Jurnal Teknik Sipil Unika Soegijapranata DOC 17105 17996 1 PB
PENGARUH COPPER SLAG SEBAGAI CEMENTITIOUS
TERHADAP KUAT TEKAN BETON
Wahyu Kartini
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jatim
email : wahyukartini@yahoo.com
ABSTRAK
Limbah industri peleburan tembaga adalah copper slag, sebagian besar mengandung oksida besi dan
silikat, berbentuk pipih dan runcing (tajam). Dapat digunakan sebagai pengganti agregat halus karena
mempunyai sifat kimia yang stabil dan sifat fisik yang hampir sama dengan pasir. Dalam penelitian ini
akan diteliti apakah copper slag dapat memberikan dampak yang positif sebagai pengganti sebagian
semen (cementitious).
Sebagai cementitious, material dari copper slag harus dihaluskan terlebih dahulu karena semakin halus
terak tembaga semakin bagus kontribusinya bagi peningkatan mutu beton. Variasi penambahan copper
slag adalah 0%,10%,20%, dan 30% dari kebutuhan semen dengan menggunakan FAS 0,55 untuk beton
mutu normal dan FAS 0,35 untuk beton mutu tinggi. Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa copper
slag sebagai cementitious dapat memberikan dampak yang positif pada beton mutu tinggi, yaitu dengan
variasi 20% copper slag terjadi peningkatan kuat tekan yang optimum (10,48%) dibandingkan beton
tanpa menggunakan variasi copper slag, namun pada beton mutu normal mengalami penurunan kuat
tekan rata-rata sebesar 29,6% apabila menggunakan variasi copper slag.
Kata kunci:
copper slag (CS), cementitious, faktor air semen (FAS), kuat tekan
PENDAHULUAN
fisiknya hampir sama dengan pasir alami.
Semakin meluasnya penggunaan
Selama ini copper slag banyak digunakan
beton dan makin meningkatnya skala
sebagai pengganti agregat halus, dari
pembangunan menunjukkan juga semakin
penelitian yang sudah dilakukan (Aulia,
banyak kebutuhan beton di masa yang akan
1999) mengenai pemakaian copper slag
datang,
mempengaruhi
sebagai pengganti agregat halus pada
perkembangan teknologi beton dimana
komposisi 40% dari kebutuhan pasir yang
akan
dipakai terjadi peningkatan kuat tekan
sehingga
menuntut
inovasi-inovasi
baru
mengenai beton itu sendiri.
sebesar 10%. Pada penelitian ini copper
Melihat fenomena di atas, banyak
slag dicoba sebagai pengganti sebagian
orang mencoba memanfaatkan limbah-
semen (cementitious) untuk melihat apakah
limbah industri untuk digunakan dalam
dapat memberikan dampak yang positif
campuran beton. Salah satunya adalah
pada kuat tekan beton. Sebelumnya copper
copper
peleburan
runcing
slag,
yaitu
tembaga,
(tajam)
dan
limbah
industri
slag
berbentuk
butiran
butirannya menyerupai semen.
sebagian
dihaluskan terlebih dahulu, hingga
Semakin
besar
halus terak tembaga maka semakin bagus
mengandung oksida besi dan silikat serta
kontribusinya bagi peningkatan mutu beton
memiliki sifat kimia yang stabil dan sifat
karena
luas
permukaan
agregat
yang
diselimuti akan semakin besar. Dengan
Aulia (1999) mengenai pemakaian copper
porositas
dan
slag sebagai pengganti agregat halus pada
kekedapan yang tinggi dapat menjadi alasan
komposisi 40% dari kebutuhan pasir yang
bahwa copper slag dapat digunakan untuk
dipakai terjadi peningkatan kuat tekan
meningkatkan mutu beton.
sebesar
yang
kecil,
kekerasan,
Tujuan dari penelitian ini adalah
10%.
dipakai
penambahan
dihaluskan
slag
sebagai
slag
sebagai
cementitous maka copper slag sebelum
untuk mengetahui prosentase maksimum
copper
Copper
sebagai
pengganti
semen
dahulu,
hingga
terlebih
cementitious terhadap kuat tekan yang
butirannya menyerupai semen. Semakin
optimum pada beton. Selain itu, untuk
halus terak tembaga maka semakin bagus
mengetahui pengaruh copper slag sebagai
kontribusinya bagi peningkatan mutu beton
cementitious terhadap kuat tekan pada
karena
beton mutu normal dan beton mutu tinggi.
diselimuti akan semakin besar.
luas
permukaan
Didalam
TINJAUAN PUSTAKA
selain
proses
menghasilkan
agregat
yang
hidrasi
semen
senyawa
CSH
Kardyono Tjokrodimuljo (1991)
(Calsium Silikat Hidrat), CAH (Calsium
menyatakan bahwa kekuatan, keawetan,
Alumina Hidrat) dan CAF ( Calsium
dan sifat beton yang lain tergantung pada
Aluminoferit) yang bersifat sebagai bahan
sifat-sifat bahan dasar, nilai perbandingan
perekat juga menghasilkan kapur yang
bahan-bahannya, cara pengadukan maupun
bersifat basa. Dengan adanya FeO dan SiO 2
cara pengerjaan selama penuangan adukan
yang cukup tinggi pada copper slag maka
beton, cara pemadatan dan cara perawatan
kapur
selama proses pengerasan.
membentuk CSH, CAH dan CFH yang
yang
timbul
akan
bereaksi
Bentuk dan tekstur permukaan
mempunyai sifat sebagai bahan perekat,
agregat berpengaruh pada kekuatan beton
semakin banyak jumlah perekat maka
dimana bentuk yang runcing mempunyai
semakin tinggi kuat tekan beton.
kemampuan untuk saling mengunci, dan
permukaan
yang
kasar
mempunyai
Copper Slag
koefisien gesek yang tinggi sehingga akan
menghasilkan
kekuatan
yang
tinggi.
Copper slag adalah hasil limbah
industri
peleburan
tembaga,
berbentuk
Gradasi bahan batuan yang heterogen
pipih dan runcing (tajam) dan sebagian
mengurangi volume pori yang ada dan
besar mengandung oksida besi dan silikat
menghasilkan beton yang padat serta
serta mempunyai sifat kimia yang stabil dan
berkekuatan tinggi (Sudarmoko, 1998).
sifat
Dari penelitian yang sudah dilakukan oleh
Beberapa keuntungan penggunaan copper
fisik
yang
sama
dengan
pasir.
slag
dalam
campuaran
beton,
adalah
sebagai berikut : (Lewis, 1982)
maka bleeding meningkat (R.Tixier, A.M.
Arimo and B. Mobasher, 2001).
-
Meningkatkan kekuatan beton.
-
Meningkatkan ketahanan terhadap
Sifat Fisik Copper Slag
sulfat dalam air laut.
-
Mengurangi
panas
Copper slag berbentuk butiran
hidrasi
dan
yang
pipih
dan
runcing
(
tajam
),
memperkecil porositas.
mempunyai sifat kimia yang stabil dan sifat
Adapun kelemahan dari copper
fisik yang hamper sama dengan pasir alami.
slag adalah beton yang dihasilkan akann
Oleh karena itu, copper slag lebih banyak
berwarna kehitam-hitaman dan tidak semua
digunakan sebagai pengganti agregat halus.
daerah mempunyai copper slag sehingga
Namun, copper slag juga bias dimanfaatkan
sulit didapat. Copper slag dapat digunakan
sebagai
sebagai
butirannya
cementitious ) tetapi materialnya harus
harus dihaluskan seperti semen karena
dihaluskan hampir seperti semen agar
semakin halus terak tembaga, semakin
didapatkan hasil yang optimum.
cementitious
tetapi
pengganti
sebagian
semen
(
bagus kontribusinya untuk peningkatan
mutu beton (Harmonis, 2000) Sebelum
Sifat Kimia Copper Slag
digunakan sebagai campuran beton, copper
Berdasarkan
brosur
dari
PT.
slag harus dihaluskan terlebih menyerupai
Smelting, Gresik, Jawa Timur, copper slag
butiran semen. Semakin halus butiran
mempunayai susunan kimia dari prosentase
copper slag akan semakin besar survace
terhadap massanya, adalah sebagai berikut :
area atau luasan permukaan sehingga
copper slag akan semakin reaktif. Pengaruh
copper slag sebagai cementitious pada
Tabel 1. Komposisi Kimia Copper Slag
Komponen
Prosentase
SiO2
30 -36
Al2O3
3–6
CaO
2–7
FeO
45 - 55
beton, antara lain : (ACI Commiteee 233)
Meningkatkan workabilitas,
beton yang
mengandung copper slag menghasilkan
sifat yang lebih baik daripada beton tanpa
copper slag hasil permukaan beton lebih
halus atau rata pada campuran awal (Wood,
Kuat Tekan Beton (f’c)
1981). Mengurangi tingkat bleeding pada
Kuat tekan adalah kemampuan
campuran beton, bila butiran copper slag
beton untuk menerima gaya tekan per
yang digunakan halus menyerupai semen,
satuan
maka bleeding dapat tereduksi. Namun, bila
bertambah dengan naiknya umur beton.
butiran copper slag lebih kasar dari semen,
Biasanya kekuatan tekan rencana beton
luas.
Kekuatan
beton
akan
dihitung pada umur 28 hari. Secara umum
Kuat tekan beton dipengaruhi oleh beberapa
diketahui bahwa semakin tinggi nilai faktor
faktor,
air semennya, maka semakin rendah mutu
kekuatan semen dan kekuatan lekatan
beton.
antara semen dengan agregat.
antara
lain
kekuatan
agregat,
METODE PENELITIAN
START
Persiapan Bahan Campuran
Beton
Analisa Bahan Campuran
Beton
Mix Design (Metode ACI)
FAS : 0.35 ; 0.55
Kadar Copper slag : 0%, 10%,
20%, 30% dari berat semen
Pasir Lumajang
Batu pecah Pasuruan
Trial Mix
Pembuatan Benda Uji Beton
Silinder (15 cm x 30 cm)
Test Kuat Tekan Beton
Umur : 7, 28, dan 56 hari
End
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
Bahan – bahan yang digunakan
Lumajang & batu pecah Pasuruan dengan
dalam penelitian ini dibatasi, untuk Semen
ukuran 5-15 ; 10-25 ( mm ). Untuk
Portland type 1 yang diproduksi PT. Semen
campuran beton, digunakan metode ACI
Gresik, Copper slag, produksi PT. Smelting
dengan pemakaian faktor air semen 0,35
Gresik. Pasir yang dipakai adalah Pasir
untuk beton mutu tinggi direncanakan kuat
tekan ( fc’ = 400 Kg/cm 2 ) dan FAS 0,55
dipakai adalah silinder dengan diameter 15
untuk beton mutu normal, direncanakan
cm dan tinggi 30 cm. perawatan benda uji
kuat tekan ( fc’ = 300 Kg/cm 2 ). Adapun
dengan
variasi copper slag adalah 0%, 10%, 20%,
Pengetesan kuat tekan pada umur 7, 28, dan
dan
56 hari dengan masing – masing 5 buah
30%
dari
kebutuhan
semen,
penambahan superplesticier LN sebesar 1%
perendaman
pada
air
tawar.
benda uji.
untuk beton mutu tinggi. Benda uji yang
Analisa Material
Tabel 2. Standar untuk Analisa Bahan
ANALISA
Analisa saringan pasir /agregat kasar
Analisa berat jenis pasir
Analisa Air Resapan Pasir
Analisa Kebersihan Pasir terhadap
Bahan Organik
Analisa Kelembaban Pasir
Analisa Saringan Batu Pecah
Analisa Berat Jenis Batu Pecah /
Analisa Air Resapan Batu Pecah
Analisa Kelembaban Batu Pecah
Analisa Kebersihan
Terhadap Lumpur
Batu
Pembuatan Adukan Beton
Adapun
STANDAR
(ASTM C 136 – 93)
(ASTM C 128 – 93)
(ASTM C 128 – 93)
(ASTM C 40– 92)
(ASTM C 566 – 89)
(ASTM C 136 – 93)
(ASTM C 127 – 88)
(ASTM C 566 – 89)
Pecah (ASTM C 117-95)
4. Masukkan semen dan copper slag lalu
dalam
masukkan air sesuai ukuran yang
pembuatan campuran beton adalah sebagai
tercantum dalam mix design yang sudah
berikut:
disesuaikan dengan kelembaban yang
1. Menyiapkan
semua
urutan
bahan
yang
diperlukan dengan jumlah sesuai mix
design
dengan
koreksi
terhadap
kelembaban masing-masing agregat.
terjadi.
5. Pengadukan beton dilakukan
1,5
menit atau sampai diperoleh campuran
beton yang seragam.
2. Mesin aduk (molen) diisi dengan air
6. Setelah campuran beton sudah seragam,
secukupnya (sekedar membasahi mesin
tuangkan campuran tersebut kedalam
aduk tersebut) lalu airnya dibuang.
silinder ukuran 15 cm X 30cm.
3. Agregat kasar dan halus dimasukkan
ke dalam mesin aduk agar tercampur
dengan rata.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Setelah
pengujian
air (C3S + H2O) menghasilkan CSH +
tekan pada masing-masing benda uji pada
Ca(OH)2 dan apabila ditambahkan copper
umur 7, 28 dan 56 hari untuk berbagai
slag akan bereaksi dengan kapur sisa reaksi
variasi
maka
antara semen dengan air (SiO2 + Ca(OH)2)
hasilnya dapat dibuat grafiknya sebagai
sehingga menghasilkan CSH baru. Gambar
berikut :
3 menunjukkan bahwa beton tanpa variasi
yang
dilakukan
sudah
ditentukan,
CS dapat mencapai kuat tekan yang paling
optimum yaitu 400,47 kg/cm2 dikarenakan
Beton Mutu Normal
kemungkinan kadar besi yang terkandung
dalam semen dari hasil reaksi antara semen
dengan air sudah mencapai kadar yang
optimum. Beton yang menggunakan copper
slag akan bereaksi dengan kapur sisa reaksi
antara semen dengan air (SiO2 + Ca(OH)2)
sehingga menambah kadar besi yang
mengakibatkan
Gambar 2. Hasil Kuat Tekan Beton (FAS 0.55)
Gambar 3. Hasil Kuat Tekan Beton (FAS 0.55 )
senyawa
C4AF
yang
terkandung dalam semen menjadi tinggi
sehingga
memperlambat
setting
time.
Dengan keterlambatan tersebut, pori-pori
yang dibentuk oleh air yang tidak ikut
bereaksi
Kuat Tekan Beton Normal ( FAS 0.55 )
Semakin tua umur beton yang
menggunakan
cementitous,
penurunan
copper
maka
kuat
slag
beton
tekan
akan
semakin
besar
meninggalkan rongga-rongga yang dapat
menurunkan kuat tekan beton.
sebagai
mengalami
demikian
Beton Mutu Tinggi
juga
semakin banyak variasi copper slag yang
digunakan. Penurunan kuat tekan yang
terbesar pada umur 7 hari dengan variasi
copper slag 30 %, penurunan yang terjadi
sampai 64,78% dibandingkan beton tanpa
CS. penjelasan ini bisa dilihat pada gambar
2 dan gambar 3.
Reaksi
semen
dengan
dan
Gambar 4. Kuat Tekan Beton Mutu Tinggi
copper slag yang paling efektif dengan
variasi 20 % beton mutu tinggi akan
mengalami kenaikan kuat tekan hingga
10,48 % pada umur 56 hari, terlihat pada
gambar 4 dan 5.
KESIMPULAN
Semakin
Gambar 5. Kuat Tekan Beton Mutu Tinggi
banyak
penggunaan
copper slag kuat tekan semakin turun baik
pada beton mutu normal maupun beton
Kuat tekan beton umur 7 hari
mutu tinggi, penurunan terbesar dengan
%
variasi copper slag 30 % pada umur 7 hari
mengalami kenaikan sebesar 2.92 %,
dengan FAS 0.55 dengan penurunan kuat
sedangkan dengan variasi 20 % mengalami
tekan
penurunan kuat tekan sebesar 13.29 % dan
beton tanpa copper slag.
dengan
variasi
variasi
30
%
copper
penurunan
slag
kuat
10
tekan
sebesar
45,38%
Penggunaan
dibandingkan
copper
slag
yang
paling efektif dengan variasi 20 % beton
mencapai 37.5 %.
Pada umur 28 hari kuat tekan beton
mutu tinggi akan mengalami kenaikan kuat
yang menggunakan variasi copper slag 10
tekan hingga 10,48 % dibandingkan beton
% mengalami kenaikan sebesar 9.32 %,
tanpa copper slag pada umur 56 hari,
untuk penggunaan variasi copper slag 20 %
terlihat pada gambar 4 dan 5. Penggunaan
kuat tekan naik sebesar 6.2 % dan variasi
copper slag lebih efektif digunakan untuk
copper slag 30 % kuat tekan turun sampai
beton mutu tinggi dikarenakan beton
7.2 %.
dengan variasi copper slag 20% dapat
Pada umur 56 hari kuat tekan beton
mencapai kuat tekan yang paling optimum
622,6
kg/cm2
yang menggunakan variasi copper slag 10
yaitu
dengan
kenaikan
% mengalami kenaikan sebesar 1.47 %,
10,48% dibandingkan beton mutu normal
sedangkan penggunaan variasi copper slag
yang mengalami penurunan kuat tekan rata-
20 % kuat tekan naik sampai 10.48% dan
rata sebesar 29,6% apabila menggunakan
variasi copper slag 30 % kuat tekan turun
copper slag.
sebesar 18.9 %.
Semakin
banyak
penggunaan
copper slag kuat tekan semakin turun,
penurunan terbesar dengan variasi copper
slag 30 % pada umur 7 hari. Penggunaan
DAFTAR PUSTAKA
ACI Manual of Concrete Practice Part I –
1996
ACI
Materials
Journal,
“Ground
yang
mengandung
Fly
Ash
Granulated Blast – Furnace Slag as
terhadap Kuat Tekan dan Berat
a
Volume”, Tugas Akhir Sarjana FTSP
Cementitious Constituent in
Concrete”, Vol. 84 No. 4, July –
August 1981.
ACI
Materials
– UPN “Veteran” Jawa Timur.
Aulia Hamzah, “Sifat Fisik dan Mekanik
Journal,
“Guide
for
Beton
Mutu
Tinggi
dengan
Selecting Proportions for High –
Campuran Copper slag”, Tugas
Strength Concrete with Portland
Akhir S - 1, FTSP, ITS, 1999.
Cement and Fly Ash”, Vol. 90 No. 3
– 5, May – June 1993.
Annual
Book
of
ASTM
“Teknologi
Standart,
Destignation C 39a – 93, “Standart
Specification
for
Concrete
Agregat”.
Annual
Book
Tjokrodimulyo
Kardyono,
1992,
Beton”,
Alfiri,
Yogyakarta.
Samekto
Wuryati
dan
Rahmadiyanto
Candra, 2001, “Teknologi Beton”,
Kanisius, Yogyakarta.
of
ASTM
Standart,
Sudarmoko,
1998,
“Sifat-sifat
Beton
Destignation C 78 – 94, “Standart
Segar dan Keras dan Perancangan
Practice for Making and Curing
Campuran
Concrete
Berdasarkan SK-SNI T-15-1991-
Test
Specimen
in
Laboratory”.
Astana
D.
Yulius,
03”,
2000,
Kursus
Adukan
Singkat
Beton
Teknologi
“Pengaruh
Beton, Pusat Antar Universitas Ilmu
Kombinasi Copper Slag dan Pasir
Teknik Universitas Gajah Mada,
Lumajang dalam Campuran Beton
Yogyakarta.
TERHADAP KUAT TEKAN BETON
Wahyu Kartini
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jatim
email : wahyukartini@yahoo.com
ABSTRAK
Limbah industri peleburan tembaga adalah copper slag, sebagian besar mengandung oksida besi dan
silikat, berbentuk pipih dan runcing (tajam). Dapat digunakan sebagai pengganti agregat halus karena
mempunyai sifat kimia yang stabil dan sifat fisik yang hampir sama dengan pasir. Dalam penelitian ini
akan diteliti apakah copper slag dapat memberikan dampak yang positif sebagai pengganti sebagian
semen (cementitious).
Sebagai cementitious, material dari copper slag harus dihaluskan terlebih dahulu karena semakin halus
terak tembaga semakin bagus kontribusinya bagi peningkatan mutu beton. Variasi penambahan copper
slag adalah 0%,10%,20%, dan 30% dari kebutuhan semen dengan menggunakan FAS 0,55 untuk beton
mutu normal dan FAS 0,35 untuk beton mutu tinggi. Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa copper
slag sebagai cementitious dapat memberikan dampak yang positif pada beton mutu tinggi, yaitu dengan
variasi 20% copper slag terjadi peningkatan kuat tekan yang optimum (10,48%) dibandingkan beton
tanpa menggunakan variasi copper slag, namun pada beton mutu normal mengalami penurunan kuat
tekan rata-rata sebesar 29,6% apabila menggunakan variasi copper slag.
Kata kunci:
copper slag (CS), cementitious, faktor air semen (FAS), kuat tekan
PENDAHULUAN
fisiknya hampir sama dengan pasir alami.
Semakin meluasnya penggunaan
Selama ini copper slag banyak digunakan
beton dan makin meningkatnya skala
sebagai pengganti agregat halus, dari
pembangunan menunjukkan juga semakin
penelitian yang sudah dilakukan (Aulia,
banyak kebutuhan beton di masa yang akan
1999) mengenai pemakaian copper slag
datang,
mempengaruhi
sebagai pengganti agregat halus pada
perkembangan teknologi beton dimana
komposisi 40% dari kebutuhan pasir yang
akan
dipakai terjadi peningkatan kuat tekan
sehingga
menuntut
inovasi-inovasi
baru
mengenai beton itu sendiri.
sebesar 10%. Pada penelitian ini copper
Melihat fenomena di atas, banyak
slag dicoba sebagai pengganti sebagian
orang mencoba memanfaatkan limbah-
semen (cementitious) untuk melihat apakah
limbah industri untuk digunakan dalam
dapat memberikan dampak yang positif
campuran beton. Salah satunya adalah
pada kuat tekan beton. Sebelumnya copper
copper
peleburan
runcing
slag,
yaitu
tembaga,
(tajam)
dan
limbah
industri
slag
berbentuk
butiran
butirannya menyerupai semen.
sebagian
dihaluskan terlebih dahulu, hingga
Semakin
besar
halus terak tembaga maka semakin bagus
mengandung oksida besi dan silikat serta
kontribusinya bagi peningkatan mutu beton
memiliki sifat kimia yang stabil dan sifat
karena
luas
permukaan
agregat
yang
diselimuti akan semakin besar. Dengan
Aulia (1999) mengenai pemakaian copper
porositas
dan
slag sebagai pengganti agregat halus pada
kekedapan yang tinggi dapat menjadi alasan
komposisi 40% dari kebutuhan pasir yang
bahwa copper slag dapat digunakan untuk
dipakai terjadi peningkatan kuat tekan
meningkatkan mutu beton.
sebesar
yang
kecil,
kekerasan,
Tujuan dari penelitian ini adalah
10%.
dipakai
penambahan
dihaluskan
slag
sebagai
slag
sebagai
cementitous maka copper slag sebelum
untuk mengetahui prosentase maksimum
copper
Copper
sebagai
pengganti
semen
dahulu,
hingga
terlebih
cementitious terhadap kuat tekan yang
butirannya menyerupai semen. Semakin
optimum pada beton. Selain itu, untuk
halus terak tembaga maka semakin bagus
mengetahui pengaruh copper slag sebagai
kontribusinya bagi peningkatan mutu beton
cementitious terhadap kuat tekan pada
karena
beton mutu normal dan beton mutu tinggi.
diselimuti akan semakin besar.
luas
permukaan
Didalam
TINJAUAN PUSTAKA
selain
proses
menghasilkan
agregat
yang
hidrasi
semen
senyawa
CSH
Kardyono Tjokrodimuljo (1991)
(Calsium Silikat Hidrat), CAH (Calsium
menyatakan bahwa kekuatan, keawetan,
Alumina Hidrat) dan CAF ( Calsium
dan sifat beton yang lain tergantung pada
Aluminoferit) yang bersifat sebagai bahan
sifat-sifat bahan dasar, nilai perbandingan
perekat juga menghasilkan kapur yang
bahan-bahannya, cara pengadukan maupun
bersifat basa. Dengan adanya FeO dan SiO 2
cara pengerjaan selama penuangan adukan
yang cukup tinggi pada copper slag maka
beton, cara pemadatan dan cara perawatan
kapur
selama proses pengerasan.
membentuk CSH, CAH dan CFH yang
yang
timbul
akan
bereaksi
Bentuk dan tekstur permukaan
mempunyai sifat sebagai bahan perekat,
agregat berpengaruh pada kekuatan beton
semakin banyak jumlah perekat maka
dimana bentuk yang runcing mempunyai
semakin tinggi kuat tekan beton.
kemampuan untuk saling mengunci, dan
permukaan
yang
kasar
mempunyai
Copper Slag
koefisien gesek yang tinggi sehingga akan
menghasilkan
kekuatan
yang
tinggi.
Copper slag adalah hasil limbah
industri
peleburan
tembaga,
berbentuk
Gradasi bahan batuan yang heterogen
pipih dan runcing (tajam) dan sebagian
mengurangi volume pori yang ada dan
besar mengandung oksida besi dan silikat
menghasilkan beton yang padat serta
serta mempunyai sifat kimia yang stabil dan
berkekuatan tinggi (Sudarmoko, 1998).
sifat
Dari penelitian yang sudah dilakukan oleh
Beberapa keuntungan penggunaan copper
fisik
yang
sama
dengan
pasir.
slag
dalam
campuaran
beton,
adalah
sebagai berikut : (Lewis, 1982)
maka bleeding meningkat (R.Tixier, A.M.
Arimo and B. Mobasher, 2001).
-
Meningkatkan kekuatan beton.
-
Meningkatkan ketahanan terhadap
Sifat Fisik Copper Slag
sulfat dalam air laut.
-
Mengurangi
panas
Copper slag berbentuk butiran
hidrasi
dan
yang
pipih
dan
runcing
(
tajam
),
memperkecil porositas.
mempunyai sifat kimia yang stabil dan sifat
Adapun kelemahan dari copper
fisik yang hamper sama dengan pasir alami.
slag adalah beton yang dihasilkan akann
Oleh karena itu, copper slag lebih banyak
berwarna kehitam-hitaman dan tidak semua
digunakan sebagai pengganti agregat halus.
daerah mempunyai copper slag sehingga
Namun, copper slag juga bias dimanfaatkan
sulit didapat. Copper slag dapat digunakan
sebagai
sebagai
butirannya
cementitious ) tetapi materialnya harus
harus dihaluskan seperti semen karena
dihaluskan hampir seperti semen agar
semakin halus terak tembaga, semakin
didapatkan hasil yang optimum.
cementitious
tetapi
pengganti
sebagian
semen
(
bagus kontribusinya untuk peningkatan
mutu beton (Harmonis, 2000) Sebelum
Sifat Kimia Copper Slag
digunakan sebagai campuran beton, copper
Berdasarkan
brosur
dari
PT.
slag harus dihaluskan terlebih menyerupai
Smelting, Gresik, Jawa Timur, copper slag
butiran semen. Semakin halus butiran
mempunayai susunan kimia dari prosentase
copper slag akan semakin besar survace
terhadap massanya, adalah sebagai berikut :
area atau luasan permukaan sehingga
copper slag akan semakin reaktif. Pengaruh
copper slag sebagai cementitious pada
Tabel 1. Komposisi Kimia Copper Slag
Komponen
Prosentase
SiO2
30 -36
Al2O3
3–6
CaO
2–7
FeO
45 - 55
beton, antara lain : (ACI Commiteee 233)
Meningkatkan workabilitas,
beton yang
mengandung copper slag menghasilkan
sifat yang lebih baik daripada beton tanpa
copper slag hasil permukaan beton lebih
halus atau rata pada campuran awal (Wood,
Kuat Tekan Beton (f’c)
1981). Mengurangi tingkat bleeding pada
Kuat tekan adalah kemampuan
campuran beton, bila butiran copper slag
beton untuk menerima gaya tekan per
yang digunakan halus menyerupai semen,
satuan
maka bleeding dapat tereduksi. Namun, bila
bertambah dengan naiknya umur beton.
butiran copper slag lebih kasar dari semen,
Biasanya kekuatan tekan rencana beton
luas.
Kekuatan
beton
akan
dihitung pada umur 28 hari. Secara umum
Kuat tekan beton dipengaruhi oleh beberapa
diketahui bahwa semakin tinggi nilai faktor
faktor,
air semennya, maka semakin rendah mutu
kekuatan semen dan kekuatan lekatan
beton.
antara semen dengan agregat.
antara
lain
kekuatan
agregat,
METODE PENELITIAN
START
Persiapan Bahan Campuran
Beton
Analisa Bahan Campuran
Beton
Mix Design (Metode ACI)
FAS : 0.35 ; 0.55
Kadar Copper slag : 0%, 10%,
20%, 30% dari berat semen
Pasir Lumajang
Batu pecah Pasuruan
Trial Mix
Pembuatan Benda Uji Beton
Silinder (15 cm x 30 cm)
Test Kuat Tekan Beton
Umur : 7, 28, dan 56 hari
End
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
Bahan – bahan yang digunakan
Lumajang & batu pecah Pasuruan dengan
dalam penelitian ini dibatasi, untuk Semen
ukuran 5-15 ; 10-25 ( mm ). Untuk
Portland type 1 yang diproduksi PT. Semen
campuran beton, digunakan metode ACI
Gresik, Copper slag, produksi PT. Smelting
dengan pemakaian faktor air semen 0,35
Gresik. Pasir yang dipakai adalah Pasir
untuk beton mutu tinggi direncanakan kuat
tekan ( fc’ = 400 Kg/cm 2 ) dan FAS 0,55
dipakai adalah silinder dengan diameter 15
untuk beton mutu normal, direncanakan
cm dan tinggi 30 cm. perawatan benda uji
kuat tekan ( fc’ = 300 Kg/cm 2 ). Adapun
dengan
variasi copper slag adalah 0%, 10%, 20%,
Pengetesan kuat tekan pada umur 7, 28, dan
dan
56 hari dengan masing – masing 5 buah
30%
dari
kebutuhan
semen,
penambahan superplesticier LN sebesar 1%
perendaman
pada
air
tawar.
benda uji.
untuk beton mutu tinggi. Benda uji yang
Analisa Material
Tabel 2. Standar untuk Analisa Bahan
ANALISA
Analisa saringan pasir /agregat kasar
Analisa berat jenis pasir
Analisa Air Resapan Pasir
Analisa Kebersihan Pasir terhadap
Bahan Organik
Analisa Kelembaban Pasir
Analisa Saringan Batu Pecah
Analisa Berat Jenis Batu Pecah /
Analisa Air Resapan Batu Pecah
Analisa Kelembaban Batu Pecah
Analisa Kebersihan
Terhadap Lumpur
Batu
Pembuatan Adukan Beton
Adapun
STANDAR
(ASTM C 136 – 93)
(ASTM C 128 – 93)
(ASTM C 128 – 93)
(ASTM C 40– 92)
(ASTM C 566 – 89)
(ASTM C 136 – 93)
(ASTM C 127 – 88)
(ASTM C 566 – 89)
Pecah (ASTM C 117-95)
4. Masukkan semen dan copper slag lalu
dalam
masukkan air sesuai ukuran yang
pembuatan campuran beton adalah sebagai
tercantum dalam mix design yang sudah
berikut:
disesuaikan dengan kelembaban yang
1. Menyiapkan
semua
urutan
bahan
yang
diperlukan dengan jumlah sesuai mix
design
dengan
koreksi
terhadap
kelembaban masing-masing agregat.
terjadi.
5. Pengadukan beton dilakukan
1,5
menit atau sampai diperoleh campuran
beton yang seragam.
2. Mesin aduk (molen) diisi dengan air
6. Setelah campuran beton sudah seragam,
secukupnya (sekedar membasahi mesin
tuangkan campuran tersebut kedalam
aduk tersebut) lalu airnya dibuang.
silinder ukuran 15 cm X 30cm.
3. Agregat kasar dan halus dimasukkan
ke dalam mesin aduk agar tercampur
dengan rata.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Setelah
pengujian
air (C3S + H2O) menghasilkan CSH +
tekan pada masing-masing benda uji pada
Ca(OH)2 dan apabila ditambahkan copper
umur 7, 28 dan 56 hari untuk berbagai
slag akan bereaksi dengan kapur sisa reaksi
variasi
maka
antara semen dengan air (SiO2 + Ca(OH)2)
hasilnya dapat dibuat grafiknya sebagai
sehingga menghasilkan CSH baru. Gambar
berikut :
3 menunjukkan bahwa beton tanpa variasi
yang
dilakukan
sudah
ditentukan,
CS dapat mencapai kuat tekan yang paling
optimum yaitu 400,47 kg/cm2 dikarenakan
Beton Mutu Normal
kemungkinan kadar besi yang terkandung
dalam semen dari hasil reaksi antara semen
dengan air sudah mencapai kadar yang
optimum. Beton yang menggunakan copper
slag akan bereaksi dengan kapur sisa reaksi
antara semen dengan air (SiO2 + Ca(OH)2)
sehingga menambah kadar besi yang
mengakibatkan
Gambar 2. Hasil Kuat Tekan Beton (FAS 0.55)
Gambar 3. Hasil Kuat Tekan Beton (FAS 0.55 )
senyawa
C4AF
yang
terkandung dalam semen menjadi tinggi
sehingga
memperlambat
setting
time.
Dengan keterlambatan tersebut, pori-pori
yang dibentuk oleh air yang tidak ikut
bereaksi
Kuat Tekan Beton Normal ( FAS 0.55 )
Semakin tua umur beton yang
menggunakan
cementitous,
penurunan
copper
maka
kuat
slag
beton
tekan
akan
semakin
besar
meninggalkan rongga-rongga yang dapat
menurunkan kuat tekan beton.
sebagai
mengalami
demikian
Beton Mutu Tinggi
juga
semakin banyak variasi copper slag yang
digunakan. Penurunan kuat tekan yang
terbesar pada umur 7 hari dengan variasi
copper slag 30 %, penurunan yang terjadi
sampai 64,78% dibandingkan beton tanpa
CS. penjelasan ini bisa dilihat pada gambar
2 dan gambar 3.
Reaksi
semen
dengan
dan
Gambar 4. Kuat Tekan Beton Mutu Tinggi
copper slag yang paling efektif dengan
variasi 20 % beton mutu tinggi akan
mengalami kenaikan kuat tekan hingga
10,48 % pada umur 56 hari, terlihat pada
gambar 4 dan 5.
KESIMPULAN
Semakin
Gambar 5. Kuat Tekan Beton Mutu Tinggi
banyak
penggunaan
copper slag kuat tekan semakin turun baik
pada beton mutu normal maupun beton
Kuat tekan beton umur 7 hari
mutu tinggi, penurunan terbesar dengan
%
variasi copper slag 30 % pada umur 7 hari
mengalami kenaikan sebesar 2.92 %,
dengan FAS 0.55 dengan penurunan kuat
sedangkan dengan variasi 20 % mengalami
tekan
penurunan kuat tekan sebesar 13.29 % dan
beton tanpa copper slag.
dengan
variasi
variasi
30
%
copper
penurunan
slag
kuat
10
tekan
sebesar
45,38%
Penggunaan
dibandingkan
copper
slag
yang
paling efektif dengan variasi 20 % beton
mencapai 37.5 %.
Pada umur 28 hari kuat tekan beton
mutu tinggi akan mengalami kenaikan kuat
yang menggunakan variasi copper slag 10
tekan hingga 10,48 % dibandingkan beton
% mengalami kenaikan sebesar 9.32 %,
tanpa copper slag pada umur 56 hari,
untuk penggunaan variasi copper slag 20 %
terlihat pada gambar 4 dan 5. Penggunaan
kuat tekan naik sebesar 6.2 % dan variasi
copper slag lebih efektif digunakan untuk
copper slag 30 % kuat tekan turun sampai
beton mutu tinggi dikarenakan beton
7.2 %.
dengan variasi copper slag 20% dapat
Pada umur 56 hari kuat tekan beton
mencapai kuat tekan yang paling optimum
622,6
kg/cm2
yang menggunakan variasi copper slag 10
yaitu
dengan
kenaikan
% mengalami kenaikan sebesar 1.47 %,
10,48% dibandingkan beton mutu normal
sedangkan penggunaan variasi copper slag
yang mengalami penurunan kuat tekan rata-
20 % kuat tekan naik sampai 10.48% dan
rata sebesar 29,6% apabila menggunakan
variasi copper slag 30 % kuat tekan turun
copper slag.
sebesar 18.9 %.
Semakin
banyak
penggunaan
copper slag kuat tekan semakin turun,
penurunan terbesar dengan variasi copper
slag 30 % pada umur 7 hari. Penggunaan
DAFTAR PUSTAKA
ACI Manual of Concrete Practice Part I –
1996
ACI
Materials
Journal,
“Ground
yang
mengandung
Fly
Ash
Granulated Blast – Furnace Slag as
terhadap Kuat Tekan dan Berat
a
Volume”, Tugas Akhir Sarjana FTSP
Cementitious Constituent in
Concrete”, Vol. 84 No. 4, July –
August 1981.
ACI
Materials
– UPN “Veteran” Jawa Timur.
Aulia Hamzah, “Sifat Fisik dan Mekanik
Journal,
“Guide
for
Beton
Mutu
Tinggi
dengan
Selecting Proportions for High –
Campuran Copper slag”, Tugas
Strength Concrete with Portland
Akhir S - 1, FTSP, ITS, 1999.
Cement and Fly Ash”, Vol. 90 No. 3
– 5, May – June 1993.
Annual
Book
of
ASTM
“Teknologi
Standart,
Destignation C 39a – 93, “Standart
Specification
for
Concrete
Agregat”.
Annual
Book
Tjokrodimulyo
Kardyono,
1992,
Beton”,
Alfiri,
Yogyakarta.
Samekto
Wuryati
dan
Rahmadiyanto
Candra, 2001, “Teknologi Beton”,
Kanisius, Yogyakarta.
of
ASTM
Standart,
Sudarmoko,
1998,
“Sifat-sifat
Beton
Destignation C 78 – 94, “Standart
Segar dan Keras dan Perancangan
Practice for Making and Curing
Campuran
Concrete
Berdasarkan SK-SNI T-15-1991-
Test
Specimen
in
Laboratory”.
Astana
D.
Yulius,
03”,
2000,
Kursus
Adukan
Singkat
Beton
Teknologi
“Pengaruh
Beton, Pusat Antar Universitas Ilmu
Kombinasi Copper Slag dan Pasir
Teknik Universitas Gajah Mada,
Lumajang dalam Campuran Beton
Yogyakarta.