III. METODE PENELITIAN

BAB. III.

III. METODE PENELITIAN 3.1 . Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan di: Balai Riset Perindustrian Tanjung Morawa Waktu penelitian : Penelitian dilakukan pada Pebruari 2010 - April 2010

3.2. Alat dan Bahan A. Alat yang dibutuhkan 1. Untuk menimbang bahan digunakan neraca 2. Ayakan terdiri dari a. Ukuran Ayakan Pasir = 710 μ m = 25 mesh. b. Ukuran Ayakan Semen dan Fly ash = 355 μ m = 45 mesh. c. Ukuran Ayakan Abu Boiler = 250 μ m = 60 mesh. 3. Cetakan Benda Uji (Sampel) a. Benda uji berbentuk kubus dengan ukuran 5cm x 5 cm x 5 cm untuk uji tekan densitas dan serapan air. Cetakan terbuat dari kayu.(Departemen Pekerjaan Umum SK SNI M-111-1990-03, BAB III) c. Benda uji berbentuk balok dengan ukuran 12 cm x 3 cm x 3 cm untuk uji

Universitas Sumatera Utara

patah ( flexural ) . Cetakan terbuat dari kayu. 4. Baskom plastik untuk wadah mencampur bahan. 5. Sendok semen dan sendok besar. 6. Alat uji kekuatan tekan (UTM = Universal Testing Machine) 7. Alat uji kekuatan patah (UTM = Universal Testing Machine) 8. Alat uji Kekerasan (Equatip Hardnessn Tester)

B. Bahan yang digunakan. Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini : 1. Limbah abu terbang batubara (fly ash) 2. Semen Portland 3. Limbah padat sawit berupa abu boiler PKS 4.

Pasir

5. Air

Untuk menentukan komposisi bahan baku mengacu pada proporsi campuran agregat dalam beton yaitu sekitar 70% - 80% atau perbandingan semen terhadap agregat 1 : 4 (Mulyono T. , 2005 ) sehingga sampel Paving block pada penelitian ini , mengacu pada Paving block standar mutu K 125 ( 125 kg/cm 2 ) dengan komposisi semen : pasir : FAS = 1 : 4 : 0,6.


Perbandingan berat bahan-bahan yang digunakan untuk membuat sampel Paving

block disajikan pada tabel berikut :

Sampel jenis A :

Tabel 3.1 Sampel

Komposisi Semen , Fly ash, Pasir , dan Air Semen

Fly ash

Io

100 %= 142 gr

0%

770 gr

60 % = 82 gr

I

90 % = 128 gr

10 % = 9 gr

770 gr

60 % = 82 gr

II

80 % = 114 gr

20 % = 18 gr

770 gr

60 % = 82 gr

III

70 % = 99 gr

30 % = 27 gr

770 gr

60 % = 82 gr

IV

60 % = 85 gr

40 % = 36 gr

770 gr

60 % = 82 gr

V

50 % = 71 gr

50 % = 45 gr

770 gr

60 % = 82 gr

Pasir

Air

Fly ash yang diisikan mulai dari 0% , 10% , 20% , 30% , 40%, 50% dari berat Semen yang digunakan.


Sampel jenis B : Tabel 3.2 Sampel

Komposisi Semen (80 %), Fly ash(20 %) , Pasir , Abu Boiler, dan Air Semen

Fly ash

I

80 % = 114 gr

20 % = 18 gr

770 gr

2,5 % = 11 gr

75 % = 100 gr

II

80 % = 114 gr

20 % = 18 gr

770 gr

5,0 % = 21 gr

75 % = 100 gr

III

80 % = 114 gr

20 %= 18 gr

770 gr

7,5 % = 32 gr

75 % = 100 gr

IV

80 % = 114 gr

20 %= 18 gr

770 gr

10 % = 43 gr

75 % = 100 gr

V

80 % = 114 gr

20 % = 18 gr

770 gr

12,5 % = 55 gr

75 % = 100 gr

Pasir

Abu Boiler

Air

Abu Boiler yang digunakan mulai dari 2,5% ; 5,0% ; 7,5% ; 10% ; 12,5% dari berat Pasir yang dipakai .

Sampel jenis C : Tabel 3.3 Sampel

Komposisi Semen (70 %), Fly ash (30 % ) , Pasir , Abu Boiler, dan Air Pasir

Abu Boiler

Air

Semen

Fly ash

I

70 % = 99 gr

30 % = 27 gr

770 gr

2,5 % = 11 gr

75 % = 100 gr

II

70 % = 99 gr

30 % = 27 gr

770 gr

5,0 % = 21 gr

75 % = 100 gr

III

70 % = 99 gr

30 % = 27 gr

770 gr

7,5 % = 32 gr

75 % = 100 gr

IV

70 % = 99 gr

30 % = 27 gr

770 gr

10 % = 43 gr

75 % = 100 gr

V

70 % = 99 gr

30 % = 27 gr

770 gr

12,5 % = 55 gr

75 % = 100 gr

Abu Boiler yang digunakan mulai dari 2,5% ; 5,0% ; 7,5% ; 10% ; 12,5% dari berat Pasir yang dipakai .


3.3. Prosedur Penelitian Skema Penelitian Sampel A Semen diayak dengan ukuran 45 mesh

Fly ash diayak dengan ukuran 45 mesh.

Pasir diayak dengan ukuran 25 mesh.

Air Penimbangan

Mortar ( Campuran Fly ash, Pasir, Semen ,Air )

Pencetakan

Pengeringan

Perendama

Pengujian Mekanik (Uji tekan, patah, kekerasan )

Pengujian Fisis (Uji Densitas dan serapan air)

Gambar : 3.3.A. Skema Penelitian sample A, komposisi semen (100% s/d 50%), dan fly ash (0% s/d 50%)


Sampel B Semen (80%)

Pasir

Fly ash(20%)

Air

Abu Boiler

Pengayakan

Penimbangan

Mortar ( Campuran : semen, fly ash, semen, abu boiler, air )

Pencetakan

Pengeringan

Perendaman

Pengujian Mekanik (Uji tekan, patah, kekerasan)

Pengujian Fisis (Uji Densitas,Serapan air)

Gambar : 3.3.B. Skema Penelitian sample B, komposisi semen (80%), fly ash(20%), Pasir, dan abu boiler


Sampel C. Semen(70%)

Pasir

Fly ash(30%)

Air

Abu Boiler

Pengayakan

Penimbangan

Mortar ( Campuran : semen, fly ash, semen, abu boiler, air )

Pencetakan

Pengeringan

Perendaman

Pengujian Mekanik (Uji tekan, patah, kekerasan)

Pengujian Fisis (Uji Densitas,Serapan air)

Gambar : 3.3.C. Skema Penelitian sample C.komposisi semen (70%), fly ash (30%), Pasir, dan abu boiler.


3.4 .Variabel dan Parameter Penelitian a. Yang menjadi variabel tetap pada penelitian ini adalah komposisi semen , pasir dan air sedangkan variabel bebas adalah komposisi abu boiler PKS dan fly ash

b. Parameter penelitian Parameter adalah ukuran data yang akan diperoleh dari hasil penelitian. Yang menjadi parameter pada penelitian ini adalah : 1. Kuat tekan 2. Kuat patah 3. Kuat pukul 4. Serapan air 5. Densitas

3.5 Alat Pengumpul Data Penelitian Alat pengumpul data adalah instrumen yang digunakan untuk menemukan parameter , yaitu : 1. Neraca 2. Alat uji tekan (UTM = Universal Testing Machine) 3. Alat uji patah (UTM = Universal Testing Machine) 4. Alat uji kekerasan (Equatip Hardnessn Tester)


3.6 Pengolahan Bahan 3.6.1 Pengayakan Bahan A. Analisis ayakan pasir Prinsip kerja yaitu : 1. Diambil sampel pasir yang telah kering dioven dengan suhu ± 100 °C. 2. Sampel pasir dimasukkan kedalam ayakan, Ukuran Ayakan Pasir = 25 mesh 3. Sampel pasir ditimbang dengan neraca sesuai perbandingan. B. Analisis ayakan abu boiler PKS Prinsip kerja yaitu : 1. Diambil sampel abu boiler PKS yang telah kering dioven dengan suhu ± 100 °C 2. Sampel abu boiler PKS dimasukkan kedalam ayakan, Ukuran Ayakan Abu Boiler = 60 mesh 3. Sampel abu boiler PKS ditimbang sesuai perbandingan C. Analisis ayakan Semen dan Fly ash. Prinsip kerja yaitu : Diambil sampel semen lalu diayak dengan Ukuran Ayakan Semen = 45 mesh, lalu semen yang sudah di ayak ditimbang sesuai perbandingan dan begitu juga sampel

flay ash ukuran ayakannya 45 mesh, sama dengan ukuran ayakan semen.


3.6.2. Pencampuran Bahan Bahan yang telah diayak dan ditimbang dicampur dengan komposisi seperti sampel A tabel 3.1, yaitu untuk mengetahui pengaruh dari fly ash

terhadap

semen, sampel B tabel 3.2 dan sampel C tabel 3.3 untuk melihat jumlah optimun abu boiler PKS yang dapat diisikan ke dalam Paving block .

3.6.3 Pembentukan Sampel Untuk membuat sampel A : Dimasukkan

semen, fly ash, dan pasir ke dalam baskom plastik kemudian diaduk

dengan sendok semen sampai campuran merata. Kemudian ditambahkan air kedalam adukan dan didiamkan ± 4 menit kemudian adukan diaduk sampai homogen. Siap untuk dicetak. Untuk membuat sampel B dan sampel C caranya sama : Dimasukkan semen, fly ash, pasir, dan abu bioler ke dalam baskom plastik kemudian diaduk sampai campuran rata.

Kemudian ditambahkan air kedalam adukan dan

didiamkan ± 4 menit kemudian adukan diaduk sampai homogen. Siap untuk dicetak. Bahan-bahan yang telah dicampur secara merata dimasukkan kedalam cetakan berbentuk kubus ukuran 5 cm x 5 cm x 5 cm dan cetakan berbentuk balok ukuran


12 cm x 3 cm x 3 cm. Bahan – bahan tersebut di dalam cetakan dipadatkan secara manual dengan alat tekan dari kayu. Setelah benda uji dicetak kemudian dikeringkan di udara selama 28 hari. ( terlebih dahulu diberi nomor untuk membedakan sampel ).(Departemen Pekerjaan Umum, SK SNI M-111-1990-03, BAB II). Sampel uji yang di uji Densitas dan di uji Serapan air dilakukan : a. Penimbangan dalam keadaan sampel uji kering. b. Penimbangan dalam keadaan sampel uji basah. c. Penimbangan sampel uji dalam zat cair. Sampel uji yang di uji Tekan, uji Patah, dan uji Kekerasan, sampel uji dalam keadaan kering yang di ujikan. Untuk uji Patah, sampel uji berbentuk balok ukuran (12 x 3 x 3 ) cm 3 . Untuk uji Tekan dan uji Kekerasan, sampel uji berbentuk kubus ukuran ( 5 x 5 x 5 ) cm 3 .Untuk uji Densitas dan uji Serapan Air, sampel uji berbentuk kubus ukuran (5x5x5) cm 3 .


3.6.4

Pengujian Sampel

Pengujian Densitas (Density) Cara kerja pengujian Densitas diamati dengan menggunakan prinsip Archimedes dan mengacu pada standar ASTM C-00-2005, prosedur yang dilakukan adalah : 1.

Sampel uji kering berbentuk kubus ukuran ( 5 x 5 x 5 ) cm 3 terlebih dahulu ditimbang di udara dan angkanya dicatat disebut dengan massa kering (Wk).

2.

Sampel uji lalu direndam selama 24 jam dan dikeringkan dengan kertas koran lalu ditimbang di udara dan angkanya dicatat disebut dengan massa basah (Wb).

3.

Sampel uji ditimbang dalam air dan angkanya dicatat disebut dengan massa dalam air (Wda).

Setelah diketahui nilainya, maka Densitas sampel dapat dihitung dengan rumus 2.3.

Pengujian Serapan Air Cara pengujian Serapan Air mengacu pada standar ASTM C-20-00-2005, prosedur yang dilakukan adalah : 1. Sampel uji kering berbentuk kubus ukuran ( 5 x 5 x 5 ) cm 3 terlebih dahulu ditimbang dan angkanya dicatat disebut dengan massa kering (Wk). 2. Sampel uji lalu direndam selama 24 jam dan dikeringkan dengan kertas koran lalu ditimbang dan angkanya dicatat disebut dengan massa basah (Wb).


Setelah diketahui nilainya, maka Serapan Air sampel dapat dihitung dengan rumus 2.4.

Pengujian Kuat Tekan Cara pengujian Kuat Tekan mengacu pada standar ASTM C 270 – 2004 dan ASTM C – 780 , prosedur yang dilakukan adalah : 1. Sampel kubus ukuran ( 5 x 5 x 5 ) cm3 yang telah berumur 28 hari diletakkan dibawah pemberat di dalam mesin UTM (UTM = Universal Testing Machine) 2. Dipastikan permukaan sampel yang diuji bersentuhan dengan pemberat. 3. Diarahkan switch on-off ke arah on , maka pembebanan secara otomatis akan bergerak dengan kecepatan konstan. 4. Dibaca skala maksimum yang ditunjukkan pada panel display, saat sampel pecah. 5. Digunakan rumus 2.1 untuk menentukan kuat tekan.

Pengujian Kuat Patah Cara pengujian kuat patah mengacu pada standar ASTM C 133 – 97 dan ASTM C 348 –2002, prosedur yang dilakukan menggunakan alat UTM (Universal Testing

Machine) adalah :


1. Sampel berbentuk balok ukuran ( 12 x 3 x 3 ) cm 3 , kemudian diatur jarak titik tumpu sebagai dudukan sampel. 2. Diatur tegangan supply sebesar 40 volt untuk menggerakkan motor ke arah atas maupun bawah., kemudian diarahkan switch ke arah on, maka pembebanan secara otomatis akan bergerak. 3. Apabila sampel uji telah patah, diarahkan swith ke arah off agar motor berhenti. Dicatat besar gaya yang ditampilkan panel display. 4. Dengan menggunakan persamaan 2.2 , ditentukan kuat patah.

Pengujian Kekerasan Cara pengujian Kekerasan menggunakan alat ukur Equatip Hardnessn Tester, hasil pengujian sampel langsung tertera di monitor alat, sampel diukur sampai tiga kali dan diambil rata-ratanya yang satuannya dinyatakan dalam satuan BH ( Brinell Hardness)


BAB.IV HASIL DAN PEMBAHASAN Dalam penelitian ini ada dua tahapan untuk menghasikan Paving blok yang diinginkan ,yaitu tahapan pertama dibuat campuran bahan semen, fly ash, pasir dan air untuk mendapatkan karakteristik optimum dari fly ash, tahapan kedua dipilih dua karakteristik optimim dari fly ash lalu bahannya dicampur dengan abu boiler dan diharapkan dapat dibuat paving block yang masih memenuhi kriteria Paving Block.

Paving block yang telah dibuat adalah campuran dari semen, fly ash, pasir, abu boiler PKS, dan air setelah dicetak dikeringkan selama 28 hari . Kemudian diuji sifat karakteristiknya. Karakteristik paving block sangat ditentukan oleh komposisi perekat (semen dan fly ash ) , agregat ( pasir dan abu boiler ) serta air dan pengeringannya. Untuk mengetahui karakteristiknya dilakukan pengujian yang meliputi pengujian fisisnya (densitas dan serapan air ) dan pengujian mekanik ( kuat tekan, kuat patah, dan kekerasan) serta analisis mikro strukturnya menggunakan mikroskop optik.


4.1. Densitas ( Density ) 4.1.1. Sampel A ( semen, fly ash, pasir, dan air ) Hasil pengukuran Densitas paving block yang berbasis semen, fly ash, pasir, dan air menggunakan persamaan 2.3 diperlihatkan pada gambar 4.1a berikut : Grafik Density VS Persentase Semen

1.9

Density (gr/cm3)

1.85 1.82 1.8 1.76

1.75

1.74

1.73

1.7

1.69 1.67

1.65

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

1.6

Persentase Semen(%)

Gambar 4.1a Grafik Density vs Persentase semen sampel A.

Dari grafik gambar 4.1a terlihat bahwa Densitas Paving block berkisar antara 1,82 gr/cm 3 - 1,67 gr/cm 3 . Sedangkan menurut ASTM C 134- 95 Densitas untuk beton konvensional 2,3 gr/cm 3 . Dari grafik dapat disimpulkan bahwa dengan pengurangan semen dari 100 % sampai 50 % dan penambahan fly ash 0% sampai 50% nilai


Densitasnya semakin menurun . Hal ini disebabkan komposisi (CaO.SiO 2 ) di semen persentasenya lebih besar dibandingkan di fly ash dan belum memenuhi standar ASTM nya. 4.1.2. Sampel B ( semen 80%, fly ash 20%, pasir, abu boiler, air ) Hasil pengukuran Densitas paving block yang berbasis semen 80%, fly ash 20%, pasir, abu boiler, dan air menggunakan persamaan 2.3 diperlihatkan pada gambar 4.1b berikut Grafik Density VS Persentase Abu Boiler 2.5 2.4 2.32

2.3

Density (gr/cm3)

2.2 2.15

2.11

2.1 2

1.99

1.9

1.88

1.8 1.7 1.6 1.5 2,5

5,0

7,5

10,0

12,0

Abu Boiler ( % )

Gambar 4.1b. Grafik Density vs Persentase Abu Boiler, Sampel B. Dari grafik gambar 4.1b terlihat bahwa Densitas Paving block berkisar antara 1,88 gr/cm 3 - 2,32 gr/cm 3 . Sedangkan menurut ASTM C 134- 95 Densitas untuk beton


konvensional 2,3 gr/cm 3 . Dari grafik dapat disimpulkan bahwa dengan penggunaan semen 80 % dan fly ash 20%, serta penambahan abu boiler 2,5% sampai 12,5% dari berat pasir nilai Densitasnya semakin besar dibandingkan dengan sebelum ditambahkan abu boiler.Pada grafik gambar 4.1b densitas menurun dengan penambahan abu boiler. Hal ini disebabkan komposisi semen dengan fly ash dipengaruhi oleh komposisi abu boiler yang dapat meningkatkan nilai Densitasnya. Dan sudah dapat memenuhi persyaratan ASTM pada saat pencampuran dengan abu boiler 2,5%. 4.1.3. Sampel C ( semen 70%, fly ash 30%, pasir, abu boiler, air ) Hasil pengukuran Densitas paving block yang berbasis semen 70%, fly ash 30%, pasir, abu boiler dan air menggunakan persamaan 2.3

diperlihatkan pada

gambar 4.1c berikut : Grafik De nsity VS Pe rse ntase Abu Boile r 2.5 2.4 2.3 2.18

3

Density (gr/cm)

2.2 2.1

2.05 2 1.9 1.83

1.8

1.8 1.73

1.7 1.6 1.5 2.5

5

7.5

10

12.5

Abu Boiler ( % )

Gambar 4.1c. Grafik Density vs Persentase Abu Boiler, Sampel C.


Dari grafik gambar 4.1c terlihat bahwa Densitas Paving block berkisar antara 1,73 gr/cm 3 - 2,18 gr/cm 3 . Sedangkan menurut ASTM C 134- 95 Densitas untuk beton konvensional 2,3 gr/cm 3 . Dari grafik dapat disimpulkan bahwa dengan penggunaan semen 70 % dan fly ash 30% , serta penambahan abu boiler nilai Densitasnya semakin menurun dibandingkan dengan penggunaan semen 80% dan fly ash 20%, namun masih lebih besar nilai densitasnya dibandingkan sebelum ditambahkan abu boiler. Namun pada grafik densitasnya menurun dengan penambahan abu boiler. Hal ini disebabkan komposisi fly ash dan abu boiler sudah lebih banyak ditambahkan . 4.1.4. Perbandingan antara sample B dengan sample C Grafik perbandingan sampel B dengan sampel C dapat dilihat pada gambar 4.1d seperti berikut : Grafik Density VS Persentase Abu Boiler

2.5

Matrik 1(Semen 80%; Flash 20%) Matrik 2 (Semen 70%; Flash 30%)

2.32 Density (gr/cm 3)

2.25 2.18

P

2.15

(M t ik 2

2.11

2.05 2

1.99 1.88 1.83

1.80

1.75

1.73

1.5 2.5

5

7.5

10

12.5

Abu Boile r ( % )

Gambar 4.1d. Grafik Density vs Persentase Abu Boiler. Sampel B dan SampelC


Dari dua grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa pada pencampuran abu boiler 2,5%; 5%; 7,5%; 10%; dan 12,5% pada sampel B dan sampel C garis grafik menurun hampir sejajar, pada pencampuran abu boiler 7,5% keadaannya sedikit acak. Grafik B densitasnya lebih besar dari grafik C. Bila dibandingkan dengan grafik A, grafik B dan grafik C Densitasnya lebih besar, dengan kata lain penambahan abu boiler memperbesar densitas. Dengan penambahan fly ash dan penambahan abu boiler akan memperkecil nilai Densitas.

4.2. Penyerapan Air ( Water Absorption ) 4.2.1. Sampel A ( semen, fly ash, pasir, dan air ) Hasil pengukuran Penyerapan Air dari Paving block yang berbasis semen, fly

ash, pasir, dan air menggunakan persamaan 2.4 diperlihatkan pada gambar 4.2a berikut : Grafik Serapan Air VS Persentase Semen

12

Serapan air (%)

11.6

11.54

11.5 11 10.71 10.5

10.53

10.38

10 9.55

9.5 9

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

Persentase Semen(%)

Gambar 4.2a. Grafik Serapan Air vs Persentase semen, sample A.


Dari grafik gambar 4.2a terlihat bahwa Penyerapan Air Paving block berkisar antara 9,55 % hingga 11,6 %, untuk agregat adalah 4,8 % (Asdirr ar, 2006) dan beton konvensional umumnya 5,5 % (Braga, CBD, 1985). Dari grafik dapat disimpulkan bahwa dengan pengurangan semen dari 100 % sampai 50 % dan penambahan fly ash 0% sampai 50%

nilai Penyerapan Air semakin naik, dalam hal ini bila terjadi

penambahan fly ash akan memperbesar nilai Serapan Airnya, dan belum memenuhi persyaratan beton Konvensional.

4.2.2. Sampel B ( semen 80%, fly ash 20%, pasir, abu boiler, air ) Hasil pengukuran Penyerapan Air dari Paving block yang berbasis semen, fly

ash, pasir, dan air menggunakan persamaan 2.4 diperlihatkan pada gambar 4.2b berikut : Grafik Se rapan Air VS Pe rse ntase Abu Boile r 16

Serapan Air (%)

14

12 10.64 10

8 7.49 6 5.32 4.74

4.76

4 2,5

5,0

7,5

10,0

12,0

Abu Boiler ( % )

Gambar 4.2b. Grafik Serapan Air vs Persentase Abu Boiler, Sampel B.


Dari grafik gambar 4.2b terlihat bahwa Penyerapan Air Paving block berkisar antara 4.74 % hingga 10,64 %, untuk agregat adalah 4,8 % (Asdirr ar, 2006) dan beton konvensional umumnya 5,5 % (Braga, CBD, 1985). Dari grafik dapat disimpulkan bahwa dengan penggunaan semen 80 % dan fly ash 20%, serta penambahan abu boiler 2,5% sampai 12,5% dari berat pasir, nilai Penyerapan Air semakin kecil. Dalam keadaan ini penambahan abu boiler dapat memperkecil nilai Penyerapan Air.

Paving block telah memenuhi syarat pada pencampuran abu boiler 2,5%; 5%; dan 7,5% dengan nilai serapan airnya 4,74%; 4,76%; dan 5,32%.

4.2.3. Sampel C ( semen 70%, fly ash 30%, pasir, abu boiler, air ) Hasil pengukuran Penyerapan Air dari Paving block yang berbasis semen, fly

ash, pasir, dan air menggunakan persamaan 2.4 diperlihatkan pada gambar 4.2c berikut : Grafik Se rapan Air VS Pe rse ntase Abu Boile r 16

15.96

14 13.42 SerapanAir (%)

12.77 12

10

8

7.94 6.32

6

4 2.5

5

7.5

10

12.5

Abu Boiler ( % )

Gambar 4.2c Grafik Serapan Air vs Persentase Abu Boiler.


Dari grafik gambar 4.2c terlihat bahwa Penyerapan Air Paving block berkisar antara 6,32 % hingga 15,96 %, untuk agregat adalah 4,8 % (Asdirr ar, 2006) dan beton konvensional umumnya 5,5 % (Braga, CBD, 1985). Dari grafik dapat disimpulkan bahwa dengan penggunaan semen 70 % dan fly ash 30%, serta penambahan abu boiler 2,5% sampai 12,5% dari berat pasir, nilai Penyerapan Air semakin besar. Dalam hal ini makin banyak penambahan fly ash dan abu boiler, makin besar pula nilai Penyerapan Airnya.

4.2.4. Perbandingan antara sample B dengan sample C Grafik perbandingan sampel B dengan sampel C dapat dilihat pada gambar 4.2d seperti berikut : Grafik Serapan Air VS Persentase Abu Boiler

17 15.96 14.5 13.42 Serapan air (%)

12.77 12 10.64 9.5 7.94

Matrik 1(Semen 80%; Flash 20%)

7.47 7 6.32

Matrik 2 (Semen 70%; Flash 30%)

5.32 4.76

4.74

4.5 2.5

5

7.5

10

12.5

Abu Boiler ( % )

Gambar 4.2d.Grafik Serapan Air vs Persentase Abu Boiler, Sampel B dan Sampel C.


Dari dua grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa pada pemakaian semen 80% dan

fly ash 20% lebih baik dibandingkan dengan pemeakaian semen 70% dan fly ash 30%. Pemakaian semen 80% dan fly ash 20% dengan penambahan abu boiler ada yang memenuhi syarat paving block, sedangkan pemakaian semen 70% dan fly ash 30% dengan penambahan abu boiler belum memenuhi nilai persyaratan paving block. Dalam hal ini penambahan fly ash dan penambahan abu boiler akan memperbesar nilai serapan airnya.

4.3. Kuat Tekan ( Compressive Strength ) 4.3.1. Sampel A ( semen, fly ash, pasir, dan air ) Hasil pengukuran Kuat Tekan dari Paving block yang berbasis semen, fly ash, pasir, dan air menggunakan persamaan 2.1 diperlihatkan pada gambar 4.3a berikut : Grafik Kuat Te kan VS Pe rse ntase Se me n

11 10.54

Kuat Tekan(MPa)

10 9.53

9.36

9.24

9

8

7.76

7

6.90

6 50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

Persentase Semen(%)

Gambar 4.3a Grafik Kuat Tekan vs Persentase Semen, sampel A.


Dari grafik gambar 4.3a terlihat bahwa Kuat Tekan Paving block berkisar antara 10,54 MPa – 6,90 MPa. Sedangkan menurut SNI – 3 – 0691 – 1996 untuk jenis-jenis

Paving block Kuat Tekan berkisar 8,5 MPa – 40 MPa. Dari grafik dapat disimpulkan bahwa dengan pengurangan semen dari 100 % sampai 50 % dan penambahan fly ash 0% sampai 50% nilai Kuat Tekan semakin menurun. Dalam hal ini bila terjadi pengurangan semen dan bila terjadi penambahan fly ash akan memperkecil nilai Kuat Tekan. Nilai optimum untuk persyatanan Paving block pada saat pencampuran semen 70% dan fly ash 30%.

4.3.2. Sampel B ( semen 80%, fly ash 20%, pasir, abu boiler, air ) Hasil pengukuran Kuat Tekan dari Paving block yang berbasis semen, fly ash, pasir, dan air menggunakan persamaan 2.1 diperlihatkan pada gambar 4.3b berikut : Grafik Kuat Te kan VS Pe rse ntase Abu Boile r 10 9.6 9.09

Kuat Tekan(MPa)

9

8.35 8 7.33 7

6 5.72 5 2,5

5,0

7,5

10,0

12,0

Abu Boiler ( %)

Gambar 4.3b. Grafik Kuat Tekan vs Persentase Abu Boiler, Sampel B.


Dari grafik gambar 4.3a terlihat bahwa Kuat Tekan Paving block berkisar antara 9,6 MPa – 5,72 MPa. Sedangkan menurut SNI – 3 – 0691 – 1996 untuk jenis-jenis

Paving block Kuat Tekan berkisar 8,5 MPa – 40 MPa. Dari grafik dapat disimpulkan bahwa dengan penggunaan semen 80 % dan fly ash 20%, serta penambahan abu boiler 2,5% sampai 12,5% dari berat pasir, nilai Kuat Tekan semakin kecil. Dalam hal ini bila terjadi penambahan abu boiler akan memperkecil nilai Kuat Tekannya. Nilai optimum pada penambahan abu boiler 7,5% dari berat pasir.

4.3.3. Sampel C ( semen 70%, fly ash 30%, pasir, abu boiler, air ) Hasil pengukuran Kuat Tekan dari Paving block yang berbasis semen, fly ash, pasir, dan air menggunakan persamaan 2.1 diperlihatkan pada gambar 4.3c berikut : Grafik Kuat Te kan VS Pe rse ntase Abu Boile r 10

9.02

9 Kuat Tekan (MPa)

8.78

8

7.8

7

6.82 6.15

6

5 2.5

5

7.5

10

12.5

Abu Boiler ( %)

Gambar 4.3c Grafik Kuat Tekan vs Persentase Abu Boiler, Sampel C.


Dari grafik gambar 4.3c terlihat bahwa Kuat Tekan Paving block berkisar antara 9,02 MPa hingga 6,15 MPa, . Sedangkan menurut SNI – 3 – 0691 – 1996 untuk jenis-jenis

Paving block Kuat Tekan berkisar 8,5 MPa – 40 MPa. Dari grafik dapat disimpulkan bahwa dengan penggunaan semen 70 % dan fly ash 30%, serta penambahan abu boiler 2,5% sampai 12,5% dari berat pasir, nilai Kuat Tekan semakin kecil. Dalam hal ini bila terjadi penambahan fly ash dan penambahan abu boiler akan memperkecil nilai Kuat Tekannya. Nilai optimum pada penambahan abu boiler 5% dari berat pasir.

4.3.4. Perbandingan antara sample B dengan sample C Grafik perbandingan sampel B dengan sampel C dapat dilihat pada gambar 4.3d seperti berikut : Grafik Kuat Tekan VS Persentase Abu Boiler

10


9.6

9.5


9.09

9.02

9

8.78 Kuat Tekan (MPa)

8.5

8.35

8 7.80 7.5

7.33

7 6.82 6.5 6.15

6

5.72 5.5 5 2.5

5

7.5

10

12.5

Abu Boiler ( % )

Gambar 4.3d Grafik Kuat Tekan vs Persentase Abu Boiler, Sampel B dan Sampel C.


Dari dua grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa pada pencampuran abu boiler, nilai optimum pada campuran semen 80% dan fly ash 20% pada penambahan abu boiler 7,5% dari berat pasir, serta nilai optimum pada campuran semen 70% dan fly ash 30% pada penambahan abu boiler 5% dari berat pasir. Jelas bawa dengan penambahan fly ash dan penambahan abu boiler akan memperkecil nilai Kuat Tekannya.

4.4. Kuat Patah ( Flexural Strength ) 4.4.1. Sampel A ( semen, fly ash, pasir, dan air ) Hasil pengukuran Kuat Patah dari Paving block yang berbasis semen, fly ash, pasir, dan air menggunakan persamaan 2.2 diperlihatkan pada gambar 4.4.a berikut :

Grafik Kuat Patah VS Persentase Semen

3

Kuat Patah (MPa)

2.7 2.53

2.5

2.3

2.25

2.18

2 1.8 1.5

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

1

Persentase Semen(%)

Gambar 4.4.a GrafikKuat Patah vs Persentase Semen, sampel A.


Dari grafik gambar 4.4a terlihat bahwa Kuat Patah Paving block berkisar antara 2,7 MPa –1,8 MPa. Sedangkan Kuat Patah beton konvensional 4,9 MPa – 5,1 MPa. Dalam hal ini karena penambahan pencampuran fly ash kedalam semen, akan memperkecil nilai Kuat Patahnya. Nilai optimum tidak tercapai untuk standar paving

block konvensional.

4.4.2. Sampel B ( semen 80%, fly ash 20%, pasir, abu boiler, air ) Hasil pengukuran Kuat Patah dari Paving block yang berbasis semen, fly ash, pasir, dan air menggunakan persamaan 2.2 diperlihatkan pada gambar 4.4b berikut : Grafik Kuat Patah VS Persentase Abu Boiler 4 3.8

3.75

Kuat Patah (MPa)

3.5

3.45

3.25 3

3

2.75

2.7

2.5 2.35 2.25 2 2,5

5,0

7,5

10,0

12,0

Abu Boiler ( % )

Gambar 4.4b Grafik Kuat Patah vs Persentase Abu Boiler, Sampel B.


Dari grafik gambar 4.4b terlihat bahwa Kuat Patah Paving block berkisar antara 3,8 MPa – 2,35 MPa. Sedangkan Kuat Patah beton konvensional 4,9 MPa – 5,1 MPa. Dalam hal ini karena pencampuran abu boiler maka bahan menjadi sedikit lebih kuat dibandingkan sebelum di tambah abu boiler. Nilai optimum tidak tercapai untuk standar paving block konvensional.

4.4.3. Sampel C ( semen 70%, fly ash 30%, pasir, abu boiler, air ) Hasil pengukuran Kuat Tekan dari Paving block yang berbasis semen, fly ash, pasir, dan air menggunakan persamaan 2.2 diperlihatkan pada gambar 4.4c berikut : Grafik Kuat Patah VS Persentase Abu Boiler 4 3.75

Kuat Patah (MPa)

3.5

3.5

3.25

3.25

3

2.95

2.75

2.7

2.5 2.25 2.1 2 2.5

5

7.5

10

12.5

Abu Boiler ( % )

Gambar 4.4c Grafik Kuat Patah vs Persentase Abu Boiler, Sampel C.


Dari grafik gambar 4.4c terlihat bahwa Kuat Patah Paving block berkisar antara 3,5 MPa – 2,1 MPa. Sedangkan Kuat Patah beton konvensional 4,9 MPa – 5,1 MPa. Dalam hal ini karena pencampuran abu boiler maka bahan menjadi sedikit lebih kuat dibandingkan sebelum di tambah abu boiler. Nilai optimum tidak tercapai untuk standar paving block konvensional.

4.4.4. Perbandingan antara sample B dengan sample C Grafik perbandingan sampel B dengan sampel C dapat dilihat pada gambar 4.4d seperti berikut : Grafik Kuat Patah VS Persentase Abu Boiler

4

Matrik 1(Semen 80%; Flash 20%) 3.8

3.75

Matrik 2 (Semen 70%; Flash 30%) 3.50

Kuat Patah (MPa)

3.5

3.45 3.25

3.25

3 2.95

3

2.75

2.7 2.70

2.5

2.35 2.25

2.10 2 2.5

5

7.5

10

12.5

A b u B o i l er ( % )

Gambar 4.4d Grafik Kuat Patah vs Persentase Abu Boiler, Sampel B dan Sampel C.


Dari dua grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa pada pencampuran abu boiler grafik sampel B dan grafik sampel C hanya menunjukkan perbedaan yang sedikit bahkan ada titik grafik yang sama pada pencampuran abu boiler 10% dari berat pasir. Dengan penambahan abu boiler akan memperbesar kuat tekan dibandingkan dengan penambahan fly ash. 4.5. Kekerasan 4.5.1. Sampel A ( semen, fly ash, pasir, dan air ) Hasil pengukuran Kekerasan dari Paving block yang berbasis semen, fly ash, pasir, dan air menggunakan Equotip Hardness Tester diperlihatkan pada gambar 4.5.a berikut :

Grafik Ke ke rasan VS Pe rse ntase Se me n

110

Kekerasan (RHN)

105 100

100

100

99.7

99.7 96.7

95 90.9

90

85

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

80

Persentase Semen(%)

Gambar 4.5a Grafik Kekerasan vs Persentase semen, sampel A.


Dari grafik gambar 4.5a terlihat bahwa Kekerasan Paving block berkisar antara 100 RHN – 90,9 RHN. Sedangkan nilai kekerasan paving block konvensional 120 BHN– 121 BHN (67 RHN-68 RHN). Dalam hal ini ada beberapa pencampuran fly ash tertentu yang nilainya tetap yaitu pada pencampuran semen 100%, 90%, 80%, dan 70% dari berat fly ash, namun makin banyak campuran fly ashnya juga akan memperkecil nilai Kekerasannya. Paving block telah memenuhi ketentuan kekerasan untuk paving block konvensional.

4.5.2. Sampel B ( semen 80%, fly ash 20%, pasir, abu boiler, air ) Hasil pengukuran kekerasan dari Paving block yang berbasis semen, fly ash, pasir, dan air menggunakan Equotip Hardness Tester, diperlihatkan pada gambar 4.5b berikut : Grafik Kekerasan VS Persentase Abu Boiler 110 108 106.7

Kekerasan(RHN)

106

104.2

104

102.4

102 100 98

97.6

96

96.8

94 92 90 2,5

5,0

7,5

10,0

12,0

Abu Boiler (%)

Gambar 4.5b Grafik Kekerasan vs Persentase Abu Boiler, Sampel B.


Dari grafik gambar 4.5b terlihat bahwa Kekerasan Paving block berkisar antara 106,7 RHN–96,8 RHN. Sedangkan nilai kekerasan paving block konvensional 120 BHN– 121 BHN. Dalam hal ini karena pencampuran abu boiler maka bahan menjadi sedikit keras, artinya dengan penambahan abu boiler pada fly ash akan memperbesar nilai kekerasan. Makin banyak penambahan abu boiler dan penambahan fly ash akan memperkecil pula nilai kekerasannya. Paving block telah memenuhi ketentuan kekerasan untuk

paving block konvensional.

4.5.3. Sampel C ( semen 70%, fly ash 30%, pasir, abu boiler, air ) Hasil pengukuran Kekerasan dari Paving block yang berbasis semen, fly ash, pasir, dan air menggunakan Equotip Hardness Tester diperlihatkan pada gambar 4.5c berikut : Grafik Kekerasan VS Persentase Abu Boiler 110 108

Kekerasan(RHN)

106 104.3

104 102 100

100

98 96 94 92.7

92

91.7 90.8

90 2.5

5

7.5

10

12.5

Abu Boiler (%)

Gambar 4.5c Grafik Kekerasan vs Persentase Abu Boiler, Sampel C


Dari grafik gambar 4.5c terlihat bahwa Kekerasan Paving block berkisar antara 104,3 RHN–90,8 RHN. Sedangkan nilai kekerasan paving block konvensional 120 BHN– 121 BHN. Dalam hal ini karena pencampuran abu boiler maka bahan menjadi sedikit lebih keras. Paving block telah memenuhi ketentuan kekerasan untuk paving block konvensional. 4.5.4. Perbandingan antara sample B dengan sample C Grafik perbandingan sampel B dengan sampel C dapat dilihat pada gambar 4.5d seperti berikut : Grafik Kekerasan VS Persentase Abu Boiler 110 108 106

104.30

104 Kekerasan (RHN)


106.7


104.2 102.4

102 100

100.00

98

97.6 96.8

96 94 92.70

92

91.70 90.80

90 2.5

5

7.5

10

12.5

Abu Boiler ( % )

Gambar 4.5d Grafik Kekerasan vs Persentase Abu Boiler, Sampel B dan Sampel C.


Dari dua grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa pada pencampuran abu boiler grafik sampel B dan grafik sampel C hanya menunjukkan perbedaan yang sedikit bahkan ada titik grafik yang berjauhan pada pencampuran abu boiler 7,5%. Dalam hal ini karena pencampuran abu boiler maka bahan menjadi sedikit keras, artinya dengan penambahan abu boiler pada fly ash

akan memperbesar nilai

kekerasan. Namun makin banyak penambahan abu boiler dan penambahan fly ash akan memperkecil pula nilai kekerasannya.

4.6. Pengamatan mikrostruktur sampel dengan menggunakan Mikroskop Optik Analisis yang dilakukan adalah mengamati sampel komposisi bahan semen, fly

ash, pasir, abu boiler, dan air. Mula-mula sampel diamati sebelum direndam ( dalam keadaan kering ) difoto dengan pembesaran 100 kali dan 200 kali, berikutnya sampel setelah di rendan ( dalam keadaan basah ) difoto dengan pembesaran 100 kali dan 200 kali .


Foto-fotonya dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 4.6a. : Sampel kering , pembesaran 100 kali.

Gambar 4.6b. : Sampel kering, pembesaran 200 kali.

Gambar 4.6c. : Sampel basah, pembesaran 100 kali.

Gambar 4.6d. : Sampel basah, pembesaran 200 kali


BAB.V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Dari hasil pengujian karakteristik Paving block yang diperoleh dalam penelitian ini dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Dari hasil pengujian fly ash sebagai substitusi semen diperoleh komposisi optimun untuk campuran semen 80 % dengan fly ash 20 % , diperoleh hasil pengukuran : *. Densitas = 1,74 gr/cm 3 *. Serapan air = 10,38% *. Kuat tekan = 9,36 MPa *. Kuat patah = 2,3 MPa dan *. Kekerasan = 99,7 RHN

Pada campuran semen 70 % dengan fly ash 30 %, diperoleh hasil pengukuran : *. Densitas = 1,73 gr/cm 3 *. Serapan air = 10,53% * Kuat tekan = 9,24 MPa *. Kuat patah = 2,25 MPa dan *. Kekerasan = 99,7 RHN 54


Dan dari hasil pengujian abu boiler sebagai subsitusi pasir diperoleh komposisi optimum untuk campuran semen 80%, fly ash 20%, abu boiler 7,5% dari berat pasir diperoleh hasil pengukuran : *. Densitas = 2,11 gr/cm 3 *. Serapan air = 5,32% *. Kuat tekan = 8,35 MPa *. Kuat patah = 3,0 MPa dan *. Kekerasan = 102,4 RHN.

Serta dari hasil pengujian abu boiler sebagai subsitusi pasir diperoleh komposisi optimum untuk campuran semen 70%, fly ash 30%, abu boiler 5% dari berat pasir diperoleh hasil pengukuran : *. Densitas = 2,05 gr/cm 3 *. Serapan air = 7,94% *. Kuat tekan = 8,78 MPa *. Kuat patah = 3,25 MPa dan *. Kekerasan = 100 RHN.

Type Paving block bertype mutu D digunakan untuk taman, menurut SNI – 3 – 0691 – 1996 type mutu D untuk taman dengan kuat tekan 8,5 MPa – 10 MPa.


2. A. Limbah padat abu terbang batubara (fly ash) dapat digunakan sebagai substitusi semen. B. Limbah padat abu boiler PKS dapat digunakan sebagai substitusi pasir karena abu boiler kandungan kadar karbon terikat = 69,25% yang sifatnya keras seperti unsur pasir. 3.

Pemakaian limbah padat abu terbang batubara (fly ash) serta limbah padat abu boiler PKS dapat digunakan untuk pembuatan Paving Block. Fly ash sebagai substitusi semen dengan tujuan mengurangi penggunaan semen dan mengurangi limbah pemakaian batubara, serta abu boiler sebagai substitusi pasir dengan tujuan mengurangi penggunaan pasir dan mengurangi limbah PKS.

5.2. Saran 1. Pemanfaatan limbah abu boiler PKS dan fly ash perlu ditingkatkan lagi khususnya untuk pengganti bahan bangunan sekaligus mencegah pencemaran sekitar pabrik. 2. Perlu diteliti untuk pembuatan paving block menggunakan flay ash dan abu boiler , ditambahka lagi bahan perekat seperti Polivinyl Alkohol (PVA), karena dari hasil penelitian ini walaupun fly ash dapat sebagai subsitusi semen serta abu boiler dapat sebagai substitusi pasir, namun memberi dampak yang jelek pada paving block diantaranya daya serap terlalu tinggi, kuat tekan dan kuat patah sangat rendah.


III. METODE PENELITIAN

Recommend Documents