TINJAUAN KUAT TEKAN BETON DENGAN PEMANFAATAN LUMPUR KERING TUNGKU EX. LAPINDO Tinjauan Kuat Tekan Beton Dengan Pemanfaatan Lumpur Kering Tungku Ex. Lapindo Sebagai Pengganti Semen.
TINJAUAN KUAT TEKAN BETON DENGAN
PEMANFAATAN LUMPUR KERING TUNGKU EX. LAPINDO
SEBAGAI PENGGANTI SEMEN
Naskah Publikasi
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
Yuli Suprianto
NIM : D 100 080 026
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2012
TINJAUAN KUAT TEKAN BETON DENGAN PEMANFAATAN
LUMPUR KERING TUNGKU EX. LAPINDO
SEBAGAI PENGGANTI SEMEN
Yuli Suprianto
NIM : D 100 080 026
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Abstrak: Peristiwa luapan lumpur panas yang terjadi di di Porong, Kabupaten Sidoarjo,
Jawa Timur, hingga saat ini masih menyisakan dampak terhadap lingkungan yang harus
dicari alternatif jalan keluarnya dengan cara memanfaatkan lumpur tersebut yang dikenal
dengan nama lumpur Sidoarjo. Menurut hasil penelitian, lumpur Sidoarjo terutama yang
sudah kering, ternyata mengandung unsur semen 59 persen. Lumpur Sidoarjo tersebut
mengandung zat silika yang cukup tinggi dan zat-zat lain yang terkandung seperti pada
semen. Zat silika merupakan salah satu komposisi yang terdapat pada semen sebagai
bahan pengisi yang berperan dalam kekuatan semen. Penelitian ini dilakukan dengan
memanfaatkan lumpur Sidoarjo sebagai bahan lokal yang cara pengolahannya dengan
teknologi sederhana sebagai bahan pengganti semen pada campuran adukan beton.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh kuat tekan beton pada umur
28 hari dengan variasi lumpur Sidoarjo kering tungku 0%, 2,5%, 5%, 7,5%, 10%, 12,5%
terhadap berat semen. Pengolahan lumpur Sidoarjo ini dengan mengkondisikan kering
tungku pada pembakaran batu bata dan dihaluskan hingga bentuknya menyerupai serbuk
semen. Benda uji yang dibuat setiap variasi berjumlah 5 buah, sehingga jumlah total
benda uji pada penelitian ini sebanyak 30 buah. Dari hasil pengujian, kuat tekan rata-rata
berturut-turut adalah 22,409 MPa, 31,180 MPa, 32,538 MPa, 29,992 MPa, 27,049 MPa,
20,825 MPa. Sehingga hasil penelitian dengan pemanfaatan lumpur Sidoarjo kering
tungku sebagai pengganti semen memiliki kecenderungan dapat meningkatkan kuat tekan
beton. Pada penelitian ini nilai kuat tekan optimum terjadi pada prosentase 5% yaitu
32,538 MPa dan dengan prosentase pemakaian lumpur Sidoarjo hingga 10% nilai kuat
tekannya masih lebih tinggi dari nilai kuat tekan beton normal. Prosentase serbuk halus
lumpur Sidoarjo kering tungku maksimal yang nilai kuat tekannya sama dengan nilai kuat
tekan beton normal adalah 11,8%. sedangkan prosentase dengan nilai kuat tekan yang
sama dengan nilai kuat tekan rencana beton normal adalah 10,8%.
Kata kunci : kering tungku, kuat tekan beton, lumpur Sidoarjo, pengganti semen.
PENDAHULUAN
Pemakaian beton sebagai material struktur pada perencanaan berbagai macam
konstruksi bangunan sipil merupakan alternatif yang banyak digunakan, hal ini
dikarenakan beton memiliki berbagai macam keuntungan antara lain memiliki
kuat tekan tinggi, perawatannya murah, tahan terhadap kebakaran, tahan cuaca,
dan dapat direncanakan kualitas mutu betonnya sesuai yang dikehendaki. Beton
merupakan campuran dari semen, agregat halus, agregat kasar dan air, dengan
atau tanpa bahan tambah lainnya.
Mengingat peristiwa luapan lumpur panas yang berasal dari pengeboran
sumur migas oleh PT. Lapindo Brantas tahun 2006 lalu yang terjadi di Porong,
Kabupaten Sidoarjo, Jawa Timur, hingga saat ini masih menyisakan dampak
terhadap lingkungan di sekitar lokasi yang harus dicari alternatif jalan keluarnya.
Salah satunya dengan memanfaatkan lumpur tersebut menjadi bahan yang
berguna dengan menjadikan sebagai bahan bangunan.
Menurut Darminto, lumpur Sidoarjo (lusi) merupakan zat mampat yang
belum dimanfaatkan secara optimal dan apabila dioptimalkan akan bernilai jual
tinggi, seperti halnya pasir besi, batu kapur, atau silika. Misalnya, pasir hitam
yang mengandung besi itu bila dijual untuk bahan bangunan seperti apa adanya
akan bernilai jual sangat murah, tapi bila diolah dengan teknologi sederhana akan
bernilai jual tinggi. Kandungan semen pada lumpur Sidoarjo cukup tinggi yakni
59 persen lumpur dicampur bahan baku bangunan akan setara dengan 61 persen
semen dicampur bahan baku bangunan. Dari hasil penelitiannya, lumpur Sidoarjo
terutama yang sudah kering, lumpur tersebut ternyata mengandung unsur semen
59 persen dan saat dicoba pada industri paving block justru memiliki kekuatan dua
kali lipat semen (www.investor.co.id).
Berdasarkan uraian diatas, maka diadakan penelitian berkaitan dengan
pemanfaatan lumpur Sidoarjo (lusi) sebagai bahan lokal yang cara pengolahannya
dengan teknologi sederhana yang digunakan pada campuran beton sebagai
pengganti semen. Tujuan dari penelitian ini antara lain:
1.
Untuk mengetahui kuat tekan beton silinder dengan pemanfaatan lumpur
Sidoarjo sebagai pengganti semen ditinjau terhadap kuat tekan beton pada
umur 28 hari, dengan variasi lumpur Sidoarjo kering tungku 0%, 2,5%, 5%,
7,5%, 10%, 12,5% terhadap berat semen.
2.
Untuk mengetahui komposisi lumpur Sidoarjo sebagai pengganti semen pada
kondisi kuat tekan yang sama dengan beton normal.
TINJAUAN PUSTAKA
Beton merupakan hasil pencampuran antara semen Portland, air, agregat,
dan atau dengan suatu bahan tambah tertentu. Beton mempunyai karakteristik
berupa tegangan hancur tekan yang tinggi tetapi tegangan hancur tariknya rendah.
Bahan-bahan dasar pembentuk beton merupakan faktor pendukung terhadap
kualitas beton. Jika kualitas bahan-bahan pembentuknya baik, maka betonnya pun
juga akan mempunyai kualitas yang baik. Jadi kualitas masing-masing bahan
perlu diperhatikan guna mendapatkan hasil perencanaan beton sesuai yang
diharapkan.
Pada umumnya beton yang baik adalah jika beton tersebut memiliki kuat
tekan tinggi, dengan kata lain dapat dikatakan bahwa mutu beton ditinjau
hanya dari kuat tekannya saja. Kekuatan beton dipengaruhi oleh beberapa
faktor, antara lain adalah faktor air semen (fas), kepadatan, umur beton, jenis
dan jumlah semen, serta sifat agregat (Tjokrodimuljo, 1996).
Berdasarkan hasil pemeriksaan pendahuluan lumpur Sidoarjo untuk
produk keramik yang dilakukan oleh Aristanto dari Balai Besar Keramik Bandung
Departemen Perindustrian dapat dibuatkan tabel kandungan kimia untuk lumpur
Sidoarjo dan semen Portland tipe I, seperti pada Tabel 1.
Tabel 1. Kandungan kimia lumpur Sidoarjo dan semen
Nama
Material
Lumpur
Sidoarjo
Semen
Kandungan Kimia ( % )
SiO2
CaO
Fe2O3
Al2O3
TiO2
MgO
Na2O
K 2O
SO2
SO3
53,08
2,07
5,6
18,27
0,57
2,89
2,97
1,44
2,96
-
20,8
65,3
3,0
6,9
-
-
-
-
1,6
max
2,0
Hilang
Pijar
10,15
max
1,5
(Sumber : Wiryasa dkk, 2008)
Dari hasil pengujian tersebut, hasil analisa lumpur Sidoarjo memiliki
kandungan mineral dan kimia yang cocok untuk pembuatan bahan berdasar
semen, terutama dengan kandungan silika yang tinggi. Keempat kandungan
terbesar dalam semen yang juga terkandung pada lumpur Sidoarjo adalah CaO
yang berfungsi dalam proses pengikatan/perekatan dan SiO2 yang berfungsi
sebagai bahan pengisi (filler), dimana keduanya memiliki peranan dalam kekuatan
semen. Senyawa Al2O3 berfungsi dalam mempercepat proses pengerasan.
Sedangakan Fe2O3 bukan merupakan unsur yang aktif dalam semen karena
memiliki suhu leleh yang rendah yang menyebabkan sebagai bahan bakar dalam
proses pembakaran klinker (Wiryasa dkk, 2008).
METODE PENELITIAN
Langkah-langkah Penelitian
1. Tahap I
Pada tahap ini dilaksanakan penyediaan serta persiapan alat dan bahan.
Untuk mendapatkan serbuk lusi tersebut maka dilakukan beberapa kegiatan, yaitu
meliputi pengambilan sampel lumpur Sidoarjo, pengeringan dengan pembakaran
tungku, menghaluskan butiran lusi, dan penyaringan lusi. Pelaksanaan penelitian
dilakukan di Laboratorium Bahan Bangunan Progdi Teknik Sipil FT UMS.
2. Tahap II
Pada tahap ini dilakukan pemeriksaan awal kualitas bahan-bahan yang
digunakan. Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah : Pasir dari
derah Merapi, semen Portland tipe I merek Gresik, batu pecah dari derah
Tirtomoyo (Wonogiri), air sumur, lumpur Sidoarjo kering tungku yang dihaluskan
dan lolos ayakan no. 200. Lumpur Sidoarjo (lusi) juga diuji kandungan kimianya
untuk mengetahui empat prosentase terbesar seperti yang terkandung pada semen.
Pengujian kimia serbuk lumpur Sidoarjo dilakukan di Balai Pengujian dan
Sertifikasi Mutu Barang (BPSMB) Surakarta.
3. Tahap III
Tahap ini merupakan tahap perencanaan campuran adukan beton,
pembuatan adukan beton, dan pembuatan benda uji yang sebelumnya dilakukan
tes slump pada adukan beton. Perbandingan jumlah proporsi bahan campuran
beton dihitung dengan menggunakan metode American Concrete Institute (ACI).
Dalam penelitian benda uji berupa silinder beton dengan jumlah masing-masing 5
benda uji untuk setiap variasinya, sehingga jumlah total adalah 30 benda uji.
4. Tahap IV
Pada tahap ini dilakukan perawatan selama 28 hari dengan cara
perendaman benda uji di dalam air untuk menjaga permukaan dalam keadaan
lembab.
5. Tahap V
Pada tahap ini dilaksanakan pengujian kuat tekan silinder beton pada umur
28 hari dengan memberikan beban pada benda uji sampai hancur (retak) pada
mesin uji tekan beton (Compression-Tension Machine).
6. Tahap VI
Tahap ini dilakukan pengolahan data hasil pengujian kuat tekan silinder
beton. Kemudian data-data tersebut disajikan dalam bentuk grafik-grafik dan
tabel-tabel, lalu dibandingkan satu dengan yang lainnya, sehingga penelitian
tersebut dapat disimpulkan hasilnya.
HASIL PENELITIAN
Hasil Uji Kimia Serbuk Lumpur Sidoarjo
Serbuk lumpur Sidoarjo yang digunakan pada penelitian ini juga dilakukan
pengujian kimia untuk mengetahui kandungannya. Kandungan kimia yang diuji
adalah empat kandungan terbesar seperti yang terkandung pada semen. Pengujian
dilakukan di Balai Pengujian dan Sertifikasi Mutu Barang (BPSMB) Surakarta
yang
menggunakan
metode
gravimetri.
Metode
gravimetri
merupakan
metode kimia analitik untuk menentukan kuantitas suatu zat atau komponen yang
telah diketahui dengan cara mengukur berat komponen dalam keadaan murni
setelah
melalui
proses
pemisahan
(http://id.wikipedia.org/wiki/Gravimetri_(kimia)). Hasil pengujian ditunjukkan
pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil pengujian gravimetri lumpur Sidoarjo
Jenis Uji
Hasil Uji
1. Kadar SiO2 (Silika)
0,51 %
2. Kadar CaO (Kapur)
35,79 %
3. Kadar Fe2O3 (Besi)
82,71 %
4. Kadar Al2O3 (Alumina)
83,93 %
(Sumber : hasil pengujian)
Hasil pengujian tersebut menunjukkan bahwa kandungan kimia pada
serbuk halus lumpur Sidoarjo tersebut yang memiliki kadar dengan prosentase
besar adalah senyawa Fe2O3 (besi) dan Al2O3 (alumina), sedangkan kandungan
SiO2 (silika) prosentasenya sangat kecil. Berbeda dengan penelitian yang
dilakukan oleh Aristanto dari Balai Besar Keramik Bandung Departemen
Perindustrian (Tabel II.1) yang hasilnya menunjukkan prosentase terbesar adalah
kandungan SiO2 (silika).
Hasil Uji Kuat Tekan Silinder Beton
Setelah proses curing selama 28 hari, dilakukan pengujian kuat tekan
benda uji silinder beton dengan menggunakan alat Compression-Tension
Machine. Tabel 3 merupakan hasil pengujian kuat tekan beton masing-masing
variasi.
Tabel 3. Data hasil pengujian kuat tekan beton normal (SBN)
Kode
SBN
Jenis benda
uji
Beton normal
Beban
maksimal
( kN )
Berat
jenis
(gr/cm3)
Kuat
tekan
(MPa)
Kuat tekan
rerata
(MPa)
380
2,165
21,504
365
2,288
20,655
375
2,279
21,221
365
2,252
20,655
495
2,388
28,011
(Sumber : Hasil penelitian)
22,409
Tabel 3. (Lanjutan)
Kode
SBL2,5
SBL-5
SBL7,5
SBL10
SBL12,5
Jenis benda
uji
Beton 2,5%
lumpur
Sidoarjo
Beton 5%
lumpur
Sidoarjo
Beton 7,5%
lumpur
Sidoarjo
Beton 10%
lumpur
Sidoarjo
Beton 12,5%
lumpur
Sidoarjo
Beban
maksimal
( kN )
Berat
jenis
(gr/cm3)
Kuat
tekan
(MPa)
Kuat tekan
rerata
(MPa)
490
2,222
27,728
660
580
2,273
2,331
37,348
32,821
495
2,303
28,011
530
2,231
29,992
640
2,331
36,217
475
570
620
2,290
2,379
2,320
26,880
32,255
35,085
570
2,228
32,255
545
2,235
30,841
565
2,316
31,972
485
485
2,328
2,316
27,445
27,445
570
2,243
32,255
460
2,301
26,031
545
445
520
2,328
2,348
2,335
30,841
25,182
29,426
420
2,196
23,767
435
365
295
425
2,314
2,224
2,311
2,337
24,616
20,655
16,694
24,050
320
2,347
18,108
(Sumber : Hasil penelitian)
31,180
32,538
29,992
27,049
20,825
Terdapat beberapa hasil uji kuat tekan beton yang memiliki selisih yang
jauh dengan kuat tekan beton yang lain pada variasi adukan yang sama, hal
tersebut diindikasikan karena adanya variasi komposisi bahan (agregat) di setiap
benda uji yang kurang terbagi rata dan stabilitas pekerja dalam proses pemadatan.
35,00
32,538
31,180
29,992
27,049
25,00
20,825
22,409
15,00
10,00
11,8%
20,00
10,8%
Kuat Tekan Rata-rata (MPa)
30,00
5,00
0,00
0,0%
2,5%
5,0%
7,5%
10,0%
12,5%
15,0%
Prosentase Lusi Pengganti Semen
Gambar 1. Grafik hubungan kuat tekan rata-rata dengan
prosentase lumpur Sidoarjo pengganti semen
Berdasarkan grafik hubungan kuat tekan rata-rata dengan prosentase
lumpur Sidoarjo pengganti semen (Gambar 1) dapat dilihat bahwa terjadi
peningkatan kuat tekan beton dari beton normal (SBN) hingga beton lumpur
Sidoarjo 5% (SBL-5), namun setelah itu terjadi penurunan kuat tekan beton
seiring bertambahnya prosentase lumpur Sidoarjo yang digunakan. Benda uji
dengan prosentase pemakaian lumpur Sidoarjo hingga 10% nilai kuat tekannya
lebih tinggi dari nilai kuat tekan beton normal, sedangkan pada benda uji dengan
prosentase 12,5% nilai kuat tekannya lebih rendah dari nilai kuat tekan beton
normal. Nilai kuat tekan optimum dari hasil penelitian ini adalah beton yang
menggunakan lumpur Sidoarjo 5% sebagai pengganti semen dengan nilai kuat
tekan sebesar 32,538 MPa yang nilai kuat tekannya naik 45,2% dari beton normal.
Sedangkan prosentase lumpur Sidoarjo dengan nilai kuat tekan yang sama dengan
beton normal sebesar 22,409 MPa adalah 11,8% dan prosentase lumpur Sidoarjo
maksimal dengan nilai kuat tekan yang sama dengan kuat tekan rencana sebesar
25 MPa adalah 10,8%.
KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang telah diuraikan, maka
dapat diperoleh kesimpulan penelitian sebagai berikut :
1.
Hasil pengujian gravimetri lumpur Sidoarjo dengan bentuk fisik berupa
serbuk halus, menunjukkan bahwa kandungan dengan prosentase besar adalah
senyawa Fe2O3 (besi) dan Al2O3 (alumina), sedangkan kandungan SiO2
(silika) prosentasenya kecil. Pada penelitian sebelumnya dengan bentuk fisik
dan metode pengujian yang belum diketahui, terdapat perbedaan hasil berupa
prosentase kandungan SiO2 (silika) yang besar.
2.
Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan pemanfaatan lumpur
Sidoarjo kering tungku sebagai pengganti semen memiliki kecenderungan
dapat meningkatkan kuat tekan beton.
3.
Seiring bertambahnya prosentase serbuk halus lumpur Sidoarjo (lumpur
Sidoarjo) kering tungku yang digunakan sebagai pengganti semen, terjadi
nilai kuat tekan optimum pada prosentase 5% dengan nilai kuat tekan sebesar
32,538 MPa yang nilai kuat tekannya naik 45,2% dari beton normal.
4.
Dengan prosentase pemakaian lumpur Sidoarjo hingga 10% nilai kuat
tekannya masih lebih tinggi dari nilai kuat tekan beton normal, sedangkan
untuk variasi benda uji dengan prosentase lumpur Sidoarjo 12,5% nilai kuat
tekannya sudah lebih rendah dari nilai kuat tekan beton normal.
5.
Prosentase serbuk halus lumpur Sidoarjo (lumpur Sidoarjo) kering tungku
yang nilai kuat tekannya sama dengan nilai kuat tekan beton normal yaitu
sebesar 22,409 MPa adalah 11,8%. Sedangkan prosentase maksimal dengan
nilai kuat tekan yang sama dengan nilai kuat tekan rencana beton normal
sebesar 25 MPa adalah 10,8%.
Dari penelitian yang telah dilakukan, disarankan beberapa hal sebagai
berikut :
1.
Pemilihan bahan-bahan yang akan digunakan sebaiknya dilakukan dengan
cermat, agar bahan-bahan yang akan digunakan seperti pasir dan kerikil
mempunyai kualitas yang baik dan sesuai spesifikasi mutu bahan.
2.
Setiap langkah dalam proses penelitian dari awal penyiapan bahan,
pembuatan benda uji sampai pengujian kuat tekan perlu dilakukan dengan
teliti dan cermat agar didapatkan hasil penelitian yang baik dan semaksimal
mungkin.
3.
Perlu dilakukan pengendalian mutu saat menuang dan memadatkan silinder
beton agar diperoleh kuat tekan yang seragam dalam variasi adukan yang
sama.
4.
Untuk menggunakan prosentase lumpur Sidoarjo yang lebih besar sebagai
pengganti semen, mungkin bisa ditambahkan suatu bahan tambah yang
berfungsi untuk meningkatkan pengikatan antar butiran material.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2011. Pakar Fisika : Ada Kandungan Semen di Lumpur Lapindo.
(Online), (www.investor.co.id/home, diakses 8 Maret 2012).
Anonim,
2012.
Banjir
lumpur
panas
Sidoarjo.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Banjir_lumpur_panas_Sidoarjo,
(Online),
diakses
tanggal 8 Maret 2012).
Anonim,
2012.
Gravimetri
(kimia).
(Online),
(http://id.wikipedia.org/wiki/Gravimetri_(kimia)), diakses tanggal 13
Juli 2012).
Anonim,
2012.
Kabupaten
Sidoarjo.
(Online),
(http://id.wikipedia.org/wiki/Kabupaten _Sidoarjo, diakses tanggal 25
Juni 2012).
Anonim, 2012. The Alternatif Traffict Map (Surabaya to Malang or to
Banyuwangi to avoid Porong Mud – Lumpur Lapindo). (Online),
(http://eastjava.com/info/porong/map.html, diakses tanggal 25 Juni
2012).
Departemen Pekerjaan Umum, 1971. Persyaratan Beton Indonesia, (PBI, 1971).
Departemen Pekerjaan Umum. Jakarta.
Departemen Pekerjaan Umum, 1982. Persyaratan Umum Bahan Bangunan di
Indonesia. Departemen Pekerjaan Umum. Jakarta.
Departemen Pekerjaan Umum, 1989. Pedoman Beton 1989. SKBI.1.4.53.1989.
Draft Konsensus. DPU.LPMB. Jakarta.
Ghambir, M.L., 1986. Concrete Teknology. Tata Mc Graw Hill Publishing
Company Limited New Delhi.
Mindess, S. dan Young,J.F., 1981, Concrete. Prentice-Hall, Inc. Englewood
Cliffs. New Jersey.
Mulyono, T., 2004. Teknologi Beton. Penerbit ANDI. Yogyakarta.
Neville, A.M. dan J.J. Brooks., 1987. Concrete Technology. Penerbit Longman
Scientific and Technical. New York.
Nugroho, 2011. Penggunaan Lumpur Lapindo Bakar sebagai Agregat Kasar
Beton Ringan. Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas
Muhammadiyah Surakarta. Surakarta.
Tjokrodimuljo, K., 1996. Teknologi Beton. Jurusan Teknik Sipil, Fakultas
Teknik Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.
Wiryasa, N.M.A., Sugita, I.N., dan Wedasana, A.S., 2008. Pemanfaatan Lumpur
Lapindo Sebagai Bahan Subtitusi Semen Pada Pembuatan Paving Block.
Jurnal Ilmiah Teknik Sipil, (Online), Vol. 12, No.1, Januari 2008,
(http://ejournal.unud.ac.id, diakses 10 Maret 2012).
Wiryasa, N.M.A. dan Sudarsana, I.W., 2009. Pemanfaatan Lumpur Lapindo
Sebagai Bahan Subtitusi Semen Pada Pembuatan Bata Beton Pejal.
Jurnal Ilmiah Teknik Sipil, (Online), Vol. 13, No.1, Januari 2009,
(http://ejournal.unud.ac.id, diakses 10 Maret 2012).
PEMANFAATAN LUMPUR KERING TUNGKU EX. LAPINDO
SEBAGAI PENGGANTI SEMEN
Naskah Publikasi
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
Yuli Suprianto
NIM : D 100 080 026
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2012
TINJAUAN KUAT TEKAN BETON DENGAN PEMANFAATAN
LUMPUR KERING TUNGKU EX. LAPINDO
SEBAGAI PENGGANTI SEMEN
Yuli Suprianto
NIM : D 100 080 026
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Abstrak: Peristiwa luapan lumpur panas yang terjadi di di Porong, Kabupaten Sidoarjo,
Jawa Timur, hingga saat ini masih menyisakan dampak terhadap lingkungan yang harus
dicari alternatif jalan keluarnya dengan cara memanfaatkan lumpur tersebut yang dikenal
dengan nama lumpur Sidoarjo. Menurut hasil penelitian, lumpur Sidoarjo terutama yang
sudah kering, ternyata mengandung unsur semen 59 persen. Lumpur Sidoarjo tersebut
mengandung zat silika yang cukup tinggi dan zat-zat lain yang terkandung seperti pada
semen. Zat silika merupakan salah satu komposisi yang terdapat pada semen sebagai
bahan pengisi yang berperan dalam kekuatan semen. Penelitian ini dilakukan dengan
memanfaatkan lumpur Sidoarjo sebagai bahan lokal yang cara pengolahannya dengan
teknologi sederhana sebagai bahan pengganti semen pada campuran adukan beton.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh kuat tekan beton pada umur
28 hari dengan variasi lumpur Sidoarjo kering tungku 0%, 2,5%, 5%, 7,5%, 10%, 12,5%
terhadap berat semen. Pengolahan lumpur Sidoarjo ini dengan mengkondisikan kering
tungku pada pembakaran batu bata dan dihaluskan hingga bentuknya menyerupai serbuk
semen. Benda uji yang dibuat setiap variasi berjumlah 5 buah, sehingga jumlah total
benda uji pada penelitian ini sebanyak 30 buah. Dari hasil pengujian, kuat tekan rata-rata
berturut-turut adalah 22,409 MPa, 31,180 MPa, 32,538 MPa, 29,992 MPa, 27,049 MPa,
20,825 MPa. Sehingga hasil penelitian dengan pemanfaatan lumpur Sidoarjo kering
tungku sebagai pengganti semen memiliki kecenderungan dapat meningkatkan kuat tekan
beton. Pada penelitian ini nilai kuat tekan optimum terjadi pada prosentase 5% yaitu
32,538 MPa dan dengan prosentase pemakaian lumpur Sidoarjo hingga 10% nilai kuat
tekannya masih lebih tinggi dari nilai kuat tekan beton normal. Prosentase serbuk halus
lumpur Sidoarjo kering tungku maksimal yang nilai kuat tekannya sama dengan nilai kuat
tekan beton normal adalah 11,8%. sedangkan prosentase dengan nilai kuat tekan yang
sama dengan nilai kuat tekan rencana beton normal adalah 10,8%.
Kata kunci : kering tungku, kuat tekan beton, lumpur Sidoarjo, pengganti semen.
PENDAHULUAN
Pemakaian beton sebagai material struktur pada perencanaan berbagai macam
konstruksi bangunan sipil merupakan alternatif yang banyak digunakan, hal ini
dikarenakan beton memiliki berbagai macam keuntungan antara lain memiliki
kuat tekan tinggi, perawatannya murah, tahan terhadap kebakaran, tahan cuaca,
dan dapat direncanakan kualitas mutu betonnya sesuai yang dikehendaki. Beton
merupakan campuran dari semen, agregat halus, agregat kasar dan air, dengan
atau tanpa bahan tambah lainnya.
Mengingat peristiwa luapan lumpur panas yang berasal dari pengeboran
sumur migas oleh PT. Lapindo Brantas tahun 2006 lalu yang terjadi di Porong,
Kabupaten Sidoarjo, Jawa Timur, hingga saat ini masih menyisakan dampak
terhadap lingkungan di sekitar lokasi yang harus dicari alternatif jalan keluarnya.
Salah satunya dengan memanfaatkan lumpur tersebut menjadi bahan yang
berguna dengan menjadikan sebagai bahan bangunan.
Menurut Darminto, lumpur Sidoarjo (lusi) merupakan zat mampat yang
belum dimanfaatkan secara optimal dan apabila dioptimalkan akan bernilai jual
tinggi, seperti halnya pasir besi, batu kapur, atau silika. Misalnya, pasir hitam
yang mengandung besi itu bila dijual untuk bahan bangunan seperti apa adanya
akan bernilai jual sangat murah, tapi bila diolah dengan teknologi sederhana akan
bernilai jual tinggi. Kandungan semen pada lumpur Sidoarjo cukup tinggi yakni
59 persen lumpur dicampur bahan baku bangunan akan setara dengan 61 persen
semen dicampur bahan baku bangunan. Dari hasil penelitiannya, lumpur Sidoarjo
terutama yang sudah kering, lumpur tersebut ternyata mengandung unsur semen
59 persen dan saat dicoba pada industri paving block justru memiliki kekuatan dua
kali lipat semen (www.investor.co.id).
Berdasarkan uraian diatas, maka diadakan penelitian berkaitan dengan
pemanfaatan lumpur Sidoarjo (lusi) sebagai bahan lokal yang cara pengolahannya
dengan teknologi sederhana yang digunakan pada campuran beton sebagai
pengganti semen. Tujuan dari penelitian ini antara lain:
1.
Untuk mengetahui kuat tekan beton silinder dengan pemanfaatan lumpur
Sidoarjo sebagai pengganti semen ditinjau terhadap kuat tekan beton pada
umur 28 hari, dengan variasi lumpur Sidoarjo kering tungku 0%, 2,5%, 5%,
7,5%, 10%, 12,5% terhadap berat semen.
2.
Untuk mengetahui komposisi lumpur Sidoarjo sebagai pengganti semen pada
kondisi kuat tekan yang sama dengan beton normal.
TINJAUAN PUSTAKA
Beton merupakan hasil pencampuran antara semen Portland, air, agregat,
dan atau dengan suatu bahan tambah tertentu. Beton mempunyai karakteristik
berupa tegangan hancur tekan yang tinggi tetapi tegangan hancur tariknya rendah.
Bahan-bahan dasar pembentuk beton merupakan faktor pendukung terhadap
kualitas beton. Jika kualitas bahan-bahan pembentuknya baik, maka betonnya pun
juga akan mempunyai kualitas yang baik. Jadi kualitas masing-masing bahan
perlu diperhatikan guna mendapatkan hasil perencanaan beton sesuai yang
diharapkan.
Pada umumnya beton yang baik adalah jika beton tersebut memiliki kuat
tekan tinggi, dengan kata lain dapat dikatakan bahwa mutu beton ditinjau
hanya dari kuat tekannya saja. Kekuatan beton dipengaruhi oleh beberapa
faktor, antara lain adalah faktor air semen (fas), kepadatan, umur beton, jenis
dan jumlah semen, serta sifat agregat (Tjokrodimuljo, 1996).
Berdasarkan hasil pemeriksaan pendahuluan lumpur Sidoarjo untuk
produk keramik yang dilakukan oleh Aristanto dari Balai Besar Keramik Bandung
Departemen Perindustrian dapat dibuatkan tabel kandungan kimia untuk lumpur
Sidoarjo dan semen Portland tipe I, seperti pada Tabel 1.
Tabel 1. Kandungan kimia lumpur Sidoarjo dan semen
Nama
Material
Lumpur
Sidoarjo
Semen
Kandungan Kimia ( % )
SiO2
CaO
Fe2O3
Al2O3
TiO2
MgO
Na2O
K 2O
SO2
SO3
53,08
2,07
5,6
18,27
0,57
2,89
2,97
1,44
2,96
-
20,8
65,3
3,0
6,9
-
-
-
-
1,6
max
2,0
Hilang
Pijar
10,15
max
1,5
(Sumber : Wiryasa dkk, 2008)
Dari hasil pengujian tersebut, hasil analisa lumpur Sidoarjo memiliki
kandungan mineral dan kimia yang cocok untuk pembuatan bahan berdasar
semen, terutama dengan kandungan silika yang tinggi. Keempat kandungan
terbesar dalam semen yang juga terkandung pada lumpur Sidoarjo adalah CaO
yang berfungsi dalam proses pengikatan/perekatan dan SiO2 yang berfungsi
sebagai bahan pengisi (filler), dimana keduanya memiliki peranan dalam kekuatan
semen. Senyawa Al2O3 berfungsi dalam mempercepat proses pengerasan.
Sedangakan Fe2O3 bukan merupakan unsur yang aktif dalam semen karena
memiliki suhu leleh yang rendah yang menyebabkan sebagai bahan bakar dalam
proses pembakaran klinker (Wiryasa dkk, 2008).
METODE PENELITIAN
Langkah-langkah Penelitian
1. Tahap I
Pada tahap ini dilaksanakan penyediaan serta persiapan alat dan bahan.
Untuk mendapatkan serbuk lusi tersebut maka dilakukan beberapa kegiatan, yaitu
meliputi pengambilan sampel lumpur Sidoarjo, pengeringan dengan pembakaran
tungku, menghaluskan butiran lusi, dan penyaringan lusi. Pelaksanaan penelitian
dilakukan di Laboratorium Bahan Bangunan Progdi Teknik Sipil FT UMS.
2. Tahap II
Pada tahap ini dilakukan pemeriksaan awal kualitas bahan-bahan yang
digunakan. Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah : Pasir dari
derah Merapi, semen Portland tipe I merek Gresik, batu pecah dari derah
Tirtomoyo (Wonogiri), air sumur, lumpur Sidoarjo kering tungku yang dihaluskan
dan lolos ayakan no. 200. Lumpur Sidoarjo (lusi) juga diuji kandungan kimianya
untuk mengetahui empat prosentase terbesar seperti yang terkandung pada semen.
Pengujian kimia serbuk lumpur Sidoarjo dilakukan di Balai Pengujian dan
Sertifikasi Mutu Barang (BPSMB) Surakarta.
3. Tahap III
Tahap ini merupakan tahap perencanaan campuran adukan beton,
pembuatan adukan beton, dan pembuatan benda uji yang sebelumnya dilakukan
tes slump pada adukan beton. Perbandingan jumlah proporsi bahan campuran
beton dihitung dengan menggunakan metode American Concrete Institute (ACI).
Dalam penelitian benda uji berupa silinder beton dengan jumlah masing-masing 5
benda uji untuk setiap variasinya, sehingga jumlah total adalah 30 benda uji.
4. Tahap IV
Pada tahap ini dilakukan perawatan selama 28 hari dengan cara
perendaman benda uji di dalam air untuk menjaga permukaan dalam keadaan
lembab.
5. Tahap V
Pada tahap ini dilaksanakan pengujian kuat tekan silinder beton pada umur
28 hari dengan memberikan beban pada benda uji sampai hancur (retak) pada
mesin uji tekan beton (Compression-Tension Machine).
6. Tahap VI
Tahap ini dilakukan pengolahan data hasil pengujian kuat tekan silinder
beton. Kemudian data-data tersebut disajikan dalam bentuk grafik-grafik dan
tabel-tabel, lalu dibandingkan satu dengan yang lainnya, sehingga penelitian
tersebut dapat disimpulkan hasilnya.
HASIL PENELITIAN
Hasil Uji Kimia Serbuk Lumpur Sidoarjo
Serbuk lumpur Sidoarjo yang digunakan pada penelitian ini juga dilakukan
pengujian kimia untuk mengetahui kandungannya. Kandungan kimia yang diuji
adalah empat kandungan terbesar seperti yang terkandung pada semen. Pengujian
dilakukan di Balai Pengujian dan Sertifikasi Mutu Barang (BPSMB) Surakarta
yang
menggunakan
metode
gravimetri.
Metode
gravimetri
merupakan
metode kimia analitik untuk menentukan kuantitas suatu zat atau komponen yang
telah diketahui dengan cara mengukur berat komponen dalam keadaan murni
setelah
melalui
proses
pemisahan
(http://id.wikipedia.org/wiki/Gravimetri_(kimia)). Hasil pengujian ditunjukkan
pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil pengujian gravimetri lumpur Sidoarjo
Jenis Uji
Hasil Uji
1. Kadar SiO2 (Silika)
0,51 %
2. Kadar CaO (Kapur)
35,79 %
3. Kadar Fe2O3 (Besi)
82,71 %
4. Kadar Al2O3 (Alumina)
83,93 %
(Sumber : hasil pengujian)
Hasil pengujian tersebut menunjukkan bahwa kandungan kimia pada
serbuk halus lumpur Sidoarjo tersebut yang memiliki kadar dengan prosentase
besar adalah senyawa Fe2O3 (besi) dan Al2O3 (alumina), sedangkan kandungan
SiO2 (silika) prosentasenya sangat kecil. Berbeda dengan penelitian yang
dilakukan oleh Aristanto dari Balai Besar Keramik Bandung Departemen
Perindustrian (Tabel II.1) yang hasilnya menunjukkan prosentase terbesar adalah
kandungan SiO2 (silika).
Hasil Uji Kuat Tekan Silinder Beton
Setelah proses curing selama 28 hari, dilakukan pengujian kuat tekan
benda uji silinder beton dengan menggunakan alat Compression-Tension
Machine. Tabel 3 merupakan hasil pengujian kuat tekan beton masing-masing
variasi.
Tabel 3. Data hasil pengujian kuat tekan beton normal (SBN)
Kode
SBN
Jenis benda
uji
Beton normal
Beban
maksimal
( kN )
Berat
jenis
(gr/cm3)
Kuat
tekan
(MPa)
Kuat tekan
rerata
(MPa)
380
2,165
21,504
365
2,288
20,655
375
2,279
21,221
365
2,252
20,655
495
2,388
28,011
(Sumber : Hasil penelitian)
22,409
Tabel 3. (Lanjutan)
Kode
SBL2,5
SBL-5
SBL7,5
SBL10
SBL12,5
Jenis benda
uji
Beton 2,5%
lumpur
Sidoarjo
Beton 5%
lumpur
Sidoarjo
Beton 7,5%
lumpur
Sidoarjo
Beton 10%
lumpur
Sidoarjo
Beton 12,5%
lumpur
Sidoarjo
Beban
maksimal
( kN )
Berat
jenis
(gr/cm3)
Kuat
tekan
(MPa)
Kuat tekan
rerata
(MPa)
490
2,222
27,728
660
580
2,273
2,331
37,348
32,821
495
2,303
28,011
530
2,231
29,992
640
2,331
36,217
475
570
620
2,290
2,379
2,320
26,880
32,255
35,085
570
2,228
32,255
545
2,235
30,841
565
2,316
31,972
485
485
2,328
2,316
27,445
27,445
570
2,243
32,255
460
2,301
26,031
545
445
520
2,328
2,348
2,335
30,841
25,182
29,426
420
2,196
23,767
435
365
295
425
2,314
2,224
2,311
2,337
24,616
20,655
16,694
24,050
320
2,347
18,108
(Sumber : Hasil penelitian)
31,180
32,538
29,992
27,049
20,825
Terdapat beberapa hasil uji kuat tekan beton yang memiliki selisih yang
jauh dengan kuat tekan beton yang lain pada variasi adukan yang sama, hal
tersebut diindikasikan karena adanya variasi komposisi bahan (agregat) di setiap
benda uji yang kurang terbagi rata dan stabilitas pekerja dalam proses pemadatan.
35,00
32,538
31,180
29,992
27,049
25,00
20,825
22,409
15,00
10,00
11,8%
20,00
10,8%
Kuat Tekan Rata-rata (MPa)
30,00
5,00
0,00
0,0%
2,5%
5,0%
7,5%
10,0%
12,5%
15,0%
Prosentase Lusi Pengganti Semen
Gambar 1. Grafik hubungan kuat tekan rata-rata dengan
prosentase lumpur Sidoarjo pengganti semen
Berdasarkan grafik hubungan kuat tekan rata-rata dengan prosentase
lumpur Sidoarjo pengganti semen (Gambar 1) dapat dilihat bahwa terjadi
peningkatan kuat tekan beton dari beton normal (SBN) hingga beton lumpur
Sidoarjo 5% (SBL-5), namun setelah itu terjadi penurunan kuat tekan beton
seiring bertambahnya prosentase lumpur Sidoarjo yang digunakan. Benda uji
dengan prosentase pemakaian lumpur Sidoarjo hingga 10% nilai kuat tekannya
lebih tinggi dari nilai kuat tekan beton normal, sedangkan pada benda uji dengan
prosentase 12,5% nilai kuat tekannya lebih rendah dari nilai kuat tekan beton
normal. Nilai kuat tekan optimum dari hasil penelitian ini adalah beton yang
menggunakan lumpur Sidoarjo 5% sebagai pengganti semen dengan nilai kuat
tekan sebesar 32,538 MPa yang nilai kuat tekannya naik 45,2% dari beton normal.
Sedangkan prosentase lumpur Sidoarjo dengan nilai kuat tekan yang sama dengan
beton normal sebesar 22,409 MPa adalah 11,8% dan prosentase lumpur Sidoarjo
maksimal dengan nilai kuat tekan yang sama dengan kuat tekan rencana sebesar
25 MPa adalah 10,8%.
KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang telah diuraikan, maka
dapat diperoleh kesimpulan penelitian sebagai berikut :
1.
Hasil pengujian gravimetri lumpur Sidoarjo dengan bentuk fisik berupa
serbuk halus, menunjukkan bahwa kandungan dengan prosentase besar adalah
senyawa Fe2O3 (besi) dan Al2O3 (alumina), sedangkan kandungan SiO2
(silika) prosentasenya kecil. Pada penelitian sebelumnya dengan bentuk fisik
dan metode pengujian yang belum diketahui, terdapat perbedaan hasil berupa
prosentase kandungan SiO2 (silika) yang besar.
2.
Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan pemanfaatan lumpur
Sidoarjo kering tungku sebagai pengganti semen memiliki kecenderungan
dapat meningkatkan kuat tekan beton.
3.
Seiring bertambahnya prosentase serbuk halus lumpur Sidoarjo (lumpur
Sidoarjo) kering tungku yang digunakan sebagai pengganti semen, terjadi
nilai kuat tekan optimum pada prosentase 5% dengan nilai kuat tekan sebesar
32,538 MPa yang nilai kuat tekannya naik 45,2% dari beton normal.
4.
Dengan prosentase pemakaian lumpur Sidoarjo hingga 10% nilai kuat
tekannya masih lebih tinggi dari nilai kuat tekan beton normal, sedangkan
untuk variasi benda uji dengan prosentase lumpur Sidoarjo 12,5% nilai kuat
tekannya sudah lebih rendah dari nilai kuat tekan beton normal.
5.
Prosentase serbuk halus lumpur Sidoarjo (lumpur Sidoarjo) kering tungku
yang nilai kuat tekannya sama dengan nilai kuat tekan beton normal yaitu
sebesar 22,409 MPa adalah 11,8%. Sedangkan prosentase maksimal dengan
nilai kuat tekan yang sama dengan nilai kuat tekan rencana beton normal
sebesar 25 MPa adalah 10,8%.
Dari penelitian yang telah dilakukan, disarankan beberapa hal sebagai
berikut :
1.
Pemilihan bahan-bahan yang akan digunakan sebaiknya dilakukan dengan
cermat, agar bahan-bahan yang akan digunakan seperti pasir dan kerikil
mempunyai kualitas yang baik dan sesuai spesifikasi mutu bahan.
2.
Setiap langkah dalam proses penelitian dari awal penyiapan bahan,
pembuatan benda uji sampai pengujian kuat tekan perlu dilakukan dengan
teliti dan cermat agar didapatkan hasil penelitian yang baik dan semaksimal
mungkin.
3.
Perlu dilakukan pengendalian mutu saat menuang dan memadatkan silinder
beton agar diperoleh kuat tekan yang seragam dalam variasi adukan yang
sama.
4.
Untuk menggunakan prosentase lumpur Sidoarjo yang lebih besar sebagai
pengganti semen, mungkin bisa ditambahkan suatu bahan tambah yang
berfungsi untuk meningkatkan pengikatan antar butiran material.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2011. Pakar Fisika : Ada Kandungan Semen di Lumpur Lapindo.
(Online), (www.investor.co.id/home, diakses 8 Maret 2012).
Anonim,
2012.
Banjir
lumpur
panas
Sidoarjo.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Banjir_lumpur_panas_Sidoarjo,
(Online),
diakses
tanggal 8 Maret 2012).
Anonim,
2012.
Gravimetri
(kimia).
(Online),
(http://id.wikipedia.org/wiki/Gravimetri_(kimia)), diakses tanggal 13
Juli 2012).
Anonim,
2012.
Kabupaten
Sidoarjo.
(Online),
(http://id.wikipedia.org/wiki/Kabupaten _Sidoarjo, diakses tanggal 25
Juni 2012).
Anonim, 2012. The Alternatif Traffict Map (Surabaya to Malang or to
Banyuwangi to avoid Porong Mud – Lumpur Lapindo). (Online),
(http://eastjava.com/info/porong/map.html, diakses tanggal 25 Juni
2012).
Departemen Pekerjaan Umum, 1971. Persyaratan Beton Indonesia, (PBI, 1971).
Departemen Pekerjaan Umum. Jakarta.
Departemen Pekerjaan Umum, 1982. Persyaratan Umum Bahan Bangunan di
Indonesia. Departemen Pekerjaan Umum. Jakarta.
Departemen Pekerjaan Umum, 1989. Pedoman Beton 1989. SKBI.1.4.53.1989.
Draft Konsensus. DPU.LPMB. Jakarta.
Ghambir, M.L., 1986. Concrete Teknology. Tata Mc Graw Hill Publishing
Company Limited New Delhi.
Mindess, S. dan Young,J.F., 1981, Concrete. Prentice-Hall, Inc. Englewood
Cliffs. New Jersey.
Mulyono, T., 2004. Teknologi Beton. Penerbit ANDI. Yogyakarta.
Neville, A.M. dan J.J. Brooks., 1987. Concrete Technology. Penerbit Longman
Scientific and Technical. New York.
Nugroho, 2011. Penggunaan Lumpur Lapindo Bakar sebagai Agregat Kasar
Beton Ringan. Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas
Muhammadiyah Surakarta. Surakarta.
Tjokrodimuljo, K., 1996. Teknologi Beton. Jurusan Teknik Sipil, Fakultas
Teknik Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.
Wiryasa, N.M.A., Sugita, I.N., dan Wedasana, A.S., 2008. Pemanfaatan Lumpur
Lapindo Sebagai Bahan Subtitusi Semen Pada Pembuatan Paving Block.
Jurnal Ilmiah Teknik Sipil, (Online), Vol. 12, No.1, Januari 2008,
(http://ejournal.unud.ac.id, diakses 10 Maret 2012).
Wiryasa, N.M.A. dan Sudarsana, I.W., 2009. Pemanfaatan Lumpur Lapindo
Sebagai Bahan Subtitusi Semen Pada Pembuatan Bata Beton Pejal.
Jurnal Ilmiah Teknik Sipil, (Online), Vol. 13, No.1, Januari 2009,
(http://ejournal.unud.ac.id, diakses 10 Maret 2012).