ABSTRAK ABSTRACT. Keywords : paving block, fly ash, polyethylene terephtalate fiber, impact resistance.

Transkripsi

1 PEMANFAATAN LIMBAH BOTOL PLASTIK SEBAGAI BAHAN ECO PLAFIE (ECONOMIC PLASTIC FIBER) PAVING BLOCK YANG BERKONSEP RAMAH LINGKUNGAN DENGAN UJI TEKAN, UJI KEJUT DAN SERAPAN AIR 1 Arif Frasman Sibuea dan 2 Johannes Tarigan 1 Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan arifboea@yahoo.co.id 2 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan johannes_tarigan@usu.ac.id ABSTRAK Penambahan serat dan pozzoland dalam adukan paving block terbukti mampu meningkatkan kuat tekan dan ketahanan kejut paving block. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan serat plastik berlogo PET (polyethylene terephtalate) pada adukan paving terhadap peningkatan kuat tekan, ketahanan kejut dan serapan air paving block. Hasil penelitian ini diharapkan menjadi masukan bagi industry paving block dalam peningkatan kualitas paving. Dalam penelitian ini perbandingan semen dan pasir adalah 1 : 6 dan konsentrasi abu batu 3% dari berat semen dan penambahan serat plastik,25%,,5%,,75%, 1% dari volume dengan faktor air semen,5. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa penambahan serat plastik sebanyak (,25-1,)% pada adukan paving block dapat meningkatkan kuat tekan, dengan peningkatan kuat tekan maksimum pada penambahan serat plastik.5% yaitu sebesar 42,23%. Hasil pengujian kuat kejut,paving serat mampu menyerap energy 3,78 kali lebih baik dari paving normal pada penambahan serat plastik.5 %. Akan tetapi terjadi penurunan daya serap air secara drastis dari ( 1) % dimana daya serap air maksimum pada paving normal sebesar 6,27 %. Kata Kunci : paving block, abu batu, polyethylene terephtalate, kuat kejut ABSTRACT Increasing the compressive strength of paving block can be obtained by adding fiber to paving block mix. This research is conducted to know the influence of plastic PET (polyethylene terephtalate) fiber addition of paving block mix to increase compressive strength, impact resistance and water absorbtion. This result will be aplicated in building material industries especially for paving block industries to increase the quality of paving. In this research the ratio of cement and sand is 1 ; 6 and concentrate of fly ash is 3% from cement weight, the addition of plastic fiber is.25%,,5%,.75%,1% from volume and water cement factor is.5. The result of this research shows that the addition of (,25 1) % plastic fiber on paving block mix can increase compressive strength, and the maximum increasing is 42,23 % by adding plastic fiber,5 %. The result of impact resistance, fiber paving can absorb 3,78 times energy better than normal paving by adding,5 % plastic fiber. However, a decrease in water absorbtion drastically from ( -1) %, with maximum water absorbtion is 6,27 % in normal paving. Keywords : paving block, fly ash, polyethylene terephtalate fiber, impact resistance. PENDAHULUAN Selain aspal atau beton, paving block juga dapat digunakan sebagai bahan perkerasan jalan. Konstruksi perkerasan dengan paving merupakan konstruksi yang ramah lingkungan, dimana paving sangat baik dalam membantu konservasi air tanah, pelaksanaanya yang lebih cepat, mudah dalam pemasangan dan pemeliharaan, memiliki aneka ragam bentuk yang menambah nilai estetika, serta harganya yang mudah dijangkau dapat meningkatkan tingginya minat konsumen terhadap paving dibandingkan perkerasan lainnya. Akan tetapi tingginya minat konsumen terhadap perkerasan paving, tidak diimbangi dengan ketersediaan kualitas paving yang memadai baik dari segi kekuatan, umur pakai, durability paving. Banyak paving yang dijumpai didaerah trotoar, parkiran atau permukaan jalan yang retak-retak, mudah patah bahkan ditumbuhi oleh lumut, khususnya paving dihadapkan terhadap areal khusus seperti pelabuhan peti kemas, lokasi pabrik yang sering terjadi beban kejut yang berulang-ulang akibat lintasan roda kendaraan, membuat paving cepat aus dan retak hingga hancur.

2 Secara struktural, paving block mempunyai kekuatan yang cukup besar dalam menahan gaya tekan, akan tetapi kemampuan untuk menahan gaya tarik sangat lemah dan sifat bahannya yang getas (brittle). Lemahnya paving terhadap gaya tarik, menyebabkan paving tidak kuat menerima beban kejut. Penambahan serat sebagai suatu bahan komposit antara mortar dan serat dapat meningkatkan kuat tarik paving. Untuk memperbaiki sifat mekanis paving block perlu penambahan serat dan pozzoland dalam adukan paving. Berbagai penelitian terdahulu telah membuktikan bahwa abu batu (fly ash) dapat meningkatkan kuat tekan paving, bahkan sudah diterapkan dalam masyarakat. Selain abu batu memberi pengaruh besar dalam peningkatan kuat tekan paving dan sekaligus memberi dampak sisi ekonomis pengunaan semen, penggunaan serat juga dapat meningkatkan kuat tarik dan kuat kejut paving block. Serat yang umunya digunakan adalah serat baja (steel fiber), serat plastik (polypropylene fibre), serat kaca (glass fibre), serat karbon (carbon fibre) dan serat alami (natural fibre). Penggunaan serat yang berlebihan akan menjadi masalah dalam pengerjaan pembuatan paving block khususnya dalam hal pemadatan paving, yang dapat merusak bentuk / struktur paving itu sendiri. Selain itu, bentuk, ukuran serat juga dapat mempengaruhi sifat mekanis paving. Serat PET (polyethylene terephtalate) merupakan serat sintesis yang berasal dari botol plastik dapat dimanfaatkan dalam peningkatan kualitas paving, mengingat bahannya mudah didapatkan serta harganya murah dan ramah lingkungan. Penelitian (Arum, dkk, 212) telah membuktikan bahwa serat PET dapat meningkatkan kualitas paving block khususnya dalam ketahanan kejut paving. Oleh karena itu akan diadakan penelitian lebih lanjut tentang penggunaan serat PET dalam adukan paving block dengan meninjau persentase konsentrasi serat PET dalam peningkatan kualitas paving. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui komposisi penambahan serat PET yang menghasilkan kekuatan yang optimal pada paving block, terhadap nilai kuat tekan, kuat kejut, serapan air. TINJAUAN PUSTAKA Paving block adalah komposisi bahan bangunan yang dibuat dari campuran semen portland atau bahan perekat hidrolis sejenis, air, dan agregat halus dengan atau tanpa bahan tambahan lainnya yang tidak mengurangi mutu bata beton tersebut ( SNI ). Ketebalan paving block yang sering digunakan (Specifications for Precast Concrete Paving Block, 198) : Ketebalan 6 cm. Untuk beban lalu lintas ringan yang frekuensinya terbatas, misalnya pejalan kaki, sepeda motor Ketebalan 8 cm. Untuk beban lalu lintas berat yang padat frekuensinya, misalnya sedan, pick up, bus dan truck Ketebalan 1 cm atau lebih untuk beban lalu lintas super berat misalnya crane, loader Hasil penelitian terdahulu menunjukkan bahwa dengan penambahan serat dari bahan plastik PET sebesar 5% volume, fly ash 5% volume dapat meningkatkan kuat kejut paving 3,5 kali lebih baik dari paving normal pada campuran 1 : 6 (Dwicahyani Arum, dkk, 212). Hasil dari penelitian untuk pengujian ketahanan impak dengan bahan tambah serat kelapa sebesar,5 % di dapat jumlah pukulan sebanyak 2,78 kali untuk pencapaian beton runtuh (Eniarti, M, 21) Hasil dari penelitian untuk pengujian ketahanan impak dengan bahan tambah serat tali plastik (polyethylene) sebesar 1,6 %, silica fume 5% dapat meningkatkan kuat impak paving block 53% di umur 56 hari pada paving block (Gharif H, dkk, 211) Menurut (Sutarno dan Sukardi, 28) dengan menambahkan fly ash 3% dari berat semen pada campuran 1 :7 dapat menghasilkan kuat tekan paving block 357,34 kg/cm 2 dan paving normal 198,16 kg/cm 2 Pengujian kuat tekan paving block mengacu terhadap pengujian kuat tekan beton. Kuat tekan dapat dihitung dengan persamaan: (1)

3 dengan fc = Kuat tekan (kg/cm 2 ), P = beban hancur (Kg), A = luas bidang tekan (cm 2 ) Untuk mengetahui besarnya penyerapan air paving block dapat dihitung dengan persamaan: dengan WA = Serapan air (kg), Mk = massa sampel kering (kg), Mj = massa sampel setelah direndam didalam air (kg) Pengujian ketahanan kejut ini untuk menghitung ketahanan benda uji terhadap pukulan (blow) yang dinyatakan dengan banyaknya energy yang diperlukan untuk mematahkan benda uji dalam satuan joule. Banyaknya energi yang dinyatakan sebagai energy potensial dapat diperoleh dari hasil kali massa dengan gravitasi dan tinggi jatuh beban. Perhitungan energy potensial berdasarkan (Banthia, Nemkumar, 1997) E = 2 x m x g x h (3) dengan E = Energi Potensial (joule), m = massa palu (kg), g = gravitasi bumi (m/s 2 ), h = tinggi jatuh (m) (2) METODE PENELITIAN Tahapan penelitian dibagi menjadi beberapa tahap yaitu persiapan dan pengujian bahan, pembuatan dan perawatan benda uji, pengujian dan analisa hasil pengujian benda uji. Jenis Penelitian Jenis penelitian ini adalah penelitian eksperimen. Pelaksanaan penelitian ini dibagi menjadi dua tahap yakni (1) pembuatan dan perawatan paving block dan (2) pengujian paving block. Proses pembuatan dan perawatan paving block dilaksanakan di home industri paving Hery yang berlokasi di Jl Selamat No. 16 Simpang Limun, Medan. Sedangkan pengujian kuat tekan, kuat kejut, serapan air paving block dilakukan di Laboratorium Beton Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Bahan Bahan Penelitian Adapun bahan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : Agregat halus dari Namorambe, Kecematan Deli Serdang Semen Type 1 Fly ash PT. ADHI Karya Botol plastik berlogo PET Air tanah dari home industry paving Hery Pembuatan Benda Uji Sampel dalam penelitian ini adalah paving block dan serat yang digunakan serat plastik berlogo PET (polyrthylene terephtalate) dengan panjang 5cm dan bentuk nya disimpul. Variasi konsentrasi serat PET yang digunakan %,.25%,.5%,.75%, 1% dari volume adukan paving block dan dapat dilihat pada tabel 1. Sedangkan bahan tambah abu batu 3 % dari berat semen untuk setiap konsentrasi serat PET (.25-1)% dengan perbandingan campuran semen : pasir : fas adalah 1 : 6 :,5. Tiap sampel dibuat dalam dua bentuk yaitu paving hexagonal dengan ukuran keenam sisi 11,5 cm dan tebal 6,5 cm untuk uji kejut dan uji tekan. Sedangkan uji serapan air digunakan paving hexagonal (9 x 6,5) cm. Paving block di padatkan dengan mesin press.

4 Tabel 1. Variasi Benda Uji Konsentrasi Konsentrasi Jumlah Pengujian Serat Abu batu (fly ash) Kuat Tekan Kuat Kejut Serapan Air % % % 3% % 3% % 3% % 3% Total Bahan- bahan susun paving block yang meliputi semen, pasir, serat PET, abu batu, air yang akan digunakan ditimbang terlebih dahulu sesuai dengan rancangan campuran. Kemudian bahan tersebut dicampur dengan manual yakni menaburkan pasir yang telah diukur di kotak adukan dan menuang semen dan abu batu diatas pasir serta mengaduk bersamaan. Tambahkan air secara bertahap sampai diperoleh campuran yang homogen. Setelah itu, serat PET disebar dan dicampur sedikit demi sedikit hingga rata. Kemudian isi adukan paving ke cetakan paving dan dilakukan pengepresan dengan mesin press paving block. Paving block yang baru dicetak diberi nomor untuk identitas benda uji yang dapat menjelaskan perbedaan variasi konsentrasi serat PET. kemudian dilakukan perawatan dengan cara mengeringkan paving 1 hari kemudian direndam selama 28 hari. Pengujian Benda Uji Pengujian ketahanan kejut Berdasarkan ASTM D 1557, metode pengujian ketahanan kejut dengan cara menjatuhkan palu (hammer) seberat 1 lbs (4,5 kg) secara bebas dari ketinggian 18 inch (46 cm) pada bola pejal berdiameter 2,5 inch (6,3 cm) yang diletakkan pada pusat benda uji paving block. Kemudian benda uji diamati sampai terjadi retak untuk pertama kali dan terjadi pecah (failure) yang kemudian disebut dengan ketahanan kejutnya. Pada penelitian ini, alat uji kejut dapat dilihat pada gambar 1. Gambar 1. Prototype Alat Uji Kejut Paving Block (Arif, 213) Pengujian kuat tekan paving block dilakukan dengan menggunakan alat Compression Testing Machine, dengan memberikan beban secara bertahap samapi benda uji hancur. Kuat tekan dihitung dengan persamaan (1). Pengujian serapan air dengan menggunakan timbangan, dan menimbang benda uji dalam keadaan kering dan basah. Selanjutnya dihitung dengan persamaan (2).

5 Kuat Tekan (Kg/cm2) % lolos ayakan Hasil dan Pembahasan Analisa Agregat Pengujian karakteristik agregat halus ini berdasarkan standart ASTM (anonim, 1991).Penelitian ini tidak memeriksa sifat kimiawi fly ash, hanya memeriksa sifat fisis agregat halus yang dapat dilihat pada tabel 2. Hasil pengujian laboratorium menunjukkan bahwa agregat halus (pasir) berada pada gradasi zona III (lihat gambar 2) dengan FM 2,29 dan tergolong pasir halus. Pada zona III menunjukkan bahwa sampel berada pada batas batas gradasi, dengan arti agregat halus langsung dapat dipakai. Tabel 2. Karakteristik Agregat Halus (Arif, 213) Parameter Agregat halus NIlai Berat jenis SSD (ton/m 3 ) 2,623 Berat jenis kering (ton/m 3 ) 2,65 Berat jenis semu (ton/m 3 ) 2,676 Abrsorbsi (%) 1,1 Kandungan Lumpur (%),6 Berat isi (kg/m 3 ) 1439,51 Fime modulus (FM) 2,29 Kuat Tekan Paving Block diameter ayakan batas atas sampel batas bawah Gambar 2. Gradasi agregat halus (Arif, 213) Pengujian kuat tekan paving pada umur 28 hari ini dimaksudkan untuk mencari konsentrasi penambahan serat terhadap kuat tekan paving yang optimum. Pada penelitian ini, konsentrasi abu batu sebesar 3 % dari berat semen yang di kombinasikan pada serat PET (.25-1)%. Hasil pengujian kuat tekan paving pada berbagai variasi konsentrasi serat PET dapat dilihat pada gambar %.25%.5%.75% 1% Konsentrasi Serat PET) Gambar 3. Hubungan Kuat Tekan Paving Block dan Konsentrasi Serat (Arif, 213) Berdasarkan gambar 3 dapat disimpulkan bahwa konsentrasi serat.5% menghasilkan kuat tekan optimum sebesar 191,9 kg/cm 2 dan meningkat 42,23% dari paving normal. Nilai kuat tekan paving tertinggi diperoleh pada paving serat dengan konsentrasi penambahan serat.5%, dan penurunan kuat tekan pada konsentrasi serat kurang dari.5% atau lebih dari.5%. Menurunnya kuat tekan paving pada konsentrasi.75% dan 1.% diakibatkan lekatan antara bahan-bahan penyusun paving kurang bekerja maksimal karena jumlah konsentrasi serat PET yang tidak sesuai yang mengakibatkan volume pasta semen berkurang, sehingga banyak rongga atau celah kosong yang membuat struktur tatanan paving tidak padat waktu di uji. Abu batu dan besarnya pressing memberi dampak yang sangat signifikan dalam peningkatan kuat tekan paving. Penelitian (Gharif H dkk, 211) menyimpulkan bahwa dengan menambahkan serat tali plastik konsentrasi 1.6 %, abu batu 5%, silica fume 5% meningkatkan kuat tekan paving 43 % pada campuran 1:4.

6 Jumlah Pukulan (kali) Energi Potensial (joule) Oleh karena konsentrasi abu batu disetiap penambahan serat sama jumlahnya, tidak terlihat begitu signifikan penurunan kuat tekannya dari (.75-1)%. Hal itu membuktikan bahwa serat PET tidak memberi dampak yang besar dalam peningkatan kuat tekan paving bahkan menurunkan kuat tekannya. Ketahanan Kejut Paving Block Pengujian ketahanan kejut ini untuk menghitung ketahanan benda uji terhadap pukulan (blow) yang dinyatakan dengan banyaknya energy yang diperlukan untuk mematahkan benda uji yang dinyatakan dalam persamaan (3) Hasil pengujian pada berbagai variasi konsentrasi serat PET pada panjang serat yang sama dapat dilihat pada gambar Retak Hancur (a) %.25%.5%.75% 1% Konsentrasi Serat (b) %.25%.5%.75% 1% Retak Hancur Konsentrasi Serat Ganbar 4. Hubungan Energi Potensial, Jumlah Pukulan dan Konsentrasi Serat (Arif,213) Berdasarkan gambar 4 terlihat bahwa secara umum paving serat memiliki nilai energy potensial yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan paving normal. Nilai energy potensial tertinggi diperoleh pada paving serat dengan proporsi penambahan serat.5 % dan 3,78 lebih baik dari paving normal dalam menyerap energi. Penurunan energy potensial pada konsentrasi penambahan serat diatas.5% disebabkan oleh semakin banyak persen serat yang dimasukkan dalam adukan paving akan mengurangi volume paving yang seharusnya diisi pasta semen yang berakibat daya lekat antar masing-masing bahan penyusun paving kurang sempurna bahkan merusak tatanan paving. Hal itu ditandai dengan bagian tepi paving yang tidak rata dan mudah diserpihkan. Pada paving tanpa serat pola keruntuhan yang terjadi akibat beban kejut ditandai dengan bagian tepi paving yang hancur dan kemudian terjadinya retak secara tiba-tiba hingga benda uji terbelah dua. Mudahnya paving pecah diakibatkan bahannya bersifat getas (brittle) dan pola keruntuhan ini disebut pola keruntuhan pecah getas.

7 Serapan air (%) Pola keruntuhan yang terjadi pada paving serat ditandai dengan bagian tepi yang hancur dan tidak langsung memisahkan benda uji. Dibutuhkan lebih banyak lagi pukulan untuk menghancurkan benda uji dibandingkan paving tanpa serat. Serat dalam campuran adukan paving mampu memperbaiki sifat campuran yang awalnya getas (brittle) menjadi liat (daktail). Peran serat disini adalah menahan gaya akibat beban kejut yang dapat menghancurkan benda uji. Penelitian sebelumnya (Arumi,dkk,212), menggunakan serat PET dan abu batu sebagai campuran paving menghasilkan paving serat mampu menyerap energy 3,5 kali lebih baik dari paving normal. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa paving serat mampu menyerap energy 3,78 kali lebih baik dari paving normal. Perbedaan ini terjadi karena bentuk serat PET nya, dimana pada penelitian ini serat PET disimpul seperti ber ulir sepanjang 5 cm. Dengan serat PET disimpul, kuat tarik antar bahan penyusun paving jadi semakin tinggi yang mengakibatkan daya tahan paving ketika menerima beban kejut semakin kuat dibandingkan serat PET yang polos, ditambah struktur dari botol plastik berlogo PET yang licin dan tajam. Serapan Air Paving Block Pengujian serapan air untuk menghitung seberapa besar paving serat PET mampu menyerap air. Hasil pengujian daya serap air paving block pada berbagai variasi konsentrasi serat PET dapat dilihat di gambar %.25%.5%.75% 1% Konsentrasi Serat Gambar 5. Hubungan Daya Serap Air Paving Block dan Konsentrasi Serat (Arif,213) Berdasarkan gambar 5 terlihat bahwa terjadi penurunan daya serap air secara drastis. Namun hal ini bagus pada paving block karena daya serap air paving pada daerah parkir 6% dan trotoar 8%. Penelitian (Gharif H dkk, 211) menyimpulkan bahwa dengan menambahkan serat tali plastik konsentrasi 1.6 %, abu batu 5%, silica fume 5% mengahasilkan daya serap air paving 7 % pada campuran 1:4. Penelitian ini menghasilkan daya serap air maksimum 5,5 % pada konsentrasi PET,25 %. Hal itu membuktikan bahwa Serat PET sangat buruk dalam hal penyerapan air karena jenis bahan plastiknya yang berbeda KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Kuat tekan optimum terjadi pada penambahan serat PET sebesar.5%, fly ash 3% dengan kuat tekan yang terjadi sebesar 191,9 kg/cm 2, meningkat 42,23% jika dibandingkan paving normal. Pada pengujian kuat kejut, penambahan serat PET sebesar,5 %, fly ash 3%, menghasilkan energy potensial terbesar 1122,388 joule dibandingkan paving normal 297,98 joule atau paving serat mampu menyerap 3,78 kali lebih baik dari paving normal. Paving tanpa serat memiliki daya serap air yang tinggi yakni 6,27 % dibandingkan paving serat dengan daya serap air maksimum sebesar 5,54% pada penambahan konsentrasi PET,25 %.

8 Saran Untuk penggunaan serat sintesis khusunya serat PET, sebaiknya digunakan variasi konsentrasi < 1% dan penelitian selanjutnya dapat dilakukan dengan memvariasikan panjang, bentuk, jenis serat yang digunakan antara lain serat baja, serat alami. Daftar Pustaka Anonim, (1991), Annual Books of ASTM Standards, Section 4 Construction,Volume 4.2 Concrete and Agregates, Philadelphia Anonim,( 198). Specification for Precast Concrete Paving Blocks Arif F, (213). Pemanfaatan Limbah Botol Plastik Sebagai Bahan Eco Plafie (Economic plastic Fiber) Paving Block Yang Berkonsep Ramah Lingkungan Dengan Uji Tekan, Uji kejut, Serapan Air.Jurnal Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara Banthia Memkumar.(1987). Impact Resistance of Concrete.Thesis University of British Columbia Dwicahyani Arum,dkk, (212). Ecoplafie Paving (Economic Plastic Fiber) Sebagai Produk Perkerasan Jalan Berkonsep Ramah Lingkungan. Jurnal Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Erniati, M. (21). Pengaruh Pemanfaatan Serat Serabut Kelapa Terhadap Perbaikan Sifat Mekanik Beton Normal. Jurnal Teknik Sipil Universitas Mataram, Vol. 1, Gahrif EL, dkk, (21). Pengaruh Penggunaan Berbagai Variasi Panjang Serat Polyehthylene Konsentrasi 1,6 % Pada Sifat Sifat Paving Block Dengan Abu Batu Dan Silica Fume. Jurnal Teknik Sipil Universitas Gajah Mada. SNI , Bata Beton (Paving Block), Badan Standard Nasional Sutarno, Sukardi (28). Peningkatan Kuat Tekan Paving Block Dengan Memanfaatkan Abu Batu Bara Limbah Industry. Jurnal Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Semarang