Analisa Respon Mekanik Paving Block Concrete Foam Diperkuat Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (Tkks) Akibat Beban Flexure
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Kelapa sawit merupakan komoditas ekspor terbesar di Indonesia. Kelapa
sawit memegang peranan penting dan telah lama menjadi tulang punggung bagi
rakyat Indonesia, kontribusi nyata perkebunan kelapa sawit adalah meningkatnya
produk domestik bruto (PDB), penyerapan tenaga kerja dan meningkatnya
kesejahteraan rakyat indonesia khusunya petani. Luas areal perkebunan kelapa
sawit di Indonesia pun mengalami perluasan yang cukup signifikan dari tahun
ketahunnya yaitu sebesar 6,96% dari tahun 2007-2013, dan produksi kelapa sawit
meningkat rata-rata sekitar 6,02% per tahun [1].
Namun selain dampak positif tersebut, seperti hal nya setiap kegiatan
industri, industri kelapa sawit ini pun juga tidak terlepas dari dampak negatif
terutama bagi lingkungan, dampak nyatanya adalah dihasilkannya suatu limbah
industri yang tidak bisa dihindari. Penanganan khusus tentunya sangat diperlukan
agar limbah dari industri kelapa sawit ini tidak menimbulkan masalah bagi
lingkungan sekitar.
Konsep zero emission sudah seyogyanya dapat diterapkan pada industri
kelapa sawit, konsep ini menyatakan bahwa proses industri seharusnya tidak
menghasilkan limbah dalam bentuk apapun karena limbah tersebut dapat menjadi
bahan baku bagi industri lain. Tentunya dengan penerapan konsep ini, akan sangat
menghemat sumber daya alam pada proses perindustrian, memperbanyak ragam
produk, menciptakan lebih banyak lapangan kerja baru serta mencegah
pencemaran udara dan kerusakan lingkungan [2].
Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) merupakan salah satu limbah padat
dari industri Pabrik Kelapa Sawit (PKS) yang memiliki potensi besar untuk
dikembangkan menjadi produk berguna. Secara keseluruhan, pada tahun 2013
saja industri PKS di Indonesia dapat menghasilkan limbah TKKS sekitar
59.847.066 ton dari total produksi Kelapa Sawit yang mencapai 260.155.200 ton
per tahun, dan hal ini cenderung meningkat setiap tahunnya [1]. Pada umumnya,
saat ini sebagian dari TKKS telah dimanfaatkan oleh pelaku industri PKS sebagai
1
pupuk organik dan bahan bakar boiler. Tetapi mengingat Indonesia merupakan
produsen Kelapa sawit terbesar di Dunia, tentunya
hal ini dinilai belum
termanfaatkan dengan baik dan memiliki potensi yang sangat besar untuk lebih
dikembangkan.
Secara umum telah banyak penelitian yang dilakukan untuk mengkaji
potensi yang terdapat pada serat TKKS ini sehingga dapat meningkatkan nilai
guna dari produk limbah ini. Beberapa penelitian yang telah dilakukan dalam hal
pemanfaatan TKKS ini antara lain adalah pembuatan papan partikel, parking
bumper , kerucut lalu lintas, helmet sepeda.
Dewasa ini, penelitan tidak hanya difokuskan pada kekuatan dari suatu
material, tetapi juga bagaimana mencari suatu material yang ringan dan ekonomis
tanpa mengurangi atau bahkan meningkatkan sifat mekanis nya. Telah banyak
metode yang dilakukan oleh para peneliti guna mendapatkan suatu material yang
ringan dan ekonomis tersebut, salah satunya adalah dengan cara penambahan
foaming agent [3].
Foaming agent merupakan suatu bahan pengembang yang mempunyai
formula kimia dengan sifat-sifat antara lain berupa Surfactant (surface active
agent) dan stabilizer. Foaming agent berfungsi untuk membentuk pori-pori halus
pada suatu material guna mendapatkan material yang memiliki sifat fisis yang
ringan.
Paving block (bata beton) adalah suatu komposisi bahan bangunan yang
dibuat dari campuran semen portland atau bahan perekat hidrolis sejenisnya, air
dan agregat dengan atau tanpa bahan tambahan lainnya yang tidak mengurangi
mutu bata beton itu.
Pada saat ini paving block telah digunakan di hampir semua kota di
Indonesia, seiring dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi,
paving block telah menjadi suatu alternatif pilihan baik untuk lapisan perkerasan
permukaan tanah, pedestrian dan trotoar. Kita dapat menjumpai penggunaan
paving block baik sebagai tempat parkir plaza, hotel, taman rekreasi, tempat
bersejarah, terminal, jalan setapak dan kompleks-kompleks perumahan.
Penggunaan paving block sekarang bahkan telah merambah sektor industri seperti
pelabuhan peti kemas, pabrik, pertambangan dan sebagainya [4].
2
Paving block banyak dipilih oleh berbagai kalangan karena memiliki
banyak keunggulan baik ditinjau dari segi ekonomis, artistik, dan juga kelestarian
lingkungan. Ditinjau dari segi keteknikan paving block memiliki kelebihan yakni
memiliki sifat kuat tekan yang baik, dapat menahan beban dalam batasan tertentu,
umur produk lebih lama, dan mudah dalam pemasangan [4].
Permasalah utama yang ditemukan pada penggunaan paving block pada
saat ini adalah harga produk yang mahal, material yang berat, dan sifat mekanik
yang mudah pecah dan retak. berangkat dari permasalahan tersebut, dengan
diadakannya penelitian tentang penambahan serat TKKS dan foaming agent pada
campuran Paving Block diharapkan dapat meningkatkan nilai keekonomisan dan
sifat-sifat mekanik pada paving block ini.
1.2.
Rumusan Masalah
Penelitian ini mengkaji mengenai pengaruh penambahan foaming agent
dengan diperkuat limbah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) pada paving block
yang diharapkan dapat meningkatkan respon mekanik dari produk paving block
tesebut sehingga didapat paving block yang tidak hanya ekonomis baik dari faktor
berat dan biaya produksi, tetapi juga memiliki respon mekanik yang lebih baik
dari paving block konvensional yang sudah ada dipasaran.
1.3.
Tujuan Pengujian
1.3.1. Tujuan umum
Tujuan umum pada penelitian ini adalah untuk menganalisa respon
mekanik produk paving block dengan penambahan foaming agent yang diperkuat
serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS) terhadap beban flexure secara
eksperimental.
1.3.2. Tujuan Khusus
Tujuan khusus dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Untuk menganalisa hasil produk paving block komposit berbahan
concrete foam yang diperkuat serat TKKS yang terdiri dari:
a. Reduksi berat paving block
3
b. Makrostruktur
c. Biaya produksi (cost)
2. Untuk mendapatkan nilai tegangan flexure maksimum yang mampu
diterima paving block concrete foam akibat beban flexure dari
beberapa variasi komposisi penyusun sehingga didapat material
dengan komposisi terbaik.
1.4.
Batasan Masalah
Untuk mendapatkan arah penelitian yang baik, maka perlu adanya batasan
masalah sebagai berikut:
1. Membuat paving block dengan penambahan foaming agent dan serat
TKKS
2. Ukuran spesimen Paving block yang dibuat adalah 225×135×65 mm
3. Menganalisa nilai respon mekanik yang diterima paving block akibat
beban flexure.
1.5.
Manfaat Penelitian
1. Memberikan masukan kepada dunia pendidikan dan dunia industri
tentang produk paving block dari material concrete foam (beton busa)
yang diperkuat serat TKKS secara fisis dan mekanis.
2. Untuk memanfaatkan limbah TKKS menjadi sebuah produk yang
mempunyai nilai guna yang lebih tinggi.
3. Dapat menjadi referensi untuk pengembangan dan aplikasi material
concrete foam diperkuat serat TKKS dimasa yang akan datang.
1.6.
Sistematika Penulisan
Agar penyusunan skripsi ini dapat tersusun secara sistematis dan
mempermudah pembaca memahai tulisan ini, maka dilakukan pembagian bab
berdasarkan isinya. Tulisan ini akan disusun dengan urutan sebagai berikut:
BAB 1 PENDAHULUAN
4
Berisi tentang latar belakang yang menentukan pengambilan penlitian dan
dilanjutkan dengan rumusan masalah,tujuan penelitian, manfaat penelitian,
batasan masalah, metode penelitian dan sistematika penulisan skripsi ini.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini menjelaskan tentang ulasan teori-teori yang berhubungan
dengan penelitian skripsi ini baik dari teori dasar maupun teori penunjang lainnya.
BAB 3 METODOLOGI
Di dalam bab ini membahas tentang hal-hal yang ditujukan untuk
mencapai tujuan dimana mencakup dalam segi perencanaan dan perhitungan.
BAB 4 ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Bab ini akan menjelaskan hasil dari yang didapat dari hasil penelitian
meliputi data-data yang sudah ada maupun data-data tambahan.
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi tentang kesimpulan dari semua penelitian yang dilakukan
untuk skripsi ini dan saran yang mendukung kedepannya.
DAFTAR PUSTAKA
Berisi seluruh reverensi yang digunakan dalam penelitian untuk
pembuatan tugas akhir ini.
LAMPIRAN
5
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Kelapa sawit merupakan komoditas ekspor terbesar di Indonesia. Kelapa
sawit memegang peranan penting dan telah lama menjadi tulang punggung bagi
rakyat Indonesia, kontribusi nyata perkebunan kelapa sawit adalah meningkatnya
produk domestik bruto (PDB), penyerapan tenaga kerja dan meningkatnya
kesejahteraan rakyat indonesia khusunya petani. Luas areal perkebunan kelapa
sawit di Indonesia pun mengalami perluasan yang cukup signifikan dari tahun
ketahunnya yaitu sebesar 6,96% dari tahun 2007-2013, dan produksi kelapa sawit
meningkat rata-rata sekitar 6,02% per tahun [1].
Namun selain dampak positif tersebut, seperti hal nya setiap kegiatan
industri, industri kelapa sawit ini pun juga tidak terlepas dari dampak negatif
terutama bagi lingkungan, dampak nyatanya adalah dihasilkannya suatu limbah
industri yang tidak bisa dihindari. Penanganan khusus tentunya sangat diperlukan
agar limbah dari industri kelapa sawit ini tidak menimbulkan masalah bagi
lingkungan sekitar.
Konsep zero emission sudah seyogyanya dapat diterapkan pada industri
kelapa sawit, konsep ini menyatakan bahwa proses industri seharusnya tidak
menghasilkan limbah dalam bentuk apapun karena limbah tersebut dapat menjadi
bahan baku bagi industri lain. Tentunya dengan penerapan konsep ini, akan sangat
menghemat sumber daya alam pada proses perindustrian, memperbanyak ragam
produk, menciptakan lebih banyak lapangan kerja baru serta mencegah
pencemaran udara dan kerusakan lingkungan [2].
Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) merupakan salah satu limbah padat
dari industri Pabrik Kelapa Sawit (PKS) yang memiliki potensi besar untuk
dikembangkan menjadi produk berguna. Secara keseluruhan, pada tahun 2013
saja industri PKS di Indonesia dapat menghasilkan limbah TKKS sekitar
59.847.066 ton dari total produksi Kelapa Sawit yang mencapai 260.155.200 ton
per tahun, dan hal ini cenderung meningkat setiap tahunnya [1]. Pada umumnya,
saat ini sebagian dari TKKS telah dimanfaatkan oleh pelaku industri PKS sebagai
1
pupuk organik dan bahan bakar boiler. Tetapi mengingat Indonesia merupakan
produsen Kelapa sawit terbesar di Dunia, tentunya
hal ini dinilai belum
termanfaatkan dengan baik dan memiliki potensi yang sangat besar untuk lebih
dikembangkan.
Secara umum telah banyak penelitian yang dilakukan untuk mengkaji
potensi yang terdapat pada serat TKKS ini sehingga dapat meningkatkan nilai
guna dari produk limbah ini. Beberapa penelitian yang telah dilakukan dalam hal
pemanfaatan TKKS ini antara lain adalah pembuatan papan partikel, parking
bumper , kerucut lalu lintas, helmet sepeda.
Dewasa ini, penelitan tidak hanya difokuskan pada kekuatan dari suatu
material, tetapi juga bagaimana mencari suatu material yang ringan dan ekonomis
tanpa mengurangi atau bahkan meningkatkan sifat mekanis nya. Telah banyak
metode yang dilakukan oleh para peneliti guna mendapatkan suatu material yang
ringan dan ekonomis tersebut, salah satunya adalah dengan cara penambahan
foaming agent [3].
Foaming agent merupakan suatu bahan pengembang yang mempunyai
formula kimia dengan sifat-sifat antara lain berupa Surfactant (surface active
agent) dan stabilizer. Foaming agent berfungsi untuk membentuk pori-pori halus
pada suatu material guna mendapatkan material yang memiliki sifat fisis yang
ringan.
Paving block (bata beton) adalah suatu komposisi bahan bangunan yang
dibuat dari campuran semen portland atau bahan perekat hidrolis sejenisnya, air
dan agregat dengan atau tanpa bahan tambahan lainnya yang tidak mengurangi
mutu bata beton itu.
Pada saat ini paving block telah digunakan di hampir semua kota di
Indonesia, seiring dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi,
paving block telah menjadi suatu alternatif pilihan baik untuk lapisan perkerasan
permukaan tanah, pedestrian dan trotoar. Kita dapat menjumpai penggunaan
paving block baik sebagai tempat parkir plaza, hotel, taman rekreasi, tempat
bersejarah, terminal, jalan setapak dan kompleks-kompleks perumahan.
Penggunaan paving block sekarang bahkan telah merambah sektor industri seperti
pelabuhan peti kemas, pabrik, pertambangan dan sebagainya [4].
2
Paving block banyak dipilih oleh berbagai kalangan karena memiliki
banyak keunggulan baik ditinjau dari segi ekonomis, artistik, dan juga kelestarian
lingkungan. Ditinjau dari segi keteknikan paving block memiliki kelebihan yakni
memiliki sifat kuat tekan yang baik, dapat menahan beban dalam batasan tertentu,
umur produk lebih lama, dan mudah dalam pemasangan [4].
Permasalah utama yang ditemukan pada penggunaan paving block pada
saat ini adalah harga produk yang mahal, material yang berat, dan sifat mekanik
yang mudah pecah dan retak. berangkat dari permasalahan tersebut, dengan
diadakannya penelitian tentang penambahan serat TKKS dan foaming agent pada
campuran Paving Block diharapkan dapat meningkatkan nilai keekonomisan dan
sifat-sifat mekanik pada paving block ini.
1.2.
Rumusan Masalah
Penelitian ini mengkaji mengenai pengaruh penambahan foaming agent
dengan diperkuat limbah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) pada paving block
yang diharapkan dapat meningkatkan respon mekanik dari produk paving block
tesebut sehingga didapat paving block yang tidak hanya ekonomis baik dari faktor
berat dan biaya produksi, tetapi juga memiliki respon mekanik yang lebih baik
dari paving block konvensional yang sudah ada dipasaran.
1.3.
Tujuan Pengujian
1.3.1. Tujuan umum
Tujuan umum pada penelitian ini adalah untuk menganalisa respon
mekanik produk paving block dengan penambahan foaming agent yang diperkuat
serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS) terhadap beban flexure secara
eksperimental.
1.3.2. Tujuan Khusus
Tujuan khusus dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Untuk menganalisa hasil produk paving block komposit berbahan
concrete foam yang diperkuat serat TKKS yang terdiri dari:
a. Reduksi berat paving block
3
b. Makrostruktur
c. Biaya produksi (cost)
2. Untuk mendapatkan nilai tegangan flexure maksimum yang mampu
diterima paving block concrete foam akibat beban flexure dari
beberapa variasi komposisi penyusun sehingga didapat material
dengan komposisi terbaik.
1.4.
Batasan Masalah
Untuk mendapatkan arah penelitian yang baik, maka perlu adanya batasan
masalah sebagai berikut:
1. Membuat paving block dengan penambahan foaming agent dan serat
TKKS
2. Ukuran spesimen Paving block yang dibuat adalah 225×135×65 mm
3. Menganalisa nilai respon mekanik yang diterima paving block akibat
beban flexure.
1.5.
Manfaat Penelitian
1. Memberikan masukan kepada dunia pendidikan dan dunia industri
tentang produk paving block dari material concrete foam (beton busa)
yang diperkuat serat TKKS secara fisis dan mekanis.
2. Untuk memanfaatkan limbah TKKS menjadi sebuah produk yang
mempunyai nilai guna yang lebih tinggi.
3. Dapat menjadi referensi untuk pengembangan dan aplikasi material
concrete foam diperkuat serat TKKS dimasa yang akan datang.
1.6.
Sistematika Penulisan
Agar penyusunan skripsi ini dapat tersusun secara sistematis dan
mempermudah pembaca memahai tulisan ini, maka dilakukan pembagian bab
berdasarkan isinya. Tulisan ini akan disusun dengan urutan sebagai berikut:
BAB 1 PENDAHULUAN
4
Berisi tentang latar belakang yang menentukan pengambilan penlitian dan
dilanjutkan dengan rumusan masalah,tujuan penelitian, manfaat penelitian,
batasan masalah, metode penelitian dan sistematika penulisan skripsi ini.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini menjelaskan tentang ulasan teori-teori yang berhubungan
dengan penelitian skripsi ini baik dari teori dasar maupun teori penunjang lainnya.
BAB 3 METODOLOGI
Di dalam bab ini membahas tentang hal-hal yang ditujukan untuk
mencapai tujuan dimana mencakup dalam segi perencanaan dan perhitungan.
BAB 4 ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Bab ini akan menjelaskan hasil dari yang didapat dari hasil penelitian
meliputi data-data yang sudah ada maupun data-data tambahan.
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi tentang kesimpulan dari semua penelitian yang dilakukan
untuk skripsi ini dan saran yang mendukung kedepannya.
DAFTAR PUSTAKA
Berisi seluruh reverensi yang digunakan dalam penelitian untuk
pembuatan tugas akhir ini.
LAMPIRAN
5