Penyelidikan Perilaku Mekanik Material Concrete Foam Diperkuat Serat Tkks Terhadap Kuat Statik Tekan Dan Tarik Dengan Variasi Ukuran Butir Pasir
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Beton merupakan bahan bangunan yang sangat populer digunakan dalam
dunia jasa konstruksi karena beton mudah di bentuk dan tidak akan berubah
bentuk apabila telah mencapai waktu tertentu. Penelitian tentang beton sudah
banyak dilakukan dan akan terus berlanjut sebagai upaya menjawab tuntutan
perkembangan zaman dan kondisi lingkungan. Diketahui bahwa kekuatan beton
banyak dipengaruhi oleh bahan pembentuknya (air, semen dan agregat) sehingga
kontrol kualitas dari bahan-bahan tersebut harus diperhatikan dengan seksama
agar diperoleh beton sesuai dengan yang diinginkan.
Sejalan dengan berkembangnya ilmu konstruksi beton, telah ditemukan
banyak cara/metode dalam pembuatan beton. Saat ini, pembuatan konstruksi
beton ringan semakin meningkat karena penggunaan beton ringan merupakan
material yang aman dan ekonomis. Metode-metode yang sering digunakan dalam
pembuatan beton ringan adalah dengan memasukkan foaming agent kedalam
campuran air, pasir dan semen [1]. Pembentukan pori-pori pada beton membuat
beton tersebut menjadi ringan karena berkurangnya jumlah material yang
digunakan. Selain menambahkan agen busa ke dalam campuran beton,
penambahan agregat ringan seperti fly ash, serbuk gergaji, abu sekam padi,
Styrofoam, dan batu apung juga dapat mengurangi berat jenis beton tersebut.
Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) merupakan limbah Pabrik Kelapa
Sawit (PKS) yang jumlahnya sangat banyak, yaitu 1,9 juta ton berat kering atau
setara dengan 4 juta ton berat basah pertahun. PT. Perkebunan Nusantara II
(PTPN II) menghasilkan limbah TKKS sebanyak 1350 ton pertahun. Pada
umumnya material ini dimanfaatkan sebagai pupuk organik dilahan perkebunan
dengan cara dibakar atau dibuang kembali kelahan tersebut dan dibiarkan
mengalami proses fermentasi secara alami [2].
Adapun beberapa pemanfaatan TKKS dibidang teknologi diantaranya
ialah pemanfaatan serat TKKS sebagai penguat material beton ringan komposit.
Yang mana material tersebut telah dimanfaatkan sebagai produk speed bump,
1
panel akustik, dan batako. Pada produk-produk tersebut ditemukan butiran udara
yang tidak terlalu merata dengan ukuran yang relatif besar (0.03 - 4,12 mm).
Sehingga dari sifat fisik tersebut menghasilkan produk dengan porositas yang
cukup tinggi dan memiliki sifat mekanik yang lemah [3].
Penyebab butiran udara yang tidak terlalu merata dengan ukuran yang
relatif besar disebabkan oleh ukuran butir pasir yang terlalu besar (mesh 10).
Sehingga dibutuhkan studi lebih lanjut mengenai pengaruh ukuran butir pasir
terhadap sifat fisik dan mekanik pada beton busa.
1.2
Rumusan Masalah
Concrete foam adalah satu jenis beton ringan yang menggunakan foam
sebagai agregat ringannya. Pada umumnya concrete foam dibuat dengan cara
pengadukan campuran semen, pasir dan air serta foam yang sudah dibuat dengan
memanfatkan foam generator untuk membuat foam secara terpisah.
Pada tulisan ini, peneliti ingin membuat struktur beton ringan bentuk
spesimen uji beton yang dicampur dengan bahan pembuat busa dan limbah
TKKS. TKKS merupakan limbah akhir dari pengolahan biji kelapa sawit yang
masih kurang dimanfaatkan dan cenderung dibuang begitu saja sebagai limbah
atau dimanfaatkan sebagai pupuk alam dan atau dibakar untuk menghasilkan abu
gosok. Sehingga perlu dikaji kembali pemanfaatan limbah TKKS ini menjadi
salah satu bahan campuran beton ringan untuk meningkatkan daya guna yang
lebih baik.
Pada penelitian ini, akan dilakukan pengamatan pengaruh ukuran butir
pasir terhadap sifat fisik dan mekanik pada beton busa. Spesimen dibuat dengan
variasi butir pasir yang disaring dengan menggunakan ayakan pasir ukuran mesh
10, 20, 30 dan 40.
Pengujian yang akan dilakukan ialah uji tekan statik dan tarik tak langsung
(brazillian test). Uji tekan statik mengacu pada standar uji ASTM C-39, dilakukan
untuk mendapatkan nilai kuat tekan beton ringan sehingga diperoleh informasi
pengaruh besar butir pasir terhadap kuat tekan. Uji tarik tak langsung mengacu
standar SNI 03-2491-2002, dilakukan untuk mendapatkan nilai kuat tarik dengan
modulus elastisitas tarik sehingga diperoleh informasi pengaruh besar butir pasir
terhadap kuat tarik.
2
1.3
Tujuan
1.3.1
Tujuan Umum
Dari uraian latar belakang dan rumusan masalah pada pendahuluan maka
tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan perilaku mekanik
concrete foam dicampur serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) akibat beban
tekan dan tarik statik dengan beberapa variasi ukuran butir pasir.
1.3.2. Tujuan Khusus
Adapun tujuan khusus penelitian ini adalah:
1. Untuk mendapatkan pengaruh besar butir pasir terhadap kuat tekan
pada concrete foam akibat pembebanan statik tekan.
2. Untuk mendapatkan pengaruh besar butir pasir terhadap modulus
elastisitas dan kuat tarik bahan concrete foam dengan pengujian tarik
tak langsung.
1.4
Batasan Permasalahan
1. Bahan beton ringan concrete foam diperkuat serat TKKS dibuat
dengan variasi ukuran butir pasir mesh 10, 20, 30 dan 40 dan diuji
setelah perendeman selama tujuh hari dan pengeringan selama tujuh
hari berikutnya.
2. Standar uji yang digunakan ialah SK SNI 03-2491-19 pada uji tekan
statik, ASTM C-39 pada uji tarik tak langsung.
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah untuk mengetahui perilaku mekanik concrete
foam yang dicampur dengan serat TKKS. Dengan mengetahui perilaku mekanik
dari beberapa komposisi material penyusunnya maka komposisi terbaik akan
dijadikan rekomendasi untuk pembuatan produk. Manfaat lain dari penelitian ini
adalah untuk memanfaatkan limbah tandan kosong kelapa sawit menjadi sebuah
produk yang mempunyai nilai guna lebih tinggi.
1.6
Sistematika Penulisan
Agar penyusunan skripsi ini dapat tersusun secara sistematis dan
mempermudah pembaca memahai tulisan ini, maka dilakukan pembagian bab
berdasarkan isinya. Tulisan ini akan disusun dengan urutan sebagai berikut :
3
BAB I PENDAHULUAN
Berisi tentang latar belakang yang menentukan pengambilan penlitian dan
dilanjutkan dengan rumusan masalah,tujuan penelitian, manfaat penelitian,
batasan masalah, metode penelitian dan sistematika penulisan skripsi ini.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini menjelaskan tentang ulasan teori-teori yang berhubungan
dengan penelitian skripsi ini baik dari teori dasar maupun teori penunjang lainnya.
BAB III METODOLOGI
Di dalam bab ini membahas tentang hal-hal yang ditujukan untuk
mencapai tujuan dimana mencakup dalam segi perencanaan dan perhitungan.
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Bab ini akan menjelaskan hasil dari yang didapat dari hasil penelitian
meliputi data-data yang sudah ada maupun data-data tambahan.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi tentang kesimpulan dari semua penelitian yang dilakukan
untuk skripsi ini dan saran yang mendukung kedepannya.
DAFTAR PUSTAKA
Berisi seluruh reverensi yang digunakan dalam penelitian untuk
pembuatan tugas akhir ini.
LAMPIRAN
4
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Beton merupakan bahan bangunan yang sangat populer digunakan dalam
dunia jasa konstruksi karena beton mudah di bentuk dan tidak akan berubah
bentuk apabila telah mencapai waktu tertentu. Penelitian tentang beton sudah
banyak dilakukan dan akan terus berlanjut sebagai upaya menjawab tuntutan
perkembangan zaman dan kondisi lingkungan. Diketahui bahwa kekuatan beton
banyak dipengaruhi oleh bahan pembentuknya (air, semen dan agregat) sehingga
kontrol kualitas dari bahan-bahan tersebut harus diperhatikan dengan seksama
agar diperoleh beton sesuai dengan yang diinginkan.
Sejalan dengan berkembangnya ilmu konstruksi beton, telah ditemukan
banyak cara/metode dalam pembuatan beton. Saat ini, pembuatan konstruksi
beton ringan semakin meningkat karena penggunaan beton ringan merupakan
material yang aman dan ekonomis. Metode-metode yang sering digunakan dalam
pembuatan beton ringan adalah dengan memasukkan foaming agent kedalam
campuran air, pasir dan semen [1]. Pembentukan pori-pori pada beton membuat
beton tersebut menjadi ringan karena berkurangnya jumlah material yang
digunakan. Selain menambahkan agen busa ke dalam campuran beton,
penambahan agregat ringan seperti fly ash, serbuk gergaji, abu sekam padi,
Styrofoam, dan batu apung juga dapat mengurangi berat jenis beton tersebut.
Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) merupakan limbah Pabrik Kelapa
Sawit (PKS) yang jumlahnya sangat banyak, yaitu 1,9 juta ton berat kering atau
setara dengan 4 juta ton berat basah pertahun. PT. Perkebunan Nusantara II
(PTPN II) menghasilkan limbah TKKS sebanyak 1350 ton pertahun. Pada
umumnya material ini dimanfaatkan sebagai pupuk organik dilahan perkebunan
dengan cara dibakar atau dibuang kembali kelahan tersebut dan dibiarkan
mengalami proses fermentasi secara alami [2].
Adapun beberapa pemanfaatan TKKS dibidang teknologi diantaranya
ialah pemanfaatan serat TKKS sebagai penguat material beton ringan komposit.
Yang mana material tersebut telah dimanfaatkan sebagai produk speed bump,
1
panel akustik, dan batako. Pada produk-produk tersebut ditemukan butiran udara
yang tidak terlalu merata dengan ukuran yang relatif besar (0.03 - 4,12 mm).
Sehingga dari sifat fisik tersebut menghasilkan produk dengan porositas yang
cukup tinggi dan memiliki sifat mekanik yang lemah [3].
Penyebab butiran udara yang tidak terlalu merata dengan ukuran yang
relatif besar disebabkan oleh ukuran butir pasir yang terlalu besar (mesh 10).
Sehingga dibutuhkan studi lebih lanjut mengenai pengaruh ukuran butir pasir
terhadap sifat fisik dan mekanik pada beton busa.
1.2
Rumusan Masalah
Concrete foam adalah satu jenis beton ringan yang menggunakan foam
sebagai agregat ringannya. Pada umumnya concrete foam dibuat dengan cara
pengadukan campuran semen, pasir dan air serta foam yang sudah dibuat dengan
memanfatkan foam generator untuk membuat foam secara terpisah.
Pada tulisan ini, peneliti ingin membuat struktur beton ringan bentuk
spesimen uji beton yang dicampur dengan bahan pembuat busa dan limbah
TKKS. TKKS merupakan limbah akhir dari pengolahan biji kelapa sawit yang
masih kurang dimanfaatkan dan cenderung dibuang begitu saja sebagai limbah
atau dimanfaatkan sebagai pupuk alam dan atau dibakar untuk menghasilkan abu
gosok. Sehingga perlu dikaji kembali pemanfaatan limbah TKKS ini menjadi
salah satu bahan campuran beton ringan untuk meningkatkan daya guna yang
lebih baik.
Pada penelitian ini, akan dilakukan pengamatan pengaruh ukuran butir
pasir terhadap sifat fisik dan mekanik pada beton busa. Spesimen dibuat dengan
variasi butir pasir yang disaring dengan menggunakan ayakan pasir ukuran mesh
10, 20, 30 dan 40.
Pengujian yang akan dilakukan ialah uji tekan statik dan tarik tak langsung
(brazillian test). Uji tekan statik mengacu pada standar uji ASTM C-39, dilakukan
untuk mendapatkan nilai kuat tekan beton ringan sehingga diperoleh informasi
pengaruh besar butir pasir terhadap kuat tekan. Uji tarik tak langsung mengacu
standar SNI 03-2491-2002, dilakukan untuk mendapatkan nilai kuat tarik dengan
modulus elastisitas tarik sehingga diperoleh informasi pengaruh besar butir pasir
terhadap kuat tarik.
2
1.3
Tujuan
1.3.1
Tujuan Umum
Dari uraian latar belakang dan rumusan masalah pada pendahuluan maka
tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan perilaku mekanik
concrete foam dicampur serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) akibat beban
tekan dan tarik statik dengan beberapa variasi ukuran butir pasir.
1.3.2. Tujuan Khusus
Adapun tujuan khusus penelitian ini adalah:
1. Untuk mendapatkan pengaruh besar butir pasir terhadap kuat tekan
pada concrete foam akibat pembebanan statik tekan.
2. Untuk mendapatkan pengaruh besar butir pasir terhadap modulus
elastisitas dan kuat tarik bahan concrete foam dengan pengujian tarik
tak langsung.
1.4
Batasan Permasalahan
1. Bahan beton ringan concrete foam diperkuat serat TKKS dibuat
dengan variasi ukuran butir pasir mesh 10, 20, 30 dan 40 dan diuji
setelah perendeman selama tujuh hari dan pengeringan selama tujuh
hari berikutnya.
2. Standar uji yang digunakan ialah SK SNI 03-2491-19 pada uji tekan
statik, ASTM C-39 pada uji tarik tak langsung.
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah untuk mengetahui perilaku mekanik concrete
foam yang dicampur dengan serat TKKS. Dengan mengetahui perilaku mekanik
dari beberapa komposisi material penyusunnya maka komposisi terbaik akan
dijadikan rekomendasi untuk pembuatan produk. Manfaat lain dari penelitian ini
adalah untuk memanfaatkan limbah tandan kosong kelapa sawit menjadi sebuah
produk yang mempunyai nilai guna lebih tinggi.
1.6
Sistematika Penulisan
Agar penyusunan skripsi ini dapat tersusun secara sistematis dan
mempermudah pembaca memahai tulisan ini, maka dilakukan pembagian bab
berdasarkan isinya. Tulisan ini akan disusun dengan urutan sebagai berikut :
3
BAB I PENDAHULUAN
Berisi tentang latar belakang yang menentukan pengambilan penlitian dan
dilanjutkan dengan rumusan masalah,tujuan penelitian, manfaat penelitian,
batasan masalah, metode penelitian dan sistematika penulisan skripsi ini.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini menjelaskan tentang ulasan teori-teori yang berhubungan
dengan penelitian skripsi ini baik dari teori dasar maupun teori penunjang lainnya.
BAB III METODOLOGI
Di dalam bab ini membahas tentang hal-hal yang ditujukan untuk
mencapai tujuan dimana mencakup dalam segi perencanaan dan perhitungan.
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Bab ini akan menjelaskan hasil dari yang didapat dari hasil penelitian
meliputi data-data yang sudah ada maupun data-data tambahan.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi tentang kesimpulan dari semua penelitian yang dilakukan
untuk skripsi ini dan saran yang mendukung kedepannya.
DAFTAR PUSTAKA
Berisi seluruh reverensi yang digunakan dalam penelitian untuk
pembuatan tugas akhir ini.
LAMPIRAN
4