STUDI SIFAT MEKANIS MORTAR DENGAN CAMPURAN ABU SERBUK KAYU GERGAJI. Nugeroho Soesanto ABSTRAK

STUDI SIFAT MEKANIS MORTAR DENGAN CAMPURAN ABU SERBUK KAYU GERGAJI Nugeroho Soesanto Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil, Universitas Indonesia,Depok.

ABSTRAK Dengan menambahkan abu serbuk kayu gergaji sebagai material subtitusi parsial yang menggantikan berat semen kedalam campuran mortar dengan komposisi 0%, 5%, 10%, 15%, dan 20% terhadap berat semen. Serangkaian uji coba di laboratorium dilakukan untuk mengetahui pengaruh terhadap kuat tarik maupun kuat tekan dari mortar dengan campuran abu serbuk kayu gergaji. Hasil evaluasi data saat ini didapatkan bahwa : Penggunanaan abu serbuk kayu gergaji pada campuran mortar mengakibatkan penurunan terhadap kuat tekan kuat tarik langsung, dan kuat tarik lentur pada mortar, dimana semakin besar komposisi penambahan abu serbuk kayu gergaji maka semakin kecil kekuatan mortar dalam menahan gaya tekan maupun gaya tarik yang terjadi pada mortar. Kata kunci : Abu Serbuk Kayu Gergaji, Mortar, Kuat Tekan, Kuat Tarik Langsung, Kuat Tarik Lentur PENDAHULUAN terhadap subsitusi berat pasir dan subsitusi berat semen dapat mempengaruhi sifat mekanis mortar. Dapat dilihat dari kuat tarik dan kuat tekan mengalami penurunan dibandingkan dengan mortar tanpa penambahan serbuk gergaji kayu jati (Tectona Grandis L.f), akan tetapi berbeda dengan pengujian daya serap air yang mengalami peningkatan. Turgut,P. 2006, dalam studi penelitianya menyelidiki potensi limbah bubuk kapur (LPW) dan limbah serbuk kayu gergaji (WPW) dalam campuran semen untuk menghasilkan bahan bangunan yang lebih baik. Beberapa sifat fisis dan mekanis dalam penelitian ini di uji seperti, pengujian kuat tekan, kuat tarik, berat satuan, dan nilai penyerapan air memenuhi standar internasional. Hasil pengujian ini menunjukan penggunaan serbuk kayu gergaji tidak menimbulkan patah getas secara tiba-tiba, bahkan diluar batas kegagalan atau beban maksimal pada beton, serta menunjukan penyerapan kapasitas yang tinggi, mengurangi berat satuan, dan menjadikan permukaan beton lebih halus. Hal ini dapat dimanfaat kan

Sumber daya alam di negara kita tersedia cukup melimpah, namun tidak bisa dikatakan tak terbatas, bahkan terkadang cukup menggelisahkan. Pemanfaatan sumber daya alam haruslah diusahakan sehingga mencapai daya guna dan tepat guna yang sebesar-besarnya, dengan demikian optimasi dapat dicapai. Dengan memanfaatkan abu serbuk gergaji sebagai bahan campuran pada mortar semen diharapkan diperoleh keuntungan dari bahan dan dapat meningkatkan nilai tambah dan nilai guna bahan sehingga dapat meningkatkan nilai ekonominya, serta sedikit banyak dapat mengatasi dampak negatif limbah industri kayu terhadap lingkungan. Setyawan, M.I.B, (2006), melakukan penelitian mengenai seberapa besar pengaruh dari penambahan serbuk gergaji kayu jati (Tectona Grandis L.f) terhadap subsitusi berat pasir dan subsitusi berat semen pada mortar semen ditinjau dari kuat tekan, kuat tarik dan daya serap air. Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa penambahan serbuk gergaji kayu jati (Tectona Grandis L.f) 1

Studi sifat.., Nugeroho Susanto, FT UI, 2013

butir–butir agregat agar terjadi suatu massa yang kompak atau padat, selain itu juga untuk mengisi rongga diantara diantara butiran–butiran agregat. Semen merupakan bahan ikat yang penting dan banyak digunakan dalam pembangunan fisik di sektor konstruksi sipil. Jika ditambah air, semen akan menjadi pasta semen. Jika ditambah agregat halus, pasta semen akan men jadi mortar yang jika digabungkan dengan agregat kasar akan menjadi campuran beton segar yang setelah mengeras akan menjadi beton keras (concrete) (Mulyono, 2003). Beberapa negara sudah memiliki standar yang mencantumkan kekuatan adukan mortar. ASTM C-270 mencantumkan persyaratan mortar sebagai berikut : 1. Adukan tipe M Adukan tipe M adalah adukan dengan kuat tekan yang tinggi, dipakai untuk dinding bata bertulang, dinding dekat tanah, pasangan pondasi, adukan pasangan pipa air kotor, adukan dinding penahan dan adukan untuk jalan. Kuat tekan minimumnya adalah 175 kg/cm2. 2. Adukan tipe N Adukan tipe N adalah adukan dengan kuat tekan sedang, dipakai bila tidak disyaratkan menggunakan tipe M, tetapi diperlukan daya rekat tinggi serta adanya gaya samping. Kuat tekan minimum 124 kg/cm2. 3. Adukan tipe S Adukan tipe S adalah adukan dengan kuat tekan sedang, dipakai untuk pasangan terbuka diatas tanah. Kuat tekan minimum 52,5 kg/cm2 4. Adukan tipe O Adukan tipe O adalah jenis adukan dengan kuat tekan rendah, dipakai untuk konstruksi dinding yang tidak menahan beban yang tidak lebih dari 7 kg/cm2 dan gangguan

untuk pembuatan batu bata, karena memiliki berat yang lebih ringan, permukaan yang lebih halus dan memiliki hambatan suara yang baik. Potensi limbah abu kayu dijadikan bahan additive pada campuran beton, telah diteliti oleh Udoeyo, dkk (2006). Komposisi campuran yang dilakukan yaitu 0, 5, 10, 15, 20, 25, dan 30% dari berat semen dengan komposisi beton 1 semen : 2 agregat halus : 4 semen : 0.56 rasio air semen (fas). Pengujian yang dilakukan meliputi, kuat tekan dan penyerapan air. Dari hasil didapat bahwa campuran beton dengan abu kayu, tidak meningkatkan kuat tekan beton, dan dapat menambah kelecakan beton, berdasarkan pengujian slump yang dilakukan. Menurut hasil penelitian Siswadi, dkk (2007), penambahan abu serbuk kayu sebesar 1kg/m3 terhadap campuran semen dapat meningkatkan kuat tekan beton sebesar 3,1% dari beton normal, yaitu kuat tekan beton normal 26,293 MPa menjadi 27,100 MPa. Serta meningkatkan waktu ikat beton, yang berakibat penurunan tingkat workability, akan tetapi masih memenuhi syarat bahwa beton masih dalam taraf mudah dikerjakan. DASAR TEORI Material pembentuk mortar disini terdiri dari semen Portland, agregat halus (pasir), air dan 5 variasi kadar abu serbuk gergaji berdasarkan substitusi pengurangan berat semen, yaitu 0%, 5%, 10%, 15% dan 20%. a. Sement Portland Semen Portland atau biasa disebut semen adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker, yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis dengan gips sebagai bahan tambahan (SK SNI S – 04 – 1989 – F). Semen Portland merupakan bahan ikat untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu massa yang padat. Fungsi semen ialah untuk merekatkan 2


kadar lumpur melebihi 5% pasir harus dicuci. c. Abu Serbuk Gergaji Kayu Bahan utama dari abu serbuk gergaji kayu ini yaitu berasal dari jenis kayu jati. Kayu jati memiliki nama botani Tectona grandits L.f. Di Indonesia kayu jati memiliki berbagai jenis nama daerah yaitu delek, dodolan, jate, jatih, jatos, kiati, kulidawa, dan lain-lain. Kayu ini merupakan salah satu kayu terbaik di dunia. Berdasarkan PPKI 1961 termasuk kayu dengan tingkat pemakaian I, tingkat kekuatan II dan tingkat keawetan I. Pohon jati tumbuh baik pada tanah sarang terutama tanah yang mengandung kapur pada ketinggian 0-700 m di atas permukaan laut, di daerah dengan musim kering yang nyata dan jumlah curah hujan rata-rata 1200-2000 mm per-tahun. Banyak terdapat di seluruh Jawa, Sumatra, Nusa Tenggara Barat, Maluku dan Lampung. Pohon jati dapat tumbuh mencapai tinggi 45 m dengan panjang batang bebas cabang 15-20 m dan diameter batang 50-220 mm dengan bentuk batang beralur dan tidak teratur. Kayu jati memiliki serat yang halus dengan warna kayu mula-mula sawo kelabu, kemudian berwarna sawo matang apabila lama terkena cahaya matahari dan udara. Serat kayu memiliki arah yang lurus dan kadang-kadang terpadu, memiliki panjang serat rata-rata 1316µ dengan diameter 24,8µ dan tebal dinding 3,3µ. Struktur pori sebagian besar soliter dalam susunan tata lingkaran, memiliki diameter 20-40µ dengan frekuensi 3-7 per-mm². Karena sifat-sifatnya yang baik, kayu jati merupakan jenis kayu yang paling banyak dipakai untuk berbagai keperluan. Sifat-sifat kayu jati secara lengkap dapat dilihat pada tabel 2.2. Pada industri pengolahan

cuaca tidak berat. Kuat tekan minimumnya adalah 24,5 kg/cm2. 5. Adukan tipe K Adukan tipe K adalah adukan dengan kuat tekan rendah, dipakai untuk pasangan dinding terlindung dan tidak menahan beban, serta tidak ada persyaratan mengenai kekuatan. Kekuatan minimum 5,25 kg/cm2. b. Agregat Halus Agregat halus (pasir) adalah bahan batuan halus yang terdiri dari butiran sebesar 0,14 mm sampai 5 mm didapat dari hasil diintegrasi batu alam (natural sand) atau dapat juga pemecahanya (artifical sand), dari kondisi pembentukan tempat terjadinya pasir alam dapat dibedakan atas : pasir galian, pasir sungai, pasir laut yaitu bukit-bukit pasir yang dibawa ke pantai. Agregat adalah butir mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran mortar atau beton. Agregat ini menempati kurang lebih 70% dari volume mortar atau beton, sehingga akan sangat berpengaruh terhadap kekuatannya. Persyaratan pasir menurut SNI 036821-2002 agar dapat digunakan sebagai bahan bangunan adalah sebagai berikut : 1. Susunan butiran agregat halus mempunyai kehalusan 2,0-3,0. 2. Agregat halus terdiri dari butiranbutiran tajam dan keras. 3. Butiran-butiran halus bersifat kekal, artinya tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca. Sifat kekal agregat halus dapat diuji dengan larutan jenuh garam. Jiga dipakai natrium sulfat bagian yang hancur maksimum 10% berat, sedangkan jika dipakai magnesium sulfat yang hancur maksimum 15% berat. 4. Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5% (terhadap berat kering). Jika 3


kayu, jati diolah menjadi kayu gergajian, plywood, blackbord, particleboard, mebel air dan sebagainya. Sintering Sintering merupakan proses pemanasan dibawah titik leleh dalam rangka membentuk fase kristal baru sesuai dengan yang diinginkan dan bertujuan membantu mereaksikan bahan-bahan penyusun baik bahan keramik maupun bahan logam. Proses sintering akan berpengaruh cukup besar pada pembentukan fase kristal bahan. Fraksi fase yang terbentuk umumnya bergantung pada lama dan atau suhu sintering. Semakin besar suhu sintering dimungkinkan semakin cepat proses pembentukan kristal tersebut. Besar kecilnya suhu juga berpengaruh pada bentuk serta ukuran celah dan juga berpengaruh pada struktur pertumbuhan kristal (setyowati, 2008). Pada proses sintering, terjadi proses pembentukan fase baru melalui proses pemanasan dimana pada saat terjadi reaksi komponen pembentuk masih dalam bentuk padat dari campuran serbuk. Hal ini bertujuan agar butiran-butiran (grain) dalam partikel-partikel yang berdekatan dapat bereaksi dan berikatan. Proses sintering fase padat terbagi menjadi tiga, yaitu: a. Tahap awal Pada tahap awal ini terbentuk ikatan atomik. Kontak antar partikel membentuk leher yang tumbuh menjadi batas butir antar partikel. Pertumbuhan akan menjdi semakin cepat dengan adanya kenaikan suhu sintering. Pada tahap ini penyusutan juga terjadi akibat permukaan porositas menjadi halus. b. Tahap menengah

Pada tahap ini terjadi desifikasi dan pertumbuhan partikel yaitu butir kecil larut dan bergabung dengan butir besar. Akomodasi bentuk butir ini menghasilkan pemadatan yang lebih baik. Pada tahap ini juga berlangsung penghilangan porositas. Akibat pergeseran batas butir, porositas mulai saling berhubungan dan membentuk silinder di sisi butir. c. Tahap akhir Fenomena desifikasi dan pertumbuhan butir terus barlangsung dengan laju yang lebih rendah dari sebelumnya. Demikian juga dengan proses penghilangan porositas, pergeseran batas butir terus berlanjut. Apabila pergeseran batas butir lebih lambat daripada porositas maka porositas akan mucul dipermukaan dan saling berhubungan. Akan tetapi jika pergeseran batas butir lebih cepat daripada porositas maka porositas akan mengendap di dalam produk dan akan sulit dihilangkan Scaning Electron Microscopy (SEM) Elektron memiliki resolusi yang lebih tinggi daripada cahaya. Cahaya hanya mampu mencapai 200nm sedangkan elektron bisa mencapai resolusi sampai 0,1 – 0,2 nm. Dibawah ini diberikan perbandingan hasil gambar mikroskop cahaya dengan elektron.

Gambar 2.3 Perbandingan Hasil Gambar Mikroskop Cahaya Dengan Elektron (sumber:iastate.edu)

4 Studi sifat.., Nugeroho Susanto, FT UI, 2013

Pada sebuah mikroskop elektron (SEM) terdapat beberapa peralatan utama antara lain: 1. Pistol elektron, biasanya berupa filamen yang terbuat dari unsur yang mudah melepas elektron misal tungsten. 2. Lensa untuk elektron, berupa lensa magnetis karena elektron yang bermuatan negatif dapat dibelokkan oleh medan magnet. METODELOGI PENELITIAN Metode penelitian ini dilakukan dengan cara melakukan pengujian dilaboratorium sesuai dengan standar yang berlaku. Metode penelitian yang digunakan adalah mencarai nilai kuat tekan, kuat tarik langsung dan kuat tarik lentur dari mix design mortar semen portland komposit (PCC), agregat halus pasir, dan abu serbuk kayu gergaji. Mix design yang akan dilakukan akan menggunakan perbandingan berat semen PCC, pasir, abu serbuk kayu gergaji sehingga dahulu akan dikaukan pengujian workability untuk mendapatkan faktor air semen (FAS) yang sesuai standar. Setelah didapatkan kadar faktor air semen yang sesuai maka dilakukan pembuatan benda uji untuk pengujian kuat tekan, kuat tarik langsung, dan kuat tarik lentur. Setelah perawatan benda uji, benda

3. Sistem vakum, karena elektron sangat kecil dan ringan maka jika ada molekul udara yang lain elektron yang berjalan menuju sasaran akan terpencar oleh tumbukan sebelum mengenai sasaran sehingga menghilangkan molekul udara menjadi sangat penting.

menghasilkan sifat kuat tekan, kuat tarik langsung, kuat tarik lentur yang baik dari mortar dengan variasi perbandingan penggunaan abu serbuk kayu gergaji terhadap komposisi berat semen sebesar 0%, 5%, 10%, 15%, dan 20%. Semen portland komposit yang digunakan tidak dilakukan pengujian fisik dan kimia karena dianggap sudah memenuhi standar, sedangkan abu serbuk kayu gergaji dan agregat halus hanya dilakukan pengujian fisik. Sebelum pembuatan benda uji dimulai terlebih uji akan di tes sesuai dengan umur pengujiannya, yang kemudian akan dianalisa dan dibuat kesimpulannya. Setelah selesai dilanjutkan dengan analisa dan kemudian kesimpulan dari penelitian ini. Dapat digambarkan flow chart dari penelitian yang akan dilakukan adalah sebagai berikut :


START

Permohonan

Pembuatan

Persiapan Alat Pembakaran abu serbuk kayu gergaji dengan suhu 700⁰C

Pengujian Agregat Halus (analisa ayakan, berat jenis dan penyerapan air, kadar lumpur)

Pengujian Abu Serbuk Kayu Gergaji

Rancang Awal

Pengujian FAS

Rancang Pakai Pembuatan Perawatan Pengujian Mortar Keras (Kuat tekan, kuat tarik langsung, kuat tarik lentur) Analisa Kesimpulan


a. Pengujian analisa ayak agregat halus (pasir) Hitung persen bahan yang lolos saringan Bahan lolos saringan W3 = (W1-W2) x 100% Dimana : W1 = berat benda uji + wadah gram W2 = berat wadah gram W3 = % bahan lolos saringan

d. Pengujian analisa ayak abu serbuk kayu gergaji Hitung persen bahan yang lolos saringan Bahan lolos saringan W3 = (W1-W2) x 100% Dimana : W1 = berat benda uji + wadah gram W2 = berat wadah gram W3 = % bahan lolos saringan e. Pengujian berat jenis abu serbuk kayu gergaji Perhitungan

b. Pengujian berat jenis dan penyerapan air dari agregat halus Perhitungan Berat jenis curah (Bulk Specific Gravity) = A

Berat jenis

Keterangan : V1= Pembacaan pertama pada skala botol V2 = Pembacaan kedua pada skala botol (V2 – V1) = Isi cairan yang dipindahkan oleh semen dengan berat tertentu d = Berat isi air pada suhu 4⁰C. (1 gram/cm3)

B+S-C Berat jenus jenuh kering permukaan (SSD) = S B+S–C Berat jenis semu (Apparent Specific Gravity) = A B+A-C Penyerapan (Absorbsi) =

=Berat abu serbuk kayu gergaji ( V 1 – V2 )

f. Pengujian Konsistensi (FAS) Perhitungan Ukur diameter mortar setelah pengujian (diketuk), pada 4 (empat) tempat, lalu diratakan-ratakan (D1 mm).

S – A A

Keterangan : A = Berat (gram) dari benda uji oven dry B = Berat (gram) dari piknometer berisi air C = Berat (gram) dari piknometer dengan benda uji dan air sesuai kapasitas kalibrasi S = Berat (gram) kondisi jenuh kering permukaan

Nilai Flow = D1 – D 0 D0 D1

x 100%

= Da + Db + Dc + Dd 4

Keterangan : Da – Dd = diameter mortar pada empat posisi (mm) D0 = diameter awal (dasar kerucut / cetakan) (mm)

c. Pengujian kadar lumpur Perhitungan Kadar lumpur agregat = W1 – W2 x 100 % W2 7


g. Setting Time (Berdasarkan ASTM 19104) Angka yang telah terbaca pada tongkat penetrometer dibagi dengan ukuran ujung penusuk yang digunakan. Ukuran mata penusuk : 1’, ½’, ¼’, 1/10’, 1/20’. Penentuan penetrasi resistan dengan waktu yang dilalui menggunakan persamaan analisa regresi linear. h. Uji Kuat Tekan Nilai kuat tekan yang diperoleh dihitung dari besar beban tekan maksimum (P) dibagi dengan luas penampang yang terkecil (mm2). Besarnya kuat tekan mortar semen dihitung dengan rumus : Kuat tekan mortar semen (fc’) = P(Mpa) A

j. Uji Kuat Tarik Lentur Nilai kuat lentur dapat dihitung dengan menggunakan rumus : Kuat lentur mortar (σlt) = (N/mm2 atau kg/cm2) 3Pxl 2bh2 Dimana : P = Beban maksimum (N atau kg) l = Jarak (cm atau mm) b= Lebar benda uji (cm atau mm) h= Tinggi benda uji (cm atau mm) k. Pengujian Absorpsi Perhitungan At = (Wt – Wo) x 10000/L1xL2 Dimana Wt = berat benda uji pada waktu T (gram) Wo = berat tetap awal benda uji (gram)

Dimana : fc’ = kuat tekan mortar semen (Mpa) P = beban maksimum (N) A = luas penampang benda uji (mm2) i. Uji Kuat Tarik Langsung Nilai kuat tarik yang diperoleh dihitung dari besar beban tarik maksimum (P) dibagi dengan luas penampang yang terkecil (mm2). Besarnya kuat tarik mortar semen dihitung dengan rumus : fct = P A

l. Pengujian Scenning Electro Microscope (SEM) Pengujian dilakukan pihak laboratorium Metalurgi Universitas Indonesia, Depok. DATA DAN ANALISA PENELITIAN a. Data dan Analisa Pengujian Ayak Agregat Halus (Pasir Lampung) Pengujian analisa ayakan agregat halus bertujuan untuk mengetahui ukuran butiran agregat halus. Berikut data hasil pengujian ayak agregat halus (pasir lampung):

Dimana : fct = kuat tarik mortar semen ( kg/cm2 atau N/mm2 ) P = beban tekan ( N atau kg ) A = luas bidang tekan ( cm2 atau mm2 )


Tabel 4.1. Pengujian Analisa Ayak Agregat Halus (Pasir Lampung)

4.1.1

Analisa Pengujian Ayak Agregat Halus (Pasir Lampung) Berdasarkan tabel 4.1 didapat hasil pengujian analisa ayak agregat halus memiliki gradasi lolos ayakan 2,36 mm (ayakan no. 8) dengan persentase lolos ayakan sebesar 95%. Hasil ayakan ini kemudian dianalisa berdasarkan British Standard (BS 882,1973) dan ASTM C 33-78. Tabel 4.2. Pengujian Analisa Ayak Agregat Halus Berdasarkan BS 882:1973, dan ASTM C33-78

Menurut BS 882:1973, kekasaran agregat halus dapat dibagi menjadi 4 (empat) zone yaitu zone 1, zone 2, zone 3, dan zone 4. Dari tabel 4.2 diketahui bahwa gradasi butiran agregat halus pasir lampung berada pada zona 2 yaitu daerah gradasi pasir agak kasar. Dapat dilihat pada grafik berikut ini :

Grafik 4.2. Gradasi pasir berdasarkan ASTM C33-78


Fine Modulus (FM) =

Σ

%Tertahan Komulatif 100

Fine modulus yang dihasilkan pada pengujian ini sebesar 2,537% dan memenuhi syarat berdasarkan ASTM C33-78 yaitu 2,3 sampai 3,1% 4.2 Data dan Analisa Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Halus 4.2.1 Data Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus (Pasir Lampung) Tabel 4.4. Data Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus (Pasir Lampung)

4.2.2

Analisa Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus (Pasir Lampung) Berdasarkan Tabel.4.3 hasil pengujian kadar lumpur agregat halus, diketahui bahwa persentase kadar lumpur adalah 2,75%.Terlihat bahwa kadar lumpur agregat halus yang telah diuji lebih kecil dari syarat mutu ASTM C33 untuk agregat halus yaitu kurang dari 5%, sehingga dapat dikatakan agregat halus tersebut memenuhi syarat kadar lumpur, dan agregat ini tidak perlu dicuci lagi dalam pemakaiannya sebagai campuran mortar. 4.3 Data dan Analisa Pengujian Ayak Abu Serbuk Kayu Gergaji (Proses Pembakaran 700⁰C Selama 3 Jam) 4.3.1 Data Hasil Pengujian Ayak Abu Serbuk Kayu Gergaji (Proses Pembakaran 700⁰C Selama 3 Jam) Pengujian analisa ayakan abu serbuk kayu gergaji bertujuan untuk mengetahui ukuran butiran abu serbuk kayu gergaji. Berikut data hasil pengujian ayak abu serbuk kayu gergaji (proses pembakaran 700⁰:C selama 3 jam) : Tabel 4.5. Pengujian Analisa Ayak Abu Serbuk Kayu Gergaji (proses pembakaran 700⁰:C selama 3 jam)


4.3.2

Analisa Pengujian Ayak Abu Serbuk Kayu Gergaji (Proses Pembakaran 700⁰C Selama 3 Jam) Berdasarkan tabel 4.5 didapat hasil pengujian analisa ayak abu serbuk kayu gergaji memiliki gradasi lolos ayakan 0,6 mm (ayakan no. 30) dengan persentase lolos ayakan sebesar 98,6%. Hasil ayakan ini kemudian dianalisa berdasarkan British Standard (BS 882,1973) dan ASTM C 33-78. Tabel 4.6. Pengujian Analisa Ayak Abu Serbuk Kayu Gergaji (Proses Pembakaran 700⁰C Selama 3 Jam). Berdasarkan BS 882:1973, dan ASTM C33-78

Menurut BS 882:1973, kekasaran agregat halus dapat dibagi menjadi 4 (empat) zone yaitu zone 1, zone 2, zone 3, dan zone 4. Dari tabel 4.6 diketahui bahwa gradasi butiran abu srbuk kayu gergaji berada diluar batas zone yang ada. Berdasarkan ASTM C33-78, nilai lolos komulatif abu serbuk kayu gergaji berada diluar batas minimum dan maximum persentase lolos komulatif agregat halus. Dapat dilihat pada grafik berikut ini :

Grafik 4.4. Gradasi abu serbuk kayu gergaji berdasarkan ASTM C33-78

Fine Modulus (FM) =

Σ

%Tertahan Komulatif 100

Fine modulus yang dihasilkan pada pengujian ini sebesar 0,85% dan tidak memenuhi syarat untuk agregat halus berdasarkan ASTM C33-78 yaitu 2,3 sampai 3,1%


4.4

Data dan Analisa Pengujian Berat Jenis Abu Serbuk Kayu Gergaji (Proses Pembakaran 700⁰C Selama 3 Jam) 4.4.1 Data Hasil Pengujian Berat Jenis Abu Serbuk Kayu Gergaji (Proses Pembakaran 700⁰C Selama 3 Jam) Tabel 4.7. Pengujian Berat Jenis Abu Serbuk Kayu Gergaji (proses pembakaran 700⁰:C selama 3 jam)

4.4.2

4.5

Analisa Pengujian Berat Jenis Abu Serbuk Kayu Gergaji (Proses Pembakaran 700⁰C Selama 3 Jam) Berdasarkan hasil pengujian berat jenis abu serbuk gergaji dengan proses pembakaran 700⁰C selama 3 jam diperoleh nilai berat jenis abu serbuk gergaji sebesar 2,13 gram/cm³, dimana berat jenis abu serbuk kayu gergaji ini lebih kecil dibandingkan dengan berat jenis semen portland sekitar 3,15 gram/cm³. Data dan Analisa Pengujian Konsistensi Mortar

4.5.1

Data Hasil Pengujian Konsistensi Mortar Besaran nilai flow mortar diperoleh secara langsung ketika proses pengadukan selesai dilaksanakan. Pengujian ini bertujuan untuk mengukur tingkat kelecakan campuran mortar segar yang menggambarkan tingkat kemudahan pengerjaannya (workability). Berikut adalah data hasil pengujian konsistensi mortar berdasarkan hasil rancang campur mortar :

Tabel 4.8. Nilai Flow Table Hasil Pengujian Konsistensi Mortar


4.5.2

mortar semen yang dilakukan pengujian antara lain : Berikut ini merupakan perbandingan hasil waktu ikat awal dan waktu ikat akhir pada pengujian mortar dengan komposisi berdasarkan campuran abu serbuk kayu gergaji terhadap subtitusi berat semen :

Analisa Pengujian Konsistensi Mortar Berdasarkan hasil pengujian konsistensi mortar dengan metode trial & error didapatkan nilai faktor air semen yang berbeda dari setiap variasi campuran, dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa penyerapan air akibat penambahan abu serbuk kayu gergaji cukup tinggi, hal tersebut dapat dilihat dari penggunaan air yang digunakan lebih banyak dibandingkan dengan mortar normal.

Tabel 4.14. Perbandingan Hasil Setting Time Mortar

No.

Persentase Campuran Abu Serbuk Kayu Gergaji

1 2 3 4 5

0% 5% 10% 15% 20%

Waktu Ikat Awal

Waktu Ikat Akhir

(menit)

(menit)

75 76 85 87 92

140 145 170 200 225

Berdasarkan tabel 4.14 dapat disimpulkan bahwa penambahan abu serbuk kayu gergaji dapat memperlambat waktu ikat awal dan waktu ikat akhir. Grafik 4.5. Histrogram Perbandingan nilai FAS Berdassrkan Variasi Mortar

4.7 Data dan Analisa Pengujian Sifat Mekanis Mortar Pengujian pengaruh penambahan abu serbuk kayu gergaji terhadap subtitusi berat semen terhadap beberapa sifat mekanis mortar juga perlu dilakukan untuk mengetahui sejauh mana pengaruh penggunaan abu serbuk kayu gergaji tersebut terhadap sifat mekanis antara lain melakukan pengujian kuat tekan, kuat tarik langsung dan kuat tarik lentur adukan mortar dapat dilihat berdasarkan tabel 4.27.

4.6

Data dan Analisa Pengujian Setting Time Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui waktu ketika mortar semen tersebut mulai mengikat sehingga setelah waktu tersebut dilalui , mortar semen tidak boleh diganggu lagi ataupun diubah kembali kedudukannya, adapun

4.7.1

Pengujian Kuat Tekan Mortar Pengujian kuat tekan dilakukan sampai umur 28 hari, dan dihasilkan kuat tekan maksimum. Hasil pengujian kuat tekan mortar dengan bahan tambah abu serbuk kayu gergaji dan jenis-jenis tipe 13


No. 1 2 3 4 5

Keterangan Mortar Normal Mortar + 5% Abu Serbuk Kayu Gergaji Mortar + 10% Abu Serbuk Kayu Gergaji Mortar + 15% Abu Serbuk Kayu Gergaji Mortar + 20% Abu Serbuk Kayu Gergaji

Umur Pengujian

Berat Jenis

Kuat Tekan

(hari)

Faktor Air Semen

(gram/cm³)

(Mpa)

Tipe Adukan Mortar

28

0,6

1,96

18,44

M

28

1,0

1,96

13,03

N

28

1,0

1,71

12,28

N

28

1,1

1,64

10,41

S

28

1,1

1,55

7,47

S

Tabel 4.27. Pengujian Kuat Tekan Berdasarkan Komposisi Campuran Abu Serbuk Kayu Gergaji

campuran mortar. Kuat tekan tertinggi terjadi pada konsentrasi penambahan abu serbuk kayu gergaji 10% terhadap subtitusi berat pasir kemudian kuat tekan akan semakin menurun sampai pada kadar 20% . 4.7.2 Pengujian Kuat tarik Langsung Pengujian kuat tarik langsung dilakukan sampai umur 28 hari, dan dihasilkan kuat tarik maksimum. Hasil pengujian kuat tarik langsung mortar dengan bahan tambah abu serbuk kayu gergaji dapat dilihat berdasarkan tabel 4.27.

Data yang diperoleh dari pengujian kuat tekan mortar diplotkan dalam bentuk grafik dan ditentukan jenis kurva yang sesuai. Untuk menyatakan hubungan kadar abu serbuk kayu gergaji dengan kuat tekan dipilih jenis kurva non linier. Hubungan antara kadar abu serbuk kayu gergaji dengan kuat tekan mortar dapat dilihat pada gambar grafik 4.16.

Grafik 4.16. Kuat Tekan Mortar Pada Umur 28 Hari

Dari gambar grafik 4.16 dapat dilihat bahwa kuat tekan mortar akan semakin menurun dengan bertambahnya kadar abu serbuk kayu gergaji pada 14 Studi sifat.., Nugeroho Susanto, FT UI, 2013

Tabel 4.33. Pengujian Kuat Tarik Langsung Berdasarkan Komposisi Campuran Abu Serbuk Kayu Gergaji

No.

Umur Pengujian

Keterangan

Berat

Kuat Tarik

(hari)

Faktor Air Semen

(gram)

(Mpa)

1

Mortar Normal

28

0,6

120,20

1,17

2

Mortar + 5% Abu Serbuk Kayu Gergaji

28

1,0

107,60

0,76

3


28

1,0

98,80

0,35

4


28

1,1

88,80

0,27

5


28

1,1

74,00

0,18

Data yang diperoleh dari pengujian kuat tarik langsung mortar diplotkan dalam bentuk grafik dan ditentukan jenis kurva yang sesuai. Untuk menyatakan hubungan Hubungan antara kadar abu serbuk kayu gergaji dengan kuat tarik langsung mortar dapat dilihat pada gambar grafik 4.22.

kadar abu serbuk kayu gergaji dengan kuat tarik langsung dipilih jenis kurva non linier.

Berdasarkan grafik diatas, sama halnya seperti pengujian kuat tekan pada mortar dengan penambahan abu serbuk kayu gergaji kekuatan tarik langsung mortar menurun, hal tersebut diakibatkan karena abu serbuk kayu gergaji memiliki daya serap air yang tinggi sehingga nilai faktor air semen pada campuran mortar menjadi besar. Dengan begitu kekuatan mortar akan menurun.

Grafik 4.22. Kuat Tarik Langsung Mortar Pada Umur Pengujian 28 Hari


4.7.3

Pengujian Kuat Tarik Lentur Pengujian kuat tarik lentur dilakukan sampai umur 28 hari, dan dihasilkan kuat tarik maksimum. Hasil pengujian kuat tarik lentur mortar dengan bahan tambah abu serbuk kayu gergaji dapat dilihat berdasarkan tabel 4.39. Tabel 4.39. Pengujian Kuat Tarik Lentur Berdasarkan Komposisi Campuran Abu Serbuk Kayu Gergaji

No.

Umur Pengujian

Keterangan

Faktor Air Semen

(hari)

Kuat Lentur (Mpa)

1

Mortar Normal

28

0,6

4,14

2


28

1,0

3,47

3


28

1,0

3,18

4


28

1,1

2,60

5


28

1,1

1,69

Berdasarkam analisa diatas diketahui bahwa nilai rata-rata kuat tarik lentur pada mortar dengan kombinasi campuran abu serbuk kayu gergaji tidak mengalami kenaikan kuat tarik lentur, dengan kata laiin semakin rendah kadar abu serbuk kayu gergaji maka nilai kuat tarik lentur yang dihasilkan semakin tinggi.

4.8

Data dan Analisa Pengujian Absorpsi Tabel 4.45. Variasi Pengujian Absorpsi Mortar Berdasarkan Komposisi Abu Serbuk Kayu Gergaji

No. 1 2 3 4 5

Umur Pengujian

Keterangan Mortar Normal Mortar + 5% Abu Serbuk Kayu Gergaji Mortar + 10% Abu Serbuk Kayu Gergaji Mortar + 15% Abu Serbuk Kayu Gergaji Mortar + 20% Abu Serbuk Kayu Gergaji

Absorpsi

(hari)

15 Menit

60 Menit

4 Jam

24 Jam

28

35

82

105

126

28

46

117

149

170

28

63

147

191

205

28

96

177

227

256

28

126

228

274

290

Berdasarkan tabel 4.45 variasi penambahan abu serbuk akyu gergaji terhadap campuran mortar mempengaruhi nilai abbsorpsi pada mortar dimana semakin banyak penambahan komposisi abu serbuk kayu gergaji menyebabkan nilai absorpsi pada mortar meningkat . 16 Studi sifat.., Nugeroho Susanto, FT UI, 2013

4.9

15% dan 20%. Pengujian dilakukan di laboratorium Metalurgi Universitas Indonesi, Depok. Pengujian dilakukan dengan pembesaran 500 kali dan 1000 kali. Berikut ini hasil pengujian SEM :

Data dan Analisa Pengujian Scanning Elektromagnetik (SEM) Pengujian SEM dilakukan pada benda uji mortar dengan komposisi campuran abu serbuk kayu gergaji sebesar 0%, 5%, 10%, 1. Pengujian SEM Mortar Normal

(a) (b) Gambar 4.1. (a). Mortar Normal (Perbesaran 500 kali), (b). Mortar Normal (Perbesaran 1000 kali)

2.

Pengujian SEM Mortar Dengan Campuran Abu Serbuk Kayu Gergaji 5%

(a) (b) Gambar 4.2. (a). Mortar Dengan Campuran Abu Serbuk Kayu Gergaji 5% (Perbesaran 500 kali), (b). Mortar Mortar Dengan Campuran Abu Serbuk Kayu Gergaji 5% (Perbesaran 1000 kali)

3.




4.



5.



4.9.1

penggunaan abu serbuk kayu gergaji sebagai pengganti semen, sebagai berikut : 1. Berdasarkan hasil pengujian konsistensi mortar dengan metode trial & erorr didapat kesimpulan bahwa penambahan abu serbuk kayu gergaji dapat meningkatkan nilai faktor air semen, dimana pada penelitian ini didapatkan hasil, pada mortar normal fas 0,6, sedangkan untuk campuran abu serbuk kayu gergaji pada komposisi 5% dan 10% didapatkan fas 1,0, untuk 15% dan 20% fas 1,1.

Analisa Pengujian Scanning Elektromagnetik (SEM) Berdasarkan hasil scanning Elektromagnetik (SEM), terlihat bahwa mortar mengalami porositas dimana butiran abu serbuk kayu gergaji seperti serat, serta dapat dilihat bahwa penambahan abu serbuk kayu gergaji tidak memberikan ikatan terhadap mortar semen.

PENUTUP Kesimpulan Beberapa kesimpulan yang dapat diambil dari hasil penelitian 18


2. Berdasarkan hasil pengujian waktu ikat, penambahan abu serbuk kayu gergaji dapat meningkatkan waktu ikat awal, dan waktu ikat akhir, dimana berdasarkan hasil penelitian ini waktu ikat awal dan akhir pada mortar normal yaitu 75 menit dan 140 menit, sedangkan untuk komposisi penambahan abu serbuk kayu gergaji 5% waktu ikat awal dan akhir yaitu 76 menit dan 145 menit, 10% abu serbuk kayu gergaji waktu ikat awal dan akhir yaitu 85 menit 170 menit, 15% abu serbuk kayu gergaji waktu ikat awal dan akhir yaitu 87 menit 200 menit, 20% abu serbuk kayu gergaji waktu ikat awal dan akhir yaitu 92 menit 225 menit. 3. Kuat tekan untuk setiap variasi campuran abu serbuk kayu gergaji pada umur 28 hari mencapai 18,44 Mpa untuk mortar normal (0% abu serbuk kayu gergaji), sedangkan untuk mortar dengan komposisi 5% abu serbuk kayu gergaji yaitu 13,03 Mpa, komposisi 10% abu serbuk kayu gergaji yaitu 12,28 Mpa, komposisi 15% abu serbuk kayu gergaji yaitu 10,41 Mpa, komposisi 20% abu serbuk kayu gergaji yaitu 7,47 Mpa. 4. Kuat tarik langsung untuk setiap variasi campuran abu serbuk kayu gergaji pada umur 28 hari mencapai 1,17 Mpa untuk mortar normal (0% abu serbuk kayu gergaji), sedangkan untuk mortar dengan komposisi 5% abu serbuk kayu gergaji yaitu 0,76 Mpa, komposisi 10% abu serbuk kayu gergaji yaitu 0,35 Mpa, komposisi 15% abu serbuk kayu gergaji yaitu 0,27 Mpa, komposisi 20% abu serbuk kayu gergaji yaitu 0,18 Mpa.

5. Kuat tarik lentur untuk setiap variasi campuran abu serbuk kayu gergaji pada umur 28 hari mencapai 4,14 Mpa untuk mortar normal (0% abu serbuk kayu gergaji), sedangkan untuk mortar dengan komposisi 5% abu serbuk kayu gergaji yaitu 3,47 Mpa, komposisi 10% abu serbuk kayu gergaji yaitu 3,18 Mpa, komposisi 15% abu serbuk kayu gergaji yaitu 2,60 Mpa, komposisi 20% abu serbuk kayu gergaji yaitu 1,69 Mpa. 6. Berdasarkan ASTM C-270-73 mortar normal (0% abu serbuk kayu gergaji) di golongkan kedalam adukan tipe M yaitu adukan dengan kuat tekan yang tinggi, dipakai untuk dinding bata bertulang, kuat tekan minimumnya 17,5 Mpa, sedangkan untuk komposisi mortar dengan campuran abu serbuk kayu gergaji 5% dan 10% digolongkan kedalam adukan tipe N dengan kuat tekan minimum 12,4 Mpa, serta untuk mortar dengan campuran abu serbuk kayu gergaji 15% dan 20% digolongkan kedalam adukan tipe S yaitu adukan kuat tekan sedang, dengan kuat tekan minimum 5,25 Mpa dapat digunakan sebagai pasangan terbuka diatas tanah. 7. Nilai absorpsi pada mortar tanpa penambahan abu serbuk kayu gergaji yaitu sebesar 126 gram/cm2, Sedangakan dengan penambahan abu serbuk kayu gergaji pada komposisi 5%, 10%, 15%, dan 20% yaitu 170 gram/cm2, 205 gram/cm2, 256 gram/cm2, 290 gram/cm2. Dari hasil ini diketahui bahwa penyerapan air pada penambahan abu serbuk kayu gergaji sangat tinggi. 19


Ampas Tebu Pada Mortar Terhadap Sifat Mekanik Dan Sifat Fisisnya”. Skripsi Jurusan Fisika, FMIPA UNAND. Setyawan, M.IB. 2006. “Pengaruh Penambahan Serbuk Gergaji Kayu Jati (Tectona Grandis L.f) Pada Mortar Semen Di Tinjau Dari Kuat Tekan, Kuat Tarik Dan Daya Serap”. Skipsi Jurusan Teknik Sipil, Universitas Negeri Semarang. Sjostrom, E. 1995. Wood Chemistry, Fundamentals and Applications, Second Edition. By Academic Press, Inc. 6277 Sea Harbor Drive, Orlando USA. Sitorus, T.K. 2009. “Pengaruh Penambahan Silika Amorf Dari Sekam Padi Terhadap Sifat Mekanis Dan Sifat Fisis Mortar”. Skripsi Jurusan Fisika, FMIPA Universitas Sumatra Utara. Siswadi, Rapa, A., Puspitasari, D., 2007. “Pengaruh Penambahan Serbuk Kayu Sisa Penggergajian Terhadap Kuat Desak Beton”. Jurnal Teknik Sipil Vol. 7 No.2 Februari 2007 : 144 – 151. Suharlina, L., & Sanjaya, H.G. 2007. “Pemanfaatan Biopozzolan Eks Penggilingan Tebu Untuk Meningkatkan Mutu Beton”. Jurnal Badan Penelitian Dan Pengembangan, Departemen Pekerjaan Umum Republik Indonesia. Udoeyo, F., Inyang, H., & Young, D. 2006. "Potential Of Wood Weste Ash as an Additive in Concrete". Journal of material in civil engineering. Available at http://pubs.asce.org/copyright. Tjokrodimuljo, K. 1996. Teknologi Beton. Nafiri, Yogyakarta. Turgut, P. 2006. "Cement Composite with limestone dust and different grades of wood sawdust". Deapartment of Civil Engineering, Harran University, Osmanbey Campus,

DAFTAR PUSTAKA Adesanya, & Raheem. 2007. "Development of Corn Cob Ash Blended Cement". Building, Department, Obafemi Awolowo University, Ile-Ife, Nigeria. Available at www.scincedirect.com Amri, S. 2005. “Teknologi Beton A-Z”. Yayasan John Hi-Tech Indetama, Jakarta. Ban, C.C, Ramli, M. 2010. "The Implementation Of Wood Waste Ash As Partial Cement Replacement Material in The Production of Structural Grade Concrete and Mortar". School of Housing, Building and Planning, University Sains Malaysia, 11800 Penang, Malaysia. Available at www.scincedirect.com Chao-Lung, H., Anh-Tuan, B., Chun-Tsun, C. 2010. "Effect of rice husk ash on the strength and durability characteristic of concrete". Department of Contruction Engineering, National Taiwan University of Science and Technology, 43, keelung Rd, Sec.4, Taipei 106, Taiwan. Available at www.scincedirect.com Dumauw, J.F. 1984. Mengenal Kayu. Gramedia Pustaka, Jakarta Ermiyati. 2007. “Abu Kelapa sawit Sebagai Pengganti Semen Terhadap Kuat Tekan Dan Resapan Air Pada Mortar”. Skripsi Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Riau. Khairat, Y., Amri, A. 2009. “Studi Pemanfaatan Serbuk Gergaji Bahan Baku Pembuatan Sodium Lignosulfonat Dan Aplikasinya Untuk Meningkatkan Kekuatan Beton Mortar”. Skripsi Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Riau. Mulyati, S., Dahlan, D. & Adrilm, E. 2010. “Pengaruh Persen Massa Hasil Pembakaran Serbuk Kayu Dan 20


STUDI SIFAT MEKANIS MORTAR DENGAN CAMPURAN ABU SERBUK KAYU GERGAJI. Nugeroho Soesanto ABSTRAK

Recommend Documents