Bahan Penyusun Beton Ringan .1 Semen

22 1. Daya serap terhadap air yang tinggi. 2. Beton kertas dengan kadar bubur kertas akan menghasilkan beton dengan kekuatan tekan yang sangat rendah. 2.5 Bahan Penyusun Beton Ringan 2.5.1 Semen

2.5.1.1 Umum

Semen adalah senyawa yang jika bercampur dengan air akan menghasilkan senyawa yang bersifat mengikat. Hal ini membuat semen menjadi salah satu bahan yang paling penting dalam campuran beton. Selain itu semen adalah material dengan harga yang paling tinggi jika dibandingkan dengan material lain, sehingga pemahaman tentang semen sangat dibutuhkan dalam pencampuran beton. Semen merupakan hasil industri yang sangat kompleks, dengan campuran serta susunan senyawa kimi yang berbeda-beda. Semen pada umumnya dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu : 1. Semen non-hidrolik yaitu semen yang tidak dapat mengikat dan mengeras di dalam air, tetapi dapat mengeras jika berada di udara. Contoh utama dari semen non-hidrolik adalah kapur. 2. Semen hidrolik mempunyai kemampuan mengikat dan mengeras di dalam air. Contoh semen hidrolik diantaranya kapur hidrolik, semen pozollan, semen terak, semen alam, semen portland, dan semen alumina. Universitas Sumatera Utara 23

2.5.1.2 Semen Portland

Semen Portland adalah suatu senyawa pengikat hidrolis hydraulic binder yang dihasilkan dengan menghaluskan clinker yang terdiri dari silika –silika kalsium yang bersifat hidraulis, yang umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sama dengan bahan utamanya. Pemakaian semen portland yang disebabkan oleh kondisi tertentu yang dibutuhkan pada pelaksanaan konstruksi di lapangan, membuat para ahli menciptakan berbagai jenis semen portland, diantaranya sebagai berikut : a. Semen Portland Tipe I, semen portland yang dalam penggunaannya tidak memerlukan persyaratan khusus seperti jenis-jenis lainnya. Digunakan untuk bangunan-bangunan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus. Jenis ini paling banyak diproduksi karena digunakan untuk hampir semua jenis konstruksi. b. Semen Portland Tipe II, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidras dengan tingkat sedang. Digunakan untuk konstruksi bangunan dan beton yang terus- menerus berhubungan dengan air kotor atau air tanah atau untuk pondasi yang tertahan di dalam tanah yang mengandung air agresif garam-garam sulfat. c. Semen Portland Tipe III, semen portland yang memerlukan kekuatan awal yang tinggi. Kekuatan 28 hari umumnya dapat dicapai dalam 1 minggu. Semen jenis ini umum dipakai ketika acuan harus dibongkar secepat mungkin atau ketika struktur harus dapat cepat dipakai. Universitas Sumatera Utara 24 d. Semen Portland Tipe IV, semen portland yang penggunaannya diperlukan panas hidrasi yang rendah. Digunakan untuk pekerjaan- pekarjaan dimana kecepatan dan jumlah panas yang timbul harus minimum. Misalnya pada bangunan seperti bendungan gravitasi yang besar. e. Semen Portland Tipe V, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat. Digunakan untuk bangunan yang berhubungan dengan air laut.

2.5.1.3 Senyawa Utama Dalam Semen Portland

Semen Portland yang umum dipakai dalam eksperimen tanpa kebutuhan khusus adalah semen portland Tipe I. Semen tipe ini memiliki kandungan zat kimia sebagai berikut : Nama Umum Oksida Berat Kapur, CaO 63 Silika, SiO 2 22 Alumina, Al 2 O 3 6 Ferrit oksida, Fe 2 O 3 2,5 Magnesia, MgO 2,6 Disodium oksida, Na 2 O 0,3 Alkalis, K 2 O Sulfur dioksida, SO 2 0.5 - 1 2,0 Tabel 2.2 Komposisi umum oksida semen portland Tipe I Antoni dan Paul Nugraha, 2007 Universitas Sumatera Utara 25 Walaupun demikian pada dasarnya ada 4 unsur paling penting yang menyusun semen portland, yaitu : a. Trikalsium Silikat 3CaO.SiO 2 yang disingkat menjadi C 3 S, sekitar 50. b. Dikalsium Silikat 2CaO.SiO 2 yang disingkat menjadi C 2 S, sekitar 25. c. Trikalsium Aluminat 3CaO.Al 2 O 3 yang disingkat menjadi C 3 A, sekitar 12 d. Tetrakalsium Aluminoferrit 4CaO.Al 2 O 3 .Fe 2 O 3 yang disingkat menjadi C 4 AF, sekitar 8. Senyawa tersebut menjadi kristal-kristal yang paling mengikatmengunci ketika menjadi klinker. Semen dan air saling bereaksi, persenyawaan ini dinamakan proses hidrasi, dan hasilnya dinamakan hidrasi semen.

2.5.1.4 Sifat-Sifat Semen Portland

Sifat-sifat semen portland yang penting antara lain : 1. Kehalusan butiran fineness Kehalusan butir semen mempengaruhi proses hidrasi. Waktu pengikatan setting time menjadi semakin lama jika butir semen lebih kasar. Kehalusan butiran semen yang tinggi dapat mengurangi terjadinya bleeding atau naiknya air kepermukaan, tetapi menambah kecendrungan beton untuk menyusut lebih banyak dan mempermudah terjadinya retak susut. Menurut ASTM, butiran semen yang lewat ayakan no.200 harus lebih dari 90. 2. Waktu pengikatan Universitas Sumatera Utara 26 Waktu ikat adalah waktu yang diperlukan semen untuk mengeras, terhitung mulai dari bereaksi dengan air dan menjadi pasta semen hingga pasta semen cukup kaku dan tidak bisa dibentuk lagi. Waktu ikat semen dibedakan menjadi dua : a. Waktu ikat awal initial setting time, yaitu waktu dari pencampuran semen dengan air menjadi pasta semen hingga hilangnya sifat keplastisan. Pada selang waktu ini beton mulai melakukan pengikatan, sementara pasta semen bersifat lecak kenyal. b. Waktu ikat akhir final setting time, yaitu waktu antara terbentuknya pasta semen hingga beton mengeras. Pada semen portland initial setting time terjadi tidak boleh kurang dari 45 menit, sedangkan final setting time tidak boleh lebih dari 375 menit. 3. Panas hidrasi Panas hidrasi adalah panas yang terjadi pada saat semen bereaksi dengan air, dinyatakan dalam kalorigram. Jumlah panas yang dibentuk antara lain bergantung pada jenis semen yang dipakai dan kehalusan butiran semen. Dalam pelaksanaan, perkembangan panas ini dapat mengakibatkan masalah yakni timbulnya retakan pada saat pendinginan karena semen mengalami susut. Pada beberapa struktur beton, terutama pada struktur beton mutu tinggi, retakan ini tidak diinginkan. Oleh karena itu, perlu dilakukan pendinginan melalui perawatan curing pada saat pelaksanaan. Universitas Sumatera Utara 27 4. Perubahan volume Perubahan volume pasta semen yang telah mengeras merupakan suatu ukuran yang menyatakan kemampuan pengembangan bahan-bahan campurannya dan kemampuan untuk mempertahankan volume setelah pengikatan terjadi. Pengembangan volume dapat menyebabkan kerusakan dari suatu beton, sehingga sifat ini harus diperhitungkan.

2.5.2 Agregat Halus

Agregat halus merupakan material pengisi dalam campuran beton. Ukurannya bervariasi antara 4,75mm sampai 0,15mm saringan standar amerika ASTM. Agregat halus yang baik harus bebas bahan organik, lempung, partikel yang lebih kecil dari saringan 0,075mm atau bahan – bahan lain yang dapat merusak campuran beton. Adapun syarat – syarat untuk agregat halus berdasarkan ASTM adalah: 1. Modulus Kehalusan butiran 2,2 sampai 3,2 yaitu:  Pasir Halus : 2,2 FM 2,6  Pasir Sedang : 2,6 FM 2,9  Pasir Kasar : 2,9 FM 3,2 Universitas Sumatera Utara 28 2. Susunan gradasi harus memenuhi syarat seperti tabel berikut: Ukuran Lubang Ayakan Persen Lolos Kumulatif 38 in 9,5 mm No. 4 4,75 mm No. 8 2,36 mm No. 16 1,19 mm No. 30 0,6 mm No. 50 0,3 mm No. 100 0,15 mm 100 90-100 75-100 55-90 35-59 8-30 0-10 3. Kadar lumpur atau bagian yang lebih kecil dari 70 mikron 0,075 mm atau No. 200 dalam persen berat maksimum,  Untuk beton normal sebesar 5 4. Kadar gumpalan tanah liat maksimum 1 5. Kadar zat organik yang ditentukan dengan mencampur agregat halus dengan padatan NaOH 3 yang dicampurkan dengan 388 ml aquadest, tidak menghasilkan warna yang lebih tua dibanding warna standard. Jika warnanya lebih tua maka ditolak kecuali:  Warna lebih tua timbul karena sedikit adanya arang lignit atau yang sejenisnya.  Ketika diuji dengan uji perbandingan kuat tekan beton yang dibuat dengan pasir standard silika hasilnya menunjukkan nilai lebih besar dari 95. Tabel 2.3 Susunan Gradasi untuk Agregat Halus ASTM C136 -71 Universitas Sumatera Utara 29 2.5.3 Bubuk Kertas 2.5.3.1 Umum Kertas adalah suatu bahan tipis yang terbuat dari serat-serat nabati pendek yang diendapkan dan dikeringkan, biasanya dicampur bahan-bahan tambahan dan pewarna PPLH, 2007. Keberadaan kertas pada zaman dahulu dikenal dengan nama papirus, yang telah digunakan pada zaman mesir kuno pada 2400 Sebelum Masehi. Pada tahun 105 sebelum Masehi, bangsa Cina telah menemukan cara membuat kertas yaitu dengan menumbuk-numbuk serat yang kemudian diolah dengan tangan. Hal ini yang kemudian menjadi awal penyebaran kertas walaupun saat itu pembuatan kertas masih menjadi hal yang rahasia. Akhirnya pada 751 Masehi kertas mulai diproduksi secara massal oleh bangsa arab dalam bentuk industri, yang kemudian menyebar ke Eropa dan Asia Selatan. Kertas merupakan kemasan yang pertama ditemukan sebelum plastik dan logam. Saat ini produksi kertas juga sangat besar berkaitan dengan penggunaannya dalam kehidupan sehari-hari, seperti media cetak, bahan kemasan, maupun media komunikasi. Terdapat 2 jenis kertas yang secara umum sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, yaitu kertas kasar dan kertas lunak. Kertas kasar adalah jenis kertas yang digunakan sebagai kemasan pembungkus, dengan ukuran yang lebih tebal dan kasar. Kertas jenis ini umumnya sering dicampur dengan bahan plastik dan logam foil untuk mendapatkan kertas yang lebih kaku dan tahan terhadap lemak dan air. Sementara kertas halus adalah kertas dengan tekstur lebih Universitas Sumatera Utara 30 fleksibel dan rentan terhadap air, yang digunakan sebagai media tulis, seperti buku, brosur, surat kabar, majalah, dan lain-lain. Karakteristik kertas di ukur berdasarkan berat atau ketebalannya. Berdasarkan beratnya kertas dinyatakan dalam lb3000ft² atau yang sering disebut rim. Di Amerika satu rim dinyatakan dengan 500 lembar kertas ukuran 24 x 36 inchi. Sementara untuk wilayah Eropa dan sebagian negara di Asia lebih umum menyatakan ukuran kertas dalam grammage grm².

2.5.3.2 Bahan Penyusun Kertas

Pada awalnya, bahan dasar untuk membentuk kertas adalah tali-tali tua, benang ataupun perca. Setelah abad ke-19 barulah serat kayu mulai digunakan sebagai bahan dasar pembuatan kertas dan melalui proses secara kimiawi. Bahan baku kertas adalah selulosa yang diproses secara kimia. Bahan ini berasal dari tumbuh-tumbuhan yang menghasilkan selulosa sebagai bahan yang menopang tubuh tumbuhan. Serat-serat selulosa ini akan bergabung membentuk lapisan demi lapisan yang disebut kayu. Kayu sendiri terdiri dari 50 selulosa, 30 lignin dan bahan adhesif di lamela tengah, sementara sekitar 20 terdiri atas karbohidrat berupa xylan, resin, dan tanin. Didalam kayu, selulosa tidak hanya disertai dengan poliosa hemiselulosa dan lignin, tetapi juga terikat erat dengannya. Selulosa merupakan bahan dasar dari banyak produk teknologi kertas, film, serat, aditif, dan sebagainya. Dan untuk memeroleh selulosa dari suatu material kayu harus melalui berbagai proses kimia. Universitas Sumatera Utara 31 Selulosa terdiri atas beberapa jenis, diantaranya adalah selulosa murni yang terdapat pada kapas, lalu selulosa alam yang terdapat pada kayu. Sementara selulosa yang digunakan untuk membuat kertas adalah selulosa teknikkomersial, yang lazim disebut pulp.

2.5.3.3 Proses Pembuatan Kertas

Awal dari pembuatan kertas adalah pengelupasan kulit kayu dari kayu gelondongan. Setelah itu kulit tersebut digilas agar rata serta dicampur dengan bahan kimia sehingga kulit kayu berubah menjadi serat. Lalu serat ditambahkan air serta dicampur untuk mencampurkan serat-serat tersebut menjadi satu kumpulan. Bubur serat dari kulit kayu akan dimasukkan kedalam mesin agar disaring airnya. Serat kulit kayu yang telah disaring masih akan mengandung 80 air, maka tahap selanjutnya adalah serat kayu ditekan menggunakan mesin penekan. Akibat penekanan ini serat kayu akan semakin lekat dan membentuk lembaran. Lembaran ini akan kembali ditekan dengan mesin penekan yang panas sehingga lembaran-lembaran kertas dapat terbentuk Gambar 2.4 Proses pembuatan kertas di pabrik PPLH, 2007 Universitas Sumatera Utara 32 Kertas yang akan digunakan sebagai bahan campuran papercrete adalah kertas yang telah diproses menjadi bubur kertas lalu dikeringkan kembali ke dalam bentuk bubuk-bubuk kertas, dengan ukuran 4,76 mm Surya Bermansyah, dkk, 2011.

2.5.3.4 Bubur Kertas Sebagai Agregat Campuran Beton Ringan

Penggunaan kertas pada masa sekarang ini telah memberikan dampak yang cukup besar bagi kerusakan lingkungan. Seperti diketahui sebelumnya bahwa bahan utama dalam pembuatan kertas adalah serat selulosa yang diperoleh dari kayu, maka secara tidak langsung penggunaan kertas yang terlalu berlebihan akan berdampak langsung terhadap kerusakan hutan. Selain itu sampah yang ditimbulkan dari kertas ini juga turut menambah dampak negatif dari penggunaan kertas secara berlebihan. Ori Yani Yunilda, dkk 2010 menyatakan total timbunan sampah domestik di Kota Medan pada tahun 2008 mencapai 1.369,9 tonhari atau 5.479,6 m3. Timbunan sampah yang terdapat di Kota Medan terdiri dari sampah organik dan anorganik. Persentasi perbandingan antara sampah organik dengan sampah anorganik adalah 48,2 : 51,8 atau 1:1,07. Sementara volume sampah kertas yang dihasilkan oleh Kota Medan pada tahun 2005 adalah 17,5 dari sampah organik. Sehingga diperoleh angka volume sampah kertas yang dihasilkan di Kota Medan adalah 11,6 tontahun. Angka ini dinominasi oleh sampah kertas kardus, HVS, buku tulis, koran, dan dupleks. Universitas Sumatera Utara 33 No. Jenis Kertas Bekas Rata-rata Pengumpulan Per Tahun kg Rata-rata Pengumpulan Per Bulan kg 1 Kardus 23.237,06 1.936,42 2 HVS 17.727,18 1.477,26 3 Buku Tulis 1.741,32 145,11 4 Koran 20.115,00 1.676,25 5 Dupleks 15.896,74 1.324,73 Ditinjau dari segi produksi, satu ton produksi kertas butuh sekitar 4 hektar hutan dengan hasil kayu 20 m³ per herktar. Maka pemanfaatan sampah kertas merupakan salah satu cara menanggulangi dampak negatif volume sampah kertas terhadap lingkungan. Kertas dimanfaatkan sebagai agregat campuran beton dimaksudkan untuk memperoleh beton dengan berat jenis ringan, sehingga mengurangi beban mati dead load yang ditimbulkan oleh beton itu sendiri. Kertas yang digunakan dilebur menjadi bubur kertas, sehingga sedemikian rupa mendekati ukuran agregat halus. Bubur kertas memiliki beberapa senyawa oksida seperti Silikon Dioksida SiO2, Alumunium Oksida Al2O3, Magnesium Oksida MgO, Kalsium Oksida CaO, Ferri Oksida Fe2O3, dimana oksida-oksida tersebut merupakan bahan dasar untuk membuat produk klinker semen seperti Tricalsium Silicate = C3S 3CaO.AL2O3 dan Tetracalsium Aluminate Ferrit = C4AF 4CaO.Al2.Fe2O3. Senyawa yang paling dominan di dalam limbah adalah Tabel 2.4 Rata-rata jumlah sampah kertas kota Medan tahun 2005 Ori Yani Yunilda, dkk 2010 Universitas Sumatera Utara 34 Kalsium Oksida CaO sebesar 56,38, air H2O 16,11, Sulfur Trioksida SO3 11,26, serta beberapa unsur lain Ray, dkk, dalam Bermansyah S, dkk 2011.

2.5.4 Air

Air diperlukan pada pembuatan beton untuk memicu proses kimiawi semen, membasahi agregat dan memberikan kemudahan dalam pekerjaan beton. Secara umum air yang digunakan untuk campuran beton adalah beton yang dapat diminum. Air yang mengandung senyawa – senyawa berbahaya, yang tercemar garam, minyak gula, atau bahan kimia lainnya, bila dipakai dalam campuran beton akan menurunkan kualitas beton. Air yang digunakan untuk pembuatan beton dipengaruhi oleh faktor – faktor berikut : a. Ukuran agregat maksimum Diameter membesar menjadikan kebutuhan air menurun begitu pula jumlah mortar yang dibutuhkan menjadi lebih sedikit. b. Bentuk butir Butiran yang bulat menjadikan kebutuhan air menurun batu pecah perlu lebih banyak air. c. Gradasi agregat Gradasi distribusi ukuran butiran baik menjadikan kebutuhan air menurun untuk kelecakan yang sama. Universitas Sumatera Utara 35 d. Kotoran dalam agregat Makin banyak lanau, tanah liat, dan lumpur maka kebutuhan air meningkat. e. Perbandingan agregat halus dan kasar Agregat halus lebih sedikit maka kebutuhan air menurun.

2.5.5 Bahan Tambah Admixture

2.5.5.1 Umum

Bahan tambah admixture adalah bahan yang ditambahkan kedalam campuran beton, baik ketika proses pencampuran maupun sebelum pencampuran dengan tujuan untuk meningkatkan sifat mekanis maupun sifat fisis beton dalam kondisi beton segar atau beton keras, atau di dua kondisi tersebut Neil Jackson dan Ravindra K.D, 1996. Bahan tambah ini dapat berupa cairan ataupun padatan, dengan spesifikasi tertentu untuk mendapatkan tujuan yang diinginkan pada material beton. Secara umum jenis bahan tambah terbagi atas dua, yaitu bahan kimia pembantu dan bahan mineral pembantu Antoni dan Paul Nugraha, 2007. Jenis bahan kimia pembantu adalah bahan yang melalui proses pabrikasi secara detail dengan tujuan tertentu, sementara bahan mineral tambahan adalah bahan-bahan di alam yang dapat memberikan nilai lebih pada material beton. Keuntungan penggunaan bahan tambah pada sifat beton, antara lain : a. Pada beton segar fresh concrete  Memperkecil faktor air semen  Mengurangi penggunaan air.  Mengurangi penggunaan semen. Universitas Sumatera Utara 36  Memudahkan dalam pengecoran.  Memudahkan finishing. b. Pada beton keras hardened concrete  Meningkatkan mutu beton  Kedap terhadap air low permeability.  Meningkatkan ketahanan beton durability.  Berat jenis beton meningkatberkurang sesuai kebutuhan.

2.5.5.2 Bahan Kimia Pembantu

Federasi Asosiasi Admixture Beton Eropa dalam Antoni dan Paul Nugraha, 2007, menyebutkan bahwa bahan kimia pembantu adalah material yang ditambahkan selama proses pencampuran beton dalam kualitas tidak lebih dari 5 dari berat semen dari beton untuk mengubah sifat campuran dan keadaan keras. Seperti disebutkan diatas, bahan kimia pembantu merupakan hasil pabrikasi yang memang telah dirancang khusus untuk tujuan tertentu pada beton. Menurut ASTM jenis-jenis bahan kimia pembantu adalah sebagai berikut : a. Jenis A - Water Reducer Bahan tipe ini berfungsi untuk mengurangi pemakaian air pada campuran beton, dengan tujuan untuk memperkecil nilai fas dan mengurangi pemakaian semen. b. Jenis B - Retarder Bahan jenis ini berfungsi untuk memperlambat proses pengikatan semen untuk membentuk campuran beton. Hal ini biasa dilakukan Universitas Sumatera Utara 37 pada kondisi dimana jarak antara pencampuran beton dengan lokasi pengecoran relatif jauh. c. Jenis C - Accelerator Bahan jenis ini digunakan untuk mempercepat pengikatan beton. Jenis ini banyak digunakan pada daerah dengan suhu relatif rendah, sehingga proses hidrasi semen sukar terjadi. d. Jenis D Bahan Jenis ini merupakan gabungan antara bahan Jenis A dan Jenis B. e. Jenis E Bahan Jenis ini merupakan gabungan antara bahan kimia dengan jenis water reducer dan jenis accelerator. f. Jenis F - Superplasticizer Bahan ini adalah jenis yang paling umum digunakan, karena sifatnya mengurangi pemakaian air dan meningkatkan mutu beton. g. Jenis G - Water Reducer High Range Retarder Seperti yang telah disebutkan, bahan jenis ini merupakan gabungan antara bahan jenis A, F, dan B, yang berfingsi untuk mengurangi pemakaian air, meningkatkan mutu beton, dan memperlambat proses pengikatan. Selain jenis diatas ada pula jenis bahan kimia tambah dengan fungsi menambahkan buih udara pada beton untuk mendapatkan beton ringan yang mengembang air entrainment serta membuat beton menjadi kedap air waterproofing. Universitas Sumatera Utara 38

2.5.5.3 Bahan Mineral Pembantu

Bahan mineral pembantu sangat banyak digunakan pada masa sekarang karena jumlahnya yang melimpah di alam serta dapat memberi nilai lebih pada campuran beton, seperti mengurangi efek yang timbul akibat panas hidrasi, mengurangi bleeding, menambah kelecakan beton segar maupun menambah kekuatan tekan beton. Secara umum mineral-mineral pembantu ini bermacam-macam, diantara adalah berikut ini : a. Kerak Tanur Tinggi Ground Granulated Blast Furnace Blast-furnace-slag adalah kerak slag, yaitu bahan sisa dari pengecoran besi dengan media memakai dapur furnace dan proses pembakarannya dibantu dengan udara yang ditiupkan blast. Material slag terbentuk dari campuran kapur, silika dan alumina dengan pembakaran hingga suhu 1600 ⁰C. Campuran ini setelah didinginkan akan membentuk kristal-kristal yang dapat digunakan sebagai campuran semen, setelah melalui proses penggilingan hingga halus. b. Uap Silika Silika Fume Uap silika yang telah terpadatkan Condensed Silica Fume, CSF merupakan limbah hasil sisa produksi silikon metal dan ferrosilikon pada pada pabrik pembuatan mikrochip untuk komputer. Terdiri atas beberapa jenis, namun yang bisa dipakai untuk campuran beton adalah SF yang mengandung lebih dari 75 silikon. Secara umum, SF mengandung SiO 2 86-96, dengan ukuran lebih kecil seratus kali lipat dari fly ash rata-rata 0,1-0,2 micometer. Universitas Sumatera Utara 39 c. Abu Kuliat Gabah Rice Husk Ash Abu kulit gabah atau sering disebut abu sekam padi adalah proses sisa pembakaran gabah kering padi. Jumlah produksi gabah yang lumayan besar 100 kg padi menghasilkan 22 kg gabah membuat abu sekam padi memiliki jumlah yang berlimpah di alam. Jika kulit gabah dibakar dalam suhu terjaga 800 ⁰C selama 15 jam akan menghasilkan 25 berat RHA dengan kandungan silika aktif 85-90. RHA ini kemudian digiling halus untuk bisa dijadikan sebagai bahan tambah pada semen.

2.5.6 Abu Terbang Fly Ash

2.5.6.1 Umum

Abu terbang merupakan limbah padat hasil dari proses pembakaran di dalam furnace pada PLTU yang kemudian terbawa keluar oleh sisa-sisa pembakaran serta di tangkap dengan mengunakan elektrostatic precipitator. Fly ash adalah bahan limbah dari pembakaran batu bara, yang dikategorikan sebagai limbah B3 . PP No. 85 tahun 1999 tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun. Gambar 2.5 Abu Terbang fly ash Universitas Sumatera Utara 40 Fly ash merupakan residu mineral dalam butir halus yang dihasilkan dari pembakaran batu bara yang dihaluskan pada suatu pusat pembangkit listrik. Fly ash terdiri dari bahan inorganik yang terdapat di dalam batu bara yang telah mengalami fusi selama pembakarannya. Bahan ini memadat selama berada di dalam gas-gas buangan dan dikumpulkan menggunakan presipitator elektrostatik. Karena partikel-partikel ini memadat selama tersuspensi di dalam gasgas buangan, partikel-partikel fly ash umumnya berbentuk bulat. Partikel-partikel fly ash yang terkumpul pada presipitator elektrostatik biasanya berukuran silt 0.074 – 0.005 mm. Bahan ini terutama terdiri dari silikon dioksida SiO 2 , aluminium oksida Al 2 O 3 dan besi oksida Fe 2 O 3 . No. Senyawa Kadar 1. Jumlah Oksida SiO2+Fe2O3 Minimum 70 2. SO3 maksimum 5 3. Hilang Pijar maksimum 6 4. Kadar Air maksimum 3 5. Total Alkali dihitung sebagai Na3O maks. 1,5 Tabel 2.5 Komposisi kimia fly ash SNI 03-2460-1991 Universitas Sumatera Utara 41 Bituminous Subbituminous Northern Lignite Southern Lignite SiO ₂, percent 45,9 31,3 44,6 52,9 Al2O3, percent 2,2 22,5 15,5 17,9 Fe2O3, percent 4,7 5 7,7 9 CaO, percent 3,7 28 20,9 9,6 SO3, percent 0,4 2,3 1,5 0,9 MgO, percent 4,3 6,1 1,7 Alkalies, percent 0,2 1,6 0,9 0,6 LOI, percent 3 0,3 0,4 0,4 Air Permeability 403 393 329 256 Finess, m²kg 45 ᶙm sieve 18,2 17 21,6 23,8 retention, percent Density, Mgm³ 2,28 2,7 2,54 2,43

2.5.6.2 Pembagian Kelas Fly Ash

ASTM C.618 mendefinisikan dua kelas fly ash, yaitu:  Kelas C Berikut adalah karakteristik dari fly ash Kelas C : a. Dihasilkan dari pembakaran lignit muda dan batubara sub- bituminus b. Konsentrasi yang lebih tinggi dari alkali dan sulfat c. Berisi lebih dari 20 kapur d. Tidak memerlukan aktivator e. Tidak memerlukan entrainer udara f. Tidak untuk digunakan dalam kondisi sulfat tinggi Tabel 2.6 Komposisi kimia fly ash ACI 232.2R-96, 2002 Universitas Sumatera Utara 42 g. Untuk konstruksi penghunian h. Terbatas untuk kadar abu terbang rendah campuran beton.  Kelas F Berikut adalah karakteristik dari fly ash Kelas F : a. Dihasilkan dari pembakaran lebih keras, lebih tua dan antrasit batubara bituminous. b. Mengandung kurang dari 20 kapur c. Membutuhkan penyemenan agen seperti PC, kapur cepat, kapur d. Digunakan dalam kondisi paparan sulfat tinggi e. Penambahan entrainer udara yang dibutuhkan f. Digunakan untuk beton struktural g. Berguna dalam kadar abu terbang tinggi campuran beton Senyawa-senyawa penyusun abu terbang sebenarnya sangat ditentukan oleh mineral-mineral pengotor bawaan yang terdapat pada batu bara itu sendiri yang disebut dengan inherent mineral matter. Mineral pengotor yang terdapat dalam batu bara dapat diklasifikasikan menjadi dua yaitu : Bahan abu terbang dapat digunakan sebagai bahan baik untuk pembuatan agregat buatan dalam campuran beton, bahan tambahan paving block, mortar, batako, bahan tambah beton aspal, beton ringan dan sebagainya. Sebagai bahan tambah beton, abu terbang dinilai dapat meningkatkan kualitas beton dalam hal kekuatan, kekedapan air, ketahanan terhadap sulfat dan kemudahan dalam pengerjaan workability beton. Penggunaan abu terbang juga dapat mengurangi penggunaan semen dan sekaligus sebagai bentuk pemanfaatan limbah yang akan membantu menjaga kelestarian lingkungan. Universitas Sumatera Utara 43 Abu terbang secara umum baik digunakan sebagai bahan ikat karena bahan penyusun utamanya adalah silikon dioksida SiO2, alumunium Al2O3 dan Ferrum oksida Fe2O3. Oksida-oksida tersebut akan bereaksi dengan kapur yang dilepaskan semen ketika bereaksi dengan air, sehingga dapat meningkatkan kekuatan beton.

2.5.6.3 Perkembangan Fly Ash di Dunia

Di USA tiga puluh persen dari fly ash didaur ulang untuk membuat beton. Karena sifat pozzolan nya, fly ash dapat digunakan sebagai pengganti sebagian semen Portland concrete. Penggunaan fly ash sebagai bahan pozzolan diakui sedini tahun 1914, meskipun studi penting awal penggunaannya adalah pada tahun 1937 . Sebelum penggunaannya hilang ke Abad Kedelapan, struktur Romawi seperti saluran air atau Pantheon di Roma digunakan abu vulkanik yang memiliki sifat yang mirip dengan fly ash sebagai pozzolan dalam beton mereka. Sebagai pozzolans sangat meningkatkan kekuatan dan daya tahan beton, penggunaan ash merupakan faktor kunci dalam pelestarian mereka. Sebuah perkiraan 43 dari fly ash yang dihasilkan di AS digunakan kembali. 131 juta ton fly ash diproduksi setiap tahunnya dan sekitar 56 juta ton fly ash yang didaur ulang. Daur ulang fly ash ini menghemat sekitar 36.700 acre-ft ruang TPA yang setara dengan kira-kira 28.200 lapangan sepak bola satu kaki dalam. Universitas Sumatera Utara 44

2.6 Perawatan Beton