Penggunaan Slag Pada Beton Dan Pengaruh Kuat Tekannya Terhadap Temperatur
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Beton adalah suatu material yang secara harfiah merupakan bentuk dasar
dari kehidupan sosial modern. Beton adalah campuran antara semen, agregat
halus, agregat kasar, dan air, dengan atau tanpa bahan campuran tambahan yang
membentuk massa padat. Sebagai bahan konstruksi, beton saat ini lebih banyak
digunakan dibandingkan bahan kayu dan bahan lainnya. Bahan kayu sebagian
besar digunakan untuk bekisting dalam pembuatan konstruksi beton. Beton paling
banyak digunakan pada bidang konstruksi karena mempunyai beberapa
keuntungan, antara lain harga relatif murah, bahan - bahannya mudah diperoleh,
awet, dan memiliki kuat tekan yang tinggi.
Bentuk paling umum dari beton adalah beton semen Portland, yang terdiri
dari agregat mineral (biasanya kerikil dan pasir), semen dan air. Penggunaan
beton dan bahan - bahan vulkanik seperti abu pozzolan sebagai pembentuknya
telah dimulai sejak zaman Yunani dan Romawi bahkan mungkin sebelumnya.
Dengan campuran kapur, pozzolan, dan batu apung, bangsa Romawi banyak
membangun infrastruktur seperti akuaduk, bangunan, drainase dan lain-lain.
Pembangunan infrastruktur di dunia saat ini sangat berkembang yang
berfungsi untuk menunjang kelangsungan pelayanan kepada masyarakat. Beton
merupakan bahan yang sangat penting dan banyak digunakan dalam kontruksi di
seluruh
dunia.
Banyaknya
jumlah
penggunaan
beton
dalam
kontruksi
mengakibatkan peningkatan kebutuhan material beton, sehingga memicu
1
penambangan batuan sebagai salah satu bahan pembentuk beton secara besarbesaran. Hal ini menyebabkan turunnya jumlah sumber alam yang tersedia untuk
keperluan pembetonan. Keterbatasan kemampuan alam dalam menyediakan
material pembentuk beton merupakan sebuah persoalan penting yang harus
diperhatikan saat ini. Semakin meluasnya penggunaan beton dan semakin
meningkatnya skala pembangunan menunjukkan semakin banyak kebutuhan
beton di masa yang akan datang. Dalam bidang rekayasa material, para ilmuan
terus melakukan penelitian dan inovasi, termasuk bahan bangunan terutama
komponen struktur.
Perkembangan teknologi beton saat ini telah mengalami kemajuan pesat
dengan adanya bahan tambahan yang dapat mendukung sifat – sifat beton,
menambah dan memperbaiki sifat beton sesuai dengan sifat beton yang
diinginkan. Sifat – sifat beton sangat bervariasi, tergantung pada pemilihan bahan
– bahan dan campuran yang digunakan.
Melihat fenomena di atas, banyak orang yang mulai memanfaatkan limbah
untuk digunakan sebagai bahan campuran beton. Limbah adalah buangan yang
dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik (rumah
tangga). Limbah padat lebih dikenal sebagai sampah, yang seringkali tidak
dikehendaki kehadirannya karena tidak memiliki nilai ekonomis. Bila ditinjau
secara kimiawi, limbah ini terdiri dari bahan kimia senyawa organik dan senyawa
anorganik. Dengan konsentrasi dan kuantitas tertentu, kehadiran limbah dapat
berdampak negatif terhadap lingkungan terutama bagi kesehatan manusia,
sehingga perlu dilakukan penanganan terhadap limbah. Tingkat bahaya keracunan
yang ditimbulkan oleh limbah tergantung pada jenis dan karakteristik limbah.
2
Saat ini karena lapisan ozon semakin menipis, mengakibatkan suhu di
bumi semakin meningkat. Dan bencana yang sering terjadi pada musim kemarau
adalah kebakaran. Kebakaran sebagai salah satu bencana baik pada bangunan
perumahan
maupun
industri,
perlu
semakin
diwaspadai
dalam
setiap
pembangunan sarana dan prasarana. Ditinjau dari jenis bangunan yang terbakar
maka bangunan tempat tinggal menempati urutan pertama dengan jumlah kejadian
62 %, bangunan industri 15 %, pertokoan 11 %, perkantoran 7 % dan lainnya 5 %.
Dimana penyebab utama kebakaran tersebut adalah akibat kelalaian manusia, baik
kelalaian pada tahap perencanaan, pelaksanaan, maupun tahap pemanfaatan.
Terjadinya perubahan temperatur yang cukup tinggi, seperti yang terjadi
pada peristiwa kebakaran akan membawa dampak pada struktur beton. Gejala
yang umum timbul akibat kebakaran pada suatu gedung ialah permukaan struktur
berwarna hitam atau lebih sering kita katakan gosong yang di akibatkan tingginya
temperatur suhu api, hal tersebut akan mempengaruhi kualitas/kekuatan struktur
beton tersebut. Sehingga menyebabkan kekuatan beton menurun dan penggunaan
struktur bangunan tersebut juga akan berkurang (tidak maksimal). Akan tetapi
kekuatan struktur bangunan beton pasca kebakaran juga ditentukan oleh durasi
waktu yang diterima bangunan terhadap api pada saat terbakar.
Maka dari itu timbul pemikiran untuk menggunakan tahi besi yang
merupakan limbah industri sebagai bahan campuran beton dan melihat bagaimana
pengaruhnya jika diberi suhu bakar. Sampai saat ini, pemanfaatan limbah ini
masih relatif rendah, yaitu digunakan sebagai campuran dalam penimbunan.
Penambahan tahi besi ini diharapkan dapat menaikkan kekuatan beton tersebut.
3
1.2.
Maksud dan Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penulisan dalam penelitian untuk tugas akhir ini adalah
sebagai berikut:
1.
Memberikan informasi kepada masyarakat bahwa tahi besi dapat digunakan
kembali dalam membuat beton baru dan dapat mengurangi limbah industri.
2.
1.3.
Mengetahui perilaku mekanik beton yang menggunakan slag.
Batasan Masalah
Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi cakupan / ruang lingkupnya
agar tidak terlalu luas. Batasan masalah meliputi:
1.
Mutu beton yang direncanakan adalah f’c 25 Mpa.
2.
Menggunakan bahan campuran tahi besi yang berasal dari growt sumatera.
3.
Benda uji yang digunakan adalah kubus.
4.
Pencampuran kadar limbah sebanyak 15%, 30%, 45% dari berat pasir.
5.
Perawatan beton dengan cara perendaman dalam air selama 28 hari.
6.
Pengujian mekanik berupa kuat tekan sebelum dan sesudah dibakar.
7.
Suhu bakar yang diberikan adalah 400oC selama 1 jam.
8.
Pembakaran beton dilakukan setelah umur beton lebih dari 28 hari.
1.4.
Metodologi penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah kajian
eksperimen di Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
4
1.
Penyediaan bahan penyusun beton: batu pecah, pasir, semen dan bahan
campuran limbah besi.
2.
3.
Pemeriksaan bahan penyusun beton
•
Analisa ayakan agregat halus dan agregat kasar.
•
Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi agregat halus dan agregat kasar.
•
Pemeriksaan kadar lumpur agregat halus dan agregat kasar.
Mix design (perencanaan campuran)
Penimbangan/penakaran bahan penyusun beton berdasarkan uji karakteristik
f’c 25 Mpa.
4.
Pengujian kuat tekan sebelum dan sesudah dibakar menggunakan benda uji
kubus.
1.5.
Benda uji
Variasi Slag
Fas
Pengujian kuat
Umur
tekan
(hari)
Dimensi (cm)
Total
0%
15%
30%
45%
0.44
5
5
5
5
15 x 15 x 15
Sebelum dibakar
28
20
0.44
5
5
5
5
15 x 15 x 15
Sesudah dibakar
>28
20
f ′ c 25 Mpa =
25 x 10 m/s²
0.83
= 301 kg/cm2 ~ 300 kg/cm2
300 kg/cm2 =
300 x 0.83
10 m/s²
= 24.9 Mpa ~ 25 Mpa
5
1.6.
Manfaat Penelitian
Dari penelitian yang dilakukan diharapkan dapat memberikan beberapa
manfaat bagi perkembangan teknologi beton, antara lain sebagai berikut:
1.
Menjadi bahan pertimbangan bagi perusahaan atau individu untuk
menggunakan limbah besi ini sebagai campuran beton baru.
2.
Penggunaan limbah besi ini dapat menjadi solusi untuk menambah kekuatan
beton baru dari yang direncanakan.
3.
Dapat mengurangi kerusakan lingkungan yang disebabkan oleh limbah besi
ini.
4.
Diharapkan dapat menjadi dasar bagi penanggulangan bangunan yang telah
terbakar.
6
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Beton adalah suatu material yang secara harfiah merupakan bentuk dasar
dari kehidupan sosial modern. Beton adalah campuran antara semen, agregat
halus, agregat kasar, dan air, dengan atau tanpa bahan campuran tambahan yang
membentuk massa padat. Sebagai bahan konstruksi, beton saat ini lebih banyak
digunakan dibandingkan bahan kayu dan bahan lainnya. Bahan kayu sebagian
besar digunakan untuk bekisting dalam pembuatan konstruksi beton. Beton paling
banyak digunakan pada bidang konstruksi karena mempunyai beberapa
keuntungan, antara lain harga relatif murah, bahan - bahannya mudah diperoleh,
awet, dan memiliki kuat tekan yang tinggi.
Bentuk paling umum dari beton adalah beton semen Portland, yang terdiri
dari agregat mineral (biasanya kerikil dan pasir), semen dan air. Penggunaan
beton dan bahan - bahan vulkanik seperti abu pozzolan sebagai pembentuknya
telah dimulai sejak zaman Yunani dan Romawi bahkan mungkin sebelumnya.
Dengan campuran kapur, pozzolan, dan batu apung, bangsa Romawi banyak
membangun infrastruktur seperti akuaduk, bangunan, drainase dan lain-lain.
Pembangunan infrastruktur di dunia saat ini sangat berkembang yang
berfungsi untuk menunjang kelangsungan pelayanan kepada masyarakat. Beton
merupakan bahan yang sangat penting dan banyak digunakan dalam kontruksi di
seluruh
dunia.
Banyaknya
jumlah
penggunaan
beton
dalam
kontruksi
mengakibatkan peningkatan kebutuhan material beton, sehingga memicu
1
penambangan batuan sebagai salah satu bahan pembentuk beton secara besarbesaran. Hal ini menyebabkan turunnya jumlah sumber alam yang tersedia untuk
keperluan pembetonan. Keterbatasan kemampuan alam dalam menyediakan
material pembentuk beton merupakan sebuah persoalan penting yang harus
diperhatikan saat ini. Semakin meluasnya penggunaan beton dan semakin
meningkatnya skala pembangunan menunjukkan semakin banyak kebutuhan
beton di masa yang akan datang. Dalam bidang rekayasa material, para ilmuan
terus melakukan penelitian dan inovasi, termasuk bahan bangunan terutama
komponen struktur.
Perkembangan teknologi beton saat ini telah mengalami kemajuan pesat
dengan adanya bahan tambahan yang dapat mendukung sifat – sifat beton,
menambah dan memperbaiki sifat beton sesuai dengan sifat beton yang
diinginkan. Sifat – sifat beton sangat bervariasi, tergantung pada pemilihan bahan
– bahan dan campuran yang digunakan.
Melihat fenomena di atas, banyak orang yang mulai memanfaatkan limbah
untuk digunakan sebagai bahan campuran beton. Limbah adalah buangan yang
dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik (rumah
tangga). Limbah padat lebih dikenal sebagai sampah, yang seringkali tidak
dikehendaki kehadirannya karena tidak memiliki nilai ekonomis. Bila ditinjau
secara kimiawi, limbah ini terdiri dari bahan kimia senyawa organik dan senyawa
anorganik. Dengan konsentrasi dan kuantitas tertentu, kehadiran limbah dapat
berdampak negatif terhadap lingkungan terutama bagi kesehatan manusia,
sehingga perlu dilakukan penanganan terhadap limbah. Tingkat bahaya keracunan
yang ditimbulkan oleh limbah tergantung pada jenis dan karakteristik limbah.
2
Saat ini karena lapisan ozon semakin menipis, mengakibatkan suhu di
bumi semakin meningkat. Dan bencana yang sering terjadi pada musim kemarau
adalah kebakaran. Kebakaran sebagai salah satu bencana baik pada bangunan
perumahan
maupun
industri,
perlu
semakin
diwaspadai
dalam
setiap
pembangunan sarana dan prasarana. Ditinjau dari jenis bangunan yang terbakar
maka bangunan tempat tinggal menempati urutan pertama dengan jumlah kejadian
62 %, bangunan industri 15 %, pertokoan 11 %, perkantoran 7 % dan lainnya 5 %.
Dimana penyebab utama kebakaran tersebut adalah akibat kelalaian manusia, baik
kelalaian pada tahap perencanaan, pelaksanaan, maupun tahap pemanfaatan.
Terjadinya perubahan temperatur yang cukup tinggi, seperti yang terjadi
pada peristiwa kebakaran akan membawa dampak pada struktur beton. Gejala
yang umum timbul akibat kebakaran pada suatu gedung ialah permukaan struktur
berwarna hitam atau lebih sering kita katakan gosong yang di akibatkan tingginya
temperatur suhu api, hal tersebut akan mempengaruhi kualitas/kekuatan struktur
beton tersebut. Sehingga menyebabkan kekuatan beton menurun dan penggunaan
struktur bangunan tersebut juga akan berkurang (tidak maksimal). Akan tetapi
kekuatan struktur bangunan beton pasca kebakaran juga ditentukan oleh durasi
waktu yang diterima bangunan terhadap api pada saat terbakar.
Maka dari itu timbul pemikiran untuk menggunakan tahi besi yang
merupakan limbah industri sebagai bahan campuran beton dan melihat bagaimana
pengaruhnya jika diberi suhu bakar. Sampai saat ini, pemanfaatan limbah ini
masih relatif rendah, yaitu digunakan sebagai campuran dalam penimbunan.
Penambahan tahi besi ini diharapkan dapat menaikkan kekuatan beton tersebut.
3
1.2.
Maksud dan Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penulisan dalam penelitian untuk tugas akhir ini adalah
sebagai berikut:
1.
Memberikan informasi kepada masyarakat bahwa tahi besi dapat digunakan
kembali dalam membuat beton baru dan dapat mengurangi limbah industri.
2.
1.3.
Mengetahui perilaku mekanik beton yang menggunakan slag.
Batasan Masalah
Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi cakupan / ruang lingkupnya
agar tidak terlalu luas. Batasan masalah meliputi:
1.
Mutu beton yang direncanakan adalah f’c 25 Mpa.
2.
Menggunakan bahan campuran tahi besi yang berasal dari growt sumatera.
3.
Benda uji yang digunakan adalah kubus.
4.
Pencampuran kadar limbah sebanyak 15%, 30%, 45% dari berat pasir.
5.
Perawatan beton dengan cara perendaman dalam air selama 28 hari.
6.
Pengujian mekanik berupa kuat tekan sebelum dan sesudah dibakar.
7.
Suhu bakar yang diberikan adalah 400oC selama 1 jam.
8.
Pembakaran beton dilakukan setelah umur beton lebih dari 28 hari.
1.4.
Metodologi penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah kajian
eksperimen di Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
4
1.
Penyediaan bahan penyusun beton: batu pecah, pasir, semen dan bahan
campuran limbah besi.
2.
3.
Pemeriksaan bahan penyusun beton
•
Analisa ayakan agregat halus dan agregat kasar.
•
Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi agregat halus dan agregat kasar.
•
Pemeriksaan kadar lumpur agregat halus dan agregat kasar.
Mix design (perencanaan campuran)
Penimbangan/penakaran bahan penyusun beton berdasarkan uji karakteristik
f’c 25 Mpa.
4.
Pengujian kuat tekan sebelum dan sesudah dibakar menggunakan benda uji
kubus.
1.5.
Benda uji
Variasi Slag
Fas
Pengujian kuat
Umur
tekan
(hari)
Dimensi (cm)
Total
0%
15%
30%
45%
0.44
5
5
5
5
15 x 15 x 15
Sebelum dibakar
28
20
0.44
5
5
5
5
15 x 15 x 15
Sesudah dibakar
>28
20
f ′ c 25 Mpa =
25 x 10 m/s²
0.83
= 301 kg/cm2 ~ 300 kg/cm2
300 kg/cm2 =
300 x 0.83
10 m/s²
= 24.9 Mpa ~ 25 Mpa
5
1.6.
Manfaat Penelitian
Dari penelitian yang dilakukan diharapkan dapat memberikan beberapa
manfaat bagi perkembangan teknologi beton, antara lain sebagai berikut:
1.
Menjadi bahan pertimbangan bagi perusahaan atau individu untuk
menggunakan limbah besi ini sebagai campuran beton baru.
2.
Penggunaan limbah besi ini dapat menjadi solusi untuk menambah kekuatan
beton baru dari yang direncanakan.
3.
Dapat mengurangi kerusakan lingkungan yang disebabkan oleh limbah besi
ini.
4.
Diharapkan dapat menjadi dasar bagi penanggulangan bangunan yang telah
terbakar.
6