Pengaruh Substitusi Agregat Halus dengan Kerak Boiler Terhadap Beton
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Dewasa ini pembangunan mengalami kemajuan yang pesat, hal ini dapat
terlihat dari banyaknya infrastruktur yang sedang dibangun sekarang ini yang
mengakibatkan kebutuhan akan bahan konstruksi menjadi semakin meningkat,
sehingga
Para ahli melakukan penelitian dalam pembuatan bahan konstruksi
dengan menggunakan benda yang tak habis pakai (limbah) sebagai alternative
pengganti bahan-bahan konstruksi maupun sebagai bahan tambahan yang dapat
meningkatkan mutu dari bahan konstruksi.
Limbah merupakan sisa dari proses pengolahan suatu industri atau pabrik.
Tidak semua limbah dapat didaur ulang menjadi sesuatu yang bermanfaat sehingga
keberadaannya yang terus meningkat menjadi masalah di setiap Negara dan dapat
mengakibatkan pencemaran lingkungan yaitu limbah dari kelapa sawit (abu kerak
boiler).
Limbah kelapa sawit yang dihasilkan oleh sebuah pabrik kelapa sawit yaitu
1000 ton per bulan. Dimana limbah ini akan disimpan di kolam dengan ukuran 100
m x 28 m x 3.5 m. limbah cair dari kelapa sawit ini termasuk kedalam limbah b3.
Kerak boiler yang dihasilkan per bulan sebanyak 300 kg. limbah kerak boiler tidak
termasuk ke dalam limbah b3.
1
Universitas Sumatera Utara
Dari hasil penanaman bibit sawit didapat hasil berupa cangkang dan serat
buah dari kelapa sawit. Kemudian cangkang dan serat buah akan di bakar pada
dapur tungku boiler
pada suhu 700-800C.
Kerak dari proses pembakaran
cangkang dan serat buah ini merupakan kerak boiler. Abu kerak boiler cangkang
kelapa sawit merupakan biomass dengan kandungan silika (SiO2) yang potensial
dimanfaatkan. Pembakaran cangkang dan serat buah menghasilkan kerak yang
keras berwarna putih – keabuan akibat pembakaran dengan suhu yang tinggi dengan
kandungan silika 61 %. Tingginya kandungan silika ini membuat abu kerak boiler
ini dapat dimanfaatkan sebagai bahan pozzolan dalam campuran beton.
Beton merupakan campuran antara semen, agregat kasar, agregat halus dan
air baik dengan atau tanpa bahan tambahan lainnya dengan perbandingan tertentu.
keuntungan yang dapat diperoleh dari beton ini seperti memiliki kekuatan terhadap
tekan yang besar, mutu dapat direncanakan sesuai kebutuhan dan mudah didapat
serta relatif memerlukan biaya yang murah dalam pengangkutan, pencetakan dan
perawatannya, namun beton memiliki sifat lentur yang rendah.
Salah satu bahan baku dari
pembuatan beton yaitu Pasir. Walaupun
sekarang ini pasir masih tersedia dalam jumlah yang banyak. Namun perlu diingat
bahwa pasir merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui dimana
jumlahnya terbatas dan penggunaannya lebih cepat daripada pembentukannya serta
jika digunakan terus menerus akan habis. Ditambah lagi kebanyakan proyek
pembangunan yang ada sekarang ini menggunakan konstruksi beton. Inilah factor
yang mendasari penelitian untuk menggunakan kerak boiler sebagai alternative
pengganti pasir dalam penelitian ini.
2
Universitas Sumatera Utara
Adapun beberapa penelitian sebelumnya tentang kerak boiler yang telah
dilakukan yaitu:
1. “Preliminary study on Mechanical Properties of Concrete added with Fine
Palm Oil Clinker oleh Eazhtul Shahreen Ab Wahab, Roslina Omar, Siti
Fatimah Che Osmi, Nor Ashikin Muhamad Khairussaleh, Amizatulhani
Abdullah dari Faculty of Civil Engineering and Earth Resources,
Universiti Malaysia Pahang.
Penelitian ini menggunakan limbah kerak boiler sebesar 0%, 5% dan 10%
dari berat agregat halus. Dimana kuat tekan mengalami kenaikan pada
pemakaian kerak boiler sampai 10% yaitu 35,27 Mpa dann merupakan
kuat tekan paling tinggi dari variasi lainnya.
2. “ Effects on compressive strength on using palm oil clinker as partial
replacement of fine aggregate in concrete” oleh Arunima V R dan
Sreelekshmi S, project sholar department of civil engineering Sree Buddha
college of engineering India dan Assistant professor department of civil
engineering Sree Buddha college of engineering India.
Penelitian ini menggunakan limbah kerak boiler dengan variasi 0%, 5%,
10%, 15%, 20%, dan 25% dari berat agregat halus. Dimana kuat tekan dari
beton meningkat pada sampai pemakaian limbah kerak boiler sebesar 20%
yaitu 54,96 Mpa dan merupakan kuat tekan paling tinggi dari variasi
lainnya.
3
Universitas Sumatera Utara
1.2
Rumusan Masalah
Mengacu pada latar belakang diatas, Maka rumusan masalah dalam penelitian ini
yaitu
1. Bagaimana pengaruh substitusi kerak boiler terhadap agregat halus dengan
variasi campuran 5%, 10%, dan 15% pada campuran beton terhadap kuat
tekan dan absorbsi?
2. Bagaimana pengaruh substitusi kerak boiler dengan variasi yang didapat
dari kuat tekan maksimum pada campuran beton terhadap kuat lentur dan
pola retak?
3. Bagaimana nilai slump yang didapatkan dari campuran beton dengan
substitusi
1.3
kerak
boiler
dengan
variasi
5%,
10%,
dan
15%?
Tujuan penelitian
Tujuan dalam penelitian ini yaitu :
1. Untuk mengetahui pengaruh substitusi kerak boiler dengan variasi
campuran 5%, 10% dan 15% terhadap kuat tekan dan absorbsi pada
campuran beton.
2. Untuk mengetahui pengaruh substitusi kerak boiler dengan variasi yang
didapat dari kuat tekan maksimum pada campuran beton terhadap kuat
lentur dan pola retak.
3. Untuk mengetahui pengaruh substitusi kerak boiler dengan variasi 5%, 10%
dan 15% terhadap nilai slump dari campuran beton.
4
Universitas Sumatera Utara
1.4
Manfaat penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Kerak boiler dapat menjadi alternatif pengganti pasir.
2.
Mengurangi dampak limbah kerak boiler.
3. hasil penelitian ini dapat menjadi salah satu acuan untuk penelitian
selanjutnya mengenai penggunaan kerak boiler sebagai bahan substitusi dari
agregat halus
yang dapat menjadi suatu pilihan dalam menghemat
pemakaian pasir.
4. Menjadi
bahan pertimbangan untuk menggunakan kerak boiler dalam
pembuatan beton.
1.5
Batasan masalah
Dalam penelitian ini, permasalahan dibatasi ruang lingkupnya agar terlalu luas.
Pembatasan masalah meliputi :
1. Kerak boiler yang digunakan berasal dari PT. SURYA PANEN SUBUR
2, lokasi di desa Pulo Kruet, Kec.Darul Makmur, Kab.Nagan Raya,
Aceh.
2.
Mutu beton yang digunakan adalah fc 20 Mpa
3. Ukuran kerak boiler yang digunakan adalah yang lolos saringan 4.75
mm.
4. Benda uji yang digunakan adalah silinder dengan diameter 15 cm dan
30 cm dan balok dengan ukuran 320 cm x 25 cm x 15 cm.
5
Universitas Sumatera Utara
5. Variasi campuran kerak boiler untuk substitusi agregat halus pada
silinder yaitu sebesar 0 % , 5%, 10% dan 15%.
6. Persentase optimum kerak boiler pada silinder digunakan pada balok.
7. Pengujian kuat tekan, kuat lentur, pola retak, dan absorbsi dilakukan
pada umur 28 hari.
8. Balok di rencanakan dengan menggunakan tulangan.
9. Perawatan (curing) pada beton dengan perendaman dalam air dan benda
uji balok dengan cara pembasahan yaitu menutup permukaan beton
dengan karung goni basah selama 28 hari..
10. Air yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari Laboratorium
Bahan Rekayasa, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara.
11. Jumlah benda uji dalam penelitian ini dapat dilihat pada tabel 1.1 dan
tabel 1.2
Tabel 1.1 Jumlah Benda Uji Silinder
Pengujian
Kuat Tekan
Absorbsi
Variasi Substitusi kerak boiler
0%
5%
10%
15%
3
3
3
3
3
3
3
3
Total Benda Uji
Jumlah Benda
Uji (Buah)
12
12
24
Tabel 1.2 Jumlah Benda Uji Balok
Pengujian
Kuat Lentur
Pola Retak
Variasi Substitusi kerak boiler
0%
Kuat Tekan Maksimum
1
1
Total Benda
Uji (Buah)
2
6
Universitas Sumatera Utara
30 cm
15 cm
Gambar 1.1 Benda Uji Silinder
15 cm
c
25 cm
320 cm
Gambar 1.2 Benda Uji Balok
1.7
Metodologi penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah kajian eksperimental di
Laboratorium Bahan Rekayasa Konstruksi di Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun tahap-tahap penelitian sebagai berikut:
1. Penyedian bahan penyusun beton : semen, pasir, batu pecah, air, dan kerak
boiler.
2. Penghalusan kerak boiler.
7
Universitas Sumatera Utara
3. Pemeriksaan bahan penyusun beton :
a. Analisa ayakan agregat halus, agregat kasar dan kerak boiler
b. Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi agregat halus, agregat kasar
dan kerak boiler.
c. Pemeriksaan berat isi pada agregat halus, agregat kasar dan kerak
boiler.
d. Pemeriksaan kadar lumpur agregat halus, agregat kasar, dan kerak
boiler.
e. Pemeriksaan kandungan organik (colorimetric test) pada agregat
halus dan kerak boiler.
f. Pemeriksaan kadar liat (clay lump) agregat halus dan kerak boiler.
4. Mix Design
Penimbangan atau penakaran bahan bahan penyusun beton
5. Perencanaan tulangan balok.
6. pembuatan benda uji
7. pengujian nilai slump
8. perawatan benda uji
9. pengujian kuat tekan dan absorbsi dengan benda uji silinder
10. pengujian kuat lentur dan pola retak dengan benda uji balok
1.7
Sistematika Penulisan
Bab I Pendahuluan
8
Universitas Sumatera Utara
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, rumusan masalah, tujuan penelitian,
manfaat penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan.
Bab II Tinjauan Pustaka
Bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang berhubungan dengan penelitian
Bab III Metode Penelitian
Bab ini berisikan tentang prosedur percobaan meliputio pendahuluan, sistematika
penelitian, peralatan, pembuatan benda uji dan pengujian benda uji.
Bab IV Hasil dan Pembahasan
Bab ini membahas tentang hasil dari percobaan dan menganalisi data yang
diperoleh
Bab V kesimpulan dan Saran
Pada bab ini berisikan tentang kesimpulan dari hasil penelitian yang telah dilakukan
dan saran-saran dari penulis mengenai penelitian yang telah dilakukan.
9
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Dewasa ini pembangunan mengalami kemajuan yang pesat, hal ini dapat
terlihat dari banyaknya infrastruktur yang sedang dibangun sekarang ini yang
mengakibatkan kebutuhan akan bahan konstruksi menjadi semakin meningkat,
sehingga
Para ahli melakukan penelitian dalam pembuatan bahan konstruksi
dengan menggunakan benda yang tak habis pakai (limbah) sebagai alternative
pengganti bahan-bahan konstruksi maupun sebagai bahan tambahan yang dapat
meningkatkan mutu dari bahan konstruksi.
Limbah merupakan sisa dari proses pengolahan suatu industri atau pabrik.
Tidak semua limbah dapat didaur ulang menjadi sesuatu yang bermanfaat sehingga
keberadaannya yang terus meningkat menjadi masalah di setiap Negara dan dapat
mengakibatkan pencemaran lingkungan yaitu limbah dari kelapa sawit (abu kerak
boiler).
Limbah kelapa sawit yang dihasilkan oleh sebuah pabrik kelapa sawit yaitu
1000 ton per bulan. Dimana limbah ini akan disimpan di kolam dengan ukuran 100
m x 28 m x 3.5 m. limbah cair dari kelapa sawit ini termasuk kedalam limbah b3.
Kerak boiler yang dihasilkan per bulan sebanyak 300 kg. limbah kerak boiler tidak
termasuk ke dalam limbah b3.
1
Universitas Sumatera Utara
Dari hasil penanaman bibit sawit didapat hasil berupa cangkang dan serat
buah dari kelapa sawit. Kemudian cangkang dan serat buah akan di bakar pada
dapur tungku boiler
pada suhu 700-800C.
Kerak dari proses pembakaran
cangkang dan serat buah ini merupakan kerak boiler. Abu kerak boiler cangkang
kelapa sawit merupakan biomass dengan kandungan silika (SiO2) yang potensial
dimanfaatkan. Pembakaran cangkang dan serat buah menghasilkan kerak yang
keras berwarna putih – keabuan akibat pembakaran dengan suhu yang tinggi dengan
kandungan silika 61 %. Tingginya kandungan silika ini membuat abu kerak boiler
ini dapat dimanfaatkan sebagai bahan pozzolan dalam campuran beton.
Beton merupakan campuran antara semen, agregat kasar, agregat halus dan
air baik dengan atau tanpa bahan tambahan lainnya dengan perbandingan tertentu.
keuntungan yang dapat diperoleh dari beton ini seperti memiliki kekuatan terhadap
tekan yang besar, mutu dapat direncanakan sesuai kebutuhan dan mudah didapat
serta relatif memerlukan biaya yang murah dalam pengangkutan, pencetakan dan
perawatannya, namun beton memiliki sifat lentur yang rendah.
Salah satu bahan baku dari
pembuatan beton yaitu Pasir. Walaupun
sekarang ini pasir masih tersedia dalam jumlah yang banyak. Namun perlu diingat
bahwa pasir merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui dimana
jumlahnya terbatas dan penggunaannya lebih cepat daripada pembentukannya serta
jika digunakan terus menerus akan habis. Ditambah lagi kebanyakan proyek
pembangunan yang ada sekarang ini menggunakan konstruksi beton. Inilah factor
yang mendasari penelitian untuk menggunakan kerak boiler sebagai alternative
pengganti pasir dalam penelitian ini.
2
Universitas Sumatera Utara
Adapun beberapa penelitian sebelumnya tentang kerak boiler yang telah
dilakukan yaitu:
1. “Preliminary study on Mechanical Properties of Concrete added with Fine
Palm Oil Clinker oleh Eazhtul Shahreen Ab Wahab, Roslina Omar, Siti
Fatimah Che Osmi, Nor Ashikin Muhamad Khairussaleh, Amizatulhani
Abdullah dari Faculty of Civil Engineering and Earth Resources,
Universiti Malaysia Pahang.
Penelitian ini menggunakan limbah kerak boiler sebesar 0%, 5% dan 10%
dari berat agregat halus. Dimana kuat tekan mengalami kenaikan pada
pemakaian kerak boiler sampai 10% yaitu 35,27 Mpa dann merupakan
kuat tekan paling tinggi dari variasi lainnya.
2. “ Effects on compressive strength on using palm oil clinker as partial
replacement of fine aggregate in concrete” oleh Arunima V R dan
Sreelekshmi S, project sholar department of civil engineering Sree Buddha
college of engineering India dan Assistant professor department of civil
engineering Sree Buddha college of engineering India.
Penelitian ini menggunakan limbah kerak boiler dengan variasi 0%, 5%,
10%, 15%, 20%, dan 25% dari berat agregat halus. Dimana kuat tekan dari
beton meningkat pada sampai pemakaian limbah kerak boiler sebesar 20%
yaitu 54,96 Mpa dan merupakan kuat tekan paling tinggi dari variasi
lainnya.
3
Universitas Sumatera Utara
1.2
Rumusan Masalah
Mengacu pada latar belakang diatas, Maka rumusan masalah dalam penelitian ini
yaitu
1. Bagaimana pengaruh substitusi kerak boiler terhadap agregat halus dengan
variasi campuran 5%, 10%, dan 15% pada campuran beton terhadap kuat
tekan dan absorbsi?
2. Bagaimana pengaruh substitusi kerak boiler dengan variasi yang didapat
dari kuat tekan maksimum pada campuran beton terhadap kuat lentur dan
pola retak?
3. Bagaimana nilai slump yang didapatkan dari campuran beton dengan
substitusi
1.3
kerak
boiler
dengan
variasi
5%,
10%,
dan
15%?
Tujuan penelitian
Tujuan dalam penelitian ini yaitu :
1. Untuk mengetahui pengaruh substitusi kerak boiler dengan variasi
campuran 5%, 10% dan 15% terhadap kuat tekan dan absorbsi pada
campuran beton.
2. Untuk mengetahui pengaruh substitusi kerak boiler dengan variasi yang
didapat dari kuat tekan maksimum pada campuran beton terhadap kuat
lentur dan pola retak.
3. Untuk mengetahui pengaruh substitusi kerak boiler dengan variasi 5%, 10%
dan 15% terhadap nilai slump dari campuran beton.
4
Universitas Sumatera Utara
1.4
Manfaat penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Kerak boiler dapat menjadi alternatif pengganti pasir.
2.
Mengurangi dampak limbah kerak boiler.
3. hasil penelitian ini dapat menjadi salah satu acuan untuk penelitian
selanjutnya mengenai penggunaan kerak boiler sebagai bahan substitusi dari
agregat halus
yang dapat menjadi suatu pilihan dalam menghemat
pemakaian pasir.
4. Menjadi
bahan pertimbangan untuk menggunakan kerak boiler dalam
pembuatan beton.
1.5
Batasan masalah
Dalam penelitian ini, permasalahan dibatasi ruang lingkupnya agar terlalu luas.
Pembatasan masalah meliputi :
1. Kerak boiler yang digunakan berasal dari PT. SURYA PANEN SUBUR
2, lokasi di desa Pulo Kruet, Kec.Darul Makmur, Kab.Nagan Raya,
Aceh.
2.
Mutu beton yang digunakan adalah fc 20 Mpa
3. Ukuran kerak boiler yang digunakan adalah yang lolos saringan 4.75
mm.
4. Benda uji yang digunakan adalah silinder dengan diameter 15 cm dan
30 cm dan balok dengan ukuran 320 cm x 25 cm x 15 cm.
5
Universitas Sumatera Utara
5. Variasi campuran kerak boiler untuk substitusi agregat halus pada
silinder yaitu sebesar 0 % , 5%, 10% dan 15%.
6. Persentase optimum kerak boiler pada silinder digunakan pada balok.
7. Pengujian kuat tekan, kuat lentur, pola retak, dan absorbsi dilakukan
pada umur 28 hari.
8. Balok di rencanakan dengan menggunakan tulangan.
9. Perawatan (curing) pada beton dengan perendaman dalam air dan benda
uji balok dengan cara pembasahan yaitu menutup permukaan beton
dengan karung goni basah selama 28 hari..
10. Air yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari Laboratorium
Bahan Rekayasa, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara.
11. Jumlah benda uji dalam penelitian ini dapat dilihat pada tabel 1.1 dan
tabel 1.2
Tabel 1.1 Jumlah Benda Uji Silinder
Pengujian
Kuat Tekan
Absorbsi
Variasi Substitusi kerak boiler
0%
5%
10%
15%
3
3
3
3
3
3
3
3
Total Benda Uji
Jumlah Benda
Uji (Buah)
12
12
24
Tabel 1.2 Jumlah Benda Uji Balok
Pengujian
Kuat Lentur
Pola Retak
Variasi Substitusi kerak boiler
0%
Kuat Tekan Maksimum
1
1
Total Benda
Uji (Buah)
2
6
Universitas Sumatera Utara
30 cm
15 cm
Gambar 1.1 Benda Uji Silinder
15 cm
c
25 cm
320 cm
Gambar 1.2 Benda Uji Balok
1.7
Metodologi penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah kajian eksperimental di
Laboratorium Bahan Rekayasa Konstruksi di Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun tahap-tahap penelitian sebagai berikut:
1. Penyedian bahan penyusun beton : semen, pasir, batu pecah, air, dan kerak
boiler.
2. Penghalusan kerak boiler.
7
Universitas Sumatera Utara
3. Pemeriksaan bahan penyusun beton :
a. Analisa ayakan agregat halus, agregat kasar dan kerak boiler
b. Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi agregat halus, agregat kasar
dan kerak boiler.
c. Pemeriksaan berat isi pada agregat halus, agregat kasar dan kerak
boiler.
d. Pemeriksaan kadar lumpur agregat halus, agregat kasar, dan kerak
boiler.
e. Pemeriksaan kandungan organik (colorimetric test) pada agregat
halus dan kerak boiler.
f. Pemeriksaan kadar liat (clay lump) agregat halus dan kerak boiler.
4. Mix Design
Penimbangan atau penakaran bahan bahan penyusun beton
5. Perencanaan tulangan balok.
6. pembuatan benda uji
7. pengujian nilai slump
8. perawatan benda uji
9. pengujian kuat tekan dan absorbsi dengan benda uji silinder
10. pengujian kuat lentur dan pola retak dengan benda uji balok
1.7
Sistematika Penulisan
Bab I Pendahuluan
8
Universitas Sumatera Utara
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, rumusan masalah, tujuan penelitian,
manfaat penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan.
Bab II Tinjauan Pustaka
Bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang berhubungan dengan penelitian
Bab III Metode Penelitian
Bab ini berisikan tentang prosedur percobaan meliputio pendahuluan, sistematika
penelitian, peralatan, pembuatan benda uji dan pengujian benda uji.
Bab IV Hasil dan Pembahasan
Bab ini membahas tentang hasil dari percobaan dan menganalisi data yang
diperoleh
Bab V kesimpulan dan Saran
Pada bab ini berisikan tentang kesimpulan dari hasil penelitian yang telah dilakukan
dan saran-saran dari penulis mengenai penelitian yang telah dilakukan.
9
Universitas Sumatera Utara