RANCANG BANGUN DINDING RUMAH SEDERHANA TAHAN GEMPA BERBASIS LIMBAH PLASTIK DAUR –ULANG Munarus Suluch1 1
Peneliti, Dosen Jurusan Teknik Sipil Program Diploma, FTSP-ITS. Email :
[email protected] &
[email protected]
ABSTRAK Beberapa type plastik seperti jenis HDPE (High-density Polyethylene, yang biasanya untuk botol susu, kemasan radio, tv), PETE (Polyethylene Terephthalathe, dipakai untuk botol binuman ringan, kemasan makanan), PS (Polystyrene, dipakai untuk gelas, piring), dan PP (polypropylene, yang bisa dipakai case aki, tas) adalah type plastik yang keras dan sangat sulit diurai oleh tanah, dan bila hal tersebut tidak dilakukan suatu inovasi daur-ulang dengan memanfaatkan plastik tersebut suatu saat dunia akan terisi platik. Plastik type tersebut meskipun kekerasannya kecil tetapi bila didaur-ulang dijadikan beton akan sangat akan sangat bermanfaat bagi. Karena nilai limbah plastik tersebut sangat rendah, dengan menggunakan suatu teknologi dijadikan beton ringan untuk dinding rumah akan meningkatkan nilai tambahnya. Pada peneliti ini dilakukan pembuatan beton plastik dengan menghancurkan limbah plastik keras (HDPE, PETE, Psdan PP) menjadi butiran butiran plastik dengan ukuran 0,5 s/d 1 cm. Komposisi PC : Plastik dibuat dengan perbandingan 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7 dipilih 2 (dua) komposisi dengan kuat tekan yang tinggi yaitu 7,4Mpa untuk 1:3 dan 5,5 Mpa untuk 1:4. Dari kedua komposisi ini ditambahkan dengan bottom ash dengan jumlah 4, 5, 6 bagian bottom ash untuk tiap komposisi. Dari komposisi baru yaitu PC+Plastik+BA dengan perbandingan 1 PC + 3Plastik : 5 BA dan 1 PC + 4Plastik : 5 BA dengan kuat tekan sebesar 2,4 Mpa dan 2,2MPa. Dengan menambahkan Fly Ash (FA) dengan bagian sebesar 1, 1.5, 2, 2.5, dan 3 bagian untuk tiap komposisi yang dipilih. Pada tahap berikutnya dari komposisi yang baru yaitu dengan menambahkan FA maka dipilih komposisi 1 PC + 3 Plastik + 4 BA + 2,5 FA dengan kuat tekan sebesar 2,5 Mpa. Dengan komposisi tersebut dilakukan uji tekan dengan benda uji silinder D10 H20cm didapat kuat tekan sebesar 2,8 Mpa. Dari komposisi idial tersebut dipilih untuk bahan dinding rumah sederhana tahan gempa dengan ukuran 60x100x8 cm dan dilakukan uji lentur dengan kemampuan lentur sebesar 1300 Kgcm untuk momen retak dan 5300 Kgcm untuk momen hancur dengan komposisi campuran 1PC+3PLs+4BA+2,5FA dapat dipakai sebagai bahan beton untuk dinding rumah sederhana sehat. Diharapkan dinding mampu menahan beban gempa untuk seluruh daerah Indonesia. Kata kunci
: Rancang bangun dinding rumah, Dinding rumah berbasis plastik daur ulang.
1.
Pendahuluan.
1.1
Latar Belakang
Permasalah dibidang perumahan akan terasa pada tingginya tingkat pertumbuhan penduduk, permintaan akan unit rumah akan terus meningkat sejalan dengan dinamika pertumbuhan penduduk. Disisi lain pasokan unit rumah sangat terbatas akibat kurangnya lahan untuk permukiman dan semakin langka dan mahalnya harga bahan bangunan. Sehingga secara tidak langsung menyebabkan tingginya harga rumah. Disamping itu peningkatan pendapatan masyarakat tidak sebanding dengan peningkatan harga bahan bangunan. Ditinjau masalah perkembangan perumahan yang sudah biasa dibangun belum memadai, menurut mentri perumahan rakyat dalam seminarnya di Surabaya Desember 2004, sejak tahun 1980 setiap tahunnya Indonesia kekurangan 1.000.000 unit rumah , kekurangan itu akan semakin membengkak dengan kenaikan jumlah penduduk yang sekitar 4% pertahunnya. Berarti menambah kekurangan 250.000 unit rumah pertahunya. Disamping itu kerusakan rumah yang sudah ada diperkirakan oleh direktur perum perumnas mencapai 700.000 unit rumah setiap tahunnya.
Usaha pemerintah untuk memenuhi kebutuhan perumahan bagi masyarakat, maka melalui perum perumnas menggalakan program pembangunan rumah sederhana dan rumah sangat sederhana hanya mampu dibangun 240.000 pertahunnya. Sedangkan pihak swasta Real Estate/BTN hanya mampu sekitar 25.000 sampai 50.000 unit rumah pertahunnya. Kelambatan dalam memenuhi kebutuhan akan perumahan ini dikarenakan semakin mahalnya bahan bahan bangunan disamping itu tidak diikuti dengan atau sedikitnya inofasi pemanfaatan material yang ada, baik itu meterial yang umum dipakai maupun material linbah yang dapat didaur-ulang kembali. Sebagai contoh material limbah yang sangat sulit dihancurkan oleh tanah (seperti, plastik, styrofoam, copper slag) Disamping itu maraknya limbah limbah industri baik industri kemasan makanan maupun minuman lebih berkembang dengan baik berupa plastik, styrofoam disamping industri yang memang menghasilkan limbah lainnya. Dengan berkembangnya penggunaan platik dan lainya sebagai bahan kemasan yang belum dimanfaatkan bila sudah rusak akan mengakibatkan masalah yang tersendiri.
A-419 ISBN 978-979-18342-1-6
Beberapa type plastik seperti jenis HDPE (High-density Polyethylene, yang biasanya untuk botol susu, kemasan radio, tv), PETE (Polyethyleke Terephthalathe, dipakai untuk botol binuman ringan, kemasan makanan), PS (Polystyrene, dipakai untuk gelas, piring), dan PP (polypropylene, yang bisa dipakai case aki, tas ) adalah type plastik yang keras dan sangat sulit diurai oleh tanah, dan bila hal tersebut tidak dilakukan suatu inovasi daur-ulang dengan memanfaatkan plastik tersebut suatu saat dunia akan terisi platik.
o o o
2. Plastik type tersebut meskipun kekerasannya kecil tetapi bila didaur-ulang dijadikan beton akan sangat akan sangat bermanfaat bagi. Karena nilai limbah plastik tersebut sangat rendah, dengan menggunakan suatu teknologi dijadikan beton ringan untuk dinding rumah akan meningkatkan nilai tambahnya Selain itu penggunaan bahan kayu semakin sedikit karena kayu akan lebih mahal harganya bila diolah sebagai bahan furniture dibanding bila dipergunakan bahan bangunan untuk rumah tinggal. Karena semakin mahal harga kayu maka semakin marak usaha penebangan hutan (ilegal logging) tanpa perhitungan sehingga hutan yang dipakai sebagai tempat penampungan/ resapan air bila ada pepohonannya. Karena terjadi penebangan/ penggundulan hutan secara membabi buta akibatnya dirasakan saat musim hujan turun. Air akan turun langsung tanpa ada yang tertahan pada daerah resapan tersebut. Sehingga sangat terasa pada daerah yang dahulu tidak pernah terjadi banjir. Sekarang terjadi banjir sampai berhari-hari. Sampai sampai daerah lapangan udara yang didesain sangat tinggi lokasinya dan diharapkan jauh dari sebutan banjir, sekarang terjadi banjir dan berhari-hari tidak surut. 1.2
Secara umum hasil produk riset ini akan menghasilkan suatu prototype elemen dinding terbuat dari beton plastik untuk Rumah Sederhana Sehat tahan gempa yang mempunyai standart sesuai dengan Standart Nasional Indonesia. Adapun rangcangan riset yang dilakukan meliputi kegiatan kegiatan sebagai berikut : o
Survey lapangan / Study Literatur. Survey dilapangan dengan melikat bagaimana konstruksi yang ada, sedang dilakukan, baik ditinjau dari sisi waktu, biaya pelaksanaan, sistem pelaksanaan yang umum dilakukan dilapangan sebagai bahan refrensi maupun pembanding.
o
Disain dan Uji Laboratorium. Pekerjaan ini dimulai dengan perancangan bentuk komponen dinding yaitu, balok, kolom dengan dindingnya sendiri. Kemudian dilakukan pengujian pengujian secara numerik untuk mendapatkan hasil yang sesuai. Sedang uji dilaboratorium dilakukan diawali dengan pengujian fisik material pembentuk elemen dinding khususnya material dari limbah seperti plastik, bottom ash dan fly ash dengan PC sebagai perekatnya.
Perumusan Masalah
2.
Bagaimana komposisi PC+Plastik(Pls) dan PC+Pls+Fly-ush dipakai sebagai beton ringan untuk dinding rumah sederhana sehat. Bagaimana karakteristik dinding beton ringan dari komposisi limbah tersebut.
Maksud dan Tujuan. Maksud dari penelitian ini dapat dirumuskan sebagai berikut : o o
Metodologi.
Didalam metodologi riset ini dirancang, untuk mencapai suatu tujuan atau goal akhir sebagai berikut :
Dari uraian diatas maka dapat dirumuskan permasalah dalam penelitian ini sebagai berikut : 1.
Memberikan kontribusi positip Standar Peran cangan Dinding Bangunan Rumah Sederhana. Menghasilkan suatu produk unggulan komponen dinding, suatu rumah sederhana unggulan yang berbasis riset dgn keunggulan kompetitif. Terciptanya inovasi produk komponen rumah sederhana yang mengintegrasikan bahan bahan yang ada dan memanfaatkan limbah sebagai bahan tambahan/ pengganti.
o
Produk prototype elemen dinding (Beton) Melakukan produksi komponen pembentuk dinding (yaitu elemen dinding) yang mampu dirakit menjadi sistem dinding Rumah Sehat sederhana.
Secara Schematis rancangan riset dapat digambarkan seperti gambar 1 dibawah ini.
Pada tahap awal ikut membantu mengatasi limbah plastik dan styrofoam. Meningkatkan nilai ekonomi dari limbah plastik atau Styrofoam yang tak dapat dihancurkan oleh tanah menjadi bahan bernilai ekonomi tinggi sebagai dinding beton ringan rumah sederhana sehat.
Sedangkan tujuan dari penelitian ini meliputi, A-420 Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2009
3.
Gambar 1 Rancangan Riset
Dan disain uji laboratorium sebagai berikut,
Komposisi campuran PC+Plastik dengan perbandingan volume yaitu 1:2; 1:3; 1:4; 1:5; 1:6; 1:7 4. Pembuatan mortar untuk campuran semen portland (pc) dan plastik (Pls) masing-masing 5 buah benda uji sehingga didapat campuran dengan kuat tekan yang mendekati kuat tekan rencana dan dipilih 2 komposisi yang mendekati kuat rencana (mis : A dan B). Kuat tekan diambil berdasarkan pengujian dengan umur 3hr, 14hr, 21hr dan 28hr. 5. Dari komposisi terpilih (A dan B) ditambahkan bottom ash (BA) untuk mengisi bagian-bagian yang tidak dapat diisi oleh plastik. Adapun komposisinya menjadi PC+Pls+BA dengan perbandingan sebagai berikut -. (A1) PC: x1Pls : 4BA; dan (B1) PC: x2Pls: 4BA; -. (A2) PC: x1Pls : 5BA; dan (B2) PC: x2Pls : 5BA; -. (A3) PC: x1Pls : 6BA; dan (B1) PC : x2Pls : 6BA Dari 6 komposisi diatas yang diambil dua komposisi optimal dengan masing masing satu komposisi. Benda uji masing-masing campuran adalah 5 buah. Untuk setiap mortar diuji kuat tekan umur 3, 14, 28 hari dan resapannya umur 28 hari. 6.
Dari komposisi terpilih ditambahkan fly ash dengan komposisi sebagai berikut : -. (C1) PC : x1Pls : y1BA : 1FA ; dan (D1) PC : x2Pls : y2BA : 1FA; Gambar 2 Disain Uji Laboratorium
-. (C2) PC : x1Pls : y1BA : 1,5FA; dan (D2) PC : x2Pls : y2BA :1,5FA; Secara rinci pengujian dapat digambarkan sebagai berikut :
-. (C3) PC : x1Pls : y1BA : 2 FA; dan (D1) PC : x2Pls : y2BA : 2 FA -. (C4) PC : x1Pls : y1BA : 2,5 FA;dan (D4) PC : x2Pls : y2BA : 2,5 FA -. (C5) PC : x1Pls : y1BA : 3 FA; dan (D5) PC : x2Pls : y2BA : 3 FA Dari 10 komposisi diatas yang diambil satu komposisi optimal untuk pembuatan elemen dinding. Benda uji masing-masing campuran adalah 5 buah. Untuk setiap mortar diuji kuat tekan umur 3, 14, 28 hari dan resapannya umur 28 hari. 7.
Gambar 3 Uji Laboratorium Elamen Dinding
3.
Hasil dan Bahasan
Parameter Penelitian untuk Elemen Dinding Untuk elemen dinding, dipakai parameter sebagai berikut : 1. 2.
Faktor air semennya adalah 0,3 Kuat tekan umur 28 hari direncanakan 100 kg/cm2
8.
3.1
Selanjutnya dibuat benda uji silinder Ø 10 cm dengan tinggi 20 cm untuk diuji kuat tekan umur 7 dan 28 hari, masing-masing sebanyak 3 buah benda uji. Pembuatan elemen dinding dengan ukuran 50x50x 8 cm untuk diuji kuat lenturnya.
Uji Material Yang Digunakan
A.
Semen Portland (pc) Semen yang dipakai adalah semen Portland type I dari PT. Semen Gresik. Pemakaian semen type I ini dikarenakan tidak dibutuhkan syarat khusus dalam keperluan konstruksi serta mudah didapat dipasaran. A-421
ISBN 978-979-18342-1-6
Hasil uji kimia dari semen Portland didapat Uji yang dilakukan oleh PT. Semen Gresik (Pesero). Tabel 1 Komposisi Kimia Semen Gresik Type 1
Tabel 2 Hasil Uji Fisik Semen Gresik Type 1
3.2
Hasil Uji Komposisi Elemen Dinding.
Untuk mendapatkan komposisi optimal dari campuran PC+Pls, dibuat benda uji mortar ukuran 5 cm x 5 cm x 5 cm. Komposisi yang dirancang adalah PC+Pls sebagai berikut 1:2; 1:3; 1:4; 1:5; 1:6; 1:7. Masing-masing komposisi dibuat 5 (lima) buah benda uji untuk diuji kuat tekannya pada umur 3, 14 dan 28 hari. lihat tabel 4. Dari campuran P (50 % pc dan 50 % f.a) adalah yang paling ekonomis karena mempunyai kuat tekan rata-rata umur 28 hari sebesar 196 kg/cm2. Sedangkan kuat tekan dinding non struktur setara dengan batu bata yaitu 25 kg/cm2. Selanjutnya komposisi P (50 % pc ; 50 % f.a) akan dicampur dengan styrofoam sebanyak 60 %, 65 % dan 70 % dari volume benda uji mortar yang kemudian akan di uji kuat tekannya umur 3 hari, 14 hari dan 28 hari. Dari tabel 4 campuran B (1pc : 2 Pls) dan C (1pc : 3 Pls) adalah 2 komposisi yang terpilih karena mempunyai kuat tekan rata-rata umur 28 hari sebesar 7,4 MPa atau 74 kg/cm2 dan 5,5 MPa atau 55 kg/cm2
B.
Fly-ash (Fa).
Dalam penelitian ini dipakai fly ash dari daerah Paiton, Jawa Timur. Uji kimia fly ash dilakukan oleh Team Afikasi dan Konsultasi Industri Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS. Hasil uji kimia seperti tercantum pada tabel 3. Tabel 3 Analisa Kimia Fly-ush
Sedangkan kuat tekan dinding non struktur setara dengan batu bata yaitu 15 kg/cm2. Selanjutnya komposisi B2 (1pc : 2 Pls) dan C2 (1pc : 3 Pls) akan dicampur dengan bottom ash (BA) dengan perbandingan BA sbb: 4, 5, 6 bagian untuk tiap tiap komposisi terpilih. Kemudian akan di uji kuat tekannya umur 3 hari, 14 hari, 21 hari dan 28 hari. Memperhatikan tabel 5 Campuran B2 (PC : Pls : BA) dengan komposisi perbandingan 1:2:5 dapat dipakai sebagai campuran untuk elemen dinding, karena kuat tekan umur 28 hari adalah 22 kg/cm2 > dari kuat tekan batu bata yang besarnya 1,5 MPa atau 15 kg/cm2. Untuk meningkatkan kuat tekan dari komposisi ini dilakukan penambahan komposisi dengan fly ash (FA) dengan jumlah bagian sebesar 1, 1.5, 2, 2.5 dan 3 didapat sebagai berikut : Memperhatikan tabel 4.11 maka campuran B 22 (PC : Pls : BA : FA) dengan komposisi perbandingan 1 : 2 : 5 : 2.5 dapat dipakai sebagai campuran untuk elemen dinding, karena kuat tekan umur 28 hari adalah 28 kg/cm2 > dari kuat tekan batu bata yang besarnya 1,5 MPa atau 15 kg/cm2.
4. C.
Plastik (Pls)
Dari hasil uji fisik didapat berat jenis plastik adalah 1,2 dan sampai saat ini belum ada standart SII nya khususnya plastik limbah yang campuran dari berbagai komposisi.
Kesimpulan dan Saran.
Dari uraian diatas secara detail untuk penelitian pada hasil dan bahasan, dapat diambil suatu kesimpulan dan saran sebagai berikut :
4.1 o
Simpulan. Komposisi dinding dengan menggunakan PC+Plastik+Botomm Ash+Fly Ash dapat dipakai dipakai sebagai bahan dinding altenatif untuk rumah sehat sederhana.
A-422 Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2009
o
o
4.2 o
5. 1
2
3
Komposisi dinding dengan perbandingan PC : Pls : BA : FA dengan perbandingan 1 : 2 : 5 : 2.5 merupakan koposisi beton ringan ideal untuk dinding dan merupakan koposisi ideal beton untuk dinding dengan kuat tekan sebesar 28 Kg/cm2. Dan dapat dipakai sebagai campuran beton alternatif untuk dinsing rumah sehat sederhana. Dengan menggunakan Plastik merupakan material pengganti yang sangat murah dan merupakan salah satu inovasi komposisi campuran.
Saran. Perlunya dilakukan pengujian/ penelitian lanjutan khususnya pengaruh plastik terhadap kesehatan bagi penghuni rumah kelak. (tinjauan terhadap kesehatan). Disamping itu perlunya dipertimbangkan pengembangan type dinding yang lain dimana Styrofoam tidak langsung berhubungan dengan manusia dengan menutup fiber semen dan lain sebagainya.
Kepustakaan. ACI Committee 226, [1987] “Ground Granulated Blast-Furnace as Cementitious Constituent in Concrete.”, ACI material journal, JuliAgustus, 1987, hal 327-347. Maholtra,V,M., [2000]. “Concrete technology Past, Present and Future.” ACI SP-114, detroit 2000. Irmawan M, Aulia.,[2002], “Sifat fisik dan mekanik beton Mutu Tinggi dengan Campuran Copper Slag.”, Laporan Penelitian ITS, Juni 2002.
ACI SP-114,[2002], “Fly Ash, Silica Fume, Slag and natural Pozolans in Concrete vol 2.”, Proceding 6th International Confrece Trondheim, Norway, 2002, hal 1677-1695. 5 Arino, Antonio M, Mobasher, Bazin.,[2003] “Effect of Ground Copper Slag on Strength and Toughness of Cementitious Mixes.”, ACI Material Journal, Januari-February, 2003, hal 68-75. 6 ASTM [2003], ”Standars in Building Codes Volume 2” 2003. 7 Irmawan M, Kandar.[2003] “Sifat fisik dan mekanik beton mutu tinggi dengan campuran Copper Slag dilingkungan air laut.”, laporan penelitian ITS, Oktober 2003. 8 Suluch,M, dkk.,[2003], “Penelitian dan Pengembangan Model Rumah Darurat/ Bencana dengan System Bongkar Pasang (Knock Down).”, Lap. Penelitian Kerjasama LPPM-ITS dan Balai Teknologi Permukiman, Pem-Prov Jatim. 2003. 9 Azhari, Imawan,M. dan Subakti,A, [2005], “Pemanfaatan bottom ash dan styrofoam pada pembuatan beton ringan.”, Penelitian JTS FTSP-ITS, 2005. 10 Erno,W dan Irmawan,M., [2006] “Pemanfaatan Material Styrofoam, Sponge dan pulverrised fly ash sebagai bahan pengisi pada pembuatan elemen dinding beton ringan.”, Penelitian JTS FTSP-ITS, 2006. 11 Suluch,M., dkk [2006], „Rancang Bangun Rumah Sederhana Tahan Gempa.”, Laporan Penelitian Hibah Bersaing Perguruan Tinggi, LPPM-ITS. 4
A-423 ISBN 978-979-18342-1-6
Tabel 4
Hasil Uji Mortar (5x5x5cm3) dari campuran PC+Pls
Tabel 5 . Hasil Uji Mortar (5x5x5cm3) dari campuran PC+Pls+BA
A-424 Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2009