TINJAUAN KUAT TEKAN BATA BETON DENGAN PENAMBAHANLIMBAH GYPSUM PT. PETROKIMIA GRESIK YANG Tinjauan Kuat Tekan Bata Beton Dengan Penambahan Limbah Gypsum Pt. Petrokimia Gresik Yang Menggunakan Agregat Halus Abu Batu.
TINJAUAN KUAT TEKAN BATA BETON DENGAN PENAMBAHAN
LIMBAH GYPSUM PT. PETROKIMIA GRESIK YANG
MENGGUNAKAN AGREGAT HALUS ABU BATU
Naskah Publikasi
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat S1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
ARDHI RAMADHANA SUWARNO
NIM : D 100 100 039
kepada:
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
TINJAUAN KUAT TEKAN BATA BETON DENGAN PENAMBAHAN LIMBAH GYPSUM PT.
PETROKIMIA GRESIK YANG MENGGUNAKAN AGREGAT HALUS ABU BATU
Ardhi Ramadhana Suwarno1)
1)
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, Jl. A. Yani Tromol Pos 1
Pabelan Kartasura Surakarta
e-mail : aku.ardhi@ymail.com
ABSTRAK
Kepala Badan Kependudukan dan Keluarga Berencana Nasional (BKKBN) Fasli Jalal menyampaikan tahun 2013
penduduk Indonesia diperkirakan akan mencapai 250 juta jiwa dengan laju pertumbuhan penduduk 1,49 persen per tahun
(Merdeka.com, 2013). Setidaknya dibutuhkan 750.000 unit rumah per tahun untuk memenuhi laju pertumbuhan penduduk
tersebut. Ini akan berdampak pada keperluan bahan bangunan terutama kebutuhan batu bata akan terus meningkat
jumlahnya di setiap tahun. Dilihat dari pembuatan batu bata bahan baku yakni tanah liat. Jika tanah liat terus menerus
digunakan sebagai bahan baku bata maka tingkat kesuburan tanah berkurang dan tidak ada lagi lahan untuk menanan
tanaman (padi) sebagai pemenuh kebutuhan pangan manusia. Ini akan bertentangan dengan progam pemerintah tentang
pemanfaatan sumber daya alam untuk ketehanan pangan. Perkembangan teknologi industri di Indonesia diikuti pula
dengan permasalahan yang selalu muncul, yaitu masalah limbah. Sebagai contoh pabrik pupuk PT. Petrokimia Gresik
dapat menghasilkan limbah gypsum sebanyak ± 450.000 ton/tahun dan akan berpotensi terjadi pencemaran lingkungan.
Limbah pupuk PT. Petrokimia Gresik tersebut berupa phosphogypsum yang tidak didaur ulang kembali sehingga hanya
menjadi limbah yang dibiarkan begitu saja. Perkembangan teknologi beton saat ini menjadi lebih baik dengan adanya
percobaan–percobaan yang dapat memberikan nilai positif pada hasil perkembangannya dengan memberikan bahan
tambah agar beton mempunyai sifat yang lebih baik. Pada penelitian ini bertujuan untuk mencoba memanfaatkan limbah
limbah pupuk PT. Petrokimia Gresik tersebut berupa phosphogypsum menjadi bahan tambah untuk beton yang
diaplikasikan sebagai bata beton.
Dalam penelitian tugas akhir ini, variasi penambahan limbah gypsum PT. Petrokimia Gresik direncanakan
sebanyak 5%, 10%, 15%, dan 20% dari berat pasir yang direncanakan, setiap variasi 3 benda uji dengan perbandingan
berat semen dan agregat halus 1:5 dengan fas 0,5. Untuk uji kuat tekan menggunakan cetakan silinder dengan dimensi
diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Untuk uji kuat lentur dan uji kuat serap air menggunakan cetakan balok dengan dimensi
panjang 40 cm, lebar 10 cm, tinggi 20cm. Metode perawatan benda uji yang digunakan adalah dengan direndam selama 28
hari.
Hasil dari penelitian ini didapatkan kuat tekan terbesar pada variasi penambahan limbah gypsum 10% yaitu
sebesar 4,73 MPa, dengan kuat lentur dan serapan air pada variasi terseebut yaitu 0,791 Mpa dan 18,94%.
Kata kunci : Bata Beton, Kuat Bahan, Limbah Gypsum
PENDAHULUAN
Kebutuhan masyarakat akan perumahan
tidak pernah surut bahkan selalu meningkat dari
tahun ke tahun. Hal ini dapat terlihat dari kenyataan
bahwa perumahan yang dibuat selalu laku terjual.
Kepala Badan Kependudukan dan Keluarga
Berencana Nasional (BKKBN) Fasli Jalal
menyampaikan tahun 2013 penduduk Indonesia
diperkirakan akan mencapai 250 juta jiwa dengan
laju pertumbuhan penduduk 1,49 persen per tahun
(Merdeka.com, 2013). Setidaknya dibutuhkan
750.000 unit rumah per tahun untuk memenuhi laju
pertumbuhan penduduk tersebut. Ini akan
berdampak pada keperluan bahan bangunan
terutama kebutuhan batu bata akan terus meningkat
jumlahnya di setiap tahun.
Pada umumnya konsumsi bangunan tidak
lepas dari penggunaan batu bata sebagai salah satu
pembentuk konstruksi dinding dalam suatu
pembuatan bangunan. Kebutuhan batu bata yang
semakin meningkat dan kerusakan tanah yang
disebabkan oleh pembuatan batu bata menjadi
masalah di lapangan yang harus segera diatasi.
Karena dilihat dari pembuatannya, bahan baku batu
bata berupa tanah liat. Jika tanah liat yang berada di
area persawahan terus menerus digunakan sebagai
bahan baku bata maka tingkat kesuburan tanah
berkurang dan tidak ada lagi lahan untuk menanam
padi sebagai pemenuh kebutuhan pangan manusia.
Ini akan mengancam kebutuhan pokok manusia
dalam hal ketersediaan pangan.
Perkembangan
teknologi
industri
di
Indonesia diikuti pula dengan permasalahan yang
selalu muncul, yaitu masalah limbah. Sebagai
contoh pabrik pupuk PT. Petrokimia Gresik dapat
menghasilkan limbah gypsum sebanyak ± 450.000
ton/tahun dan akan berpotensi terjadi pencemaran
lingkungan. (Detiknews, 2012). Namun apabila
limbah produksi dapat dimanfaatkan, selain dapat
mengurangi dampak buruk yang ditimbulkan juga
dapat menghasilkan keuntungan. Untuk itu, dengan
optimalisasi pemanfaatan limbah pertanian yang
berupa limbah gypsum ini diharapkan akan
mengurangi limbah yang mencemari lingkungan
dan dapat mengurangi kerusakan lahan pertanian
dari penggunaan bahan baku tanah liat. Maka dari
itu di dalam laporan tugas akhir ini yang mendorong
peneliti mencari alternatif pengganti batu bata untuk
pembuatan dinding bangunan yaitu bata beton
dengan pemanfaatan limbah gypsum PT. Petrokimia
Gresik.
Dengan adanya laporan akhir ini, penyusun
berharap bisa memberikan sumbangsih peneltian yang
bermanfaat bagi masyarakat. Kemudian diharapakan
dapat diterapkan dan diteliti lebih lanjut.
Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Apakah pemanfaatan limbah gypsum PT.
Petrokimia Gresik sebagai bahan tambah pada
pembuatan bata beton dapat digunakan dan dapat
mengurangi jumlah limbah yang mengganggu
kualitas lingkungan.
2. Bagaimanakah kualitas bata beton yang dibuat
dengan penambahan limbah gypsum PT.
Petrokimia Gresik tersebut bermutu sesuai
dengan SNI bata beton
Adapun batas masalah yang dibatasi dalam
penelitian ini adalah :
1. Pelaksanaan penelitian dilakukan di Laboratorium
Bahan Bangunan Program Studi Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
2. Limbah gypsum yang digunakan berasal dari PT.
Petrokimia Gresik Limbah ini masih dalam kondisi
asli dan murni.
3. Semen yang digunakan dalam penelitian ini yaitu
semen Portland tipe PPC.
4. Agregat halus yang digunakan yaitu abu batu (dust)
yang berasal dari industri pemecah batu di daerah
Mojosongo.
5. Bata beton pasaran berasal dari produk usaha
kecil di daerah Mojosongo Surakarta dengan
dimensi 10 x 20 x 40 cm.
6. Air dari Laboratorium Bahan Bangunan Program
Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
7. Perencanaan campuran bata beton dengan
perbandingan berat semen dan agregat halus (abu
batu) = 1 : 5, dan dengan faktor air semen (fas)
sebesar 0,5.
8. Penambahan limbah gypsum PT. Petrokimia Gresik
direncanakan sebanyak 5%, 10%, 15%, dan 20% dari
berat semen yang direncanakan.
9. Dilakukan uji penyerapan air terhadap bata beton
yang memiliki kuat tekan yang optimal dari tiap
prosentase campuran.
10. Pengujian yang dilakukan adalah uji kuat tekan, uji
kuat lentur dan uji serap air dari bata beton pada
umur 28 hari.
Bahan-Bahan Campuran Bata Beton
Bahan-bahan yang digunakan untuk campuran beton
terdiri dari semen, agregat halus, dan bahan tambah
additive. Dalam perencanaan suatu campuran bahanbahan material harus memenuhi syarat.
Bahan campuran beton :
1. Semen Portland Composite Cement
Semen portland adalah semen hidrolis yang
dihasilkan dengan cara menggiling terak semen
Portland terutama yang terdiri atas kalsium silikat
yang bersifat hidrolis dan digiling bersama-sama
dengan bahan tambahan berupa satu atau lebih
bentuk Kristal senyawa kalsium sulfat dan boleh
ditambah dengan bahan tambah lain.
2. Agregat
Mengingat bahwa agregat menempati 70-75%
dari total volume beton maka kualitas agregat sangat
berpengaruh terhadap kualitas beton. Dengan
agregat yang baik, beton dapat dikerjakan
(workable), kuat, tahan lama (durable) dan
ekonomis. Agregat itu dibedakan menjadi 2 macam
yaitu agregat halus dan agregat kasar (ASTM C3386 dalam Subakti,1995)
3. Air
Air merupakan suatu pembentuk campuran
beton untuk memicu suatu reaksi kimia pada semen
dan untuk membasahi agregat dalam suatu campuran
beton serta mempermudah dalam pekerjaan beton.
Syarat umum air yang bisa digunakan untuk
campuran beton antara lain : air harus bersih, tidak
boleh mengandung minyak, asam, alkali, zat organis
atau bahan lainnya yang dapat merusak beton (ACI
318-89:2-2) dalam (Mulyono, 2004:53).
4. Limbah gypsum
Limbah gypsum PT. Petrokimia Gresik, sebagai
bahan utama penyusun bahan pengikat/binder beton
geopolimer. Komposisi kimia dan fasa dari limbah
gypsum Petrokimia tergantung kepada mineralmineral yang berhubungan dengan batubaranya dan
tergantung pula kepada kondisi pembakarannya.
Apabila limbah gypsum Petrokimia yang dipakai
berasal dari industri yang berbeda, maka akan
diperoleh limbah gypsum Petrokimia dengan
komposisi yang berbeda pula, walaupun dengan
jenis mineral yang sama (Swanopoel, 2002). Limbah
gypsum PT. Petrokimia Gresik tersebut berupa
phosporgypsum.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan dengan metode SNI 030349-1989, yaitu dengan mengadakan percobaan di
laboratorium guna mendapatkan hasil yang menjelaskan
bagian-bagian yang diteliti. Benda uji yang digunakan
dalam penelitian ini silinder dengan ukuran 15x30 cm
dan balok dengan ukuran 40x20x10 cm. Dengan rincian
sebagai berikut :
Tabel 1. Rincian benda uji pada perendaman 28 hari
3)
4)
5)
6)
perbandingan berat semen dengan agregat halus
adalah 1 : 5.
Dari nilai rata – rata satuan volume serta
perbandingan volume antara semen dan agregat
halus, maka diperoleh perbandingan nilai berat semen
dan berat agregat halus.
Nilai fas yang digunakan 0,5 berarti perbandingan
berat antara air dan semen adalah 0,5 : 1, jadi dapat
dihitung perbandingan berat air, semen dan agregat
halus.
Perkiraan berat jenis bata beton yang direncanakan =
±1,8 gr/cm2, sehingga berat adukan yang diperlukan
untuk pembuatan benda uji bata beton dapat dihitung.
Kebutuhan bahan untuk tiap proporsi campuran
ditambah 5% dimaksudkan untuk menjaga
kemungkinan
penimbangan.
kekurangan
pada
waktu
Rancangan Campuran Bata Beton
Rancangan mix design digunakan untuk menentukan
proporsi suatu bahan material dalam membuat campuran
bata beton adapun pembuatanya diperlukan 2 cetakan
dengan bentuk yang berbeda, cetakan yang pertama
yakni berbentuk silinder dan cetakan kedua berbentuk
balok.
Tabel 2. Proporsi Campuran Bata Beton Silinder
Perbandingan
semen dan
abu batu
1:5
Variasi
Pasaran
5%
10%
15%
20%
Berat bahan (kg)
Abu
Air
Semen
Batu
0,526
1,315
6,107
0,526
1,315
6,107
0,526
1,315
6,107
0,526
1,315
6,107
Limbah
Gypsum
0,305
0,611
0,916
1,211
Tabel 3. Proporsi Campuran Bata Balok Beton.
Perencanaan Campuran Bata Beton
Campuran dasar dari bata beton terdiri atas dua
bagian, yaitu pasta semen dan agregat. Selain itu juga
mengandung udara dan bahan tambah bila digunakan
untuk menaikkan mutu bata beton. Adapun langkah –
langkah untuk perhitungan rencana campuran adukan
bata beton untuk pembuatan benda uji adalah sebagai
berikut (LPMB, 1989):
1) Berdasarkan pemeriksaan berat satuan, akan
diketahui rata – rata berat satuan volume abu batu dan
rata – rata berat satuan semen.
2) Perencanaan campuran bata beton pada umumnya
dibuat dengan perbandingan berat 1 semen : (5 – 12)
pasir atau kerikil, tergantung dari kekuatan bata beton
yang dikehendaki. Pada penelitian ini digunakan
Perbandingan
semen dan abu
batu
1:5
Variasi
Pasaran
5%
10%
15%
20%
Berat bahan (kg)
Abu
Air
Semen
Batu
0,794
1,985
9,219
0,794
1,985
9,219
0,794
1,985
9,219
0,794
1,985
9,219
Limbah
Gypsum
0,461
0,922
1,383
1,844
Tahap-Tahap Penelitian
1. Tahap I (Persiapan)
Pada tahap ini semua bahan material dan alat-alat
yang diperlukan harus dipersiapkan terlebih dahulu.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian yang dilakukan dilaboratorium
Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta,
merupakan suatu pencarian data yang mengacu pada
perumusan masalah, yaitu untuk mengetahui bahanbahan material yang digunakan sudah memenuhi syarat
atau tidak dan mengetahui efek dari penambahan limbah
gypsum terhadap mutu dan kuat tekan.
Hasil Pengujian Agregat
Pengujian agregat meliputi kandungan zat organik,
kandungan lumpur, berat jenis, serapan air, dan gradasi.
Tabel 4. Hasil Pengujian Agregat Halus
Jenis pemeriksaan
Kandungan organik
Pemeriksaan SSD
Hasil
pemeriksaan
Standar
SNI
ASTM C 33 – 74a
Coklat Muda SNI 03-2816-1992
No 3
Memenuhi
3.4
SNI 03-2816-1992
< 3,8
Memenuhi
SNI 03-1970-1990
-
Memenuhi
1).
Berat jenis bulk
2.24
2).
Berat jenis SSD
2.38
SNI 03-1970-1990
-
Memenuhi
3).
Berat jenis semu
2.59
SNI 03-1970-1990
-
Memenuhi
Memenuhi
Absortion %
3.52%
SNI 03-1970-1990
< 5%
Kandungan lumpur
2.65%
SNI 03-2816-1992
< 5%
Memenuhi
-
Memenuhi
1,5-3,8
Memenuhi
Modulus halus butir
Daerah IV SNI 03-1968-1990
2.14
-
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Daerah
4 bawah
Daerah
4 atas
hasil uji
UKuran ayakan (mm)
Gambar 1. Grafik hubungan antara ukuran ayakan dengan
presentase lolos komulatif
Dari gambar 1 bahwa agregat masuk pada gradasi 4.
Sehingga agregat halus termasuk pasir halus (Mulyono,
2004).
Hasil Pengujian gypsum
Pemeriksaan
gypsum
dilakukan
untuk
mengetahui kandungan kimia yang terkandung dalam
gypsum dan untuk menetukan jenis klasifikasi gypsum.
Dari hasil pengujian diatas, didapatkan kadar
SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 = 2,47% dan kadar CaO = 52,39%
pada gypsum . Dari kedua hasil diatas menunjukkan
bahwa SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 < 70% dan kadar CaO
>10% sehingga dapat dikategorikan dalam pozolan kelas
C karena memiliki kadar CaO > 10% (Canadian
Standard CSA A-23.5).
Tabel 5. Hasil Pengujian gypsum
Keterangan
Berat jenis
Gradasi abu batu
Persen lolos (%)
2. Tahap II (Pemeriksaan bahan)
Bahan untuk pembuatan campuran beton
dilakukan pengujian. Bahan yang di uji antara lain
semen, agregat halus, air, dan limbah gypsum.
3. Tahap III (Pembuatan rancangan campuran)
Kegiatan pada tahap ini yaitu perencanaan
rancangan campuran.
4. Tahap IV (Pembuatan benda uji)
Setelah sesuai rencana maka semua bahan
dicampur kemudian diaduk hingga rata.
5. Tahap V (Perawatan dan Pengujian)
Benda uji yang sudah dibuat kemudian dilakukan
perawatan dengan cara direndam didalam air selama
28 hari. Setelah dilakukan perawatan kemudian benda
uji dilakukan pengujian yaitu uji kuat tekan.
6. Tahap VI (Analisis Data dan Kesimpulan)
Pada tahap ini data yang diperoleh dari hasil
pengujian lalu dianalisis dan dibahas.
(sumber: hasil penelitian)
Dari tabel diatas dapat disimpulkan bahwa bahanbahan material yang digunakan dalam campuran beton
sudah memenuhi syarat.
Komposisi dalam senyawa gypsum
Berat ( % )
SiO2
Fe2O3
CaO
P2O5
SO3
TiO2
CuO
SrO
Yb2O3
2,4
0,07
52,39
0,85
43,59
0,08
0,03
0,45
0,14
(sumber: hasil penelitian)
Hasil Pengujian Kuat Tekan
1. Kuat tekan
Pada penelitian ini kuat tekan awal diperoleh dari pengujian kuat tekan bata beton rata-rata yang
direndam pada air tawar umur 28 hari.
Tabel 6. Analisis Hasil Uji Kuat Tekan Bata Beton Kubus dan Silinder
Variasi
Limbah
Gypsum
Pasaran
5%
10%
15%
20%
Kuat Tekan
No
Luas Permukaan
(mm²)
A
B
C
A
B
C
A
B
C
A
B
C
A
Beban Maksimum
(N)
(N/mm²)
(MPa)
Konversi
Kubus ke
Silinder (MPa)
40000
44000
38000
62000
70000
73000
82000
85000
84000
20000
29000
30000
18000
4,000
4,400
3,800
3,508
3,961
4,131
4,640
4,810
4,753
1,132
1,641
1,698
1,019
4,000
4,400
3,800
3,508
3,961
4,131
4,640
4,810
4,753
1,132
1,641
1,698
1,019
3,223
3,546
3,062
-
20000
1,132
1,132
-
23000
1,301
1,301
-
10000
17672
17672
17672
B
17672
C
Kuat
Tekan
Rata-rata
(MPa)
3,28
3,87
4,73
1,49
1,15
(sumber : hasil penelitian)
Berdasarkan rata-rata kuat tekan dan variasi gypsum
maka dapat digambarkan grafik sebagai berikut :
5,00
4,73
4,50
Kuat Tekan (MPa)
4,00
3,28
3,87
3,50
3,00
2,50
2,00
1,49
1,50
1,15
1,00
0,50
0,00
Pasaran
5%
10%
15%
20%
Variasi Limbah Gypsum
Gambar 2. Grafik hubungan rata-rata kuat tekan beton
dengan variasi gypsum
Dari data yang diperoleh pada Tabel 6, nilai kuat
tekan bata beton tanpa limbah gypsum rata-rata sebesar
3,28 MPa. Pada bata beton dengan penambahan limbah
gypsum 5% kuat tekan rata-rata sebesar 3,870 MPa, pada
bata beton dengan penambahan limbah gypsum 10%
kuat tekan rata-rata sebesar 4,730 MPa, pada bata beton
dengan penambahan limbah gypsum 15% kuat tekan
rata-rata sebesar 1,490 MPa, pada bata beton dengan
penambahan limbah gypsum 20% kuat tekan rata-rata
sebesar 1,150 MPa.
Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa
penambahan limbah gypsum sebesar 10% dari berat abu
batu dapat menaikkan kuat tekan bata beton rata-rata
sebesar 4,730 MPa.
Hasil Pengujian Kuat Lentur
2. Kuat lentur
Pada penelitian ini kuat lentur awal
diperoleh dari pengujian kuat tekan bata beton
rata-rata yang direndam pada air tawar umur 28
hari.
Tabel 7. Analisis Kuat Lentur Bata Beton
Variasi
Limbah
Gypsum
Pasaran
5%
10%
15%
20%
L
h
b
W
q
P
Kuat Lentur
Maksimal
Kuat
Lentur
Rata-rata
(mm)
(mm)
(mm)
(N)
(N/mm)
(N)
(MPa)
(MPa)
A
400
200
100
138,8
0,139
2000
0,304
B
400
200
100
135,4
0,135
2100
0,319
No
C
400
200
100
135,6
0,136
3000
0,454
A
400
200
100
131,0
0,131
5100
0,769
B
400
200
100
136,0
0,136
5130
0,774
C
400
200
100
132,1
0,132
5110
0,771
A
400
200
100
128,7
0,129
5230
0,789
B
400
200
100
128,5
0,129
5300
0,799
C
400
200
100
121,7
0,122
5210
0,785
A
400
200
100
121,9
0,122
5490
0,827
B
400
200
100
123,6
0,124
5090
0,768
C
400
200
100
120,5
0,121
5300
0,799
A
400
200
100
117,0
0,117
5990
B
400
200
100
114,5
0,115
5370
C
400
200
100
115,0
0,115
5490
0,359
beton tidak terlalu signifkan sehingga tidak terlalu
berpengaruh banyak pada kekuatan struktur bangunan.
Hasil Pengujian Kuat Serap Air
3. Kuat lentur
Pada penelitian ini kuat serap air diperoleh dari
perendaman pada air tawar selama 24 jam. dapat dilihat
pada tabel 8.
Tabel 8. Analisis Kuat Serap Air
0,771
Perbandinga
n semen dan
abu batu
Variasi
Limbah
Gypsum
0,791
Pasaran
0,791
Berat
Batako
jenuh
(gr)
Penyerapan
air (%)
A
14100
15350
8,865
B
13900
14980
7,770
C
14200
15180
6,901
13200
14980
13,485
B
13550
15200
12,177
0,902
C
13320
14990
12,538
0,809
A
12560
14800
17,834
B
12400
14770
19,113
5%
0,846
1:5
0,827
10%
0,798
15%
20%
0,846
C
12220
14650
19,885
A
12340
15200
23,177
B
11890
14870
25,063
C
12090
14900
23,242
A
11850
14890
25,654
B
11760
15270
29,847
C
11450
14950
30,568
Penyerapan
air rata-rata
(%)
7,85
12,73
18,94
23,83
28,69
(sumber : hasil penelitian)
Berdasarkan rata-rata serap air dan variasi beton
maka dapat digambarkan grafik sebagai berikut :
0,359
30,00
Pasaran
5%
10%
15%
Variasi Limbah Gypsum
20%
Gambar 3. Grafik hubungan rata-rata kuat tekan beton
dengan variasi gypsum.
Dari data yang diperoleh pada Tabel 7, nilai kuat
lentur bata beton tanpa limbah gypsum rata-rata sebesar
0,359 MPa. Pada bata beton dengan penambahan limbah
gypsum 5% kuat tekan rata-rata sebesar 0,771 MPa, pada
bata beton dengan penambahan limbah gypsum 10%
kuat tekan rata-rata sebesar 0,791 MPa, pada bata beton
dengan penambahan limbah gypsum 15% kuat tekan
rata-rata sebesar 0,798 MPa, pada bata beton dengan
penambahan limbah gypsum 20% kuat tekan rata-rata
sebesar 0,846 MPa.
Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa
penambahan limbah gypsum dapat menaikkan kuat
lentur bata beton, tetapi besarnya angka kuat lentur bata
Kuat Serap Air (%)
Kuat Lentur (MPa)
0,771
Berat
Batako
kering
(gr)
A
0,798
(sumber : hasil penelitian)
Berdasarkan rata-rata kuat lentur dan variasi
gypsum maka dapat digambarkan grafik sebagai berikut :
0,900
0,800
0,700
0,600
0,500
0,400
0,300
0,200
No
28,69
25,00
23,83
20,00
18,94
15,00
12,73
10,00
7,85
5,00
0,00
Pasaran
5%
10%
15%
20%
Variasi Limbah Gypsum
Gambar 4. Grafik hubungan rata-rata serap air dengan
variasi gypsum.
Dari data yang diperoleh pada Tabel 8, nilai kuat
serap air bata beton tanpa limbah gypsum rata-rata
sebesar 7,85%. Pada bata beton dengan penambahan
limbah gypsum 5% kuat tekan rata-rata sebesar 12,73%,
pada bata beton dengan penambahan limbah gypsum
10% kuat tekan rata-rata sebesar 18,94%, pada bata
beton dengan penambahan limbah gypsum 15% kuat
tekan rata-rata sebesar 23,83%, pada bata beton dengan
penambahan limbah gypsum 20% kuat tekan rata-rata
sebesar 28,69%.
Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa
penambahan limbah gypsum dapat menaikkan kuat serap
air bata beton karena semakin banyak penambahan
gypsum semakin besar daya serap air oleh bahan limbah
gypsum itu sendiri, tetapi besarnya angka serap air bata
beton pada variasi 20% telah melebihi batas ketentuan
SNI bata beton sebesar 25%.
Perbandingan Biaya
4. Perbandingan Biaya
Ditinjau dari jumlah dan harga material yang
dibutuhkan pada penelitian ini, biaya pembuatan bata
beton dengan bahan tambah limbah gypsum dengan bata
beton pasaran dapat dilihat pada tabel 9.
Dari hasil perbandingan analisis perbandingan
biaya pada Tabel 9 antara bata beton pasaran dengan
bata beton menggunakan bahan tambah limbah gypsum,
dapat disimpulkan bata beton pasaran berharga
Rp4000,00 per 1 bata beton dan bata beton yang
mempunyai kuat tekan paling tinggi yaitu bata beton
dengan variasi limbah gypsum sebesar 10% memiliki
harga Rp3763,00 per 1 bata beton. Sehinnga bata beton
variasi limbah gypsum memiliki perbedaan harga lebih
murah sebesar Rp237,00 per 1 bata beton.
Tabel 9. Tabel Analisis Harga
Benda
Uji
Koef
Satuan
Harga
Satuan
(Rp)
-
m³
-
Semen
-
kg
-
Air
-
lt
-
Pekerja
-
Oh
-
Material
Jumlah
Harga
(Rp)
Bata Beton Pasaran
Pasir
40 x 10
20 cm
4.000
Rp
4.000,00
Jumlah Total
per 1 Bata Beton variasi bahan tambah 5 %
m³
Abu Batu
0,0065
40 x 10
20 cm
80000
520
Semen
1,985
kg
1300
2580,5
Air
Limbah
Gypsum
0,794
lt
0
0
480
221,28
Pekerja
0,003
Oh
40000
120
0,0005
Hari
200000
0,461
Sewa Alat
kg
Jumlah Total
per 1 Bata Beton variasi bahan tambah 10 %
m³
Abu Batu
0,0065
40 x 10
20 cm
80000
520
Semen
1,985
kg
1300
2580,5
Air
Limbah
Gypsum
0,794
lt
0
0
480
442,56
Pekerja
0,003
Oh
40000
120
0,0005
Hari
200000
0,922
Sewa Alat
kg
per 1 Bata Beton variasi bahan tambah 15 %
m³
Abu Batu
0,0065
80000
520
Semen
1,985
kg
1300
2580,5
Air
Limbah
Gypsum
0,794
lt
0
0
1,383
Pekerja
Sewa Alat
kg
480
663,84
0,003
Oh
40000
120
0,0005
Hari
200000
100
Rp
3.984,34
Jumlah Total
per 1 Bata Beton variasi bahan tambah 20 %
m³
Abu Batu
0,0065
40 x 10
20 cm
100
Rp
3.763,06
Jumlah Total
40 x 10
20 cm
100
Rp
3.541,78
80000
520
Semen
1,985
kg
1300
2580,5
Air
Limbah
Gypsum
0,794
lt
0
0
480
885,12
Pekerja
0,003
Oh
40000
120
0,0005
Hari
200000
1,844
Sewa Alat
Jumlah Total
kg
100
Rp
4.205,62
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan yang
telah diuraikan pada BAB V, maka diperoleh beberapa
kesimpulan sebagai berikut :
1). Nilai kuat tekan rata-rata bata beton pasaran sebesar
3,280 MPa. Pada penambahan limbah gypsum 5%
mengalami penurunan sebesar 4,914 % sehingga
menjadi 3,87 MPa, pada penambahan limbah
gypsum 10% mengalami kenaikan sebesar 13,953%
sehingga menjadi 4,73 MPa, pada penambahan
limbah gypsum 15% mengalami penurunan drastis
sebesar 63,39% sehingga menjadi 1,49 MPa, pada
penambahan limbah gypsum 20% mengalami
penurunan 71,74% sehingga menjadi 1,15 MPa.
2). Nilai kuat lentur balok rata-rata bata beton pasaran
sebesar 0,359 MPa. Pada penambahan limbah
gypsum 5% mengalami kenaikan sebesar 53,43%
sehingga menjadi 0,771 MPa, pada penambahan
limbah gypsum 10% mengalami kenaikan 56,0%
sehingga menjadi 0,791 MPa, pada penambahan
limbah gypsum 15% mengalami kenaikan 57,49%
sehingga menjadi 0,798 MPa, pada penambahan
limbah gypsum 20% mengalami kenaikan 58,74%
sehingga menjadi 0,846 MPa.
3). Hasil prosentase kuat serap bata beton pasaran
sebesar adalah 7,85%. Pada penambahan limbah
gypsum 5% mengalami kenaikan sebesar 12,73%,
pada penambahan limbah gypsum 10% mengalami
kenaikan 18,94%, pada penambahan limbah gypsum
15% mengalami kenaikan 23,83%, pada
penambahan limbah gypsum 20% mengalami
kenaikan 28,69%.
4). Perbandingan
analisis
biaya
bata
beton
menggunakan variasi limbah gypsum dengan bata
beton pasaran, disimpulkan biaya bata beton variasi
limbah gypsum tidak berbeda jauh dengan bata
beton pasaran tetapi jika dilihat dari segi kekuatan
bata beton menggunakan variasi limbah gypsum
lebih unggul.
5). Limbah gypsum PT Petrokimia Gresik layak atau
dapat dijadikan sebagai bahan tambah dalam
pembuatan bata beton dengan penambahan limbah
maksimal 10% daari berat abu batu.
6). Komposisi optimal dengan campuran semen, abu
batu (dust), limbah gypsum, dan air didapat pada
penambahan variasi limbah gypsum sebanyak 10%
yaitu semen 1,985 kg, abu batu (dust) 9,219 kg,
limbah gypsum 0,922 kg, dan air 0,794 kg.
SARAN
Dari kesimpulan di atas maka dapat dibuat suatu
saran-saran sebagai berikut :
1). Sebelum melakukan penelitian, perlu dikenali sifat
bahan dan peralatannya terlebih dahulu agar hal-hal
di luar spesifikasi bisa diantisipasi dengan baik.
2). Untuk membuat sampel benda uji beton sesuai
spesifikasi yang telah direncanakan sebelumnya,
diperlukan pemahaman yang baik dalam
perencanaan bata beton dan pelaksanaan yang baik
dalam langkah-langkah pembuatan benda uji bata
beton.
3). Perlu diperhatikan cetakan yang akan digunakan
untuk membuat benda uji khususnya pada penelitian
ini karena peneliti hanya menggunakan cetakan
manual, di penelitian selanjutnya diharapkan
menggunakan cetakan mesin dengan sebaik
mungkin agar hasil hassilnya sempurna, karena
pada penelitian ini cetakannya kurang memuaskan.
4). Alat uji kuat tekan Compression Tension Machine
harus benar-benar akurat, atau teruji keakuratannya
untuk menguji benda uji yang mempunyai kuat
tekan rendah, serta pembacaan jarum beban
maksimal harus teliti dan cermat sehingga bisa
mendapatkan nilai kuat tekan bata beton yang
benar-benar akurat
5). Untuk penelitian selanjutnya, perlu dicoba variasi
limbah gypsum yang lebih detail antara 5% sampai
10% dengan harapan mungkin bisa meningkatkan
kuat tekan dan kuat lentur beton ringan.
DAFTAR PUSTAKA
ASTM, 1993. Concrette and Concrette Aggregates,
Annual book of ASTM volume 04.02, USA.
BSN, 1996. Bata Beton (Paving Blok) SNI-03-06911996, Badan Standarisasi Nasional, Jakarta.
BSN, 1989. Bata Beton Untuk Pasangan Dinding SNI03-0349-1989, Badan Standarisasi Nasional,
Jakarta
Cahyorini, D., 2006. Pemanfaatan Limbah Batubara
(bottom ash) Sebagai Bahan Batako, Tugas
Akhir, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik,
Universitas
Muhammadiyah
Surakarta,
Surakarta.
Detiknews, 2012. PT. Petro Kimia Gresik Menghasilkan
Limbah Padat Sebanyak ± 450.000 ton/tahun
Dan Akan Berpotensi Terjadi Pencemaran
Lingkungan., Detikcom, www.detiknews.com.
KLH, 2007. Kebijakan Pendidikan Lingkungan Hidup,
Kementrian Lingkungan Hidup, Jakarta.
Merdeka, 2013. PT. Kepala Badan Kependudukan dan
Keluarga Berencana Nasional (BKKBN) Fasli
Jalal Menyampaikan Tahun 2013 Penduduk
Indonesia Diperkirakan Akan Mencapai 250
Juta Jiwa Dengan Laju Pertumbuha Penduduk
1,49 Persen per Tahun, Merdeka.com,
www.merdeka.com.
Mulyono, T., 2003. Teknologi Beton, Penerbit ANDI,
Yogyakarta.
Murdock, L.J dan Brook, K.M., 1999, Bahan dan
Praktek
Beton,
(alih
bahasa:Stwpanus
Hendarko), Erlangga, Jakarta.
Swanopoel. 2002. Limbah Padat Industri Pupuk.
Tjokrodimuljo, K., 1996. Teknologi Beton, Biro Penerbit
Keluarga Mahasiswa Teknik Sipil, Universitas
Gajah Mada, Yogyakarta.
Wikipedia,
2007.
Gypsum,
id.wikipedia.org/wiki/gypsum.
wikipedia.org.
Wikipedia,
2007.
Abu
Batu,
ms.wikipedia.org/wiki/abubatu.
wikipedia.org.
LIMBAH GYPSUM PT. PETROKIMIA GRESIK YANG
MENGGUNAKAN AGREGAT HALUS ABU BATU
Naskah Publikasi
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat S1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
ARDHI RAMADHANA SUWARNO
NIM : D 100 100 039
kepada:
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
TINJAUAN KUAT TEKAN BATA BETON DENGAN PENAMBAHAN LIMBAH GYPSUM PT.
PETROKIMIA GRESIK YANG MENGGUNAKAN AGREGAT HALUS ABU BATU
Ardhi Ramadhana Suwarno1)
1)
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, Jl. A. Yani Tromol Pos 1
Pabelan Kartasura Surakarta
e-mail : aku.ardhi@ymail.com
ABSTRAK
Kepala Badan Kependudukan dan Keluarga Berencana Nasional (BKKBN) Fasli Jalal menyampaikan tahun 2013
penduduk Indonesia diperkirakan akan mencapai 250 juta jiwa dengan laju pertumbuhan penduduk 1,49 persen per tahun
(Merdeka.com, 2013). Setidaknya dibutuhkan 750.000 unit rumah per tahun untuk memenuhi laju pertumbuhan penduduk
tersebut. Ini akan berdampak pada keperluan bahan bangunan terutama kebutuhan batu bata akan terus meningkat
jumlahnya di setiap tahun. Dilihat dari pembuatan batu bata bahan baku yakni tanah liat. Jika tanah liat terus menerus
digunakan sebagai bahan baku bata maka tingkat kesuburan tanah berkurang dan tidak ada lagi lahan untuk menanan
tanaman (padi) sebagai pemenuh kebutuhan pangan manusia. Ini akan bertentangan dengan progam pemerintah tentang
pemanfaatan sumber daya alam untuk ketehanan pangan. Perkembangan teknologi industri di Indonesia diikuti pula
dengan permasalahan yang selalu muncul, yaitu masalah limbah. Sebagai contoh pabrik pupuk PT. Petrokimia Gresik
dapat menghasilkan limbah gypsum sebanyak ± 450.000 ton/tahun dan akan berpotensi terjadi pencemaran lingkungan.
Limbah pupuk PT. Petrokimia Gresik tersebut berupa phosphogypsum yang tidak didaur ulang kembali sehingga hanya
menjadi limbah yang dibiarkan begitu saja. Perkembangan teknologi beton saat ini menjadi lebih baik dengan adanya
percobaan–percobaan yang dapat memberikan nilai positif pada hasil perkembangannya dengan memberikan bahan
tambah agar beton mempunyai sifat yang lebih baik. Pada penelitian ini bertujuan untuk mencoba memanfaatkan limbah
limbah pupuk PT. Petrokimia Gresik tersebut berupa phosphogypsum menjadi bahan tambah untuk beton yang
diaplikasikan sebagai bata beton.
Dalam penelitian tugas akhir ini, variasi penambahan limbah gypsum PT. Petrokimia Gresik direncanakan
sebanyak 5%, 10%, 15%, dan 20% dari berat pasir yang direncanakan, setiap variasi 3 benda uji dengan perbandingan
berat semen dan agregat halus 1:5 dengan fas 0,5. Untuk uji kuat tekan menggunakan cetakan silinder dengan dimensi
diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Untuk uji kuat lentur dan uji kuat serap air menggunakan cetakan balok dengan dimensi
panjang 40 cm, lebar 10 cm, tinggi 20cm. Metode perawatan benda uji yang digunakan adalah dengan direndam selama 28
hari.
Hasil dari penelitian ini didapatkan kuat tekan terbesar pada variasi penambahan limbah gypsum 10% yaitu
sebesar 4,73 MPa, dengan kuat lentur dan serapan air pada variasi terseebut yaitu 0,791 Mpa dan 18,94%.
Kata kunci : Bata Beton, Kuat Bahan, Limbah Gypsum
PENDAHULUAN
Kebutuhan masyarakat akan perumahan
tidak pernah surut bahkan selalu meningkat dari
tahun ke tahun. Hal ini dapat terlihat dari kenyataan
bahwa perumahan yang dibuat selalu laku terjual.
Kepala Badan Kependudukan dan Keluarga
Berencana Nasional (BKKBN) Fasli Jalal
menyampaikan tahun 2013 penduduk Indonesia
diperkirakan akan mencapai 250 juta jiwa dengan
laju pertumbuhan penduduk 1,49 persen per tahun
(Merdeka.com, 2013). Setidaknya dibutuhkan
750.000 unit rumah per tahun untuk memenuhi laju
pertumbuhan penduduk tersebut. Ini akan
berdampak pada keperluan bahan bangunan
terutama kebutuhan batu bata akan terus meningkat
jumlahnya di setiap tahun.
Pada umumnya konsumsi bangunan tidak
lepas dari penggunaan batu bata sebagai salah satu
pembentuk konstruksi dinding dalam suatu
pembuatan bangunan. Kebutuhan batu bata yang
semakin meningkat dan kerusakan tanah yang
disebabkan oleh pembuatan batu bata menjadi
masalah di lapangan yang harus segera diatasi.
Karena dilihat dari pembuatannya, bahan baku batu
bata berupa tanah liat. Jika tanah liat yang berada di
area persawahan terus menerus digunakan sebagai
bahan baku bata maka tingkat kesuburan tanah
berkurang dan tidak ada lagi lahan untuk menanam
padi sebagai pemenuh kebutuhan pangan manusia.
Ini akan mengancam kebutuhan pokok manusia
dalam hal ketersediaan pangan.
Perkembangan
teknologi
industri
di
Indonesia diikuti pula dengan permasalahan yang
selalu muncul, yaitu masalah limbah. Sebagai
contoh pabrik pupuk PT. Petrokimia Gresik dapat
menghasilkan limbah gypsum sebanyak ± 450.000
ton/tahun dan akan berpotensi terjadi pencemaran
lingkungan. (Detiknews, 2012). Namun apabila
limbah produksi dapat dimanfaatkan, selain dapat
mengurangi dampak buruk yang ditimbulkan juga
dapat menghasilkan keuntungan. Untuk itu, dengan
optimalisasi pemanfaatan limbah pertanian yang
berupa limbah gypsum ini diharapkan akan
mengurangi limbah yang mencemari lingkungan
dan dapat mengurangi kerusakan lahan pertanian
dari penggunaan bahan baku tanah liat. Maka dari
itu di dalam laporan tugas akhir ini yang mendorong
peneliti mencari alternatif pengganti batu bata untuk
pembuatan dinding bangunan yaitu bata beton
dengan pemanfaatan limbah gypsum PT. Petrokimia
Gresik.
Dengan adanya laporan akhir ini, penyusun
berharap bisa memberikan sumbangsih peneltian yang
bermanfaat bagi masyarakat. Kemudian diharapakan
dapat diterapkan dan diteliti lebih lanjut.
Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Apakah pemanfaatan limbah gypsum PT.
Petrokimia Gresik sebagai bahan tambah pada
pembuatan bata beton dapat digunakan dan dapat
mengurangi jumlah limbah yang mengganggu
kualitas lingkungan.
2. Bagaimanakah kualitas bata beton yang dibuat
dengan penambahan limbah gypsum PT.
Petrokimia Gresik tersebut bermutu sesuai
dengan SNI bata beton
Adapun batas masalah yang dibatasi dalam
penelitian ini adalah :
1. Pelaksanaan penelitian dilakukan di Laboratorium
Bahan Bangunan Program Studi Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
2. Limbah gypsum yang digunakan berasal dari PT.
Petrokimia Gresik Limbah ini masih dalam kondisi
asli dan murni.
3. Semen yang digunakan dalam penelitian ini yaitu
semen Portland tipe PPC.
4. Agregat halus yang digunakan yaitu abu batu (dust)
yang berasal dari industri pemecah batu di daerah
Mojosongo.
5. Bata beton pasaran berasal dari produk usaha
kecil di daerah Mojosongo Surakarta dengan
dimensi 10 x 20 x 40 cm.
6. Air dari Laboratorium Bahan Bangunan Program
Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
7. Perencanaan campuran bata beton dengan
perbandingan berat semen dan agregat halus (abu
batu) = 1 : 5, dan dengan faktor air semen (fas)
sebesar 0,5.
8. Penambahan limbah gypsum PT. Petrokimia Gresik
direncanakan sebanyak 5%, 10%, 15%, dan 20% dari
berat semen yang direncanakan.
9. Dilakukan uji penyerapan air terhadap bata beton
yang memiliki kuat tekan yang optimal dari tiap
prosentase campuran.
10. Pengujian yang dilakukan adalah uji kuat tekan, uji
kuat lentur dan uji serap air dari bata beton pada
umur 28 hari.
Bahan-Bahan Campuran Bata Beton
Bahan-bahan yang digunakan untuk campuran beton
terdiri dari semen, agregat halus, dan bahan tambah
additive. Dalam perencanaan suatu campuran bahanbahan material harus memenuhi syarat.
Bahan campuran beton :
1. Semen Portland Composite Cement
Semen portland adalah semen hidrolis yang
dihasilkan dengan cara menggiling terak semen
Portland terutama yang terdiri atas kalsium silikat
yang bersifat hidrolis dan digiling bersama-sama
dengan bahan tambahan berupa satu atau lebih
bentuk Kristal senyawa kalsium sulfat dan boleh
ditambah dengan bahan tambah lain.
2. Agregat
Mengingat bahwa agregat menempati 70-75%
dari total volume beton maka kualitas agregat sangat
berpengaruh terhadap kualitas beton. Dengan
agregat yang baik, beton dapat dikerjakan
(workable), kuat, tahan lama (durable) dan
ekonomis. Agregat itu dibedakan menjadi 2 macam
yaitu agregat halus dan agregat kasar (ASTM C3386 dalam Subakti,1995)
3. Air
Air merupakan suatu pembentuk campuran
beton untuk memicu suatu reaksi kimia pada semen
dan untuk membasahi agregat dalam suatu campuran
beton serta mempermudah dalam pekerjaan beton.
Syarat umum air yang bisa digunakan untuk
campuran beton antara lain : air harus bersih, tidak
boleh mengandung minyak, asam, alkali, zat organis
atau bahan lainnya yang dapat merusak beton (ACI
318-89:2-2) dalam (Mulyono, 2004:53).
4. Limbah gypsum
Limbah gypsum PT. Petrokimia Gresik, sebagai
bahan utama penyusun bahan pengikat/binder beton
geopolimer. Komposisi kimia dan fasa dari limbah
gypsum Petrokimia tergantung kepada mineralmineral yang berhubungan dengan batubaranya dan
tergantung pula kepada kondisi pembakarannya.
Apabila limbah gypsum Petrokimia yang dipakai
berasal dari industri yang berbeda, maka akan
diperoleh limbah gypsum Petrokimia dengan
komposisi yang berbeda pula, walaupun dengan
jenis mineral yang sama (Swanopoel, 2002). Limbah
gypsum PT. Petrokimia Gresik tersebut berupa
phosporgypsum.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan dengan metode SNI 030349-1989, yaitu dengan mengadakan percobaan di
laboratorium guna mendapatkan hasil yang menjelaskan
bagian-bagian yang diteliti. Benda uji yang digunakan
dalam penelitian ini silinder dengan ukuran 15x30 cm
dan balok dengan ukuran 40x20x10 cm. Dengan rincian
sebagai berikut :
Tabel 1. Rincian benda uji pada perendaman 28 hari
3)
4)
5)
6)
perbandingan berat semen dengan agregat halus
adalah 1 : 5.
Dari nilai rata – rata satuan volume serta
perbandingan volume antara semen dan agregat
halus, maka diperoleh perbandingan nilai berat semen
dan berat agregat halus.
Nilai fas yang digunakan 0,5 berarti perbandingan
berat antara air dan semen adalah 0,5 : 1, jadi dapat
dihitung perbandingan berat air, semen dan agregat
halus.
Perkiraan berat jenis bata beton yang direncanakan =
±1,8 gr/cm2, sehingga berat adukan yang diperlukan
untuk pembuatan benda uji bata beton dapat dihitung.
Kebutuhan bahan untuk tiap proporsi campuran
ditambah 5% dimaksudkan untuk menjaga
kemungkinan
penimbangan.
kekurangan
pada
waktu
Rancangan Campuran Bata Beton
Rancangan mix design digunakan untuk menentukan
proporsi suatu bahan material dalam membuat campuran
bata beton adapun pembuatanya diperlukan 2 cetakan
dengan bentuk yang berbeda, cetakan yang pertama
yakni berbentuk silinder dan cetakan kedua berbentuk
balok.
Tabel 2. Proporsi Campuran Bata Beton Silinder
Perbandingan
semen dan
abu batu
1:5
Variasi
Pasaran
5%
10%
15%
20%
Berat bahan (kg)
Abu
Air
Semen
Batu
0,526
1,315
6,107
0,526
1,315
6,107
0,526
1,315
6,107
0,526
1,315
6,107
Limbah
Gypsum
0,305
0,611
0,916
1,211
Tabel 3. Proporsi Campuran Bata Balok Beton.
Perencanaan Campuran Bata Beton
Campuran dasar dari bata beton terdiri atas dua
bagian, yaitu pasta semen dan agregat. Selain itu juga
mengandung udara dan bahan tambah bila digunakan
untuk menaikkan mutu bata beton. Adapun langkah –
langkah untuk perhitungan rencana campuran adukan
bata beton untuk pembuatan benda uji adalah sebagai
berikut (LPMB, 1989):
1) Berdasarkan pemeriksaan berat satuan, akan
diketahui rata – rata berat satuan volume abu batu dan
rata – rata berat satuan semen.
2) Perencanaan campuran bata beton pada umumnya
dibuat dengan perbandingan berat 1 semen : (5 – 12)
pasir atau kerikil, tergantung dari kekuatan bata beton
yang dikehendaki. Pada penelitian ini digunakan
Perbandingan
semen dan abu
batu
1:5
Variasi
Pasaran
5%
10%
15%
20%
Berat bahan (kg)
Abu
Air
Semen
Batu
0,794
1,985
9,219
0,794
1,985
9,219
0,794
1,985
9,219
0,794
1,985
9,219
Limbah
Gypsum
0,461
0,922
1,383
1,844
Tahap-Tahap Penelitian
1. Tahap I (Persiapan)
Pada tahap ini semua bahan material dan alat-alat
yang diperlukan harus dipersiapkan terlebih dahulu.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian yang dilakukan dilaboratorium
Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta,
merupakan suatu pencarian data yang mengacu pada
perumusan masalah, yaitu untuk mengetahui bahanbahan material yang digunakan sudah memenuhi syarat
atau tidak dan mengetahui efek dari penambahan limbah
gypsum terhadap mutu dan kuat tekan.
Hasil Pengujian Agregat
Pengujian agregat meliputi kandungan zat organik,
kandungan lumpur, berat jenis, serapan air, dan gradasi.
Tabel 4. Hasil Pengujian Agregat Halus
Jenis pemeriksaan
Kandungan organik
Pemeriksaan SSD
Hasil
pemeriksaan
Standar
SNI
ASTM C 33 – 74a
Coklat Muda SNI 03-2816-1992
No 3
Memenuhi
3.4
SNI 03-2816-1992
< 3,8
Memenuhi
SNI 03-1970-1990
-
Memenuhi
1).
Berat jenis bulk
2.24
2).
Berat jenis SSD
2.38
SNI 03-1970-1990
-
Memenuhi
3).
Berat jenis semu
2.59
SNI 03-1970-1990
-
Memenuhi
Memenuhi
Absortion %
3.52%
SNI 03-1970-1990
< 5%
Kandungan lumpur
2.65%
SNI 03-2816-1992
< 5%
Memenuhi
-
Memenuhi
1,5-3,8
Memenuhi
Modulus halus butir
Daerah IV SNI 03-1968-1990
2.14
-
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Daerah
4 bawah
Daerah
4 atas
hasil uji
UKuran ayakan (mm)
Gambar 1. Grafik hubungan antara ukuran ayakan dengan
presentase lolos komulatif
Dari gambar 1 bahwa agregat masuk pada gradasi 4.
Sehingga agregat halus termasuk pasir halus (Mulyono,
2004).
Hasil Pengujian gypsum
Pemeriksaan
gypsum
dilakukan
untuk
mengetahui kandungan kimia yang terkandung dalam
gypsum dan untuk menetukan jenis klasifikasi gypsum.
Dari hasil pengujian diatas, didapatkan kadar
SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 = 2,47% dan kadar CaO = 52,39%
pada gypsum . Dari kedua hasil diatas menunjukkan
bahwa SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 < 70% dan kadar CaO
>10% sehingga dapat dikategorikan dalam pozolan kelas
C karena memiliki kadar CaO > 10% (Canadian
Standard CSA A-23.5).
Tabel 5. Hasil Pengujian gypsum
Keterangan
Berat jenis
Gradasi abu batu
Persen lolos (%)
2. Tahap II (Pemeriksaan bahan)
Bahan untuk pembuatan campuran beton
dilakukan pengujian. Bahan yang di uji antara lain
semen, agregat halus, air, dan limbah gypsum.
3. Tahap III (Pembuatan rancangan campuran)
Kegiatan pada tahap ini yaitu perencanaan
rancangan campuran.
4. Tahap IV (Pembuatan benda uji)
Setelah sesuai rencana maka semua bahan
dicampur kemudian diaduk hingga rata.
5. Tahap V (Perawatan dan Pengujian)
Benda uji yang sudah dibuat kemudian dilakukan
perawatan dengan cara direndam didalam air selama
28 hari. Setelah dilakukan perawatan kemudian benda
uji dilakukan pengujian yaitu uji kuat tekan.
6. Tahap VI (Analisis Data dan Kesimpulan)
Pada tahap ini data yang diperoleh dari hasil
pengujian lalu dianalisis dan dibahas.
(sumber: hasil penelitian)
Dari tabel diatas dapat disimpulkan bahwa bahanbahan material yang digunakan dalam campuran beton
sudah memenuhi syarat.
Komposisi dalam senyawa gypsum
Berat ( % )
SiO2
Fe2O3
CaO
P2O5
SO3
TiO2
CuO
SrO
Yb2O3
2,4
0,07
52,39
0,85
43,59
0,08
0,03
0,45
0,14
(sumber: hasil penelitian)
Hasil Pengujian Kuat Tekan
1. Kuat tekan
Pada penelitian ini kuat tekan awal diperoleh dari pengujian kuat tekan bata beton rata-rata yang
direndam pada air tawar umur 28 hari.
Tabel 6. Analisis Hasil Uji Kuat Tekan Bata Beton Kubus dan Silinder
Variasi
Limbah
Gypsum
Pasaran
5%
10%
15%
20%
Kuat Tekan
No
Luas Permukaan
(mm²)
A
B
C
A
B
C
A
B
C
A
B
C
A
Beban Maksimum
(N)
(N/mm²)
(MPa)
Konversi
Kubus ke
Silinder (MPa)
40000
44000
38000
62000
70000
73000
82000
85000
84000
20000
29000
30000
18000
4,000
4,400
3,800
3,508
3,961
4,131
4,640
4,810
4,753
1,132
1,641
1,698
1,019
4,000
4,400
3,800
3,508
3,961
4,131
4,640
4,810
4,753
1,132
1,641
1,698
1,019
3,223
3,546
3,062
-
20000
1,132
1,132
-
23000
1,301
1,301
-
10000
17672
17672
17672
B
17672
C
Kuat
Tekan
Rata-rata
(MPa)
3,28
3,87
4,73
1,49
1,15
(sumber : hasil penelitian)
Berdasarkan rata-rata kuat tekan dan variasi gypsum
maka dapat digambarkan grafik sebagai berikut :
5,00
4,73
4,50
Kuat Tekan (MPa)
4,00
3,28
3,87
3,50
3,00
2,50
2,00
1,49
1,50
1,15
1,00
0,50
0,00
Pasaran
5%
10%
15%
20%
Variasi Limbah Gypsum
Gambar 2. Grafik hubungan rata-rata kuat tekan beton
dengan variasi gypsum
Dari data yang diperoleh pada Tabel 6, nilai kuat
tekan bata beton tanpa limbah gypsum rata-rata sebesar
3,28 MPa. Pada bata beton dengan penambahan limbah
gypsum 5% kuat tekan rata-rata sebesar 3,870 MPa, pada
bata beton dengan penambahan limbah gypsum 10%
kuat tekan rata-rata sebesar 4,730 MPa, pada bata beton
dengan penambahan limbah gypsum 15% kuat tekan
rata-rata sebesar 1,490 MPa, pada bata beton dengan
penambahan limbah gypsum 20% kuat tekan rata-rata
sebesar 1,150 MPa.
Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa
penambahan limbah gypsum sebesar 10% dari berat abu
batu dapat menaikkan kuat tekan bata beton rata-rata
sebesar 4,730 MPa.
Hasil Pengujian Kuat Lentur
2. Kuat lentur
Pada penelitian ini kuat lentur awal
diperoleh dari pengujian kuat tekan bata beton
rata-rata yang direndam pada air tawar umur 28
hari.
Tabel 7. Analisis Kuat Lentur Bata Beton
Variasi
Limbah
Gypsum
Pasaran
5%
10%
15%
20%
L
h
b
W
q
P
Kuat Lentur
Maksimal
Kuat
Lentur
Rata-rata
(mm)
(mm)
(mm)
(N)
(N/mm)
(N)
(MPa)
(MPa)
A
400
200
100
138,8
0,139
2000
0,304
B
400
200
100
135,4
0,135
2100
0,319
No
C
400
200
100
135,6
0,136
3000
0,454
A
400
200
100
131,0
0,131
5100
0,769
B
400
200
100
136,0
0,136
5130
0,774
C
400
200
100
132,1
0,132
5110
0,771
A
400
200
100
128,7
0,129
5230
0,789
B
400
200
100
128,5
0,129
5300
0,799
C
400
200
100
121,7
0,122
5210
0,785
A
400
200
100
121,9
0,122
5490
0,827
B
400
200
100
123,6
0,124
5090
0,768
C
400
200
100
120,5
0,121
5300
0,799
A
400
200
100
117,0
0,117
5990
B
400
200
100
114,5
0,115
5370
C
400
200
100
115,0
0,115
5490
0,359
beton tidak terlalu signifkan sehingga tidak terlalu
berpengaruh banyak pada kekuatan struktur bangunan.
Hasil Pengujian Kuat Serap Air
3. Kuat lentur
Pada penelitian ini kuat serap air diperoleh dari
perendaman pada air tawar selama 24 jam. dapat dilihat
pada tabel 8.
Tabel 8. Analisis Kuat Serap Air
0,771
Perbandinga
n semen dan
abu batu
Variasi
Limbah
Gypsum
0,791
Pasaran
0,791
Berat
Batako
jenuh
(gr)
Penyerapan
air (%)
A
14100
15350
8,865
B
13900
14980
7,770
C
14200
15180
6,901
13200
14980
13,485
B
13550
15200
12,177
0,902
C
13320
14990
12,538
0,809
A
12560
14800
17,834
B
12400
14770
19,113
5%
0,846
1:5
0,827
10%
0,798
15%
20%
0,846
C
12220
14650
19,885
A
12340
15200
23,177
B
11890
14870
25,063
C
12090
14900
23,242
A
11850
14890
25,654
B
11760
15270
29,847
C
11450
14950
30,568
Penyerapan
air rata-rata
(%)
7,85
12,73
18,94
23,83
28,69
(sumber : hasil penelitian)
Berdasarkan rata-rata serap air dan variasi beton
maka dapat digambarkan grafik sebagai berikut :
0,359
30,00
Pasaran
5%
10%
15%
Variasi Limbah Gypsum
20%
Gambar 3. Grafik hubungan rata-rata kuat tekan beton
dengan variasi gypsum.
Dari data yang diperoleh pada Tabel 7, nilai kuat
lentur bata beton tanpa limbah gypsum rata-rata sebesar
0,359 MPa. Pada bata beton dengan penambahan limbah
gypsum 5% kuat tekan rata-rata sebesar 0,771 MPa, pada
bata beton dengan penambahan limbah gypsum 10%
kuat tekan rata-rata sebesar 0,791 MPa, pada bata beton
dengan penambahan limbah gypsum 15% kuat tekan
rata-rata sebesar 0,798 MPa, pada bata beton dengan
penambahan limbah gypsum 20% kuat tekan rata-rata
sebesar 0,846 MPa.
Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa
penambahan limbah gypsum dapat menaikkan kuat
lentur bata beton, tetapi besarnya angka kuat lentur bata
Kuat Serap Air (%)
Kuat Lentur (MPa)
0,771
Berat
Batako
kering
(gr)
A
0,798
(sumber : hasil penelitian)
Berdasarkan rata-rata kuat lentur dan variasi
gypsum maka dapat digambarkan grafik sebagai berikut :
0,900
0,800
0,700
0,600
0,500
0,400
0,300
0,200
No
28,69
25,00
23,83
20,00
18,94
15,00
12,73
10,00
7,85
5,00
0,00
Pasaran
5%
10%
15%
20%
Variasi Limbah Gypsum
Gambar 4. Grafik hubungan rata-rata serap air dengan
variasi gypsum.
Dari data yang diperoleh pada Tabel 8, nilai kuat
serap air bata beton tanpa limbah gypsum rata-rata
sebesar 7,85%. Pada bata beton dengan penambahan
limbah gypsum 5% kuat tekan rata-rata sebesar 12,73%,
pada bata beton dengan penambahan limbah gypsum
10% kuat tekan rata-rata sebesar 18,94%, pada bata
beton dengan penambahan limbah gypsum 15% kuat
tekan rata-rata sebesar 23,83%, pada bata beton dengan
penambahan limbah gypsum 20% kuat tekan rata-rata
sebesar 28,69%.
Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa
penambahan limbah gypsum dapat menaikkan kuat serap
air bata beton karena semakin banyak penambahan
gypsum semakin besar daya serap air oleh bahan limbah
gypsum itu sendiri, tetapi besarnya angka serap air bata
beton pada variasi 20% telah melebihi batas ketentuan
SNI bata beton sebesar 25%.
Perbandingan Biaya
4. Perbandingan Biaya
Ditinjau dari jumlah dan harga material yang
dibutuhkan pada penelitian ini, biaya pembuatan bata
beton dengan bahan tambah limbah gypsum dengan bata
beton pasaran dapat dilihat pada tabel 9.
Dari hasil perbandingan analisis perbandingan
biaya pada Tabel 9 antara bata beton pasaran dengan
bata beton menggunakan bahan tambah limbah gypsum,
dapat disimpulkan bata beton pasaran berharga
Rp4000,00 per 1 bata beton dan bata beton yang
mempunyai kuat tekan paling tinggi yaitu bata beton
dengan variasi limbah gypsum sebesar 10% memiliki
harga Rp3763,00 per 1 bata beton. Sehinnga bata beton
variasi limbah gypsum memiliki perbedaan harga lebih
murah sebesar Rp237,00 per 1 bata beton.
Tabel 9. Tabel Analisis Harga
Benda
Uji
Koef
Satuan
Harga
Satuan
(Rp)
-
m³
-
Semen
-
kg
-
Air
-
lt
-
Pekerja
-
Oh
-
Material
Jumlah
Harga
(Rp)
Bata Beton Pasaran
Pasir
40 x 10
20 cm
4.000
Rp
4.000,00
Jumlah Total
per 1 Bata Beton variasi bahan tambah 5 %
m³
Abu Batu
0,0065
40 x 10
20 cm
80000
520
Semen
1,985
kg
1300
2580,5
Air
Limbah
Gypsum
0,794
lt
0
0
480
221,28
Pekerja
0,003
Oh
40000
120
0,0005
Hari
200000
0,461
Sewa Alat
kg
Jumlah Total
per 1 Bata Beton variasi bahan tambah 10 %
m³
Abu Batu
0,0065
40 x 10
20 cm
80000
520
Semen
1,985
kg
1300
2580,5
Air
Limbah
Gypsum
0,794
lt
0
0
480
442,56
Pekerja
0,003
Oh
40000
120
0,0005
Hari
200000
0,922
Sewa Alat
kg
per 1 Bata Beton variasi bahan tambah 15 %
m³
Abu Batu
0,0065
80000
520
Semen
1,985
kg
1300
2580,5
Air
Limbah
Gypsum
0,794
lt
0
0
1,383
Pekerja
Sewa Alat
kg
480
663,84
0,003
Oh
40000
120
0,0005
Hari
200000
100
Rp
3.984,34
Jumlah Total
per 1 Bata Beton variasi bahan tambah 20 %
m³
Abu Batu
0,0065
40 x 10
20 cm
100
Rp
3.763,06
Jumlah Total
40 x 10
20 cm
100
Rp
3.541,78
80000
520
Semen
1,985
kg
1300
2580,5
Air
Limbah
Gypsum
0,794
lt
0
0
480
885,12
Pekerja
0,003
Oh
40000
120
0,0005
Hari
200000
1,844
Sewa Alat
Jumlah Total
kg
100
Rp
4.205,62
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan yang
telah diuraikan pada BAB V, maka diperoleh beberapa
kesimpulan sebagai berikut :
1). Nilai kuat tekan rata-rata bata beton pasaran sebesar
3,280 MPa. Pada penambahan limbah gypsum 5%
mengalami penurunan sebesar 4,914 % sehingga
menjadi 3,87 MPa, pada penambahan limbah
gypsum 10% mengalami kenaikan sebesar 13,953%
sehingga menjadi 4,73 MPa, pada penambahan
limbah gypsum 15% mengalami penurunan drastis
sebesar 63,39% sehingga menjadi 1,49 MPa, pada
penambahan limbah gypsum 20% mengalami
penurunan 71,74% sehingga menjadi 1,15 MPa.
2). Nilai kuat lentur balok rata-rata bata beton pasaran
sebesar 0,359 MPa. Pada penambahan limbah
gypsum 5% mengalami kenaikan sebesar 53,43%
sehingga menjadi 0,771 MPa, pada penambahan
limbah gypsum 10% mengalami kenaikan 56,0%
sehingga menjadi 0,791 MPa, pada penambahan
limbah gypsum 15% mengalami kenaikan 57,49%
sehingga menjadi 0,798 MPa, pada penambahan
limbah gypsum 20% mengalami kenaikan 58,74%
sehingga menjadi 0,846 MPa.
3). Hasil prosentase kuat serap bata beton pasaran
sebesar adalah 7,85%. Pada penambahan limbah
gypsum 5% mengalami kenaikan sebesar 12,73%,
pada penambahan limbah gypsum 10% mengalami
kenaikan 18,94%, pada penambahan limbah gypsum
15% mengalami kenaikan 23,83%, pada
penambahan limbah gypsum 20% mengalami
kenaikan 28,69%.
4). Perbandingan
analisis
biaya
bata
beton
menggunakan variasi limbah gypsum dengan bata
beton pasaran, disimpulkan biaya bata beton variasi
limbah gypsum tidak berbeda jauh dengan bata
beton pasaran tetapi jika dilihat dari segi kekuatan
bata beton menggunakan variasi limbah gypsum
lebih unggul.
5). Limbah gypsum PT Petrokimia Gresik layak atau
dapat dijadikan sebagai bahan tambah dalam
pembuatan bata beton dengan penambahan limbah
maksimal 10% daari berat abu batu.
6). Komposisi optimal dengan campuran semen, abu
batu (dust), limbah gypsum, dan air didapat pada
penambahan variasi limbah gypsum sebanyak 10%
yaitu semen 1,985 kg, abu batu (dust) 9,219 kg,
limbah gypsum 0,922 kg, dan air 0,794 kg.
SARAN
Dari kesimpulan di atas maka dapat dibuat suatu
saran-saran sebagai berikut :
1). Sebelum melakukan penelitian, perlu dikenali sifat
bahan dan peralatannya terlebih dahulu agar hal-hal
di luar spesifikasi bisa diantisipasi dengan baik.
2). Untuk membuat sampel benda uji beton sesuai
spesifikasi yang telah direncanakan sebelumnya,
diperlukan pemahaman yang baik dalam
perencanaan bata beton dan pelaksanaan yang baik
dalam langkah-langkah pembuatan benda uji bata
beton.
3). Perlu diperhatikan cetakan yang akan digunakan
untuk membuat benda uji khususnya pada penelitian
ini karena peneliti hanya menggunakan cetakan
manual, di penelitian selanjutnya diharapkan
menggunakan cetakan mesin dengan sebaik
mungkin agar hasil hassilnya sempurna, karena
pada penelitian ini cetakannya kurang memuaskan.
4). Alat uji kuat tekan Compression Tension Machine
harus benar-benar akurat, atau teruji keakuratannya
untuk menguji benda uji yang mempunyai kuat
tekan rendah, serta pembacaan jarum beban
maksimal harus teliti dan cermat sehingga bisa
mendapatkan nilai kuat tekan bata beton yang
benar-benar akurat
5). Untuk penelitian selanjutnya, perlu dicoba variasi
limbah gypsum yang lebih detail antara 5% sampai
10% dengan harapan mungkin bisa meningkatkan
kuat tekan dan kuat lentur beton ringan.
DAFTAR PUSTAKA
ASTM, 1993. Concrette and Concrette Aggregates,
Annual book of ASTM volume 04.02, USA.
BSN, 1996. Bata Beton (Paving Blok) SNI-03-06911996, Badan Standarisasi Nasional, Jakarta.
BSN, 1989. Bata Beton Untuk Pasangan Dinding SNI03-0349-1989, Badan Standarisasi Nasional,
Jakarta
Cahyorini, D., 2006. Pemanfaatan Limbah Batubara
(bottom ash) Sebagai Bahan Batako, Tugas
Akhir, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik,
Universitas
Muhammadiyah
Surakarta,
Surakarta.
Detiknews, 2012. PT. Petro Kimia Gresik Menghasilkan
Limbah Padat Sebanyak ± 450.000 ton/tahun
Dan Akan Berpotensi Terjadi Pencemaran
Lingkungan., Detikcom, www.detiknews.com.
KLH, 2007. Kebijakan Pendidikan Lingkungan Hidup,
Kementrian Lingkungan Hidup, Jakarta.
Merdeka, 2013. PT. Kepala Badan Kependudukan dan
Keluarga Berencana Nasional (BKKBN) Fasli
Jalal Menyampaikan Tahun 2013 Penduduk
Indonesia Diperkirakan Akan Mencapai 250
Juta Jiwa Dengan Laju Pertumbuha Penduduk
1,49 Persen per Tahun, Merdeka.com,
www.merdeka.com.
Mulyono, T., 2003. Teknologi Beton, Penerbit ANDI,
Yogyakarta.
Murdock, L.J dan Brook, K.M., 1999, Bahan dan
Praktek
Beton,
(alih
bahasa:Stwpanus
Hendarko), Erlangga, Jakarta.
Swanopoel. 2002. Limbah Padat Industri Pupuk.
Tjokrodimuljo, K., 1996. Teknologi Beton, Biro Penerbit
Keluarga Mahasiswa Teknik Sipil, Universitas
Gajah Mada, Yogyakarta.
Wikipedia,
2007.
Gypsum,
id.wikipedia.org/wiki/gypsum.
wikipedia.org.
Wikipedia,
2007.
Abu
Batu,
ms.wikipedia.org/wiki/abubatu.
wikipedia.org.