Kajian Eksperimental Bata Beton (Paving Block) Menggunakan Abu Vulkanik Erupsi Gunung Sinabung Sesuai SNI 03-0691-1996
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Gunung Sinabung (bahasa Karo: Deleng Sinabung) merupakan salah satu
gunung berapi yang termasuk dalam katagori aktif didunia, dan termasuk geologi
jenis Statovolkano. Secara geografis, Sinabung terletak dikoordinat 3º10’12”LU
98º23’31”BT
dataran
Tinggi
Karo,
Kabupaten
Karo,
Sumatera
Utara,
Indonesia.Dengan ketinggian 2.460 m (8.071) ft.
Aktivitas Gunung Sinabung terjadi pada tanggal 27 Agustus 2010, gunung
ini mengeluarkan asap dan abu vulkanis. Kemudian, tanggal 29 Agustus 2010 dini
hari, gunung Sinabung mengeluarkan lava.Abu Gunung Sinabung cenderung
meluncur dari arah barat daya menuju timur laut.Tanggal 3 September, terjadi 2
letusan.Letusan pertama terjadi sekitar pukul 04.45 WIB sedangkan letusan kedua
terjadi sekitar pukul 18.00 WIB.Letusan Gunung Sinabung menyemburkan debu
vulkanis setinggi 3 kilometer dan gempa bumi vulkanis yang dapat terasa hingga
25 kilometer di sekitar gunung ini.Tanggal 7 September, Gunung Sinabung
kembali metelus.Ini merupakan letusan terbesar sejak gunung ini menjadi aktif
pada tanggal 29 Agustus 2010. Debu vulkanis ini tersembur hingga 5.000 meter di
udara.Pada tanggal 24 November 2013 pukul 10.00 status Gunung Sinabung
dinaikkan ke level tertinggi, level 4 (Awas). Penduduk dari 21 desa dan 2 dusun
harus diungsikan. Status level 4 (Awas) ini terus bertahan hingga memasuki tahun
2014. Guguran lava pijar dan semburan awan panas masih terus terjadi sampai 3
Januari 2014.Mulai tanggal 4 Januari 2014 terjadi rentetan kegempaan, letusan,
dan luncuran awan panas terus-menerus sampai hari berikutnya. Hal ini memaksa
tambahan
warga
untuk
mengungsi,
hingga
melebihi
20
ribu
orang.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Gunung _Sinabung).
Erupsi (letusan) Gunung Sinabung tersebut mengeluarkan kabut asap yang
tebal berwarna hitam disertai hujan pasir ,dan debu vukanik yang menutupi ribuan
hektar tanaman para petani yang berjarak dibawah radius enam kilometer tertutup
debu tersebut. Debu vulkanik mengakibatkan tanaman petani yang berada di
Universitas Sumatera Utara
lereng gunung banyak yang mati dan rusak.Diperkirakan seluas 15.341 hektar
tanaman pertanian terancam gagal panen.
Karakteristik debu vulkanik umumnya mengandung berbagai unsur mayor
(AI, Si, Ca, dan Fe), minor (I(, Mg, Mn, Na, P, S, dan Ti), dan tingkat trace (Au
,As, Ba, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, S, Sb, Sn, Sr, V, Zn, dan Zr), baik yang memiliki
kegunaan yang luas (AI, Si, Ca, Fe, Ti, V, dan Zn), memiliki nilai tinggi (Au).
Didasarkan pada kandungan unsur AI, Ca, dan Si dalam abu yang besar (masingmasing 56%, 4%, dan 18 %) maka sangat dimungkinkan dilakukannya
pemanfaatan abu tersebut sebagai bahan semen atau barang berbahan semen.
(Wahyuni,E.I. 2012.)
Indonesia sangat rentan terhadap gempa bumi dan letusan gunung api,
karena dari letak Indonesia merupakan tempat pertemuan 2 rangkaian gunung
berapi aktif (Ring of Fire). Dan terdapat puluhan patahan aktif di wilayah
Indonesia.Keberadaan gunung api ini masih dianggap sebagai ancaman bagi
masyarakat sekitar. Akan tetapi, manfaat yang diberikan pasca letusan juga sangat
besar pengaruhnya terhadap kesejahteraan hidup masyarakat sekitar, Salah
satunya adalah banyaknya material vulkanik yang dikeluarkan Sinabung yang
dapat dimanfaatkan dalam berbagai bidang. Misalnya debu, pasir, batu vulkanik
yang melimpahtelah memberikan manfaat bagi penduduk di sekitar Sinabung
dengan menjualnya atau dijadikanpelengkap bahan bangunan bahkan tanah yang
terkena material vulkanik akan subur.
Pemanfaatan tersebut memberikan satu pemahaman lain, bahwa letusan
Sinabung bukanlah suatu hal yang perlu kita sesali atau tangisi melainkan berkah
yang patut kitasyukuri. Salah satunya dengan mengkaji pemanfaatan debu
vulkanik erubsi gunung sinabung sebagai substitusi semen pada pembuatan bata
beton
1.2
Permasalahan
Rumusan masalah adalah langkah penting untuk membatasi masalah yang
akan diteliti. Masalah adalah bagian pokok dari kegiatan penelitian.Berdasarkan
Universitas Sumatera Utara
latar belakang yang telah diuraikan, maka masalah yang diangkat dalam penelitian
ini adalah:
1. Apakah bata beton dengan menggunakan debu vulkanik memenuhi
persyaratan kuat tekan minimum bata beton (SNI 03-0691- 1996)
2. Berapa besar persentase debu vulkanik optimal yang memenuhi
persyaratan kuat tekan minimum bata beton (paving block) (SNI 03-06911996)
3. Bagaimana perbandingan hasil pengujian bata beton (paving block)
dengan dan tanpa menggunakan debu vulkanik
1.3
Pembatasan Masalah
Dalampenelitian ini tentunya banyak parameter yang berkaitan dan perlu
di lakukan batasan masalah yang hanya dilakukan dalam penelitian ini. Adapun
batasan masalah tersebut antara lain:
1. Material debu vulkanik yang digunakan diperoleh dari daerah/ lokasi yang
terkena erubsi debu vulkanik Gunung Sinabung.
2. Mutu rencana 40 Mpa
3. Ukuran debu vulkanik yang digunakan yaitu lolos saringan No. 200(0,075
mm).
4. Komposisi yang digunakan terdiri dari semen, debu vulkanik, pasir, abu
batu, dan air.
5. Pemeriksaan bahan penyusun bata beton:
a.
Analisa ayakan pasir;
b.
Pemeriksaan berat isi agregat halus;
c.
Pemeriksaan kandungan organik (colorimetric test) pada agregat
halus.
d.
Pemeriksaan berat jenis pada pasir dan debu vulkanik;
e.
Pemeriksaan kadar lumpur dan kadar liat agregat halus;
Universitas Sumatera Utara
6.
Variasi penggunaan debu vulkanik dengan mengurangi jumlah semen
mulai dari 0%, 25%, 50%, 75%, 100% dari berat agregat halus dengan
benda uji masing-masing 30 buah untuk setiap komposisi benda uji.
7.
Perancangan campuran bahan penyusun bata beton dengan perbandingan
1: 2 semen dan pasir.
8. Pengujian ukuran, sifat tampak, pengujian daya serap, kuat tekan,
ketahanan aus dan ketahanan terhadap natrium sulfat menggunakan benda
uji bata beton (paving block) ukuran 20 x 10 x 6 cm.
9. Standar pengujian mengacu pada SNI 03-0691-1996.
Tabel 1.1 Komposisi dan Jumlah Benda Uji
Persentase Debu Vulkanik
Pengujian
Benda Uji
0%
Bata
Sifat tampak, Ukuran, Daya
beton
serap Air, dan Kuat Tekan
Bata
beton
ketahanan aus
Bata
Ketahanan
beton
sulfat
terhadap
natrium
Jumlah Benda Uji
Total
25% 50% 75% 100%
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
90
90
90
90
90
450
6 cm
10 cm
20 cm
Gambar 1.1 Bentuk Benda Uji Bata Beton (Paving Block)
Universitas Sumatera Utara
1.4
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan yang ingin dicapai dari studi ini adalah:
1. Menganalisis workability beton segar menggunakan debu vulkanik sebagai
bahan tambah pada campuran beton.
2. Menganalisis perilaku bata beton yang menggunakan debu vulkanik
sebagai bahan tambah dengan variasi 25%, 50%, 75%, 100% dan
membandingkan dengan bata beton normal.
3. Mengetahui persentase debu vulkanik optimal yang memenuhi persyaratan
kuat tekan minimum bata beton SNI 03-0691-1996.
4. Mengetahui perbandingan hasil pengujian bata beton dengan dan tanpa
menggunakan debu vulkanik.
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian yang diharapkan antara lain:
a. Penelitian ini diharapkan menjadi bahan refrensi mengenai perencanaan
dan pembangunan kontruksi bangunan, terutama pada industri pembuatan
bata beton.
b. Memberikan wacana dalam aplikasi ilmu pengetahuan khususnya ilmu
rekayasa material dan bahan bangunan.
c. Memberikan usulan dan bahan pertimbangan pada pihak terkait mengenai
penggunaan material limbah untuk warga setempat
d. Mengetahui perbedaan besar nilai kuat tekan dan penyerapan air dari debu
vulkanik yang nantinya dapat dijadikan sebagai bahan rekomendasi
tentang layak atau tidaknya debu vulkanik digunakan sebagai bahan
pengganti dalam pembuatan bata beton (paving block).
1.6
Sistematika Penulisan
Adapun sistematika dalam penulisan dari Tugas Akhir ini adalah sebagai
berikut :
Universitas Sumatera Utara
BAB I Pendahuluan
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, perumusan masalah, tujuan,
manfaat, batasan masalah, dan sistematika penulisan.
BAB II Dasar Teori
Pada Bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang berkaitan dengan
penelitian.
BAB III Metode Penelitian
Pada Bab ini berisikan prosedur percobaan yang meliputi pendahuluan,
sistematika penelitian, peralatan, pembuatan benda uji, dan pengujian.
BAB IV Hasil dan Pembahasan
Pada Bab ini membahas tentang hasil dari percobaan di Laboratorium serta
analisis data berupa pengujian ukuran dan tampak luar, pengujian daya serap, pengujian
kuat tekan, pengujian ketahanan aus, dan pengujian ketahanan terhadap natrium sulfat.
BAB V Kesimpulan dan Saran
Pada Bab ini berisikan kesimpulan dari hasil penelitian yang diperoleh dan
saran saran dari penulis mengenai penelitian yang dilakukan.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Gunung Sinabung (bahasa Karo: Deleng Sinabung) merupakan salah satu
gunung berapi yang termasuk dalam katagori aktif didunia, dan termasuk geologi
jenis Statovolkano. Secara geografis, Sinabung terletak dikoordinat 3º10’12”LU
98º23’31”BT
dataran
Tinggi
Karo,
Kabupaten
Karo,
Sumatera
Utara,
Indonesia.Dengan ketinggian 2.460 m (8.071) ft.
Aktivitas Gunung Sinabung terjadi pada tanggal 27 Agustus 2010, gunung
ini mengeluarkan asap dan abu vulkanis. Kemudian, tanggal 29 Agustus 2010 dini
hari, gunung Sinabung mengeluarkan lava.Abu Gunung Sinabung cenderung
meluncur dari arah barat daya menuju timur laut.Tanggal 3 September, terjadi 2
letusan.Letusan pertama terjadi sekitar pukul 04.45 WIB sedangkan letusan kedua
terjadi sekitar pukul 18.00 WIB.Letusan Gunung Sinabung menyemburkan debu
vulkanis setinggi 3 kilometer dan gempa bumi vulkanis yang dapat terasa hingga
25 kilometer di sekitar gunung ini.Tanggal 7 September, Gunung Sinabung
kembali metelus.Ini merupakan letusan terbesar sejak gunung ini menjadi aktif
pada tanggal 29 Agustus 2010. Debu vulkanis ini tersembur hingga 5.000 meter di
udara.Pada tanggal 24 November 2013 pukul 10.00 status Gunung Sinabung
dinaikkan ke level tertinggi, level 4 (Awas). Penduduk dari 21 desa dan 2 dusun
harus diungsikan. Status level 4 (Awas) ini terus bertahan hingga memasuki tahun
2014. Guguran lava pijar dan semburan awan panas masih terus terjadi sampai 3
Januari 2014.Mulai tanggal 4 Januari 2014 terjadi rentetan kegempaan, letusan,
dan luncuran awan panas terus-menerus sampai hari berikutnya. Hal ini memaksa
tambahan
warga
untuk
mengungsi,
hingga
melebihi
20
ribu
orang.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Gunung _Sinabung).
Erupsi (letusan) Gunung Sinabung tersebut mengeluarkan kabut asap yang
tebal berwarna hitam disertai hujan pasir ,dan debu vukanik yang menutupi ribuan
hektar tanaman para petani yang berjarak dibawah radius enam kilometer tertutup
debu tersebut. Debu vulkanik mengakibatkan tanaman petani yang berada di
Universitas Sumatera Utara
lereng gunung banyak yang mati dan rusak.Diperkirakan seluas 15.341 hektar
tanaman pertanian terancam gagal panen.
Karakteristik debu vulkanik umumnya mengandung berbagai unsur mayor
(AI, Si, Ca, dan Fe), minor (I(, Mg, Mn, Na, P, S, dan Ti), dan tingkat trace (Au
,As, Ba, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, S, Sb, Sn, Sr, V, Zn, dan Zr), baik yang memiliki
kegunaan yang luas (AI, Si, Ca, Fe, Ti, V, dan Zn), memiliki nilai tinggi (Au).
Didasarkan pada kandungan unsur AI, Ca, dan Si dalam abu yang besar (masingmasing 56%, 4%, dan 18 %) maka sangat dimungkinkan dilakukannya
pemanfaatan abu tersebut sebagai bahan semen atau barang berbahan semen.
(Wahyuni,E.I. 2012.)
Indonesia sangat rentan terhadap gempa bumi dan letusan gunung api,
karena dari letak Indonesia merupakan tempat pertemuan 2 rangkaian gunung
berapi aktif (Ring of Fire). Dan terdapat puluhan patahan aktif di wilayah
Indonesia.Keberadaan gunung api ini masih dianggap sebagai ancaman bagi
masyarakat sekitar. Akan tetapi, manfaat yang diberikan pasca letusan juga sangat
besar pengaruhnya terhadap kesejahteraan hidup masyarakat sekitar, Salah
satunya adalah banyaknya material vulkanik yang dikeluarkan Sinabung yang
dapat dimanfaatkan dalam berbagai bidang. Misalnya debu, pasir, batu vulkanik
yang melimpahtelah memberikan manfaat bagi penduduk di sekitar Sinabung
dengan menjualnya atau dijadikanpelengkap bahan bangunan bahkan tanah yang
terkena material vulkanik akan subur.
Pemanfaatan tersebut memberikan satu pemahaman lain, bahwa letusan
Sinabung bukanlah suatu hal yang perlu kita sesali atau tangisi melainkan berkah
yang patut kitasyukuri. Salah satunya dengan mengkaji pemanfaatan debu
vulkanik erubsi gunung sinabung sebagai substitusi semen pada pembuatan bata
beton
1.2
Permasalahan
Rumusan masalah adalah langkah penting untuk membatasi masalah yang
akan diteliti. Masalah adalah bagian pokok dari kegiatan penelitian.Berdasarkan
Universitas Sumatera Utara
latar belakang yang telah diuraikan, maka masalah yang diangkat dalam penelitian
ini adalah:
1. Apakah bata beton dengan menggunakan debu vulkanik memenuhi
persyaratan kuat tekan minimum bata beton (SNI 03-0691- 1996)
2. Berapa besar persentase debu vulkanik optimal yang memenuhi
persyaratan kuat tekan minimum bata beton (paving block) (SNI 03-06911996)
3. Bagaimana perbandingan hasil pengujian bata beton (paving block)
dengan dan tanpa menggunakan debu vulkanik
1.3
Pembatasan Masalah
Dalampenelitian ini tentunya banyak parameter yang berkaitan dan perlu
di lakukan batasan masalah yang hanya dilakukan dalam penelitian ini. Adapun
batasan masalah tersebut antara lain:
1. Material debu vulkanik yang digunakan diperoleh dari daerah/ lokasi yang
terkena erubsi debu vulkanik Gunung Sinabung.
2. Mutu rencana 40 Mpa
3. Ukuran debu vulkanik yang digunakan yaitu lolos saringan No. 200(0,075
mm).
4. Komposisi yang digunakan terdiri dari semen, debu vulkanik, pasir, abu
batu, dan air.
5. Pemeriksaan bahan penyusun bata beton:
a.
Analisa ayakan pasir;
b.
Pemeriksaan berat isi agregat halus;
c.
Pemeriksaan kandungan organik (colorimetric test) pada agregat
halus.
d.
Pemeriksaan berat jenis pada pasir dan debu vulkanik;
e.
Pemeriksaan kadar lumpur dan kadar liat agregat halus;
Universitas Sumatera Utara
6.
Variasi penggunaan debu vulkanik dengan mengurangi jumlah semen
mulai dari 0%, 25%, 50%, 75%, 100% dari berat agregat halus dengan
benda uji masing-masing 30 buah untuk setiap komposisi benda uji.
7.
Perancangan campuran bahan penyusun bata beton dengan perbandingan
1: 2 semen dan pasir.
8. Pengujian ukuran, sifat tampak, pengujian daya serap, kuat tekan,
ketahanan aus dan ketahanan terhadap natrium sulfat menggunakan benda
uji bata beton (paving block) ukuran 20 x 10 x 6 cm.
9. Standar pengujian mengacu pada SNI 03-0691-1996.
Tabel 1.1 Komposisi dan Jumlah Benda Uji
Persentase Debu Vulkanik
Pengujian
Benda Uji
0%
Bata
Sifat tampak, Ukuran, Daya
beton
serap Air, dan Kuat Tekan
Bata
beton
ketahanan aus
Bata
Ketahanan
beton
sulfat
terhadap
natrium
Jumlah Benda Uji
Total
25% 50% 75% 100%
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
90
90
90
90
90
450
6 cm
10 cm
20 cm
Gambar 1.1 Bentuk Benda Uji Bata Beton (Paving Block)
Universitas Sumatera Utara
1.4
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan yang ingin dicapai dari studi ini adalah:
1. Menganalisis workability beton segar menggunakan debu vulkanik sebagai
bahan tambah pada campuran beton.
2. Menganalisis perilaku bata beton yang menggunakan debu vulkanik
sebagai bahan tambah dengan variasi 25%, 50%, 75%, 100% dan
membandingkan dengan bata beton normal.
3. Mengetahui persentase debu vulkanik optimal yang memenuhi persyaratan
kuat tekan minimum bata beton SNI 03-0691-1996.
4. Mengetahui perbandingan hasil pengujian bata beton dengan dan tanpa
menggunakan debu vulkanik.
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian yang diharapkan antara lain:
a. Penelitian ini diharapkan menjadi bahan refrensi mengenai perencanaan
dan pembangunan kontruksi bangunan, terutama pada industri pembuatan
bata beton.
b. Memberikan wacana dalam aplikasi ilmu pengetahuan khususnya ilmu
rekayasa material dan bahan bangunan.
c. Memberikan usulan dan bahan pertimbangan pada pihak terkait mengenai
penggunaan material limbah untuk warga setempat
d. Mengetahui perbedaan besar nilai kuat tekan dan penyerapan air dari debu
vulkanik yang nantinya dapat dijadikan sebagai bahan rekomendasi
tentang layak atau tidaknya debu vulkanik digunakan sebagai bahan
pengganti dalam pembuatan bata beton (paving block).
1.6
Sistematika Penulisan
Adapun sistematika dalam penulisan dari Tugas Akhir ini adalah sebagai
berikut :
Universitas Sumatera Utara
BAB I Pendahuluan
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, perumusan masalah, tujuan,
manfaat, batasan masalah, dan sistematika penulisan.
BAB II Dasar Teori
Pada Bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang berkaitan dengan
penelitian.
BAB III Metode Penelitian
Pada Bab ini berisikan prosedur percobaan yang meliputi pendahuluan,
sistematika penelitian, peralatan, pembuatan benda uji, dan pengujian.
BAB IV Hasil dan Pembahasan
Pada Bab ini membahas tentang hasil dari percobaan di Laboratorium serta
analisis data berupa pengujian ukuran dan tampak luar, pengujian daya serap, pengujian
kuat tekan, pengujian ketahanan aus, dan pengujian ketahanan terhadap natrium sulfat.
BAB V Kesimpulan dan Saran
Pada Bab ini berisikan kesimpulan dari hasil penelitian yang diperoleh dan
saran saran dari penulis mengenai penelitian yang dilakukan.
Universitas Sumatera Utara