PT. ADHIMIX PRECAST INDONESIA
APLIKASI BETON RAMAH LINGKUNGAN Disampaikan Oleh : DODY KHRISNA P, ST. UNIBRAW, 30 April 2014
BIODATA • • • •
Nama Tempat/Tgl lahir Pendidikan Jabatan
: Dody Khrisna Pujianto,ST. : Surabaya / 30-03-1976 : S1 Civil Engineering : Kepala Divisi Readymix PT. Adhimix Precast Indonesia
Pendahuluan • Beton merupakan material konstruksi yang senantiasa dikaitkan dengan Isu dampak pemanasan global. • Bahan penyusun beton :
• Bahan tersebut didapat dengan mengeksploitasi alam, sebagai penyebab terbesar kerusakan alam. • Produksi semen penyumbang CO2 terbesar urutan kedua dunia dalam proses pembakaran kapur • Eksploitasi material pasir (tambang galian C) yang cenderung memangkas tumbuh-tumbuhan di atas top soil. • Penggunaan air tanah dalam jumlah yang besar. 3
Pengertian Beton Ramah Lingkungan • Hampir semua meterial dasar beton merupakan produk dari hasil merusak lingkungan. • Perlu diupayakan untuk meminimalkan dampak kerusakan lingkungan yang ditimbulkan, sebelum ada teknologi beton dengan mengganti seluruh bahan yang digunakan. • Saat ini para ahli tengah mengembangkan bahan beton berbasis polimer untuk menggantikan semen. • Yang paling aplikatif adalah dengan mengurangi pemakaian semen, pemakaian pasir alam dan pemakaian air dalam campuran beton tanpa merubah kualitas, workabilitas dan durabilitas. • Sehingga dapat dikatakan beton ramah lingkungan adalah beton dengan sedikit semen, sedikit pasir alam dan sedikit air, tanpa menurunkan quality, workability, durability dan performance 4
Aplikasi Beton Ramah Lingkungan • Untuk mengaplikasikan beton yang lebih ramah lingkungan untuk saat ini secara prinsip adalah melalui upaya : 1. Mengurangi pemakaian semen pada campuran beton dengan penggunaan admixtures 2. Mengurangi pemakaian air pencampur beton menggunakan admixture dan mengoptimalkan penggunaan maksimum ukuran agregat. 3. Mengurangi pemakaian pasir alam dengan mensubtitusi menggunakan pasir buatan (manufacture sand). 5
1.Mengurangi Pemakaian Semen Sebagai upaya menghasilkan produk beton yang ramah lingkungan, salah satunya dengan mengurangi pemakaian semen dengan cara melakukan subtitusi dengan mengunakan admixture sebagai bahan campuran beton. • Admixture : bahan tambah untuk campuran beton yang dapat memberikan sifat khusus melebihi sifat beton konvensional • Admixture Terdiri dari : 1. Mineral admixture 2. Chemical admixture 6
Mineral Admixtures • • • •
Berupa bahan padat yang dihaluskan Mengandung senyawa silika atau silika alumina Jenis Mineral admixture,pozzolan,slag,abu sekam Karena kehalusannya dan dengan adanya air, maka senyawa-senyawa tersebut akan bereaksi dengan kalsium hidroksida membentuk senyawa kalsium silikat hidrat (CSH) dan kalsium hidrat yang bersifat hidrolis
7
Klasifikasi Mineral Admixtures (Pozzolan) • Menurut ASTM C-618, dibedakan berdasarkan komposisi kimia dan sifat fisiknya; 1. Kelas N : Pozzolan alam atau hasil pembakaran pozzolan alam (tanah diatomic, opaline cherts dan shales, tuff dan abu vulkanik atau pumicite) 2. Kelas C : Fly ash yang mengandung CaO (Calcium Oxide) diatas 10 % (pembakaran lignit atau sub-bitumen batubara) 3. Kelas F : Fly ash yang mengandung CaO (Calcium Oxide) kurang dari 10 % ( pembakaran antrhacite atau bitumen batu bara) 8
a. Penggunaan Fly Ash (Abu Terbang) • Adalah limbah hasil pembakaran batu bara yang merupakan salah satu jenis mineral admixtures pozzolan yang banyak terdapat di Indonesia, dengan mempertimbangkan aspek kualitas, keekonomisan, ketersediaan dan mempertimbangkan aspek lingkungan jika tidak termanfaatkan, menjadikan fly ash merupakan salah satu material beton sebagai solusi memproduksi beton ramah lingkungan disamping mempunyai nilai tambah untuk campuran beton dibandingkan beton konvensional tanpa admixture. 9
Fly Ash Tidak Termanfaatkan
10
Fisik Fly Ash
Diperbesar
11
Data Komposisi Kimia Fly Ash
12
Diagram Reaksi Fly Ash Strength SEMEN
+
AIR
FLY ASH SiO2
( Silicon dioksida ) + Al2O3 (Alumunium dioksida) Fe2O3 ( Besi Oksida )
Ca(OH)2 limbah
CSH Ca(OH)2 limbah
CAH CFH
13
Pengaruh Penggunaan Fly Ash • Peningkatan kekuatan yang lebih besar setelah umur 28 hari • Sangat baik untuk pengecoran besar (mass concrete) : dapat menurunkan panas hidrasi • Membuat beton lebih awet (durable) • Terhadap Sifat Beton Segar (fresh concrete) 1. Meningkatkan workability 2. Mengurangi bleeding 3. Mudah dipompa karena plastis dan cohesive 4. Memperlama waktu setting
14
Persyaratan Beton Durable • Berdasarkan ACI-201 : Persyaratan untuk kondisi khusus :
Persyaratan untuk beton yang berhubungan dengan sulfat :
15
Perkembangan Kuat Tekan Beton Dengan Fly ash
16
Pengaruh Fly Ash Terhadap Panas Hidrasi
17
Perkembangan Panas Hidrasi Pada Mass Concrete GRAFIK MONITORING MATT FOUNDATION MONACO RESIDENCE PROJECT DEPTH 3,5 M
SEKALA SUHU 0 CELCIUS
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 10 0
WAKTU ( JAM ) TP TENGAH
TP ATAS
TP BAWAH
SUHU UDARA
18
Pengaruh Fly Ash Terhadap Slump Beton w/c 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
PC 225 213 204 196 190
Kebutuhan Air (ltr/m3) PC+FA20 PC+FA30 PC+F40 215 211 207 203 199 195 194 190 186 186 182 178 180 176 172
Non FA
Dengan FA 19
Pengaruh Fly Ash Terhadap Waktu Setting
Initial Setting Time (jam:mnt)
Grafik Initial Setting Time 8:24 7:12 6:00
PC
4:48
PC + FA20 PC + FA30
3:36
PC + FA40
2:24 0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
w/c
20
Pengaruh Fly Ash Terhadap Kadar Udara 1.20
1.10
Prosentase Kadar Udara dalam Beton
1.00
0.85 0.75
0.80
0.60
0.60 0.40 0.20 0.00 PC
PC + FA20
PC + FA30
PC + FA40
21
Aplikasi Pemakaian Fly Ash di Ready Mix
22
Perbandingan Komposisi Beton dengan Fly Ash Mutu K (kg/cm2) Prosentase Fly ash w/c Semen (kg/m3) Flyash (kg/m3) Air
350 0 0.569 348 0 198
350 20 0.524 293 73 192
350 30 0.501 265 114 190
350 40 0.460 247 165 189
23
Hasil Uji Beton Dengan Fly Ash Data Pengujian Penetrasi Khlorida :
Data Pengujian Kedap Air :
Data Pengujian Penyerapan Air :
24
Percobaan Beton Dengan Fly Ash 50% Terhadap Cementitious K-375 kg/cm² Mutu Beton Slump 18 cm Komposisi Campuran Beton per M³ Semen 200 kg Fly Ash 200 kg Pasir 947 kg Split 998 kg Air 104 ltr Admixture type F 7 ltr
Data Test Beton Segar Slump Plain 19 cm Slump 30 menit 19 cm Slump 60 menit 18 cm Slump 90 menit 17 cm Slump 120 menit 12 cm Initial Setting Time : 6 jam 15 menit Hasil Test Tekan : Umur 1 hari Umur 3 hari Umur 7 hari Umur 28 hari
92.2 192.9 285.1 438.2
kg/cm² kg/cm² kg/cm² kg/cm²
25
b. Penggunaan Chemical Admixture Cara mengurangi pemakaian semen dapat dilakukan dengan menggunakan Chemical Admixture • Sesuai ASTM C.494, dibagi beberapa type : Type A : Water Reducing Admixture Type B : Retarding Admixture Type C : Accelerating Admixture Type D : Water Reducing and Retarding Admixture Type E : Water Reducing and Accelerating Admixture Type F : Water Reducing High Range Type G : Water Reducing High Range and Retarding 26
Chemical Admixture • Jumlah pemakaian semen akan dipengaruhi oleh jumlah pemakaian air • Di samping penggunaan fly ash, untuk mengurangi kebutuhan air dapat dilakukan dengan pemakaian chemical admixtures dengan mempertimbangkan proses pelaksanaan pengecoran • Besar pengurangan air akibat pemakaian chemical admixtures, tergantung dari type dan dosis chemical admixture yang digunakan
27
Perbandingan Komposisi Tiap Type Chemical Admixture w/c Type Admixture Dosis % Pemakaian Air ltr/m3 Jumlah Semen kg/m3 Jumlah Admixture ltr/m3
0.5 204 407 0
0.5 D 0.3 198 395 1.19
0.5 F 0.6 175 350 2.10
0.5 G 0.8 183 367 2.93
Catatan : Banyak sekali merk chemical admixture, yang masing-masing mempunyai karakter berbeda-beda, sehingga perlu percobaan lebih detail sebelum digunakan. 28
Prosentase Pengurangan Pemakaian Air (%)
Pengurangan Air Terhadap Dosis Type F Efek Pemakaian Admixture Type F Terhadap Penggunaan Air 50 40 30 20 10
y = 25.16ln(x) + 26.75 R² = 1
0 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 Dosis Admixture terhadap Semen (%)
29
3. Mengoptimalkan Maksimum Size Coarse Aggregate Mengurangi pemakaian semen dapat dilakukan dengan mengoptimalkan pemakaian maksimum butiran coarse aggregat,semakin besar ukuran agregat yang digunakan,semakin kecil jumlah air dan semen yg digunakan, atau sebaliknya, selama syarat maksimum agregat terhadap dimensi dan kondisi tulangan masih terpenuhi
30
Persyaratan Maksimum Ukuran Butiran Coarse Aggregate • 1/5 Jarak terkecil antar bidang samping cetakan, atau • 1/3 tebal plat, atau • 3/4 jarak bersih minimum antar batang tulangan atau tendon pratekan atau selongsong. 31
Hubungan Pemakaian Air Dengan Maksimum Ukuran Butiran Coarse Aggregate (DoE Methode)
32
4. Mengurangi Pemakaian Pasir Alam • Pasir alam pada umumnya didapat dari eksploitasi alam pada tanah yang produktif • Tumbuhan sebagai penyerap CO2 menjadi hilang • Upaya yang dapat dilakukan adalah menggantikan sebagian dengan pasir buatan atau abu batu yang merupakan limbah dari penggilingan batu
33
Kerusakan Alam Akibat Eksploitasi Pasir
34
Gunung Batu dan Usaha Eksploitasi
35
Proses Pencucian Abu Batu Sebagai Upaya Mendapatkan Pasir Buatan
36
Komposisi Campuran Beton Berbagai Mutu Dengan Menggunakan Pasir Alam No
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Mutu
Komposisi Material ( SSD )
Slump
Deviasi
Target
(K)
( cm )
kg/cm²
kg/cm²
100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550
12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2
30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
149 174 199 224 249 274 299 324 349 374 399 424 449 474 499 524 549 574 599
0.866 0.832 0.799 0.768 0.738 0.709 0.681 0.654 0.629 0.604 0.580 0.558 0.536 0.515 0.495 0.475 0.456 0.439 0.421
46 45 45 44 43 43 42 42 41 41 40 40 39 39 38 38 38 37 37
JENIS
BERAT JENIS
ABSORPSI
BERAT ISI
PEMAKAIAN
MAX SIZE
%
kg/m3
%
mm
Fas
S/A (%)
Semen
Pasir Alami
Abu Batu
kg/m3
kg/m3
kg/m3
202 212 223 234 246 258 271 285 299 314 330 346 364 382 401 421 442 463 486
918 898 878 859 841 823 805 788 771 754 738 722 707 691 676 661 646 631 616
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Split 1/2.5
Air Bebas
kg/m3
lt/m3
1070 1077 1083 1088 1092 1096 1098 1100 1100 1100 1099 1097 1094 1090 1085 1079 1072 1065 1056
175 176 178 180 181 183 185 186 188 190 191 193 195 197 198 200 202 203 205
Berat beton kg/m3
2,364 2,363 2,362 2,361 2,360 2,360 2,359 2,359 2,359 2,358 2,358 2,358 2,359 2,359 2,360 2,360 2,361 2,362 2,363
DATA MATERIAL
NO
URAIAN
1
SEMEN
Type I
2
PASIR 1
Pasir Alami
3
SPLIT 1
10-25 mm
3.15 2.61 2.61
0.76 1.20
1,530 1,440
1.00 100 100
FM
SC %
25
2.42 6.95
1.75 0.67
37
Komposisi Campuran Beton Berbagai Mutu Dengan Menggunakan Pasir Alam & Pasir Buatan (50-50) No
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Mutu
Slump
Deviasi
Target
(K)
( cm )
kg/cm²
kg/cm²
100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550
12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2 12±2
30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
149 174 199 224 249 274 299 324 349 374 399 424 449 474 499 524 549 574 599
Fas
S/A (%)
0.866 0.832 0.799 0.768 0.738 0.709 0.681 0.654 0.629 0.604 0.580 0.558 0.536 0.515 0.495 0.475 0.456 0.439 0.421
51 50 49 49 48 47 47 46 45 45 44 44 43 43 42 42 41 41 41
Komposisi Material ( SSD ) Semen
Pasir Alami
Abu Batu
Split 1/2.5
Air Bebas
kg/m3
kg/m3
kg/m3
kg/m3
lt/m3
202 212 223 234 246 258 271 285 299 314 330 346 364 382 401 421 442 463 486
506 495 484 474 464 454 444 435 425 416 407 399 390 381 373 365 356 348 340
508 497 486 476 465 455 446 436 427 418 409 400 391 383 374 366 358 350 342
976 985 993 1000 1006 1011 1015 1018 1021 1022 1022 1022 1020 1018 1015 1010 1005 999 992
175 176 178 180 181 183 185 186 188 190 191 193 195 197 198 200 202 203 205
Berat beton kg/m3
2,366 2,364 2,364 2,363 2,362 2,361 2,361 2,360 2,360 2,360 2,360 2,360 2,360 2,361 2,361 2,362 2,363 2,364 2,365
DATA MATERIAL
NO 1 2 3 4
URAIAN SEMEN PASIR 1 PASIR 2 SPLIT 1
BERAT BERAT ABSORPSI PEMAKAIANMAX SIZE ISI JENIS % kg/m3 % mm Type I 3.15 1.00 Pasir Alam 2.61 0.76 1,530 50 Abu Batu 2.62 2.46 1,530 50 10- 5 mm 2.61 1.2 1440 100 25 JENIS
FM
SC %
2.42 3.50 6.95
1.75 3.95 0.67
38
Grafik Analisa Butiran Pasir Alam, Pasir Buatan dan Kombinasi (50-50) Gradasi Pasir Alami Fine Modulus (FM) : 2,42 100
Passing Percentage
80
50%
60 40
100.0
Grading Kombinasi Pasir Alam dengan Abu Batu (50-50) : FM 2,96
20
Passing Percentage
80.0
0 Pan #100 #50
#30
#16 #8 #4 Sieve Size
3/8" 3/4" 1.0"
1.5"
60.0
Grading Limit Agg Grading
40.0
Grading Abu Batu Fine Modulus (FM) : 3,50
20.0
100
0.0
Passing Percentage
80
50%
60
Pan
#100
#50
#30
#16
#8
#4
3/8"
3/4"
1.0"
1.5"
Sieve Size Grading Limit
40
Fine Agg
20 0 Pan #100 #50
#30
#16
#8 #4 3/8" 3/4" Sieve Size Grading Limit Agg Grading
1.0"
1.5"
39
Penutup • Dari uraian di atas, menunjukkan upaya-upaya yang dapat dilakukan melalui dasar teknologi beton untuk saat ini dalam rangka mengurangi dampak pemanasan global yang ditimbulkan oleh produksi semen sebagai bahan utama beton. Meminimalkan penggunaan semen, mengurangi pemakaian air dan mengurangi pemakaian pasir alam tanpa mengurangi kualitas dengan memanfaatkan bahan-bahan limbah B3 sebagai upaya memproduksi beton yang lebih ramah lingkungan. • Namun upaya ini kiranya harus pula diintegrasikan dengan perencanaan struktur dan pelaksanaan di lapangan sebagai usaha yang terintegrasi mengurangi dampak pemanasan global akibat semakin pesat pertumbuhan bangunan berbahan beton.
40
Referensi • • • •
American Concrete Institue(ACI) American Society for Testing and Materials (ASTM) Perencanaan campuran beton DoE methode Hasil percobaan laboratorium intern dan exsperience PT. ADHIMIX PRECAST INDONESIA
41
Lampiran….
42
Produk Precast PT. Adhimix Precast Indonesia
43
Proyek – Proyek Yang di Supplay Beton PT. Adhimix Precast Indonesia
44
45
