Jurnal Online Institut Teknologi Nasional

## Pengaruh Bahan Tambah Gula Pasir Terhadap Waktu Pengikatan dan Kuat Tekan

## RETNO TRIMURTININGRUM,BANTOT SUTRIONO, BILLY ARROWRICHTA,
HIASINTUS BERTUS WATU, MISRAWI
Fakultas Teknik, Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Email: retnotrimurti@untag-sby.ac.id

## ABSTRAK
Dalam pelaksanaan pembangunan konstruksi beton, seringkali ditemui beberapa kendala,  seperti  lokasi  batching  plan  yang  berbeda  dengan  lokasi  proyek  serta tingginya  temperatur  saat  pengecoran,  sehingga  dapat  mempercepat  waktu pengikatan  beton.  Untuk  mencegah  waktu  pengikatan  lebih  awal,  diperlukan bahan tambah kimia yang dapat memperlambat waktu pengikatan yaitu retarder. Akan  tetapi,  bahan  tambah  kimia  mempunyai  harga  yang  relatif  tinggi.  Oleh karena itu, pada penelitian ini digunakan gula sebagai bahan tambah alternatif, karena  gula  merupakan  salah  satu  penyusun  dalam  komposisi  retarder  serta mempunyai harga yang cukup ekonomis. Persentase gula pasir yang digunakan bervariasi, yaitu 0% (sebagai benda uji kontrol); 0,03%; 0,05% dan 0,1%. Hasil pengujian  menunjukkan  waktu  pengikatan  terlama  diperoleh  campuran  dengan persentase  gula  sebanyak  0,1%  dengan  waktu  ikat  awal  157  menit  dan  waktu ikat akhir 258 menit,  sedangkan hasil pengujian kuat tekan maksimum sebesar 225,38 kg/cm 2 diperoleh campuran dengan persentase gula sebanyak 0,05%.
Kata kunci: waktu pengikatan, gula, kuat tekan, retarder

## ABSTRACT
In concrete construction process, several obstacles are often to be encountered such  as  the  location  of  the  batching  plan  that  is  different  from  the  project location, as well as the high temperature while casting causes the acceleration of concrete setting time. To prevent earlier setting time, chemical admixture which can slow down the setting time is needed, namely retarders. However, chemical admixtures have relatively high prices. Therefore, in this study, sugar was used as an alternative ingredient, because sugar is one of the retarder’s compositio n and has relatively economical price. The percentages of sugar were varied, which are  0%  (as  a  control  specimen);  0.03%;  0.05%  and  0.1%.  The  test  results showed that the longest setting time is obtained by mixture with 0.1% of sugar, with the initial setting time 157 minutes and the final setting time 258 minutes, while  the  maximum  compressive  strength  test  results  are  225,38  kg/cm 2 obtained by a mixture with 0,05% of sugar.
Keywords : setting time, sugar, compressive strength, retarder

## 1. PENDAHULUAN
Penggunaan  beton  dan  mortar  sebagai  material  konstruksi  sangat  luas.  Berbagai  macam bangunan  seperti:  rumah,  gedung,  jembatan,  waduk,  saluran  serta  jalan  layang; menggunakan  campuran  beton  maupun  mortar.  Dalam  pelaksanaan  pembangunannya, seringkali kontraktor dihadapkan oleh beberapa  permasalahan, seperti lokasi batching plan yang  lokasinya  cukup  jauh  dengan  lokasi  pembangunan  proyek  sehingga  dibutuhkan beberapa waktu untuk kemudian sampai ke lokasi proyek dan siap digunakan serta tingginya temperatur  pada  saat  pengecoran  sehingga  dapat  mempercepat  waktu  pengikatan campuran.  Oleh  karena  itu,  waktu  pengikatan  menjadi  salah  satu  hal  yang  harus diperhatikan.  Untuk  mencegah  terjadinya  waktu  pengikatan  yang  lebih  cepat,  maka diperlukan bahan tambah kimia yang berfungsi untuk menunda waktu pengikatan .
Retarder  merupakan  salah  satu  bahan  tambah  chemical  admixture    yang  berfungsi  untuk memperlambat  waktu  pengikatan  pasta  semen. Retarder  mencegah  terjadinya  cold  joint serta  sangat  bermanfaat  dalam  pengecoran  dengan  cuaca  bertemperatur  tinggi  (Neville, 2010).  Mekanisme  kerja retarder    adalah  penyerapan  molekul  retarder    pada  permukaan semen  sehingga  terbentuk  pelindung  yang  mencegah  semen  untuk  bereaksi  dengan  air (Khan,  B.,  2004).  Penggunaan  bahan  tambah  kimia  pada  campuran  beton  biasanya mempunyai  biaya  yang  relatif  tinggi  dan  biasanya  bahan  tambah  kimia  juga  cukup  sulit untuk  didapatkan  khususnya  pada  daerah  yang  jauh  dari  perkotaan  (Bunganaen,  2016). Menurut  Neville,  peristiwa  perlambatan  waktu  ikat retardation  dapat  ditimbulkan  dengan penambahan gula, karbohidrat dan turunannya, larutan garam seng, larutan borat dan lain- lain (Neville, 2010).
Oleh  karena  itu,  pada  penelitian  digunakan  gula  pasir  sebagai  bahan  tambah  alternatif karena  gula  merupakan  salah  satu  penyusun  dalam  komposisi retarder  serta  mempunyai harga yang cukup ekonomis dan mudah didapatkan. Pada penelitian ini menggunakan benda uji  berupa  pasta  semen  (yaitu  campuran  yang  terdiri  dari  semen  dan  air  yang  digunakan untuk uji  waktu  pengikatannya) serta  benda uji  mortar  (yaitu  campuran  yang  terbuat  dari pasta  semen  dan  agregat  halus)  untuk  mengetahui  pengaruh  bahan  tambah  gula  pasir terhadap hasil uji tekan.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1 Setting Time
Waktu pengikatan ( setting time) adalah waktu dimana terjadi perubahan pasta semen dari kondisi  cair menjadi  kondisi  padat  (Neville,  2010). Waktu  pengikatan  dimulai  dihitung  saat pertama kali semen bercampur dan bereaksi dengan air. Waktu pengikatan dibagi menjadi 2 tahap,  yaitu: initial  setting  (waktu  ikat  awal)  dan  final  setting  (waktu  ikat  akhir).  Waktu pengikatan awal adalah waktu yang  dibutuhkan saat semen dicampur dengan air sehingga berubah  kondisinya  dari  kondisi  plastis  menjadi  tidak  plastis;  sedangkan waktu  pengikatan akhir  adalah  waktu  yang  dibutuhkan  saat  semen  dicampur  dengan  air  sehingga  berubah kondisinya  dari  kondisi  plastis menjadi  “keras” (Subakti,  A.,  2010).  Pengujian  waktu pengikatan pasta semen berdasarkan SNI 03-6826-2002dan SNI 03-6827-2002.

## 2.2 Kuat Tekan
Kuat tekan dihitung berdasarkan perbandingan gaya terbesar yang mampu dipikul benda uji sesaat  sebelum  pecah  dibagi  luasan  penampang  benda  uji.  Pengujian  kuat  tekan  mortar dilakukan berdasarkan SNI 03-6825-2002.
Rumus perhitungan kuat tekan adalah seperti tertera pada Persamaan 1 berikut:
𝜎 𝑚 = 𝑃 𝑚𝑎𝑘𝑠 𝐴 … (1)
halmana:
𝜎 𝑚 =  kuat tekan benda uji mortar [ kg cm 2 ] , 𝑃 𝑚𝑎𝑘𝑠 =  gaya tekan terbesar [kg], 𝐴 =  luasan penampang benda uji [cm 2 ] .

## 3. METODOLOGI PENELITIAN

## 3.1. Diagram Alir Penelitian
Tahapan penelitian dapat dilihat di diagram alir penelitian pada Gambar 1 di bawah ini:
Gambar 1. Diagram alir penelitian Studi literatur Mulai Persiapan alat dan bahan Pengujian material: agregat halus atau pasir
Pengujian konsistensi normal semen Mix design mortar - Gula 0% - Gula 0,03% - Gula 0,05% - Gula 0,1%
Pengujian waktu pengikatan semen
(persentase gula
0%; 0,03%; 0,05% dan 0,1%)
A B

## Gambar 1. Diagram alir penelitian (lanjutan)

## 3.2. Material
Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah sbb.:
• Agregat Halus Penelitian  ini  menggunakan  agregat  halus  yang  berasal  dari  Pasir  Lumajang.  Hasil pengujian material agregat halus disampaikan dalam Tabel 1 dan Gambar 2 berikut:
Pembuatan benda uji Mortar - Gula 0% - Gula 0,03% - Gula 0,05% - Gula 0,1% Proses curing benda uji
Uji tekan benda uji (7 hari, 14 hari dan 28 hari) Analisis hasil pengujian Kesimpulan Selesai A B
Tabel 1. Hasil Pengujian Analisis Ayakan Pasir Saringan Massa Pasir Tertinggal [gram] % Pasir Tertinggal % Kumulatif No Diameter Lubang Ayakan [mm] Tinggal Lolos - 9,6 0,00 0,00 0,00  100,00 4 4,76 70,00 7,00 7,00 93,00 8 2,38 53,50 5,35 12,35 87,65 16 1,19 143,50 14,35 26,70 73,30 11 0,6 213,50 21,35 48,05 51,95 50 0,3 163,00 16,30 64,35 35,65 100 0,15 186,00 18,60 82,95 17,05 pan - 170,50 17,05  100,00 0,00 Jumlah 1.000,00 100,00  241,40

## Gambar 2. Hasil analisis gradasi pasir
Hasil  analisis  pengujian  material  pasir  pada Tabel  1 dan Gambar  2 menunjukkan bahwa pasir yang digunakan dalam penelitian ini cenderung termasuk ke gradasi Zona 2 dan mempunyai modulus kehalusan sebesar 2,414.
• Semen
Penelitian ini menggunakan Semen Portland Gresik tipe 1.
• Air Penelitian  ini  menggunakan  air  yang  berasal  dari  air  PDAM  Laboratorium  Beton Universitas 17 Agustus 1945  Surabaya.
• Gula Penelitian ini menggunakan gula pasir denga butiran berwarna putih.

## 3.3. Perhitungan Proporsi Campuran Benda Uji Kuat Tekan Mortar
Perhitungan  proporsi  benda  uji  mortar  pada  penelitian  ini  mengacu  pada  peraturan SNI  03-6825-2002.  SNI  03-6825-2002  mengatur  pembuatan  untuk  6  benda  uji  berbentuk kubus berukuran masing-masing sisinya sebesar 5 cm, komposisi yang digunakan adalah:
0 20 40 60 80 100 120 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.4 % L ol os A ya ka n Diameter Ayakan (mm) Zona 2 Gradasi Pasir (agregat Halus) Zone 2 Zone 2 Lolos
• semen Portland 500 gram;
• pasir 1.375 gram;
• air 242 ml.
Proporsi tersebut kemudian disesuaikan dengan ukuran dan volume benda uji mortar yang digunakan.
Perbedaan  campuran  pada  penelitian  ini  adalah  berdasarkan  persentase  gula  yang ditambahkan ke dalam campuran. Terdapat 4 (empat) macam  campuran, yaitu: campuran dengan  0%  gula  (sebagai  benda  uji  kontrol)  serta  campuran  dengan  bahan  tambah  gula sebesar  0,03%;  0,05%  dan  0,1%  terhadap  berat  semen.  Rekapitulasi  hasil  perhitungan proporsi campuran benda uji kuat tekan mortar seperti ditunjukkan pada Tabel 2 dan Tabel 3 .
Tabel 2. Proporsi Campuran Benda Uji dengan Ukuran Diameter 6 cm dan Tinggi 12 cm
Jenis Campuran Semen [gram] Gula [gram] Pasir [gram] Air [ml] G-0% 226,08 - 621,72  109,423 G-0,03% 226,08 0,06 621,72  109,423 G-0,05% 226,08 0,11 621,72  109,423 G-0,1% 226,08 0,23 621,72  109,423
Tabel 3. Proporsi Campuran untuk Benda Uji Mortar Tiap Mixing (12 Benda Uji)
Jenis Campuran Semen [gram] Gula [gram] Pasir [gram] Air [ml] G-0% 2.712,96 - 7.460,64  1.313,07 G-0,03% 2.712,96 0,81 7.460,64  1.313,07 G-0,05% 2.712,96 1,36 7.460,64  1.313,07 G-0,1% 2.712,96 2,71 7.460,64  1.313,07
Untuk  uji  kuat  tekan  mortar,  benda  uji  yang  digunakan  adalah  berupa  silinder  dengan ukuran 6 cm pada diameternya dan 12 cm pada tinggi benda ujinya ( Gambar 3 ). Pengujian kuat tekan dilakukan sebanyak 3 tahap, yaitu: pada umur benda uji 7 hari, 14 hari dan 28 hari; dengan masing-masing benda uji sebanyak 4 buah. Sebelum uji kuat tekan dilakukan, benda uji dirawat terlebih dahulu dengan direndam ke dalam bak curing menggunakan air PDAM  Laboratorium Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya pada suhu temperatur ruangan ( Gambar 4 ).

## Pengaruh Bahan Tambah Gula Pasir terhadap Waktu Pengikatan dan Kuat Tekan
Gambar 3. Benda uji mortar
Gambar 4. Perawatan benda uji mortar

## 4. HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN

## 4.1. Hasil Pengujian Waktu Pengikatan Pasta Semen
Pengujian  waktu  pengikatan  pasta  semen  bertujuan  untuk  menentukan  waktu  ikat  awal ( initial  setting  time)  dan  waktu  ikat  akhir  (final  setting  time)  dari  pasta  semen.  Menurut SNI 6827-2002, waktu ikat awal ditentukan saat jarum vicat masuk ke dalam benda uji pasta sebesar 25 mm dan waktu ikat akhir pasta adalah saat penetrasi jarum vicat menunjukkan angka 0 mm.
Gambar  5 menjelaskan  mengenai  hasil  pengujian  konsistensi  normal  semen  untuk mendapatkan  persentase  air  dalam  campuran  pasta  semen  yang  sesuai  untuk  kemudian digunakan dalam pengujian waktu pengikatan dengan menggunakan peralatan jarum vicat. Persentase air yang digunakan adalah persentase dari pasta semen yang memiliki penetrasi ikat sebesar 10 mm saat 30 detik, yaitu sebesar 23%.

## Gambar 5. Hasil pengujian konsistensi normal semen
Pengaruh  gula  pasir  sebagai  bahan  tambah  terhadap  waktu  pengikatan  benda  uji  pasta semen ditunjukkan pada Gambar 6 dan Tabel 4 .
Gambar 6. Hasil pengujian setting time pasta semen terhadap persentase gula
Tabel 4. Hasil Pengujian Waktu Pengikatan Pasta Semen
Campuran Waktu Ikat Awal [menit] Waktu Ikat Akhir [menit] G-0% 90,79 120,00 G-0,03% 101,57 168,00 G-0,05% 129,00 198,00 G-0,1% 157,69 258,00
Gambar 6 dan Tabel 4 menunjukkan  bahwa penambahan gula pasir ke dalam campuran pasta  dapat  memperlambat  waktu  pengikatan.  Semakin  besar  persentase  gula  pasir  yang ditambahkan  dalam  campuran,  maka  semakin  lama  pula  waktu  pengikatan;  baik  waktu pengikatan awal maupun waktu pengikatan akhir yang terjadi antara semen dan air. Waktu pengikatan  awal  dan  akhir  yang  paling  lama  diperoleh  campuran  G-0,1%  (campuran  yang
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 100 200 300 Pen ur un an ( m m ) Interval waktu (menit) Hasil Pengujian Waktu Pengikatan Pasta Semen SETTING TIME G-0% SETTING TIME G-0,03% SETTING TIME G-0,05%
SETTING TIME G-0,1%
23%
mengandung  gula  pasir  sebesar  0,1%  dari  berat  semen),  yaitu  sebesar  157,69  menit  dan 258 menit. Campuran yang mempunyai waktu pengikatan awal dan waktu pengikatan akhir yang  paling  pendek  adalah  campuran  G-0%  yang  merupakan  campuran  kontrol,  dengan lama  waktu  pengikatan  90,79  menit  untuk  waktu  pengikatan  awal  dan  120  menit  untuk waktu pengikatan akhir. Hal tersebut terjadi karena butiran semen menyerap molekul gula sehingga  membentuk  lapisan  tipis  pada  permukaan  butiran  semen  yang  kemudian menghalangi semen untuk segera bereaksi dengan air.

## 4.2. Hasil Uji KuatTekan Mortar
Tabel 5 , Tabel 6 dan Tabel 7 menampilkan tentang rekapitulasi hasil uji kuat tekan benda uji mortar pada saat umur 7 hari, 14 hari dan 28 hari. Gambar 7 menunjukkan pengaruh bahan  tambah  gula  pasir  pada  campuran,  disajikan  dalam  bentuk  hubungan  antara  umur benda uji terhadap nilai kuat tekannya untuk benda uji mortar.
Gambar 7. Hasil uji kuat tekan mortar terhadap persentase gula
Tabel 5. Hasil Uji Kuat Tekan Mortar pada Umur 7 Hari
Campuran Nilai Kuat Tekan Mortar pada Umur 7 Hari [kg/cm 2 ] Perbandingan G-0% 167,93 - G-0,03% 132,58 -21,05% G-0,05% 172,35 2,63% G-0,1% 145,83 -13,16% Tabel 6. Hasil Uji Kuat Tekan Mortar pada Umur 14 Hari Campuran Nilai Kuat Tekan Mortar pada Umur 14 Hari [kg/cm 2 ] Perbandingan G-0% 196,65 - G-0,03% 167,93 -14,61% G-0,05% 190,03 -3,37% G-0,1% 181,19 -7,87%
0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 7 hari 14 hari 28 hari Ku at T ekan ( kg /c m 2) Umur benda uji Kuat Tekan Mortar Gula 0% Gula 0,03% Gula 0,05% Gula 0,1%
Retno Trimurtiningrum, Bantot Sutriono, Billy Arrowrichta, Hiasintus Bertus Watu, Misrawi
Tabel 7. Hasil Uji Kuat Tekan Mortar pada Umur 28 Hari
Campuran Nilai Kuat Tekan Mortar pada Umur 28 Hari [kg/cm 2 ] Perbandingan G-0% 207,70 - G-0,03% 154,67 -25,53% G-0,05% 225,38 8,51% G-0,1% 223,17 7,45%
Hasil  pengujian  kuat  tekan  menunjukkan  bahwa  pada  umur  awal,  yaitu  saat  benda  uji berumur  7  hari  dan  14  hari,  kuat  tekan  tertinggi  diperoleh  campuran  kontrol  (dengan persentase  gula  0%),  yaitu  sebesar  167,93  kg/cm 2 dan  196,65  kg/cm 2 .  Hal  tersebut disebabkan  karena  campuran  yang  mengandung  gula  pasir  mengalami  pengerasan  lebih lama.  Pada  umur  28  hari,  persentase  gula  pasir  dalam  campuran  mortar  berpengaruh meningkatkan sedikit kuat tekan pada benda uji mortar.
Hal  tersebut  berbeda  dengan  hasil  yang  ditunjukkan  oleh  campuran  G-0,03%  yang mengalami  penurunan  kuat  tekan  yang  cukup  signifikan,  yaitu  sebesar  14,61% − 25,53% pada  umur  pengujian  14  hari  dan  28  hari.  Penurunan  kuat  tekan  tersebut  terjadi  karena hampir setiap benda uji campuran G-0,03% memiliki permukaan yang miring atau pun tidak rata.
Campuran mortar G-0,05% mengalami peningkatan kuat tekan sebesar 8,51% dengan nilai kuat  tekan  sebesar  225,28  kg/cm 2 pada  umur  28  hari.  Campuran  mortar  G-0,1%  juga mengalami peningkatan kuat tekan sebesar 7,45% dengan nilai kuat tekan sebesar 223,17 kg/cm 2 pada umur 28 hari. Hal tersebut dikarenakan kandungan lignin yang terdapat pada gula berperan dalam meningkatkan lekatan antar penyusun campuran mortar (Bunganaen, 2016).

## 5. KESIMPULAN
Penambahan  gula  pasir  pada  campuran  pasta  semen  berpengaruh  pada  lamanya  waktu pengikatan.  Semakin  banyak  persentase  gula  yang  ditambahkan  ke  dalam  campuran, semakin lama pula waktu pengikatan awal dan waktu pengikatan akhir dari campuran pasta semen.  Hal  tersebut  dikarenakan  molekul  gula  terserap  dalam  butiran  semen  sehingga membungkus permukaan semen dan menghalangi terjadinya pengikatan antara semen dan air.  Campuran  G-0,1%  mempunyai  waktu  pengikatan  awal  dan  waktu  pengikatan  akhir terpanjang, yaitu 157 menit dan 258 menit.
Penambahan  gula  pasir  terhadap  kuat  tekan  mortar  tidak  berpengaruh  terlalu  signifikan. Kuat tekan pada campuran G-0,05% dan G-0,1% mengalami kenaikan sebesar 8,51% dan 7,45%  terhadap  kuat  tekan  benda  uji  kontrol.  Hal  tersebut  disebabkan  oleh  lignin  yang terkandung  dalam  gula  dapat  meningkatkan  lekatan  antar  komponen  penyusun  mortar. Kuat tekan tertinggi diperoleh campuran G-0,05% sebesar 225,38 kg/cm 2 .
Pengaruh Bahan Tambah Gula Pasir terhadap Waktu Pengikatan dan Kuat Tekan

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  rasa  syukur  kepada  Allah Subhanallahu wa  Ta’ ala  dan  terima  kasih kepada  institusi  Universitas  17  Agustus  1945  Surabaya  yang  telah  membantu  kami  dalam menyelesaikan penelitian ini.

## DAFTAR RUJUKAN
Badan  Standardisasi  Nasional.  2002. SNI  03-6825-2002  tentang  Metode  Pengujian  Kuat Tekan  Mortar  Semen  Portland  untuk  Pekerjaan  Sipil.  Jakarta:  Badan  Standardisasi Nasional.
Badan  Standardisasi  Nasional.  2002. SNI  03-6826-2002  tentang  Metode  Pengujian Konsistensi  Normal  Semen  Portland  dengan  Alat  Vicat  untuk  Pekerjaan  Sipil.  Jakarta: Badan Standardisasi Nasional. Badan  Standardisasi  Nasional.  2002. SNI  03-6827-2002  tentang  Metode  Pengujian  Waktu Ikat Awal Semen Portland dengan Menggunakan Alat Vicat untuk Pekerjaan Sipil. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.
Bunganaen,  W.,  Elia  H.,  Yustanius  Bei-Ngala.  (2016).  Pengaruh  Penambahan  Gula  Pasir terhadap Kuat Tekan dan Sifat Kedap Air Mortar. Jurnal Teknik Sipil, 5 (1), 105-116. Khan, B., Muhammad Ullah. (2004). Effect of a Retarding Admixture on the Setting Time of Cement Pastes in Hot Weather. JKAU: Eng. Sci, 15 (1), 63-79.
Neville, A.M., J.J. Brooks. (2010). Concrete Technology. London: Pearson.
Subakti,  A.  ,  Irmawan,  M.,  Piscesa,  B.,  (2010). Teknologi  Beton  dalam  Praktek. Surabaya: ITS Press.