KONDUKTIVITAS DAN KETAHANAN API BATAKO P
KONDUKTIVITAS DAN KETAHANAN API BATAKO PAPERCRETE SEBAGAI
MATERIAL DINDING BANGUNAN
Fadiel Imam Nugroho
Mahasiswa Program Studi Teknik Sipil 2009
Email: [email protected]
ABSTRACT
Indonesia is a country that is located on the equator thus causing almost all of big
cities in this country have a high temperatures, which is reaching 33°C. The hot
temperatures make the people that is on activity becoming uncomfortable. To keep the
temperature remains comfortable, the AC (air conditioner) can be used. The more AC
which are used resulting damage to the ozone of the earth's atmosphere. Another side
effect of the AC is AC requires considerable electrical energy and requires a large cost for
the operating cost. Operational costs requires to pay a technician for controling the
leakage on the AC annually.
There is an alternative options using insulators materials on the wall of the
building. The wall efforts are made to be able to withstand of extreme heat, has an
appropriate value of compressive strength and fireproof when there is a fire. Therefore
papercrete was made, papercrete is a concrete that consist paper in it. Considering paper
has a bad effect against heat conductivity. The papercrete composition on this research is
1:2:2, 1:2:3 and 1:2:4. That number is a value ratio of cement : sand : paper with a
specified water-cement ratio at 0,6. The specimen consisted in 5 pieces cylinder of
compressive strength test per variant, 5 piece of brick wich is used for heat conductivity
test per variant and 9 pieces of brick wich is compiled into a wall so that can be tested for
a fireproof test. The cylinder specimen has 15 cm diameter and 30 cm of its height. The
brick specimen size is 40 x 20 x 10 (cm) per variant. The heat conductivity test will be
performed after reaching 7 days of concrete age.
Based on the heat conductivity test results, the variant 1:2:2 was resulting 2,715
W/m°C and the average heat reduction which happened was 92,12°C, the variant 1:2:3
was resulting 2,476 W/m°C and the average heat reduction which happened was
100,972°C and the variant 1:2:4 was resulting 2,288 W/m°C and the average heat
reduction which happened was 109,972°C. This explains that the more papers were
contained would decrease the conductivity value. The results from compressive strength
test variant 1:2:2 and 1:2:4 was 45,922 kg/𝑐𝑚2 and 22,378 kg/𝑐𝑚2 . As for the variant 1:2:3
was 19,411 kg/𝑐𝑚2 . Only variant 1:2:2 and 1:2:4 which included in SNI, which was above
than 21 kg/𝑐𝑚2 . Fireproof wall test results that variant 1:2:2 were performed with the
temperature 763°C with the temperature from the other side of the wall was 80,9°C, the
fireproof wall from the variant 1:2:3 was performed with temperature 748°C with the
temperature from the other side of the wall was 79°C. The result from variant 1:2:4 were
performed with 708°C with the temperature from the other side of the wall is 54,7°C.
During the test, the fire only damages at the focused area of the fire. The fire were causing
the wall becomes porous.
Keywords: Papercrete, pulp, heat conductivity, compressive strength and fireproof wall
1
Material yang bisa digunakan
PENDAHULUAN
menjadi insulator adalah Hebel (batako
ringan)
Latar Belakang
dan
alternatif
lain
adalah
Indonesia adalah negara yang
Papercrete. Pada penelitian ini, penulis
terletak pada garis khatulistiwa sehingga
mencoba meneliti material Papercrete
menyebabkan hampir seluruh kota-kota
dengan ide dasar untuk memanfaatkan
besar di negara ini memiliki temperatur
bahan kertas yang tidak terpakai dan
yang tinggi yaitu mencapai 33°C. Hal ini
memiliki nilai ekonomi bagi masyarakat.
menyebabkan ketidaknyamanan warga
masyarakat ketika sedang beraktivitas di
TINJAUAN PUSTAKA
dalam ruangan. Untuk menjaga suhu
ruangan agar tetap nyaman maka
AC
Papercrete (Beton Kertas)
Beton papercrete (beton kertas)
(air conditioner) dapat digunakan.
Fasilitas penyejuk ruangan juga
adalah beton yang dibuat dari campuran
memiliki efek samping terhadap manusia.
antara semen, pasir dan kertas daur ulang
Secara tidak langsung penyejuk ruangan
(Samsudin dan Santoso, 2010).
menggunakan
Menurut
Bermansyah
(2011),
yang
berfungsi
yang
berakibat
kertas dengan jenis HVS hasil sisa dari
merusak lapisan ozon bumi. Sehingga
aktifitas perkantoran dapat digunakan
dapat disimpulkan bahwa AC tidak
sebagai agregat pengisi dari Papercrete.
ramah lingkungan. Dalam kondisi proses
Tinta yang terkandung dalam kertas
menyala, AC juga membutuhkan energi
dianggap diabaikan. Pada penelitian milik
listrik yang cukup besar. Selain itu
Bermansyah juga menggunakan pozzolan
dibutuhkan biaya operasional yang cukup
alam
besar setiap tahunnya untuk membayar
alumina. Yang membedakan dengan
teknisi
milik peneliti yaitu penelitian yang milik
sebagai
freon
pendingin
guna
memeriksa
terjadinya
kebocoran pada AC (Ferdika, 2011).
Salah satu cara mengurangi efek
dari AC adalah dengan membuat dinding
yang
Bermansyah
mengandung
menggunakan
silika
dan
campuran
komposisi pasir sebesar 1 : 3,5 dimana
faktor air semen sebesar 0,35.
di luar bangunan yang berasal dari bahan
Gunarto (2008) juga menjelaskan
yang bersifat insulator. Insulator adalah
bahwa beton kertas memiliki beberapa
material yang berfungsi untuk mencegah
kelebihan, yaitu:
terjadinya penghantaran panas.
2
Tidak mengalami perubahan bentuk
mikroskopik dan dalam jumlah banyak
selama proses pengeringan dan tahan
sehingga dapat disebut sel mikroskopis.
dalam berbagai tingkat temperatur.
Sel
2.
Tidak mudah retak jika dipaku.
mengurangi efek penyaluran panas secara
3.
Tidak mudah terbakar (tergantung
radiasi. Efek radiasi tersebut dipatahkan
pada jumlah semen, yaitu semakin
sehingga gelombang radiasi yang panjang
banyak
menjadi pendek. Pendeknya gelombang
1.
4.
semen
semakin
tahan
ini
juga
mampu
terhadap api).
radiasi panas dapat diserap udara yang
Mudah dicetak, untuk pembuatan
terjebak dalam material insulasi.
Sebagai
beton ringan.
5.
mikroskopis
dasar
dari
pengujian
pada
penelitian
Tahan terhadap gangguan binatang
Konduktivitas
ini,
pengerat dan serangga.
digunakan prinsip pada hukum Fourrier.
Adapun formula yang digunakan sebagai
berikut:
Konduktivitas
Menurut
konduksi
adalah
Susanto
perpindahan
(2012),
panas
melalui benda padat. Panas tersebut
bergerak dari partikel yang lebih panas ke
molekul yang lebih dingin. Akan tetapi
perpindahan panas ini tidak menyebabkan
perpindahan molekul benda. Kecepatan
aliran panas pada suatu benda padat
ditunjukkan
dari
nilai
nilai konduktivitas termal suatu material
maka material tersebut semakin baik
memindahkan
sebaliknya.
memiliki
Material
konduktivitas
panas,
insulasi
termal
dan
panas
yang
rendah sehingga dapat menahan aliran
kalor. Aliran kalor ditahan oleh udara
yang terjebak dalam material insulasi.
Udara
yang terjebak
∆𝑇
∆𝑥
Q = Daya (W)
k = Konduktivitas (W/mºC)
A = Luasan Benda Uji (m2 )
ΔT = Selisih suhu (°C)
Δx = Tebal Benda Uji (m)
konduktivitas
termal material tersebut. Semakin besar
dalam
Keterangan:
𝑄 = 𝑘𝐴 ×
dalam ukuran
Kuat Tekan
Pada penelitian papercrete milik
Gunarto
(2008),
papercrete
pada
penelitiannya mempunyai kuat tekan
antara 1,23-2,48 Mpa dan berat volume
berkisar 814,97-967,57 kg/𝑚3 . Gunarto
menggunakan
variasi
perbandingan
antara semen dengan kertas, yaitu 1 : 2
sampai dengan 1 : 4 dan juga variasi
penggunaan gula sebagai bahan tambah.
3
Hasil pengujian kuat tekan beton kertas
beton dapat dilihat pada formula dibawah
yang diperoleh adalah sebesar 13,31 MPa
ini:
untuk variasi 0%, 8,59 MPa untuk variasi
15%, 10,15 MPa untuk variasi 30% dan
Keterangan ;
11,40 MPa untuk variasi 45% dari
𝑃
𝐴
f’c = Kuat tekan beton (kg/cm2 )
agregat keseluruhan.
P = Beban maksimum (kg)
Standar prosedur pengujian kuat
A = Luas penampang benda uji (cm2 )
tekan pada penelitian milik peneliti
Adapun syarat fisis menurut SNI
adalah SNI 03-1974-1990 untuk benda
03-0349-1989 yang harus dipenuhi dapat
uji silinder dan persamaan umum yang
dilihat pada Tabel 1 dibawah ini.
dipakai untuk menghitung kuat tekan
Tabel 1
f’c =
Persyaratan SNI 03-0349-1989
Syarat Fisis
1. Kuat Tekan bruto
rata-rata minimum
2. Kuat tekan bruto
masing-masing
Tingkat Mutu Beton
Tingkat Mutu Bata
Pejal
Beton Berlubang
Satuan
I
II
III
IV
I
II
III
IV
Kg/𝑐𝑚2
100
70
40
25
70
50
55
20
Kg/𝑐𝑚2
90
65
35
21
65
45
30
17
%
25
35
-
-
25
35
-
-
benda uji minimum
3. Penyerapan air ratarata maksimum
(Sumber: SNI 03-0349-1989)
terdiri dari suhu pada dinding yang
Dinding Tahan Api
Pengujian ini bertujuan untuk
mengetahui
ketahanan
langsung dibakar dengan api dengan suhu
papercrete
pada sisi dinding sebaliknya. Selain itu,
terhadap api (kebakaran). Output yang
kerusakan yang terjadi akibat proses
dihasilkan adalah gambar Grafik yang
pembakaran dapat dilihat secara visual.
4
Pengujian
METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian
bahan-bahan
ini
yaitu
menggunakan
semen
Portland
Pozzolan (PVC) dengan merk semen
Gresik., agregat halus berupa pasir alam
yang berasal dari sungai boyong, kertas
koran
yang
tidak
lagi
digunakan
(kandungan tinta yang ada dalam kertas
menggunakan
alat
Koper
Konduktivitas dan Termometer Digital.
Pembacaan suhu dilakukan pada 5 titik
pada masing-masing sisi benda uji.
Sebagai pembanding papercrete maka
pada
pengujian
ini
dilakukan
juga
pengujian konduktivitas terhadap Hebel
dan Batako Merapi.
diabaikan) dan yang terakhir adalah air
yang
digunakan
berasal
PAM
Laboratorium Bahan Konstruksi Teknik
Pada penelitian ini terdapat 3 jenis
varian papercrete. Tiga jenis varian
tersebut dihasilkan dengan metode trial
(coba-coba). Varian tersebut adalah 1:2:2,
1:2:3 dan 1:2:4. Angka tersebut adalah
perbandingan dari semen, pasir dan bubur
Fas
yang
digunakan
pada
penelitian ini sebesar 0.6. Jumlah sampel
dan bentuk benda uji yang dibuat
tergantung
pada
pengujian
yang
dilakukan. Parameter yang digunakan
adalah
Pengujian
menggunakan
FTSP UII.
kertas.
Pengujian Dinding Kuat Tekan
pengujian
kuat
tekan
beton
Compressing
Test
Machine. Mesin tersebut dinyalakan dan
baca tekanannya dan masukkan kedalam
form pendataan pada setelah umur beton
28 hari. Benda uji yang dibuat berbentuk
silinder berdiameter 15 cm dengan tinggi
30 cm. Setiap varian terdiri atas 5 sampel
benda uji. Disamping itu, benda uji
silinder
dipasang
papercrete
kompressometer
beserta
dial
yang
berfungsi untuk pengujian teganganregangan.
konduktivitas,
pengujian kuat tekan dan pengujian
Pengujian Dinding Tahan Api
Papercrete yang telah berbentuk
dinding tahan api.
batako 40 x 20 x 10 (cm) disusun
menjadi
Pengujian Konduktivitas
Pengujian ini dilakukan setelah
umur beton mencapai 7 hari. Benda uji
yang digunakan berupa batako dengan
ukuran 40 x 20 x 10 (cm) dengan jumlah
5
sampel
untuk
setiap
variannya.
dinding
kemudian
diplester
setebal 1 cm. Terdapat 3 buah dinding
yang dibuat pada pengujian ini. Setelah
dinding
tahapan
batako
telah
selanjutnya
berdiri
yaitu
maka
dengan
membakar batako dengan menggunakan
5
“Pistol Api”. Pistol api dalam penelitian
ini adalah suatu alat yang berfungsi
HASIL PENGUJIAN
menembakan api secara langsung, pada
Berikut
dasarnya pistol api memiliki prinsip yang
adalah
hasil
setiap
pengujian pada penelitian milik peneliti.
sama dengan pistol las. Selama proses
pembakaran
berlangsung,
dilakukan
Pengujian Konduktivitas
pembacaan terhadap suhu yang ada pada
Dari hasil pengujian konduktivitas
kedua sisi dinding. Masing-masing sisi
maka diperoleh grafik nilai konduktivitas
terdiri atas 7 titik, pembacaan dilakukan
dengan
dengan
hebel dan Batako Merapi sebagai benda
menggunakan
Infrared
membandingkan
papercrete,
uji. Untuk lebih jelas, lihat Gambar 1.
Thermometer.
Konduktivitas (W/m°C)
3.300
3.100
2.900
2.700
Varian 1:2:4
2.500
Varian 1:2:3
Varian 1:2:2
2.300
Hebel
2.100
Batako Merapi
1.900
1.700
1
2
3
4
5
No Sampel
Gambar 1
Grafik Nilai Konduktivitas Papercrete, Hebel dan Batako Merapi
Hasil perbandingan nilai konduktivitas
3,048 W/m°C dan didasar perbandingan
antara papercrete, hebel dan batako
adalah hebel dengan nilai konduktivitas
merapi dapat dilihat pada Gambar 5.11.
sebesar 2,047 W/m°C.
Konduktivitas papercrete berada diantara
batako merapi dengan hebel. Dengan
Pengujian Kuat Tekan
Pada papercrete varian 1:2:2
nilai konduktivitas rerata untuk campuran
1:2:2
adalah
2,715
W/m°C,
untuk
memiliki kuat tekan beton rerata sebesar
Kg/𝑐𝑚2
campuran 1:2:3 adalah 2,476 W/m°C,
45,922
sedangkan 1:2:4 sebesar 2,288 W/m°C.
memiliki kuat tekan beton rerata sebesar
Dipuncak perbandingan terdapat batako
22.378 Kg/𝑐𝑚2 . Kedua varian tersebut
merapi dengan nilai konduktivitas rerata
dan
varian
1:2:4
telah sesuai dengan syarat SNI yang
6
ditentukan yaitu lebih besar dari 21
bentuk kurva regresi dan dari setiap titik
Kg/𝑐𝑚2 . Sedangkan papercrete varian
variannya
1:2:3
tidak
sesuai
dengan
menghubungkan
yang
disyaratkan yaitu sebesar 19,411 Kg/𝑐𝑚2 .
Hasil dari pengujian kuat tekan setiap
variannya
kemudian
diolah
diberi
trendline
ke
varian
yang
lainnya
sehingga garis y = 41.63x-0.71 terbentuk.
Untuk lebih jelas lihat Gambar 2.
kedalam
55
Kuat Desak (kg/cm2)
50
45
40
y = 41.63x-0.71
35
30
25
20
15
10
1:2:2
1:2:3
1:2:(3+X) 1:2:4
Varian Papercrete
Gambar 2
Syarat SNI
Kuat Tekan Papercrete dengan Varian Optimum
Pada Gambar 5.2, garis y = 41.63x-0.71
diketahui varian kuat tekan optimum
terlihat bersinggungan dengan Syarat SNI
pada penelitian ini adalah 1 : 2 : 3.67.
yang kemudian apabila ditarik garis lurus
akan membentuk varian 1:2:(3+X) yang
memiliki nilai optimum terhadap kuat
Pengujian Dinding Tahan Api
Berikut
ini
akan
dijelaskan
tekan papercrete. Varian 1 : 2 : (3+X)
mengenai data hasil pengujian dinding
dapat
melakukan
tahan api yang kemudian diolah menjadi
perbandingan
dalam bentuk grafik seperti dilihat pada
dihitung
pendekatan
dengan
terhadap
segitiga. Nilai X pada varian optimum
Gambar 3.
adalah sebesar 0.67 sehingga dapat
7
900
Sisi Dinding yang
Terkena Api (1:2:2)
Sisi Dinding Sebalik
nya (1:2:2)
Sisi Dinding yang
Terkena Api (1:2:3)
Sisi Dinding Sebalik
nya (1:2:3)
Sisi Dinding yang
Terkena Api (1:2:4)
Sisi Dinding Sebalik
nya (1:2:4)
Suhu Rata-rata (oC)
800
700
600
500
400
300
200
100
0
0
15
Gambar 3
30
45
60
75
Waktu (Menit)
90
105
120
Hubungan antara Waktu dan Suhu pada dinding Papercrete pada Setiap
Varian.
Suhu yang terbesar berhasil diciptakan
mempengaruhi nilai konduktivitas
oleh pistol api pada dinding papercrete
yang terjadi. Hal ini terlihat pada
varian 1:2:2 adalah 763°C dengan suhu
perolehan nilai rerata konduktivitas
pada sisi sebaliknya sebesar 81,1°C.
yang terjadi pada varian 1:2:2 adalah
Sedangkan
papercrete
2,715 W/m°C, untuk campuran 1:2:3
varian 1:2:3 adalah 748°C dengan suhu
adalah 2,476 W/m°C, sedangkan
pada sisi dinding sebaliknya sebesar
1:2:4
79°C. Suhu terbesar yang dihasilkan oleh
Dibandingkan dengan Batako Merapi
pistol api pada dinding papercrete varian
yang memiliki nilai konduktivitas
1:2:4
rerata
pada
adalah
dinding
708°C
dengan
suhu
sebaliknya sebesar 54,7°C.
sebesar
sebesar
2,288
3,048
W/m°C.
W/m°C,
papercrete masih lebih unggul nilai
konduktivitasnya.
Akan
tetapi
apabila dibandingkan dengan hebel
SIMPULAN
penelitian
dengan nilai konduktivitas sebesar
tentang Konduktivitas dan Ketahanan Api
2,047 W/m°, kualitas dari papercrete
Batako Papercrete
masih dibawah hebel.
Berdasarkan
hasil
Sebagai
Material
Dinding Bangunan yang telah dilakukan,
2.
Hasil pengujian kuat tekan pada
dapat dilakukan beberapa simpulan yaitu
papercrete varian 1:2:2 memiliki
sebagai berikut:
kuat tekan beton rerata sebesar
1.
45,922 Kg/𝑐𝑚2 dan varian 1:2:4
Penggunaan kertas sebagai pengganti
agregat
pada
penelitian
ini
memiliki kuat tekan beton rerata
8
Kg/𝑐𝑚2 .
Kedua
Bagian dinding pada sisi sebaliknya
varian tersebut telah sesuai dengan
tidak mengalami kerusakan sama
syarat SNI yang ditentukan yaitu
sekali.
sebesar
lebih
22,378
besar
dari
Kg/𝑐𝑚2 .
21
Sedangkan papercrete varian 1:2:3
3.
DAFTAR PUSTAKA
Antoni
dan
Nugraha,
tidak sesuai dengan yang disyaratkan
Teknologi
Beton.
yaitu sebesar 19,411 Kg/𝑐𝑚2 .
Offset. Yogyakarta.
Paul,
2007.
Penerbit
Andi
Berdasarkan pengujian dinding tahan
Bermansyah, Surya, dkk, 2011,
api selama 2 jam, dihasilkan suhu
Analisis Kuat Tarik Belah Dan
pada varian 1:2:2 adalah 763°C
Kuat Tarik Lentur Papercrete
dengan suhu pada sisi sebaliknya
Menggunakan Pozzolan Alam,
sebesar 81,1°C. Selanjutnya suhu
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas
terbesar pada dinding papercrete
Teknik, Universitas Syiah Kuala.
varian 1:2:3 adalah 748°C dengan
Direktorat
Penyelidikan
suhu pada sisi dinding sebaliknya
Bangunan,
sebesar 79°C. Dan yang terakhir,
Umum
suhu
Bandung.
terbesar
papercrete
708°C
pada
varian
dengan
dinding
1:2:4
suhu
adalah
sebaliknya
1982,
Bahan
Masalah
Persyaratan
Bangunan,
Ferdika, Gede, 2011, Dampak Freon AC
Terhadap Ozon, Online,
sebesar 54,7°C. Semakin banyak
Scribd.com,
volume
(http://www.scribd.com/doc/4565
kertas
yang
terkandung
dalam batako membuktikan bahwa
4079/Dampak-Freon-AC-
kertas bersifat insulator, dimana
Terhadap-Ozon. Diakses 22
buruk ketika menghantarkan panas.
Oktober 2013)
Selain itu kondisi dinding masih utuh
Gunarto, A., 2008, Pemanfaatan Limbah
meskipun telah diuji selama 2 jam
Kertas Koran Untuk Pembuatan
dengan suhu yang relatif extreme
Panel Papercrete, Program Studi
yakni 700°C. Kerusakan dinding
Teknik Sipil Magister Teknologi
hanya terjadi pada bagian yang
Bahan
terkena api berwarna merah. Hal ini
Teknik, Universitas Gadjah Mada,
mengakibatkan
Yogyakarta.
getas
dan
dinding
keropos.
menjadi
Bangunan,
Fakultas
Kerusakan
tersebut dialami oleh ke-3 benda uji.
9
Kusuma, Gideon, 1993, Grafik Pedoman
Standar
Nasional
Indonesia,
Pekerjaan Beton Seri beton 2,
Metode
Pengujian
Penerbit Erlangga, Jakarta.
Saringan
agregat
Mehta, Kumar, P., dan Monteiro, Paulo,
J.
1986. Concrete –
M.,
Microstructure, Properties
and
McGraw-Hill,
New
Materials.
York.
Moran,
Michael,
Howard.
1990,
Analisa
Halus
dan
Agregat Kasar (SNI 03-19681990), Bandung.
Standar
Nasional
Indonesia,
1990,
Metode Pengujian Berat Jenis
dan Penyerapan Agregat Halus
J.,
dan
Shapiro,
N.,
2004.
(SNI 03-1970-1990), Bandung.
Standar Nasional Indonesia, 1990,
Termodinamika Teknik Jilid 1.
Metode Pengujian Kuat Tekan
Penerbit Erlangga. Jakarta.
Beton (SNI 03-0349-1989),
Nawy, E. G., 1990, Beton bertulang
Suatu Pendekatan Dasar, Cetakan
Pertama.
Terjemahan
Bambang
Suryoatmono,
oleh
PT.
Eresco, Bandung.
Bandung.
Standar
Nasional
Metode
Pengujian
Jumlah
(SNI
03-4142-1996),
Bandung.
Standar
2010, Beton Ringan dengan
1996,
Agregat Yang Lolos saringan
No.200
Samsudin, Muchamad, dan Santoso, P.B.,
Indonesia,
Nasional
Indonesia,
1998,
Agregat Kasar Buatan dari
Metode Pengujian Berat Isi Padat
Limbah Kertas Koran, Jurusan
dan Gembur Agregat Halus (SNI
Teknik Sipil, Fakultas Teknik
03-4804-1998,. Bandung.
Susanto, Eka, P., dkk. 2012, Studi
Sipil dan Perencanaan,
Universitas Islam Indonesia,
Penggunaan
Yogyakarta.
Concrete (FC) dalam Efisiensi
Somayaji, Shan., 2001, Civil Engineering
Energi
Dinding
dan
Foam
Biaya
untuk
Materials, Prentice Hall, New
Pendinginan
Udara
(Air
Jersey.
Conditioner),
Magister
Teknik
Standar
Nasional
Indonesia,
1989,
Sipil,
Manajemen
Metode Pengujian Bata Beton
Konstruksi,
Institut
Untuk Pasangan Dinding (SNI
Bandung, Bandung.
Rekayasa
Teknologi
03-0349-1989), Bandung.
10
MATERIAL DINDING BANGUNAN
Fadiel Imam Nugroho
Mahasiswa Program Studi Teknik Sipil 2009
Email: [email protected]
ABSTRACT
Indonesia is a country that is located on the equator thus causing almost all of big
cities in this country have a high temperatures, which is reaching 33°C. The hot
temperatures make the people that is on activity becoming uncomfortable. To keep the
temperature remains comfortable, the AC (air conditioner) can be used. The more AC
which are used resulting damage to the ozone of the earth's atmosphere. Another side
effect of the AC is AC requires considerable electrical energy and requires a large cost for
the operating cost. Operational costs requires to pay a technician for controling the
leakage on the AC annually.
There is an alternative options using insulators materials on the wall of the
building. The wall efforts are made to be able to withstand of extreme heat, has an
appropriate value of compressive strength and fireproof when there is a fire. Therefore
papercrete was made, papercrete is a concrete that consist paper in it. Considering paper
has a bad effect against heat conductivity. The papercrete composition on this research is
1:2:2, 1:2:3 and 1:2:4. That number is a value ratio of cement : sand : paper with a
specified water-cement ratio at 0,6. The specimen consisted in 5 pieces cylinder of
compressive strength test per variant, 5 piece of brick wich is used for heat conductivity
test per variant and 9 pieces of brick wich is compiled into a wall so that can be tested for
a fireproof test. The cylinder specimen has 15 cm diameter and 30 cm of its height. The
brick specimen size is 40 x 20 x 10 (cm) per variant. The heat conductivity test will be
performed after reaching 7 days of concrete age.
Based on the heat conductivity test results, the variant 1:2:2 was resulting 2,715
W/m°C and the average heat reduction which happened was 92,12°C, the variant 1:2:3
was resulting 2,476 W/m°C and the average heat reduction which happened was
100,972°C and the variant 1:2:4 was resulting 2,288 W/m°C and the average heat
reduction which happened was 109,972°C. This explains that the more papers were
contained would decrease the conductivity value. The results from compressive strength
test variant 1:2:2 and 1:2:4 was 45,922 kg/𝑐𝑚2 and 22,378 kg/𝑐𝑚2 . As for the variant 1:2:3
was 19,411 kg/𝑐𝑚2 . Only variant 1:2:2 and 1:2:4 which included in SNI, which was above
than 21 kg/𝑐𝑚2 . Fireproof wall test results that variant 1:2:2 were performed with the
temperature 763°C with the temperature from the other side of the wall was 80,9°C, the
fireproof wall from the variant 1:2:3 was performed with temperature 748°C with the
temperature from the other side of the wall was 79°C. The result from variant 1:2:4 were
performed with 708°C with the temperature from the other side of the wall is 54,7°C.
During the test, the fire only damages at the focused area of the fire. The fire were causing
the wall becomes porous.
Keywords: Papercrete, pulp, heat conductivity, compressive strength and fireproof wall
1
Material yang bisa digunakan
PENDAHULUAN
menjadi insulator adalah Hebel (batako
ringan)
Latar Belakang
dan
alternatif
lain
adalah
Indonesia adalah negara yang
Papercrete. Pada penelitian ini, penulis
terletak pada garis khatulistiwa sehingga
mencoba meneliti material Papercrete
menyebabkan hampir seluruh kota-kota
dengan ide dasar untuk memanfaatkan
besar di negara ini memiliki temperatur
bahan kertas yang tidak terpakai dan
yang tinggi yaitu mencapai 33°C. Hal ini
memiliki nilai ekonomi bagi masyarakat.
menyebabkan ketidaknyamanan warga
masyarakat ketika sedang beraktivitas di
TINJAUAN PUSTAKA
dalam ruangan. Untuk menjaga suhu
ruangan agar tetap nyaman maka
AC
Papercrete (Beton Kertas)
Beton papercrete (beton kertas)
(air conditioner) dapat digunakan.
Fasilitas penyejuk ruangan juga
adalah beton yang dibuat dari campuran
memiliki efek samping terhadap manusia.
antara semen, pasir dan kertas daur ulang
Secara tidak langsung penyejuk ruangan
(Samsudin dan Santoso, 2010).
menggunakan
Menurut
Bermansyah
(2011),
yang
berfungsi
yang
berakibat
kertas dengan jenis HVS hasil sisa dari
merusak lapisan ozon bumi. Sehingga
aktifitas perkantoran dapat digunakan
dapat disimpulkan bahwa AC tidak
sebagai agregat pengisi dari Papercrete.
ramah lingkungan. Dalam kondisi proses
Tinta yang terkandung dalam kertas
menyala, AC juga membutuhkan energi
dianggap diabaikan. Pada penelitian milik
listrik yang cukup besar. Selain itu
Bermansyah juga menggunakan pozzolan
dibutuhkan biaya operasional yang cukup
alam
besar setiap tahunnya untuk membayar
alumina. Yang membedakan dengan
teknisi
milik peneliti yaitu penelitian yang milik
sebagai
freon
pendingin
guna
memeriksa
terjadinya
kebocoran pada AC (Ferdika, 2011).
Salah satu cara mengurangi efek
dari AC adalah dengan membuat dinding
yang
Bermansyah
mengandung
menggunakan
silika
dan
campuran
komposisi pasir sebesar 1 : 3,5 dimana
faktor air semen sebesar 0,35.
di luar bangunan yang berasal dari bahan
Gunarto (2008) juga menjelaskan
yang bersifat insulator. Insulator adalah
bahwa beton kertas memiliki beberapa
material yang berfungsi untuk mencegah
kelebihan, yaitu:
terjadinya penghantaran panas.
2
Tidak mengalami perubahan bentuk
mikroskopik dan dalam jumlah banyak
selama proses pengeringan dan tahan
sehingga dapat disebut sel mikroskopis.
dalam berbagai tingkat temperatur.
Sel
2.
Tidak mudah retak jika dipaku.
mengurangi efek penyaluran panas secara
3.
Tidak mudah terbakar (tergantung
radiasi. Efek radiasi tersebut dipatahkan
pada jumlah semen, yaitu semakin
sehingga gelombang radiasi yang panjang
banyak
menjadi pendek. Pendeknya gelombang
1.
4.
semen
semakin
tahan
ini
juga
mampu
terhadap api).
radiasi panas dapat diserap udara yang
Mudah dicetak, untuk pembuatan
terjebak dalam material insulasi.
Sebagai
beton ringan.
5.
mikroskopis
dasar
dari
pengujian
pada
penelitian
Tahan terhadap gangguan binatang
Konduktivitas
ini,
pengerat dan serangga.
digunakan prinsip pada hukum Fourrier.
Adapun formula yang digunakan sebagai
berikut:
Konduktivitas
Menurut
konduksi
adalah
Susanto
perpindahan
(2012),
panas
melalui benda padat. Panas tersebut
bergerak dari partikel yang lebih panas ke
molekul yang lebih dingin. Akan tetapi
perpindahan panas ini tidak menyebabkan
perpindahan molekul benda. Kecepatan
aliran panas pada suatu benda padat
ditunjukkan
dari
nilai
nilai konduktivitas termal suatu material
maka material tersebut semakin baik
memindahkan
sebaliknya.
memiliki
Material
konduktivitas
panas,
insulasi
termal
dan
panas
yang
rendah sehingga dapat menahan aliran
kalor. Aliran kalor ditahan oleh udara
yang terjebak dalam material insulasi.
Udara
yang terjebak
∆𝑇
∆𝑥
Q = Daya (W)
k = Konduktivitas (W/mºC)
A = Luasan Benda Uji (m2 )
ΔT = Selisih suhu (°C)
Δx = Tebal Benda Uji (m)
konduktivitas
termal material tersebut. Semakin besar
dalam
Keterangan:
𝑄 = 𝑘𝐴 ×
dalam ukuran
Kuat Tekan
Pada penelitian papercrete milik
Gunarto
(2008),
papercrete
pada
penelitiannya mempunyai kuat tekan
antara 1,23-2,48 Mpa dan berat volume
berkisar 814,97-967,57 kg/𝑚3 . Gunarto
menggunakan
variasi
perbandingan
antara semen dengan kertas, yaitu 1 : 2
sampai dengan 1 : 4 dan juga variasi
penggunaan gula sebagai bahan tambah.
3
Hasil pengujian kuat tekan beton kertas
beton dapat dilihat pada formula dibawah
yang diperoleh adalah sebesar 13,31 MPa
ini:
untuk variasi 0%, 8,59 MPa untuk variasi
15%, 10,15 MPa untuk variasi 30% dan
Keterangan ;
11,40 MPa untuk variasi 45% dari
𝑃
𝐴
f’c = Kuat tekan beton (kg/cm2 )
agregat keseluruhan.
P = Beban maksimum (kg)
Standar prosedur pengujian kuat
A = Luas penampang benda uji (cm2 )
tekan pada penelitian milik peneliti
Adapun syarat fisis menurut SNI
adalah SNI 03-1974-1990 untuk benda
03-0349-1989 yang harus dipenuhi dapat
uji silinder dan persamaan umum yang
dilihat pada Tabel 1 dibawah ini.
dipakai untuk menghitung kuat tekan
Tabel 1
f’c =
Persyaratan SNI 03-0349-1989
Syarat Fisis
1. Kuat Tekan bruto
rata-rata minimum
2. Kuat tekan bruto
masing-masing
Tingkat Mutu Beton
Tingkat Mutu Bata
Pejal
Beton Berlubang
Satuan
I
II
III
IV
I
II
III
IV
Kg/𝑐𝑚2
100
70
40
25
70
50
55
20
Kg/𝑐𝑚2
90
65
35
21
65
45
30
17
%
25
35
-
-
25
35
-
-
benda uji minimum
3. Penyerapan air ratarata maksimum
(Sumber: SNI 03-0349-1989)
terdiri dari suhu pada dinding yang
Dinding Tahan Api
Pengujian ini bertujuan untuk
mengetahui
ketahanan
langsung dibakar dengan api dengan suhu
papercrete
pada sisi dinding sebaliknya. Selain itu,
terhadap api (kebakaran). Output yang
kerusakan yang terjadi akibat proses
dihasilkan adalah gambar Grafik yang
pembakaran dapat dilihat secara visual.
4
Pengujian
METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian
bahan-bahan
ini
yaitu
menggunakan
semen
Portland
Pozzolan (PVC) dengan merk semen
Gresik., agregat halus berupa pasir alam
yang berasal dari sungai boyong, kertas
koran
yang
tidak
lagi
digunakan
(kandungan tinta yang ada dalam kertas
menggunakan
alat
Koper
Konduktivitas dan Termometer Digital.
Pembacaan suhu dilakukan pada 5 titik
pada masing-masing sisi benda uji.
Sebagai pembanding papercrete maka
pada
pengujian
ini
dilakukan
juga
pengujian konduktivitas terhadap Hebel
dan Batako Merapi.
diabaikan) dan yang terakhir adalah air
yang
digunakan
berasal
PAM
Laboratorium Bahan Konstruksi Teknik
Pada penelitian ini terdapat 3 jenis
varian papercrete. Tiga jenis varian
tersebut dihasilkan dengan metode trial
(coba-coba). Varian tersebut adalah 1:2:2,
1:2:3 dan 1:2:4. Angka tersebut adalah
perbandingan dari semen, pasir dan bubur
Fas
yang
digunakan
pada
penelitian ini sebesar 0.6. Jumlah sampel
dan bentuk benda uji yang dibuat
tergantung
pada
pengujian
yang
dilakukan. Parameter yang digunakan
adalah
Pengujian
menggunakan
FTSP UII.
kertas.
Pengujian Dinding Kuat Tekan
pengujian
kuat
tekan
beton
Compressing
Test
Machine. Mesin tersebut dinyalakan dan
baca tekanannya dan masukkan kedalam
form pendataan pada setelah umur beton
28 hari. Benda uji yang dibuat berbentuk
silinder berdiameter 15 cm dengan tinggi
30 cm. Setiap varian terdiri atas 5 sampel
benda uji. Disamping itu, benda uji
silinder
dipasang
papercrete
kompressometer
beserta
dial
yang
berfungsi untuk pengujian teganganregangan.
konduktivitas,
pengujian kuat tekan dan pengujian
Pengujian Dinding Tahan Api
Papercrete yang telah berbentuk
dinding tahan api.
batako 40 x 20 x 10 (cm) disusun
menjadi
Pengujian Konduktivitas
Pengujian ini dilakukan setelah
umur beton mencapai 7 hari. Benda uji
yang digunakan berupa batako dengan
ukuran 40 x 20 x 10 (cm) dengan jumlah
5
sampel
untuk
setiap
variannya.
dinding
kemudian
diplester
setebal 1 cm. Terdapat 3 buah dinding
yang dibuat pada pengujian ini. Setelah
dinding
tahapan
batako
telah
selanjutnya
berdiri
yaitu
maka
dengan
membakar batako dengan menggunakan
5
“Pistol Api”. Pistol api dalam penelitian
ini adalah suatu alat yang berfungsi
HASIL PENGUJIAN
menembakan api secara langsung, pada
Berikut
dasarnya pistol api memiliki prinsip yang
adalah
hasil
setiap
pengujian pada penelitian milik peneliti.
sama dengan pistol las. Selama proses
pembakaran
berlangsung,
dilakukan
Pengujian Konduktivitas
pembacaan terhadap suhu yang ada pada
Dari hasil pengujian konduktivitas
kedua sisi dinding. Masing-masing sisi
maka diperoleh grafik nilai konduktivitas
terdiri atas 7 titik, pembacaan dilakukan
dengan
dengan
hebel dan Batako Merapi sebagai benda
menggunakan
Infrared
membandingkan
papercrete,
uji. Untuk lebih jelas, lihat Gambar 1.
Thermometer.
Konduktivitas (W/m°C)
3.300
3.100
2.900
2.700
Varian 1:2:4
2.500
Varian 1:2:3
Varian 1:2:2
2.300
Hebel
2.100
Batako Merapi
1.900
1.700
1
2
3
4
5
No Sampel
Gambar 1
Grafik Nilai Konduktivitas Papercrete, Hebel dan Batako Merapi
Hasil perbandingan nilai konduktivitas
3,048 W/m°C dan didasar perbandingan
antara papercrete, hebel dan batako
adalah hebel dengan nilai konduktivitas
merapi dapat dilihat pada Gambar 5.11.
sebesar 2,047 W/m°C.
Konduktivitas papercrete berada diantara
batako merapi dengan hebel. Dengan
Pengujian Kuat Tekan
Pada papercrete varian 1:2:2
nilai konduktivitas rerata untuk campuran
1:2:2
adalah
2,715
W/m°C,
untuk
memiliki kuat tekan beton rerata sebesar
Kg/𝑐𝑚2
campuran 1:2:3 adalah 2,476 W/m°C,
45,922
sedangkan 1:2:4 sebesar 2,288 W/m°C.
memiliki kuat tekan beton rerata sebesar
Dipuncak perbandingan terdapat batako
22.378 Kg/𝑐𝑚2 . Kedua varian tersebut
merapi dengan nilai konduktivitas rerata
dan
varian
1:2:4
telah sesuai dengan syarat SNI yang
6
ditentukan yaitu lebih besar dari 21
bentuk kurva regresi dan dari setiap titik
Kg/𝑐𝑚2 . Sedangkan papercrete varian
variannya
1:2:3
tidak
sesuai
dengan
menghubungkan
yang
disyaratkan yaitu sebesar 19,411 Kg/𝑐𝑚2 .
Hasil dari pengujian kuat tekan setiap
variannya
kemudian
diolah
diberi
trendline
ke
varian
yang
lainnya
sehingga garis y = 41.63x-0.71 terbentuk.
Untuk lebih jelas lihat Gambar 2.
kedalam
55
Kuat Desak (kg/cm2)
50
45
40
y = 41.63x-0.71
35
30
25
20
15
10
1:2:2
1:2:3
1:2:(3+X) 1:2:4
Varian Papercrete
Gambar 2
Syarat SNI
Kuat Tekan Papercrete dengan Varian Optimum
Pada Gambar 5.2, garis y = 41.63x-0.71
diketahui varian kuat tekan optimum
terlihat bersinggungan dengan Syarat SNI
pada penelitian ini adalah 1 : 2 : 3.67.
yang kemudian apabila ditarik garis lurus
akan membentuk varian 1:2:(3+X) yang
memiliki nilai optimum terhadap kuat
Pengujian Dinding Tahan Api
Berikut
ini
akan
dijelaskan
tekan papercrete. Varian 1 : 2 : (3+X)
mengenai data hasil pengujian dinding
dapat
melakukan
tahan api yang kemudian diolah menjadi
perbandingan
dalam bentuk grafik seperti dilihat pada
dihitung
pendekatan
dengan
terhadap
segitiga. Nilai X pada varian optimum
Gambar 3.
adalah sebesar 0.67 sehingga dapat
7
900
Sisi Dinding yang
Terkena Api (1:2:2)
Sisi Dinding Sebalik
nya (1:2:2)
Sisi Dinding yang
Terkena Api (1:2:3)
Sisi Dinding Sebalik
nya (1:2:3)
Sisi Dinding yang
Terkena Api (1:2:4)
Sisi Dinding Sebalik
nya (1:2:4)
Suhu Rata-rata (oC)
800
700
600
500
400
300
200
100
0
0
15
Gambar 3
30
45
60
75
Waktu (Menit)
90
105
120
Hubungan antara Waktu dan Suhu pada dinding Papercrete pada Setiap
Varian.
Suhu yang terbesar berhasil diciptakan
mempengaruhi nilai konduktivitas
oleh pistol api pada dinding papercrete
yang terjadi. Hal ini terlihat pada
varian 1:2:2 adalah 763°C dengan suhu
perolehan nilai rerata konduktivitas
pada sisi sebaliknya sebesar 81,1°C.
yang terjadi pada varian 1:2:2 adalah
Sedangkan
papercrete
2,715 W/m°C, untuk campuran 1:2:3
varian 1:2:3 adalah 748°C dengan suhu
adalah 2,476 W/m°C, sedangkan
pada sisi dinding sebaliknya sebesar
1:2:4
79°C. Suhu terbesar yang dihasilkan oleh
Dibandingkan dengan Batako Merapi
pistol api pada dinding papercrete varian
yang memiliki nilai konduktivitas
1:2:4
rerata
pada
adalah
dinding
708°C
dengan
suhu
sebaliknya sebesar 54,7°C.
sebesar
sebesar
2,288
3,048
W/m°C.
W/m°C,
papercrete masih lebih unggul nilai
konduktivitasnya.
Akan
tetapi
apabila dibandingkan dengan hebel
SIMPULAN
penelitian
dengan nilai konduktivitas sebesar
tentang Konduktivitas dan Ketahanan Api
2,047 W/m°, kualitas dari papercrete
Batako Papercrete
masih dibawah hebel.
Berdasarkan
hasil
Sebagai
Material
Dinding Bangunan yang telah dilakukan,
2.
Hasil pengujian kuat tekan pada
dapat dilakukan beberapa simpulan yaitu
papercrete varian 1:2:2 memiliki
sebagai berikut:
kuat tekan beton rerata sebesar
1.
45,922 Kg/𝑐𝑚2 dan varian 1:2:4
Penggunaan kertas sebagai pengganti
agregat
pada
penelitian
ini
memiliki kuat tekan beton rerata
8
Kg/𝑐𝑚2 .
Kedua
Bagian dinding pada sisi sebaliknya
varian tersebut telah sesuai dengan
tidak mengalami kerusakan sama
syarat SNI yang ditentukan yaitu
sekali.
sebesar
lebih
22,378
besar
dari
Kg/𝑐𝑚2 .
21
Sedangkan papercrete varian 1:2:3
3.
DAFTAR PUSTAKA
Antoni
dan
Nugraha,
tidak sesuai dengan yang disyaratkan
Teknologi
Beton.
yaitu sebesar 19,411 Kg/𝑐𝑚2 .
Offset. Yogyakarta.
Paul,
2007.
Penerbit
Andi
Berdasarkan pengujian dinding tahan
Bermansyah, Surya, dkk, 2011,
api selama 2 jam, dihasilkan suhu
Analisis Kuat Tarik Belah Dan
pada varian 1:2:2 adalah 763°C
Kuat Tarik Lentur Papercrete
dengan suhu pada sisi sebaliknya
Menggunakan Pozzolan Alam,
sebesar 81,1°C. Selanjutnya suhu
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas
terbesar pada dinding papercrete
Teknik, Universitas Syiah Kuala.
varian 1:2:3 adalah 748°C dengan
Direktorat
Penyelidikan
suhu pada sisi dinding sebaliknya
Bangunan,
sebesar 79°C. Dan yang terakhir,
Umum
suhu
Bandung.
terbesar
papercrete
708°C
pada
varian
dengan
dinding
1:2:4
suhu
adalah
sebaliknya
1982,
Bahan
Masalah
Persyaratan
Bangunan,
Ferdika, Gede, 2011, Dampak Freon AC
Terhadap Ozon, Online,
sebesar 54,7°C. Semakin banyak
Scribd.com,
volume
(http://www.scribd.com/doc/4565
kertas
yang
terkandung
dalam batako membuktikan bahwa
4079/Dampak-Freon-AC-
kertas bersifat insulator, dimana
Terhadap-Ozon. Diakses 22
buruk ketika menghantarkan panas.
Oktober 2013)
Selain itu kondisi dinding masih utuh
Gunarto, A., 2008, Pemanfaatan Limbah
meskipun telah diuji selama 2 jam
Kertas Koran Untuk Pembuatan
dengan suhu yang relatif extreme
Panel Papercrete, Program Studi
yakni 700°C. Kerusakan dinding
Teknik Sipil Magister Teknologi
hanya terjadi pada bagian yang
Bahan
terkena api berwarna merah. Hal ini
Teknik, Universitas Gadjah Mada,
mengakibatkan
Yogyakarta.
getas
dan
dinding
keropos.
menjadi
Bangunan,
Fakultas
Kerusakan
tersebut dialami oleh ke-3 benda uji.
9
Kusuma, Gideon, 1993, Grafik Pedoman
Standar
Nasional
Indonesia,
Pekerjaan Beton Seri beton 2,
Metode
Pengujian
Penerbit Erlangga, Jakarta.
Saringan
agregat
Mehta, Kumar, P., dan Monteiro, Paulo,
J.
1986. Concrete –
M.,
Microstructure, Properties
and
McGraw-Hill,
New
Materials.
York.
Moran,
Michael,
Howard.
1990,
Analisa
Halus
dan
Agregat Kasar (SNI 03-19681990), Bandung.
Standar
Nasional
Indonesia,
1990,
Metode Pengujian Berat Jenis
dan Penyerapan Agregat Halus
J.,
dan
Shapiro,
N.,
2004.
(SNI 03-1970-1990), Bandung.
Standar Nasional Indonesia, 1990,
Termodinamika Teknik Jilid 1.
Metode Pengujian Kuat Tekan
Penerbit Erlangga. Jakarta.
Beton (SNI 03-0349-1989),
Nawy, E. G., 1990, Beton bertulang
Suatu Pendekatan Dasar, Cetakan
Pertama.
Terjemahan
Bambang
Suryoatmono,
oleh
PT.
Eresco, Bandung.
Bandung.
Standar
Nasional
Metode
Pengujian
Jumlah
(SNI
03-4142-1996),
Bandung.
Standar
2010, Beton Ringan dengan
1996,
Agregat Yang Lolos saringan
No.200
Samsudin, Muchamad, dan Santoso, P.B.,
Indonesia,
Nasional
Indonesia,
1998,
Agregat Kasar Buatan dari
Metode Pengujian Berat Isi Padat
Limbah Kertas Koran, Jurusan
dan Gembur Agregat Halus (SNI
Teknik Sipil, Fakultas Teknik
03-4804-1998,. Bandung.
Susanto, Eka, P., dkk. 2012, Studi
Sipil dan Perencanaan,
Universitas Islam Indonesia,
Penggunaan
Yogyakarta.
Concrete (FC) dalam Efisiensi
Somayaji, Shan., 2001, Civil Engineering
Energi
Dinding
dan
Foam
Biaya
untuk
Materials, Prentice Hall, New
Pendinginan
Udara
(Air
Jersey.
Conditioner),
Magister
Teknik
Standar
Nasional
Indonesia,
1989,
Sipil,
Manajemen
Metode Pengujian Bata Beton
Konstruksi,
Institut
Untuk Pasangan Dinding (SNI
Bandung, Bandung.
Rekayasa
Teknologi
03-0349-1989), Bandung.
10