ANALISIS PASIR LAHAR DINGIN DARI SUNGAI OPAK, KUNING DAN BOYONG UNTUK BETON DENGAN PENGERJAAN KONVENSIONAL Helmy Akbar Bale Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Islam Indonesia Yogyakarta Email:
[email protected] ,
[email protected]
Abstrak Sungai Opak, Boyong dan Kuning merupakan 3 diantara batang-batang sungai Merapi yang menerima aliran material vulkanik ketika terjadi letusan gunung Merapi 2010 yang lalu. Upayaupaya untuk ikut berkontribusi dalam mempercepat menormalisasi kembali aliran-aliran sungai yang mengalami pendangkalan oleh material hasil erupsi Merapi di sungai-sungai tersebut, diantaranya adalah memberi dorongan agar masyarakat sebanyak mungkin memanfaatkan timbunan material, terutama pasirnya, sebagai bahan bangunan. Untuk itu diperlukan adanya kepastian tentang nilai-nilai keuntungan terutama dari sisi keunggulan teknisnya sebagai bahan bangunan. Penelitian ini untuk mengetahui karakteristik pasir-pasir hasil erupsi Merapi yang diambil dari sungai Opak dan Boyong serta Kuning masing-masing di bagian hulu dan tengah serta hilir, dan untuk mengetahui apakah pasir-pasir tersebut dapat digunakan sebagai bahan bangunan terutama untuk campuran beton dalam proporsi campuran secara konvensional (perbandingan volume pc:pasir:kerikil dalam perbandingan 1:2:3) serta digunakan tanpa melalui penyaringan ataupun pencucian terlebih dahulu. Sebagai pembanding, digunakan pasir Progo yang selama ini banyak dan biasa digunakan. Pembanding digunakan dengan perlakuan yang sama. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pasir-pasir hasil erupsi Merapi yang diambil dari sungai Opak dan Kuning serta Boyong mempunyai karakteristik cukup baik, dan setara dengan pasir Progo. Kuat tekan beton yang dihasilkan dengan pasir dari sungai Opak dan Boyong mempunyai kecenderungan yang sama, yaitu kuat tekan beton pasir dari hilir lebih tinggi dari tengah dan hulu. Meskipun tanpa melalui penyaringan dan pencucian terlebih dulu, kualitas beton yang dihasilkan dengan pasir dari masing-masing lokasi pengambilan, menunjukkan nilai yang berada di atas 15 Mpa. Kemudian jika dibandingkan terhadap beton dengan pasir Progo, kuat tekan tertinggi beton dengan pasir dari ketiga sungai tersebut, baik yang diambil dari bagian hulu atau tengah maupun hilir berada di atas beton pasir Progo. Kata kunci: pasir erupsi Merapi, sungai Opak, sungai Boyong, sungai Kuning, material beton.
1.
PENDAHULUAN
Paska erupsi besar gunung Merapi Yogyakarta Nopember 2010, menurut BPPTK, setidaknya 140 juta meter kubik material vulkanik dikeluarkan dan tertumpuk di punggung Merapi. Sebagian material mengalir bersamaan dengan dan sesaat setelah erupsi melalui batang-batang sungai besar yang berhulu di Merapi, yang memang menjadi alur aliran material merapi sejak erupsi tahun 1872, dan masih sebagian besar lagi masih tertahan di punggung Merapi. Selain menyebabkan kerugian jiwa dan hunian serta lahan pertanian, besarnya erupsi dan banyak material yang dikeluarkan kali ini juga menimbun banyak sungai dan merusak bangunan-bangunan di sepanjang dan sekitar sungai yang dilalui. Pendangkalan aliran sungai dan masih banyaknya material yang tertimbun di atas, merupakan ancaman baru sebagai banjir lahar dingin yang bisa saja kembali menerjang sampai kawasan-kawasan cukup jauh dari puncak Merapi saat musim-musim penghujan mendatang, sebagaimana terjadi dalam kurun beberapa bulan setelah erupsi terjadi. Beberapa desa dan jalan di sisi barat Merapi hancur diterjang atau tenggelam ditimbun luncuran material yang meluap keluar dari batang-batang sungai yang tidak lagi mampu menampung besarnya volume material. Demikian pula halnya di arah selatan Merapi. Bagian hulu sungai-sungai sebagian besar menjadi rata permukaannya tanpa lembah lagi, beberapa dam penahan aliran lahar dan jembatan hancur. Pendangkalan dasar sungai terjadi hampir di semua aliran sungai yang berhulu di Merapi terjadi sampai jauh ke bagian hilir. Upaya pengurangan pendangkalan yang terjadi sudah dilakukan, terutama sebagian besar dengan cara-cara manual sambil memanfaatkan material batuan dan pasir untuk diperjual belikan sebagai bahan bangunan. Memunculkan sisi-sisi keunggulan sifat teknis dan nilai komersial material tersebut diharapkan akan memicu minat masyarakat untuk sesegera dan sebanyak mungkin memanfaatkannya, yang dengan demikian dapat menjadi kontribusi dalam percepatan penanggulangan pendangkalan sungai-sungai akibat erupsi merapi dan selanjutnya sungai dapat menampung kembali luncuran-luncuran material berikutnya.
SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 Universitas Sumatera Utara, Medan - 14 Oktober 2011
M-91
Material
Tiga sungai, yang mengarah ke selatan melintasi kota Yogyakarta atau seputarnya, di antara dua belas sungai utama Merapi (Gambar 1), adalah Kali (sungai) Opak dan Kali Kuning serta Kali Boyong. Kali Opak mengalir dari punggung Merapi mengarah ke selatan dan kemudian menyatu dengan sungai Gendol di utara dekat candi Prambanan, lalu menyatu lagi dengan sungai Kuning di tenggara kota Yogyakarta. Kali Boyong juga mengarah ke selatan dan bahkan melintas di tengah kota Yogyakarta, kemudian menyatu dengan Kali Opak di selatan kota Yogyakarta dan mengalir menuju pantai selatan. Ketiga sungai tersebut mengalami hal serupa saat banjir lahar dingin yang lalu, tertimbun dan mengalami pendangkalan dasar sungai, bahkan di beberapa tempat meluapkan alirannya keluar batang sungai dan melimpas ke lahan-lahan pertanian bahkan kepemukiman penduduk.
Sumber: http://geospasial.bnpb.go.id
Gambar 1. Sungai-sungai Utama Merapi Dalam kaitannya dengan pemanfaatan material (khususnya pasir) hasil erupsi merapi 2010 sebagai bahan bangunan inilah, meskipun telah diopinikan dan diyakini mempunyai kualitas yang cukup baik, muncul berbagai pertanyaan tentang benarkah dan seberapa baik kualitas pasir hasil erupsi Merapi ini serta apakah harus melalui pengolahan terlebih dahulu sebelum digunakan. Oleh karena itu pula, agar diperoleh pegangan yang meyakinkan mengenai nilai positif secara teknis sehingga dapat dimanfaatkan secara optimum dan dengan cara yang benar dan yang mudah dipahami oleh masyarakat awam, kajian ini dilakukan dan ditujukan untuk: 1. 2.
2.
identifikasi karakteristik pasir erupsi pada Kali Opak, Kuning dan Boyong, telaah kualitas beton yang dihasilkan dengan campuran pasir dari Kali Opak, Kuning dan Boyong dalam proporsi campuran secara konvensional (perbandingan volume).
METODOLOGI
Penelitian dilakukan dengan mengambil sampel pasir dari ketiga sungai (Kali Opak, Kuning dan Boyong) bagian hulu, tengah dan hilir masing-masing sungai (Gambar 2). Pasir Kali Opak diambil dari aliran sungai sebelum menyatu dengan kali Gendol. Lokasi pengambilan area hulu di kelurahan Argo Mulyo Cangkringan, area tengah di desa Korowulon Bimo Martani dan area hilir di desa Taman Martani Kalasan. Sampel pasir Kali Kuning diambil dari aliran sebelum menyatu dengan Kali Opak, yaitu di Ngemplak dan Puntuk Umbul Martani serta Sambi Sari. Sedangkan pasir Kali Boyong diambil di daerah Mirikebo dan Rejodani serta Tungkak. Semua sampel diambil dalam kondisi alami secara manual dan tanpa disaring. Proporsi campuran bahan beton ditetapkan menggunakan perbandingan volume yang dapat dan umum dilakukan oleh masyarakat awam, yaitu perbandingan antara portland cement, pasir dan kerikil dalam perbandingan volume 1:2:3 dengan nilai faktor air semen (fas) 0,45. Benda uji beton berbentuk silinder ukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm sebanyak 25 buah untuk setiap titik lokasi pengambilan. Untuk campuran beton yang dibuat, digunakan kerikil/split dari Clereng Kulonprogo dan semen portland biasa (jenis I). Pengujian meliputi pencermatan visual dan pengujian laboratoris atas karakteristik material dan kandungan lumpur terhadap pasir sampel, pengujian slump adukan beton segar, pengujian desak silinder dan uji tegangan-regangan desak silinder serta belah tarik silinder beton.
M-92
SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 Universitas Sumatera Utara, Medan - 14 Oktober 2011
Material
Gambar 2. Lokasi Pengambilan Sampel Pasir dari sungai Progo Kulonprogo, yang dikenal berkualitas baik, digunakan sebagai pembanding dengan perlakuan yang sama. Proses penelitian dan pengujian dilakukan di Laboratorium Bahan Konstruksi Teknik FTSP UII Yogyakarta pada kurun waktu Desember 2010 s/d Pebruari 2011.
3.
HASIL PENELITIAN
Karakteristik material Secara visual material yang diambil dari bagian hulu masih tercampur banyak dengan kerikil-kerikil, bagian tengah masih bercampur kerikil dengan ukuran-ukuran lebih kecil, sedangkan dari bagian hilir terlihat nyaris tidak bercampur dengan kerikil. Pasir pasir yang diambil dari bagian hulu, tengah dan hilir secara kasat mata tidak terlihat bercampur dengan lumpur (Gambar 3).
a. Hulu
b. Tengah
c. Hilir
Gambar 3. Kondisi Pasir Dari Bagian Hulu, Tengah dan Hilir Sungai Dari perabaan tangan, baik pasir dari hulu atau tengah atau juga dari hilir, menunjukkan kekasaran dan ketajaman permukaan yang nyaris sama. Foto hasil pembesaran visual (Gambar 4) juga menunjukkan tekstur yang tidak berbeda antara pasir dari ketiga sumber pengambilan tersebut.
a. Hulu
b. T e n g a h
c. H ilir
Gambar 4. Visual Butir Pasir Dalam Pembesaran 50 kali
SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 Universitas Sumatera Utara, Medan - 14 Oktober 2011
M-93
Material
Hasil uji karakteristik pasir dan kandungan lumpur (butir butir yang lolos dari saringan no. 200) untuk ketiga sumber pengambilan tersebut ditampilkan dalam Tabel 1. Ploting masing-masing gradasi sebagaimana tampak pada grafikgrafik Daerah Gradasi Butir SNI 03-2824-1993 (Gambar 5). Tabel 1. Hasil Uji Material Pasir Pasir Kali Opak Tgh Hilir Hulu Bj SSD 2,01 2,69 2,35 Serapan Air % 4,06 2,46 10,65 Berat Isi Padat gr/cm³ 1,59 1,56 1,25 Berat Isi Gembur gr/cm³ 1,33 1,47 1,10 Lolos Sar No. 200 % 0,50 0,30 3,40 MHB 3,17 3,10 1,72 Daerah Gradasi I-II I-II IV tajam tajam tajam Bentuk permukaan tak tak tak teratur teratur teratur Pemeriksaan
Satuan
Pasir Kali Kuning Hulu Tgh Hilir 2,64 2,57 2,29 3,41 3,56 7,64 1,59 1,48 1,31 1,41 1,31 1,15 1,80 2,70 0,90 2,93 2,49 1,70 I II III-IV tajam tajam tajam tak tak tak teratur teratur teratur
Pasir Kali Boyong Hulu Tgh Hilir 2,60 2,61 2,57 3,91 3,84 2,04 1,45 1,40 1,45 1,31 1,59 1,21 0,20 1,4 1,41 2,69 2,45 2,45 I II II tajam tajam tajam tak tak tak teratur teratur teratur
Pasir Progo 2,60 8,34 1,58 1,19 1,60 1,75 IV tajam tak teratur
Campuran beton Untuk memperoleh volume adukan beton yang diperlukan untuk membuat sampel beton pengujian, dengan perbandingan volume 1:2:3 untuk pc:pasir:kerikil pada nilai fas (faktor air semen) 0,45, dibutuhkan masing-masing bahan dalam satuan berat untuk setiap campuran masing-masing penggunaan pasir (dari hulu dan tengah serta hilir sungai) disajikan dalam satuan berat sebagaimana tertera pada Tabel 2, demikian pula nilai slump hasil pengujian kerucut Abrams terhadap campuran beton basah yang dibuat dengan menggunakan masing-masing pasir yang dimaksud. Tabel 2. Hasil Pemeriksaan Kebutuhan Campuran Untuk Sampel dengan fas 0,45. Pasir Kali Opak Pasir Kali Kuning Pasir Kali Boyong PemeSat Pasir Progo riksaan Hulu Tengah Hilir Hulu Tengah Hilir Hulu Tengah Hilir 6,0 4,0 12,0 15,0 12,5 15,0 12,5 11,5 2,5 4,5 Slump cm komposisi campuran dikonversi dari proporsi perbandingan volume pc:psr:krk (1:2:3) PC kg 52,037 52,382 56,239 52,037 52,037 55,449 53,689 54,305 53,689 31,245 Pasir kg 114,122 112,712 96,964 114,122 106,227 100,191 107,378 104,884 107,378 118,941 Kerikil kg 160,417 161,482 173,372 160,417 160,417 170,936 165,510 167,408 165,51 172,347 Air kg 23,417 23,572 25,308 23,417 23,417 24,952 24,160 24,437 24,160 20,561
Uji silinder beton Pengujian kuat tekan pada sampel-sampel silinder beton dilakukan pada umur beton mencapai 7, 14, 21dan 28 hari. Pengujian tegangan-regangan silinder beton dan uji tarik belah silinder beton dilakukan pada sampel berumur 28 hari. Nilai-nilai yang diperoleh dari pengujian ini tercantum dalam Tabel 3. Tabel 3. Hasil Pengujian Silinder Beton Pemeriksaan
Satuan
Berat Volume Kuat Tekan 28 hari Modulus Elastis Kuat Belah Tarik
kg/cm³ MPa MPa MPa
Pasir Kali Kuning Pasir Kali Boyong Pasir Kali Opak Pasir Progo Hulu Tngh Hilir Hulu Tngh Hilir Hulu Tngh Hilir 2,394 2,403 2,365 2,413 2,397 2,379 2,430 2,384 2,370 2,382 21,701 25,299 28,373 22,447 23,156 24,904 22,885 24,742 28,045 22,789 21,895 23,640 25,035 23,141 23,957 24,363 21,197 22,467 24,984 22,159 3,049 2,984 3,010 3,0507 2,6540 2,3009 3,049 2,984 3,010 2,486
Tegangan-regangan tekan beton Tegangan-regangan tekan silinder beton hasil pengujian sebagaimana terpapar dalam grafik-grafik pada Gambar 3.
M-94
SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 Universitas Sumatera Utara, Medan - 14 Oktober 2011
Material
35
30
30
25
25 20
20 15 s
`
15
pa) (M s
(Mpa)
10
10
Opak Kuning ………. Boyong
5
Opak Kuning
5
………. Boyon
0
0 0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
e x10-3 Gambar 3a. Tegangan-Regangan Pasir Hulu
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
e x10-3 Gambar 3a. Tegangan-Regangan Pasir Tengah TEGANGAN-REGANGAN
35
30
30
25
25
s (MPa)
s
(MPa)
20
20
15
15
10
10
Opak Kuning
5
5
………. Boyon
0 0,0
1,0
2,0
e x10-3
3,0
4,0
0
5,0
Gambar 3c. Tegangan-Regangan Pasir Hilir
4.
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
e x10 -3
2,5
3,0
3,5
4,0
Gambar 3d. Tegangan-Regangan Pasir P ro g o
PEMBAHASAN
Karakteristik material Semakin ke hilir sampai pada batas di mana pengambilan sampel ini dilakukan, pasir-pasir hasil erupsi Merapi yang mengalir di sepanjang sungai Opak dan Kuning serta sungai Boyong, semakin bersih dari campuran butiran-butiran yang lebih besar (kerikil) dan semakin. Hal tersebut terjadi karena pengguliran material oleh arus air semakin ke hilir semakin meninggalkan butiran-butiran yang lebih berat di bagian hulu, namun demikian belum menyebabkan perubahan tekstur permukaan pasir-pasir yang sampai ke bagian hulu dari tak beraturan dan bersudut menjadi cenderung lebih tumpul. Pengamatan tersebut di atas dikuatkan dengan hasil pengujian di laboratorium yang menunjukkan bahwa nilai modulus halus butir dan daerah gradasi memasukkan pasir Opak dan Kuning serta Boyong dari hulu dan tengah dalam katagori pasir kasar (daerah gradasi I dan II). Kecuali pasir dari Boyong yang masuk daerah gradasi II, pasir di hilir masuk dalam katagori pasir halus (daerah gradasi IV). Kedekatan beberapa karakteristik pasir dari sungai Opak dan Kuning serta Boyong terlihat pada pasir-pasir yang diambil dari hulu dan tengah, sedangkan yang dari bagian hilir memerlihatkan adanya beberapa perbedaan. Hal ini dapat dipahami mengingat panjangnya jarak tempuh guliran-guliran material yang berbeda terutama bagian hilir sungai boyong yang memang tempat yang terjauh dari bagian hulunya. Namun demikian, perbedaan-perbedaan tersebut tidak terlalu signifikan dan jika dibandingkan dengan pasir Progo, terutama yang berasal dari bagian-bagian hilir.
Kualitas beton Hasil uji tekan/desak silinder beton menunjukkan bahwa campuran-campuran beton yang dihasilkan dengan menggunakan campuran pasir dari Opak dan Kuning serta Boyong secara umum mempunyai performa yang baik, ketika beton masih berumur 7 hari ataupun yang telah berumur 28 hari. SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 Universitas Sumatera Utara, Medan - 14 Oktober 2011
M-95
Material
Kuat tekan beton dari dengan pasir dari ketiga sungai tersebut, dengan tiga lokasi pengambilan berbeda, ketigatiganya mempunyai kuat tekan di atas 15 Mpa, sebagaimana batas kualitas beton minimum yang disyaratkan dalam PBI untuk menggunakan perbandingan berat (bukan volume). Jika dibandingkan dengan beton dengan pasir progo, dengan melihat kecenderung-kecenderungan pengembangan kekuatan sampai pada umur beton 28, dapat dikatakan bahwa setidaknya kualitas beton dengan pasir dari bagian hulu tidak berada jauh di bawah yang berpasir Progo, sedangkan beton dengan pasir tengah sedikit berada di atasnya atau dapat dikatakan sama. Beton terbaik adalah yang menggunakan pasir dari bagian hilir yang menghasilkan kekuatan di atas beton berpasir Progo.
5.
SIMPULAN
Dari data-data yang diperoleh pada pengujian-pengujian yang dilakukan dan pembahasannya, dapat ditarik kesimpulan sebagaimana bahwa: ~ ~
~ ~
pasir-pasir hasil erupsi merapi, makin ke hilir semakin halus tetapi masih tetap bertekstur tajam tak beraturan. pasir hasil erupsi Merapi yang ada di sungai Opak dan Kuning serta Boyong, baik yang dari bagian hulu atau tengah ataupun hilir, dapat dimanfaatkan sebagai bahan campuran beton meskipun dalam proporsi campuran konvensional (perbandingan volume 1:2:3) mengingat hasil uji kekuatannya dapat melampaui beton kualitas dengan kuat tekan 15 MPa. pasir di sepanjang hulu ke hilir di tiga sungai tersebut dapat digunakan secara langsung untuk pembuatan beton tanpa harus disaring terlebih dulu, terlebih lagi yang diambil dari bagian tengah dan hilir, juga tidak perlu dicuci terlebih dulu untuk membersihkannya dari lumpur. dari ketiga titik pengambilan (hulu, tengah dan hilir), ditinjau dari performa kekuatannya dan disandingkan dengan pasir Progo, maka pasir dari bagian hulu tidak jauh berbeda dengan beton yang menggunakan pasir Progo, sedangkan dari tengah relatif sama dan yang berpasir dari hulu dapat melampaui pasir Progo.
DAFTAR PUSTAKA Edward G. Nawy, Reinfoced Concrete a Fundamental Approach, Terjemahan, PT. Eresco, Bandung 1990 Criswell, M.E dan Vanderbilt, MD., Properties and Test of Engineering Materials, Departement of Civil Engineering, College of Engineering, Colorado State University, Colorado 1983. G. Singh & J. Singh, Materials of Construction, Standard Book Service, Delhi, 1979. http://geospasial.bnpb.go.id Kardiyono Tjokrodimulyo, Teknologi Beton, Nafiri, Yogyakarta, 1996 L.J. Murdock dan L.M. Brock, Bahan dan Praktek Beton, Terjemahan Stephanus Hendarko, Erlangga, Jakarta, 1991 N. Jackson, Civil Engineering Materials, English Language Book Society and Macmillan, Hongkong, 1978. Tri Mulyono, Teknologi Beton, Andi, Yogyakarta, 2004 Yayasan Dana Normalisasi Indonesia, Peraturan Beton Bertulang Indonesia 1971 N.I. – 2, Departemen Pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik, Bandung, 1979 _________, SK SNI T-15-1991-03 : Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, Departemen Pekerjaan Umum, Yayasan LPMB, Bandung, 1991 _________, SNI 03-2824-1993 : Tata Cara Pembuatan Campuran Beton Normal, _________, SNI 03-3976-1995 : Tata Cara Pengadukan Pengecoran Beton, _________, Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia (PUBI 1982), Pusat Penelitian dan Pengembangan Permukiman, Depatemen Pekerjaan Umum, Bandung
M-96
SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 Universitas Sumatera Utara, Medan - 14 Oktober 2011
