PEMANFAAT POZOLAN ALAM SEBAGAI BAHAN BAKU DALAM REKAYASA TEKNOLOGI BETON DI KABUPATEN PACITAN

(1)

I. PENDAHULUAN

I. a. Latar Belakang

Sebagai bahan konstruksi, beton digunakan lebih banyak dari bahan baku lainnya. Penggunaannya besaing dengan bahan-bahan lainnya seperti kayu, baja, aspal, batu, plastis dan sebagainya, karena penggunannya sangat mudah dibentuk. Untuk mencukupi kebutuhan tuntutan produksi beton di Indonesia saMPai saat ini pabrik semen terus menerus ditingkatkan kapasitas produksinya. Permintaan semen nasional naik 16,6% dari 34,2 juta ton tahun 2007 menjadi 39,9 juta ton tahun 2008. Hal ini menunjukkan betapa pentingnya beton dalam era pembangunan di negara kita.

Peningkatan penggunaan beton ini perlu diantisipasi dengan penggunaan alternatif lain dalam memenuhi bahan baku beton tersebut. Sehingga diperlukan penelitian tentang material-material lain yang dapat menggantikan material yang biasa dipakai pada campuran beton, sejauh sifat-sifatnya masih memenuhi syarat sebagai material beton dan tentunya memberikan sumbangan terhadap karakteristik beton yang diinginkan.

Pada penelitian ini akan dilakukan pengujian terhadap suatu bahan alternatif, bahan tersebut akan diaplikasikan sebagai bahan pengganti semen. Bahan alternatif tersebut adalah tanah dari Tulakan-Pacitan dan berperan sebagai pengganti sebagian semen dalam jumlah tertentu pada campuran beton.

Tanah Tulakan adalah sejenis tanah yang berasal dari kecamatan Tulakan, kabupaten Pacitan, Jawa Tengah. Tanah ini mempunyai warna keabu-abuan mirip dengan warna semen. Tanah Tulakan diperoleh dengan cara menggali pada kedalaman ± 8 m. Oleh penduduk sekitar sering dipakai dalam pembuatan sumur, karena apabila sering terkena air maka akan menjadi semakin keras. Berdasarkan hasil analisis kimia yang telah dilakukan di Balai Penyelidikan dan Pengembangan Kegunungapian (BPPK) Yogyakarta, tanah tersebut mempunyai kandungan unsur pozzolan. Sifat pozzolan adalah sifat bahan yang dalam


(2)

keadaan halus dapat bereaksi dengan kapur padam (aktif) dan air pada suhu kamar (240C – 270C) membentuk senyawa yang padat dan tidak larut dalam air.

I. b. Perumusan Masalah

Dari latar belakang yang sudah digambarkan di atas, dapat kami ambil beberapa permasalahan utama.

Pada tahun I, permasalahan yang Telah kami selesaikan adalah :

a). Perlu diketahui karakteristik dari tanah Tulakan dalam upayanya untuk menggantikan semen sebagai bahan konstruksi.

b). Bagaimana peran tanah Tulakan tersebut dalam menggantikan bahan semen. c). Bagaimana kinerjanya sebagai beton struktur, bila sebagian semen sebagai

salah satu komponen bahan penyusun beton sudah tergantikan dengan tanah Tulakan.

I. c. Tujuan Penelitian

Melihat dari sifat dan karakter yang dimiliki oleh tanah Tulakan, maka perlu dilakukan beberapa pengujian untuk mengetahuidan melakukan penelitian tentang karakterisitik tanah Tulakan-Pacitan, perannya dalam menggantikan semen dan kinerjanya jika diaplikasikan pada beton struktur.

I. d. Urgensi Penelitian

Keberadaan pozzolan alam di Indonesia banyak dijuMPai di daerah dekat pegunungan yang masih aktif seperti di daerah Nagrek (Jawa Barat), Gunung Muria (Jawa Tengah), Gunung Lawu (Jawa Timur) dan daerah lainnya di pulau Jawa, Sumatra, Sulawesi, Nusa Tenggara dan Halmahera. Bahan pozzolan itu sendiri sudah lama dikenal di Indonesia sebagai bahan bangunan yang dicampur kapur padam. Hanya pengolahannya masih terbatas dan belum dimanfaatkan secara optimal. Untuk itu diperlukan teknologi yang lebih maju dalam pengolahannya.

Dimanapun dan siapapun produsen semen, mereka tetap menggunakan bahan yang sama, yakni batu kapur atau batu gamping dan tanah liat atau tanah lempung.


(3)

Batu kapur merupakan hasil tambang yang mengandung senyawa kalsium oksida (CaO). Sedangkan tanah lempung mengandung silica dioksida (SiO2) serta alumunium oksida (Al2O3). Kedua bahan ini kemudian mengalami proses pembakaran hingga meleleh.

Tanah Tulakan adalah tanah yang mengandung unsur silikat dan aluminat. Sehingga apabila digunakan bersamaan dengan kapur, maka sifatnya bisa berubah menjadi layaknya semen karena secara umum kandungan semen adalah kapur, silikat, dan aluminat. Jadi, tanah Tulakan mengandung senyawa-senyawa yang diperlukan dalam pembentukan semen konvensional, yaitu senyawa-senyawa oksida seperti CaO, SiO2, Al2O3, dan Fe2O3. Karena itu, seharusnya tanah Tulakan dapat difungsikan sebagai pengganti tanah liat yang digunakan pada pembuatan semen konvensional.

Tabel 1. Komposisi senyawa pada tanah Tulakan dan semen konvensional (ppm)

CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3

Semen konvensional 62-65 20-25 3-5 3-4

Tanah Tulakan 4,87 53,36 14,68 7,66

Kebutuhan kandungan CaO yang masih belum terpenuhi pada tanah Tulakan dapat dicukupi dengan penambahan batu kapur.

Penelitian ini dilakukan dalam upaya untuk pemenuhan model atau teknologi yang tepat dalam pengolahan bahan yang ada di alam sekitar, yang mana target luaran penelitian pada Tahun I dan Tahun II diharapkan bermanfaat untuk pengembangan ipteks, menunjang pembangunan dan pengembangan institusi. Luaran yang akan dicapai dalam penelitian multi tahun ini adalah : - Laporan hasil penelitian (Tahun I dan II)

- Model komposisi optimal campuran (Tahun I) - Inovasi alternatif material baru (Tahun II) - Bahan ajar (Tahun I dan II)


(4)

DAFTAR PUSTAKA

American Standart Testing Method C 618 – 93, 1991. Standard Test Method for Fly Ash, Annual book of ASTM volume 04.02, USA

Anggun, M, 2003. Pengaruh Penambahan Polivinyl Acetat Terhadap Kuat Tekan Beton, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta.

Anonim, 1990, Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal, SKSNI T15-1990-03, Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta.

ASTM C 618 – 93, 1991. Standard Test Method for Fly Ash, Annual booj of ASTM volume 04.02, USA

Departemen Pekerjaan Umum, 1982. Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia, Puspen dan Pengembangan Pemukiman, Jakarta.

Gideon, H. K., Kole P, Sagel, 1994. Pedoman Pengerjaan Beton, Erlangga, Jakarta.

Murdock, dan K.M.Brook, 1999. Bahan dan Praktek Beton, terjemahan Hindarko, S, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Nugraha, P, 1989. Teknologi Beton, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Kristen Petra, Surabaya.

Supriatno, A, 2008. Pemanfaatan Filler Tanah Liat pada HRS-B Ditinjau dari Karakteristik Marshall dan Durabilitas, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta.

Tjokrodimuljo, K, 1995. Bahan Bangunan, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Tjokrodimuljo, K, 1995. Bahan Bangunan, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Tjokrodimuljo, K, 1996. Teknologi Beton, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.


(5)

LAPORAN PENELITIAN HIBAH BERSAING

TAHUN PERTAMA

PEMANFAAT POZOLAN ALAM SEBAGAI BAHAN

BAKU

DALAM REKAYASA TEKNOLOGI BETON

DI KABUPATEN PACITAN

Oleh :

Yenny Nurchasanah, ST., MT. Ir. Renaningsih, MT. Anto Budi Listyawan, ST, MSc.

Dibiayai Oleh :

DIBIAYAI OLEH DP2M, DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN TINGGI KEMENTRIAN PENDIDIKAN NASIONAL

SESUAI DENGAN SURAT PERJANJIAN PELAKSANAAN HIBAH PENELITIAN NOMOR: 121/SP2H/PL/Dit-Litabmas/IV/2011

TERTANGGAL 14 April 2011

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA NOVEMBER, 201I


(6)

HALAMAN

 

PENGESAHAN

 

1. Judul Usulan      : Pemanfaatan Pozolan Alam sebagai BAhan Baku dalam  

       Rekayasa Teknologi Beton di Kabupaten Pacitan  2. Ketua Peneliti 

a. Nama Lengkap      : Yenny Nurchasanah, S.T., M.T.  b. Bidang Keahlian     : Teknik Sipil – Rekayasa Struktur  c. Jabatan Struktural    : ‐ 

d. Jabatan Fungsional    : Asisten Ahli/ IIIb 

e. Unit Kerja      : Fakultas Teknik – Jurusan Teknik Sipil, UMS  f. Alamat       : Universitas Muhammadiyah Surakarta 

  Fakultas Teknik – Jurusan Teknik Sipil 

  Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan – Surakarta 

  Jawa Tengah 

g. Telepon/Faks/E‐mail    : Telp. (0271) 717417 ext 221  h. Telepon/E‐mail      : 0811369662 / 0271‐827028 

E‐mail : yn.chasanah@gmail.com   3.  Anggota Peneliti      : 

NO.  NAMA  BIDANG KEAHLIAN  MATA KULIAH YANG DIAMPUH  INSTANSI 1  Ir. Renaningsih, M.T.  Geoteknik Mekanika Tanah UMS 2  Anto Budi Listyawan, S.T., M.S Geoteknik Mekanika Tanah UMS

 

 4.  Objek Penelitian      : Beton Struktur 

5.  Masa Pelaksanaan Penelitian        : Tahun 2011 – 2012 (2 Tahun)  6.  Anggaran yang disetujui Tahun Pertama    : Rp. 30.000.000,‐ 

Biaya yang diusulkan Tahun kedua      : Rp. 33.116.000,‐  Anggaran Keseluruhan        : Rp. 63.116.000,‐ 

 

      Surakarta, 17 November 2011 

 

Mengetahui, 

Dekan Fakultas Teknik UMS      Ketua Peneliti 

     

Ir. Agus Riyanto, M.T.      Yenny Nurchasanah, S.T., M.T 

  Nik. 483       NIK. 921 

Mengetahui  Ketua Lembaga Penelitian  Universitas Muhammadiayah Surakarta 

 

     

 Dr. Harun Joko Prayitno 


(7)

iii RINGKASAN

PEMANFAAT POZOLAN ALAM SEBAGAI BAHAN BAKU DALAM REKAYASA TEKNOLOGI BETON DI KABUPATEN PACITAN

Banyaknya pegunungan aktif di Indonesia membuatnya memiliki deposit tanah pozolan yang berlimpah. Bahan pozolan sudah lama dikenal di Indonesia sebagai bahan bangunan yang dicampur kapur padam. Hanya pengolahannya masih terbatas dan belum dimanfaatkan secara optimal. Telah dilakukan pengujian terhadap suatu bahan alternatif dimana bahan tersebut akan diaplikasikan sebagai bahan pengganti semen. Bahan alternatif tersebut adalah Tanah dari daerah Tulakan-Pacitan-Jawa Timur dan berperan sebagai pengganti sebagian semen dalam jumlah tertentu pada campuran beton. Tanah Tulakan mengandung senyawa-senyawa yang diperlukan dalam pembentukan semen konvensional,

yaitu senyawa-senyawa oksida seperti CaO, SiO2, Al2O3, dan Fe2O3, maka tanah

Tulakan dapat difungsikan sebagai pengganti tanah liat yang digunakan pada pembuatan semen konvensional. Kebutuhan kandungan CaO yang masih sedikit pada tanah Tulakan dapat dicukupi dengan penambahan batu kapur. Komposisi Tanah Tulakan dengan tambahan kapur pada campuran adalah ( 10% kapur + tanah Tulakan 0% ; 5% ; 10% ; 15% ; 20%) dari jumlah semen yang digunakan, dengan lima buah benda uji untuk masing-masing variasi campuran. Rencana campuran adukan beton menggunakan metode perancangan menurut cara SNI dengan faktor air semen (f.a.s) rencana 0,5. Benda uji berupa silinder beton diuji pada umur 28 hari. Perbandingan antara beton silinder normal dengan beton silinder yang diganti sebagian semen dengan tanah Tulakan memperlihatkan kuat tekan dari masing-masing variasi, yaitu penggantian semen dengan tanah sebesar 10% mengalami kenaikan 0,755 MPa atau 2,59% dari kuat tekan rata - rata beton normal sebesar 29,048 MPa menjadi 29,803 MPa. Sedangkan pada penambahan tanah sebesar 15% mengalami kenaikan 0,943 MPa atau 3,24 % dari kuat tekan rata - rata beton normal menjadi 29,991 MPa. Pada penambahan tanah sebesar


(8)

iv

20% mengalami kenaikan 0,283 MPa atau 0,97% dari kuat tekan rata - rata beton normal menjadi 29,331 MPa. Sedangkan yang terjadi pada penambahan tanah sebesar 25% mengalami penurunan 0,849 MPa atau 2,93% dari kuat tekan rata - rata beton normal sebesar 29,048 MPa menjadi 28,199 MPa. Sehingga dapat disimpulkan bahwa penggantian semen dengan tanah sebesar 15% kuat tekan rata - rata beton mencapai maksimum, yaitu 29,991 MPa sedangkan pada penambahan tanah sebesar 25% mengalami penurunan sehingga kuat tekan rata – ratanya 28,199 MPa. Jadi penggantian semen dengan tanah Tulak’an yang effektif berkisar antara 10 – 20% yang masih bisa digunakan sebagai campuran pada beton. Pada Hasil Penelitian selanjutnya dengan Tanah Tulakan + kapur diperlihatkan bahwa, setelah penggantian tanah Tulakan 5% + kapur 10%, kuat tekan rata-ratanya naik 9,092% menjadi 31,689 MPa. Pada penggantian tanah Tulakan 10% + kapur 10%, kuat tekan rata-ratanya menjadi 32,632 MPa atau naik 12,338% dari beton normal. Untuk penggantian tanah Tulakan 15% + kapur 10%, kuat tekan rata-ratanya menjadi 31,877 MPa atau naik 9,739% dari beton normal. Kemudian pada penggantian tanah Tulakan 20% + kapur 10%, terjadi kenaikan kuat tekan rata-rata 9,415% menjadi 31,783 MPa. Maka kuat tekan rata-rata optimum adalah 32,632 MPa, terjadi pada beton dengan penggantian tanah Tulakan 10% + kapur 10%. Secara keseluruhan, penggunaan Tanah Tulakan + kapur sebagai pengganti semen efektif bisa mempertahankan bahkan menaikkan nilai kuat tekan beton.


(9)

v SUMMARY

NATURAL POZZOLAN BENEFITS TO SUBSTITUTE PORTLAND CEMENT AS CONSTRUCTION MATERIAL AT DISTRICT PACITAN

Numbers of Active Mountain in Indonesia make it have an abundant deposit of Pozzolan soil. Pozzolans are already known in Indonesia as a material combined with calcium hydroxide, but the exploitation on this material is not optimal yet and need special treatment to make a new technology. An alternative material have been tested which is that material will be applicate to the place of Portland cement role. The new alternative material is soil from Tulakan-Pacitan-East Java and will be role as Portland cement in certain quantity on concrete mix. Tulakan soil is a kind of soil that comes from Tulakan, Pacitan, Central Java. This soil has a greyish color similar to the color of cement. Tulakan soil obtained by digging at the depth of approximately 8 meters. By people in that areas frequently used in making well, because if frequently exposed to water it will harden. Based on the results of chemical analysis has been done by Balai Penyelidikan dan Pengembangan Kegunungapian (BPPK) of Yogyakarta, the soil element has a content of pozzolan. Pozzolan properties are the properties of materials in a

delicate state can react with the lime (active) and water at room temperature (24°C

- 27°C) to form a solid compound and is insoluble in water. Tulakan soil is soil

that contains elements of silicates and aluminates. Therefore, when mixed with lime, the character will behaves like cement because of the general content of cement is limestone, silicate, and aluminate. Thus, the Tulakan soil containing compounds that needed in the formation of conventional cements, namely oxide

compounds such as CaO, SiO2, Al2O3, and Fe2O3. The Tulakan soil containing

siliceous and aluminous materials will reacts with calcium hydroxide in the presence of water. This forms compounds possessing cementitious properties at room temperature which have the ability to set underwater. Lack of CaO can be


(10)

vi

satisfied by the addition of lime. Composition of Tulakan soil with the addition of lime to the mixture is (10% of lime + 0%, 5%, 10%, 15%, 20% of Tulakan soil) of the amount of cement used, with five test specimens for each variation of the mixture. Mix concrete design using the design method according to SNI. Water

cement ratio used is 0.5. The objects are test on the 28th day. Comparison

between normal concrete cylinders with a concrete cylinder that replaced some cement with Tulakan soil shows the compressive strength of each variation. Replacement of cement with the soil by 10%, rose 0.755 MPa or 2.59% of compressive strength of normal concrete, from 29.048 MPa to 29.803 MPa. The replacement of soil by 15%, rose 0.943 MPa or 3.24% of compressive strength of normal concrete to 29.991 MPa. The replacement of soil by 20% increasing 0.97% or 0.283 MPa of compressive strength of normal concrete to 29.331 MPa. While the replacement of soil by 25%, decreasing 0.849 MPa or 2.93% of normal concrete compressive strength of 29.048 MPa to 28.199 MPa. It can be seen that replacement of cement with the soil by 15%, reaching a maximum compressive strength of concrete, which is 29.991 MPa and at the replacement of 25%, decreased to 28.199 MPa. Thus, replacement of cement with the Tulakan soil, will be effective in the range between 10% - 20% which can still be used as a mixture of the concrete. On the other hand, Concrete with Tulakan Soil + Lime got the result that after replacement with 5% Tulakan soil + 10% lime, the compressive strength increase 9.092% to 31.689 MPa. The replacement of 10% Tulakan soil + 10% lime, becomes 32.632 MPa of compressive strength, up 12.338% of normal concrete. The replacement of 15% Tulakan soil + 10% lime, compressive strength rose to 31.877 MPa or 9.739% of normal concrete. The replacement of 20% tulakan soil + 10% lime increase 9.415% to 31.783 MPa. So the optimum of compressive strength is 32.632 MPa, occurred on the replacement of concrete with 10% of Tulakan soil + 10% of lime. Overall, both for concrete with Tulakan soil or for concrete with Tulakan soil + lime are able to maintain even raise the value of compressive strength in concrete.


(11)

DAFTAR ISI I II III IV V HALAMAN JUDUL

HALAMAN IDENTITAS DAN PENGESAHAN RINGKASAN SUMMARY PRAKATA DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR LAMPIRAN PENDAHULUAN I.a. Latar Belakang I.b. Perumusan Masalah I.c. Tujuan Penelitian I.d. Urgensi Penelitian TINJAUAN PUSTAKA II.a. Pozolan

II.b. Sifat-sifat Semen yang Memakai Pozolan

II.c. Uji Bahan Pembentuk Beton (Concrete Ingredient Testing) II.d. Uji Beton Keras (Hard Concrete Testing)

II.e. Perencanaan Beton METODE PENELITIAN III.a. Bahan Penelitian III.b. Peralatan Penelitian III.c. Tahapan Penelitian

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN IV. 1. Tanah Tulakan

IV. 2. Hasil Pemeriksaan Agregat

IV. 3. Perencanaan Campuran Adukan Beton IV. 4. Pengujian Beton

KESIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA i ii iii iv v vi vii viii 1 1 2 2 2 2 4 4 6 7 7 8 12 12 13 20 20 20 23 24 27 28


(12)

PRAKATA

Assalamu’alaikum Wr. Wb

Alhamdulillahirobbil’alamin, segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmad, taufik, hidayah dan inayah-Nya, sehingga penulis bisa menyelesaikan Laporan Penelitian Hibah Bersaing yang berjudul ”Pemanfaatan Pozolan Alam sebagai Bahan Baku dalam Rekayasa Teknologi Beton do Kabupaten Pacitan” ini dengan baik.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih atas selesainya penelitian ini kepada :

1. Direktur Penelitian dan Pengabdian masyarakat, Dirjen Dikti, Depdiknas, dan seluruh staf, sebagai penyandang dana, atas bantuannya sehingga kegiatan ini dapat terlaksana.

2. Ketua Lembaga penelitian dan Pengabdian Masyarakat Universitas Muhammadiya Surakarta beserta staf yang telah memberikan bantuan samapi selesainya laporan penelitian ini. 3. Ir. Agus Riyanto, MT., selaku Dekan fakultas Teknik

Universitas Muhammadiya Surakarta yang telah memberikan bantuan samapi selesainya laporan penelitian ini.

4. Ketua Laboratorium Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiya Surakarta yang telah memberikan bantuan samapi selesainya laporan penelitian ini.

5. Rekan-rekan staf Dosen dan staf Administrasi serta adik-adik mahasiswa jurusan Teknik Sipil, Universitas Muhammadiya Surakarta yang telah memberikan bantuan samapi selesainya laporan penelitian ini.

6. Semua pihak yang langsung maupun tidak langsung yang telah membantu penulis dalam melakukan penelitian dan penyusunan laporan penelitian ini.

Penulis menyadari bahwa penyusunan laporan penelitian ini masih jauh dari sempurna, karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan dan semoga laporan ini bermanfaat bagi semua,, Amiienn.

Wassalam’alaikum Wr. Wb

Surakarta, Novembar 2011


(13)

iii RINGKASAN

PEMANFAAT POZOLAN ALAM SEBAGAI BAHAN BAKU DALAM REKAYASA TEKNOLOGI BETON DI KABUPATEN PACITAN

Banyaknya pegunungan aktif di Indonesia membuatnya memiliki deposit tanah pozolan yang berlimpah. Bahan pozolan sudah lama dikenal di Indonesia sebagai bahan bangunan yang dicampur kapur padam. Hanya pengolahannya masih terbatas dan belum dimanfaatkan secara optimal. Telah dilakukan pengujian terhadap suatu bahan alternatif dimana bahan tersebut akan diaplikasikan sebagai bahan pengganti semen. Bahan alternatif tersebut adalah Tanah dari daerah Tulakan-Pacitan-Jawa Timur dan berperan sebagai pengganti sebagian semen dalam jumlah tertentu pada campuran beton. Tanah Tulakan mengandung senyawa-senyawa yang diperlukan dalam pembentukan semen konvensional,

yaitu senyawa-senyawa oksida seperti CaO, SiO2, Al2O3, dan Fe2O3, maka tanah

Tulakan dapat difungsikan sebagai pengganti tanah liat yang digunakan pada pembuatan semen konvensional. Kebutuhan kandungan CaO yang masih sedikit pada tanah Tulakan dapat dicukupi dengan penambahan batu kapur. Komposisi Tanah Tulakan dengan tambahan kapur pada campuran adalah ( 10% kapur + tanah Tulakan 0% ; 5% ; 10% ; 15% ; 20%) dari jumlah semen yang digunakan, dengan lima buah benda uji untuk masing-masing variasi campuran. Rencana campuran adukan beton menggunakan metode perancangan menurut cara SNI dengan faktor air semen (f.a.s) rencana 0,5. Benda uji berupa silinder beton diuji pada umur 28 hari. Perbandingan antara beton silinder normal dengan beton silinder yang diganti sebagian semen dengan tanah Tulakan memperlihatkan kuat tekan dari masing-masing variasi, yaitu penggantian semen dengan tanah sebesar 10% mengalami kenaikan 0,755 MPa atau 2,59% dari kuat tekan rata - rata beton normal sebesar 29,048 MPa menjadi 29,803 MPa. Sedangkan pada penambahan tanah sebesar 15% mengalami kenaikan 0,943 MPa atau 3,24 % dari kuat tekan rata - rata beton normal menjadi 29,991 MPa. Pada penambahan tanah sebesar


(14)

iv

20% mengalami kenaikan 0,283 MPa atau 0,97% dari kuat tekan rata - rata beton normal menjadi 29,331 MPa. Sedangkan yang terjadi pada penambahan tanah sebesar 25% mengalami penurunan 0,849 MPa atau 2,93% dari kuat tekan rata - rata beton normal sebesar 29,048 MPa menjadi 28,199 MPa. Sehingga dapat disimpulkan bahwa penggantian semen dengan tanah sebesar 15% kuat tekan rata - rata beton mencapai maksimum, yaitu 29,991 MPa sedangkan pada penambahan tanah sebesar 25% mengalami penurunan sehingga kuat tekan rata – ratanya 28,199 MPa. Jadi penggantian semen dengan tanah Tulak’an yang effektif berkisar antara 10 – 20% yang masih bisa digunakan sebagai campuran pada beton. Pada Hasil Penelitian selanjutnya dengan Tanah Tulakan + kapur diperlihatkan bahwa, setelah penggantian tanah Tulakan 5% + kapur 10%, kuat tekan rata-ratanya naik 9,092% menjadi 31,689 MPa. Pada penggantian tanah Tulakan 10% + kapur 10%, kuat tekan rata-ratanya menjadi 32,632 MPa atau naik 12,338% dari beton normal. Untuk penggantian tanah Tulakan 15% + kapur 10%, kuat tekan rata-ratanya menjadi 31,877 MPa atau naik 9,739% dari beton normal. Kemudian pada penggantian tanah Tulakan 20% + kapur 10%, terjadi kenaikan kuat tekan rata-rata 9,415% menjadi 31,783 MPa. Maka kuat tekan rata-rata optimum adalah 32,632 MPa, terjadi pada beton dengan penggantian tanah Tulakan 10% + kapur 10%. Secara keseluruhan, penggunaan Tanah Tulakan + kapur sebagai pengganti semen efektif bisa mempertahankan bahkan menaikkan nilai kuat tekan beton.


(15)

v SUMMARY

NATURAL POZZOLAN BENEFITS TO SUBSTITUTE PORTLAND CEMENT AS CONSTRUCTION MATERIAL AT DISTRICT PACITAN

Numbers of Active Mountain in Indonesia make it have an abundant deposit of Pozzolan soil. Pozzolans are already known in Indonesia as a material combined with calcium hydroxide, but the exploitation on this material is not optimal yet and need special treatment to make a new technology. An alternative material have been tested which is that material will be applicate to the place of Portland cement role. The new alternative material is soil from Tulakan-Pacitan-East Java and will be role as Portland cement in certain quantity on concrete mix. Tulakan soil is a kind of soil that comes from Tulakan, Pacitan, Central Java. This soil has a greyish color similar to the color of cement. Tulakan soil obtained by digging at the depth of approximately 8 meters. By people in that areas frequently used in making well, because if frequently exposed to water it will harden. Based on the results of chemical analysis has been done by Balai Penyelidikan dan Pengembangan Kegunungapian (BPPK) of Yogyakarta, the soil element has a content of pozzolan. Pozzolan properties are the properties of materials in a

delicate state can react with the lime (active) and water at room temperature (24°C

- 27°C) to form a solid compound and is insoluble in water. Tulakan soil is soil

that contains elements of silicates and aluminates. Therefore, when mixed with lime, the character will behaves like cement because of the general content of cement is limestone, silicate, and aluminate. Thus, the Tulakan soil containing compounds that needed in the formation of conventional cements, namely oxide

compounds such as CaO, SiO2, Al2O3, and Fe2O3. The Tulakan soil containing

siliceous and aluminous materials will reacts with calcium hydroxide in the presence of water. This forms compounds possessing cementitious properties at room temperature which have the ability to set underwater. Lack of CaO can be


(16)

vi

satisfied by the addition of lime. Composition of Tulakan soil with the addition of lime to the mixture is (10% of lime + 0%, 5%, 10%, 15%, 20% of Tulakan soil) of the amount of cement used, with five test specimens for each variation of the mixture. Mix concrete design using the design method according to SNI. Water

cement ratio used is 0.5. The objects are test on the 28th day. Comparison

between normal concrete cylinders with a concrete cylinder that replaced some cement with Tulakan soil shows the compressive strength of each variation. Replacement of cement with the soil by 10%, rose 0.755 MPa or 2.59% of compressive strength of normal concrete, from 29.048 MPa to 29.803 MPa. The replacement of soil by 15%, rose 0.943 MPa or 3.24% of compressive strength of normal concrete to 29.991 MPa. The replacement of soil by 20% increasing 0.97% or 0.283 MPa of compressive strength of normal concrete to 29.331 MPa. While the replacement of soil by 25%, decreasing 0.849 MPa or 2.93% of normal concrete compressive strength of 29.048 MPa to 28.199 MPa. It can be seen that replacement of cement with the soil by 15%, reaching a maximum compressive strength of concrete, which is 29.991 MPa and at the replacement of 25%, decreased to 28.199 MPa. Thus, replacement of cement with the Tulakan soil, will be effective in the range between 10% - 20% which can still be used as a mixture of the concrete. On the other hand, Concrete with Tulakan Soil + Lime got the result that after replacement with 5% Tulakan soil + 10% lime, the compressive strength increase 9.092% to 31.689 MPa. The replacement of 10% Tulakan soil + 10% lime, becomes 32.632 MPa of compressive strength, up 12.338% of normal concrete. The replacement of 15% Tulakan soil + 10% lime, compressive strength rose to 31.877 MPa or 9.739% of normal concrete. The replacement of 20% tulakan soil + 10% lime increase 9.415% to 31.783 MPa. So the optimum of compressive strength is 32.632 MPa, occurred on the replacement of concrete with 10% of Tulakan soil + 10% of lime. Overall, both for concrete with Tulakan soil or for concrete with Tulakan soil + lime are able to maintain even raise the value of compressive strength in concrete.


(1)

DAFTAR ISI I II III IV V HALAMAN JUDUL

HALAMAN IDENTITAS DAN PENGESAHAN RINGKASAN SUMMARY PRAKATA DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR LAMPIRAN PENDAHULUAN I.a. Latar Belakang I.b. Perumusan Masalah I.c. Tujuan Penelitian I.d. Urgensi Penelitian TINJAUAN PUSTAKA II.a. Pozolan

II.b. Sifat-sifat Semen yang Memakai Pozolan

II.c. Uji Bahan Pembentuk Beton (Concrete Ingredient Testing) II.d. Uji Beton Keras (Hard Concrete Testing)

II.e. Perencanaan Beton METODE PENELITIAN III.a. Bahan Penelitian III.b. Peralatan Penelitian III.c. Tahapan Penelitian

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN IV. 1. Tanah Tulakan

IV. 2. Hasil Pemeriksaan Agregat

IV. 3. Perencanaan Campuran Adukan Beton IV. 4. Pengujian Beton

KESIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA i ii iii iv v vi vii viii 1 1 2 2 2 2 4 4 6 7 7 8 12 12 13 20 20 20 23 24 27 28


(2)

PRAKATA

Assalamu’alaikum Wr. Wb

Alhamdulillahirobbil’alamin, segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmad, taufik, hidayah dan inayah-Nya, sehingga penulis bisa menyelesaikan Laporan Penelitian Hibah Bersaing yang berjudul ”Pemanfaatan Pozolan Alam sebagai Bahan Baku dalam Rekayasa Teknologi Beton do Kabupaten Pacitan” ini dengan baik.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih atas selesainya penelitian ini kepada :

1. Direktur Penelitian dan Pengabdian masyarakat, Dirjen Dikti, Depdiknas, dan seluruh staf, sebagai penyandang dana, atas bantuannya sehingga kegiatan ini dapat terlaksana.

2. Ketua Lembaga penelitian dan Pengabdian Masyarakat Universitas Muhammadiya Surakarta beserta staf yang telah memberikan bantuan samapi selesainya laporan penelitian ini. 3. Ir. Agus Riyanto, MT., selaku Dekan fakultas Teknik

Universitas Muhammadiya Surakarta yang telah memberikan bantuan samapi selesainya laporan penelitian ini.

4. Ketua Laboratorium Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiya Surakarta yang telah memberikan bantuan samapi selesainya laporan penelitian ini.

5. Rekan-rekan staf Dosen dan staf Administrasi serta adik-adik mahasiswa jurusan Teknik Sipil, Universitas Muhammadiya Surakarta yang telah memberikan bantuan samapi selesainya laporan penelitian ini.

6. Semua pihak yang langsung maupun tidak langsung yang telah membantu penulis dalam melakukan penelitian dan penyusunan laporan penelitian ini.

Penulis menyadari bahwa penyusunan laporan penelitian ini masih jauh dari sempurna, karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan dan semoga laporan ini bermanfaat bagi semua,, Amiienn.

Wassalam’alaikum Wr. Wb

Surakarta, Novembar 2011


(3)

iii RINGKASAN

PEMANFAAT POZOLAN ALAM SEBAGAI BAHAN BAKU DALAM REKAYASA TEKNOLOGI BETON DI KABUPATEN PACITAN

Banyaknya pegunungan aktif di Indonesia membuatnya memiliki deposit tanah pozolan yang berlimpah. Bahan pozolan sudah lama dikenal di Indonesia sebagai bahan bangunan yang dicampur kapur padam. Hanya pengolahannya masih terbatas dan belum dimanfaatkan secara optimal. Telah dilakukan pengujian terhadap suatu bahan alternatif dimana bahan tersebut akan diaplikasikan sebagai bahan pengganti semen. Bahan alternatif tersebut adalah Tanah dari daerah Tulakan-Pacitan-Jawa Timur dan berperan sebagai pengganti sebagian semen dalam jumlah tertentu pada campuran beton. Tanah Tulakan mengandung senyawa-senyawa yang diperlukan dalam pembentukan semen konvensional, yaitu senyawa-senyawa oksida seperti CaO, SiO2, Al2O3, dan Fe2O3, maka tanah Tulakan dapat difungsikan sebagai pengganti tanah liat yang digunakan pada pembuatan semen konvensional. Kebutuhan kandungan CaO yang masih sedikit pada tanah Tulakan dapat dicukupi dengan penambahan batu kapur. Komposisi Tanah Tulakan dengan tambahan kapur pada campuran adalah ( 10% kapur + tanah Tulakan 0% ; 5% ; 10% ; 15% ; 20%) dari jumlah semen yang digunakan, dengan lima buah benda uji untuk masing-masing variasi campuran. Rencana campuran adukan beton menggunakan metode perancangan menurut cara SNI dengan faktor air semen (f.a.s) rencana 0,5. Benda uji berupa silinder beton diuji pada umur 28 hari. Perbandingan antara beton silinder normal dengan beton silinder yang diganti sebagian semen dengan tanah Tulakan memperlihatkan kuat tekan dari masing-masing variasi, yaitu penggantian semen dengan tanah sebesar 10% mengalami kenaikan 0,755 MPa atau 2,59% dari kuat tekan rata - rata beton normal sebesar 29,048 MPa menjadi 29,803 MPa. Sedangkan pada penambahan tanah sebesar 15% mengalami kenaikan 0,943 MPa atau 3,24 % dari kuat tekan rata - rata beton normal menjadi 29,991 MPa. Pada penambahan tanah sebesar


(4)

20% mengalami kenaikan 0,283 MPa atau 0,97% dari kuat tekan rata - rata beton normal menjadi 29,331 MPa. Sedangkan yang terjadi pada penambahan tanah sebesar 25% mengalami penurunan 0,849 MPa atau 2,93% dari kuat tekan rata - rata beton normal sebesar 29,048 MPa menjadi 28,199 MPa. Sehingga dapat disimpulkan bahwa penggantian semen dengan tanah sebesar 15% kuat tekan rata - rata beton mencapai maksimum, yaitu 29,991 MPa sedangkan pada penambahan tanah sebesar 25% mengalami penurunan sehingga kuat tekan rata – ratanya 28,199 MPa. Jadi penggantian semen dengan tanah Tulak’an yang effektif berkisar antara 10 – 20% yang masih bisa digunakan sebagai campuran pada beton. Pada Hasil Penelitian selanjutnya dengan Tanah Tulakan + kapur diperlihatkan bahwa, setelah penggantian tanah Tulakan 5% + kapur 10%, kuat tekan rata-ratanya naik 9,092% menjadi 31,689 MPa. Pada penggantian tanah Tulakan 10% + kapur 10%, kuat tekan rata-ratanya menjadi 32,632 MPa atau naik 12,338% dari beton normal. Untuk penggantian tanah Tulakan 15% + kapur 10%, kuat tekan rata-ratanya menjadi 31,877 MPa atau naik 9,739% dari beton normal. Kemudian pada penggantian tanah Tulakan 20% + kapur 10%, terjadi kenaikan kuat tekan rata-rata 9,415% menjadi 31,783 MPa. Maka kuat tekan rata-rata optimum adalah 32,632 MPa, terjadi pada beton dengan penggantian tanah Tulakan 10% + kapur 10%. Secara keseluruhan, penggunaan Tanah Tulakan + kapur sebagai pengganti semen efektif bisa mempertahankan bahkan menaikkan nilai kuat tekan beton.


(5)

v SUMMARY

NATURAL POZZOLAN BENEFITS TO SUBSTITUTE PORTLAND CEMENT AS CONSTRUCTION MATERIAL AT DISTRICT PACITAN

Numbers of Active Mountain in Indonesia make it have an abundant deposit of Pozzolan soil. Pozzolans are already known in Indonesia as a material combined with calcium hydroxide, but the exploitation on this material is not optimal yet and need special treatment to make a new technology. An alternative material have been tested which is that material will be applicate to the place of Portland cement role. The new alternative material is soil from Tulakan-Pacitan-East Java and will be role as Portland cement in certain quantity on concrete mix. Tulakan soil is a kind of soil that comes from Tulakan, Pacitan, Central Java. This soil has a greyish color similar to the color of cement. Tulakan soil obtained by digging at the depth of approximately 8 meters. By people in that areas frequently used in making well, because if frequently exposed to water it will harden. Based on the results of chemical analysis has been done by Balai Penyelidikan dan Pengembangan Kegunungapian (BPPK) of Yogyakarta, the soil element has a content of pozzolan. Pozzolan properties are the properties of materials in a delicate state can react with the lime (active) and water at room temperature (24°C - 27°C) to form a solid compound and is insoluble in water. Tulakan soil is soil that contains elements of silicates and aluminates. Therefore, when mixed with lime, the character will behaves like cement because of the general content of cement is limestone, silicate, and aluminate. Thus, the Tulakan soil containing compounds that needed in the formation of conventional cements, namely oxide compounds such as CaO, SiO2, Al2O3, and Fe2O3. The Tulakan soil containing siliceous and aluminous materials will reacts with calcium hydroxide in the presence of water. This forms compounds possessing cementitious properties at room temperature which have the ability to set underwater. Lack of CaO can be


(6)

satisfied by the addition of lime. Composition of Tulakan soil with the addition of lime to the mixture is (10% of lime + 0%, 5%, 10%, 15%, 20% of Tulakan soil) of the amount of cement used, with five test specimens for each variation of the mixture. Mix concrete design using the design method according to SNI. Water cement ratio used is 0.5. The objects are test on the 28th day. Comparison between normal concrete cylinders with a concrete cylinder that replaced some cement with Tulakan soil shows the compressive strength of each variation. Replacement of cement with the soil by 10%, rose 0.755 MPa or 2.59% of compressive strength of normal concrete, from 29.048 MPa to 29.803 MPa. The replacement of soil by 15%, rose 0.943 MPa or 3.24% of compressive strength of normal concrete to 29.991 MPa. The replacement of soil by 20% increasing 0.97% or 0.283 MPa of compressive strength of normal concrete to 29.331 MPa. While the replacement of soil by 25%, decreasing 0.849 MPa or 2.93% of normal concrete compressive strength of 29.048 MPa to 28.199 MPa. It can be seen that replacement of cement with the soil by 15%, reaching a maximum compressive strength of concrete, which is 29.991 MPa and at the replacement of 25%, decreased to 28.199 MPa. Thus, replacement of cement with the Tulakan soil, will be effective in the range between 10% - 20% which can still be used as a mixture of the concrete. On the other hand, Concrete with Tulakan Soil + Lime got the result that after replacement with 5% Tulakan soil + 10% lime, the compressive strength increase 9.092% to 31.689 MPa. The replacement of 10% Tulakan soil + 10% lime, becomes 32.632 MPa of compressive strength, up 12.338% of normal concrete. The replacement of 15% Tulakan soil + 10% lime, compressive strength rose to 31.877 MPa or 9.739% of normal concrete. The replacement of 20% tulakan soil + 10% lime increase 9.415% to 31.783 MPa. So the optimum of compressive strength is 32.632 MPa, occurred on the replacement of concrete with 10% of Tulakan soil + 10% of lime. Overall, both for concrete with Tulakan soil or for concrete with Tulakan soil + lime are able to maintain even raise the value of compressive strength in concrete.