PENGARUH PENAMBAHAN BATU APUNG DAN EPOXY RESIN PADA BETON POLIMER TERHADAP SIFAT FISIS

Transkripsi

1 PENGARUH PENAMBAHAN BATU APUNG DAN EPOXY RESIN PADA BETON POLIMER TERHADAP SIFAT FISIS Dra. Hj. Juwairiah, M. Si Balai Diklat Keagamaan Medan (BDK) drajuwairiah@yahoo.com ABSTRAK Telah dilakukan penelitian tentang pengaruh penambahan batu apung dan epoxy resin pada beton polimer terhadap sifat fisis dengan menggunakan bahan baku: pasir Bangka, batu apung dari Sungai Mencirim Kabupaten Langkat dan resin epoksi sebagai material pengikat. Preparasi benda uji dilakukan dengan tahapan sebagai berikut: ketiga bahan baku (pasir, batu apung dan resin epoksi) dicampur dan diaduk hingga merata (homogen), dicetak menjadi benda uji dan dikondisikan ( aging) pada suhu 60 o C selama 4 jam. Variasi komposisi yang dibuat dalam penelitian ini, meliputi prosentase jumlah batu apung: 0, 0, 0, 30 dan 50 %, dan resin epoksi: 0, 5, 0, dan 5 % (dalam % berat). Paramete r yang diamati adalah: densitas dan penyerapan air pada beton polimer. Sebaliknya jika jumlah resin epoksi ditingkatkan sampai 5 %, maka kualitas beton polimer cenderung meningkat. Kondisi optimum dicapai pada komposisi: 30 % berat batu apung, 70 % berat pasir, dan 5 % berat resin epoksi. Pada komposisi tersebut mempunyai karakteristik sebagai berikut: densitas =,8 g/cm 3 dan penyerapan air = 0,98%. Kata kunci : Batu apung, Pasir Bangka, Epoxy Resin, Sifat fisis dan Mekanik. ABSTRACT It had been done a research about the efect of pumice and epoxy resin additional to a polimer concrete on the fisis characteristic by using Bangka sand, pumice from River of Mencirim (Sub-Province of Langkat) and epoxy resin as binder material. Preparation of samples are made using the following step: raw material (sand, pumice and epoxy resin) were mixed and swirled until homogen, and the sample was made using mould and aged at temperature 60 o C during 4 hours. Variation of composition made in this research, covering percentage is amount of pumice: 0, 0, 0, 30 and 50 %, and epoxy resin: 0, 5, 0, and 5 % (in % weight). The measured parameters are: density and water absorption. From the experiment result indicate that generally addition pumice relative degrades the physical of polymer concrete. On the contrary, if amount of epoxy resin increased until 5 %, hence quality of polymer concrete tend to increase also. The optimum condition reached at composition: 30 % pumice, 70 % sand, and 5 % epoxy resin. This composition has the following characteristic: density =,8 g / cm 3 and water absorption = 0,98%.

2 . PENDAHULUAN Beton merupakan bahan konstruksi yang terbuat berbasis perekat semen, sedangkan agregatnya pada pembuatan beton konvensional, berupa: pasir dan batu (kerikil). Beton umumnya banyak digunakan dibidang konstruksi dalam pembangunan rumah, gedung, jembatan, konstruksi jalan dan lain-lain. Karakteristik beton yang umum ada di pasaran memiliki densitas rata-rata:,0,5 g/cm 3, kuat tekan bervariasi dari 3 50 MPa [0]. Bila dilihat dari nilai densitas maka beton sekarang ini tergolong cukup berat, sehingga untuk satu panel beton berukuran 40 x 60 x 6 cm memiliki bobot sekitar 00-5 kg. Dengan demikian untuk mengangkatnya baik pada waktu pengangkutan ataupun instalasinya memerlukan tenaga lebih dari 3 orang atau memerlukan alat berat sebagai media pembantu [0]. Secara umum kekuatan beton menggunakan perekat bahan semen memiliki kelemahan antara lain: berat, proses pengerasannya cukup lama (maksimal 8 hari), tidak tahan terhadap lumut atau kelembaban tinggi yang menyebabkan beton cepat rapuh [5]. Untuk mengatasi kelemahan-kelemahan tersebut perlu dilakukan proses perekayasaan material beton sehingga kelemahan tersebut dapat diminimalkan. Beberapa penelitian telah dicoba untuk melakukan rekayasa material beton, yaitu menambahkan aditif nano silika agar kekuatan beton dan kepadatan beton meningkat 30 50% [5][6]. Akan tetapi permasalahannya bobot atau densitas dari beton tetap tinggi, harga untuk nano silika cukup mahal, sulit mendapatkannya, dan waktu pengerasan masih relatif lama yaitu hari [5]. Salah satu usaha perbaikkan yang dilakukan antara lain dengan cara merekayasa material beton melalui penggunaan agregat ringan seperti batu apung ( pumice), perlite, foam dan lain-lain, sehingga densitas beton dapat diperkecil menjadi sekitar < 0,8 g/cm 3. Untuk mempercepat waktu pengerasan beton dan sekaligus mampu menutup lebih rapat rongga rongga pada beton agar tahan kelembaban tinggi maka perlu menggantikan pemakaian semen dengan material polimer. Polimer memiliki beberapa keunggulan dibandingkan semen, yaitu: cepat pengerasannya, kekuatan tariknya lebih tinggi dan memiliki daya lentur yang lebih baik [3][4]. Melihat masing-masing keunggulan tersebut maka perlu dilakukan perekayasaan material yaitu membuat material beton yang kuat, ringan dan proses pengerasan yang cepat. Material beton yang memiliki kualifikasi seperti tersebut dibuat melalui penggunaan bahan perekat berupa campuran polimer dengan agregatnya adalah batu apung. Batu apung banyak dijumpai di Indonesia baik di Sumatera maupun di Pulau Jawa yang saat ini penggunaanya belum optimal [9]. Jenis bahan polimer yang digunakan adalah berupa epoxy resin. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh komposisi batu apung dan komposi perekat polimer terhadap sifat fisis yaitu besaran besaran densitas dan penyerapan air [7][8].. METODELOGI Bahan baku utama yang dipergunakan pada penelitian ini adalah pasir, batu apung, epoxy resin dan thinner untuk pembuatan beton polimer. seperti terlihat pada tabel.

3 Teknik preparasi sampel beton polimer diperlihatkan seperti pada gambar. Pada pembuatan beton polimer, masing-masing bahan baku, yaitu: pasir, batu apung, epoxy resin dan thinner (50% dari total berat resin) ditimbang sesuai dengan komposisi yang tercantum pada Tabel s/d 4. Tabel. Komposisi campuran bahan baku dengan epoxy resin 0 % dari total pasir dan batu apung Kode Sampel Pasir Batu apung Epoxy resin Thinner A A A A A Tabel.. Komposisi campuran bahan baku dengan epoxy resin 5 % dari total pasir dan batu apung Kode Sampel Pasir Batu apung Epoxy resin Thinner B ,5 B ,5 B ,5 B ,5 B ,5 Tabel. 3. Komposisi campuran bahan baku dengan epoxy resin 0 % dari total pasir dan batu apung Kode Sampel Pasir Batu apung Epoxy resin Thinner C C C C C Tabel. 4. Komposisi campuran bahan baku dengan epoxy resin 5 % dari total pasir dan batu apung Kode Sampel Pasir Batu apung Epoxy resin Thinner D ,5 D ,5 D ,5 D ,5 D ,5 3

4 Thinner biasanya dipakai untuk pengencer cat minyak, dalam penelitian ini tinner tersebut digunakan sebagai pengencer epoxy resin. Sedangkan jenis epoxy resin yang digunakan adalah GK (dua component adhesive). Pasir Bangka Batu apung Epoxy resin Pencampuran Penimbangan Pencetakan Pengerasan (60 o C, 4 jam ) Pengujian Gambar. Diagram alir proses preparasi beton polimer Ketiga bahan baku tersebut dicampur dan diaduk dalam suatu wadah hingga merata (homogen). Selanjutnya bahan adonan ( slurry) tersebut dituangkan ke dalam cetakan yang terbuat dari baja ( mould steel) dengan bentuk sampel berupa silinder (diameter 5 cm dan tinggi 0 cm), seperti terlihat pada gambar. Setelah adonan dicetak, kemudian dikeringkan untuk mengalami proses pengerasan pada suhu 60 o C selama 4 jam di dalam drying oven. Sampel yang telah mengalami pengerasan kemudian dilakukan pengujian yang meliputi: densitas dan penyerapan air. Gambar. Bentuk sampel uji beton polimer diameter 5 cm dan tinggi 0 cm 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Batu apung (pumice) yang digunakan pada pembuatan beton polimer adalah berbentuk bongkahan, berwarna putih, mempunyai densitas 0,64 g/cm 3 dan porositas,5 % berat. 3.. Densitas Hasil pengukuran densitas beton polimer yang berbasis agregat batu apung dan binder epoxy resin diperlihatkan pada gambar. a.d. Dari gambar, terlihat bahwa densitas beton polimer yang diperoleh berkisar antara,30,97 g/cm 3, dengan waktu pengerasan ( aging) selama hari. Ternyata ketika waktu pengerasannya diperpanjang menjadi 7 hari, nilai densitas cenderung meningkat menjadi,50,8 4

5 g/cm 3 (atau naik sekitar 0,66 5,38%) dan setelah itu, apabila waktu pengerasan ditambah lagi menjadi 4 hari, nilai densitasnya relatif konstan. Kondisi terbaik diperoleh pada 5 % epoxy resin dan 30 % batu apung, menghasilkan densitas beton tertinggi sekitar,8 g/cm 3. Hal ini disebabkan karena material pumice cenderung menyerap lebih banyak epoxy resin. Pengaruh penambahan batu apung dan epoxy resin memperlihatkan adanya perubahan nilai densitas. Padahal untuk beton konvensional (semen portland), nilai densitasnya berkisar,307 g/cm 3, dan untuk beton semen pumice,8 g/cm 3 dengan umur (aging) 4 hari [0]. a) Umur 7 hari Umur hari Densitas (g/cm 3 ).5.5 b) Umur 7 hari.57.6 Umur hari.37 c) Umur 7 hari.74 Umur hari d). Umur 7 hari.94 Umur hari.73.5 Pumice (% berat) Gambar IV.. Hubungan antara densitas terhadap kandungan pumice (% berat), (a). pada 0% epoxy resin, (b). 5% epoxy resin, (c). 0% epoxy resin, dan (d). 5% epoxy resin 5.

6 Selanjutnya penelitian lain dari struktur beton ringan yang dibuat dari bahan lempung, pumice dan variasi jumlah semen menghasilkan densitas sekitar 0,44 0,7 g/cm 3 [0]. Terjadinya peningkatan nilai densitas dapat disebabkan oleh adanya bahan epoxy resin yang mampu menutup pori-pori atau cacat mikro pada beton, sehingga proses solidifikasi menjadi lebih sempurna. Nilai densitas untuk beton berat ( heavy weight concrete) adalah berkisar 3,30 3,80 g/cm 3 dan beton ringan sekitar,60 g/cm 3 []. 3.. Penyerapan Air (Water Absorption) Hubungan antara water absorption terhadap kandungan pumice pada beton polimer diperlihatkan pada gambar 3. a s/d 3.d. 8.5 a) Penyerapan air (%) b) c) d) Pumice (% berat) 6 Gambar. 3. Hubungan antara water absorption terhadap kandungan pumice (% berat) (a). pada 0% epoxy resin, (b). 5% epoxy resin, (c). 0% epoxy resin, dan (d). 5% epoxy resin

7 Nilai water absorption dari beton polimer yang diperoleh adalah berkisar antara 0,98 6,00 %, masing-masing dengan waktu pengerasan (aging) selama 7 hari. Dari hasil pengamatan menunjukkan bahwa semakin banyak kandungan batu apung ( pumice) maka nilai water absorption yang dihasilkan cenderung meningkat [].. Kecuali bila jumlah resin diperbanyak maka nilai water absorption akan mengecil. Sedangkan peneliti lain yang telah melakukan pembuatan beton semen pumice dengan campuran semen : pasir : batu apung = : : 0,7, dengan faktor air semen (fas) = 0,7, dan kondisi pengerasan ( aging) pada kondisi udara terbuka (suhu kamar), menghasilkan water absorption berkisar 7,84 % (Rommel, 999). Padahal untuk beton konvensional umumnya mempunyai nilai water absorption sekitar 5,5 % [3][4]. 4. KESIMPULAN DAN SARAN Pembuatan beton polimer berbasis batu apung ( pumice) telah berhasil dibuat dan mempunyai sifat fisis yang lebih baik dibanding beton konvensional (semen portland). Dengan penambahan pumice, sifat fisis dari beton polimer relatif cenderung menurun. Tetapi bila jumlah epoxy resin ditingkatkan maka kualitas beton polimer akan meningkat sampai jumlah resin 5 % berat. Kondisi optimum dicapai pada 30 % berat batu apung, 70 % berat pasir, dan 5 % berat epoxy resin dengan karakteristik: densitas =,8 g/cm 3, water absorption = 0,98%, Untuk melengkapi penelitian beton polimer yang dibuat sampai tahap komersialisasi maka perlu penelitian atau kajian lebih lanjut, meliputi: uji kebisingan (tingkat kedap suara), fire resistance, dan kajian tekno-ekonominya. 7

8 DAFTAR PUSTAKA []. Anonimous, Beton Spesial, Sumber: 0 Oktober 008 []. ASTM C 0 00: Standard Tests Method for Water Absorption of Materials, ASTM. USA.993. [3]. Blaga, A., J.J. Beaudoin, Polymer Modified Concrete, Canadian Building Digest 4, October 985 [4]. Blaga, A., J.J. Beaudoin, Polymer Concrete, Canadian Building Digest 4, November 985 [5]. Cavaleri, L, Miraglia, N., Papia, M., Pumice Concrete for Structural Wall Panels; Engineering Structures, Vol 5, No., January 003, pp.5-5. [6]. Gaggino, R., Light and Insulant Plate for Housing External Closure; Construction and Building Materials, Vol0, December 006, pp [7]. Muljadi, dkk., Pengaruh Komposisi Batu Apung (Pumice) pada Pembuatan Panel Beton Ringan terhadap Sifat Fisis dan Mekanik, Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 4, Yogyakarta, 7 Juni 008. [8]. Sebayang, P., dkk., Kajian Sifat Fisis, Mikrostruktur, dan Ketahanan Asam pada Beton Baru Berbasis Polimer, Seminar Nasional Sains dan Teknologi II, Lampung, 008. [9]. Suraatmadja, D., Beton Polimer yang Ramah Lingkungan, Teknik Sipil, ITB, Bandung, Sumber: Harian Kompas, September 000. [0]. Yassar E, Erdogan Y, Strength and Thermal Conductivity in Lightweight Building Materials, bull. Eng. Geol. Envirom, 67 : 53-59,