.415 4.400673816 25157.867 251.5787

Benda uji jenuh

air 14400 0.269 0.328 0.219331 21.933 4.628299969 42491.2952 424.913

Dari data berat kering kertas filter dan berat kertas filter setelah kontak

dengan benda uji, dapat dicari nilai kadar airnya. Nilai kadar air dikalibrasi dengan

menggunakan grafik kalibrasi pada ASTM D5298-19 dan grafik kalibrasi (sumber:

Indarto 2012) untuk memperleh nilai water retention. Nilai water retention yang

diperoleh dalam bentuk potential of free energy yang sering disebut denganPF dan

juga dalam satuan Kpa. Nilai water retention dikalibrasi untuk mendapatkan

besarnya tinggi kapiler atau pressure head dalam satuan meter. Berdasarkan ASTM

D5298-19, nilai PF sebesar 𝑝𝐹 = 𝑙𝑜𝑔10 𝑢𝑤 , dimana 𝑢𝑤 merupakan tinggi kolom air

dalam satuan cm.

Dari data hasil pengujian yang disajikan pada tabel 4.9, diplotkan kedalam

grafik dengan sumbu x merupakan parameter kadar air (w), dan sumbu y merupakan

nilai water retention atau suction dalam log Kpa dan tinggi pipa kapiler dalam satuan

meter. Grafik pengujian water retention pada benda uji pasta semen fas 0.5 disajikan

dalam Gambar 4.9 berikut.

61

(a)

(b)

Gambar 4.9Water retention benda uji pasta semen fas 0.5 (a) dalam skala Kpa (b)

tinggi pipa kapiler satuan meter.

Pada Gambar 4.9 tampak bahwa kurva memiliki kemiringan lengkung yang

curam, berdasarkan hasil penelitian Indarto (1990) water retention terhadap glass

beads pada kurva water retention dengan nilai Cu yang tinggi memiliki lengkung

yang lebih curam dibandingkan dengan benda uji glass beads yang memiliki Cu

62

yang lebih rendah. Nilai Cu merupakan nilai koefisien keseragaman, dimana nilai Cu

tinggi menandakan homogenitasnya tinggi.

(a) (b)

Gambar 4.10Grafik water retention (a)padasandy soildanclayey soil by Hillel (1998),

Zhan and Ng (2004) (b) padaglass beadsoleh Indarto (1991)

Grafik pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.5

membentuk alur yang sama dengan hasil pengujian water retention pada glass beads

oleh Indarto (1990) dan juga menmbentuk pola alur yang sama dengan grafik Van

Genuchten water retention(2012). Kedua alur hasil pengujian water retention Van

Genuchten, di plotkan dalam satu grafik yang disajikan pada gambar 4.10 berikut.

Tetapi, pola alur yang ditunjukkan grafik water retention pada sandy soil dan clayey

soil sedikit berbeda. Pola yang sedikit berbeda pada tanah, dikarenakan keseragaman

pori yang lebih variativ dibandingkan dengan pasta semen, concrete, mortar dan

glass beads.

63

Gambar 4.11 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.5 dengan

water retention pada concrete C-15-A(Schneider dkk, 2012)

Gambar 4.11 menunjukkan pola alur yang hampir identik, namun alur pada

water retention pasta semen FAS 0.5 mempunyai nilai kadar air yang lebih tinggi

dibandingkan dengan kurva Van Genuchten water retention. Hal tersebut dapat

terjadi dimungkinkan karena komposisi bahan yang berbeda. Benda uji yang

digunakan untuk pengujian water retention oleh Van Genuchten adalah beton dengan

simbol C-15. Beton C-15 merupakan benda uji hasil pencampuran dari CEM I yang

terdiri dari calcium carbonat, calcareous aggregates dan superplasticizer. Dari

komposisi tersebut, diduga memiliki nilai pori yang kecil. Nilai kadar air berkorelasi

dengan porositas dan water retention.

64


water retention pada mortarM1 (Schneider dkk, 2012)

Gambar 4.12 merupakan alur water retention pada pasta semen FAS 0.5

yang diplotkan satu grafik dengan alur water retention Van Genuchten pada benda

uji mortar M1. Gambar 4.12 menunjukkan pola alur yang hampir identik, namun alur

pada water retention pasta semen FAS 0.5 mempunyai nilai kadar air yang lebih

tinggi dibandingkan dengan kurva Van Genuchten water retention. Hal tersebut dapat

terjadi diduga karena komposisi bahan yang berbeda. Benda uji yang digunakan

untuk pengujian water retention oleh Van Genuchten adalah mortar dengan simbol

M1. Mortar M1 merupakan benda uji hasil pencampuran dari CEM III yang terdiri

dari silica flume,limestone dansuperplasticizer.


Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.45

disajikan dalam tabel 4.11 berikut.

65

Tabel 4.11 Hasil pengujian water retentionpada benda uji pasta semen FAS 0.45

Volume air terinjeksi

(ml)

Waktu (Menit)


(gram)

Berat Kertas Filter


Kadar Air (wc)

Kadar Air

(wc) % PF Kpa

Tinggi Kapiler

(m)

0.6 1 jam 0.516 0.563 0.091085 9.109 5.555369716 359227.62 3592.276

Benda uji jenuh air

30 detik 0.267 0.276 0.033708 3.371 6.256578724 1805422 18054.22

Benda uji jenuh air

1 0.256 0.277 0.082031 8.203 5.624840762 421541.91 4215.419

Benda uji jenuh air

2 0.259 0.282 0.088803 8.880 5.572880786 374007.91 3740.079

Benda uji jenuh air

3 0.258 0.285 0.104651 10.465 5.442082347 276746.63 2767.466

Benda uji jenuh air

4 0.27 0.302 0.118519 11.852 5.314100542 206110.7 2061.107

Benda uji jenuh air

5 0.263 0.304 0.155894 15.589 4.994167916 98666.089 986.6609

Benda uji jenuh air

10 0.263 0.307 0.1673 16.730 4.937505427 86597.514 865.9751

Benda uji jenuh air

15 0.249 0.308 0.236948 23.695 4.519987025 33112.123 331.1212

Benda uji jenuh air

20 0.262 0.325 0.240458 24.046 4.503380237 31869.866 318.6987

Benda uji jenuh air

60 0.245 0.357 0.457143 45.714 3.604107419 4018.902 40.18902

Benda uji jenuh air

120 0.249 0.332 0.333333 33.333 4.084390644 12144.808 121.4481

Benda uji jenuh air

240 0.25 0.381 0.524 52.400 3.387041036 2438.0412 24.38041

Benda uji jenuh air

360 0.252 0.381 0.511905 51.190 3.424906523 2660.1524 26.60152

Benda uji jenuh air

480 0.245 0.368 0.502041 50.204 3.457005143 2864.2119 28.64212

Benda uji jenuh air

600 0.245 0.358 0.461224 46.122 3.595466114 3939.7269 39.39727

Benda uji jenuh air

720 0.249 0.406 0.630522 63.052 3.028042851 1066.7014 10.66701

Benda uji jenuh air

840 0.247 0.385 0.558704 55.870 3.278394888 1898.4313 18.98431

66


FAS 0.45

Volume air

terinjeksi (ml)

Waktu (Menit)


(gram)

Berat Kertas Filter


Kadar Air (wc)

Kadar Air

(wc) % PF Kpa

Tinggi Kapiler

(m)

Benda uji jenuh

air 960 0.247 0.376 0.522267 52.227 3.392465739 2468.6853 24.68685

Benda uji jenuh

air 1080 0.251 0.369 0.47012 47.012 3.565291552 3675.2895 36.75289

Benda uji jenuh

air 1200 0.238 0.392 0.647059 64.706 2.979511305 953.91857 9.539186

Benda uji jenuh

air 1320 0.246 0.338 0.373984 37.398 3.905511737 8044.7349 80.44735

Benda uji jenuh

air 1440 0.247 0.377 0.526316 52.632 3.3797912 2397.6799 23.9768

Benda uji jenuh

air 2880 0.24 0.32 0.333333 33.333 4.084390644 12144.808 121.4481

Benda uji jenuh

air 4320 0.244 0.328 0.344262 34.426 4.028681942 10682.722 106.8272

Benda uji jenuh

air 5760 0.244 0.342 0.401639 40.164 3.807933597 6425.8946 64.25895

Benda uji jenuh

air 7200 0.243 0.322 0.325103 32.510 4.126344111 13376.55 133.7655

Benda uji jenuh

air 8640 0.244 0.333 0.364754 36.475 3.937801248 8665.6521 86.65652

Benda uji jenuh

air 10080 0.261 0.34 0.302682 30.268 4.248237199 17710.76 177.1076

Benda uji jenuh

air 14400 0.269 0.349 0.297398 29.740 4.277108561 18928.167 189.2817



nilaiwater retention dalam satuan log Kpa dan tinggi pipa kapiler dalam satuan

67

meter. Grafik pengujian water retention pada benda uji pasta semen fas 0.45

disajikan dalam Gambar 4.12 berikut.

(a)

(b)



Kurva pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.45

membentuk alur yang tidak jauh berbeda dengan water retention pada pasta semen

FAS 0.5. Namun, pada benda uji pasta semen FAS 0.45 nilai kadar airnya lebih

rendah dibandingkan dengan pasta semen FAS 0.5. Pada pasta semen FAS 0.5 nilai

kadar air maksimumsebesar 0.744094 dan untuk tinggi kapilernya sebesar 9.5391 m,

68

sedangkan pada pasta semen FAS 0.45 sebesar 0.647059, untuk tinggi kapilernya

sebesar 5.2203 m. Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa dengan kadar air yang

tinggi memperoleh nilai tinggi kapiler yang kecil. Hal tersebut dikarenakan kadar air

yang tinggi mengidentifikasikan nilai porositas yang besar.


membentuk alur yang sama pula dengan hasil pengujian water retention pada tanah

yang dilakukan oleh Fawcett dan Collis George (1967), dan Zerhouni (1991) pada

alur pembasahan dengan metode yang sama menggunakan kertas filter Whatman no.

42. Kuva pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.5 juga

menunjukkan pola alur yang sama dengan grafik Van Genuchten water retention.

Kedua alur hasil pengujian water retention tersebut, di plotkan dalam satu grafik

yang disajikan dalam gambar 4.14 berikut.



Gambar 4.14 menunjukkan pola alur yang hampir identik, namun alur pada

water retention pasta semen FAS 0.45 mempunyai nilai kadar air yang lebih tinggi

dibandingkan dengan kurva Van Genuchten water retention. Alur water retention

pada pasta semen FAS 0.45 diplot pada satu grafik dengan water retention Van

Genuchten namun dengan benda uji yang berbeda, yaitu mortar. Grafik tersebut

disajikan pada gambar 4.15 berikut.

69


water retention pada concrete M1 (Schneider dkk, 2012).




Tabel 4.13 Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.35

Volume air terinjeksi (ml)

Waktu (Menit)


(gram)

Berat Kertas Filter


Kadar Air (wc)

Kadar Air

(wc) % PF Kpa

Tinggi Kapiler

(m)

0.6 1 jam 0.525 0.553 0.053333 5.333 5.924349179 840135.1953 8401.352

0.6 30 0.528 0.532 0.007576 0.758 6.675470974 4736646.497 47366.46

Benda uji jenuh air

30 detik 0.267 0.281 0.052434 5.243 5.935344934 861677.8585 8616.779

Benda uji jenuh air

1 0.254 0.27 0.062992 6.299 5.80619532 640022.6158 6400.226

Benda uji jenuh air

2 0.266 0.279 0.048872 4.887 5.989863412 976929.9222 9769.299

Benda uji jenuh air

3 0.262 0.284 0.083969 8.397 5.609968931 407351.1356 4073.511

Benda uji jenuh air

4 0.26 0.279 0.073077 7.308 5.693546858 493795.1928 4937.952

70


FAS 0.35

Volume air

terinjeksi (ml)

Waktu (Menit)


(gram)

Berat Kertas Filter


Kadar Air (wc)

Kadar Air

(wc) % PF Kpa

Tinggi Kapiler (m)

Benda uji jenuh

air 5 0.262 0.303 0.156489 15.649 4.99021702 97772.56748 977.7257

Benda uji jenuh

air 10 0.263 0.395 0.501901 50.190 3.457478964 2867.338485 28.67338

Benda uji jenuh

air 15 0.257 0.316 0.229572 22.957 4.554881794 35882.42566 358.8243

Benda uji jenuh

air 20 0.256 0.316 0.234375 23.438 4.53215884 34053.27141 340.5327

Benda uji jenuh

air 60 0.245 0.283 0.155102 15.510 4.999423452 99867.3331 998.6733

Benda uji jenuh

air 120 0.256 0.34 0.328125 32.813 4.110939322 12910.38883 129.1039

Benda uji jenuh

air 240 0.254 0.327 0.287402 28.740 4.324619623 21116.38749 211.1639

Benda uji jenuh

air 360 0.247 0.325 0.315789 31.579 4.176621968 15018.34125 150.1834

Benda uji jenuh

air 480 0.256 0.337 0.316406 31.641 4.173252093 14902.25852 149.0226

Benda uji jenuh

air 600 0.236 0.325 0.377119 37.712 3.894544407 7844.123212 78.44123

Benda uji jenuh

air 720 0.248 0.315 0.270161 27.016 4.381013615 24044.38178 240.4438

Benda uji jenuh

air 840 0.231 0.303 0.311688 31.169 4.199029451 15813.55274 158.1355

Benda uji jenuh

air 960 0.252 0.342 0.357143 35.714 3.964428854 9213.589393 92.13589

Benda uji jenuh

air 1080 0.25 0.328 0.312 31.200 4.197326483 15751.66557 157.5167

Benda uji jenuh

air 1200 0.247 0.34 0.376518 37.652 3.89664497 7882.154981 78.82155

Benda uji jenuh

air 1320 0.244 0.316 0.295082 29.508 4.28976139 19487.73611 194.8774

Benda uji jenuh

air 1440 0.247 0.318 0.287449 28.745 4.324463208 21108.7836 211.0878

71


FAS 0.35

Volume air

terinjeksi (ml)

Waktu (Menit)


(gram)

Berat Kertas Filter


Kadar Air (wc)

Kadar Air (wc)

% PF Kpa

Tinggi Kapiler (m)

Benda uji jenuh

air 2880 0.252 0.371 0.472222 47.222 3.558158574 3615.418487 36.15418

Benda uji jenuh

air 4320 0.25 0.365 0.46 46.000 3.599619943 3977.589339 39.77589

Benda uji jenuh

air 5760 0.248 0.358 0.443548 44.355 3.656858341 4537.935734 45.37936

Benda uji jenuh

air 7200 0.25 0.317 0.268 26.800 4.388083324 24438.99395 244.3899

Benda uji jenuh

air 8640 0.247 0.316 0.279352 27.935 4.350949518 22436.2111 224.3621

Benda uji jenuh

air 10080 0.262 0.356 0.358779 35.878 3.958706186 9092.978951 90.92979

Benda uji jenuh

air 14400 0.269 0.34 0.263941 26.394 4.401362122 25197.77085 251.9777


grafik dengan sumbu x merupakan kadar air (w), dan sumbu y merupakan nilai water

retention dan tinggi pipa kapiler dalam satuan meter. Grafik pengujian water

retention pada benda uji pasta semen fas 0.35 disajikan dalam Gambar 4.16 berikut.

72

(a)

(b)





FAS 0.5 dan pasta semen FAS 0.45. Namun, pada benda uji pasta semen FAS 0.35

nilai kadar airnya lebih rendah dibandingkan dengan pasta semen FAS 0.5 dan 0.45.

Pada pasta semen FAS 0.5 nilai kadar air maksimum sebesar 0.744094 dan untuk

tinggi kapilernya sebesar 9.5391 m, sedangkan pada pastasemen FAS 0.45 sebesar

73

0.647059, untuk tinggi kapilernya sebesar 5.2203 m. Pada benda uji pasta semen

FAS 0.35 nilai kadar air maksimumnya sebesar 0.501901 dan untuk tinggi kapilernya

sebesar 28.673. Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa dengan kadar air yang

tinggi memperoleh nilai tinggi kapiler yang kecil. Hal tersebut dikarenakan dengan

kadar air yang tinggi mengidentifikasikan nilai porositas yang besar.




water retention pada concrete M1 (Schneider dkk, 2012)

74

Gambar 4.17 dan 4.18 merupakan alur water retention pada benda uji pasta

semen FAS 0.35 dengan alur water retention Van Genuchten pada benda uji beton

C-15 dan mortar M1. Pada kedua gambar tersebut tampak alur water retention pasta

semen FAS 0.35 identik dengan alur water retention Van Genuchten, namun kadar

air pada benda uji pasta semen FAS 0.35 lebih besar dibandingkan dengan kadar air

pada pengujian Van Genuchten. Perbedaan tersebut dikarenakan penggunaan benda

uji yang berbeda dan memiliki porositas yang berbeda pula.




Tabel 4.16 Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.3

Volume air

terinjeksi (ml)

Waktu (Menit)


(gram)

Berat Kertas Filter


Kadar Air (wc)

Kadar Air

(wc) % PF Kpa

Tinggi Kapiler

(m)

0.6 1 jam 0.514 0.533 0.036965 3.696 6.184152356 1528102 15281.02

0.6 30 0.533 0.538 0.009381 0.938 6.656931858 4538704 45387.04

1.2 2 jam 0.526 0.54 0.026616 2.662 6.410731585 2574729 25747.29

1.8 2 jam 0.538 0.543 0.009294 0.929 6.657827258 4548071 45480.71

Benda uji jenuh air

30 detik

0.259 0.27 0.042471 4.247 6.089285263 1228246 12282.46

Benda uji jenuh air

1 0.254 0.274 0.07874 7.874 5.650093148 446779.4 4467.794

Benda uji jenuh air

2 0.266 0.275 0.033835 3.383 6.253760904 1793746 17937.46

Benda uji jenuh air

3 0.262 0.278 0.061069 6.107 5.829724134 675653.7 6756.537

Benda uji jenuh air

4 0.269 0.285 0.05948 5.948 5.849163832 706584.1 7065.841

Benda uji jenuh air

5 0.261 0.282 0.08046 8.046 5.636898647 433409.7 4334.097

Benda uji jenuh air

10 0.26 0.285 0.096154 9.615 5.516478798 328457.2 3284.572

75

Tabel 4.17Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS

0.3


(ml)

Waktu (Menit)


(gram)

Berat Kertas Filter


Kadar Air (wc)

Kadar Air

(wc) % PF Kpa

Tinggi Kapiler (m)

Benda uji jenuh air

15 0.248 0.281 0.133065 13.306 5.158760185 144131.9 1441.319

Benda uji jenuh air

20 0.263 0.297 0.129278 12.928 5.200947059 158835.3 1588.353

Benda uji jenuh air

60 0.243 0.312 0.283951 28.395 4.335907909 21672.44 216.7244

Benda uji jenuh air

120 0.251 0.311 0.239044 23.904 4.51007074 32364.64 323.6464

Benda uji jenuh air

240 0.255 0.33 0.294118 29.412 4.295030138 19725.6 197.256

Benda uji jenuh air

360 0.253 0.322 0.272727 27.273 4.372620135 23584.14 235.8414

Benda uji jenuh air

480 0.256 0.342 0.335938 33.594 4.071116305 11779.21 117.7921

Benda uji jenuh air

600 0.249 0.335 0.345382 34.538 4.022976834 10543.31 105.4331

Benda uji jenuh air

720 0.26 0.345 0.326923 32.692 4.11706594 13093.81 130.9381

Benda uji jenuh air

840 0.261 0.346 0.32567 32.567 4.123450768 13287.73 132.8773

Benda uji jenuh air

960 0.248 0.317 0.278226 27.823 4.354634105 22627.37 226.2737

Benda uji jenuh air

1080 0.268 0.356 0.328358 32.836 4.109750576 12875.1 128.751

Benda uji jenuh air

1200 0.266 0.352 0.323308 32.331 4.135541583 13662.86 136.6286

Benda uji jenuh air

1320 0.255 0.377 0.478431 47.843 3.537095312 3444.255 34.44255

Benda uji jenuh air

1440 0.245 0.325 0.326531 32.653 4.119066469 13154.26 131.5426

Benda uji jenuh air

2880 0.247 0.361 0.461538 46.154 3.594401029 3930.077 39.30077

Benda uji jenuh air

4320 0.25 0.328 0.312 31.200 4.197326483 15751.67 157.5167

76

Tabel 4.18Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS

0.3

Volume air

terinjeksi (ml)

Waktu (Menit)


(gram)

Berat Kertas Filter


Kadar Air (wc)

Kadar Air

(wc) % PF Kpa

Tinggi Kapiler

(m)

Benda uji jenuh air

5760 0.257 0.33 0.284047 28.405 4.335593641 21656.77 216.5677

Benda uji jenuh air

7200 0.256 0.348 0.359375 35.938 3.956619796 9049.4 90.494

Benda uji jenuh air

8640 0.253 0.319 0.26087 26.087 4.411407399 25787.39 257.8739

Benda uji jenuh air

10080 0.264 0.329 0.246212 24.621 4.476157697 29933.51 299.3351

Benda uji jenuh air

14400 0.268 0.342 0.276119 27.612 4.361524276 22989.22 229.8922



nilai water retention dan tinggi pipa kapiler dalam satuan meter. Grafik pengujian

water retention pada benda uji pasta semen fas 0.3 disajikan dalam Gambar 4.19

berikut.

(a)

77

(b)

Gambar 4.19Water retention benda uji pasta semen fas 0.3 (a) dalam skala log Kpa

(b) tinggi pipa kapiler satuan meter.

Grafik pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.3


FAS 0.5, pasta semen FAS 0.45 dan pasta semen FAS 0.35. Namun, pada benda uji

pasta semen FAS 0.3 nilai kadar airnya lebih rendah dibandingkan dengan pasta

semen FAS 0.5, FAS 0.45 dan 0.35. Pada pasta semen FAS 0.5 nilai kadar air

maksimum sebesar 0.744094 dan untuk tinggi kapilernya sebesar 9.5391 m, pada

pasta semen FAS 0.45 sebesar 0.647059, untuk tinggi kapilernya sebesar 5.2203 m,

pada benda uji pasta semen FAS 0.35 nilai kadar air maksimumnya sebesar 0.501901

dan untuk tinggi kapilernya sebesar 28.6733, sedangkan pada pasta semen FAS 0.3

memiliki kadar air maksimum yang terkecil dibandingkan dengan benda uji pasta

semen yang lainnya. Kadar air pada pasta semen FAS 0.3 adalah 0.478431 dan untuk

tinggi kapilernya adalah 34.4425 m. Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa

dengan kadar air yang tinggi memperoleh nilai tinggi kapiler yang kecil. Hal tersebut

dikarenakan dengan kadar air yang tinggi mengidentifikasikan nilai porositas yang

besar.

78



Gambar 4.21 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.35dengan



semen FAS 0.3 dengan alur water retention Van Genuchten pada benda uji beton C-

15 dan mortar M1. Pada kedua gambar tersebut tampak alur water retention pasta

semen FAS 0.3 identik dengan alur water retention Van Genuchten, namun kadar air

pada benda uji pasta semen FAS 0.3 lebih besar dibandingkan dengan kadar air pada

79

pengujian Van Genuchten. Perbedaan tersebut dikarenakan penggunaan benda uji

yang berbeda dan memiliki porositas yang berbeda pula.

4.2.2 Pasta Semen Foam

Pengujian water retention dilakukan sesuai dengan prosedur yang telah di

jelaskan didalam Bab 3. Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen

foam disajikan dalam tabel 4.19 berikut.

Tabel 4.19 Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen foam

Volume air

terinjeksi (ml)

Waktu (Menit)


(gram)

Berat Kertas Filter


Kadar Air (wc)

Kadar Air

(wc) % PF Kpa

Tinggi Kapiler (m)

0.6 1 jam 0.532 0.582 0.093985 9.398 5.563696947 366182 3661.82

0.6 30 0.531 0.54 0.016949 1.695 6.579202664 3794920 37949.2

Benda uji jenuh air

30 detik 0.258 0.272 0.054264 5.426 5.912969851 818408 8184.08

Benda uji jenuh air

1 0.256 0.301 0.175781 17.578 4.90151637 79710.65 797.1065

Benda uji jenuh air

2 0.261 0.305 0.168582 16.858 4.932065207 85519.51 855.1951

Benda uji jenuh air

3 0.252 0.292 0.15873 15.873 4.973873653 94161.56 941.6156

Benda uji jenuh air

4 0.255 0.292 0.145098 14.510 5.065850126 116372.4 1163.724

Benda uji jenuh air

5 0.26 0.321 0.234615 23.462 4.531021586 33964.22 339.6422

Benda uji jenuh air

10 0.259 0.346 0.335907 33.591 4.071270062 11783.38 117.8338

Benda uji jenuh air

15 0.258 0.376 0.457364 45.736 3.608560872 4060.326 40.60326

Benda uji jenuh air

20 0.262 0.322 0.229008 22.901 4.557551724 36103.7 361.037

80


foam

Volume air

terinjeksi (ml)

Waktu (Menit)


(gram)

Berat Kertas Filter


Kadar Air (wc)

Kadar Air

(wc) % PF Kpa

Tinggi Kapiler

(m)

Benda uji jenuh air

60 0.253 0.348 0.375494 37.549 3.900227907 7947.452 79.47452

Benda uji jenuh air

120 0.248 0.37 0.491935 49.194 3.491285399 3099.455 30.99455

Benda uji jenuh air

240 0.257 0.335 0.303502 30.350 4.243757228 17529 175.29

Benda uji jenuh air

360 0.251 0.347 0.38247 38.247 3.875822496 7513.158 75.13158

Benda uji jenuh air

480 0.248 0.321 0.294355 29.435 4.293734196 19666.82 196.6682

Benda uji jenuh air

600 0.254 0.366 0.440945 44.094 3.666243552 4637.069 46.37069

Benda uji jenuh air

720 0.256 0.315 0.230469 23.047 4.550639217 35533.6 355.336

Benda uji jenuh air

840 0.252 0.336 0.333333 33.333 4.084390644 12144.81 121.4481

Benda uji jenuh air

960 0.247 0.345 0.396761 39.676 3.82551875 6691.427 66.91427

Benda uji jenuh air

1080 0.242 0.296 0.22314 22.314 4.593141856 39186.99 391.8699

Benda uji jenuh air

1200 0.247 0.37 0.497976 49.798 3.470795183 2956.618 29.56618

Benda uji jenuh air

1320 0.25 0.398 0.592 59.200 3.162705984 1454.474 14.54474

Benda uji jenuh air

1440 0.244 0.311 0.27459 27.459 4.366526507 23255.54 232.5554

Benda uji jenuh air

2880 0.249 0.38 0.526104 52.610 3.380452923 2401.336 24.01336

Benda uji jenuh air

4320 0.24 0.363 0.5125 51.250 3.423043064 2648.763 26.48763

81


foam


(ml)

Waktu (Menit)


(gram)

Berat Kertas Filter


Kadar Air (wc)

Kadar Air (wc)

% PF Kpa

Tinggi Kapiler (m)

Benda uji jenuh air

5760 0.246 0.438 0.780488 78.049 2.631321723 427.8797 4.278797

Benda uji jenuh air

7200 0.241 0.365 0.514523 51.452 3.416710396 2610.42 26.1042

Benda uji jenuh air

8640 0.25 0.36 0.44 44.000 3.669649697 4673.58 46.7358

Benda uji jenuh air

10080 0.257 0.37 0.439689 43.969 3.670771825 4685.671 46.85671

Benda uji jenuh air

14400 0.266 0.353 0.327068 32.707 4.116328904 13071.6 130.716



nilai water retention dan tinggi pipa kapiler dalam satuan meter. Grafik pengujian

water retention pada benda uji pasta semen foam disajikan dalam Gambar 4.21

berikut.

(a)

82

(b)

Gambar 4.22Water retention benda uji pasta semen foam (a) dalam skala log Kpa (b)


Kurva pengujian water retention pada benda uji pasta semen foam


dengan berbagai nilai FAS. Namun, pada benda uji pasta semen foam nilai kadar

airnya lebih tinggi dibandingkan dengan pasta semen dengan berbagai nilai FAS.

Pada pasta semen foam nilai kadar air maksimum sebesar 0.780488 dan untuk tinggi

kapilernya sebesar 4.2787. Pada pasta semen FAS 0.5 nilai kadar air maksimum

sebesar 0.744094 dan untuk tinggi kapilernya sebesar 9.5391 m, sedangkan pada

pasta semen FAS 0.45 sebesar 0.647059, untuk tinggi kapilernya sebesar 5.2203 m.

Pada benda uji pasta semen FAS 0.35 nilai kadar air maksimumnya sebesar 0.501901

dan untuk tinggi kapilernya sebesar 28.6733. Nilai kadar air pada pasta semen foam

lebih besar bila dibanding dengan benda uji pasta semen dengan variasi nilai FAS

namun, tinggi kapiler pada pasta semen foam lebih kecil dibandingkan dengan benda

uji pasta semen FAS 0.5, 0.45, 0.35, dan 0.3. Dari data tersebut dapat disimpulkan

bahwa dengan kadar air yang tinggi memperoleh nilai tinggi kapiler yang kecil. Hal

tersebut dikarenakan dengan kadar air yang tinggi mengidentifikasikan nilai

porositas yang besar. Dimana angka pori berbanding terbalik dengan tinggi kapiler

yang akan dibahas pada sub bab 4.2.

83

Grafik pengujian water retention pada benda uji pasta semen foam juga

menunjukkan pola alur yang sama dengan grafik Van Genuchten water retention.

Kedua alur hasil pengujian water retention tersebut, di plotkan dalam satu grafik

yang disajikan dalam gambar 4.23 dan gambar 4.24 berikut.

Gambar 4.23 Perbandingan water retention benda uji pasta semen foam dengan


Gambar 4.24 Perbandingan water retention benda uji pasta semen foam dengan



semen foam dengan alur water retention Van Genuchten pada benda uji beton C-15

84

dan mortar M1. Pada kedua gambar tersebut tampak alur water retention pasta semen

foam identik dengan alur water retention Van Genuchten, namun kadar air pada

benda uji pasta semen foam lebih besar dibandingkan dengan kadar air pada

pengujian Van Genuchten. Perbedaan tersebut dikarenakan penggunaan benda uji

yang berbeda dan memiliki porositas yang berbeda pula.

Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen foam dan pada

benda uji pasta semen dengan variasi nilai FAS bila diplotkan dalam satu grafik,

menunjukkan pola alur yang sama. Namun pola alur tersebut memiliki kadar air

maksimum yang berbeda-beda. Dimana kadar air maksimumnya terlihat secara

berurutan dari yang terbesar hingga terkecil, yaitu pasta semen foam, pasta semen

FAS 0.5, pasta semen FAS 0.45, pasta semen FAS 0.35, dan yang terkecil ialah pasta

semen FAS 0.3. Grafik tersebut disajikan pada gambar 4.25 berikut.

.

Gambar 4.25. Water retention pada benda uji pasta semen dengan berbagai jenis nilai

FAS dan pasta semen foam.

85

BAB 5.

HASIL DAN PEMBAHASAN

PENGUJIAN POROSITAS, UPV DAN KUAT TEKAN

5.1 Porositas

Porositas merupakan perbandingan volume kosong di dalam benda padat

dengan volume padat. Pengujian porositasberdasarkan ASTM C 642-90. Prosedur

pengujian telah dijelaskan didalam Bab 3.

5.1.1 Porositas Pada Benda Uji Pasta Semen

5.1.1.1 Benda Uji Pasta Semen FAS 0.5

Pengujian porositas pada benda uji pasta semen FAS 0.5 dilakukan dengan

menggunakan 4 benda uji. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 5.1 berikut.

Tabel 5.1 Hasil pengujian porositas pada benda uji pasta semen FAS 0.5

Benda Uji

Berat Kering Berat Sebelum

di vacum (gram)

Berat Setelah di vacum dalam air Porositas Kadar air

(gram) Berat dalam air (gram) SSD

(gram) (%)

C1 178.7 211.384 97.8 218.3 33% 0.2216004

C2 182.7 218.678 99.2 222.9 32% 0.2200328

C3 186.2 219.239 100.3 223.7 30% 0.2013963

C4 182 215.973 99.2 222.3 33% 0.2214286

Rata-rata 32% 0.2161146

Untuk mencari nilai porositas benda uji berdasarkan ASTM C 642-90. Hasil

perhitungan disajikan pada tabel 5.1, dimana nilai porositas rata-rata dari 4 benda uji

yang telah dilakukan pengujian porositasnya yaitu sebesar 0.32




86


Benda Uji

Berat Kering Berat Sebelum

di vacum (gram)

Berat Setelah di vacum dalam air Porositas

Kadar air (gram) Berat dalam air (gram)

SSD (gram)

(%)

H1 201 229.571 112.9 231.5 26% 0.1517413

H2 209 232.322 116.9 233.4 21% 0.1167464

H3 217.1 239.944 114.4 242.1 20% 0.1151543

H4 205.9 231.996 118.7 234.7 25% 0.1398737

Rata-rata 23% 0.1308789

Hasil perhitungan disajikan pada tabel 5.2, dimana nilai porositas rata-rata

dari 4 benda uji yang telah dilakukan pengujian porositasnya yaitu sebesar 0.23.

Nilai porositas untuk benda uji pasta semen FAS 0.45 lebih kecil dibanding nilai

porositas pada benda uji FAS 0.5. Hal tersebut disebabkan oleh kandungan air pada

benda uji pasta semen FAS 0.5 lebih besar dibanding dengan benda uji pasta semen

FAS 0.45. Besarnya proporsi kandungan air pada campuran pasta semen,

mengakibatkan air yang menguap lebih banyak saat proses pengerasan. Air yang

menguap meninggalkan rongga pori.





Benda Uji Berat Kering

Berat Sebelum di vacum (gram)

Berat Setelah di vacum dalam air Porositas Kadar air

(gram) Berat dalam

air (gram) SSD (gram) (%)

P1 246.7 265.389 140.2 266.2 15% 0.0790434

P2 241.9 257.818 133.6 258.9 14% 0.070277

P3 238.5 259.51 133.2 262.2 18% 0.0993711

Rata-rata 16% 0.0828971




porositas pada benda uji FAS 0.5 dan 0.45.

87





Benda Uji

Berat Kering Berat Sebelum di

vacum (gram)

Berat Setelah di vacum dalam air Porositas

Kadar air (gram)

Berat dalam air

(gram) SSD (gram) (%)

L1 240.8 257.412 132.6 257.6 13% 0.0697674

L2 244.9 259.071 133.1 259.6 12% 0.0600245

L3 248.8 263.949 136.3 264.1 12% 0.0614952

L4 238.8 256.084 131.7 256.7 14% 0.0749581

Rata-rata 13% 0.0665613




porositas pada benda uji FAS 0.5, 0.45 dan 0.35.

5.1.2 Porositas Pada Benda Uji Pasta Semen Foam

Pengujian porositas pada benda uji pasta semen foam dilakukan dengan


Tabel 5.5 Hasil pengujian porositas pada benda uji pasta semen foam

Benda Uji

Berat Kering

Berat Sebelum di vacum (gram)

Berat Setelah di vacum dalam air

Porositas

Kadar air (gram)

Berat dalam air

(gram) SSD (gram) (%)

U1 172.6 216.777 88 216.4 34% 0.2537659

U2 161.4 206.793 85 205.561 37% 0.2736121

U3 164.2 207.392 87 208.133 36% 0.2675579

U4 160.5 204.662 82 204.669 36% 0.2751963

U5 159 201.974 81 202.115 36% 0.2711635

Rata-rata 36% 0.2682591



Nilai porositas terlihat secara berurutan dari yang terbesar hingga terkecil, yaitu pasta

semen foam, pasta semen FAS 0.5, pasta semen FAS 0.45, pasta semen FAS 0.35,

88

dan yang terkecil ialah pasta semen FAS 0.3. Pada gambar 4.24 menunujukkan pola

yang sama jika diurutkan nilai kadar air dari yang terbesar hingga terkecil secara

berurutan yaitu benda uji pasta semen foam, benda uji pasta semen FAS 0.5, pasta

semen FAS 0.45, pasta semen FAS 0.35 dan yang terkecil pasta semen FAS 0.3.

Berdasarkan pada gambar 4.23 dan dari data hasil porositas dapat diambil

kesimpulan bahwa ada korelasi antara kadar air dengan porositas.

5.1.3 Hubungan Kadar air dengan porositas

Berdasarkan hasil pengujian porositas dan dari data hasil uji water retention,

tampak bahwa adanya hubungan antara kadar air dengan porositas. Tabel 6.1

menyajikan data rata-rata porositas dan kadar air pada setiap jenis benda uji.

Tabel 5.6 Data porositas dan kadar air

Benda Uji Kadar air (wc) Porositas

FOAM 0.272429949 0.361257599

FAS 0.5 0.185981426 0.3212191

FAS 0.45 0.121424333 0.227664052

FAS 0.35 0.076550758 0.158052405

FAS 0.3 0.065029492 0.128380961

Data kadar air dan porositas diplotkan ke dalam grafik, ditampilkan pada

gambar 5.1 berikut.

Gambar 5.1. Hubungan kadar air dengan porositas pada benda uji pasta semen foam

dan pasta semen variasi nilai FAS

FOAM

FAS 0.5

FAS 0.45

FAS 0.35FAS 0.3

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

An

gka

po

ri

Kadar air

Hubungan Kadar air dengan porositas

89

Secara umum korelasi di atas menggambarkan hubungan kadar air dengan

porositas. Nilai kadar air pada FAS 0.3 memiliki nilai kadar air yang paling kecil,

begitu pula untuk nilai porositasnya. Nilai kadar air dan porositas secara berurutan

dari yang terkecil hingga terbesar ialah, benda uji pasta semen FAS 0.3, pasta semen

FAS 0.35, pasta semen FAS 0.45, pasta semen FAS 0.5 dan pasta semen foam. Jika

dilakukan analisa regresi dan korelasi berdasarkan statistik, data yang ada belum

dapat mencukupi. Tetapi, dari grafik tersebut dapat memberikan gambaran mengenai

hubungan antara kedua parameter.

5.1.4 Hubungan Porositas dengan Water Retention

Berdasarkan hasil pengujian porositas, dapat dihitung nilai kadar air dan

kemudian dicari nilai water retention dengan menggunakan grafik korelasi. Hasil

perhitungan disajikan pada tabel 5.7 berikut.

Tabel. 5.7 Data hasil perhitungan porositas dan water retention

Benda Uji Kadar air (wc) Porositas PF Kpa Tinggi

Kapiler(m)

FOAM 0.272429949 0.361257599 6.725297 725297.3 53124.7969

FAS 0.5 0.185981426 0.3212191 6.734176 734175.9 54222.0424

FAS 0.45 0.121424333 0.227664052 6.740806 740806.1 55056.1869

FAS 0.35 0.076550758 0.158052405 6.745415 745414.8 55643.5482

FAS 0.3 0.065029492 0.128380961 6.746598 746598.1 55795.3612

Data porositas dan water retention diplotkan ke dalam grafik, ditampilkan

pada gambar 5.2 berikut.

90

Gambar 5.2. Hubungan porositas dengan water retention dalam skala PF pada

benda uji pasta semen foam dan pasta semen variasi nilai FAS

Secara umum korelasi di atas menggambarkan hubungan porositas dengan

water retention yang arah hubungannya berlawanan arah yang artinya nilai water

retention menunjukkan nilai yang besar, namun porositasnya menunjukkan nilai

yang kecil. Data yang ada belum dapat mencukupi. Tetapi, dari korelasi tersebut

dapat memberikan gambaran umum mengenai hubungan antara kedua parameter.

5.2 UPV (Ultrasonic Pulse Velocity)

Uji UPV berdasarkan ASTM C597 (BS 1881-203), prosedur pengujian telah

dijelaskan pada bab 3. Klasifikasi kualitas beton berdasarkan kecepatan gelombang

disajikan pada tabel 5.8 berikut.

Tabel 5.8 Klasifikasi kualitas beton berdasarkan kecepatan gelombang

Kecepatan V (m/s) Klasifikasi

V< 2130 Kurang

2130 < V <3 060 Cukup

3060 < V < 3670 Cukup Baik

3670 < V < 4570 Baik

V > 4570 Baik Sekali

Sumber: BS 1881-203 (2004)

FOAM

FAS 0.5

FAS 0.45

FAS 0.35FAS 0.3

6,72

6,725

6,73

6,735

6,74

6,745

6,75

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4

Wat

er

rete

nti

on

(P

F)

Porositas

Hubungan Porositas dengan Water retention

91

5.2.1 UPV Pada Benda Uji Pasta Semen


Pengujian UPV pada benda uji pasta semen FAS 0.5 dilakukan dengan


Tabel 5.9 Data hasil uji UPV pada benda uji pasta semen FAS 0.5

Benda Uji t (second) v (m/s) Kualitas beton

C5 23.4 2140 Kurang

C6 17.5 2860 Cukup

C7 19 2630 Cukup

C8 21.4 2340 Cukup

C9 17 2940 Cukup

Rata-rata 2582 Cukup

Berdasarkan tabel 5.9 di atas, benda uji dikategorikan dalam kualitas beton

cukup. Hal tersebut dikarenakan, untuk benda uji pasta semen dengan FAS 0.5

proporsi air yang banyak sehingga mengakibatkan terjadinya susut karena penguapan

pada saat proses pengerasan dan hal tersebut mempengaruhi kualitas benda uji.

Besarnya proporsi kandungan air pada campuran pasta semen, mengakibatkan air

yang menguap lebih banyak saat proses pengerasan. Air yang menguap

meninggalkan rongga pori. Sesuai dengan hasil pengujian porositas, dimana benda

uji pasta semen FAS 0.5 memiliki nilai porositas yang besar. Benda uji yang

memiliki porositas yang besar, maka media untuk perambatan gelombang kecil dan

menghasilkan kecepatan yang rendah.

Gambar 5.3. Hubungan porositas dengan hasil pengujian UPV oleh Zoubeir Lafhaj

dkk (2005)

92

Berdasarkan gambar 5.3 di atas, menunjukkan adanya korelasi antara

porositas dengan cepat rambat gelombang pada hasil pengujian porosity dan UPV

terhadap mortar. Hasil pengujian menunjukkan bahwa hubungan antara porositas

dengan cepat rambat gelombang adalah linier dan berlawanan arah. Sehingga, benda

uji yang memiliki nilai porositas yang besar, nilai kecepatan gelombangnya kecil.






H6 20.5 2440 Cukup

H7 22.9 2180 Cukup

H8 16.4 3050 Cukup

H9 16 3130 Cukup Baik

Rata-rata

2700 Cukup

Berdasarkan tabel 5.10 di atas, benda uji dikategorikan dalam kualitas beton

cukup. Hal tersebut dikarenakan, untuk benda uji pasta semen dengan FAS 0.45

proporsi air yang masih banyak sehingga mengakibatkan terjadinya susut yang

sangat besar pula.






L5 14.1 3550 Cukup Baik

L6 13.5 3700 Baik

L7 15.2 3290 Cukup Baik

L8 13.5 3700 Baik

Rata-rata

3560 Cukup Baik

Berdasarkan tabel 5.11 di atas, kualitas benda uji rata-rata dikategorikan

dalam kualitas cukup baik. Sesuai dengan hasil pengujian porositas, dimana benda

uji pasta semen FAS 0.35 memiliki nilai porositas yang lebih kecil dibandingkan

93

dengan benda uji pasta semen FAS 0.5 dan FAS 0.45. Benda uji yang memiliki

porositas yang kecil, maka media untuk perambatan gelombang lebih banyak dan

menghasilkan kecepatan yang lebih tinggi.






P4 13.8 3620 Cukup Baik

P5 13.7 3650 Cukup Baik

P6 13.4 3730 Baik

Rata-rata

3667 Cukup Baik


dalam kualitas Cukup baik. Benda uji pada pasta semen dengan FAS 0.3 memiliki

kandungan air dalam campurannya kecil, sehingga benda uji tersebut nilai

porositasnya kecil sesuai dengan hasil pengujian porositas. Benda uji yang memiliki

porositas yang kecil, media untuk perambatan gelombang besar dan menghasilkan

kecepatan tinggi.

5.2.2 UPV Pada Benda Uji Pasta Semen Foam

Pengujian UPV pada benda uji pasta semen foam dilakukan dengan


Tabel 5.13 Data hasil uji UPV pada benda uji pasta semen foam


U6 19.6 2550 Cukup

U7 19.5 2560 Cukup

U8 18.8 2660 Cukup

U9 19.1 2620 Cukup

Rata-rata

2597.5 Cukup


dalam kualitas cukup. Hal tersebut dikarenakan benda uji pasta semen foam

merupakan benda uji yang menggunakan campuran foam sebanyak 25% dari berat

94

binder, sehingga benda uji ini memiliki pori yang lebih banyak dibandingkan benda

uji yang lain. Berdasarkan hasil pengujian porositas, benda uji pasta semen foam

memiliki porositas tertinggi dibandingkan benda uji pasta semen dengan variasi nilai

FAS. Pengujian dengan menggunakan UPV menggunakan prinsip perambatan energi

gelombang melalui benda uji kemudian ditampilkan dalam kecepatandan satuan

waktu tempuh. Sehingga, untuk benda uji yang memiliki porositas yang besar, maka

media untuk perambatan gelombang kecil dan menghasilkan kecepatan yang rendah.

Dari hasil pengujian yang dilakukan oleh peneliti, benda uji dengan FAS

yang sama menghasilkan nilai cepat rambat gelombang yang sangat beragam.

Berdasarkan jurnal penelitian olehSugeng P. Budio dkk (2016) dengan judul koreksi

pembacaan ultrasonic pulse velocity (upv) terhadap kesalahan akibat ketidakstabilan

posisi tranducer, peneliti menyatakan bahwa benda uji yang memiliki kuat tekan

rencana yang sama, dapat memiliki kecepatan rambat yang berbeda. Hal ini

dikarenakan, nilai cepat rambat gelombang bergantung pada homogenitas material.

Sugeng P. Budio juga menyatakan bahwa pembacaan nilai kecepatan UPV memiliki

sebaran yang beragam walaupun dilakukan pada benda uji yang sama. Hal tersebut

diakibatkan oleh posisi tranducer yang tidak stabil.

5.3 Kuat Tekan

5.3.1 Kuat Tekan Pada Benda Uji Pasta Semen


Pengujian kuat tekan pada benda uji pasta semen FAS 0.5 dilakukan dengan


Tabel 5.14 Data hasil uji kuat tekan pada benda uji pasta semen FAS 0.5

Benda Uji Kuat Tekan (ton) Mutu beton (Mpa)

C7 4 16

C8 3.4 13.6

C9 3.6 14.4

Tabel 5.11 merupakan data hasil test kuat tekan. Dari hasil tersebut, tampak

bahwa mutu beton untuk benda uji pasta semen FAS 0.5 mempunyai mutu yang

rendah, hasil yang sama ditunjukkan dari test UPV.

95


Pengujian kuat tekan pada benda uji pasta semen FAS 0.45 dilakukan

dengan menggunakan 4 benda uji. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 5.15

berikut.



H6 4.4 17.6

H7 4.7 18.8

H8 4.8 19.2

H9 4.7 18.8



lebih baik dibanding dengan benda uji pasta semen FAS 0.5. Hasil test UPV

menunjukkan hal yang sama.


Pengujian kuat tekan pada benda uji pasta semen FAS 0.35 dilakukan

dengan menggunakan 4 benda uji. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 5.16

berikut.



L5 10.3 41.2

L6 9.8 39.2

L7 13.3 53.2

L8 11.5 46



tinggi.


Pengujian kuat tekan pada benda uji pasta semen FAS 0.3 dilakukan dengan


96



P4 9.6 38.4

P5 8.6 34.4

P6 6.7 26.8

Dari hasil test kuat tekan, tampak bahwa mutu beton untuk benda uji pasta

semen FAS 0.3 mempunyai mutu yang lebih rendah dibanding benda uji pasta semen

FAS 0.35. Hal tersebut dimungkinkan karena proporsi air yang sedikit sehingga

pada saat proses mixing , air tidak masuk ke seluruh rongga pori. Jika dilakukan test

uji konsistensi, maka benda uji tersebut tidak mencapai batas kritis konsistensi.

Tetapi pada hasil uji UPV, benda uji pasta semen FAS 0.3 lebih baik hasil

pengujiannya dibanding dengan benda uji pasta semen FAS 0.35. Hal tersebut

dimungkinkan saat melakukan test UPV, permukaan benda uji yang disentuh oleh

alat transducer pengirim dan penerima merupakan permukaan yang kadar airnya

kecil, dikarenakan air tidak terdistribusi secara merata.

5.3.2 Kuat Tekan Pada Benda Uji Pasta Semen Foam

Pengujian kuat tekan pada benda uji pasta semen foam dilakukan dengan


Tabel 5.18 Data hasil uji kuat tekan pada benda uji pasta semen foam


U10 3.7 14.8

U12 3.4 13.6

U17 3.3 13.2

U18 3.8 15.2


bahwa mutu beton untuk benda uji pasta semen foam mempunyai mutu yang paling

rendah dibandingkan benda uji pasta semen dengan variasi nilai FAS. Hal tersebut

dikarenakan benda uji pasta semen foam mempunyai ruang pori yang lebih tinggi

dibandingkan dengan benda uji yang lain.

Berdasarkan pengujian yang dilakukan oleh Ramazan Demirboga dkk

(2003) dalam jurnalnya yang berjudul Relationship between ultrasonic velocity and

97

compressive strength for high-volume mineral-admixtured concrete, menunjukkan

adanya hubungan yang linier pada hasil test kuat tekan dengan hasil test UPV.

Gambar 5.4. Hubungan hasil test kuat tekan dengan hasil test UPV oleh Ramazan

Demirboga dkk (2003)

Hasil test UPV yang telah dilakukan oleh peneliti, secara berurutan dari yang

terbesar hingga terkecil, yaitupasta semen FAS 0.3, pasta semen FAS 0.35, pasta

semen FAS 0.45, pasta semen foam dan yang terkecil adalah pasta semen FAS 0.5.

Apabila dibandingkan dengan hasil test kuat tekan, secara berurutan dari yang

terbesar hingga terkecil, yaitupasta semen FAS 0.35, pasta semen FAS 0.3, pasta

semen FAS 0.45, pasta semen FAS 0.5 dan yang terkecil adalah pasta semen foam.

Berdasarkan penelitian sebelumnya, yang dilakukan oleh Ramazan Demirboga dkk

(2003), seharusnya nilai cepat gelombang dan mutu beton terkorelasi linier. Dimana

benda uji yang nilai cepat gelombangnya besar maka mutunya tinggi.

Pada hasil pengujian UPV dan kuat tekan yang telah dilakukan peneliti,

tampak bahwa nilai UPV untuk benda uji FAS 0.3 lebih besar dibanding benda uji

FAS 0.35, namun bila dikaji dari hasil test kuat tekan, nilai kuat tekan pada benda uji

FAS 0.35 lebih besar dibanding dengan benda uji FAS 0.3. Begitu pula untuk benda

uji pasta semen FAS 0.5 dan pasta semen foam. Dari hasil test UPV, nilai cepat

rambat benda uji pasta semen foam lebih tinggi dibanding pasta semen FAS 0.5.

98

Namun, bial dikaji berdasarkan hasil test kuat tekan, benda uji pasta semen FAS 0.5

lebih tinggi dibanding benda uji pasta semen foam.

Peneliti memperkirakan hal tersebut dapat terjadi dikarenakan dua

kemungkinan, yaitu saat melakukan pengujian UPV posisi tranducer tidak stabil

sehingga pembacaan nilai kecepatan memiliki sebaran yang beragam walaupun

dilakukan pada benda uji yang sama. Kemungkinan berikutnya ialah homogenitas,

pada saat proses mixing yang kurang sempurna, sehingga terjadi penggumpalan dan

tidak semua semen terikat dengan air. Hal tersebut mengakibatkan tidak semua

butiran semen terhidrasi. Perlu dilakukan uji konsistensi semen, sehingga mengetahui

kadar air maksimum yang dibutuhkan agar campuran pasta semen dapat terhidrasi

sempurna.

99

BAB 6.

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil dari pengujian dan analisa, maka kesimpulan yang

dihasilkan sesuai dengan perumusan masalah yang telah ditentukan, sebagai berikut:

1. Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan, menunjukkan bahwa metode kertas

filter Whatman No. 42 dapat digunakan untuk pengukuran water retention pada

concrete material.

2. Dari hasil pengujian, diperoleh kurva karakteristik water retention pada pasta

semen dari angka pori yang berbeda-beda. Secara keseluruhan, grafikwater

retention dari hasil pengujian pada pasta semen menunjukkan grafik yang

hampir identik dengan grafik water retention pada glass beads oleh Indarto

(1991), concrete dan mortar oleh Sébastien Schneider(2012). Tetapi sedikit

berbeda dibandingkan dengan tanah. Hal tersebut dikarenakan pori pada tanah

lebih variativ atau tidak seragam bila dibandingkan dengan concrete material

dan glass beads.

3. Hubungan antara kadar air dengan water retention didasarkan pada karakteristik

porositas material. Secara teoritis, tinggi kapiler pada material sangat tergantung

pada gradasi butiran yang membentuk material dan besarnya angka pori dari

material, sehingga pola kurva hubungan kadar air dengan water retention akan

memiliki pola kelengkungan grafik yang bervariasi.

4. Hubungan antara kadar air dengan porositas menggambarkan hubungan yang

linier. Nilai kadar air dan porositas secara berurutan dari yang terkecil hingga

terbesar ialah, benda uji pasta semen FAS 0.3, pasta semen FAS 0.35, pasta

semen FAS 0.45, pasta semen FAS 0.5 dan pasta semen foam.

5. Hubungan antara porositas dengan water retention, menggambarkan hubungan

berlawanan arah yang artinya porositas menunjukkan nilai yang kecil, namun

water retention menunjukkan nilai yang besar.

100

6. Benda uji yang memiliki porositas terbesar yaitu pada benda uji pasta semen

foam dengan nilai porositas rata-ratanya sebesar 0.2682591, dimana pada benda

uji tersebut, pembacaan test UPV atau cepat rambat gelombangnya memiliki

nilai yang rendah, yaitu sebesar 2597.5 m/s.

7. Berdasarkan hasil test kuat tekan dan test UPV, tidak dapat menunjukkan

hubungan yang linier seperti penelitian-penelitian terdahulu, dikarenakan

homogenitas benda uji.

6.2 Saran

Berdasarkan pengalaman yang telah dilakukan peneliti selama melakukan

penelitian, maka saran yang perlu diperhatikan sebagai berikut:

1. Untuk penelitian selanjutnya, gunakan benda uji yang porinya lebih kecil.

Sehingga didapat PF yang besar dan pola alur grafik water retention untuk nilai

PF yang tinggi akan terwakili.

2. Pada proses pembuatan benda uji, perhatikan mold yang digunakan untuk

cetakan. Jangan terlalu banyak menggunakan pelumas, karena endapan pelumas

akan mengakibatkan adanya rongga pada benda uji.

3. Dalam melakukan pembacaan berat kertas filter baik dalam keadaan kering

maupun setelah kontak dengan benda uji, harus berhati-hati dan gunakan alat

ukur yang memiliki keakuratan yang tinggi. Ketelitian sangat diperlukan, karena

berakibat pada nilai kadar air pada kertas dan akan memberikan dampak pada

nilai water retention.

4. Perlu dilakukan pengukuran kadar air pada benda uji, dan membandingkan kadar

air yang terdapat pada kertas filter, sehingga dapat diperoleh keakurasiannya.

5. Agar dapat menganalisis dengan regresi linier untuk mencari korelasi porosity,

hasil UPV test dan kuat tekan diperlukan benda uji minimal 10 benda uji.

6. Pada saat melakukan test UPV, dilakukan pengujian berulang-ulang kali

terhadap satu benda uji yang sama. Hal tersebut dilakukan agar data lebih valid

dan mencegah adanya data eror.

101

DAFTAR PUSTAKA

ASTM. Standard Spesification for Mixing Water Used in the Production of

Hydraulic Cement Concrete.C1602 / C1602M - 12

ASTM. Standard Test Method for Pulse Velocity Through Concrete. C 5997-97

ASTM. Standard Test Method for Measurement of Soil Potential (Suction) Using

Filter Paper. D5298-10

ASTM. Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete

Specimens. C 39/C

Charles W.W.Ng and Bruce Menzies 2007. Advanced Unsaturated Soil Mechanics

and Engineering. 2 Park Square, Milton Park, Abingdon, Oxon OX14 4RN,

USA and Canada.

E.P Kearsley, PJ Wainwright (2002).The effect of porosity on the strength of foamed

concrete. Cement and concrete research 32 (2002) 233-239. Jurnal. Science

Direct

Flore Brue, 2012. “Effect of Temperature on the Water Retention Properties of Two

High Performance Concretes”. Jurnal. Science Direct.

Fredlund, 1995. “The Scope Of Unsaturated Soil Mechanics”.Universityof

Saskatchewan. Saskatoon. Canada.

Fredlund, 1996. “The emergence of unsaturated soil mechanics - The fourth Spencer

J. Buchanan Lecture”. Texas A&M University. Texas

.


102

Fredlund, 2000. “The implementation of unsaturated soil mechanics into

geotechnical engineering, - R.M. Hardy Address”. NRC Research Press

website. Universityof Saskatchewan. Saskatoon. Canada.

Fredlund & Rahardjo, 1993, “Soil Mechanics for Unsaturated Soils”. A Willey-

interscience publication. John Wiley & Sons, Inc. 1-19.

Fredlund dan Morgenstren, 1977. “Stress state variables for unsaturated soils”.

ASCE J. Geotech. Eng. Div. GT5, vol. 103. 447-466

Indarto, 1991. “Comportement des sols soumis a une pression interstitielle negative

application aux silos. These de Doctorat. Ecole Centrale Paris. September 1991

Indarto, 1995. Metode kertas filter untuk menentukan karakteristik tegangan air pori

negatif pada tanah. Majalah ipTEK ITS. November 1995.

Indarto, Daniel T.,R. Soemitro. 2014. Perilaku variasi kadar air pada tanah ekspansif

serta peranannya terhadap nilai faktor adhesi dari daya dukung terhadap friksi

pada pondasi tiang. Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya.

Indonesia.

J. Kropp, H.K. Hilsdorf. 1995. Performance Criteria for Concrete Durability. E &

FN Spon, an imprint of Chapman & Hall 2-6 Boundary Row. London

Murray, E.J & V. Sivakumar. 2010. “Unsaturated Soils”. A

fundamentalinterpretation of soil behavior. A John Willey & Sons, Ltd., The

Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex, PO19 8SQ, United Kingdom.

1-2.

103

Jihat, mohamad.(2014), Pengukuran Suction Pada Beton dengan Menggunakan

Kertas Filter Whatman no. 42 di Laboratorium,.Skripsi, Institut Teknology

Sepuluh Nopember, Surabaya.

Ramazan Demirboga, Ibrahim Turkmen, Mehmet B. Karakoc (2004), “Relationship

between ultrasonic velocity and compressive strength for high-volume mineral-

admixtured concrete”, Cement and concrete research 34 (2004) 2329-2336.

Jurnal. Science Direct

Sugeng P.Budio, Ming Narto Wijaya, Eva Arifi, Putri Dewanti (2016), “Koreksi

Pembacaan Ultrasonic Pulse Velocity (UPV) Terhadap Kesalahan Akibat

Ketidakstabilan Posisi Tranducer”, Vol 10, No.1-2016 ISSN 1978-5658

Sebastien Schneider, Dirk Mallants, Diedrik Jacques, (2012), “Determining

Hydraulic Properties of Concrete and Mortar by Inverse Modelling”, Vol

1475, DOI:10.1557/opl.2012.601

Shetty M.S. 1982. “Concrete Technolgy”. Theory and Practice. S chand & Company

Ltd, Ram Nagar. New Delhi -110055

Yudhayana, DP. 2001. Pengaruh vaiasi tegangan air pori negatif terhadap perubahan

tegangan geser pada lempung kaolinite. Tesis. Institut Teknologi Sepuluh

Nopember. Surabaya. Indonesia.

Zoubeir Lafhaj, Marc Goeygou, Assia Djerbi, Mariusx Kaczmarek, (2006),

“Correlation between porosity, permeability and ultrasonic parameters of

mortar with variable water/cement ratio and water content”, Cement and

concrete research 36 (2006) 625-633. Jurnal. Science Direct

104


105

LAMPIRAN

DOKUMENTASI PENGUJIAN DI LABORATORIUM BETON

DIPLOMA TEKNIK SIPIL ITS

BIODATA PENULIS

Penulis bernama lengkap Dora Melati Nurita Sandi,

dilahirkan di Situbondo, 21 Nopember 1990, anak kedua dari

dua bersaudara. Penulis telah menempuh pendidikan formal

yaitu di TK ARNI Jember, SD Negeri Gondang Gandusari

Blitar, SMP Negeri 5 Jember dan SMA Negeri 3 Jember,

lulus tahun 2009, penulis melanjutkan pendidikan di Program

S1 Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Jember lulus

tahun 2013. Setelah lulus penulis bekerja pada bidang kontraktor. Penulis

melanjutkan pendidikan di Program Pasca Sarjana ITS jurusan Teknik Sipil

bidang keahlian Geoteknik pada tahun 2014.

STUDI PENGGUNAAN KERTAS FILTER WHATMAN NO 42...

Documents

Transcript of STUDI PENGGUNAAN KERTAS FILTER WHATMAN NO 42...