PEMBUATAN BETON DENGAN CAMPURAN LIMBAH PLASTIK DAN KARAKTERISASINYA YESSI RISMAYASARI

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PEMBUATAN BETON DENGAN CAMPURAN LIMBAH PLASTIK DAN KARAKTERISASINYA

Disusun Oleh :

YESSI RISMAYASARI NIM M0207068

SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Fisika

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Januari, 2012

commit to user i


digilib.uns.ac.id

commit to user ii


digilib.uns.ac.id

PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa isi intelektual skripsi saya yang berjudul “ PEMBUATAN BETON DENGAN CAMPURAN LIMBAH PLASTIK DAN KARAKTERISASINYA” adalah hasil kerja saya atas arahan pembimbing dan sepengetahuan saya hingga saat ini, isi skripsi tidak berisi materi yang telah dipublikasikan atau ditulis oleh orang lain atau materi yang telah diajukan untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas Sebelas Maret atau di Perguruan Tinggi lainnya, jika ada maka telah dituliskan di daftar pustaka skripsi ini dan segala bentuk bantuan dari semua pihak telah ditulis di bagian ucapan terimakasih. Isi skripsi ini boleh dirujuk atau difotokopi secara bebas tanpa harus memberitahu penulis.

Surakarta, 3 Januari 2012

YESSI RISMAYASARI

commit to user iii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ............................................................................................i HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. ii HALAMAN PERNYATAAN .............................................................................iii MOTTO DAN PERSEMBAHAN ........................................................................iv ABSTRAK ............................................................................................................ v ABSTRACT..........................................................................................................vi KATA PENGANTAR ........................................................................................ vii DAFTAR ISI .......................................................................................................viii DAFTAR TABEL ................................................................................................ix DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ x DAFTAR SIMBOL. .............................................................................................xi DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................ xii BAB I

PENDAHULUAN……………………………………………………..1 1.1 Latar Belakang Masalah................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah. ........................................................................... 3 1.3 Batasan Masalah .............................................................................. 3 1.4 Tujuan Penelitian ............................................................................. 3 1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................... 4

BAB II LANDASAN TEORI

……………………………………………5

2.1 Beton ................................................................................................ 5 2.2 Agregat............................................................................................. 5 2.3 Semen............................................................................................... 6 2.4 Air .................................................................................................... 7 2.5 Plastik............................................................................................... 7 2.6 Kuat tekan ........................................................................................ 8 commit to user


digilib.uns.ac.id

2.7 Impact .............................................................................................. 9 2.8 Konduktivitas thermal..................................................................... 11 2.9 Kerapatan ........................................................................................ 16 BAB III METODOLOGI PENELITIAN…………………………. …………...17 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................... 17 3.2 Alat dan Bahan yang Digunakan .................................................... 17 3.2.1 Alat................... .................................................................... 17 3.2.2 Bahan.................................................................................... 18 3.3 Prosedur Penelitian ......................................................................... 19 3.4 Pengumpulan Data .......................................................................... 21 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN…. …………………...24 4.1 Kuat Tekan...................................................................................... 24 4.2 Impact.. ........................................................................................... 26 4.3 Konduktivitas Termal.. ................................................................... 28 4.4 Kerapatan.. ...................................................................................... 31 BAB V PENUTUP.. ........................................................................................... 33 5.1 Kesimpulan.. ................................................................................... 33 5.2 Saran.. ............................................................................................. 33 DAFTAR PUSTAKA.. ........................................................................................ 34 LAMPIRAN.. .......................................................................................................35

commit to user


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Jenis- jenis Semen Portland ................................................................. 6

commit to user


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Animasi Alat Izod Impact Tester .. ................................................. 10 Gambar 2.2. Konduksi Kalor antara Daerah dengan Temperatur T1 dan T2........ 12 Gambar 2.3. Konduksi Termal pada Dinding Bidang.. ....................................... 14 Gambar 2.4. Kurva Suhu.. ................................................................................... 15 Gambar 3.1. Diagram Alir Prosedur Penelitian.. ................................................. 19 Gambar 4.1. Gambar Cetakan Kuat Tekan.. ........................................................ 24 Gambar 4.2. Gambar Benda Uji Kuat Tekan....................................................... 24 Gambar 4.3. Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember Plastik dengan Kuat Tekan………………………………………...25 Gambar 4.4. Gambar Cetakan Impact...................................................................26 Gambar 4.5. Gambar Benda Uji Impact… .......................................................... 27 Gambar 4.6. Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember Plastik dengan Energi ……..……………………………………...27 Gambar 4.7. Gambar Cetakan Konduktivitas Thermal........................................ 28 Gambar 4.8. Gambar Benda Uji Konduktivitas Thermal.. ................................. 29 Gambar 4.9. Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember Plastik dengan Konduktivitas Thermal……………..……………..30 Gambar 4.10.Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember Plastik dengan Massa Jenis………………………………..32

commit to user


digilib.uns.ac.id

DAFTAR SIMBOL P

= Tekanan

F

= Beban maksimum

A

= Luas penampang

m

= Massa

g

= Percepatan gravitasi

a

= Jarak titik pusat pendulum dengan benda uji sebelum tumbukan

b

= Jarak titik pusat pendulum dengan benda uji setelah tumbukan

w

= Berat pendulum

R

= Jarak dari pusat rotasi ke pusat gravitasi

E

= Energi yang dibutuhkan untuk memecahkan benda uji

T

= Temperatur

t

= Tinggi

L

= Tebal benda uji

λ

= Konduktivitas thermal

v

= Volume

ρ

= Kerapatan

Ep

= Enegi potensial

Ei

= Energi awal sebelum tumbukan

Ef

= Energi akhir setelah tumbukan

commit to user


digilib.uns.ac.id

DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1 : Rancangan Campuran Beton (Mix Design)……………………..36 Lampiran 2 : Hasil Perhitungan Kuat Tekan…………………………………..38 Lampiran 3 : Hasil Perhitungan Impact……………............................................42 Lampiran 4 : Hasil Perhitungan Konduktivitas Termal………………………..45 Lampiran 5 : Hasil Perhitungan Kerapatan……………………………………86 Lampiran 6 : Gambar ………………………………………………………….90

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Zaman semakin maju dan berkembang, IPTEK memberikan pengaruh besar bagi seluruh aspek kehidupan. Salah satunya adalah pengaruh IPTEK dalam bidang tehnik sipil terutama dalam hal teknologi konstruksi. Di mana dapat kita lihat telah berdiri kokoh seperti gedung-gedung bertingkat, jalan, jembatan, bandar udara, bangunan lepas pantai, stadion, terowongan, dan lain-lain termasuk pembuatan patung. Adapun elemen konstruksi dari bangunan-bangunan tersebut adalah berupa kayu, besi, baja, beton, genting, kaca, dan sebagainya. Dewasa ini beton sering kita jumpai sebagai elemen konstruksi bangunan yang sangat penting dan sangat luas penggunaannya. Pemakaian beton sudah populer, pada perkembangannya beton dicampuri dengan beberapa bahan tambahan baik berupa bahan kimia maupun non kimia di antaranya, Abu Ampas Tebu (AAT), abu sekam padi, styrocon dan polimer. Beton diperoleh dengan cara mencampurkan semen portland, air, agregat dan kadang-kadang bahan tambah yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia, tambahan, sampai bahan bangunan non-kimia pada perbandingan tertentu campuran tersebut bilamana dituangkan dalam cetakan kemudian dibiarkan maka akan mengeras seperti batuan. Kekuatan, keawetan dan sifat beton tergantung pada sifat-sifat bahanbahan dasar, nilai perbandingan bahan-bahannya, cara pengadukan maupun cara pengerjaan selama penuangan adukan beton, cara pemadatan dan cara perawatan selama proses pengerasan (Kardiyono, 1996). Polimer sebagai bahan tambahan dalam pembuatan beton merupakan suatu zat kimia yang terdiri dari molekul-molekul yang besar dengan karbon dan hidrogen sebagai molekul utamanya. Bahan polimer dapat diperoleh dari limbah plastik yang didaur ulang. Penggunaan bahan tersebut sekaligus bertujuan memanfaatkan limbah plastik, di samping mencari alternatif pengganti semen.

commit to user 1


digilib.uns.ac.id 2

Ide dasar penelitian beton polimer pada awalnya berdasarkan pemikiran ingin mencari beton yang dalam hal-hal tertentu memiliki sifat lebih baik dari beton semen. Ternyata dari literatur diketahui, polimer memiliki sifat seperti semen (Suraatmadja, 2000). Suraatmadja (2000), meneliti tentang beton polimer. Pada penelitian tersebut beton polimer memiliki kelebihan dan kekurangan. Kelebihan dari penelitian tersebut di antaranya bahwa beton polimer memiliki sifat kedap air, tahan terhadap larutan agresif seperti bahan kimia, bisa mengeras di dalam air sehingga bisa digunakan untuk memperbaiki bangunan-bangunan di dalam air. Sedangkan kekurangannya yaitu harga pembuatan beton polimer masih belum bisa lebih rendah dari harga pembuatan beton semen. Hal ini terjadi karena mahalnya bahan kimia yang digunakan untuk mencampur polimer dalam pembuatan beton. Namun pada penelitian kali ini akan dilakukan penambahan polimer tanpa menggunakan bahan kimia. Henry Miller (2009), meneliti tentang penggunaan limbah plastik sebagai pengganti bahan baku beton yang selama ini harus diperoleh melalui proses penambangan (mining) dan menciptakan produk yang lebih baik. Henry Miller menggunakan bentuk butiran limbah plastik sebagai bahan campuran beton. Tidak seperti plastik biasa, limbah plastik dapat dicampur tanpa efek yang merugikan, pemanasan penggabungan tidak diperlukan. Bambang Mahendya Lestariono, meneliti tentang penggunaan limbah botol plastik (PET) sebagai campuran beton untuk meningkatkan kapasitas tarik belah dan geser. Kadar Polyethylene terephthalate (PET) yang ditambahkan pada beton mutu normal dalam volume fraksi adalah 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,5%, 0,7% dan 1%. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya yaitu pembuatan beton polimer, maka dalam penelitian ini dilakukan pembuatan beton dengan penambahan bahan polimer alternatif yaitu limbah ember plastik hitam. Variasi persentase penambahan limbah ember plastik hitam dalam penelitian ini adalah 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10 % dari massa semen. Dengan adanya penelitian “ Pembuatan Beton Dengan Campuran Limbah Plastik dan Karakterisasinya”

commit to user


digilib.uns.ac.id 3

diharapkan diperoleh beton dengan sifat mekanik yang lebih baik dari beton yang tanpa menggunakan bahan tambah lainnya dan dapat memperbaiki sifat beton tanpa mengurangi mutunya serta membantu mengurangi limbah plastik yang selama ini banyak mencemari lingkungan. 1.2. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah dari penelitian ini adalah sebagai berikut: a. Apakah beton dapat dibuat dengan campuran limbah ember plastik jenis polypropylene? b. Bagaimanakah hasil karakterisasi beton yang dibuat? 1.3. Batasan Masalah Permasalahan pada penelitian ini dibatasi pada: a. Semen yang dipakai adalah Semen Portland tipe I asal Gresik, Jawa Timur. b. Agregat yang dipakai adalah agregat halus berupa pasir yang berasal dari daerah Klaten dan agregat kasar berupa kerikil yang berasal dari daerah Karanganyar. c. Plastik yang digunakan merupakan limbah ember plastik yang berwarna hitam. Variasi campurannya yaitu 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10% dari massa semen. 1.4. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah: a. Pembuatan beton dengan variasi campuran limbah ember plastik 0%, 2%, 4%, 6%, 8%,10% dari massa semen. b. Mengetahui nilai karakterisasi beton dengan dan tanpa campuran limbah ember plastik dengan memakai uji kuat tekan, uji impact, uji konduktivitas thermal, dan uji kerapatan.

commit to user


digilib.uns.ac.id 4

1.5. Manfaat Penelitian Hasil Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat antara lain: 1 Bagi Mahasiswa a. Menambah pengetahuan dan wawasan mengenai penggunaan ilmu fisika secara nyata di bidang industri. b. Meningkatkan dan memperluas daya penalaran mahasiswa dalam memecahkan permasalahan secara ilmiah. 2

Bagi Ilmu Pengetahuan a. Mengetahui variasi campuran limbah ember plastik pada pembuatan beton yang baik. b. Memanfaatkan limbah ember plastik.

3

Bagi Masyarakat Pemanfaatan bagi masyarakat yaitu limbah ember plastik hitam yang

berlimpah yang dapat digunakan sebagai bahan campuran beton sebagai pengganti semen sehingga biaya yang dibutuhkan lebih sedikit. Selain itu masyarakat sadar akan manfaat limbah ember plastik yang sebelumnya dianggap sebagai sampah sehingga dapat membantu mengurangi pencemaran lingkungan.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Beton Beton merupakan campuran antara semen portland atau semen hidrolis yang lain, agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentuk massa padat (Sudarmoko, 1997). Beton normal sampai 2500 kg

memiliki massa jenis 2200 kg

memiliki massa jenis tidak lebih dari 1900 kg

sedangkan beton ringan

(SNI-03-2847, 2002).

Beton ringan diperoleh dengan cara pemberian gelembung udara ke dalam campuran betonnya. Sehingga pembuatan beton ringan dapat dilakukan dengan cara berikut (Kardiyono, 1996) : a. Membuat gelembung-gelembung gas/udara dalam adukan semen sehingga akan terjadi banyak pori-pori udara di dalam beton. b. Menggunakan agregat ringan, misalnya tanah liat bakar, batu apung. Dengan demikian beton yang terjadipun akan lebih ringan daripada beton biasa. c. Membuat beton dengan tanpa butir-butir agregat halus. Oleh karena itu beton ini disebut “beton non pasir” dan hanya dibuat dari semen dan agregat kasar saja dengan butir maksimum agregat kasar sebesar 20 mm. Beton demikian mempunyai pori-pori yang hampir seragam.

2.2. Agregat Agregat merupakan butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi beton. Agregat ini kira-kira menempati sebanyak 70%-80% dari volume beton (Gensel. et.al., 2010). Cara membedakan jenis agregat yang paling banyak dilakukan ialah dengan didasarkan pada ukuran butir-butirnya. Agregat yang mempunyai ukuran butir-butir besar disebut agregat kasar, sedangkan agregat yang ukuran butir-butir kecil disebut agregat halus. Sebagai batasnya ukuran butir dengan

commit to user 5


digilib.uns.ac.id

diameter 4,75 mm atau 4,80 mm. Agregat yang diameternya lebih besar dari 4,80 mm disebut agregat kasar, dan agregat yang diameternya lebih kecil dari 4,80 mm disebut agregat halus. Secara umum, agregat kasar sering disebut sebagai kerikil, kericak, batu pecah, atau split. Sedangkan agregat halus disebut pasir, baik berupa pasir alami yang diperoleh langsung dari sungai atau tanah galian, atau dari hasil pemecahan batu (Kardiyono, 1996). 2.3. Semen Ada dua macam semen, yaitu semen hidrolis dan semen non-hidrolis. Semen hidrolis adalah semen yang akan mengeras bila bereaksi dengan air, tahan terhadap air dan stabil di dalam air setelah mengeras sedangkan semen non-hidrolis adalah semen yang dapat mengeras tetapi tidak stabil dalam air. (Nugroho, dkk., 2007). Semen Portland merupakan semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker dengan bahan utama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis dengan gips sebagai bahan tambah. Berdasarkan tujuan pemakaiannya semen portland di Indonesia dibagi menjadi 5 jenis, yaitu: Tabel 2.1 Jenis- jenis semen Portland ( Kardiyono, 1996) Jenis Semen

Karakteristik Umum

Jenis I

Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus

Jenis II

Semen portland yang penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang

Jenis III

Semen portland yang penggunaannya memerlukan persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan

Jenis IV

Semen portland yang penggunaannya menuntut panas hidrasi rendah

Jenis V

Semen portland yang penggunaannnya menuntut persyaratan sangat tahan terhadap sulfat

commit to user 6


digilib.uns.ac.id

Fungsi semen adalah untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu massa yang padat. Selain itu untuk mengisi rongga-rongga di antara butiran agregat. Semen hanya kira-kira mengisi 10 % saja dari volume beton (Kardiyono, 1996).

2.4. Air Air merupakan bahan dasar pembuat beton yang penting namun harganya paling murah. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen dan sebagai bahan pelumas antara butir-butir agregat agar dapat mudah dikerjakan dan di padatkan. Untuk bereaksi dengan semen, air yang diperlukan hanya sekitar 25 % massa semen saja. Tetapi kenyataannya nilai faktor air semen yang dipakai sulit kurang dari 0,35. Kelebihan air ini digunakan sebagai pelumas namun tambahan air untuk pelumas ini tidak boleh terlalu banyak karena kekuatan beton akan rendah. Dalam pemakaian air untuk beton itu sebaiknya air memenuhi syarat sebagai berikut (Kardiyono, 1996): a. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter. b. Tidak mengandung garam-garam yang dapat merusak beton (asam, zat organik, dan sebagainya) lebih dari 15 gram/liter. c. Tidak mengandung khlorida (Cl) lebih dari 0,5gram/liter. d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter. 2.5. Plastik Plastik adalah suatu polimer yang mempunyai sifat-sifat unik dan luar biasa. Polimer adalah suatu bahan yang terdiri dari unit molekul yang disebut monomer (Mujiarto, 2005). Plastik merupakan salah satu hasil penemuan manusia yang paling banyak digunakan hingga saat ini. Plastik digunakan dalam skala besar dalam produksi seperti botol untuk minuman, peralatan bayi, wadah untuk makanan, selang,

commit to user 7


digilib.uns.ac.id

pipa bangunan, botol kecap, botol sampo, kantong pembungkus, sikat gigi, alat makan (sendok, garpu, piring, mangkok, gelas), hingga mainan anak- anak ( Hamonangan, 2009). Plastik mempunyai berbagai sifat yang menguntungkan, diantaranya (Azizah, 2009): a.

Umumnya kuat namun ringan.

b.

Secara kimia stabil (tidak bereaksi dengan udara, air, asam, alkali dan berbagai zat kimia lain).

c.

Merupakan isolator listrik yang baik.

d.

Mudah dibentuk, khususnya dipanaskan.

e.

Biasanya transparan dan jernih.

f.

Fleksibel/plastis

g.

Harganya relatif murah. Plastik dapat dikelompokkan menjadi dua golongan yaitu plastik

termoplast dan plastik termoset. Plastik termoplast merupakan plastik yang dapat dicetak berulang-ulang, sebagai contoh : PP (Polypropylene), PE, ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), nylon, PET (Polyethylene Perephtalate), BPT, Polyacetal (POM), PC dll. Sedangkan plastik termoset merupakan plastik yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali, sebagai contoh ; PU (Poly Urethene), UF (Urea Formaldehyde), MF (Melamine Formaldehyde), polyester, epoksi dll. 2.6. Kuat tekan Tekanan (P) didefinisikan sebagai gaya (F) per satuan luas bidang (A), dinyatakan dengan persamaan: (2.1)

commit to user 8


digilib.uns.ac.id

Satuan SI dari tekanan adalah N/m2 atau pascal (Pa) (Giancoli, 2001). Kuat tekan adalah suatu parameter yang menunjukkan besarnya beban per satuan luas yang menyebabkan benda uji hancur oleh gaya tekan tertentu. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kuat tekan beton yaitu (Kardiyono, 1996): a. Faktor air semen dan kepadatan Semakin rendah nilai faktor air semen (fas) maka semakin tinggi kuat tekan betonnya. Tetapi apabila fas terlalu rendah adukan beton akan sulit dipadatkan. Kepadatan adukan beton sangat mempengaruhi nilai kuat tekan beton setelah mengeras. b. Umur beton Kekuatan beton bertambah sesuai dengan bertambahnya umur dari beton tersebut. c. Jenis semen Jenis semen yang digunakan dalam pembuatan beton harus sesuai dengan tujuan dan penggunaannya. d. Sifat agregat Sifat agregat yang berpengaruh terhadap kekuatan beton adalah kekasaran permukaan dan ukurannya. Pemakaian butir agregat yang terlalu besar akan mengurangi kekuatan beton karena butiran agregat akan mengurangi luas permukaan beton sehingga kelekatan antara butiran agregat kurang kuat. 2.7. Impact Impact tester merupakan alat yang digunakan untuk mengukur reaksi pukulan yang meliputi Strength (kekuatan), Atickness (kelekatan), Buttleness (kerapukan). Pendulum digunakan untuk memukul dan memecah benda uji. Energi yang dibutuhkan untuk memecah benda uji dihitung menggunakan prinsip kekekalan energi. Energi yang dibutuhkan, dihitung ketika pendulum menganyun keatas setelah benda uji pecah. Analisa gambar proses pemecahan benda uji dapat dilihat pada gambar 2.1.

commit to user 9


digilib.uns.ac.id

Mula-mula pendulum dinaikkan, pendulum dalam keadaan diam ini mempunyai Energi Potensial:

E p  mga

(2.2)

Dengan m : massa dari pendulum (kg), g : percepatan grafitasi

),a

: jarak

titik pusat pendulum dengan benda uji sebelum tumbukan (m), b : jarak titik pusat pendulum dengan benda uji setelah tumbukan (m). Pendulum

R

α β

Specimenn

Gambar 2.1. Animasi Alat Izod Impact Tester (Ogawa, 1987)

Pendulum yang telah dibebaskan maka, energi potensial akan menurun dan energi kinetik akan meningkat. Dari analisa Gambar (2.1) di atas maka :

a  R (1  cos  )

b  R (1  cos  )

Energi awal sebelum tumbukan :

E p  mga

commit to user 10


digilib.uns.ac.id

Jika W = mg maka dapat diperoleh persamaan:

E i  WR (1  cos  )

(2.3)

Pendulum dilepaskan dari posisi ini sehingga dapat memukul benda uji. Setelah pendulum memukul dan mematahkan benda uji, maka pendulum akan mengayun ke atas membentuk sudut  ke posisi atau arah yang lain dengan sisa energi. Energi yang masih tersisa setelah tumbukan :

E p  mgb Jika W = mg maka dapat diperoleh persamaan:

E f  WR (1  cos  )

(2.4)

Energi yang dibutuhkan untuk mematahkan benda uji, apabila tekanan dan hambatan udara diabaikan maka energi yang diperlukan untuk mematahkan benda uji, diberikan oleh persamaan :

E  E i  E f  WR cos   cos   Di mana :

(2.5)

W : berat pendulum (kg m/s2) R : jarak dari pusat rotasi ke pusat gravitasi (m) E : Energi yang dibutuhkan untuk mematahkan sempel (J)

Energi yang dibutuhkan untuk mematahkan benda uji besar menunjukkan bahwa benda uji tersebut keras (Ogawa, 1987). 2.8. Konduktivitas thermal Kalor merupakan proses dimana sesuatu yang dipindahkan diantara sebuah sistem dan sekelilingnya akibat perbedaan temperatur. Perpindahan kalor terjadi apabila ada dua sistem yang temperaturnya berbeda bersinggungan. Konduksi merupakan perpindahan kalor dari suatu bagian benda padat ke bagian lain benda padat yang sama, atau dari benda padat yang satu ke benda padat yang

commit to user 11


digilib.uns.ac.id

lain karena terjadi persinggungan tanpa terjadi perpindahan molekul dari benda padat itu sendiri (Halauddin, 2006). Apabila suatu objek dipanaskan, pada bagian ujung yang panas, molekulmolekul di tempat itu bergerak lebih cepat dan menumbuk molekul-molekul di sekitarnya yang bergerak lebih lambat. Molekul-molekul tersebut mentransfer sebagian dari energinya ke molekul-molekul lain, yang lajunya kemudian bertambah. Molekul-molekul ini kemudian juga mentransfer sebagian energinya dengan molekul-molekul lain sepanjang objek. Konduksi kalor hanya terjadi apabila terdapat perbedaan temperatur (Giancoli, 1988). Menurut (Bentz et.al,. 2010) bahwa kerapatan dan jenis agregat dapat berpengaruh terhadap konduktivitas termal.

Gambar 2.2. Konduksi Kalor antara Daerah dengan Temperatur T1 dan T2. Jika T1 Lebih Besar dari T2 Kalor Mengalir ke Kanan (Giancoli, 2001) Aliran kalor menuju objek uniform Gambar 2.2, laju aliran kalor ΔQ per selang waktu Δt dinyatakan dalam persamaan berikut: (2.6) Di mana A merupakan luas penampang lintang benda, l merupakan jarak antara kedua ujung, yang mempunyai temperatur T1 dan T2, dan k merupakan konstanta pembanding yang disebut konduktivitas termal, yang merupakan karakteristik material tersebut. Dalam beberapa kasus (seperti ketika k atau A tidak dianggap konstan), perlu dipertimbangkan batas dari pelat yang sangat tipis dengan ketebalan dx. Maka persamaan (2.6) berubah menjadi:

commit to user 12


digilib.uns.ac.id

(2.7) Di mana dT/dx merupakan gradien temperatur dan dimasukkan tanda negatif karena arah aliran kalor berlawanan dengan gradien (Giancoli, 1988). Zatzat yang nilai k nya besar merupakan zat yang menghantarkan kalor dengan cepat yang dinamakan konduktor yang baik. Biasanya dimiliki oleh logam. Sedangkan zat-zat yang memiliki k kecil, seperti wol, fiberglass, polyurethane dan bulu, merupakan penghantar kalor yang buruk yang dinamakan isolator (Giancoli, 2001). Menurut Ogawa (1987), persamaan (2.8) di atas dapat ditetapkan pada kondisi stasioner. Jika Q (kcal), L (m), T (°C), A (m2) dan t (hr), maka satuan dari konduktivitas termal (λ) adalah kcal/mhr°C. Apabila konduktivitas termal pada suhu mula-mula To °C adalah λo dan konduktivitas termal pada suhu T °C adalah λ maka hubungan keduanya ditunjukkan oleh persamaan: (2.8) Adapun α menunjukkan nilai koefisien temperatur. Di bawah keadaan stasioner,

tidak tergantung terhadap waktu sehingga

konstan. Dengan kata lain, kuantitas tersebut dapat dinyatakan sebagai (2.9) Sehingga di bawah keadaan stasioner persamaan (2.7) berubah menjadi (2.10) Jika persamaan (2.3.2) disubstitusikan ke persamaan (2.10) akan menjadi : (2.11) Jika

diintegralkan

dalam

jangkauan

suhu

T1

sampai

persamaan

T2,

dari persamaan (2.11) akan

yaitu diperoleh persamaan:

(2.12)

commit to user 13


Nilai

digilib.uns.ac.id

mewakili sebuah nilai-nilai λ antara T1 dan T2. Jika

nilainya diambil sebagai rata-rata λav dan (T1 - T2) dinyatakan sebagai ∆T yang mewakili perbedaan temperatur, ditinjau dari persamaan (2.10) maka persamaan (2.12) menjadi (2.13)

Gambar 2.3. Konduksi Termal pada Dinding Bidang (Ogawa, 1987) Konduksi termal di dalam sebuah zat padat yang memiliki sebuah luasan transmisi termal tetap pada Gambar 2.3, A tidak tergantung dengan L. Dengan mengintegralkan dalam jangkauan L1 sampai L2, maka persamaan (2.13) akan menjadi: (2.14) Nilai L mewakili ketebalan bahan di mana konduktivitas termal berada. Dengan menggunakan masing-masing formula, memungkinkan untuk dibuat suatu konduktivitas termal benda padat secara sederhana yang tidak tergantung pada konveksi dan radiasi. Maka persamaan aliran termal dapat dinyatakan sebagai: dan

(2.15)

(simbol R menunjukkan bahan I) dan (simbol X menunjukkan bahan II) Pada sistem terisolasi qR = qx = q , sehingga (2.16) Dari

persamaan

(2.16),

A

adalah

sama

di

kedua

 R ,  T R ,  T X , L R dan Lx diketahui, akan diperoleh λx yaitu: commit to user 14

sisi,

jika


digilib.uns.ac.id

(2.17) Normalnya suatu kontak permukaan memperlihatkan penurunan suhu. Hal ini disebabkan oleh resistansi kontak akibat adanya suatu lapisan yang tidak melekat dengan ketat seperti diperlihatkan pada Gambar 2.4:

Gambar 2.4. Kurva Suhu (Ogawa, 1987) Jika Rc dianggap resistansi kontak serta Ra dan Rb nilai resistansi dari potongan kedua bahan jenis II dengan ketebalan La (bahan D) dan Lb (bahan E), maka resistansi total: dan (2.18) Rb-Ra menunjukkan resistansi dari potongan bahan jenis II (spesimen sempel) yang memiliki ketebalan (Lb – La). Akan tetapi karena resistansi adalah kebalikan dari konduksi maka persamaan (2.18) akan menjadi (2.19) Persamaan berikut dapat ditetapkan: ;

(2.20)

λa’ dan λb’ mewakili konduktivitas termal dengan melibatkan derajat konduksi dari potongan bahan jenis II ( dengan ketebalan La dan Lb ) dan jarak bebas diantara bahan jenis I dan II. Dari persamaan (2.20) diperoleh λa’ dan λb’ sebagai berikut: ;

(2.21)

commit to user 15


digilib.uns.ac.id

dan dari persamaan (2.20), (2.21) diperoleh: (2.22) Maka konduktivitas termal dapat dituliskan dengan persamaan berikut ini: (2.23)

2.9. Kerapatan Kerapatan didefinisikan sebagai massa per satuan volume, yang dapat dituliskan kedalam suatu persamaan (Giancoli, 1988) : (2.24) Di mana m merupakan massa (kg) dan V merupakan volume bahan (

).

Kebanyakan zat padat mengembang sedikit apabila dipanaskan dan menyusut sedikit apabila dipengaruhi pertambahan tekanan eksternal, perubahan dalam volume ini relatif kecil sehingga dapat dikatakan bahwa kerapatan kebanyakan zat padat hampir tidak bergantung pada temperatur dan tekanan (Tipler, 1998).

commit to user 16


digilib.uns.ac.id

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Bahan Bangunan Fakultas Teknik dan di Laboratorium Pusat MIPA Universitas Sebelas Maret.Waktu pelaksanaan skripsi di tempuh selama 12 bulan dimulai dari bulan Januari 2011 berakhir pada bulan Desember 2011. 3.2. Alat dan Bahan 3.2.1. Alat a. Compresion Testing Machine merk Control kapasitas tekan maksimum 2000 kN dengan ketelitian 5 N. b. Izod Impact Tester merek Toyo Seiki Seisaku-Sho. c. Thermal Conductivity Measuring Apparatus seri HVS-40-200S merek Ogawa Seiki (silinder standar Cu: λR = 320 kcal/mhr0C). d. Bak air untuk merendam benda uji selama perawatan. e. Neraca dengan ketelitian 10 gr dan neraca digital dengan ketelitian 1 gr f. Cetakan kayu berbentuk kubus (sisi = 15 cm). g. Cetakan kayu berbentuk balok (panjang = 8 cm, lebar = 2 cm, tinggi = 2 cm). h. Cetakan besi berbentuk silinder (diameter = 4 cm, tinggi = 0,2 cm dan diameter= 4 cm, tinggi = 0,4 cm). i. Gelas ukur kapasitas 1 liter dengan ketelitian 1 ml. j. Jangka Sorong dengan ketelitian 0,05 mm. k. Stopwatch. l. Ayakan diameter = 0,15 mm dan ayakan diameter =0,3 mm. m. Cangkul. n. Kertas minyak. o. Cetok. p. Ember.

commit to user 17


digilib.uns.ac.id 18

3.2.2. Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini di antaranya : a. Kerikil Kerikil sebagai agregat kasar, merupakan material paling dominan karena komposisinya paling besar dalam pembuatan beton. Dalam penelitian ini, kerikil yang digunakan berasal dari Karanganyar. b. Pasir Pasir sebagai agregat halus, merupakan material yang berfungsi mengisi poripori pada kerikil. Pasir dalam penelitian ini berasal dari Klaten yang merupakan material alami gunung Merapi c. Semen Portland Semen portland mempunyai peranan yang sangat penting karena merupakan bahan pengikat material penyusun beton jika bereaksi dengan air. Pada penelitian ini digunakan semen portland tipe I yang berasal dari Gresik, Jatim. d. Plastik Plastik merupakan bahan tambah untuk beton. Dalam penelitian ini, plastik yang digunakan merupakan limbah ember plastik hitam. Plastik tersebut selanjutnya dicacah menggunakan mesin pencacah plastik. 3.3. Metode Penelitian Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimen. Pada penelitian ini dibuat beton dengan campuran limbah ember plastik hitam. Pelaksanaan penelitian ini dibagi menjadi beberapa tahapan, yaitu persiapan bahan, pembuatan benda uji, perawatan, dan pengujian. Adapun penelitian ini dapat dilihat secara skematis dalam bentuk bagan alir di bawah ini

commit to user



Persiapan alat dan penyediaan bahan

Pembuatan benda uji Beton dibuat dengan campuran pasir, kerikil, semen, air dan juga limbah ember plastik. Di sini limbah ember plastik dicacah menggunakan alat pencacah plastik. -

Kuat tekan : kubus (15х15х15)cm Impact :balok (8х2х2)cm Konduktivitas thermal: silinder diameter 4 cm dan tebal masing-masing 0,2 cm dan 0,4 cm Kerapatan : kubus (15х15х15)cm

Perawatan Pengujian benda uji pada umur 28 hari

Kuat tekan

Test Impact

Konduktivitas thermal

Analisa data

Kesimpulan

Gambar 3.1 Diagram alur prosedur penelitian

commit to user

Kerapatan



1. Persiapan Bahan Pada tahap ini seluruh bahan yang dibutuhkan dipersiapkan terlebih dahulu, di antaranya semen, air, pasir, kerikil dan limbah ember plastik. Perbandingan massa bahan yaitu 1 semen : 2 pasir : 3 kerikil, dengan jumlah air 0,5 dari massa semen. Limbah ember plastik yang diperlukan sebanyak 0%, 2%, 4%, 6% , 8%, 10% dari massa semen. Untuk mengetahui banyaknya bahan yang diperlukan maka dilakukan perhitungan mix design berdasarkan massa jenis dari masing-masing bahan. 2. Pembuatan Benda Uji Pada tahap ini bahan yang telah dipersiapkan, diaduk secara manual dengan cangkul. Pertama-tama kerikil dan pasir diaduk, kemudian semen dimasukkan. Setelah ketiga bahan tersebut tercampur merata, air dimasukkan sedikit demi sedikit sambil diaduk. Kemudian limbah ember plastik dimasukkan pada adukan tersebut dan terus diaduk hingga semua bahan tercampur homogen. Langkah terakhir yaitu mencetak adukan dalam bentuk kubus (15x15x15) cm, balok dengan ukuran (panjang = 8 cm, lebar = 2 cm, tinggi = 2 cm), dan silinder dengan ukuran (diameter = 4 cm, tinggi = 0,2 cm) dan (diameter = 4 cm, tinggi = 0,4 cm). 3. Perawatan Pada tahap ini dilakukan perawatan terhadap benda uji yang telah dibuat pada tahap sebelumnya. Perawatan ini dilakukan dengan cara merendam benda uji ke dalam air pada bak perendaman di hari kedua selama 25 hari, kemudian diangin-anginkan hingga benda uji berumur 28 hari dan siap dilakukan pengujian. Perawatan beton berfungsi untuk menjaga agar permukaan beton selalu lembab sehingga proses hidrasi berlangsung dengan baik dan proses pengerasan terjadi sempurna, ditandai dengan tidak terjadi retak-retak pada beton dan mutu beton dapat terjamin.

commit to user



4. Pengujian Pada tahap ini dilakukan pengujian kuat tekan, test impact ,konduktivitas termal dan kerapatan setelah beton mencapai umur 28 hari. a. Kuat tekan Benda uji yang digunakan dalam pengujian ini adalah kubus dengan sisi 15 cm sebanyak 5 buah untuk setiap variasinya. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan beton dengan campuran limbah ember plastik dalam menerima beban. b. Impact Pengujian ini bertujuan untuk mengukur reaksi pukulan meliputi Strength (kekuatan), Atickness (kelekatan), Buttleness (kerapukan). Benda uji yang digunakan adalah balok dengan ukuran (panjang = 8 cm, lebar = 2 cm, tinggi = 2 cm) sebanyak 5 buah untuk setiap variasinya. c. Konduktivitas termal Benda uji yang digunakan untuk pengujian ini adalah sepasang silinder dengan diameter 4 cm, tinggi 0,2 cm dan 0,4 cm sebanyak 5 pasang untuk setiap variasinya. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan beton dengan campuran limbah ember plastik dalam menghantarkan panas. d. Kerapatan Pengujian ini berfungsi untuk mengetahui besarnya massa jenis (density) limbah ember plastik. Benda uji yang digunakan adalah kubus dengan sisi 15 cm sebanyak 5 buah untuk setiap variasinya. Sedangkan untuk pengujiannya, dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut : a.

Pengujian Kuat Tekan Alat yang digunakan yaitu CTM (Compression Testing Machine).

Adapun langkah-langkah pengujiannya sebagai berikut: 1. Menyiapkan seperangkat CTM. 2. Meletakkan benda uji di landasan CTM.

commit to user



3. Memeriksa manometer dengan memutar jarum merah hingga berhimpit pada jarum hitam pada skala nol. 4. Menghidupkan mesin dan handel disetel pada posisi menekan. 5. Mengamati pergerakan jarum manometer. 6. Mencatat nilai maksimum beban yang dapat ditahan (P) oleh benda uji. 7. Menghitung besarnya kuat tekan beton sesuai Persamaan (2.1). Pengujian Impact

b.

Pengujian ini menggunakan Izod Impact Tester merek Toyo Seiki Seisaku-Sho, LTD buatan Tokyo Jepang. Langkah-langkah pengujiannya adalah sebagai berikut: 1.

Menaikkan pendulum pada sandarannya

2.

Memasang sempel pada tempat sempel.

3.

Melepaskan pendulum

4.

Menghentikan pendulum dan memasang kembali kesandarannya.

5.

Mencatat nilai sudut yang dihasilkan karena pendulum memecah sempel.

6.

Menghitung energi yang diperlukan memecah sempel sesuai Persamaan (2.5). c.

Pengujian Konduktivitas Termal Alat yang digunakan yaitu Thermal Conductivity Measuring

Apparatus (silinder standar Cu: λR=320 kcal/mhr0C). Adapun langkah-langkah pengujiannya yaitu: 1. Menyiapkan alat Thermal Conductivity Measuring Apparatus. 2. Meletakkan benda uji pada tempatnya. 3. Mencatat perubahan temperatur (T1 – T10). 4. Menentukan gradien temperatur (ΔTa dan ΔTb) 5. Melakukan perhitungan sesuai Persamaan (2.23). d.

Pengujian Kerapatan Alat yang digunakan pada pengujian ini adalah mistar dengan

ketelitian 0,1 cm dan neraca dengan ketelitian 10 gr. Berikut ini adalah langkah-langkah pengujian, diantaranya: 1. Menimbang benda uji (m).

commit to user



2. Mengukur sisi (s) dari benda uji. 3. Menghitung volume (V) dari benda uji. 4. Mencatat hasil yang diperoleh dan kemudian melakukan perhitungan sesuai Persamaan (2.24).

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Kuat Tekan Pengujian kuat tekan menggunakan lima buah benda uji kubus dengan sisi 15 cm untuk tiap variasi limbah ember plastik. Pengujian dilakukan setelah umur beton mencapai 28 hari. Pertama-tama setelah benda uji dicetak, lalu direndam selama 28 hari dengan tujuan agar beton yang dihasilkan tidak mudah rapuh kemudian benda uji diangin-anginkan (hindari sinar matahari langsung)

agar kering selama 2 hari.

Setelah itu dilakukan pengujian kuat tekan pada umur 28 hari. Parameter yang diperlukan adalah besarnya beban maksimal yang mampu diterima oleh beton. Berikut ini merupakan gambar cetakan dan benda uji untuk kuat tekan:

Gambar 4.1. Cetakan Kuat Tekan

Gambar 4.2. Benda Uji Kuat Tekan commit to user 24



Gambar 4.1. di atas menunjukkan gambar cetakan kuat tekan yang berbentuk kubus dengan ukuran (15x15x15)cm sedangkan gambar 4.2. menunjukkan gambar benda uji kuat tekan. Hasil pengujian kuat tekan beton dengan penambahan limbah ember plastik berumur 28 hari dapat dilihat pada gambar berikut ini:

Gambar 4.3. Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember Plastik dengan Kuat Tekan Kuat tekan diperoleh dengan menghitung rasio beban maksimal yang diterima oleh beton dan luas permukaan bidang yang diberi beban. Semakin besar beban yang mampu diterima beton maka semakin besar nilai kuat tekannya. Gambar 4.3 menunjukkan bahwa penambahan variasi limbah ember plastik 4% memiliki nilai kuat tekan terbesar. Dari perhitungan diperoleh nilai kuat tekan beton dengan penambahan limbah ember plastik tertinggi sebesar (21,8 ± 0,2) x 106 N/m2 dan beton dengan penambahan limbah ember plastik dengan kekuatan terendah sebesar (16 ± 0,1) x 106 . Penambahan limbah ember plastik pada variasi 4% memiliki nilai kuat tekan yang paling besar dan tergolong beton normal. Pada penambahan limbah commit to user



ember plastik variasi 4 % memiliki nilai kuat tekan yang paling besar, berdasarkan rumus bahwa kuat tekan berbanding terbalik dengan luas permukaan beton. Sehingga semakin besar luas permukaan maka semakin kecil nilai kuat tekan dan sebaliknya. Pada dasarnya plastik dan juga agregat tidak bisa melekat maka untuk melekatkannya dibutuhkan senyawa kimia. Berdasarkan faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan beton, semakin besar ukuran agregat maka akan mengurangi kekuatan beton. Jadi semakin banyak penambahan limbah ember plastik maka semakin kecil nilai kekuatan beton. 4.2 . Impact Uji impact dilakukan dengan mengukur energi yang diperlukan oleh bandul izod impact tester untuk memecah benda uji menjadi 2. Semakin tinggi energi yang dibutuhkan untuk memecah benda uji, menandakan semakin keras benda uji tersebut. Benda uji yang digunakan dalam pengujian impact adalah 5 buah balok dengan ukuran panjang x lebar x tinggi = (8x2x2)cm untuk tiap variasi limbah ember plastik. Gambar 4.4. di atas menunjukkan gambar cetakan impact yang berbentuk balok dengan ukuran panjang x lebar x tinggi = (8x2x2)cm sedangkan gambar 4.5. menunjukkan gambar benda uji impact. Berikut ini merupakan gambar cetakan dan benda uji impact :

Gambar 4.4. Cetakan Impact commit to user



Gambar 4.5. Benda Uji Impact Dari hasil uji impact dapat dihitung besar energi dengan variasi limbah ember plastik maka didapatkan grafik sebagai berikut:

Gambar 4.6. Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember Plastik dengan Energi Dari grafik di atas maka dapat diketahui bahwa pada penambahan limbah ember plastik 4% memiliki energi yang paling besar yaitu sebesar (8,7± 0,3) Joule. Sehingga dapat disimpulkan bahwa pada penambahan limbah ember plastik commit to user



sebesar 4 % merupakan benda uji yang paling keras maka untuk memecahkannya memerlukan energi yang paling besar. Jika ditinjau dari grafik, penambahan 4 % memiliki energi yang paling besar. Hal ini disebabkan karena pada penambahan ini memiliki komposisi yang baik sehingga menyebabkan beton merupakan beton yang paling keras diantara semua variasi yang ada. Oleh karena itu untuk memecahkannya memerlukan energi yang paling besar. Sedangkan jika ditinjau dari grafik hubungan antara variasi penambahan limbah ember plastik dengan energi, setelah penambahan 4% mengalami penurunan. Karena uji impact berkaitan dengan uji kuat tekan maka dapat disimpulkan bahwa pada dasarnya plastik dan juga agregat tidak bisa melekat maka untuk melekatkannya dibutuhkan senyawa kimia. Berdasarkan faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan beton, semakin besar ukuran agregat maka akan mengurangi kekuatan beton. Jadi semakin banyak penambahan limbah ember plastik maka semakin kecil nilai impact yang dihasilkan. 4.3. Konduktivitas Thermal Pengujian konduktivitas thermal digunakan untuk mengetahui besarnya kemampuan beton dengan campuran limbah ember plastik dalam menghantarkan panas. Berikut ini merupakan gambar cetakan dan benda uji konduktivitas thermal:

Gambar 4.7. Cetakan Konduktivitas Thermal

commit to user



Gambar 4.8. Benda Uji Konduktivitas Thermal Pada pengujian konduktivitas termal digunakan dua pasang silinder. Silinder pertama berdiameter 4 cm dengan tinggi 0,4 cm dan silinder kedua berdiameter 4 cm dengan tinggi 0,2 cm. Gambar 4.7. di atas menunjukkan

gambar cetakan

konduktivitas thermal yang berbentuk silinder dengan masing-masing berdiameter 4 cm dengan tinggi 0,4 cm dan 0,2 cm sedangkan gambar 4.8. menunjukkan gambar benda uji konduktivitas thermal. Pada penelitian kali ini, material penyusunnya di antaranya semen, pasir, kerikil, air, dan limbah ember plastik. Semua material tersebut bersifat isolator panas. Semakin tinggi komposisi limbah ember plastik nilai kerapatan beton menjadi berkurang sehingga membuat nilai konduktivitas termal benda uji juga menjadi kecil. Pada penelitian kali ini, peneliti membuat 10 sampel dengan diambil data terbaik sebanyak 5 sampel dengan menggunakan 6 variasi penambahan limbah ember plastik, dimana variasi tersebut adalah 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10%. Gambar 4.9. menunjukkan hubungan antara penambahan variasi komposisi limbah ember plastik dengan nilai konduktivitas thermal. Nilai terbaik tersebut dapat diketahui dengan melihat data dari pengujian dan pengolahan data. Apabila nilai penurunan suhu antar termokopel kecil maka data tersebut adalah data yang baik dan hasil pengolahan data yang nilainya mendekati satu dengan lainnya dalam satu variasi yang digunakan. Hasil pengujian konduktivitas termal pada beton yang dicampuri limbah ember plastik berumur 28 hari sebagai berikut: commit to user



Gambar 4.9 . Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember Plastik dengan Konduktivitas Termal Dari penelitian ini hasil penambahan limbah ember plastik 0% saja dapat menghasilkan nilai konduktivitas termal yang lebih kecil yaitu (6,1 ± 0,5) x 10-5 kkal/ms°C. Konduktivitas termal limbah ember plastik terendah dan terbaik adalah (7,2 ± 0,5) x 10-5kkal/ms°C pada penambahan limbah ember plastik 2% dan nilai konduktivitas terbaik (6,45 ± 0,5) x 10-5kkal/ms°C pada penambahan limbah ember plastik 4%. Hal tersebut dikarenakan untuk aplikasi beton dengan penambahan limbah ember plastik sebagai dinding harus merupakan insulatif yang baik (konduktivitasnya rendah). Seperti contohnya pada dinding perumahan pada umumnya sifat tersebut akan membuat suhu di dalam ruangan tidak terpengaruh oleh panas di luar rumah. Nilai dari konduktivitas termal beton dengan penambahan limbah ember plastik lebih kecil dibandingkan dengan nilai konduktivitas termal beton normal pada literatur. Hal ini disebabkan perbedaan bahan penyusun beton yang digunakan. Jika ditinjau dari grafik, penambahan limbah ember plastik pada 4 % memiliki nilai tertinggi karena pada penambahan 4 % memiliki kerapatan yang baik sehingga panas bisa merata sedangkan setelah penambahan 4 % memiliki kerapatan commit to user



yang kurang baik sehingga nilai konduktivitasnya mengalami penurunan. Pada penambahan 10 % yang terjadi plastik meleleh, sehingga dapat disimpulkan bahwa untuk konduktivitas thermal, penambahan limbah ember plastik yang terlalu banyak tidak baik. 4.4. Kerapatan Pengujian kerapatan menggunakan lima buah benda uji berbentuk kubus dengan sisi 15 cm. Pengukuran kerapatan yaitu dengan cara menimbang benda uji pada saat berumur 28 hari. Sehingga besarnya massa dari benda uji merupakan parameter yang penting pada pengujian ini. Hasil pengujiannya dapat dilihat pada Gambar 4.10. Pengujian kerapatan dilakukan untuk mengetahui perubahan massa yang terjadi akibat persentase penambahan limbah ember plastik yang berbeda. Sehingga dapat diketahui nilai dari massa jenis beton dengan penambahan limbah ember plastik. Dari Gambar 4.10. dapat diketahui bahwa massa jenis beton mengalami penurunan terhadap penambahan limbah ember plastik. Kerapatan erat hubungannya dengan kepadatan. Beton normal mengandung rongga-rongga udara yang diakibatkan oleh adanya gelembung udara yang terbentuk selama atau sesudah proses pencetakan. Penambahan limbah ember plastik dalam beton dianggap sebagai rongga udara sehingga dengan adanya limbah ember plastik akan menambah jumlah rongga udara pada beton. Hal tersebut mengakibatkan penurunan massa dari beton yang dihasilkan sehingga massa jenis beton juga akan berkurang. Beton dengan penambahan limbah ember plastik yang memenuhi kriteria beton ringan adalah beton dengan presentase penambahan limbah ember plastik 6%, 8% dan 10%. Nilai dari massa jenis beton dengan penambahan limbah ember plastik tersebut secara berturut-turut (18 ± 4) x 102 kg/m3 , (17 ± 4) x 102 kg/m3, (16 ± 6) x 102 kg/m3 .

commit to user



Gambar 4.10. Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember Plastik dengan Massa Jenis Jika ditinjau dari grafik, grafik hubungan antara variasi penambahan limbah ember plastik dengan massa jenis mengalami penurunan. Hal ini disebabkan karena semakin banyak penambahan limbah ember plastik maka massa jenisnya semakin kecil sehingga beton menjadi semakin ringan.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB V PENUTUP A. KESIMPULAN Dari penelitian yang telah dilakukan, dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Telah dibuat beton dengan variasi penambahan limbah ember plastik jenis polypropylene dengan variasi 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10 % dari massa semen portland tipe 1. 2. Nilai massa jenis dengan rentang (16 ± 6) x 102 kg/m³ sampai (22 ± 4) x 102 kg/m³, nilai kuat tekan dengan rentang (16 ± 0,1) x 106 N/m² sampai (21,8 ± 0,2) x 106 N/m² untuk nilai tertinggi pada penambahan 4% sebesar (21,8 ± 0,2) x 106, impact dengan rentang (3,5 ± 0,3)

Joule

sampai (8,7± 0,3)

Joule untuk nilai tertinggi pada penambahan 4%

sebesar (8,7± 0,3)

dan konduktivitas thermal dengan rentang (1,17

± 0,5) x 10-5 kkal/ms°C sampai (6,0 ± 0,5) x 10-5 kkal/ms°C untuk nilai tertinggi pada penambahan 4% sebesar ( 7,3± 0,9) x 10-5 kkal/ms°C 3. Untuk penelitian selanjutnya jika ingin memperoleh beton yang memenuhi kriteria beton ringan menggunakan penambahan ember plastik lebih dari 6 %. B. SARAN 1.

Berdasarkan grafik hasil uji kuat tekan dan impact ada perubahan ekstrim pada penambahan limbah ember plastik2 %-6% sehingga perlu pengujian lagi.

2.

Sebaiknya untuk limbah ember plastik dibuat dalam bentuk bubuk sehingga pada saat pencampuran dengan agregat, semen bisa merata. commit to user 33

PEMBUATAN BETON DENGAN CAMPURAN LIMBAH PLASTIK DAN KARAKTERISASINYA YESSI RISMAYASARI

Recommend Documents