## KUAT TEKAN BETON MUTU ULTRA TINGGI MENGGUNAKAN FLY ASH SEBAGAI SUBSTITUSI SEMEN DAN BIJIH BESI SEBAGAI FILLER DENGAN AGREGAT MAKSIMUM 5 MM DAN 10 MM
Yuliana 1 Teuku Budi Aulia 2 Purwandy Hasibuan 3
1 Mahasiswa, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh 23111, Indonesia
2,3 Dosen, jurusan Teknik Sipil, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh 23111, Indonesia. Email: yuliana@mhs.unsyiah.ac.id

## Abstract
Ultra high strength concrete is concrete with compressive strength more than 90 MPa. In this study, coal fly ash as cement substitution and addition of iron ore as a filler were used. The aim of this study is to analyze the compressive strength of ultra high strength concrete using maximum aggregate of 5 mm and 10 mm. Variation of the test specimen based  on  the  maximum  aggregate  size  are  two  variations,  namely  normal  (UTN5  and  UTN10)  and  substitution  (UT5 and UT10). Based on the results of the study, the maximum compressive strength  was produced by ultra high strength concrete using 5 mm aggregates both UTN5 and UT5. UT5 compressive strength at 7, 28 and 56 days was 88.92 MPa, 103.51 MPa and 107.75 MPa,  it was decreased  by 2.552%; 5.744% and 3.120%  to  UTN5.  The modulus elasticity of UT5  was 47,470.54 MPa  and 51,850.14 MPa at 28 and 56 days which  was lower than  UTN5 modulus elasticity. The compressive strength of UT5 was 96.88% of UTN5 at 56 days by using 85% cement  of UTN5.
Keywords : Ultra high strength concrete, coal fly ash, iron ore, compressive strength

## Abstrak
Beton  mutu  ultra  tinggi  yaitu  beton  dengan  kuat  tekan  lebih  besar  dari  90  MPa.  Beton  mutu  ultra  tinggi  dalam penelitian  ini  menggunakan aditif fly ash batu bara sebagai  substitusi semen dan penambahan  bijih  besi sebagai filler. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kuat tekan beton mutu ultra tinggi menggunakan agregat maksimum 5 mm dan 10 . Variasi benda uji berdasarkan ukuran agregat maksimum masing-masing dua variasi yaitu normal (UTN5 dan UTN10) dan substitusi (UT5 dan UT10).  Berdasarkan hasil penelitian, kuat tekan terbesar dihasilkan oleh beton mutu ultra tinggi yang menggunakan agregat 5 mm baik UTN5 maupun UT5. Kuat tekan umur 7, 28 dan 56 hari pada UT5 sebesar  88,92  MPa,  103,51  MPa  dan  107,75  MPa,  yang  mengalami  penurunan  kuat  tekan  terhadap  UTN5  sebesar 2,552%;  5,744%  dan  3,120%.  Kuat  tekan  tertinggi  UT5  sebesar  96,88%  dari  kuat  tekan  UTN5  pada  umur  56  hari dengan penggunaan semen UT5 85% dari UTN5.
Kata kunci: Beton mutu ultra tinggi,  fly ash batu bara, bijih besi, kuat tekan

## 1. Pendahuluan
Meningkatnya pembangunan infrastruktur advanced membuat  beton  memegang  peranan  yang penting sebagai material konstruksi. Namun penggunaan  beton  struktural  mutu  konvensional  untuk kontruksi  tersebut  tentu  kurang  efektif  karena  daya dukung  yang  terbatas.  Sehingga  dalam  hal  ini,  perlu digunakan  beton  dengan  kuat  tekan  yang  lebih  tinggi yaitu beton mutu ultra tinggi.
Naibaho[1] menyebutkan, beton mutu ultra tinggi adalah beton yang memiliki kekuatan tekan lebih besar dari  90  MPa.  Be ton  mutu  ultra  tinggi  didapatkan dengan  pembuatan  beton  yang  ekstra  padat  dengan memberikan  pengisi  ( filler) berupa  partikel  yang berukuran  mikro  sehingga  porositas  dapat  dikurangi. Salah satu filler yang dapat digunakan yaitu bijih besi. Bijih  besi  merupakan  batuan  yang  mengandung mineral-mineral  besi dan sejumlah  mineral  lain  seperti silika,  alumina,  magnesia,  dan  lain-lain. Dikutip  dari Aulia[2]  kandungan  bijih  besi  yang  ada  di  Provinsi Aceh yaitu sebesar 92,3 milyar ton.
Selain itu, pembuatan beton mutu ultra tinggi juga membutuhkan  jumlah  semen  yang  lebih  banyak  dari beton  konvensional.  Penggunaan  semen  yang  banyak dalam  pembuatan  beton  kurang  ramah  lingkungan. Sumajouw[3]  Proses  produksi  semen  mengakibatkan terjadinya  perlepasan  karbondioksida  (CO 2 )  yang merupakan kontributor utama emisi gas rumah kaca di atmosfir.  Oleh  sebab  itu,  digunakan  alternatif penggantian  material  semen  dengan  aditif fly  ash batu bara.  Penggunaan fly  ash batu  bara  dikarenakan kandungan  silika  yang  terkandung  di  dalamnya  dan bersifat pozzolan dan  juga  ketersediaanya fly  ash batu bara  di  Indonesia,  khususnya  Aceh  cukup  banyak  dan dianggap  limbah  yang  belum  termanfaatkan  dengan baik.
Berdasarkan  latar  belakang  di  atas  permasalahan dalam  penelitian  ini  adalah  penggunaan  beton  normal dalam  mega  konstruksi  kurang  efektif  dan  efisien, proses  produksi  semen  yang  mencemari  lingkungan, dan  tersedianya fly  ash batu  bara  dan  bijih  besi  untuk campuran beton mutu ultra tinggi.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis  kuat  tekan  pada  beton  mutu  ultra  tinggi
dengan  substitusi fly  ash sebagai  aditif,  bijih  besi sebagai filler dengan  variasi agregat  maksimum 5  mm dan  10  mm  yang  dibandingkan  dengan  beton  mutu ultra tinggi normal (tanpa fly ash dan bijih besi).
Batasan  dalam  penelitian  ini  adalah  Faktor  Air Semen  (FAS)  yang  akan  digunakan  dalam  penelitian ini  adalah  0,20.  Benda  uji  kuat  tekan  beton  adalah benda uji silinder dengan diameter 10 cm dan tinggi 20 cm.  Pengujian  tekan  beton  akan  dilakukan  pada  umur 7,  28  dan  56  hari.  Persentase  penambahan  bijih  besi yang  digunakan  adalah  6%  dari  berat  semen  dan persentase  substitusi  semen  dengan fly  ash batu  bara sebesar  15%.  Jenis superplasticizer yang  digunakan dalam  penelitian  ini  adalah Viscocrete 3115N  sebesar 1,5% dari berat semen .

## 2. Tinjauan Kepustakaan

## 2.1  Konsep Beton Mutu Ultra Tinggi
Ultra High Strength Concrete (UHSC)
merupakan  terobosan  yang  sedang  dikembangkan dalam beberapa dekade terakhir ini. Naibaho[1] UHSC merupakan beton mutu ultra tinggi yang memiliki kuat tekan  di  atas  90  MPa.  Mir[4]  UHSC  yaitu  beton dengan  kuat  tekan  antara  100-200  MPa yang  dapat diproduksi  dengan  menggunakan  bahan  pengikat  dan bubuk  yang  sangat  halus  seperti  semen, silica  fume , kuarsa hancur dan metakaolin.
Hadjasaputra[5] Pada dasarnya prinsip pembuatan beton  mutu  ultra  tinggi  yaitu  dengan  menghasilkan campuran  beton  yang  memiliki Packing  Density yang tinggi. Packing  Density yaitu  istilah  yang  digunakan pada  perencanaan  campuran  agar  diperoleh  campuran dengan  kepadatan  yang  maksimum,  yaitu  dengan meminimalkan rongga kosong antar butiran/partikel

## 2.2   Agregat
Agregat  sangat  berpengaruh  terhadap  sifat-sifat beton  atau  mortar,  sehingga  dalam  pemilihan  agregat merupakan  suatu  bagian yang  penting  dalam pertumbuhan beton atau mortar. Berdasarkan ukurannya  agregat  dibagi  menjadi  dua  jenis,  yaitu agegat halus dan agregat kasar.
a. Agregat halus
Mulyono[6]  Agregat  halus  adalah  agregat  yang semua butirnya menembus ayakan berlubang 4,75 mm. Anonim[7]  Agregat  halus  adalah  pasir  alam  sebagai hasil  disintegrasi  alami  batuan  atau  pasir  yang dihasilkan oleh  industri pemecah  batu dan  mempunyai ukuran butir terbesar 5,00 mm.
b. Agregat kasar
Mulyono[6]  Agregat  kasar  adalah  agregat  yang butirannya  tertinggal  di  atas  ayakan  4,75  mm. Anonim[7]  Agregat  kasar  adalah  kerikil  sebagai  hasil disintegrasi  alami  batuan  atau  pasir  yang  dihasilkan oleh  industri  pemecah  batu  dan  mempunyai  ukuran butir lebih besar dari 5,00 mm.

## 2.3  Semen Portland
Nugraha[8]  Semen  Portland  adalah  material  yang mengandung  paling  tidak  75%  kalsium  silikat (3CaO.SiO 2 dan 2CaO.SiO 2 ), sisanya tidak kurang dari 5%  berupa  Al  silikat,  Al  ferit  silikat,  dan  MgO, komposisi  kimia  komponen  yang  ada  di  dalam  semen portland dapat dilihat pada Tabel 2.1
Tabel 1 Susunan Unsur Kimia Semen Portland Tipe 1
Senyawa Nama Umum Persentase (%) CaO Kapur 63 SiO 2 Silika
22 Al 2 O 3 Alumina 6 Fe 2 O 3 Ferrit oksida 2,5 MgO Magnesia 2,6 K 2 O Alkalis
0,6 Na 2 O
Disodium oksida
0,3 SO 2 Sulfur oksida 2
Sumber : Nugraha[8]

## 2.4   Fly ash (abu terbang)
Fly  ash adalah pozzolan yang  dihasilkan  ketika batu  bara  dibakar  dan  merupakan  partikel  yang  sangat kecil  sehingga  bisa  melayang  di  udara.  Evrianto[9] menyebutkan Fly  ash memiliki  berbagai  warna  (dari cokelat  terang  sampai  abu-abu  hingga  hitam)  dan  PH yang bervariasi karena perbedaan kandungan kimianya. Hasil  pemeriksaan  tersebut  ditunjukkan  oleh  Tabel  2 berikut:

## Tabel 2 Kandungan Kimia Fly Ash Batu Bara
Parameter Uji Metode Uji Hasil (%) SiO 2 Gravimetri 26,65 Al 2 O 3 Gravimetri 9,6 Fe 2 O 3 AAS 17,56 SO 3 Titrimetri 2,51 Sumber: Aulia[2]

## 2.5  Bijih besi
Husain[10]  Bijih  besi  secara  umum  memiliki komposisi  utama  besi  oksida  (Fe 2 O 3 dan  Fe 3 O 4 ), silikon oksida (SiO 2 ) serta unsur-unsur  lain  seperti Ni, Mg,  Ca,  Si,  Cr  dan  Zn  dengan  kadar  rendah. Komposisi  kimia  komponen  yang  ada  di  dalam  bijih besi dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3 Kandungan Kimia Bijih Besi Senyawa Nama Umum Kandungan dalam 100% Bijih Besi SiO 2 Silika 3,43 MnO Mangan Oksida 0,55 Fe 2 O 3 Besi 93,88 Al 2 O 3 Aluminium Oksida 0,43 Sumber: Adli[11]

## 2.6  Superplasticizer
Amri[12] Superplasticizer digunakan untuk mengurangi penggunaan kadar air sehingga memberikan  dampak  peningkatan  kekuatan  dan mengurangi  penyusutan,  tanpa  mengurangi  sifat kemudahan pengerjaan.

## 2.7  Kuat Tekan Beton
Besar  kuat  tekan  beton  dapat  dihitung  dengan persamaan berikut:
A P f c  ' ……………..…………..………… 1)
Dimana : f’ c = kuat tekan silinder beton (Mpa); P = beban tekan maksimum (N); dan A = luas penampang benda uji (mm 2 ).
Menurut  Anonim[13]  menyebutkan,  apabila  uji tekan  pada  silinder  selain  15x30  cm,  maka  harus dilakukan koreksi nilai kuat tekan, dengan koreksi kuat tekan silinder tabel dibawah ini.

## Tabel 4 Faktor Koreksi untuk Uji Tekan Silinder
Diameter (mm) Panjang (mm) Faktor koreksi 50 100 1.09 75 150 1.06 100 200 1.04 125 250 1.02 150 300 1 175 350 0.98 200 400 0.96 250 450 0.93 300 600 0.91 Sumber : Anonim[13]

## 2.8   Modulus Elastisitas
Modulus  elastisitas  atau  modulus  young  adalah ukuran  kekerasan  ( stiffness) dari  suatu  bahan  tertentu. Berdasarkan  ASTM  C469-02[14]    ini  modulus elastisitas  beton  dapat  dihitung  menggunakan  rumus berikut:
E = 𝑆 2 −𝑆 1 𝜀 2 −0,00005
……………..….………… 2)
Keterangan:
E = modulus Elastisitas Beton; S 2 =tegangan  yang  terjadi  saat  beban  40%  beban maksimum;
S 1 =tegangan  yang  terjadi  saat  regangan  longitudinal mencapai 0,00005; dan
𝜀 2 =regangan  longitudinal  saat  beban  mencapai  40% beban maksimum.
Menurut  Anonim[7],  Modulus  elastisitas  pada  beton mutu tinggi ( untuk 1500< wc <2500 kg/m 3 ) yaitu:
E = 0,043 wc 1,5 √𝑓′𝑐 ……………..……..………… 3)
Dikutip  dari  Maulani[15]  Hubungan  modulus elastisitas dan kuat tekan beton berdasarkan Hognestad dan Jensen adalah:
a. Hognestad
c f E ' 460 400 . 12   ……..……..………… 4)
c f E ' 14 1 400 . 41   ………….....………… 5) Keterangan: E
= modulus elastisitas beton (MPa); wc = berat volume beton (kg/m3); dan
f’c
= kuat tekan beton (MPa).

## 3. Metodologi Penelitian
Tahapan penelitian dimulai dengan studi literatur, kemudian penyiapan peralatan dan material, pemeriksaan  material,  perencanaan  proporsi  campuran beton,  pembuatan  dan  perawatan  benda  uji,  pengujian benda  uji,  dan  analisa  data  hasil  penelitian.  Tahapan- tahapannya seperti berikut:

## 3.1  Persiapan peralatan
Peralatan utama yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya saringan, alat ukur, timbangan, cetakan silinder 10×20 cm, pengaduk beton (molen), Compressing  Testing  Machine (CTM),  mesin Los Angeles,  compressometer, serta  peralatan  penunjang lainnya.
3.2   Persiapan material
Material  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  semen portland ,  agregat  ( split), bijih  besi, fly ash batu  bara, superplasticizer, dan  air.  Semen  yang digunakan yaitu Portland Cement (PC) Tipe I. Agregat yang  digunakan  yaitu  batu  pecah  ( split) ukuran maksimum  5    mm  dan  10    mm  dan  pasir  ukuran  0-2 mm. Superplasticizer yang  digunakan  adalah  jenis Viscocrete 3115N.  Bijih  besi  yang  dipakai  berupa batuan  yang  mengandung  besi  yang  kemudian dihancurkan dengan mesin Los Angeles. Bijih besi dan fly ash disaring menggunakan saringan No.200.

## 3.3   Pemeriksaan material
Fly  ash dan  bijih  besi  dilakukan  pemeriksaan berat  jenisnya.  Pemeriksaan  sifat  fisis  untuk  agregat meliputi  berat  jenis,  absorbsi,  berat  volume,  analisa saringan dan kehalusan butiran.

## 3.4  Perencanaan Mix Design
Mix  design yang  direncanakan  berdasarkan metode perbandingan berat volume dengan mutu beton 100  MPa  dan  faktor  air  semen  (FAS)  0,2.  Persentase penambahan superplasticizer sebesar  1,5%  dari  berat semen. Variasi  beton mutu ultra tinggi  yang dilakukan yaitu  dengan  pemakaian  agregat  ( split) ukuran maksimum 5  mm  dan  10  mm.  Untuk  lebih  jelasnya bisa dilihat pada tabel berikut ini:

## Tabel 5 Jumlah Benda Uji
Umur Penguj ian Varia si Beton Mutu Ultra Tingg i Persentase Ukura n Agreg at Maksi mum
Kode Benda Uji Juml ah Se me n fly ash Bijih Besi
7 Norm al 100 % - - 5
UTN5-7 5 10 UTN10-7 5 Substi tusi 85 % 15 % 6% 5
UT5-7 5 10 UT10-7 5
28 Norm al 100 % - - 5
UTN5-28 5
10
UTN10-28 5 Substi tusi 85 % 15 % 6% 5 UT5-28 5 10 UT10-28 5 56 Norm al 100 % - - 5
UTN5-56 5 10 UTN10-56 5 Substi tusi 85 % 15 % 6% 5
UT5-56 5 10 UT10-56 5 JUMLAH 60
Keterangan:
1. UTN5  yaitu  beton  mutu  ultra  tinggi  normal menggunakan split 5  mm  tanpa  aditif  dan filler ;
2. UTN10  yaitu  beton  mutu  ultra  tinggi  normal menggunakan split 10  mm  tanpa  aditif  dan filler ;
3. UT5  yaitu  beton  mutu  ultra  tinggi  substitusi menggunakan split 5  mm  dengan  substitusi aditif  ( fly  ash batu  bara)  sebesar  15%,  dan filler (bijih besi) sebesar 6%; dan
4. UT10  yaitu  beton  mutu  ultra tinggi  substitusi menggunakan split 10  mm  dengan  substitusi aditif  ( fly  ash batu  bara)  sebesar  15%,  dan filler (bijih besi) sebesar 6%.
3.5   Pembuatan dan Perawatan Benda Uji
Semua  material  yang digunakan dalam campuran beton  ditimbang  beratnya  sesuai mix  design .  Setelah seluruh  material  dimasukkan  ke  dalam  molen, dilakukan pengadukan hingga material teraduk rata dan selanjutnya  mortal  dimasukkan  ke  dalam  cetakan silinder  ukuran  10×20  cm.  Cetakan  dibuka  setelah benda  uji  berumur  24  jam  kemudian  diberi  kode  atau nama  sesuai  dengan  yang  direncanakan.  Perawatan dilakukan dengan perendaman dalam bak perendaman. Sebelum  dilakukan  pengujian,  benda  uji  dikeringkan selama 1 hari pada suhu ruangan tanpa terkena cahaya matahari secara langsung.

## 3.6   Pengujian Kuat Tekan
Metode  pengujian  yang  dilakukan  berdasarkan SNI  1974-2011.  Sebelum  dilakukan  pengujian,  beton terlebih  dahulu  diukur  dimensi  (diameter  dan  tinggi) dan  ditimbang  beratnya.  Pada  pengujian  umur  28  dan 56  hari  dipasang compressometer untuk  mengukur perpendekan  benda  uji  pada  setiap  penambahan  beban yang  digunakan  untuk  menghitung  regangan  aksial. Data lendutan yang timbul dibaca setiap interval beban 1  ton  hingga  mencapai  beban  40%-50%  dari  beban maksimum. Benda uji  tersebut selanjutnya dibebankan kembali  sampai  beban  maksimum tanpa  menggunakan compressometer. Untuk  data  kuat  tekan  dikalikan dengan koefisien bentuk yaitu 1,04 karena menggunakan  silinder  diameter  10  cm  dan  tinggi  20 cm.

## 4. Hasil Dan Pembahasan
4.1. Hasil Penelitian
4.1.1 Hasil Perhitungan mix design
Perhitungan berdasarkan ukuran agregat maksimum diperlihatkan pada Tabel 4.1 dan Tabel 4.2 berikut ini.
Tabel 6 Rancangan Campuran Beton 1 m 3 dengan Agregat Maksimum 5 mm
Material Jenis Beton Mutu Ultra Tinggi Normal (UTN5) Mutu Ultra Tinggi Substitusi (UT5) Semen (Kg) 1200 1020 Fly Ash Batu Bara (Kg) 0 180 Biih Besi (Kg) 0 72 Pasir 0-2 mm (Kg) 686,692 553,875 Batu Pecah 2-5 mm (Kg) 228,897 184,625 Air (Kg) 240 240 SP (Kg) 18 18
Tabel 7 Rancangan Campuran Beton 1 m 3 dengan
Agregat Maksimum 10 mm Material Jenis Beton Mutu Ultra Tinggi Normal (UTN10) Mutu Ultra Tinggi Substitusi (UT10) Semen (Kg) 1200 1020 Fly Ash Batu Bara (Kg) 0 180 Biih Besi (Kg) 0 72 Pasir 0-2 mm (Kg) 371,710 299,777 Batu Pecah 2-5 mm (Kg) 278,783 224,833 Batu Pecah 5-10 mm (Kg) 278,783 224,833 Air (Kg) 240 240 SP (Kg) 18 18

## 4.1.2 Hasil Pengujian Kuat Tekan
Pada  Tabel  8  memperlihatkan  data  hasil pengujian kuat tekan beton mutu ultra tinggi substitusi dengan agregat maksimum 5 mm dan 10 mm.

## Tabel 8 Kuat Tekan Beton Mutu Ultra Tinggi Substitusi
Variasi Beton Ukuran Agregat Maksimum Nama Benda Uji Nomor Benda Uji Kuat Tekan  (MPa) Umur Beton (Hari) 7 28 56 Menggunak an fly ash dan bijih Besi 5 mm UT5
1 83,65 105,04 113,55 2 84,63 105,08 105,74 3 99,92 103,92 112,64 4 83,56 101,36 99,29 5 92,82 102,14 107,53 Rata- Rata 88,92 103,51 107,75 10 mm UT10 1 89,51 101,78 102,08 2 74,69 97,68 97,82 3 72,26 95,55 97,81 4 81,73 92,42 101,80 5 73,59 101,73 102,83 Rata- Rata 78,36 97,83 100,47
Sedangkan hasil pengujian kuat tekan beton mutu ultra tinggi normal menggunakan agregat maksimum 5 cm dan 10 cm ditunjukkan oleh Tabel  9.

## Tabel 9 Kuat Tekan Beton Mutu Ultra Tinggi Normal
Variasi Beton Ukuran Agregat Maksimum Nama Benda Uji Nomor Benda Uji Kuat Tekan  (MPa) Umur Beton (Hari) 7 28 56
Tanpa Menggunakan fly ash dan bijih Besi (Normal) 5 mm UTN5
1 87,03 120,33 107,67 2 94,14 112,34 111,08 3 87,34 112,54 103,86 4 88,62 95,36 115,83 5 99,10 108,54 117,66 Rata- Rata 91,25 109,82 111,22 10 mm UTN10 1 94,20 101,32 108,83 2 88,74 107,82 106,02 3 93,40 104,38 98,27
Variasi Beton Ukuran Agregat Maksimum Nama Benda Uji Nomor Benda Uji Kuat Tekan  (MPa) Umur Beton (Hari)
7 28 56 4 88,10 103,58 103,37 5 90,09 96,84 104,52 Rata- Rata 90,91 102,79 104,20
4.1.3 Kandungan Silika (SiO 2 )
Kandungan silika yang terdapat dalam 1 m 3 beton mutu  ultra  tinggi  dapat  dilihat  pada  Tabel  10    berikut ini.
Tabel  10  Kandungan  Silika  dalam  Beton  Mutu  Ultra Tinggi
Variasi Beton Material Juml ah Per m 3 Persentase Kandunga n Silika Kandunga n Silika Per m3 Bobot Persentas e Kg % Kg % Normal Semen 1200 22 264 22,00% Fly Ash - 26,65 0 Bijih Besi - 3,43 0 Jumlah 1200 264 Substit usi Semen 1020 22 224,4 21,61% Fly Ash 180 26,65 48,0 Bijih Besi 72 3,43 2,5 Jumlah 1272 274,840
Persentase  total  kandungan  silika  di  dalam beton  mutu  ultra  tinggi  substitusi  adalah  sebesar 21,61%.  Sedangkan  dalam  beton  mutu  ultra  tinggi normal tetap sebesar 22%.

## 4.1.4 Hubungan Tegangan – Regangan
Grafik hubungan tegangan-regangan beton diambil  hanya  40%-50%  dari  tegangan  maksimum beton  mutu  ultra  tinggi.  Grafik  hubungan  tegangan- regangan  beton  mutu  ultra  tinggi  substitusi  dengan beton mutu tinggi normal disajikan pada Gambar 2 dan Gambar 3
Gambar  2  Grafik hubungan tegangan-regangan umur 28 hari
Gambar 3 Grafik hubungan tegangan-regangan umur 56 hari

## 4.1.5 Hasil Pengujian Modulus Elastisitas
Metode  pengujian  modulus  elastisitas  beton dilakukan  sesuai  rumus  yang  diberikan  ASTM.  Nilai modulus elastisitas beton disajikan pada Gambar
Gambar  4  Grafik perbandingan nilai modulus elastisitas

## 4.1.6  Hubungan  Modulus  Elastisitas  dan  Kuat Tekan Beton
Hubungan  modulus  elastisitas  dan  kuat  tekan beton mutu ultra tinggi diperlihatkan pada Gambar 5.
Gambar 5 Grafik hubungan kuat tekan beton dan modulus elastisitas 4.2  Pembahasan 0 10 20 30 40 50 60 70 0 0.001 0.002 0.003 Te ga n ga n ( MP a) Regangan UT5 UT10 UTN5 UTN10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 0.001 0.002 0.003 Te ga n ga n ( MP a) Regangan UT5 UT10 UTN5
UTN10
47470.54 46636.90 50229.39 48914.65 51423.15 50818.02 54053.47 51102.24 30000 35000 40000 45000 50000 55000 60000 UT5 UT10 UTN5 UTN10 M o d u lu s E la st is it as ( M P a) Variasi Beton 28 Hari 56 Hari 30000 35000 40000 45000 50000 55000 60000 95 100 105 110 115 120 125 MOd u lu s El ast isi ta s (MP a) Kuat Tekan (MPa) SNI Hognestad Jensen Hasil Data

## Gambar 6 Grafik hubungan kuat tekan dengan variasi benda uji terhadap umur beton
Berdasarkan  Gambar  6  di  atas,  hasil  pengujian kuat  tekan  beton  mutu  ultra  tinggi  ukuran  agregat  5 mm  lebih  tinggi  dibandingkan  beton  mutu  ultra  tinggi ukuran  agregat  10  mm.  Hal  ini  dikarenakan  agregat  5 mm  mempunyai  ukuran  butiran  yang  lebih  kecil sehingga  akan  mengisi  pori  antara  butiran  yang  lebih besar, sehingga pori-porinya menjadi sedikit dan beton memiliki kemampatan yang tinggi. Persentase peningkatan kuat tekan beton UT5 terhadap UT10 pada umur  7,  28,  dan  56  hari  adalah  13,478%,  5,803%  dan 7,253%  sedangkan  persentase  peningkatan  kuat  tekan UTN5  terhadap  UTN10  pada  umur  7,  28,  dan  56  hari adalah 0,374%, 6,838% dan 6,738%.
Dari Gambar 6 tersebut juga menunjukkan bahwa mutu  ultra  tinggi  substitusi  (UT5  dan  UT10) mengalami penurunan kuat tekan terhadap beton mutu ultra  tinggi  normal  (UN5  dan  UTN10)  untuk  masing- masing  ukuran  agregat  maksimumnya.  Hal  ini disebabkan  karena  persentase  silika  (SiO 2 )  dalam campuran  beton  UT5  dan  UT10  sebesar  21,61  yaitu lebih  rendah  dibandingkan  beton  UTN5  dan  UTN10 yang  kandungan  silikanya  sebesar  22%.  Silika  (SiO 2 ) akan  bereaksi dengan kapur bebas Ca(OH) 2 yang akan membentuk kalsium silikat (3CaO.SiO 2 dan 2CaO.SiO 2 ). Kalsium silikat inilah yang memiliki sifat lekat sehingga kuat lekat antara pasta semen meningkat dan  mempengaruhi  kuat  tekan  beton.  Penurunan  kuat tekan  ini  juga  dipengaruhi  oleh  agregat.  Dari  Tabel  6 dan  Tabel  7  terlihat  bahwa  komposisi  agregat  pada beton  UT5  dan  UT10  lebih  rendah  dibandingkan dengan beton  UTN5  dan  UTN10. Persentase penurunan  kuat  tekan  beton  UT5  terhadap  UTN5 sebesar  2,552%;  5,744%  dan  3,120%  masing-masing pada  umur  7,  28  dan  56  hari.  Sedangkan  UT10 terhadap  UTN10  sebesar  13,805%;  4,822%  dan 3,585% pada umur 7, 28 dan 56 hari.
Apabila  ditinjau  dari  kuat  tekan  per  kg  semen, UT5  dan  UT10  lebih  ekonomis  untuk  digunakan dibandingkan  UTN5  dan  UT10.  Hal  ini  dikarenakan kuat tekan per kg semen untuk beton UT5 lebih tinggi dibandingkan  UTN5  begitu  juga  untuk  kuat  tekan beton  UT10  lebih  tinggi  dari  UTN10  seperti  yang ditunjukkan pada Tabel 11 berikut ini.

## Tabel 11 Kuat Tekan per kg Semen
Ukuran Agregat Maksimum Umur Benda Uji Jumlah Semen Per m 3 Kuat Tekan Rata- rata Kuat Tekan per Kg Semen Persentase Peningkatan Kuat Tekan Hari Kg MPa MPa % 5 mm 7 UTN5 1200 91,25 0,076 14,64% UT5 1020 88,92 0,087 28 UTN5 1200 109,82 0,092 10,89% UT5 1020 103,51 0,101 56 UTN5 1200 111,22 0,093 13,98% UT5 1020 107,75 0,106 10 mm 7 UTN10 1200 90,91 0,076 1,41% UT10 1020 78,36 0,077 28 UTN10 1200 102,79 0,086 11,97% UT10 1020 97,83 0,096 56 UTN10 1200 104,20 0,087 13,43% UT10 1020 100,47 0,098
Nilai  modulus  elastisitas  rata-rata  untuk  setiap variasi  mengalami  peningkatan  seiring  bertambahnya umur  beton.  Nilai  modulus  elastisitas  beton  UT5  dan UT10  lebih  rendah  dibandingkan  beton  UTN5  dan UTN10. Hal ini dipengaruhi oleh kuat tekan beton dan kekakuan beton.

## 5. Kesimpulan dan Saran

## 5.1  Kesimpulan
Kesimpulan dari hasil penelitian variasi penggunaan  agregat  maksimum  pada  beton  mutu ultra tinggi  normal  maupun  substitusi adalah  sebagai berikut:
1. Hasil  pengujian  kuat  tekan  berdasarkan  ukuran agregat  maksimum, diperoleh  bahwa penggunaan agregat  maksimum  ukuran  5  mm  (UT5  dan UTN5)  menghasilkan  kuat  tekan  lebih  besar dibandingkan  ukuran  agregat  maksimum  10  mm (UT10 dan UTN10).
2. Persentase  kenaikan  kuat  tekan  beton  UT5 terhadap  UT10  sebesar  13,478%;  5,803%  dan 7,253% pada umur 7, 28 dan 56  hari. Sedangkan kenaikan  kuat  tekan  beton  UTN5  terhadap UTN10    sebesar  0,374%,  6,838%  dan  6,738% pada umur 7, 28 dan 56 hari.
3. Hasil  pengujian  kuat  tekan  beton  UT5  dan  UT10 mengalami  penurunan  kuat  tekan  terhadap  beton UTN5  dan  UTN10  untuk  masing-masing  ukuran agregat maksimumnya.
4. Capaian  tertinggi  kuat  tekan  beton  UT5  sebesar 96,88%  dari  kuat  tekan  beton  UTN5  pada  umur 56  hari  dengan  penggunaan  semen  beton  UT5 85%  dari  beton  UTN5  sedangkan  capaian  kuat tekan beton UT10  96,42% dari kuat tekan beton UTN10.
5. Nilai  modulus  elastisitas  UT5  adalah  47.470,54 MPa  dan  51.850,14  MPa  yang  lebih  rendah  dari modulus  elastisitas  beton  UTN5  yaitu  sebesar 50108,71  MPa  dan  53694,08  MPa  pada  umur  28 dan 56 hari. Nilai modulus elastisitas beton UT10 sebesar  46.743,41  MPa  dan  50.818,02  MPa  juga lebih  rendah  dibandingkan  beton  UTN10  dengan modulus  elastisitasnya  48890,77  MPa  dan 51.102,24 MPa pada umur 28 dan 56 hari.
5.2  Saran
88.92
91.25 78.36
90.91 103.51 109.82 97.83 102.79 107.75 111.22 100.47 104.20 40 50 60 70 80 90 100 110 120 UT5 UTN5 UT10 UTN10 Ku at T ek an ( M P a) Variasi Beton 7 Hari 28 Hari 56 Hari
Hasil  penelitian  ini  diharapkan  dapat  berguna secara umum dalam  ilmu tentang bahan  bangunan dan dapat diterapkan secara praktis di lapangan. Diharapkan  penelitian  ini  dapat  dilanjutkan  oleh peneliti-peneliti  berikutnya.  Maka  dapat  disarankan beberapa hal sebagai berikut :
1. Capping benda uji harus sangat diperhatikan agar permukaan  benda  uji  benar-benar  rata  saat pengujian.
2. Melanjutkan  penelitian  ini  dengan  menggunakan serat  sintetis  yang  ramah  lingkungan  untuk mencegah hancurnya beton secara tiba-tiba.

## Daftar Pustaka
[1] Naibaho,  P.  R.  T.,    B.  Budiono,  A.  Surono,  dan  I. Pane, Perilaku  Hubungan  Balok-Kolom  Eksterior Beton  Normal,  Mutu  Tinggi,  &  Bubuk  Reaktif Dengan  Beban  Lateral  Siklik ,  Konferensi  Nasional Teknik  Sipil  7 , Universitas  Sebelas  Maret, Surakarta, 24-26 Oktober 2013.
[2]  Aulia,T.  B.,  Muttaqin,  M.  Affifuddin,  dan  P. Hasibuan, Aplikasi Cangkang Sawit, Sisa
Pengolahan  Batu  Bara  dan  Nanomaterial  Bijih Besi  sebagai  Subtitusi  Agregat  dan  Aditif Geopolymer  pada  Produksi  Beton  Mutu  Tinggi yang  Ekonomis,  Durable  dan  berkelanjutan , Laporan  Akhir  Program  Penelitian  Masterplan Percepatan  dan  Perluasan  Pembangunan  Ekonomi Indonesia  (MP3EI)  2015,  Universitas  Syiah  Kuala, Darusalam-Banda Aceh, 2015.
[3] Sumajouw,  M.  D.  J.,  dan  S.  O.  Dapas, Elemen Struktur  Beton  Bertulang  Geopolymer ,  Penerbit Andi, Yogyakarta, 2013.
[4]  Mir,  A.  E.,  S.  G.  Nehme,  dan  K.  Nehme, In  Situ Application  of  High  and  Ultra  High  Strength Concrete , Journal of Silicate Based and Composite Materials Vol. 68, No 1, halaman 20-23, 2016.
[5]  Hadjasaputra,  H., Aspek-aspek  Teknis  Beton-Ultra High  Performance  Concrete  (UHPC) ,  Konferensi Nasional Teknik Sipil 3 (KoNTeks 3), Jakarta, 6-7 Mei 2009.
[6]  Mulyono,  T., Teknologi  Beton ,  Penerbit  Andi, Yogyakarta, 2005.
[7] Anonim, SNI. 03-2847-2002 Tata Cara Perhitungan  Struktur  Beton  Untuk  Bangunan Gedung  (Beta  Version), Desember  2002,  Panitia Teknik  Standarisasi Bidang  Konstruksi  dan Bangunan Gedung, Bandung, 2002.
[8] Nugraha, P., dan Antoni, Teknologi Beton , Penerbit Andi, Yogyakarta, 2007.
[9]  Evrianto,  M.,    F.  Saleh,  dan  H.  Prayuda, Kuat Tekan  Beton  Mutu  Tinggi  Menggunakan  Bahan Tambah  Abu  Terbang  (Fly  Ash)  dan  Zat  Adiktif (Bestmittel), SINERGI  Vol.  20,  No.  3,  halaman 199-206, 2016.
[10]  Husain,  S.,  E.  Suarso,  A.  Maddu,  dan  Sugianto, Karekteristik  Kandungan  Bijih  Besi  Alam  sebagai Bahan  Baku  Magnetit  Nanopartikel ,  Simposium Fisika Nasional (SFN XXIX), Makassar, 2016.
[11]  Adli,  K. P., Pengaruh Penggunaan Nanomaterial Bijih  Besi  Terhadap  Kuat  Tekan  dan  Kuat  Tarik Belah  Beton  Mutu  Tinggi, Tugas  Sarjana,  Teknik Sipil FTS Unsyiah, 2018.
[12]Amri, Teknologi Beton A-Z , Yayasan John Hi-Tech Ideatama, Jakarta, 2005.
[13]  Anonim, SNI  1974-2011  Cara  Uji  Kuat  Tekan Beton dengan Benda Uji Silinder, Badan Standardisasi Nasional, Jakarta, 2011.
[14]  Anonim,  Annual  book  of  ASTM  C  469-02, Standard  Test  Method  for  Static  Modulus  of Elasticity  and  Poisson’s  Ratio  of  Concretein Compresion.
[15]  Maulani,  E., Tinjauan  Kuat  Tekan  dan  Modulus Elastisitas  Beton  pada  Campuran  Diatomae sebagai  Aditif, Thesis,  Teknik  Sipil  FTS  Unsyiah, 2016.