Bab I Beton Besok.docx

BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari beberapa bahan batuan yang direkatkan oleh material pengikat. Beton terbuat dari campuran butiran batu halus dan kasar (agregat), semen dan air (Sutikno, 2014).

Material alam umum

digunakan sebagai campuran dari beton adalah pasir, kerikil, semen dan air. Namun, salah satu kelemahan beton adalah berat sendirinya yang cukup besar, disebabkan oleh agregat yang menempati (60% - 75%) dari volume total beton apabila dibandingkan dengan bahan campuran beton yang lain (Astanto, 2001). Namun saat ini munculah berbagai inovasi baru seiring majunya teknologi seperti beton ringan dan kuat menggunakan berbagai material tambahan yang bisa dipakai untuk memperkuat beton ringan. Adapun beton ringan yang muncul karena berbagai alasan salah satunya adalah karena sering terjadinya gempagempa kuat yang terjadi beberapa tahun ini. Munculnya inovasi beton ringan dikarenakan semakin ringan bobot bangunan maka semakin kecil pula beban gempa yang dipikul. Di antara cara pembuatan beton ringan yang telah diterapkan yaitu dengan memakai Styrofoam sebagai pengganti agregat kasar. Beberapa nama produk yang telah dibuat: STYROFOAM T-MASS Tecnology (The Dow Chemical Company, 2005) dan Sandwich Panel(Sarana Utama Sukses).1 Hal ini menunjukkan bahwa limbah Styrofoam dapat dimanfaatkan secara optimal sebagai inovasi pada beton, sehingga lebih berdaya guna dan ramah lingkungan. Hasil studi menunjukkan bahwa, limbah industri untuk bahan campuran beton ternyata mampu meningkatkan daya kuat tekan dan mengurangi biaya produksi beton (Simanjuntak, 2000).

1

Pemanfaatan Limbah Styrofoam Pada Pembuatan Beton Ringan (https://repository.unri.ac.id)

Tidak hanya menggunakan Styrofoam tapi kami juga menggunakan abu sekam padi berlandaskan hasil penelitian (Yulianto, 2005) menunjukkan bahwa secara umum beton ringan sekam padi yang tidak direndam menghasilkan kuat tekan yang lebih tinggi daripada yang direndam. Beton ringan sekam padi untuk seluruh variasi campuran dapat digunakan sebagai bahan bangunan khususnya untuk elemen non struktural dan struktur ringan/sangat ringan. Regangan yang dihasilkan jauh diatas beton normal (0,002-0,003) sehingga beton ringan sekam padi lebih daktai (tidak getas). Abu sekam padi diperoleh dari pembakaran kulit padi. Warna abu sekam padi dari putih keabu-abuan sampai hitam, warna ini tergantung dari sumber sekam padi dan suhu pembakaran. Jumlah sekam padi yang dihasilkan sekitar 20% - 33% dari berat padi dan tiap tahunnya dihasilkan sekitar 137 juta ton. Sisa pembakaran sekam padi yang berupa abu sekam memiliki kandungan silika yang tinggi, yaitu 94 - 96 % (Houston, 1972). Kandungan oksida silika (SiO2) yang tinggi memberikan sifat pozzolanik yang baik pada abu sekam padi jika dimanfaatkan sebagai bahan tambah parsial pada semen dan bermanfaat untuk peningkatan kekuatan beton, mempunyai sifat pozzolan dan mengandung silika yang sangat menonjol, bilsa unsur ini dicampur dengan semen akan menghasilkan kekuatan yang lebih tinggi. Cara yang dipilih dalam pembuatan beton ini adalah memproses dan memanfaatkan Styrofoam dan batu apung sebagai mix agregat, menggunakan Fly ash dan abu sekam padi sebagai mix semen, karena sesuai prinsip bahwa fungsi agregat adalah pengisi di dalam campuran beton. Dalam jangka panjang, mengolah dan menggunakan Styrofoam bekas sebagai agregat beton ringan nonstruktural, dapat berarti ikut melestarikan batuan alam karena mengurangi kebutuhan untuk menambang agregat alami yaitu batu dan pasir. (Giok Swan, 2014).

1.2.RUMUSAN MASALAH Berdasarkan uraian latar belakang di atas, rumusan masalah dalam penelitian ini adalah : 1.2.1 Apakah dengan mensubtitusi agregat kasar pada beton ringan dengan batu apung dan limbah Styrofoam mampu menghasilkan beton ringan dan berat jenis < 1900 kg/m3? 1.2.2 Bagaimana pengaruh beton dengan abu sekam padi dan Fly ash sebagai substitusi semen terhadap ketepatan mutu f’c 30 MPa? 1.2.3 Bagaimana kelebihan dari karakteristik yang dimiliki oleh abu sekam padi dan limbah Styrofoam sebagai bahan campuran beton? 1.3. TUJUAN Berdasarkan masalah yang rumuskan di atas, tujuan dalam penelitian ini adalah : 1.3.1 Untuk mengetahui pengaruh subtitusi bahan Styrofoam dalam campuran beton ringan non - struktural. 1.3.2 Untuk mengetahui pengaruh beton dengan abu sekam padi dan Fly ash sebagai substitusi semen terhadap ketepatan mutu f’c 30 MPa. 1.3.3 Untuk mengetahui kelebihan dari karakteristik yang dimiliki oleh abu sekam padi dan limbah Styrofoam sebagai bahan campuran beton. 1.4. MANFAAT Adapun manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah : 1.4.1 Bagi pemerintah; dapat memberikan masukan dalam penanganan limbah memanfaatkan limbah Styrofoam dan abu sekam padi untuk mereduksi jumlah limbah. 1.4.2 Bagi masyarakat, dapat memberi informasi mengenai pemanfaatan limbah Styrofoam dan abu sekam padi dalam pembuatan beton ringan sehingga masyarakat dapat memanfaatkan limbah Styrofoam dan abu sekam padi dengan bijak. 1.4.3 Bagi akademisi, dapat memberikan informasi dan motivasi untuk mengembangkan riset yang ada mengenai limbah terutama limbah

Styrofoam dan abu sekam padi dalam pembuatan beton ringan yang memenuhi persyaratan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton Menurut SNI-03-2847-2002, pengertian beton adalah campuran antara semen portland atau semen hidraulik lainnya, agregat halus, agregat kasar, dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentuk masa padat. Beton disusun dari agregat kasar dan agregat halus. Agregat halus yang digunakan biasanya adalah pasir alam maupun pasir yang dihasilkan oleh industri pemecah batu, sedangkan agregat kasar yang dipakai biasanya berupa batu alam maupun batuan yang dihasilkan oleh industri pemecah batu. Beton merupakan bahan dari campuran antara Portland cement, agregat halus (pasir), agregat kasar (kerikil), air dengan tambahan adanya rongga-rongga udara. Campuran bahan-bahan pembentuk beton harus ditetapkan sedimikian rupa, sehingga menghasilkan beton basah yang mudah dikerjakan, memenuhi kekuatan tekan rencana setelah mengeras dan cukup ekonomis (Sutikno, 2003:1). Tri Mulyono (2005) dalam bukunya menjelaskan bahwa beton merupakan fungsi dari bahan penyusunnya yang terdiri dari bahan semen hidrolik (portland cement), agregat kasar, agregat halus, air, dan bahan tambah (admixture atau additive). Menurut SNI-03-2847-2002, pengertian beton adalah campuran antara semen portland atau semen hidraulik lainnya, agregat halus, agregat kasar, dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentuk masa padat. Beton disusun dari agregat kasar dan agregat halus. Agregat halus yang digunakan biasanya adalah pasir alam maupun pasir yang dihasilkan oleh industri pemecah batu, sedangkan agregat kasar yang dipakai biasanya berupa batu alam maupun batuan yang dihasilkan oleh industri pemecah batu.

Skema bahan susun beton dapat digambarkan pada Gambar 2.1.

SEMEN

PASTA SEMEN

AIR

BETON S PASIR

AGREGAT

S

KERIKIL S Gambar 2.1. Skema Bahan Susun Beton (Asroni,Ali.2010)

Struktur bangunan sebagian terbuat dari beton. Beton juga memiliki keunggulan dan kekurangan yang perlu ditimbangkan. Keunggulan dari penggunaan beton dalam sebuah bangunan yaitu : a. Dapat dengan mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi. b. Mampu memikul beban yang berat sekaligus. c. Tahan terhadap temperatur yang tinggi. d. Biaya pemeliharaan atau perawatan sangat sedikit, bahkan tidak ada. Kekurangan dari penggunaan beton dalam sebuah bangunan, yaitu : a. Beton mempunyai kuat tarik yang rendah, sehingga mudah retak. Nilai kuat tarik beton berkisar antara 9% - 15% dari kuat tekannya. b. Kekurangan tersebut perlu diberi baja tulangan (Mulyono,Tri.2004). c. Konstruksi dari beton itu berat sekitar 2400 kg/m3. Sehingga jika dipakai pada bangunan harus menempatkan pondasi yang cukup besar dan kuat. d. Untuk memperoleh hasil beton dengan mutu yang baik, perlu biaya pengawasan sendiri dan membutuhkan ketelitian yang tinggi. e. Konstruksi beton tidak dapat dipindah, jika dibongkar maka beton menjadi tidak berguna. f. Memiliki daya pantul suara yang besar.

2.2 Beton Ringan Beton ringan merupakan beton yang mempunyai berat jenis beton yang lebih kecil dari beton normal. Pada dasarnya, semua jenis beton ringan dibuat dengan kandungan rongga dalam beton dengan jumlah besar. Menurut SNI-03-2847-2002, beton ringan adalah beton yang mengandung agregat ringan dan mempunyai berat jenis tidak lebih dari 1900 kg/m3. Oleh karena itu, berdasarkan cara mendapatkan beton ringan menurut Tjokrodimuljo (1996), beton ringan dapat dibedakan menjadi 3 jenis dasar sebagai berikut: 1. Beton agregat ringan. 2. Beton busa. 3. Beton tanpa agregat halus (non pasir). Menurut Tjokrodimuljo (2003), beton ringan adalah beton yang mempunyai berat jenis beton antara1000-2000 kg/m3. Berdasarkan berat jenis dan pemakaiannya beton dapat dikelompokkan menjadi empat kelompok seperti yang ditunjukan dalam Tabel 2.1. Jenis Beton

Berat Jenis Beton

Pemakaian

(Kg/m3) Beton sangat ringan

<1000

Non struktur

Beton ringan

1000-2000

Struktur ringan

Beton normal

2300-2500

Struktur

Beton berat

>3000

Prisai sinar X

Sumber: Tjokrodimuljo, K (2003) Menurut SK SNI 03-3449-2002 beton yang memakai agregat ringan atau campuran agregat kasar ringan dan pasir alami sebagai pengganti agregat halus ringan dengan ketentuan beton dengan berat jenis di bawah 1850 kg/m3 dan harus memenuhi ketentuan kuat tekan dan kuat tarik belah beton ringan dengan tujuan structural kuat tekan minimum 17,24 MPa dan maksimum 41,36 MPa.Sedangkan beton isolasi adalah beton ringan yang mempunyai berat isi kering oven

maksimum 1440 kg/m3. Dengan kuat tekan maksimum 17,24 MPa dan kuat tekan minimumnya adalah 6,68 MPa. Tabel 2.2. Tabel 1.2. Jenis-jenis Beton Ringan Berdasarkan Kuat Tekan, Berat Beton, dan Agregat Penyusunnya. Konstruksi Beton

Beton Ringan

Jenis Agregat Ringan

Ringan Kuat Tekan

Berat Isi

(MPa)

Kg/m3

Struktural  Minimum  Maksimum

Agregat yang  17,24  41,36

 1400  1850

dibuat melalui proses pemanasan batu serpih, batu apung, batu sabak, terak besi atau abu terbang;

Struktural Ringan

Agregat mangan

 Minimum

 6,89

 800

 Maksimum

 17,24

 1400

Struktural: Minimum Sangat ringan

_

alami seperti scoria dan batu apung

_ Perit atau vemikulit

_

sebagai isolasi: Maksimum Sumber: SK SNI 03-3449-2002

800

2.3 Batu Apung (Pumice Stone) Batu apung memiliki warna abu-abu, putih, abu-abu kebiruan, abuabu gelap dan dalam keadan kering dapat mengapung di atas air. Batu apung (pumice stone) mempunyai sifat fisik dengan bobot isi ruang berkisar antara 480 sampai 960 Kg/cm³. Kadar penyerapan air pada batu apung adalah 16,67%. Berat jenis batu apung yaitu 0,8 gr/cm3 (Setia Graha, 2012). Kadar optimum batu apung 20% menyebabkan penurunan density beton agregat ringan sebesar 22% dibandingkan dengan beton agregat normal yaitu dari 2359 kg/m3 menjadi 1850 kg/m3. Kadar optimum substitusi parsial batu apung pada beton agregat ringan batu apung adalah 20% dari berat agregat kasar dengan kuat tekan dan kuat tarik belah sebesar 39,24 MPa dan 4,05 MPa. Kondisi campuran beton agregat ringan memerlukan tambahan 20% Fly ash

, additive sika Ln 1,5%

dan sika Vz 0,4% dengan permukaaan batu apung dilapisi pasta semen. (Dionisius Tripriyo AB, Gusti Putu Raka dan Tavio, 2010). 2.4 Abu Terbang (Fly ash Fly ash

) /Abu Terbang adalah limbah padat yang terdiri dari

partikel-partikel halus yang muncul dengan gas buang pembakaran dan diangkut dari ruang batubara pada pembangkit listrik tenaga uap. Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) melakukan proses pembakaran batubara dengan cara ditumbuk dan ditiup dengan udara ke ruang bakar boiler di mana ia segera menyatu, menghasilkan panas dan memproduksi residu mineral cair. Tabung boiler mengekstrak panas dari boiler pendinginan gas buang dan menyebabkan residu mineral cair yang mengeras dengan membentuk abu. Partikel abu kasar disebut sebagai bottom ash atau slag jatuh ke bagian bawah ruang pembakaran, sementara ringan partikel abu halus disebut Fly ash

tetap

tersuspensi dalam gas buang. Sebelum melelahkan gas buang Fly ash dihapus oleh perangkat kontrol emisi partikulat seperti debu elektrostatis atau rumah kantong kain filter. Jadi sisa hasil pembakaran dengan batubara menghasilkan abu yang disebut dengan Fly ash

dan

bottom

ash.

Batubara sebagai bahan bakar yang digunakan di PLTU. Dengan akibat naiknya harga minyak, maka banyak perusahaan yang beralih menggunakan batubara sebagai bahan bakar untuk menghasilkan steam (uap). Dengan menggunakan batubara itu sebuah peridustian menciptakan limbah dari batu baru yang berupa Fly ash

dan bottom ash. Fly ash

ini

paling sering digunakan sebagai pozzolan dalam aplikasi PCC. Pozzolans adalah bahan mengandung silika atau silika dan alumina, yang dalam bentuk halus yang terpisah dan di hadapan air, bereaksi dengan kalsium hidroksida pada suhu biasa menghasilkan senyawa semen. oleh karena itu Fly ash dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan daya tahan beton. SNI 03-64414-2002 mendefinisikan pengertian Fly ash

abu

terbang sebagai limbah hasil pembakaran batu bara pada tungku pembangkit tenaga uap yang berbentuk halus, bundar dan bersifat pozzolan. Peraturan pemerintah nomor 85 tahun 1999 menyatakan bahwa Fly ash merupakan limbah dari pembakaran batu bara yang dikategorikan sebagai limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun). Komposisi dari Fly ash

sebagian besar terdiri dari silikat

dioksida (SiO2), alumunium (Al2O3), besi (Fe2O3) dan kalsium (CaO), serta magnesium, potassium, sodium, titanium, sulfur, dalam jumlah yang kecil. Komposisinya tergantung dari tipe batu bara. Fly ash

sebagai

bahan pozzolan mempunyai arti antara lain; merupakan bahan yang mengadung senyawa silika/ silika dan alumina, tidak mempunyai kemampuan mengikat (non cementitious), mempunyai bentuk yang sangat halus sehingga dapat bereaksi dengan kalsium hidroksida untuk membentuk suatu bahan yang mempunyai sifat mengikat (cementitious). Berdasarkan SK SNI S-15-1990-F Fly ash a. Fly ash Fly ash

dikelompokkan menjadi tiga kelas sebagai berikut; kelas F yang mengandung CaO lebih kecil dari 10% yang

dihasilkan dari pembakaran anthracite atau bitumen batubara (bitumminous). Kadar (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 70% Kadar CaO < 10% (ASTM 20%, CSA 8%)

Kadar karbon (C) berkisar antara 5% -10% Fly ash disebut juga low-calcium Fly ash

,

yang

kelas tidak

mempunyai

F sifat

cementitious dan hanya bersifat pozolanic. b. Fly ash Fly ash

kelas C yang mengandung CaO di atas 10% yang dihasilkan dari

pembakaran lignite atau sub-bitumen batubara (batubara muda / subbitumminous). Kadar (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 50%. Kadar CaO > 10% (ASTM 20%, CSA menetapkan angka 8-20% untuk tipe CI dan di atas 20% untuk CH ) Kadar karbon (C) sekitar 2%. Fly ash high-calcium Fly ash Fly ash

kelas C disebut juga

Karena kandungan CaO yang cukup tinggi,

tipe C mempunyai sifat cementitious selain juga sifat

pozolan. Oleh karena Fly ash tipe C mengandung kadar CaO yang cukup tinggi dan mempunyai sifat cementitious, jika terkena air atau kelembaban, akan berhidrasi dan mengeras dalam waktu sekitar 45 menit. c. Fly ash kelas N Pozzolan alam atau hasil pembakaran yang dapat digolongkan antara lain tanah diatomic, opaline chertz, shales, tuff dan abu vulkanik, yang mana biasa diproses melalui pembakaran atau tidak melalui proses pembakaran. Selain itu juga mempunyai sifat pozzolan yang baik. Adapun sifat fisik dari abu terbang (Fly ash

)

berdasarkan

SNI

03-2460-1991 sebagai berikut :  Warna Abu terbang berwarna abu-abu, bervariasi dari abu-abu muda sampai abuabu tua. Makin muda warnanya sifat pozolannya makin baik. Warna hitam yang sering timbul disebabkan karena adanya karbon yang dapat mempengaruhi mutu abu terbang.  Komposisi Unsur pokok abu terbang adalah silikon dioksida SiO2 (30% 60%), aluminium oksida Al2O3 (15% - 30%), karbon dalam bentuk batu bara yang tidak terbakar (bervariasi hingga 30%), kalsium oksida CaO (1% - 7%) dan sejumlah kecil magnesium oksida MgO dan sulfur trioksida SO3.

 Sifat pozolan Sifat pozolan adalah sifat bahan yang dalam keadaan halus dapat bereaksi dengan kapur padam aktif dan air pada suhu kamar (24°C - 27°C) membentuk senyawa yang padat tidak larut dalam air. Abu terbang mempunyai sifat pozolan seperti pada pozolan alam, mempunyai waktu pengerasan yang lambat. Hal ini dapat diketahui dari daya ikat yang dihasilkan apabila dicampur dengan kapur. Kehalusan butiran abu terbang mempunyai pengaruh pada sifat pozolan, makin halus makin baik sifat pozolannya.  Kepadatan (density) Kepadatan abu terbang bervariasi, tergantung pada besar butir dan hilang pijarnya. Biasanya berkisar antara 2,43 gr/cc hingga 3 gr/cc. Luas permukaan spesifik rata-rata 225 m2/kg - 300 m2/kg. Ukuran butiran yang kecil kadang-kadang terselip dalam butiran besar yang mempunyai fraksi lebih besar dari 300 μm.  Hilang pijar Hilang pijar menentukan sifat pozolan abu terbang. Apabila hilang pijar 10% - 20% berarti kadar oksida kurang, sehingga daya ikatnya kurang, yang berarti sifat pozolannya kurang. 2.5. Bahan Inovasi Styrofoam Styrofoam merupakan bahan yang kita temui sehari-hari, biasanya dalam bentuk pembungkus barang elektronik. Bahan ini biasanya, sering dibuang oleh masyarakat ke lingkungan. Padahal limbah Styrofoam ini memiliki kandungan berbahaya bila dibuang ke lingkungan. Adanya permasalahan ini, kelompok kami ingin membuat inovasi dari bahan Styrofoam, guna memperkecil pembuangan limbah ke lingkungan. Menurut (Irdhiani, 2008) Styrofoam dikenal sebagai salah satu dari busa polystyrene yang dipadatkan dan biasa digunakan untuk membungkus barang

elektronik.

Polystyrene

sendiri

dihasilkan

dari

styrene

(C6H5CH9CH2), yang mempunyai gugus phenyl (enam cincin karbon) yang tersusun secara tidak teratur sepanjang garis karbon dari molekul.

Penggabungan acak benzena mencegah molekul membentuk garis yang sangat lurus, sebagai hasilnya polyester mempunyai bentuk yang tidak tetap, transparan dan dalam berbagai bentuk plastik yang cukup regas. Polystyrene merupakan bahan yang baik ditinjau dari segi mekanis maupun suhu namun bersifat agak rapuh dan lunak pada suhu di bawah 100oC (Billmeyer, 1984). Polystyrene memiliki berat sampai 1050 kg/m3, kuat tarik sampai 40 MN/m2, modulus lentur sampai 3 GN/m2, modulus geser sampai 0.990 GN/m2 dan angka poisson 0.330 (Crawford, 1998). 2.6 Abu Sekam Padi Abu sekam padi merupakan hasil dari sisa pembakaran sekam padi, Abu sekam padi merupakan salah satu bahan yang potensial digunakan di Indonesia karena produksi yang tinggi dan penyebaran yang luas. Bila abu sekam padi dibakar pada suhu terkontrol, abu sekam yang dihasilkan dari sisa pembakaran mempunyai sifat pozzolan yang tinggi karena mengandung silika. Selama proses perubahan sekam padi menjadi abu, pembakaran memghilangkan zat-zat organik dan meninggalkan sisa yang kaya akan silika.perlakuan panas pada sekam menghasilkan perubahan struktur yang berpengaruh pada dua hal. Yaitu tingkat aktivitas pozzolan dan kehalusan butiran abunya. Komposisi kimia abu sekam padi adalah sebagai berikut : Tabel 2.3. Komposisi kimia abu sekam padi NO

KOMPONEN

PERSENTASE KOMPOSISI (%)

1

SiO2

94,5

2

AlO3

1,05

3

Fe2O3

1,05

4

CaO

0,25

5

MgO

0,23

6

SO4

1,13

7

CaO (bebas)

-

8

Na2O

0,78

9

K2O

1

Dari tabel diatas, terlihat bahwa abu sekam padi mempunyai kandungan silika hingga 94%. Komposisi silika yang cukup besar pada abu sekam padi, membuat abu sekam padi menjadi bersifat pozzolan yang bila dicampur dengan semen menghasilkan kekuatan yang lebih tinggi. 2.7 Coating Coating merupakan

perbaikan

permukaan

batu

apung dengan

menggunakan pasta semen. Bahan coating menggunakan air dan semen dengan perbandingan 1:1 dari berat semen. Bahan coating kemudian dicampur dengan batu apung kurang lebih selama 3 menit. Hasil campuran tersebut dikeringkan di suhu kamar selama kurang lebih 3 minggu agar semen tersebut mengeras sehingga tidak mempengaruhi faktor air semen. Pengujian absorpsi dilakukan untuk mengetahui perubahan permukaan berpori batu apung sebelum dan sesudah coating. Hasi pengujian absorpsi sebelum coating sebesar 36,07% dan sesudah coating sebesar 11,85%. 2.8 Kuat Tekan Kekuatan maksimal beton hanya terletak pada kuat tekan yang tinggi dan beton juga menghasilkan kuat tarik tapi sangat kecil kira-kira 10 % dari kuat tekannya. Jadi yang perlu mendapat perhatian maksimal pada kekuatan beton hanya kuat tekannya, apabila kuat tekannya tinggi, maka sudah tentu sifat-sifat yang lain juga baik. Faktor-faktor yang mempengaruhi kuat tekan beton adalah faktor air semen, sifat dan kualitas bahan, perbandingan bahan susun, slump, cara pengerjaan, dan perawatan beton. (SNI-03-1974-1990). Kuat tekan beton adalah besarnya beban maksimum persatuan luas, yang menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani dengan gaya tekan tertentu yang dihasilkan oleh mesin tekan. Kuat tekan beton ditentukan oleh perbandingan semen, agregat halus, air, dan berbagai jenis bahan tambahan (Tjokrodimuljo, 1996). Perbandingan air dengan semen merupakan faktor utama dalam menentukan kuat tekan beton, kuat tekan beton dapat dihitung dengan

P f’c:

N

( A

) ................................................................................... (1) mm2

f’c

: Kuat tekan beton pada umur 14/28 hari (MPa).

P

: Beban maksimum (N)

A

: Luas penampang benda uji (mm2)

BAB III DESKRIPSI KARYA 3.1 Metode Pengambilan Data 3.1.1 Metode Penentuan Material Penyusun Beton a. Semen Dalam penelitian ini semen yang digunakan adalah semen OPC ( Ordinary Portland Cement ) yang didapat dari salah satu perusahaan yang ada di Surabaya yaitu PT. Varia Usaha Beton. b. Agregat Halus Agregat halus yang digunakan pada penelitian ini yaitu pasir yang didapat dari salah satu toko bangunan di daerah Surabaya. Dari uji material yang telah dilakukan di Laboratorium Beton Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri Surabaya. c. Agregat Kasar Agregat kasar yang digunakan pada penelitian ini yaitu batu apung yang didapat dari salah satu toko di daerah Perak, Surabaya dan Styrofoam yang didapat dari limbah. Batu apung yang digunakan pada penelitian ini terlebih dahulu dilapisi oleh semen dan air atau disebut dengan coating untuk mencegah penyerapan air oleh batu apung. Dari uji material yang telah dilakukan di Laboratorium Beton Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri Surabaya. d. Air Air yang digunakan pada pembuatan beton ini adalah air yang berasal dari PDAM yang ada di Laboratorium Beton Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri Surabaya. e. Abu sekam padi diperoleh dari perusahaan padi yang ada di Surabaya. Abu sekam padi yang disiapkan sudah berupa abu yang telah dibakar pada suhu terkontrol, abu sekam yang dihasilkan dari sisa pembakaran mempunyai sifat pozzolan yang bila dicampur dengan semen menghasilkan kekuatan yang lebih tinggi.

3.2 Identifikasi Masalah Masalah yang diangkat oleh penulis pada penelitian ini adalah penentuan rancangan campuran yang tepat dan penggunaan bahan yang minimum semen untuk membuat beton ringan, berupa 1 benda uji berbentuk silinder dengan menggunakan abu sekam dan fly ash sebagai pengganti semen, sedangkan agregat kasar berupa batu apung dan styrofoam , agar mencapai f’c yang disyaratkan pada umur 28 hari sebesar 30 MPa atau setara dengan K-375. 3.3 Deskripsi Singkat Karya Beton ringan pada penelitian ini menggunakan material penyusun yang ramah lingkungan dan mudah ditemukan khususnya di Kota Surabaya. Beton ringan pada penelitian ini menggunakan abu sekam padi, yang dapat ditemukan dengan mudah di daerah Surabaya. Abu sekam digunakan sebagai bahan tambahan dari semen karena reaktivitas antara silika dalam abu sekam padi dengan kalsium hidroksida dalam pasta semen dapat berpengaruh pada peningkatan mutu beton dan abu sekam padi mempunyai kandungan silika hingga 94%. Komposisi silika yang cukup besar pada abu sekam padi, membuat abu sekam padi menjadi bersifat pozzolan yang bila dicampur dengan semen menghasilkan kekuatan yang lebih tinggi. Selain itu, untuk mendapatkan beton ringan maka agregat kasar yang digunakan berupa batu apung dan styrofoam. Styrofoam dipilih sebagai bahan substitusi sebagian kerikil karena styrofoam ini memiliki berat jenis yang lebih ringan dibandingkan dengan kerikil demi untuk mencapai beton ringan dengan berat jenis < 1900 gr/cm3. Sedangkam batu apung pada penelitian ini terlebih dahulu dilapisi semen dengan cara coating untuk mencegah penyerapan air oleh batu apung, sehingga kuat tekan meningkat. 3.4 Mix Design Benda Uji 3.4.1

Perhitungan Komposisi Pembuatan Beton Ringan

 Kekuatan beton rata rata pada mix design ini di targetkan kekuatan yang hendak di capai adalah beton dengan kekuatan 30 mpa  Penentuan nilai w/c : dari grafik yang ada dan penggunaan agregat yang ada. Dihasilkan kadar air semen bebas adalah 0,48.

 Jenis semen : pada campuran beton kuat tekan ini di gunakan semen originaly portland semen  Jenis agregat : 

Agregat kasar : batu kerikil



Agregat halus : pasir alami

 Penentuan nilai slump : ditetapkan nilai slump 75-150 mm  Ukuran agregat maksimum : di tetapkan sebesar 20 mm  Penentuan kadar air bebas : Data : 

Slump rencana

: 75 – 150 mm



Ukuran aggregat maksimal

: 20 mm

Agregat kasar adalah pecah dan agregat halus adalah alami : Tabel 3.1. Komposisi agregat kasar dan agregat halus 0 – 10

Slump Ukuran

Tipe

agregat

agregat

10 – 30

30 – 60

60 – 100

maks. 10

20

30

Tak pecah

150

180

205

225

Pecah

180

205

230

250

Tak pecah

135

160

160

195

Pecah

170

190

190

225

Tak pecah

115

140

160

175

Pecah

155

175

190

205

Dari tabel di peroleh nilai kadar air bebas : KAB = 2/3 AH + 1/3 AK = 2/3 195 + 1/3 225 = 201 kg  Penentuan kadar semen Kadar semen telah di tentukan sebanyak 325 kg / m3  Presentase agregat halus Dari pengujian analisa saring di peroleh

:

agregat halus masuk zone 2 Faktor air semen

: 0,48

Slump rencana

: 75 – 150 mm

Dari grafik diatas di peroleh prosentase agregat halus : 47%, sehingga agegat kasarnya sebesar 53 %  Berat jenis relatif aggregat gabungan BJ = 1900 kg/m3  Kadar agregat gabungan KAG = Bj beton – kadar semen – kadar air bebas = 1900 – 325 – 201 = 1374 kg  Kadar agregat halus : KAH = prosentase AH X kadr agregat gabungan = 47 % x 1374 = 645,78 kg  Kadar agregat kasar KAK = Prosentase AK x kadar Agregat Gabungan = 53 % x 1374 = 728,22 kg  Jumlah air dalam agregat halus Absorbsi agregat halus (A)

= 0,5 %

Kadar air agregat halus

= 1,85 %

Jumlah air dalam agregat halus

= (A – KA) X (KAH) 100 = (0,5-1,85) X 645,78 100 = - 8,716 kg

 Jumlah air dalam agregat kasar Absorbsi agregat halus (A)

= 8,1 %

Kadar air agregat halus

= 30 %

Jumlah air dalam agregat halus

= (A – KA) X (KAK) 100 = (8,1-30) X 728,22 100

= - 159,48 kg 3.4.2

Kebutuhan Bahan per m3



Agregat halus = kadar AH – Jumlah air dalam agregat halus = 645,78 + 8,716 = 654,498



Agregat kasar = 728,22 – 159,48 = 568,74



Semen

= 325



Air

= 201

Dari proporsi campuran yang di hasilkan, dapat di tabelkan sehingga beton dengan berat jenis di bawah 1900 kg/m3 dapat di kontrol : Tabel 3.2. Campuran pada beton Jenis Bahan Semen Pasir Kerikil Air Total

BJ 3150 1400 1800 1000

Berat proporsi 325 654,498 568,74 201 1749,238

Volume 0,103 0,467 0,315 0,201 1,086

3.4.3 Subtitusi Material Dalam Mix Design Beton Ringan Dalam perencanaan beton ringan ini di rencanakan dengan mereduksi semen dengan Fly ash

sebesar 50% dan abu sekam

sebesar 20 %, mensubtitusi agrekat kasar dengan batu apung 75% dan Styrofoam 8%. 

Semen

Semen yang di butuhkan sebagai berikut : Fly ash

= 325 x 50 %

= 162,5 kg/m3

Abu sekam

= 325 x 20 %

= 65 kg/m3

Semen

= 325 – 162,5 – 65

= 97,5 kg/m3



Agregat kasar

Batu apung = 568,74 x 75 %

= 426,55

Styrofoam

= 568,74 x 8 %

= 45,499

Kerikil

= 568,74 – 426,55 – 45,499 = 96,691

3.4.4 Kebutuhan Material dalam 1 silinder Perhitungan britis standart : Volume silinder : V = ∏ x r2 x t = 3,14 x 0,075 2 x 0,3 = 0,0053 m3 Komposisi tiap material : Semen

= 0,0053 x 97,5 = 0,516 kg

Fly ash

= 0,0053 x 162,5 = 0,861 kg

Abu sekam

= 0,0053 x 65 = 0,344 kg

Kerikil

= 0,0053 x 96,691= 0,512 kg

Styrofoam

= 0,0053 x 45,499= 0,241 kg

Batu apung

= 0,0053 x 426,55= 2,261 kg

Pasir

= 0,0053 x 654,498= 3,468 kg

Air

= 0,0053 x 201

= 1,065 liter

BAB IV RENCANA ANGGARAN BIAYA

4.1 Estimasi Biaya Pembuatan 1 Benda Uji Berdasarkan pada identifikasi masalah dalam penelitian ini, untuk membuat inovasi beton ringan berserat berupa 1 benda uji berbentuk silinder dengan menggunakan abu sekam, fly ash dan agregat kasar berupa batu apung dan styrofoam memerlukan estimasi biaya sebesar (yang tertera pada Tabel 4.1) Tabel 4.1 Rencana Anggaran Biaya Material Untuk 1 Silinder Beton Inovasi No

Bahan

Satuan

Harga satuan (Rp)

Jumlah

1.

Opc

Kg

1.250

0,516 kg

Rp 645

2.

Pasir

Kg

400

3,468 kg

Rp 1.387

3.

Kerikil

Kg

175

0,512 kg

Rp 90

4.

Flyash

Kg

400

0,861 kg

Rp 344

5.

Air

Liter

5

1,065 liter

Rp 5

6.

Abu sekam

Kg

0

0,344 kg

Rp 0

7.

Batu apung

Kg

5000

2,261 kg

Rp 11

8.

Styrofoam

Kg

0

0,241 kg

Rp 0

Total

Total

Rp 2.482

Berdasarkan Tabel 4.1 dapat diketahui biaya untuk membuat 1 silinder beton inovasi memerlukan biaya sebesar Rp 2.482, atau untuk 1m3 beton ringan memerlukan biaya sebesar ( 1/0,0053) x 2.482 = Rp 468.302.

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Berdasarkan tujuan dan hasil yang diperoleh dalam penelitian ini, maka dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut. 1. Rancangan campuran dalam penelitian ini adalah sebagai berikut. a. Berdasarkan perhitungan mix design kuat tekan beton 30 MPa yang direncanakan pada umur 28 hari pada kondisi jenuh kering permukaan (SSD) didapat perbandingan proporsi material Semen : Pasir : Batu Apung dalam perbandingan berat 1 : 1,75 : 1,35. b. Komposisi campuran beton dengan kuat tekan rencana 30 MPa pada umur 28 hari untuk 1 benda uji silinder dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm sebagai berikut: a. Air

: 1,065 liter

b. Semen OPC

: 0,516 kg

c. Pasir

: 3,468 kg

d. Batu Apung

: 2,261 kg

e. Abu sekam

: 0,344 kg

f. Fly ash

: 0,861 kg

g. Styrofoam

: 0,241 kg

2. Estimasi biaya yang diperlukan dalam pembuatan 1 silinder beton inovasi memerlukan biaya sebesar Rp 2.482, atau untuk 1m3 beton ringan memerlukan biaya sebesar ( 1/0,0053) x 2.482 = Rp 468.302.

5.2 Saran Adapun saran yang dapat diberikan dari penelitian ini adalah: 1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai proporsi abu sekam dan fly ash yang ditambahkan pada beton ringan untuk menghasilkan kuat tekan yang lebih tinggi. 2. Diharapkan adanya penelitian lanjutan mengenai subtitusi bahan batu apung, Styrofoam, abu sekam dan fly ash dalam pembuatan beton ringan, sehingga dapat dijadikan sebagai salah satu alternatif pembuatan pada beton ringan non struktural dan ramah lingkungan. 3. Perlu adanya perwujudan nyata untuk mengaplikasikan beton ringan pada bangunan konstruksi sehingga dapat menambah ilmu dan praktik mengenai pembelajaran mengenai beton ringan berserat.