Analisa karakteristik beton
ANALISA KARAKTERISTIK BETON DENGAN VARIAN CANGKANG SAWIT-BATU PECAH Muhammad Shalahuddin1, Alex Kurniawandy2, Gussyafri3
ABSTRAK Beton adalah campuran semen, agregat halus, agregat kasar dan air dengan atau tanpa bahan tambahan. Cangkang sawit cukup keras dengan bidang pecah yang cukup banyak diperkirakan akan dapat menggantikan sifat agregat kasar pada beton terutama untuk beton nonstructural. Kombinasi material conblock beton 60 % cangkang sawit dan 40 % pasir menggunakan fas 0,4 dan 0,45 menunjukkan kekuatan 4,0 MPa (Muhammad Shalahuddin, 2012). Campuran beton dilakukan dengan metoda DOE 60 sampel berbentuk silinder diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Kuat tekan beton diuji pada umur 28 hari dengan variasi fas dan variasi agregat kasar-cangkang sawit. Makin besar persentase penggunaaan cangkang sawit maka kekuatan tekan beton menurun.Kuat tekan beton menurun dengan meningkatnya nilai fas. Variasi cangkang sawit 50 % dan batu pecah 50 % dengan fas 0,4 dan 0,45 menghasilkan kuat tekan di atas 12,5 MPa. Kata kunci : Cangkang sawit, Pasir, Batu Pecah, Beton ABSTRACT Concreteis amixture ofportlandcement,fine aggregate, coarse aggregateand waterwith orwithout additives. Palmshells are hard enough with a lot of surface rupture to beable toreplace thecoarse aggregateonconcreteproperties, especially fornonstructuralconcrete.Combinationof materialconblock concrete of 60 % palm shelland 40% sand using water-cement ratio 0.4 and 0.45 showedstrength 4.0MPa(Muhammad Shalahuddin, 2012). Mixingconcreteis done byDOEmethod,60 samplescylindricaldiameter of 15cm andheight of 30cm. Compressive strengthof concretetestedat 28 dayswith a variety of water-content ratio and a variety of coarse aggregate-palm shells. The greater the percentage of use of the palm shell, made of concrete compressive strength decreases. Concrete compressive strength decreases with increasing of water-content ratio. Variations palm shell 50% and 50% of crushed stone with water-content ratio 0.4 and 0,45 produces compressive strength above 12.5 MPa. Keywords: palm shell, sand, crushedstone, concrete 1. PENDAHULUAN Beton adalah campuran semen Portland atau semen hidraulik yang lain, agregat halus, agregat kasar dan air dengan atau tanpa bahan campuran tambahan membentuk masa padat (SKSNI T-151990-03). Cangkang sawit cukup keras dengan bidang pecah yang cukup banyak diperkirakan akan dapat menggantikan sifat agregat pada beton terutama untuk beton ringan. Nilai ekonomis cangkang sawit sebagai material beton ditunjang dengan produktifitas kelapa sawit di Propinsi Riau yang cukup tinggi. Menurut Irmansyah, persentase cangkang sawit 75 %, 50 %, 25 % dari berat batu alami didapat kuat tekan 4,904 MPa, 1,792 MPa, dan 1,2,3, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Riau
5,282 MPa. Penelitian ini akan dilakukan uji coba material cangkang sawit sebagai bahan pengganti agregat kasar pada campuran beton 80 %,70 %, 60 %, dan 50 % dari berat pasir. Material pembentuk beton adalah semen, agregat halus, agregat kasar dan air. Agregat kasar dapat berupa batu alami, batu pecah atau kobinasi batu pecah dengan bahan lainnya seperti cangkang sawit. Semen adalah campuran kimiawi aktif setelah berhubungan dengan air.Semen berfungsi untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu massa yang kompak/padat. Selain itu juga mengisi rongga-rongga di antara butiran agregat. Semen Page
57
hanya kira-kira 10 persen saja dari volume beton namun semen merupakan bahan aktif pengikat antar agregat.Agregat tidak memainkan peranan yang penting dalam reaksi kimia tersebut, tetapi berfungsi sebagai bahan pengisi mineral yang dapat mencegah perubahan-perubahan volume beton setelah pengadukan selesai dan memperbaiki keawetan beton yang dihasilkan.Metoda untuk menentukan distribusi ukuran partikel pasir, yaitu analisa ayak (sieve analysis), untuk ukuran partikel yang lebih besar dari 0,075 mm atau tertahan (retained) saringan no. 200. Ilustrasi gradasi butir pasir secara visual seperti pada Gambar 1.
a) Butir bergradasi seragam (uniform graded)
2. METODE PENELITIAN Lokasi kegiatan Laboratorium Teknologi Beton Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Riau Pekanbaru. Pengumpulan data primer untuk kebutuhan penelitian terdiri dari data analisa butir cangkang sawit, data analisa pasir, data analisa krikil, data karakteristik dan kuat tekan beton. Perencanaan campuran beton metoda DOE dengan sampel berbentuk silinder diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Kuat tekan beton diuji pada umur 28 hari dan jumlah sampel dengan variasi fas dan variasi agregat kasar adalah 60 unit. 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pemeriksaan analisa ditampilkan pada Gambar 3.
c) Butir bergradasi senjang (gap graded)
Gambar 1.Beberapa jenis gradasi butir. Agregat halus sering disebut dengan pasir. Pasir alam sebagai hasil disintegrasi ’alami’ batuan atau pasir yang dihasilkan oleh industri pemecah batu dan mempunyai ukuran butir terbesar 5,0 mm. (SNI 03-2847-2002). Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari5%(ditentukan terhadap berat kering), yang diartikan dengan lumpur adalah bagian yang dapat melewati ayakan 0,063 mm. Apabila kadar lumpur pada agregat halus lebih dari 5%, maka agreget tersebut harus dicuci sebelum digunakan. Buah kelapa sawit seperti Gambar 2 terdiri dari : Lapisan luar / kulit luar (epicapium)
Lapisan tengah / daging buah (mesocapium) Lapisan dalam (endocapium)
Gambar 2. Potongan buah kelapas awit. Page 58
(MPa) ……………………………........(1)
ayak
pasir
100 Persentase
b) Butir bergradasi menerus (continuous graded)
Kuat tekan beton adalah beban persatuan luas, yang menyebabkan benda uji beton hancur.Umur beton berpengaruh pada kuat tekan beton.Kuat tekan beton (f’c) dinyatakan dengan persamaan 1.
80 60 40 20 0 0.01
0.1
1
10
Ukuran butir, mm
Gambar 3. Grafik gradasi pasir Gambar 3 menunjukkan butir pasir bergradasi kasar dan juga terlihat dari ukuran butir pasir maksimum yaitu 9,5 mm. Hasilfineness modulus pasir adalah 6,4 lebih besar dari 1,5 – 3,8 standar SNI 03-1968-1990, menunjukkan besarnya butir kasar pada pasir. Kondisi pasir yang dipergunakan cukup baik dengan berat jenis semu 2,74 gr/cm3, berat jenis SSD 2,66 gr/cm3 dan berat jenis bulk 2,62 gr/cm3 sesuai batasan SNI 03-1970-1990 berat jenis semu, berat jenis SSD dan berat jenis bulk 2,58-2,83 gr/cm3. Kondisi pasir yang dipergunakan cukup bersih dengan kadar lumpur hanya 2,7 %. Kerapatan padat dan gradasi pasir yang dipergunakan cukup baik 1,59 kg/liter sesuai dengan batasan 1,4 – 1,9 kg/liter dari SNI 03-2461-1991. Hasil analisa ayak batu pecah dan cangkang sawit ditampilkan pada Gambar 4. JURNAL APTEK Vol. 5 No. 1 Januari 2013
Analisa karakteristik beton
Persentase
100 80
Batasan gradasi ukuran max. 20 mm
60 40 20
0 0.1
1
10
100
Ukuran butir, mm
Gambar 4.Grafik gradasi cangkang sawit. Butir cangkang sawit yang lebih halus dari batu pecah akan saling berinteraksi membentuk gradasi menerus (continuous graded). Grafik gradasi batu pecah seperti Gambar 5.
Persentase
100 Batasan gradasi ukuran max. 40 mm
80 60 40 20 0 0.1
1 10 Ukuran butir, mm
100
Gambar 5.Grafik gradasi batu pecah.
batu pecah yang dipergunakan pada peneltian ini keras. Hasilfineness modulus cangkang sawit adalah 4,03 lebih kecil dari 5,0 – 8,0 standar SNI 031968-1990 Tabel 2.6, menunjukkan cangkang sawit bergradasi halus. Kondisi cangkang sawit yang dipergunakan cukup baik dengan berat jenis semu 3,34 gr/cm3, berat jenis SSD 3,26 gr/cm3 dan berat jenis bulk 3,22 gr/cm3 di atas batasan SNI 031970-1990 berat jenis semu, berat jenis SSD dan berat jenis bulk 2,58-2,83 gr/cm3. Kondisi cangkang sawit yang dipergunakan cukup bersih dengan kadar lumpur hanya 0,15 %. Kerapatan padat cangkang sawit yang dipergunakan 0,59 kg/liter lebih kecil dari batasan 1,4 – 1,9 kg/liter dari SNI 03-2461-1991. Nilai kerapatan yang lebih kecil akan menghasilkan beton yang lebih ringan. Nilai abrasi cangkang sawit yang dipergunakan 2,54 % lebih kecil dari 30 % sesuai SNI 03-2417-1991. Nilai abrasi yang diperoleh menunjukkan bahwa cangkang sawit yang dipergunakan pada peneltian ini cukup keras. Hasil uji slump beton pada Gambar 6 dan hasil uji kuat tekan beton pada Gambar 7. 7 max.
1,2,3, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Riau
5
fas 0.4
4
fas 0.45 min. fas 0.5
3 2 0
25
50
75
100
fas 0.55
Variasi cangkang sawit, %
Gambar 6.Grafik variasi cangkang sawit terhadap slump.
Kuat tekan beton, MPa
Hal ini menunjukkan bahwa batu pecah yang diperunakan kondisinya cukup baik ditinjau dari gradasinya.Hasilfineness modulus batu pecah adalah 8,77 lebih besar dari 5,0 – 8,0 standar SNI 03-1968-1990, menunjukkan butir kasar pada batu pecah sedikit di atas batasannya. Kondisi batu pecah yang dipergunakan cukup baik dengan berat jenis semu 3,34 gr/cm3, berat jenis SSD 3,26 gr/cm3 dan berat jenis bulk 3,22 gr/cm3 di atas batasan SNI 03-1970-1990 berat jenis semu, berat jenis SSD dan berat jenis bulk 2,58-2,83 gr/cm3. Kondisi batu pecah yang dipergunakan cukup bersih dengan kadar lumpur hanya 2,7 %. Kerapatan padat dan gradasi batu pecah yang dipergunakan cukup baik 1,59 kg/liter sesuai dengan batasan 1,4 – 1,9 kg/liter dari SNI 03-24611991. Batu pecah dengan nilai kerapatan padat 1,59 kg/liter akan menghasilkan beton dengan kekuatan sesuai rencana. Nilai abrasi batu pecah yang dipergunakan 16 % lebih kecil dari 30 % sesuai SNI 03-2417-1991. Nilai abrasi yang diperoleh menunjukkanbahwa
Slump, cm
6
25 20 15
fas 0.4
10
fas 0.45
5
fas 0.5
0
fas 0.55 0
25 50 75 100
Variasi cangkang sawit, %
Gambar 7.Grafik kuat tekan beton – variasi cangkang sawit. Page
59
Dari Gambar 6 terlihat bahwa seluruh campuran beton yang diteliti nilai slump-nya memasuki batasan slump rencana. Nilai slump yang sesuai rencana menjadikan campuran beton dengan workability yang rendah dan baik. Dari Gambar 7 terlihat bahwa :makin besar persentase penggunaaan cangkang sawit maka kekuatan tekan beton menurun. - kuat tekan beton menurun dengan meningkatnya nilai fas, berturut-turut nilai kuat tekan conblock fas 0,4 > fas 0,45 > fas 0,5 -
> fas o,5. Variasi cangkang sawit 50 % dan batu pecah 50 % dengan fas 0,4 menghasilkan kuat tekan di atas 12,5 MPa. Hal ini menunjukkan bahwa cangkang sawit dapat dipergunakan untuk beton dengan kuat tekan rendah dan beton ringan.
4. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan dari penelitian ini adalah : Gradasi pasir yang dipergunakan bergradasi kasar.Fineness modulus pasir 6.4 lebih besar dari standar SNI 03-1968-1990, menunjukkan besarnya butir kasar pada pasir. Kondisi pasir yang dipergunakan cukup baik dengan berat jenis semu 2,74 gr/cm3, berat jenis SSD 2,66 gr/cm3 dan berat jenis bulk 2,62 gr/cm3 sesuai batasan SNI 03-19701990 . Kondisi pasir yang dipergunakan cukup bersih dengan kadar lumpur hanya 2,7 %. Kerapatan padat dan gradasi pasir yang dipergunakan cukup baik 1,59 kg/liter sesuai dengan batasan dari SNI 03-2461-1991. Cangkang sawit yang dipergunakan gradasinya lebih halus dari batasan gradasi agregat kasar dengan butir maksimum 20,0 mm. Fineness modulus cangkang sawit adalah 4,03 lebih kecil dari SNI 03-1968-1990, menunjukkan cangkang sawit bergradasi halus. Kondisi cangkang sawit yang dipergunakan cukup baik dengan berat jenis semu 3,34 gr/cm3, berat jenis SSD 3,26 gr/cm3 dan berat jenis bulk 3,22 gr/cm3 di atas batasan SNI 031970-1990. Kondisi cangkang sawit yang dipergunakan cukup bersih dengan kadar lumpur 0,15 %. Kerapatan padat cangkang sawit yang dipergunakan 0,59 kg/liter lebih kecil dari SNI 032461-1991. Nilai kerapatan yang lebih kecil akan menghasilkan beton yang lebih ringan. Nilai abrasi cangkang sawit yang dipergunakan 2,54 % sesuai Page 60
SNI 03-2417-1991. Nilai abrasi yang diperoleh menunjukkan bahwa cangkang sawit yang dipergunakan pada peneltian ini cukup keras. Batu pecah yang dipergunakan gradasinya mendekati batasan gradasi agregat kasar dengan butir maksimum 40 mm. Fineness modulus batu pecah adalah 8,77 lebih besar dari SNI 03-19681990. Berat jenis semu 3,34 gr/cm3, berat jenis SSD 3,26 gr/cm3 dan berat jenis bulk 3,22 gr/cm3 di atas batasan SNI 03-1970-1990. Kondisi batu pecah yang dipergunakan cukup bersih dengan kadar lumpur 2,7 %. Kerapatan padat dan gradasi batu pecah yang dipergunakan cukup baik 1,59 kg/liter sesuai dengan batasan SNI 03-2461-1991. Nilai abrasi batu pecah yang dipergunakan 16 % lebih kecil dari SNI 03-2417-1991. Seluruh campuran beton yang diteliti nilai slump-nya memasuki batasan slump rencana. Makin besar persentase penggunaaan cangkang sawit maka kekuatan tekan beton menurun.Kuat tekan beton menurun dengan meningkatnya nilai fas. Variasi cangkang sawit 50 % dan batu pecah 50 % dengan fas 0,4 dan 0,45 menghasilkan kuat tekan di atas 12,5 MPa. 5. REKOMENDASI Variasi cangkang sawit 50 % dan batu pecah 50 % dengan fas 0,4 dan 0,45 menghasilkan kuat tekan di atas 12,5 MPa untuk beton nonstruktur. DAFTAR PUSTAKA Anonim, Buku Diktat Standar Industri Indonesia 0021-83 Dinas Kimpraswil Bidang Pengujian , Pekanbaru, 1983. Alsaidi, 2003, Pengaruh Penambahan Abu Terbang Terhadap Karakteristik Batu Bata Lempung, Penelitian S1 Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Riau. Gurcharan Singh1978. Theory and Design on RCC Structures. First Edition.Nem Chan Jain.Ajay Kumar Jain.Standard Publisher Distributors 1705-B, Nai Sarak. Delhi. 110006. Neville, A.M1981. Properties of rd Concrete.3 Edition . The English Language Book Society and Pitman, London. Nugroho, P.S2001.Pengaruh Faktor Air Semen Terhadap Resapan dan Rembesan Pada JURNAL APTEK Vol. 5 No. 1 Januari 2013
Analisa karakteristik beton
Beton Dengan Agregat Kasar dari Kelereng 40 mm. IndonesianConstruction Directory, Voloume (41) : (internet) & Development/Journal/nature fibre.Pdf.
1,2,3, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Riau
Page
61
Page 62
JURNAL APTEK Vol. 5 No. 1 Januari 2013
