BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belaka kang Belakang Indonesia Indone nesia dikenal sebagai sebaagaii sa sala salah ah sa satu negara negara dengan jjumlah umlah penduduk
Laju semakin menyebabkan terbesar ar di dunia. Laj ajuu pe ppertumbuhan r umbuhan pendudukk yyang rt angg se an sem makin pesat m enyebabkan kebutuhan energi ke ebutuhann akan akan energ rgii li listrik terus meningkat. Berbagai Ber e bagaai upaya upay up aya pemanfaatan pemaanfaatan energi alternatif energ gi al alte ternatif if dilakukan oleh pemerintah Indonesia, antaraa lain lai ainn dengan deng ngan pembangunan pe emb mban anguna nan Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Dengan D ng De gan adanya adanyya pembangkit permasalahan pe pemb mbanggkit listrik tersebut, tidak hanya menyelesaikan permasalaha an energi, en ner ergi gi, akan a an ak dihasilkan. Salah tetapi jjuga uga menambah permasalahan baru, yaitu limbah yang dihas silkan. Sala lahh satu limbah lim mbah yang dihasilkan oleh PLTU adalah limbah abu terbang ((flyy ash). ash). pembangunan PLTU digalakkan hingga Menurut Jarman Jarm man ((2016), 2016 20 16), ) pembangun nan P LTU LT U akan digalak kka kan hing gga tahun dari tta hun 2025 mengingat komposisi gabungan gabu ga bung ngan energi untuk pembangkit listrikk da dar ri Kebutuhan ba bara batu ba direncanakan mencapai 56,97% dari total pembangkit listrik. k. K eb butuh uhan saat sebesar batu bara sa batu att iini nii seb ebes esar ar 887,7 7,7 ju juta ta to tonn untuk untu un tukk PLTU. PLTU TU. Jumlah Juml Ju mlah h iini nii meningkat meningk gkat at sseiring eiring adanya pemerintah untuk dengan an adany ya pr program pemeri int n ah 35.000 35.00 000 MW, sehingga sehiing ngga ga unt ukk ttahun ahun 2019 bara meningkat diperkirakan kebutuhan batu bar ra meningka at menjadi 166,2 juta ton. Jika limbah abu batu bara fly ash dan bottom m ash dihasilkan diha hasilkan sekitar 5%, maka limbah yang dihasilkan
mencapai
8,31
jjuta ua ut
ton
di
tahun
2019
(sumber:
http://www.djk.esdm.go.id). http://www djk esdm go id) Fly ash adalah limbah padat hasil pembakaran batu bara berupa butiran yang lebih halus dibandingkan dengan semen dan termasuk ke dalam salah satu
1
2
Bahan Berbahaya dan Beracun (B3). Oleh karena itu limbah tersebut perlu diolah atau dimanfaatkan menjadi bahan yang lebih bermanfaat dan tidak berbahaya bagi manusia maupun lingkungan. Menurut be berbagai limbah erb rbagai penelitian sebelumnya, limb mbah a fly ash telah banyak konstruksi dimanfaatkan an dalam bidang ko ons nstr t uk uksi si seperti sep eperti ti bahan tambah h pe ppembuatan mbuatan beton, ringan, bata rin ingan, batako, paving pavi pa ving ng block, dan keramik. keramiik. Dalam Dal alam am pembuatan beton, bet e on, fly ash banyak digunakan sebagai ban anyak di igu guna naka kan seba baggaii filler dan material pozzolan pozz zzol o an maupun maup ma upun un sebagai ai bahan substitusi substi titu tusi si semen semen en (± 20% berat semen), substitusi agregatt halus,, hingga hing hi ngga g bahan bah a an mineral additive #200). mi mine n rall ad dditive karena butiran yang sangat halus (lolos saringan saring ngan an #200) 0). Penelitian menggantikan Pe Pene nelitiaan lebih lanjut bahkan menyebutkan bahwa fly ash dapat me m ngga ng gant ntikan atau semen dalam jumlah besar (± 50% berat semen) dalam pembuatan n beton, at tau yang y ng lebih dikenal dengan beton High Volume Fly Ash (HVFA). ya Fly ash memiliki sebagai substitusi memi mili liki ki beberapa beb eber erapa keunggulan keunggul ulan an se seba baga gaii bahan substi titu tusi semen. sem men en. diatas Seperti yang telah disebutkan diata tass bahwa baahw hwa dengan pemanfaatan fly ash sebagai seeba baga gai bahan disisakan ba baha hann ba bbangunan ngunan dapat membantu mereduksi limbah batubara yang dis isis isak akan an ooleh leh PLTU. Selain telah karbon CO PL PLTU TU. Se S laiin iitu tu jjuga ugaa te ug tel lah diketahui dike keta tahu huii bahwa bahw ba hwa gas ka karb rbon on C O2 yang ber berlebih rle lebi bihh saat global (Global ini menyebabkan meny me nyebabkaan pemanasan pemanasan glob bal a (Glob bal Warming) di bumi. bum umi. Sekitar Sekit kitaar 5% - 6% produksi emisi gas karbon disumbangkan disumbangkaan oleh pro oduksi semen di seluruh dunia yang de-karbonisasi batu terjadi pada saat proses de-karbo onisasi bat tu kapur menjadi kapur, dan pada saat pembakaran bahan bakar fosil uuntuk ntukk memanaskan reaktor Kiln (sumber: http://www.sementigaroda.com). http://www sementigaroda com) Maka, Mak ka fly ash sebagai substitusi semen dapat menjadi solusi permasalahan limbah batubara pada PLTU dan alternatif bahan konstruksi yang lebih ramah lingkungan. Kemudian jika dilihat dari segi ekonomi,
3
harga fly ash relatif jauh lebih murah dibandingkan dengan semen. Harga per zak (40 kg) fly ash tipe F di Yogyakarta adalah Rp 28.000,00, sedangkan harga per zak (40 kg) semen portland d di Yogyakarta Yogyakartta adalah ad kisaran Rp 48.000,00 – Rp 58.000,00 (sumber:: hhttp://pip2bdiy.com). ttp://pip2bdiy.com). Maka, beton dengan de kandungan fly ash sebagai substitusi subssti titusi semen memiliki mem mil i ik ki biaya biay bi ayaa produksi p od pr oduksi yang lebih lebi bihh murah sehingga menekan konstruksi. dapat m enekan biayaa ko kons nsttruksi. Dengan semen Deeng ngan an bberbagai erbaga gaii kkeunggulan eunggulan fly ash dibandingkan diba band ndingkan n dengan den enggan seme en yang disebutkan telah di dise sebu butkan an diatas. Maka, pada penelitian ini akan ddibahas i ah ib has ttentang enta en tang n beton be High Volume High Volum me Fly Ash (HVFA) substitusi semen dengan kadar kada dar flyy ash as tinggi g (>50% Selain (> (>50 50% da dari berat semen) dengan water/binder ratio yang rendah. S e ainn itu, el itu, akan akan ditambahkan ditamb bahkan superplasticizer Sika® Viscocrete® - 1003 dengan kadarr yang tetap tetap. ap. Bahann tambah kimia tersebut merupakan superplasticizer yang g berfu fungssi berfungsi mena aik ikkan workability workabbil ilit ityy menaikkan
aduk ad ukan adukan
beton, me mere redu duks ksii penggunaan n air, da dann mereduksi
me m ningkatkan kuat tekan beton pada da umur umu mur beton 28 hari dan 56 hari. meningkatkan
1.2 1.2
n Masalah Masa Ma sallah Perumusan Berdasarkan B Be rdasar arka kan latar belakan belakang ang di ata atas, tas, maka perm permasalahan mas asal a ahan yyang ang muncul an
dalam penelitian ini adalah sebag gai berikut iini. ni. sebagai 1.
Berapa kadar optimal fly ash assh pada bbeton eton High Volume Fly Ash (HVFA) substitusi semen dengan kadar superplasticizer supeerplasticizer yang tetap dan water/binder ratio yang rendah?
2.
Apakah terjadi penurunan kuat tekan pada beton High Volume Fly Ash (HVFA) substitusi semen seiring dengan peningkatan kadar fly ash? Jika
4
terjadi penurunan, berapa persen penurunan kuat tekan beton pada setiap variasi yang terjadi, dan bagaimana trend line-nya?
1.3
Batasan Masalah Ma asalah Dengan Deng gan pertimbangan lluasnya uas asny nyaa li ling lingkup ngkuup permasalahan n dan keterbatasan
waktu pada penelitian penelitia iann ini, in ni, maka diperlukan suatu sua uatu tu batasan batasan masalah. masal alah a . Batasan tersebut ma masalah te ers rseb ebut ut adalahh ssebagai ebbagai berikut ini. 1.
Mixx de mutu Mi design yang yang digunakan pada penelitian ini adalah mix m x de mi ddesign siign beton be m utu tinggi ting ti n gi SNI SNI 03-6468-2000.
2.
Nilai Nila ai water/binder ratio yang digunakan adalah sebesar 0,33.
3.
Benda tinggi Be enda uji berupa silinder beton dengan diameter 150 mm dan tin nggi 30 300 mm dan da an silinder beton dengan diameter 100 mm dan tinggi 200 mm.
4.
Pengujian pengujian tekan beton Peng Pe n ujian yangg dilakukan dila di laku kuka kann adalah a alah penguji ad jian an kuat kua uatt te teka k n beton padaa uumur mur be eto tonn 28 hari dan 56 hari, dan modul modulus elastisitas hari. lus ela lasstisitas beton pada umur beton 28 ha ari ri.
5.
Variabel kontrol pada penelitian ini adalah beton dengan kadar Va kaada dar fly fly ash ash substitusi substi tittusii semen en 0% 0% dan dan kadar kada darr superplasticizer supe su perp rpla lasticizerr 0, 0,6% 6% ddari arii bberat erat binder. bindder er.
6.
Variabel bebas penelitian kadar Vari Va r abel beb ebaas pada peneliti ian ini adalah ad dal alah variasi beton betton dengan denga g n ka kad dar fly ash substitusi semen 50%, 60%, 60% %, dan 70% dan kadar superplasticizer 0,6% dari berat binder.
7.
Superplasticizer yang digunakan an adalah adaalah superplasticizer tipe P dengan merek Sika® Viscocrete® - 1003 1003.
8.
Fly ash yang digunakan adalah fly ash tipe F yang berasal dari PLTU Paiton, Jawa Timur.
5
9.
Semen yang digunakan adalah Portland Pozzolan Cement (PPC) dengan merek Semen Gresik kemasan 40 kg.
digunakan 10. Agregat kasar yang dig igun unakan k berupa pa split sp berasal dari Clereng dalam keadaan SSD be berdiameter berd rdiameter ≤ 10 mm. 11. Agregatt hhalus digunakan berasal alus yang digun nakan an berupa beeru rupa pa ppasir a ir alam berasa as al dari Kali Progo dalam daala lam keadaan SS SSD D de dengan gradasi 0,1255 – 0,5 0,5 mm mm. 12. Struktur Bahan Bangunan, 122. Air yang yaang ddigunakan igunakan ig an be berasal dari Laboratorium St Stru r ktur ddan an B ahan Ban angunan, Program Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Prog Pr ogra ram m Studi St Uni niversiitas as Atma Atm tma Ja JJaya ya Yogyakarta. Yogyak Yo karta.
1.4
Keaslian Tugas Akhir Penelitian serupa pernah dilakukan oleh (Herbudiman dan Ak Akbar, kbar, 22015) 0155)
yangg ttertulis ertulis dalam ju jurn rnal al berjudul ber erju judu d l “Kajian Ko Kore rela lasi si R asio-Air-Powder as er ddan an Kad adar ar jurnal Korelasi Rasio-Air-Powder Kadar Ab A ton High Hi Volume Fly Ash”. Penelitian ters rseb ebuut Abuu Terbang terhadap Kinerja Bet Beton tersebut le lebi bihh ditekankan d tekankan pada korelasi kadar fly ash 30%, 40%, 50%, dan 60% di 60% dengan den enggan lebih wa wate ter/binder d rratio ati tio 0,35 0,35 dan dan 0,455 terhadap terh te rhad adap ap kkuat uat teka k n be beto ton yang ddihasilkan. ihasilka ih kann. water/binder tekan beton Berbeda B Be rbedaa de dengan penelit penelitian tia i n sebe sebelumnya, elumnya, dalam m penelitian pe an ini lebih ditekankan pada korelasi kadarr fly ash 50%, 5 %, 60%, dan 70% dengan kadar 50 superplasticizer Sika® Viscocrete te® - 100 1003 03 0,6% dan water/binder ratio 0,33 terhadap kuat tekan beton High Volume Vol olumee Fly Ash (HVFA) substitusi semen, agar ash. Deng Dengan ash, water/binder ratio, didapatkan kadar optimal fly ash n an kadar fly ash ratio dan superplasticizer dengan merek dan kadar yang berbeda. Maka, penelitian ini belum pernah dilakukan sebelumnya.
6
1.5
Tujuan Tugas Akhir Dalam penelitian ini terdapat tujuan yang ingin dicapai oleh penulis.
Tujuan tersebut adalah sebaga sebagai gaii be berikut ini. 1.
Tujuan Umum Mengetahui beton Mengetah ahui korelasi kadar fly flyy ash as pada pada be eto t n High Volume Volum me Fly Ash (HVFA) substitusi Sika su ubs bstitusi semenn dengan den enggan kadar superplasticizer superplasttic iciz izer er S ika® Viscocre Viscocrete rete® - 1003 water/binder terhadap kinerja yang ttetap etap et ap ddan an wate ter/ r/bbinder ratio yang rendahh te terh r adap p ki kine nerrja j beton.
2.
Tujuan Khusus Tuju Tu juan an Khu usus a.
Ash Me Mendapatkan kadar optimal fly ash pada beton High Volume Volum umee Fly As sh superplasticizer ((HVFA) HVFA) substitusi semen dengan tambahan superplas sticizzer Sika S ka® Si Viscocrete® - 1003.
b..
denngan variasi variassi Mengetahui kuat tekan dan modulus elastisitas beton dengan kadar fly ashh pa pad da be beto ton High Volume Volum me Fl Flyy As Ashh (H ((HVFA) VFA) subs sti titu tusi semen sem men pada beton substitusi dengan tambahan superplasticizer superpla ast sticiz izeer Sika® Viscocrete® - 1003.
1.6 1.6
Manfaat Tugas Ma M nfaat f t Tu Tuga gass Ak Akhir Manfaat M Ma nfaatt ya yang dapat diper diperoleh rol o eh den dengan ngan adanya pen penelitian nel elit itian ini ya yait yaitu itu sebagai
berikut ini. 1.
Superplasticizer Sika® Visco Viscocrete ocrete® - 1003 dapat dijadikan sebagai bahan tambah alternatif dalam beto beton on Hi High Volume Fly Ash (HVFA) dengan rendah. water/binder ratio yang rendah
2.
Pengembangan teknologi bahan bangunan dan referensi penelitian sejenis.
3.
Pengurangan limbah batu bara melalui pemanfaatan sebagai campuran beton.
