LAPORAN AKHIR PENELITIAN FUNDAMENTAL
Uji Kekuatan dan Ketahanan Dinding Pasangan Batako Styrofoam Terhadap Panas untuk Pengembangan Industri Batako Ringan dan Mengurangi Pencemaran Lingkungan di Pontianak Tahun ke-1 dari rencana 1 tahun
Ketua : M. Yusuf, ST, MT Anggota : Erni Yuniarti, ST, M.Si Hafzoh Batubara, ST, M.Sc
(NIDN: 0020057001) (NIDN: 0003077805) (NIDN: 0010126811)
UNIVERSITAS TANJUNGPURA PONTIANAK NOVEMBER 2013
HALAMAN PENGESAHAN
ii
RINGKASAN
Memperingan bangunan (struktur atas) merupakan salah satu alternatif pilihan untuk mengatasi tanah yang mempunyai daya dukung rendah. Dinding batako umumnya merupakan komponen bangunan yang bersifat non-struktural. Penelitian ini mengembangkan batako ringan dengan campuran styrofoam. Dalam penelitian ini, pada sampel batako styrofoam dilakukan uji bakar secara individu menggunakan tungku listrik hingga suhu 900ºC. Dari Hasil uji bakar diketahui bahwa batako styrofoam membara namun tidak mengeluarkan api yang menyala. Setelah dibakar, kekuatan batako turun 47%. Dari hasil uji geser batako dalam bentuk pasangan, diperoleh bahwa dinding pasangan batako styrofoam tidak mengalami runtuh secara tiba-tiba, melainkan secara perlahan-lahan. Keruntuhan ini terjadi pada batako sedangkan siar-siar antarbatako dapat melekat dengan baik. Kata-kata kunci: batako styrofoam, uji bakar, uji pasangan
iii
PRAKATA
Penulis memanjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT karena atas limpahan karunia-Nyalah sehingga penelitian ini dapat terlaksanakan hingga tersusunnya Laporan Akhir ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada beberapa pihak yang ikut membantu terlaksananya penelitian ini, antara lain kepada: 1)
Bapak Ir. Junaidi, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura;
2)
Bapak Dr. Amrazi Zakso, M.Pd, selaku Ketua Lembaga Penelitian Universitas Tanjungpura;
3)
Bapak Ir. Dharma Sardjana, MT, selaku Ketua Laboratorium Bahan dan Konstruksi;
4)
Kepala SMK Negeri 6 Pontianak, beserta guru Kriya Keramik SMK Negeri 6 Pontianak;
5)
Staf laboratorium dan adik-adik mahasiswa yang langsung maupun tidak langsung telah ikut membantu selama pelaksanaan kegiatan penelitian. Penelitian ini telah dilaksanakan dengan usaha yang maksimal. Namun penulis
menyadari bahwa dalam pelaksanaan penelitian hingga Laporan Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan yang dikarenakan keterbatasan kemampuan penulis. Karena itu, segala saran dan kritik konstruktif dari manapun datangnya akan penulis terima dengan lapang dada. Akhir kata, penulis berharap agar hasil penelitian ini memberikan informasi yang berharga tentang batako ringan styrofoam.
Pontianak, November 2013 Penulis
iv
DAFTAR ISI
Halaman Pengesahan ............................................................................................................... ii Ringkasan ................................................................................................................................ iii Prakata..................................................................................................................................... iv Daftar Isi .................................................................................................................................. v Daftar Tabel ............................................................................................................................ vi Daftar Gambar........................................................................................................................ vii
BAB I PENDAHULUAN............................................................................................1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................4 2.1 Styrofoam .................................................................................................... 4 2.1.1 2.1.2 2.1.3
2.2 2.3 2.4 2.5
Proses Pembuatan Polistirena atau Styrofoam .............................................................. 4 Sifat-Sifat Fisis Styrofoam .............................................................................................. 5 Dampak Terhadap Lingkungan ...................................................................................... 5
Beton Ringan ............................................................................................... 6 Batako Pejal ................................................................................................ 7 Dinding Pasangan ........................................................................................ 7 Konduksi dan Konduktivitas Termal............................................................ 8
2.5.1 2.5.2 2.5.3
Konduktivitas Termal Non-logam ................................................................................... 9 Bahan Styrofoam ........................................................................................................... 10 Bahan Semen dan Pasir ................................................................................................ 11
2.6 Potensi Penggunaan Bata Ringan di Pontianak dan Sekitarnya .................. 11 2.7 Batako dalam Arsitektur ............................................................................ 13 2.8 Penelitian Terdahulu .................................................................................. 15 BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN ............................................16 3.1 Tujuan ....................................................................................................... 16 3.2 Manfaat Penelitian ..................................................................................... 16 BAB IV METODE PENELITIAN ..........................................................................17 4.1 Bahan dan Alat .......................................................................................... 17 4.1.1 4.1.2
Bahan ............................................................................................................................ 17 Alat ................................................................................................................................ 17
4.2 Pelaksanaan ............................................................................................... 19 4.2.1 Uji Pembebanan Pasangan ........................................................................................... 19 4.2.2 Uji Pembakaran ............................................................................................................ 20 4.2.2.1 Ukuran dan jumlah benda uji ................................................................................. 20 4.2.2.2 Prosedur Pengujian ................................................................................................ 20 4.2.2.3 Hasil uji .................................................................................................................. 20
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................................21 5.1 Deskripsi Sampel yang Digunakan ............................................................ 21 5.2 Hasil Uji Bakar .......................................................................................... 25 5.3 Hasil Uji Pasangan .................................................................................... 29 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................33 6.1 Kesimpulan ............................................................................................... 33 6.2 Saran ......................................................................................................... 33 Daftar Pustaka ........................................................................................................................ 34
v
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Physical properties of expanded polystyrene.................................... 5
Tabel 2.2
Persyaratan fisik bata beton pejal ..................................................... 7
Tabel 5.1
Hasil uji tekan batako styrofoam dan batako biasa ......................... 23
Tabel 5.2
Berat batako styrofoam untuk uji bakar ......................................... 25
Tabel 5.3
Hasil uji pembebanan pasangan ..................................................... 31
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Dinding batako berpori dan batako ekspos ..................................... 14
Gambar 2.2
Dinding batako berpori dilihat dari dalam ruangan ........................ 14
Gambar 2.3
Suasana interior dengan dinding batako ekspos ............................. 14
Gambar 4.1
Cetakan sampel uji bakar ............................................................... 17
Gambar 4.2
Cetakan batako .............................................................................. 18
Gambar 4.3
Tungku listrik ................................................................................ 18
Gambar 4.1
Dinding pasangan .......................................................................... 19
Gambar 5.1
Styrofoam masih dalam bentuk lembaran ...................................... 21
Gambar 5.2
Hasil parutan styroforam ............................................................... 21
Gambar 5.3
Batako styrofoam .......................................................................... 22
Gambar 5.4
Sampel uji bakar ............................................................................ 24
Gambar 5.5
Sampel uji dalam wadah keramik (tutup wadah keramik sedang dibuka) .......................................................................................... 26
Gambar 5.6
Alat pembaca suhu pada tungku .................................................... 26
Gambar 5.7
Pembakaran sampel di cerobong tungku ........................................ 27
Gambar 5.8
Pembakaran sampel ke dalam cerobong tungku pada suhu 900C. . 27
Gambar 5.9
Sampel membara ketika dikeluarkan dari dalam cerobong tungku . 28
Gambar 5.10 Hasil pembakaran sampel di dalam tungku .................................... 28 Gambar 5.11 Uji bakar langsung dengan nyala api ............................................. 29 Gambar 5.12 Sampel uji pasangan ...................................................................... 29 Gambar 5.13 Kaca untuk tumpuan jarum dial gauge .......................................... 30 Gambar 5.14 Pembebanan tak langsung menggunakan dongkrak hidrolik .......... 30 Gambar 5.15 Grafik beban versus perpindahan ................................................... 31 Gambar 5.16 Kegagalan lekatan pada perletakan pasangan ................................. 32 Gambar 5.17 Pengekangan pasangan .................................................................. 32
vii
BAB I PENDAHULUAN
Dari sudut pandang ketekniksipilan, tanah di Pontianak tidak menguntungkan karena sangat lunak sehingga mempunyai daya dukung yang sangat rendah. Masih sering terjadinya kegagalan fondasi bangunan di lapangan dikarenakan belum mampunya para praktisi (perencana maupun pelaksana) memperhitungkan ketidakpastian tanah. Usaha yang dapat dilakukan untuk mengatasi rendahnya daya dukung tanah di Pontianak ini adalah dengan memperkuat tanah fondasi ataupun dengan memperingan struktur atas. Perkuatan struktur bawah (substruktur) dilakukan berupa pemancangan tiang cerucuk sehingga tanah pendukung menjadi lebih padat di samping mobilisasi kapasitas gesek tiang cerucuk tersebut, dan penggantian tanah permukaan dengan tanah urug. Memperingan struktur atas (superstruktur) dilakukan dengan memperingan komponen nonstruktural, antara lain menggunakan dinding simpai ataupun dinding pasangan bata beton berlubang (batako) dan penutup atap dari genteng metal atau seng gelombang, dan sebagainya. Para peneliti di lingkungan Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura sedang giat mengembangkan batako ringan untuk maksud tersebut, antara lain Samsurizal dan Yusuf (2006), Yusuf dkk (2006), Firmansyah dan Herwani (2007), Samsurizal dkk (2008). Di lain pihak, meningkatnya kesejahteraan suatu masyarakat akan berdampak pada meningkatnya keperluan terhadap barang-barang elektronik dan sejenisnya. Untuk menjaga agar barang-barang tersebut sampai ke konsumen dalam keadaan baik maka produsen biasa mengemas barang tersebut dengan menggunakan bahan pelindung seperti styrofoam. Biasanya setelah digunakan sebagai pelindung bahan styrofoam ini dibuang begitu saja oleh pembeli barang elektronik. Hal ini berarti semakin meningkatnya kebutuhan barang-barang elektronik dan sejenisnya tersebut maka akan semakin meningkat pula limbah styrofoam. Pada saat air pasang dan banjir melanda kota Pontianak, styrofoam yang terapung di permukiman sungai dapat mengganggu kelancaran aliran air yang melewati pintu air dan menyumbat parit-parit dan hanyut ke jalan-jalan yang akhirnya berdampak pada pencemaran lingkungan. Di samping itu, limbah styrofoam sangat sulit hancur/terurai walaupun telah tertanam di dalam tanah bertahun-tahun. 1
2 Bahan pengemas styrofoam atau polystyrene juga telah menjadi salah satu pilihan yang paling popular dalam bisnis pangan. Styrofoam yang dibuat dari kopolimer styrene ini menjadi pilihan bisnis pangan karena mampu mencegah kebocoran dan tetap mempertahankan bentuknya saat dipegang. Selain itu, bahan tersebut
juga
mampu
mempertahankan
panas
dan
dingin
tetapi
tetap
mempertahankan panas dan dingin tetapi tetap nyaman dipegang mempertahankan kesegaran dan keutuhan bahan yang dikemas, biaya murah, lebih aman, serta ringan. Pada Juli 2001, Divisi Keamanan Pangan Pemerintah Jepang mengungkapkan bahwa residu Styrofoam dalam makanan sangat berbahaya. Residu itu dapat menyebabkan endocrine disrupter (EDC), yaitu suatu penyakit yang terjadi akibat adanya gangguan pada sistem endokrinologi dan reproduksi manusia akibat bahan kimia karsinogen dalam makanan. Selain itu, Beberapa lembaga dunia seperti World Health Organization, International Agency for Research on Cancer, dan EPA (Enviromental Protection Agency) telah nyata-nyata mengkategorikan styrofoam sebagai bahan karsinogen (bahan penyebab kanker). Styrofoam juga berdampak buruk pada lingkungan. Styrofoam tidak bisa diuraikan oleh alam dan akan menumpuk begitu dan mencemari lingkungan. Bila terbawa ke laut dapat merusak ekosistem dan biota laut. Styrofoam hanya bisa didaur ulang, karena itu Styrofoam dikategorikan sebagai penghasil limbah berbahaya ke-5 terbesar di dunia. Bahkan pembuatannya saja menimbulkan bau tak sedap yang mengganggu pernapasan dan melepaskan 57 zat berbahaya ke udara. Di Indonesia, penggunaan styrofoam sebagai wadah makanan semakin menjamur. Mulai dari restoran cepat sampai para penjaja makanan di pinggir jalan,menggunakan bahan ini untuk membungkus makanan mereka. Styrofoam sangat marak digunakan. Styrofoam umumnya memiliki warna putih dan terlihat bersih. Bentuknya juga simpel dan ringan. Mengingat akan dampak negatif yang sangat membahayakan kesehatan manusia maupun lingkungan, maka perlu dicari solusi atau alternatif agar penggunaan Styrofoam ini dapat dihentikan, untuk mengurangi pencemaran lingkungan dan resiko kematian pada manusia. Perkembangan industri batako konvensional di Pontianak sudah menjamur. Penelitian ini merupakan usaha untuk merintis pengembangan bahan konstruksi yang
3 ringan menggunakan styrofoam sebagai bahan campuran pada pembuatan batako ringan sebagai alternatif dari penggunaan batako konvensional yang relatif lebih berat. Batako yang dibuat memiliki rongga (pori) di mana rongga tersebut adalah styrofoam. Dipilih styrofoam karena styrofoam hampir tidak mempunyai berat tetapi cukup kaku, dan sekaligus sebagai pemanfaatan barang limbah sehingga limbah styrofoam bernilai ekonomis. Penelitian sebelumnya meneliti komposisi material yang kemudian diuji secara individu. Penelitian ini merupakan lanjutan penelitian sebelumnya, yaitu pengujian terhadap panas dan pengujian dalam bentuk dinding pasangan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Styrofoam
2.1.1 Proses Pembuatan Polistirena atau Styrofoam
Salah satu jenis polistirena yang cukup populer di kalangan masyarakat produsen maupun konsumen adalah polistirena foam. Polistirena foam dikenal luas dengan istilah styrofoam yang seringkali digunakan secara tidak tepat oleh publik karena sebenarnya styrofoam merupakan nama dagang yang telah dipatenkan oleh perusahaan Dow Chemical. Secara laboratorium dapat dibuat melalui dehidrogenasi etil benzene, yaitu dengan melewatkan etilena melalui cairan benzena dengan tekanan yang cukup dan aluminiumklorida sebagai katalisnya. Etil benzena didehidrogenasi menjadi stirena dengan melewatkannya melalui katalis oksida aktif. Pada suhu sekitar 600C stirena disuling dengan cara destilasi maka didapatkan polistirena. Polistirena padat murni adalah sebuah plastik tak berwarna, keras dengan fleksibilitas yang terbatas yang dapat dibentuk menjadi berbagai macam produk dengan detil yang bagus. Penambahan karet pada saat polimerisasi dapat meningkatkan fleksibilitas dan ketahanan kejut. Polistirena jenis ini dikenal dengan nama High Impact Polystyrene (HIPS). Polistirena murni yang transparan bisa dibuat menjadi beraneka warna melalui proses compounding. Polistirena foam yang dihasilkan dari percampuran 90-95% polistirena dan 510% gas-gas tertentu seperti n-butana atau n-pentana. Dahulu, blowing agent yang digunakan adalah berupa senyawa CFC (Freon), karena golongan senyawa ini dapat merusak lapisan ozon. Oleh karenanya, saat ini tidak dipergunakan lagi. Kini yang digunakan adalah blowing agent yang lebih ramah lingkungan. Polistirena yang dibuat dari monomer stirena dilakukan melalui proses polimerisasi. Polistirena foam yang dibuat dari monomer stirena melalui polimerisasi suspensi pada tekanan-tekanan dan suhu tertentu, selanjutnya dilakukan pemanasan untuk melunakkan resin yang ada serta ikut menguapkan sisa-sisa blowing merupakan insulator-insulator yang baik. Sedangkan monomer polistirena foam merupakan bahan plastik yang memiliki sifat tertentu atau khusus dengan struktur yang tersusun dari beberapa butiran dengan kerapatan rendah, mempunyai bobot ringan, dan terdapat di dalam ruang-ruang antar 4
5 butiran yang berisi udara minuman-minuman beralkohol atau bersifat asam juga meningkatkan laju migrasi. 2.1.2 Sifat-Sifat Fisis Styrofoam
Styrofoam umumnya dikenal berupa busa bergelembung dan berbutir yang sangat ringan dan cukup kaku berwarna putih yang biasa digunakan untuk mengemas (mengepak) barang-barang elektronik. Styrofoam sebenarnya adalah nama merek dagang foam polystyrene produk perusahaan Dow Chemical. Nama produk tersebut sebenarnya adalah foamed polystyrene yang dibuat dengan mengkombinasikan styrene dengan isobutylene (cairan yang mudah menguap). Beratnya 30 kali lebih ringan daripada polystyrene biasa. Sifat mekanik styrofoam bergantung kelasnya. Untuk “IB Styrofoam”, densitasnya sebesar 28 kg/m3, kuat tekan sebesar 250 kPa, kuat tarik sebesar 450 kPa, kuat geser sebesar 200 kPa, modulus tekan/tarik sebesar 10–18 MPa, modulus geser sebesar 7 MPa. Untuk jenis yang lain disajikan pada Tabel 2.1 (BASF, 1995). Tabel 2.1
Physical properties of expanded polystyrene
Quantity/Unit Density Stress (kPa) - instant strain 10% - final strain 1.5-2.0% Flexural strength (kPa) Shear strength (kPa) Elasticity Modulus in compression (MPa)
15
Numerical value 20
30
60-110 25-30 60-300 80-130 1.6-5.2
110-160 40-50 150-390 120-170 3.4-7.0
200-250 70-90 330-570 210-260 7.7-11.3
2.1.3 Dampak Terhadap Lingkungan
Bagi lingkungan, styrofoam adalah musuh besar yang paling dihindari. Karena sifatnya yang tidak bisa diuraikan oleh alam sama sekali dan sulit didaur ulang karena kurangnya fasilitas daur ulang yang sesuai. Dimulai dari proses produksi yang menghasilkan limbah sangat berbahaya. Data dari EPa (Enviromental Protection Agency) limbah hasil pembuatan styrofoam ditetapkan sebagai limbah berbahaya ke5 terbesar di dunia. Bau pada proses produksinya mampu mengganggu pernapasan dan pelepasan 57 zat berbahaya ke udara. Styrofoam yang telah diproduksi dalam jumlah banyak itu dibiarkan menumpuk dan mencemari lingkungan dan merusak keseimbangan kehidupan biota laut.
6 2.2
Beton Ringan
Bangunan dengan bobot massa yang ringan memiliki keamanan yang relatif baik terhadap gaya gempa (Amri, 2005). Pembuatan dan penggunaan beton ringan bertujuan untuk mengurangi bobot terutama untuk bangunan yang bertingkat tinggi. Berbeda dengan beton berat normal yang mempunyai prosedur perencanaan campuran (mix design) yang jelas, perencanaan campuran beton ringan lebih banyak dilakukan secara trial and error, karena beton ringan selalu mempunyai porositas yang tinggi yang potensial menyerap banyak air. Dewasa ini, beton ringan dengan berat 120 kg/m3 sudah bisa diperoleh (Nawy, 2008). Beton ringan adalah beton yang mempunyai kepadatan lebih rendah daripada beton normal. Klasifikasi kepadatan beton ringan tergantung dari penggunaan beton tersebut. Beton ringan untuk komponen struktural sesuai ASTM C 330 mempunyai kekuatan silinder pada umur 28 hari tidak kurang dari 17 MPa dan kepadatannya tidak lebih dari 1840 kg/m3 menggunakan ASTM C 567. Biasanya beratnya berkisar antara 1400 – 1800 kg/m3 (Neville dan Brooks, 1987). Beton ringan untuk komponen nonstruktural sesuai ASTM C 331 mempunyai kekuatan antara 7–14 MPa dan kepadatannya antara 500–800 kg/m3. Yusuf dan Elvira (2007) mendapatkan beton ringan struktural dengan berat kurang dari 1800 kg/m3 dan kuat tekan lebih dari 17 MPa. Ginting (2007) mendapatkan kuat tekan beton styrofoam ringan sebesar 1,59 MPa. Satyarno (2006) mendapatkan beton ringan styrofoam dengan berat 330 kg/m3. Di samping itu, pada kuat tekan yang sama dalam rentang 7 – 21 MPa, modulus elastisitas beton agregat ringan berkisar 0,5 – 0,75 dari nilai modulus beton agregat alamiah (Murdock dan Brook, 1979). Klasifikasi beton ringan juga dapat dilakukan menurut cara produksi beton tersebut (Nugraha dan Antoni, 2007; Mulyono, 2004; Tjokrodimuljo, 1995), yaitu a)
Beton ringan yang terbuat dari agregat dengan specific gravity lebih rendah dari 2,6 disebut lightweight aggregate concrete.
b)
Beton ringan yang dibuat dengan cara memasukkan gelembung udara ke dalam material disebut aerated, cellular, foamed atau gas concrete.
c)
Beton ringan yang dibuat tanpa menggunakn agregat halus disebut no-fines concrete.
7 Mengingat styrofoam mempunyai kepadatan yang relatif ringan (15–30 kg/m3) sehingga fungsinya pada beton mirip dengan gelembung udara maka beton yang dihasilkan identik dengan foamed concrete. 2.3
Batako Pejal
SNI 03-0349-1989 menyebutkan bahwa bata beton pejal adalah bata beton yang mempunyai luas penampang pejal 75% atau lebih dari luas penampang seluruhnya, dan mempunyai volume pejal lebih dari 75% volume seluruhnya. Ukuran standar bata beton pejal sesuai dengan SNI 03-0349-1989 adalah panjang lebar tebal = (390 3)mm (90 2)mm (100 2)mm. Batako pejal yang dimaksud dalam penelitian ini adalah bata beton pejal yang memenuhi persyaratan fisik bata beton pejal minimal Mutu IV seperti disajikan pada Tabel 2.2. Kuat tekan bruto adalah beban tekan keseluruhan pada waktu benda uji pecah, dibagi dengan luas ukuran nyata dari bata termasuk luas lubang serta cekungan tepi.
Tabel 2.2
Persyaratan fisik bata beton pejal
Syarat fisik Kuat tekan bruto rata-rata minimum Kuat tekan bruto masing-masing benda uji minimum Penyerapan air rata-rata
2.4
Satuan kg/cm2
Tingkat mutu baja beton pejal I II III IV 100 70 40 25
kg/cm2
90
65
35
21
%
25
35
-
-
Dinding Pasangan
Dinding pasangan (masonry) merupakan konstruksi permanen tertua di dunia. Secara historis, perencanaan dan pelaksanaannya dilakukan secara trial and error. Bentuk dan jenis konstruksi dinding pasangan yang berhasil dibangun menjadi contoh untuk dikembangkan. Hanya pada abad terakhir ini konstruksi dinding pasangan dibangun secara filosofis menggunakan ilmu rekayasa dan pendekatan yang rasional. Pemasangan dinding pasangan umumnya dilaksanakan secara tradisional, akan tetapi penggunaannya sangat luas tidak terkecuali pada bangunan modern.
8 Pada awalnya, dinding pasangan disusun dari bata batu atau bata tanah. Mortar sejak pertama ditemukan, telah mengalami perkembangan yang sangat dramatis. Mortar yang semula dibuat untuk menutupi celah akibat ketidakberaturan bentuk bata batu atau potongan batu pada dinding pasangan, kini telah banyak diproduksi sebagai bata beton. Bata beton atau disebut batako, kini sudah luas pemakaiannya karena cukup murah dan mudah dibentuk dan diproduksi dengan kualitas terkontrol. Perencanaan dinding pasangan tidak dapat diperoleh secara akurat baik dalam perhitungan maupun dalam pelaksanaannya. Pemahaman menyeluruh tentang dinding pasangan menyangkut bahan, kompatibilitas, dan detailing sangat penting untuk mendapatkan sistem dinding pasangan yang baik. Kombinasi pada susunan individu batako, mortar, grouting, perkuatan, kondisi lingkungan proyek, variasi keterampilan tukang/pekerja merupakan variabel yang berpengaruh terhadap kekuatan dinding pasangan. Variabel-variabel ini dapat menyebabkan hasil akhir dinding
pasangan
yang
tidak
diharapkan
dan
tidak
terkontrol.
Untuk
memperhitungkan pengaruh dari kombinasi variabel-variabel tersebut, maka faktor keamanan yang diberikan selalu lebih konservatif daripada sistem konstruksi yang lain. Secara garis besar, persyaratan batako untuk dinding pasangan terbagi ke dalam dua kategori yaitu syarat secara individu dan syarat sebagai pasangan. Pada penelitian batako styrofoam yang telah dilakukan sebelumnya, pengujian secara individu telah dilakukan dengan berbagai variabel (Samsurizal dan Yusuf, 2006; Yusuf dkk, 2006). Karena itu, untuk mendapatkan hasil yang lebih komprehensif maka penelitian tersebut perlu dilanjutkan ke dalam model dinding pasangan. Metode pengujian mengacu pada ASTM E 564-00 dan ASTM E 2126-02a dengan model rangka seperti yang dilakukan dalam Syahruddin (2006). 2.5
Konduksi dan Konduktivitas Termal
Pada dasarnya, ada tiga cara perpindahan panas dapat terjadi. Di dalam zat cair, panas berpindah secara konveksi, yaitu pergerakan zat cair itu sendiri yang membawa panas berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Pada zat padat, perpindahan panas terjadi dengan cara konduksi, yaitu panas berpindah tidak dengan cara berpindahnya zat, tapi perpindahan panas terjadi karena perpindahan energi di dalam zat tersebut. Cara ketiga terjadinya perpindahan panas yaitu radiasi, di mana
9 panas berpindah melalui pemancaran atau penyerapan energi gelombang elektromagnetik. Ketika perpindahan panas terjadi secara konduksi, zat yang membawa panas tidak ikut berpindah. Perpindahan panas terjadi secara internal yang diakibatkan perbedaan suhu sehingga atom-atom dan molekul-molekul di dalam zat tersebut bergetar atau berpindah. Elektron di dalam atom juga dapat membawa dan memindahkan panas, sehingga bahan logam merupakan penghantar yang sangat baik bagi panas. Logam memiliki sangat banyak elektron-elektron yang bebas bergerak dan dapat memindahkan panas dari satu sisi logam ke sisi lainnya. Konduktivitas termal merupakan sifat bahan yang berkaitan dengan kemampuannya dalam menghantar panas. Perpindahan panas terjadi dari bagian bahan yang bersuhu tinggi ke bagian lain yang bersuhu lebih rendah. Suhu tinggi menyebabkan atom atau molekul dalam bahan menerima energi yang lebih besar sehingga begetar lebih cepat atau bahkan bergerak/berpindah. Energi dari atom atau molekul yang bersuhu tinggi dapat berpindah kepada atom atau molekul yang bersuhu lebih rendah ketika terjadi tumbukan antaratom atau antarmolekul tersebut. 2.5.1 Konduktivitas Termal Non-logam
Bahan non-logam biasanya dianggap sebagai bahan yang memiliki sifat konduktivitas termal rendah. Tetapi, ada beberapa jenis bahan non-logam, misalnya kristalin, ternyata memiliki sifat konduktivitas termal yang sangat tinggi. Contoh bahan kristalin adalah safir (aluminium-oksida) yang memiliki konduktivitas termal melebihi bahan logam tembaga murni (RRR 500) pada suhu antara 20 K dan 100 K. Bahan safir sangat berguna untuk aplikasi pembuangan panas pada sistem elektronika yang memerlukan konduktivitas termal tinggi tapi bersifat juga sebagai isolator listrik yang baik. Demikian juga bahan kristalin lainnya seperti intan, memiliki konduktivitas 3000W/(m.°C) pada suhu 80 K, namun jarang digunakan karena harganya yang sangat mahal. Bahan non-logam dalam bentuk kristalin yang lebih murah misalnya kuarsa juga memiliki sifat konduktivitas termal yang tinggi. Dalam bahan non-logam perpindahan panas terjadi akibat getaran ikatan atom-atom yang dapat menjalar dalam rentang jarak yang jauh sehingga efektif dalam memindahkan panas. Getaran ikatan atom-atom ini bertumbukan dengan ikatan
10 atom-atom lainnya sehingga terjadi perpindahan energi panas dari satu ikatan ke ikatan di sebelahnya. Konduksi panas pada suatu zat padat didefinisikan sebagai berikut: H/A = k ∆T L
(2.1)
dengan H
: panas yang berpindah
L
: panjang atau tebal zat padat
A
: luas permukaan zat padat
∆T
: perbedaan suhu
k
: konduktivitas termal, yang nilainya tergantung bahan penghantar panas dan memiliki satuan W/(m.°C).
2.5.2 Bahan Styrofoam
Styrofoam adalah bahan non-logam yang memiliki konduktivitas termal sangat rendah yaitu antara 0,032 – 0,038 W/(m.°C), sehingga merupakan bahan isolator panas yang sangat baik. Styrofoam yang massa jenisnya 40 kg/m 3 memiliki konduktivitas termal k = 0,032 W/(m.°C), sedangkan yang bermassa jenis 15 kg/m3 memiliki konduktivitas termal k = 0,038 W/(m.°C). Massa jenis styrofoam dapat diketahui dari data spesifikasi pabrik pembuatnya. Styrofoaam adalah bahan polimer sintetis yang memiliki sifat keras namun rapuh. Bahan ini tidak kedap terhadap oksigen dan uap air, sehingga kurang baik bila digunakan untuk penghambat/penghalang oksigen dan uap air. Styrofoam memiliki titik leleh yang rendah. Pada suhu kamar, styrofoam bersifat zat padat, namun melebur/meleleh pada suhu di atas 100°C dan menjadi padat kembali apabila didinginkan. Sifat stryrofoam yang demikian ini dapat dimanfaatkan untuk filler (pengisi) bahan lain. Pengisian styrofoam dengan bahan lain dapat dilakukan pada konstruksi bangunan dan badan pesawat udara, karena mampu meningkatkan kekuatan bahan dan menurunkan konduktivitas termal. Selain itu, proses ekstrusi lebih mudah dan menghasilkan campuran yang lebih seragam/merata.
11 2.5.3 Bahan Semen dan Pasir
Semen memiliki konduktivitas termal k = 0,29 W/(m.°C), sedangkan semen setelah dicampur pasir (mortar) memiliki k = 1,73 W/(m.°C). Pencampuran semen dengan pasir meningkatkan konduktivitas termal. Berdasarkan konduktivitas termalnya, pasir ada tiga jenis yaitu: pasir kering, pasir lembap, dan pasir basah. Masing-masing pasir tersebut memiliki konduktivitas termal yang berbeda. Pasir kering memiliki k = 0,15 – 0,25 W/(m.°C), pasir lembab k = 0,25 – 2 W/(m.°C), sedangkan pasir basah k = 2 – 4 W/(m.°C). Kandungan air di dalam pasir menyebabkan peningkatan konduktivitas termal. Sebagai contoh, perpindahan panas yang melewati dinding semen dengan ketebalan 2mm dengan perbedaan suhu antara sisi-sisi dinding semen sebesar 200°C adalah: H /A = (0,29 W/m.°C) (200 oC) / (2 103 m) = 29 (kW/m2) Pada dinding styrofoam: H /A = (0,032 W/m.°C) (200 oC) / (2 103 m) = 3,2 (kW/m2) Pada dinding tembaga: H /A = (401 W/m.°C) (200 oC) / (2 103 m) = 40100 (kW/m2) Dari contoh di atas dapat diketahui pada kondisi yang sama tembaga memiliki kemampuan untuk memindahkan panas yang lebih besar daripada semen dan styrofoam, yaitu sebesar 40100 kJ energi panas pada bidang seluas 1 m 2 dapat dipindahkan dalam
setiap detiknya.
Sedangkan styrofoam
hanya mampu
memindahkan 3,2 kJ energi panas setiap detiknya. 2.6
Potensi Penggunaan Bata Ringan di Pontianak dan Sekitarnya
Perkembangan pembangunan perumahan baru dan infrastruktur di Pontianak dan sekitarnya meningkat dengan pesat. Pemerintah kota Pontianak akan melakukan pembangunan untuk memacu pertumbuhan ekonomi di suatu kawasan dan untuk meningkatkan nilai aset masyarakat. Perkembangan pembangunan yang pesat, menyebabkan kebutuhan akan bahan bangunan juga meningkat. Dinding rumah/panel perumahan di Pontianak dan sekitarnya selama ini menggunakan batako yang dibuat dari campuran semen dan pasir kasar yang dicetak padat atau dipress. Selain itu ada juga yang membuatnya dari campuran batu tras, kapur dan air. Bahkan kini juga beredar batako dari campuran semen, pasir dan
12 batubara. Dengan bahan pembuatan seperti yang telah disebutkan, batako memiliki kelemahan yaitu kekuatannya yang rendah, sehingga cenderung terjadi keretakan dinding, terutama jika bagian kosong-nya tidak diisi dengan adukan spesi. Pemakaian material batako untuk dinding juga membuat bangunan lebih hangat bahkan cenderung pengap dan panas. Berat, sehingga membebani struktur yang menopangnya. Seiring berkembangnya teknologi terutama dalam bidang rekayasa teknik sipil dan bangunan, penemuan akan bahan-bahan bangunan yang baru terus bermunculan. Bata ringan atau sering disebut hebel atau celcon, lebih ringan dari pada bata biasa sehingga memperkecil beban struktur. Batako biasa mempunyai berat jenis sekitar 2400 kg/m3, maka beton dengan campuran styrofoam dapat mempunyai berat jenis hanya sekitar 600 kg/m3 (Satyarno, 2004). Karena kuat tekannya yang relatif rendah maka sampai saat ini beton ringan styrofoam hanya dipakai untuk bagian non struktur, misalnya bata beton atau panel dinding. Semakin ringan bata beton, maka akan semakin mudah mengangkatnya, semakin cepat instalasinya, dan tidak mengeluarkan tenaga yang banyak dalam mengangkatnya. Keuntungan lain pengunaan bata beton ringan adalah karena sifatnya ringan sehingga daya redam terhadap rambatan panas maupun suara akan jauh lebih bagus, dan daya ketahanan api (firing resistance) akan lebih baik juga (Simbolon, 2009). Bata ringan ini sangat sesuai untuk perumahan di daerah tanah lunak seperti di darah Pontianak dan sekitarnya sebagian besar adalah tanah gambut. Selain rangka atap baja ringan, bata ringan juga menjadi idola baru para pengembang perumahan dan bagi yang ingin merenovasi rumah. Permintaan terhadap bata ringan di kota besar terus meningkat. Produk ini menjadi incaran kontraktor atau pengembang perumahan. Jika dilihat dari harga bahan bangunan yang cenderung semakin tinggi, inilah yang mendorong pengusaha batu bata berinovasi berupaya mencari bahan bangunan yang lebih memiliki kualitas bagus. Kemudian terciptalah saat ini yang disebut batu bata ringan. Dari segi harga bata ringan sedikit lebih mahal dibanding batako tetapi dari segi kualitas jauh lebih bagus bata ringan. Jika dihitung biaya tenaga kerja, menggunakan bata ringan tentunya akan memangkas biaya tenaga kerja, karena pengerjaannya bisa lebih cepat. Inilah
13 yang menjadikan para pengusaha pengembang perumahan melirik batu bata ringan sebagai bahan dinding bangunan/panel. 2.7
Batako dalam Arsitektur
Dalam arsitektur, pemahaman terhadap bahan bangunan adalah sangat penting. Salah satunya adalah bahan-bahan bangunan untuk penutup dinding agar dapat memenuhi fungsi dinding. Fungsi dinding pada bangunan adalah sebagai: Pelindung dan batas antara ruang bagian dalam dan luar bangunan Menambah keindahan pada bangunan arsitektur Pembentuk daerah fungsi dalam bangunan Pada struktur bangunan tertentu berfungsi sebagai dinding pemikul beban. Batako merupakan bahan penutup dinding yang termasuk paling mudah dan murah. Penggunaan batako dapat menekan harga bangunan karena penggunaan batako yang dimensinya lebih besar dari bata merah bisa menghemat plesteran hingga 75 persen dan mengurangi beban dinding hingga 50 persen sehingga konstruksi bangunan pun menjadi ringan. Pengerjaannya pun lebih cepat karena ukurannya lebih besar dari bata merah. Dari segi estetika arsitektur, batako juga dapat menambah keindahan sebuah bangunan. Bentuknya yang bermacam-macam, dan dapat dipilih sesuai keinginan. Selain itu, jika kualitas batako cukup baik maka tembok yang menggunakan batako tidak perlu diplester lagi, dengan kata lain dapat diekspos. Teknik pemasangan batako dapat menciptakan konsep dinding berpori. Membuat jarak antara batako adalah cara yang mudah. Untuk membuat dinding berlubang dapat membuatnya sendiri dibantu oleh tukang untuk mengerjakannya. Bentuk susunan batako, dapat disesuaikan dengan kreasi. Kreasi tersebut dengan catatan setiap batako terikat dengan semen. Lebih baik, jika susunan bata berlubang tersebut tidak diberi beban di atasnya maupun frame yang mengeliling pasangan batako berlubang tersebut.
14
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Dinding batako berpori dan batako ekspos
Dinding batako berpori dilihat dari dalam ruangan
Suasana interior dengan dinding batako ekspos
15 2.8
Penelitian Terdahulu
Penelitian ini merupakan lanjutan dari penelitian sebelumnya. Penelitian pembuatan bata dan beton ringan dengan menggunakan bahan tambah styrofoam yang telah dilakukan: 1)
Studi Penggunaan Styrofoam sebagai Bahan Campuran untuk Pembuatan Batako Ringan Berlubang (Samsurizal dan Yusuf, 2006)
2)
Studi Penggunaan Styrofoam sebagai Bahan Campuran untuk Pembuatan Batako Ringan Pejal (Yusuf, 2006)
3)
Studi Penggunaan Styrofoam Sebagai Bahan Campuran untuk Pembuatan Beton Ringan Nonstruktural (Yusuf dan Elvira, 2007).
BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
3.1
Tujuan
Penelitian ini merupakan tahap ketiga dari rencana pengembangan material baru yaitu batako ringan dengan styrofoam untuk dinding pasangan sebagai salah satu bentuk rekayasa bahan konstruksi di atas tanah lunak. Tujuan penelitian tahap ini adalah untuk mendapatkan perilaku (kekuatan) batako-styrofoam dalam model dinding pasangan dan ketahanan batako-styrofoam individu terhadap panas. 3.2
Manfaat Penelitian
Penelitian ini mempunyai manfaat, antara lain: a)
Bagi masyarakat, diharapkan dapat memberikan kontribusi dalam menjaga kelestarian lingkungan yang merupakan pinjaman dari anak cucu kita. Selain itu penelitian ini akan mengakibatkan styrofoam bekas mempunyai nilai ekonomis sehingga dapat meningkatkan penghasilan pemulung.
b)
Bagi pendidikan, hasil penelitian ini akan memperkaya pemahaman kita akan dimungkinkannya dikembangkan material baru yang sesuai dengan kebutuhan kita di Pontianak khususnya. Hasil penelitian ini dapat dijadikan bahan ajar untuk mata kuliah Teknologi Bahan Konstruksi pada Jurusan Teknik Sipil.
c)
Bagi pengrajin/industri batako di Pontianak, penggunaan hasil penelitian ini akan menambah variasi produksi batako.
d)
Bagi praktisi di lapangan, penggunaan hasil penelitian ini akan mengurangi biaya perkuatan fondasi bangunan karena bobot struktur atas (superstruktur) semakin ringan.
16
BAB IV METODE PENELITIAN
4.1
Bahan dan Alat
4.1.1 Bahan
Bahan-bahan habis pakai yang diperlukan dalam penelitian ini terdiri dari: a)
styrofoam;
b)
semen;
c)
pasir;
d)
tulangan.
4.1.2 Alat
Alat-alat yang diperlukan pada penelitian ini berupa: a)
pemarut/penghancur styrofoam;
b)
seperangkat alat pengaduk batako;
c)
seperangkat alat pengecoran batako: sendok semen, ember, pemadat, cetakan sampel uji bakar, cetakan batako;
d)
seperangkat alat tes tekan;
e)
tungku. Cetakan yang digunakan untuk sampel uji bakar berukuran tiga buah 50mm
50mm 40mm (Gambar 4.1). Cetakan batako yang digunakan berukuran 400mm 200mm 100mm, mempunyai tiga silinder masing-masing berukuran 50,8 mm untuk pembentuk lubang, dan mempunyai dua buah setengah silinder berukuran 60 mm masing-masing terletak di ujung batako (Gambar 4.2).
Gambar 4.1
Cetakan sampel uji bakar
17
18
Gambar 4.2
Cetakan batako
Tungku yang digunakan adalah tungku listrik merk Tecno Piro yang mampu membakar hingga temperatur 1300C.
Gambar 4.3
Tungku listrik
19 4.2
Pelaksanaan
Model dinding pasangan yang diuji ditampilkan pada Gambar 4.3. Pada waktu setting up pengujian yang dipersiapkan antara lain: a)
Hydraulic jack;
b)
Load cell;
c)
Dial gauge;
d)
Frame baja pengujian;
e)
Data logger.
4.2.1 Uji Pembebanan Pasangan
Pengujian dinding bata beton pejal secara garis besar dilakukan dengan cara memberikan pembebanan horizontal menggunakan hydraulic jack. Pembebanan lateral diberikan searah sumbu kuat dinding (strong direction wall). Beban lateral tersebut diberikan pada benda uji secara statik monotonik hingga mencapai batas lelehnya (yield) yang kemudian dilanjutkan hingga mencapai runtuh (failure). Pembebanan didasarkan pada load control.
Gambar 4.1
Dinding pasangan
20 4.2.2 Uji Pembakaran
Uji bakar dilakukan mengikuti SNI 1740-2008. 4.2.2.1
Ukuran dan jumlah benda uji
Sesuai dengan SNI 1740-2008, ukuran dan jumlah benda uji adalah: a)
Ukuran benda uji: 50mm 40mm 40mm
b)
Benda uji yang memiliki ketebalan kurang dari 50mm harus disusun atau ditumpuk serta diikat dengan kawat baja dengan diameter tidak lebih dari 0,5 mm sehingga ketebalan 50 mm.
c)
Toleransi ukuran 3 mm untuk ukuran 50 mm dan 2 mm untuk ukuran 40 mm.
d)
Jumlah benda uji paling sedikit 3 buah.
4.2.2.2
Prosedur Pengujian
Prosedur pengujian sebagai berikut: 1)
Simpan benda uji dalam ruangan yang berventilasi baik dengan temperatur konstan selama satu bulan atau lebih.
2)
Keringkan dalam dapur pengering dengan temperatur 35C hingga 45C selama 120 jam atau lebih.
3)
Kemudian simpan dalam desikator selama 24 jam atau lebih.
4.2.2.3
Hasil uji
Kriteria hasil uji bakar adalah sebagai berikut: a)
Bahan bangunan dikatakan tidak terbakar bilamana selama pengujian kenaikan temperatur di dalam tungku kurang atau sama dengan 50C dan tidak terjadi nyala lanjutan selama 10 detik atau lebih.
b)
Bahan bangunan dikatakan mudah terbakar bilamana selama pengujian kenaikan temperatur di dalam tungku lebih dari 50C dan terjadi nyala lanjutan selama 10 detik atau lebih.
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1
Deskripsi Sampel yang Digunakan
Styrofoam yang digunakan untuk dicampurkan ke dalam batako adalah styrofoam yang dibeli dalam bentuk lembaran (Gambar 5.1), kemudian dihancurkan menjadi butiran-butiran styrofoam seperti pada Gambar 5.2.
Gambar 5.1
Styrofoam masih dalam bentuk lembaran
Gambar 5.2
Hasil parutan styroforam
21
22 Bahan utama untuk pembuatan batako yang digunakan dalam penelitian ini adalah semen yang memenuhi standar SNI 15-7064-2004 dengan berat 1500 kg/m3, dan pasir yang umum dijual di pasaran Kota Pontianak yaitu pasir dengan modulus kehalusan butir sekitar 3 dengan berat sekitar 1860 kg/m3. Sedangkan styrofoam yang digunakan mempunyai berat sekitar 15 kg/m3. Perbandingan komposisi campuran Semen:Pasir:Styrofoam adalah 1:5:2 dengan nilai fas (faktor air semen) sebesar 0,5. Batako yang terbentuk berukuran 400mm 200mm 100mm (Gambar 5.3). Volume bruto sebesar 8106 mm3. Volume tiga buah lubang dan dua buah setengah lingkaran di kedua ujung adalah 1,721106 mm3. Jadi, volume neto batako styrofoam sebesar 6,279106 mm3. Persentase volume lubang sebesar 21,5% < 75% dan persentase luas penampang sebesar 22,3% < 75%. Dengan demikian, batako styrofoam yang diuji dalam penelitian ini merupakan batako pejal.
Gambar 5.3
Batako styrofoam
23 Hasil pengukuran berat satuan dan pengujian kuat tekan batako styrofoam disajikan pada Tabel 5.1. Seperti terlihat pada tabel tersebut, batako styrofoam mempunyai berat rata-rata sebesar 5,44 kg, berat satuan rata-rata sebesar 866,46 kg/m3, dan kuat tekan rata-rata sebesar 0,28 MPa. Pengujian juga dilakukan terhadap tiga buah batako biasa yang berukuran 375mm 170mm 65mm dengan tiga lubang segiempat ukuran 95mm 40mm 155mm, kedua ujungnya cekung ke dalam berbentuk tembereng 41,667mm dan panjang talibusur 40mm. Seperti Tabel 5.1
No.
Hasil uji tekan batako styrofoam dan batako biasa
kg
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Rata-rata
5,48 5,47 5,74 5,61 5,79 5,57 5,91 4,97 5,09 5,54 5,61 5,35 4,99 5,60 5,33 5,16 5,42 5,36 5,55 5,47 5,24 5,75 5,60 5,27 5,45
1 2 3 Rata-rata
4,41 4,38 4,33 4,37
Berat Beban maksimum kg/m3 dial kN Batako styrofoam 872,75 47 15,89 871,16 39 13,18 914,16 48 16,22 893,45 30 10,14 922,12 29 9,80 887,08 30 10,14 941,23 34 11,49 791,53 28 9,46 810,64 22 7,44 882,31 28 9,46 893,45 31 10,48 852,05 30 10,14 794,71 34 11,49 891,86 31 10,48 848,86 29 9,80 821,79 32 10,82 863,19 30 10,14 853,64 38 12,84 883,90 33 11,15 871,16 40 13,52 834,53 32 10,82 915,75 891,86 839,31 868,44 33,10 11,19 Batako biasa 1886,23 13 4,39 1873,40 14 4,73 1852,01 16 5,41 1870,54 14,33 4,84
MPa 0,40 0,33 0,41 0,25 0,25 0,25 0,29 0,24 0,19 0,24 0,26 0,25 0,29 0,26 0,25 0,27 0,25 0,32 0,28 0,34 0,27
0,28 0,18 0,19 0,22 0,20
24 terlihat pada Tabel 5.1, dibandingkan dengan batako berlubang biasa, batako styrofoam lebih ringan dan lebih kuat. Tabel 5.2 memperlihatkan bahwa sampel batako styrofoam untuk uji bakar yang berukuran 50mm 50 mm 40 mm mempunyai berat satuan sebesar 1137,38 kg/m3, lebih besar daripada berat satuan batako styrofoam ukuran 400mm 200mm 100mm. Hal ini dikarenakan cara pemadatan yang tidak sama. Proses pemadatan pada batako styrofoam ukuran 50mm 50 mm 40 mm sangat mudah. Ketika diuji tekan, kekuatannya juga tinggi, yaitu sebesar 0,68 MPa. Sedangkan pada batako stayrofoam ukuran 400mm 200mm 100mm, pamadatan sangat sulit karena adanya silinder pembentuk lubang.
Gambar 5.4
Sampel uji bakar
25 Tabel 5.2
No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Rata-rata
5.2
Berat batako styrofoam untuk uji bakar
Berat gram
kg/m3
105,60 124,10 106,20 113,70 121,90 108,20 109,20 112,80 113,90 114,20 105,80 124,20 117,50 112,20 111,90 120,10 108,10 117,00 118,50 106,60 116,80 113,74
1056,00 1241,00 1062,00 1137,00 1219,00 1082,00 1092,00 1128,00 1139,00 1142,00 1058,00 1242,00 1175,00 1122,00 1119,00 1201,00 1081,00 1170,00 1185,00 1066,00 1168,00 1137,38
Hasil Uji Bakar
Uji bakar dilakukan menggunakan tungku listrik di Kriya Keramik SMK Negeri 6, Jalan 28 Oktober, Pontianak. Sampel uji dimasukkan ke wadah yang terbuat dari keramik (lihat Gambar 5.5) untuk mengantisipasi kalau-kalau sampel berhamburan atau meledak saat kebakaran mengingat styrofoam adalah bahan yang mudah terbakar sehingga tidak merusak elemen pemanas dalam tunggu. Sebelum tungu dipanaskan untuk pembakaran, sampel uji telah dimasukkan ke tungku. listrik. Suhu pertama yang ingin dicapai adalah 750C. Untuk mencapai suhu setinggi itu, diperlukan waktu lebih dari empat jam.
26
Gambar 5.5
Sampel uji dalam wadah keramik (tutup wadah keramik sedang dibuka)
Hingga suhu mencapai 753C, melalui lubang pengintip belum terlihat percikan api ataupun keadaan terang di dalam tungku. Kemudian suhu di dalam tungku terus dinaikkan hingga terakhir mencapai 900C (Gambar 5.6). Hingga suhu 900C ini pun tidak terlihat percikan api atau keadaan terang di dalam tungku.
Gambar 5.6
Alat pembaca suhu pada tungku
27 Bersamaan dengan pembakaran sampel di dalam tungku, juga dilakukan pembakaran sampel yang dibalut dalam kawat anyam dan diletakkan di atas cerobong tungku (Gambar 5.7). Pembakaran cara ini dilakukan sejak suhu di dalam tungku masih 750C. Pada kondisi seperti ini juga tidak terlihat percikan api pada sampel uji, kecuali styrofoamnya lenyap dan meninggalkan pori-pori pada sampel.
Gambar 5.7
Pembakaran sampel di cerobong tungku
Untuk mendapatkan suhu yang lebih tinggi, sampel uji yang dibalut dengan kawat anyam juga dimasukkan ke tungku melalui cerobong (Gambar 5.8). Suhu di cerobong lebih rendah daripada suhu di dalam tungku. Karena itu, suhu di dalam tungku dinaikkan hingga 900C. Pada suhu ini, seperti perlakuan pada sampel sebelumnya, sampel ini dibiarkan juga dibakar selama lebih dari 20 menit. Sama seperti sampel sebelumnya, pada sampel ini juga tidak terjadi percikan api atau api yang menjalar. Sesaat ketika dikeluarkan dari cerobong tungku, sampel membara (Gambar 5.9).
Gambar 5.8
Pembakaran sampel ke dalam cerobong tungku pada suhu 900C.
28
Gambar 5.9
Sampel membara ketika dikeluarkan dari dalam cerobong tungku
Hasil pembakaran pada sampel yang diletakkan langsung di dalam tungku, setelah suhu dingin, sampel menjadi sangat rapuh seperti abu (Gambar 5.10). Kuat tekan yang tersisa sebesar 0,36 MPa, atau turun 47%.
Gambar 5.10
Hasil pembakaran sampel di dalam tungku
29 Percobaan bakar langsung dengan nyala api pada batako styrofoam (Gambar 5.11) juga tidak memperlihatkan api yang menjalar pada batako. Karena tidak terjadi nyala api, baik dengan bakar langsung maupun dengan tungku listrik, maka batako styrofoam termasuk bahan yang tidak mudah terbakar.
Gambar 5.11
5.3
Uji bakar langsung dengan nyala api
Hasil Uji Pasangan
Sampel pasangan yang dibuat dalam uji pasangan berukuran lebar 1215 mm dan tinggi 1045 mm (Gambar 5.12) ditempatkan di dalam rangka baja. Dial gauge ditempatkan pada pojok kiri atas yang akan membaca perpindahan horizontal. Karena permukaan batako kasar maka di ujung jarum dial gauge dialas dengan kaca agar tidak terjadi slip antara jarum dial gauge dengan batako (Gambar 5.13).
Gambar 5.12
Sampel uji pasangan
30
Gambar 5.13
Kaca untuk tumpuan jarum dial gauge
Pembebanan dilakukan dengan cara pembebanan tak langsung menggunakan dongkrak hidrolik (hydraulic jack) yang ditempatkan di pojok kanan atas (Gambar 5.14) dipasang secara horizontal. Tumpuan dongkrak pada pasangan telah diplester untuk mendapatkan permukaan yang rata. Tumpuan dongkrak pada rangka baja menggunakan bantalan baja. Sistem secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 5.14
Pembebanan tak langsung menggunakan dongkrak hidrolik
31 Tabel 5.3
Hasil uji pembebanan pasangan
P (kg) 0 25 50 100
d (mm) 0 2,63 5,2 15,04
120
Beban (P), kg
100 80 60 40 20 0 0
Gambar 5.15
5 10 15 Perpindahan (d), mm
20
Grafik beban versus perpindahan
Tabel 5.3 dan Gambar 5.15 memperlihatkan hasil uji geser pasangan dinding batako. Hasil uji tersebut memperlihatkan bahwa perilaku beban geser terhadap perpindahan hingga beban 100 kg bersifat linier. Dalam rentang beban ini, tidak terjadi kegagalan apapun pada batako ataupun pasangan, melainkan terlepasnya lekatan antara pasangan dan baja yang merupakan perletakan pasangan (Gambar 5.16). Terlepasnya lekatan ini terjadi di sepanjang perletakan pasangan. Jadi, lekatan antarbatako masih sangat kuat daripada lekatan antara batako dengan baja. Pembebanan dilanjutkan dengan mengekang dinding pasangan agar tidak terangkat dari perletakan. Dengan kondisi terkekang ini, keruntuhan/kegagalan terjadi pada batako yang menjadi tumpuan beban. Keruntuhan tidak bersifat getas, melainkan perlahan-lahan dan hanya terjadi pada satu batako yang dikenai beban, tidak menjalar ke batako yang lain (Gambar 5.17). Keruntuhan pada batako ini terjadi pada pembebanan sebesar 150 kg.
32
Gambar 5.16
Kegagalan lekatan pada perletakan pasangan
Gambar 5.17
Pengekangan pasangan
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
6.1
Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian ini dapat dikemukakan beberapa kesimpulan sebagai berikut: a)
Batako ringan satyrofoam dapat dibuat dengan berat 866,46 kg/m3 dengan kuat tekan individu 0,28 MPa, lebih ringan dan lebih kuat daripada batako konvensional. Dalam bentuk pasangan, lekatan antarbatako cukup kuat dan tidak terjadi keruntuhan secara getas, melainkan perlahan-lahan.
b)
Batako ringan styrofoam tidak mengeluarkan nyala api saat dibakar tetapi membara. Styrofoam lenyap seketika setelah batako dibakar, dan terbentuk pori-pori pada batako. Kuat tekan batako styrofoam turun 47% setelah dibakar.
6.2
Saran
Penelitian ini perlu dilanjutkan dengan tinjauan berupa: a)
Uji bakar dinding pasangan batako sturofoam.
b)
Tambahan zat aditif untuk meningkatkan kuat tekan batako hingga mencapai persyaratan dalam SNI 03-0349-1989..
33
DAFTAR PUSTAKA
Amri, Sjafei. 2005. Teknologi Beton A-Z. Jakarta: John Hi-Tech Idetama. ASTM C 330-89. “Standard Specification for Lightweight Aggregates for Structural Concrete”. 1996 Annual Book of ASTM Standards. Vol. 04.02 Concrete and Aggregates. ASTM C 331-94. “Standard Specification for Lightweight Aggregates for Concrete Masonry Units”. 1996 Annual Book of ASTM Standards. Vol. 04.02 Concrete and Aggregates. ASTM C 567-91. “Standard Test Method for Unit Weight of Structural Lightweight Concrete”. 1996 Annual Book of ASTM Standards. Vol. 04.02 Concrete and Aggregates. ASTM E 2126 – 02a. “Standard Test Method for Cyclic (Reversed) Load Test for Shear Resistance of Walls for Buildings”. 2003 Annual Books of ASTM Standard. Vol. 405 Designation. ASTM E 564-00. “Standard Practical for Static Load Test for Shear Resistance of Framed Walls for Buildings”. 2003 Annual Books of ASTM Standard. Vol. 405 Designation. BASF. 1995. “Code of Practice Using Expanded Polystyrene for the Construction of Road Embankments.” Technical Information - Styropor. Firmansyah, Willy dan Herwani. 2007. Studi Eksperimental Karakteristik Batako Serat Sabut Kelapa Dengan Variasi Panjang Serat 1, 2, san 3 cm. Skripsi. Pontianak: Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura. Ginting, Arusmalem. 2007. “Kajian Balok Beton Styrofoam Ringan dengan Tulangan Menyebar”. Jurnal Teknik Sipil. Fakultas Teknik Universitas Kristen Maranatha. Vol. 3(2). Hlm. 127-140. Herwani dan Yusuf, M. 2004. Studi Analisis Model Matematis Hubungan Tegangan Regangan pada Material Batu Bata (Clay Brick Masonry) yang Diberi Beban Tekan Secara Uniaksial. Laporan Penelitian SDPF. Mulyono, Tri. 2004. Teknologi Beton. Yogyakarta: Andi. Murdock, J. J. dan Brook, K. M. 1979. Bahan dan Praktek Beton. Edisi Keempat. Diterjemahkan oleh Stephanus Hindarko. Jakarta: Erlangga. Nawy, Edward G. 2008. Concrete Construction Engineering Handbook. 2nd. Taylor & Francis Group, LLC. Nevile, A. M. dan Brooks, J. J. 1987. Concrete Technology. Longmen Scientific & Technical. Nugraha, Paul dan Antoni. 2007. Teknologi Beton. Yogyakarta: Andi. Pusat Penelitian dan Pengembangan Pemukiman. 1982. Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia (PUBI-1982).
34
35 Samsurizal, Eddy dan Yusuf, M. 2006. “Uji Tekan Individu Batako Berlubang dengan Campuran Styrofoam.” Jurnal Teknik Sipil. Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura. Vol. 6(1). Samsurizal; Yusuf, M.; dan Tupa TWR. 2008. Studi Variasi Volume Sekam Padi Sebagai Bahan Campuran Pembuatan Batako Ringan. Sedang dalam penelitian. Satyarno, I. 2004. Panel Beton Styrofoam Ringan Untuk Dinding. Yogyakarta: Teknik Sipil FT UGM. Satyarno, Iman. 2004. Penggunaan Semen Putih untuk Beton Styrofoam Ringan (BATAFOAM). Yogyakarta: Laboratorium Bahan Konstruksi Jurusan Teknik Sipil FT UGM. Satyarno, Iman. 2006. “Lightweight Styrofoam Concrete for Lighter And More Ductile Wall.” Jurnal HAKI. Vol. 7(2). Simbolon, T. 2009. Pembuatan dan Karakterisasi Batako Ringan yang Terbuat dari Styrofoam-Semen. Tesis. Medan: Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. SNI 03-0349-1989. Bata Beton untuk Pasangan Dinding. SNI 1740-2008. Cara Uji Bakar Bahan Bangunan untuk Pencegahan Bahaya Kebakaran pada Bangunan Rumah dan Gedung. Syahruddin I. 2006. “Karakteristik Pascaelastik Dinding Pasangan Bata Beton Pejal dengan Tulangan Horisontal Akibat Beban Siklik.” Jurnal Teknik Sipil. Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura. Vol. 6(1). Tjokrodimuljo, Kardiyono. 1995. Teknologi Beton. Yogyakarta: NF. Yusuf, M. dan Elvira. 2007. “Studi Penggunaan Styrofoam Sebagai Bahan Campuran untuk Pembuatan Beton Ringan.” Jurnal Teknik Sipil. Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura. Vol. 7(2). Yusuf, M.; Herwani; dan Handalan, Cek Putra. 2006. “Uji Tekan Individu Batako Pejal dengan Bahan Campuran Styrofoam.” Jurnal Teknik Sipil. Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura. Vol. 6(2).
Lampiran Dokumentasi
37
Gambar D.1 Tungku listrik
Gambar D.2 Sampel batako untuk uji pasangan
38
Gambar D.3 Uji tekan individu
Gambar D.4 Uji bakar
39
Gambar D.5 Hasil uji bakar
Gambar D.6 Keruntuhan hasil uji pasangan
