BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang - Pemanfaatan Limbah Abu Boiler dan Fly Ash sebagai Subsider Semen dalam Campuran Beton
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Seiring dengan terus berkembangnya zaman di era globalisasi dan kemajuan teknologi yang terus pesat. Hal ini mengakibatkan terus munculnya benda-benda tak habis pakai ( limbah ) menumpuk karena tidak semuanya limbah dapat di daur ulang menjadi hal yang bermanfaat, sehingga keberadaannya yang terus meningkat menjadi masalah di setiap negara. Salah satunya limbah kelapa sawit (abu boiler) dan limbah abu terbang batubara (fly ash).
Bila dikaitkan dengan perkembangan zaman yang juga terus membutuhkan beton dalam jumlah besar sebagai bahan dalam konstruksi. Hal ini mengakibatkan munculnya ide baru yang dicetuskan oleh para ahli untuk memanfaatkan bahan habis pakai/ limbah sebagai bahan pengganti maupun campuran dalam komponen pembuatan beton.
Beton yang merupakan campuran antara semen, agregat kasar, agregat halus, air dan dengan atau tanpa bahan tambahan lainnya dengan perbandingan tertentu.
Banyak segi keuntungan yang diperoleh dari beton, seperti memiliki kekuatan yang besar terhadap tekan, mutu dapat direncanakan sesuai kebutuhan dan mudah didapat serta relative memerlukan biaya yang murah dalam pengangkutan, pencetakan dan perawatannya, namun dalam sifat lenturnya beton memiliki nilai yang rendah.
Hal ini mendasari saya untuk menggunakan limbah kelapa sawit (abu boiler) dan limbah abu terbang batubara (fly ash) sebagai bahan tambahan maupun pengganti semen dalam pembuatan beton. Penambahan abu kelapa sawit dan abu terbang batubara ini diharapkan dapat menjadikan yang memiliki kuat tekan, kuat tarik, serta elastisitas yang baik namun tidak menurunkan nilai kekuatan beton tersebut.
Adapun tugas akhir saya didasari oleh 3 (tiga) penelitian : 1. “Pemanfaatan Abu Sawit sebagai Bahan Tambah Pada Beton” oleh
Monita Olivia, Ovan Rachmadano, R. Juni Indrawan, Budi Indrawan & Damon. Ary Wahyu Alam, Yenny Tawathy & Tri Djoko Sri, Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil Universitas Riau, 2005.
Penelitian ini menggunakan limbah abu sawit dengan variasi 0%, 5%, 10%, 15%, dan 20% dari berat semen. Dimana pemakaian abu sawit sebesar 5% dari berat semen menaikkan nilai kuat tekan beton sebesar 15,81% pada umur beton 28 hari menjadi 354,80 kg/cm² dari beton normal dan merupakan kuat tekan paling tinggi dari variasi lainnya.
2. “Pengaruh Penambahan Fly Ash Batu Bara Campur Kayu Pada Kuat Tekan Beton” oleh Muhammad Shalahuddin, Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Riau, Pekan Baru, 2009. Penelitian ini menggunakan limbah fly ash power boiler 2 PT. RAPP dari sisa pembakaran batu bara yang dicampur dengan kayu dengan kuat tekan beton 40 Mpa. Sampel yang digunakan adalah kubus dengan ukuran 15x15x15cm, variasi fly ash 0%, 5%, 10%, dan 15% terhadap berat semen. Berdasarkan percobaan di dapat bahwa pada beton normal umur 28 hari didapat kuat tekan sebesar 450 kg/cm². Sedangkan pada penambahan fly ash sebesar 5% untuk umur 28 hari didapat kuat tekan sebesar 579,8 kg/cm², untuk penambahan fly ash sebesar 10% untuk umur 28 hari didapat kuat tekan sebesar 442,9 kg/cm², dan untuk penambahan fly ash sebesar 15% untuk umur 28 hari didapat kuat tekan sebesar 325,4 kg/cm².
3. “Pengaruh Pemanfaatan Abu Terbang (Fly Ash) Dalam Beton Mutu Tinggi” oleh Mardiono. Program Studi Teknik Sipil Universitas Gunadarma Jakarta. Penelitian ini menggunakan limbah abu terbang batubara (fly ash) dan Superplasticizer untuk beton mutu tinggi dengan kuat tekan 40 MPa. Kuat tekan rencana f’c 40 MPa pada umur 28 hari dapat tercapai oleh 3 varian campuran, yaitu campuran tanpa Fly Ash (BN) sebesar 40,85 MPa, campuran dengan Fly Ash 10% dan 20% masing-masing sebesar 41,57 MPa dan 41,28 MPa. Sedangkan kuat beton terendah rata-rata umur 28 hari diperoleh sebesar 33,91 MPa, pada campuran beton dengan Fly Ash 40%.
1.2. Maksud dan Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penulis dalam penelitian untuk tugas akhir ini sebagai
1. Mengetahui workability beton segar yang menggunakan limbah kelapa sawit (abu boiler) yang berasal dari PT. AUSTINDO NUSANTARA JAYA AGRI SIAIS dan limbah abu terbang batubara (fly ash) yang berasal dari PT. SOCI MAS sebagai bahan tambahan maupun pengganti semen dalam pembuatan beton.
2. Mengetahui perilaku mekanik beton yang menggunakan limbah kelapa sawit (abu boiler) yang berasal dari PT. AUSTINDO NUSANTARA JAYA AGRI SIAIS dan limbah abu terbang batubara (fly ash) yang berasal dari PT. SOCI MAS sebagai bahan tambahan maupun pengganti semen dalam pembuatan beton dan membandingkannya dengan beton normal. Perilaku mekanik yang diteliti meliputi: kuat tekan, kuat tarik belah dan elastisitas.
3. Mencari komposisi optimum kombinasi antara abu boiler dan fly ash akibat substitusi terhadap semen pada campuran beton.
1.3. Pembatasan masalah
Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi cakupan / ruang lingkupnya agar tidak terlalu luas. Pembatasan masalah meliputi :
1. Mutu beton yang direncanakan adalah f’c 30 Mpa.
2. Menggunakan bahan campuran limbah kelapa sawit (abu boiler) yang berasal dari PT. AUSTINDO NUSANTARA JAYA AGRI SIAIS dan limbah abu terbang batubara (fly ash) yang berasal dari PT. SOCI MAS
3. Komposisi kombinasi antara abu boiler dan fly ash masing-masing yaitu: 10%; dan 12,5% dengan 12,5% dari penggunaan semen.
4. Benda uji yang digunakan adalah silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm.
5. Perawatan beton dengan cara perendaman di air.
6. Pengujian kuat tekan dilakukan pada umur 7, 14 dan 28 hari untuk semua variasi.
7. Pengujian kuat tarik belah dilakukan pada umur 7, 14 dan 28 hari untuk semua variasi.
Gambar 1.1 Benda Uji Silinder1.4. Metodologi Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah kajian eksperimental di Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun tahap-tahap pelaksanaan penelitian sebagai berikut :
1. Penyediaan bahan penyusun beton : batu pecah, pasir, semen dan bahan tambahan ( abu boiler dan fly ash).
2. Pemeriksaan bahan penyusun beton.
- Analisa ayakan agregat halus dan agregat kasar
- Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi agregat halus dan agregat kasar.
- Pemeriksaan berat isi pada agregat halus dan agregat kasar.
- Pemeriksaan kadar lumpur (pencucian agregat kasar dan halus lewat ayakan no.200).
- Pemeriksaan kandungan organik (colorimetric test) pada agregat halus.
3. Mix design (perancangan campuran) Penimbangan /penakaran bahan penyusun beton berdasarkan uji karakteristik f’c 30 Mpa.
4. Pengujian kuat tekan beton dan kuat tarik belah menggunakan benda uji silinder.
1.5. Percobaan
Pembuatan benda uji : Pembuatan beton dengan menggunakan campuran kombinasi antara abu boiler dan fly ash dan faktor air semen tetap untuk setiap variasi. Benda uji yang dibuat adalah silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm.
Adapun variasi yang digunakan adalah :
a) Variasi 1, tanpa penambahan Abu Boiler dan Fly Ash (beton normal).
b) Variasi 2, penambahan Abu Boiler 2,5% dan Fly Ash 2,5% dari penggunaan semen.
c) Variasi 3, penambahan Abu Boiler 5% dan Fly Ash 5% dari penggunaan semen.
d) Variasi 4, penambahan Abu Boiler 7,5% dan Fly Ash 7,5% dari penggunaan semen.
e) Variasi 5, penambahan Abu Boiler 10% dan Fly Ash 10% dari penggunaan semen.
f) Variasi 6, penambahan Abu Boiler 12,5% dan Fly Ash 12,5% dari penggunaan semen.
- Pengujian slump (slump test ASTM C 143-90A), untuk mengetahui tingkat kemudahan pengerjaan (workability) setelah penambahan abu boiler + fly ash dan sebelumnya.
- Pengujian kekuatan tekan beton (ASTM C 39-86) pada umur 7, 14 dan 28 hari.
- Pengujian kekuatan tarik belah beton (ASTM C 496-90) pada umur 7, 14 dan 28 hari.
3
Umur 7 hari Umur 14 hari Umur 28 hari
3
3
3
3
3
3
18 Abu Boiler 10% dan Fly Ash 10%
Umur 7 hari Umur 14 hari Umur 28 hari
3
3
3
3
3
3
18 Abu Boiler 12,5% dan Fly Ash 12,5%
Umur 7 hari Umur 14 hari Umur 28 hari
3
3
3
3
3
3
18 Abu Boiler 7,5% dan Fly Ash 7,5%
3
Boiler dan Fly Ash dan Beton Normal Variasi Kombinasi Abu
18 Abu Boiler 2,5% dan Fly Ash 2,5%
Boiler dan Fly Ash Kuat Tekan
Beton Kuat Tarik
Belah Jumlah Benda
Uji Beton Normal
Umur 7 hari Umur 14 hari Umur 28 hari
3
3
3
3
3
3
Umur 7 hari Umur 14 hari Umur 28 hari
3
3
3
3
3
3
3
18 Abu Boiler 5% dan Fly Ash 5%
Umur 7 hari Umur 14 hari Umur 28 hari
3
3
3
18 TOTAL 108 Total jumlah benda uji yang digunakan untuk seluruh pengujian adalah 108 sampel. Pengujian kuat tekan sebanyak 18 silinder untuk umur 7 hari, 18 silinder untuk umur 14 hari dan 18 silinder untuk umur 28 hari. Untuk pengujian kuat tarik belah sebanyak 18 silinder untuk umur 7 hari, 18 silinder untuk umur 14 hari dan 18 silinder untuk umur 28 hari.
1.6. Manfaat Penelitian
Dari penelitian yang dilakukan diharapkan dapat memberikan beberapa manfaat bagi perkembangan teknologi beton, antara lain sebagai berikut :
1. Dari hasil penelitian ini kiranya dapat menjadi suatu acuan bahwa penggunaan limbah abu boiler dan fly ash ini dapat digunakan sebagai bahan pengganti semen pembentuk beton yang mana menjadi suatu pilihan (choice) untuk penghematan semen yang akan berdampak terhadap pemakaian biaya yang lebih ekonomis.
2. Menjadi bahan pertimbangan bagi perusahan / individu untuk menggunakan limbah abu boiler dan fly ash sebagai salah satu bahan dalam adukan beton.
3. Dapat mengurangi pencemaran lingkungan (dampak negatif ) yang disebabkan oleh limbah tersebut.