BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Beton merupakan bahan konstruksi yang paling banyak digunakan saat ini. Hampir 70% material yang digunakan dalam pekerjaan konstruksi adalah beton (concrete) yang dipadukan dengan baja (composite) atau jenis lainnya. Hal ini disebabkan karena beton mempunyai beberapa keunggulan, seperti dapat dengan mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi, mampu memikul beban yang berat, tahan terhadap temperatur yang tinggi dan biaya pemeliharaan yang kecil. Semen portland (portland cement) adalah bahan pengikat yang perannya sangat penting dan paling banyak digunakan dalam pekerjaan beton. Pertumbuhan dan perkembangan industri konstruksi di Indonesia yang cukup pesat mengakibatkan peningkatan kebutuhan terhadap bahan-bahan penyusun beton, terutama semen. Kondisi ini menuntut produsen semen untuk meningkatkan kegiatan produksi tiap tahunnya. Namun, kegiatan produksi semen selain memberikan banyak manfaat terutama di bidang konstruksi, juga dapat menjadi ancaman ekologis yang serius. Batu kapur sebagai bahan baku pembuatan semen portland merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui dan jika pengambilannya dilakukan secara terus-menerus maka keberadaan bahan baku tersebut akan habis. Selain itu dampak yang terjadi adalah terus meningkatnya pemanasan global. Menurut International Energy Authority: World Energy Outlook, produksi semen portland 1
adalah penyumbang karbon dioksida sebesar 7% dari keseluruhan karbon dioksida yang dihasilkan oleh berbagai sumber. Satu ton semen portland yang diproduksi akan melepaskan satu ton karbondioksida ke udara yang akan menimbulkan efek rumah kaca dan peningkatan suhu bumi. Dampak lingkungan tersebut mendorong berbagai penelitian tentang bahan alternatif pengganti semen yang bertujuan mengurangi jumlah penggunaan semen pada beton, namun tetap memenuhi standar sifat mekanis beton yang telah ditetapkan. Sifat sifat mekanis tersebut diantaranya adalah kuat tekan, kuat tarik belah dan absorbsi beton. Ide yang sering muncul akhir-akhir ini adalah pemanfaatan limbah. Limbah yang digunakan dapat berasal dari limbah industri maupun limbah rumah tangga yang bersifat pozolan. Pozolan merupakan bahan yang mengandung silika atau senyawanya dan alumina, yang tidak mempunyai sifat mengikat seperti semen, akan tetapi dalam bentuknya yang halus dan dengan adanya air, senyawa tersebut akan bereaksi secara kimia dengan kalsium hidroksida pada suhu kamar membentuk senyawa yang mempunyai sifat seperti semen. Abu cangkang kelapa sawit merupakan limbah yang dapat digunakan sebagai substitusi semen. Limbah yang dihasilkan dari pengolahan kelapa sawit ini merupakan sisa dari pembakaran serat dan cangkang buah kelapa sawit di dalam dapur atau tungku pembakaran yang disebut boiler dengan suhu 700 0 C- 800 0 C. Abu cangkang kelapa sawit mengandung banyak silika dimana senyawa tersebut berperan penting dalam pengikatan agregat. 2
Tabel 1.1 Komposisi abu sawit hasil pembakaran serat dan cangkang (% massa) Unsur/ Senyawa Serat (%) Cangkang (%) Kalium (K) 9,2 7,5 Natrium (Na) 0,5 1,1 Kalsium (Ca) 4,9 1,5 Magnesium (Mg) 2,3 2,8 Klor (Cl) 2,5 1,3 Karbonat CaCO3 2,6 1,9 Nitrogen (N) 0,04 0,05 Pospat (p) 1,4 0,9 Silica (SiO2) 59,1 61 Sumber: Graille dkk, 1985 dalam Rosalia dkk, 2013 1.2. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian untuk tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Mengetahui kuat tekan, kuat tarik belah dan absorbsi beton yang menggunakan abu cangkang kelapa sawit sebagai substitusi semen dengan uji silinder. 2. Menganalisa serta membandingkan lendutan yang terjadi pada balok beton bertulang substitusi abu cangkang kelapa sawit dengan balok beton bertulang normal. 3. Menganalisa serta membandingkan regangan dan beban yang terjadi pada balok beton bertulang substitusi abu cangkang kelapa sawit dengan balok beton bertulang normal. 3
1.3 Pembatasan masalah Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi ruang lingkupnya agar tidak terlalu luas. Pembatasan masalah meliputi : 1. Mutu beton yang direncanakan adalah f c = 20 Mpa. 2. Menggunakan faktor air semen tetap. 3. Semen menggunakan ordinary portland cement (OPC) tipe I. 4. Benda uji yang digunakan adalah : Silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Balok beton bertulang dengan dimensi 20 x 30 x 220 cm. 5. Jumlah benda uji : Silinder Beton Tabel 1.2 Jumlah benda uji silinder Pengujian Kuat tekan/absorbsi Umur rencana Variasi substitusi abu cangkang kelapa sawit Total 0% 2.5% 5% 7.5% 3 3 3 3 12 Kuat tarik belah 28 hari 3 3 3 3 12 Total 6 6 6 6 24 Balok Beton Bertulang Tabel 1.3 Spesifikasi benda uji balok Balok I Balok II Mutu 20 MPa 20 MPa Dimensi balok 20 x 30 x 220 cm 20 x 30 x 220 cm Tulangan tarik 3D10 3D10 Tulangan tekan 2D10 2D10 Tulangan sengkang D6-12 cm D6-12 cm Abu cangkang kelapa sawit Tidak ada ada 4
6. Variasi penggunaan abu cangkang kelapa sawit sebagai substitusi semen pada benda uji silinder adalah 0%, 2.5%, 5%, dan 7.5% dari berat semen. 7. Menggunakan variasi optimum abu cangkang kelapa sawit pada benda uji balok beton bertulang. 8. Pengujian slump (SNI: 1972-2008), kuat tekan (SNI : 03-6429-2000), kuat tarik belah (SNI: 03-2491-2002) dan absorbsi beton (SNI: 03-6433-2000) pada umur 28 hari. 9. Balok ditumpu pada perletakan sendi dan rol dengan panjang bentang 200 cm. 1.4 Mekanisme Pengujian Untuk mengetahui persentase abu cangkang kelapa sawit optimum dilakukan pengetesan kuat tekan, kuat tarik belah dan absorbsi benda uji silinder ukuran diameter 15 cm tinggi 30 cm dengan variasi 0%, 2.5%, 5% dan 7.5%. Jumlah benda uji adalah 3 (tiga) buah untuk masing-masing variasi. Pengujian balok beton bertulang dengan dan tanpa substitusi abu cangkang kelapa sawit dilakukan di Laboratorium Rekayasa Struktur Program Studi Magister Teknik Sipil USU yang berlokasi di kompleks kampus Universitas Sumatera Utara, namun sebelumnya pemeriksaan agregat dilakukan di Laboratorium Beton Fakultas Teknik USU. Penelitian ini menggunakan 2 (dua) buah sampel. Sampel I (pertama) adalah balok beton bertulang normal, dan Sampel II (kedua) merupakan balok beton bertulang dengan abu cangkang kelapa sawit sebagai substitusi semen dengan persentase optimum uji silinder. Sampel tersebut berukuran masing 5
masing 20 cm x 30cm x 220 cm yang diletakkan pada perletakan sendi dan rol. Penelitian dilakukan dengan memberi beban sebanyak 2 (dua) buah sepanjang L/3 dengan besar masing-masing ½ P dengan menggunakan alat Hydraulic Jack. 1.5 Metodologi Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah kajian eksperimental di Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik,. Adapun tahap-tahap pelaksanaan penelitian sebagai berikut : 1. Penyediaan bahan penyusun beton : batu pecah, pasir, semen, serta bahan campuran (abu cangkang kelapa sawit). 2. Pemeriksaan bahan penyusun beton. Analisa ayakan agregat halus dan agregat kasar (ASTM C 136-84a dan ASTM D 448-86). Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi agregat halus dan agregat kasar (ASTM C 127-88 dan ASTM C 128-88). Pemeriksaan berat isi pada agregat halus dan agregat kasar.(astm C 29/C 29M-90). Pemeriksaan kadar lumpur dengan pencucian agregat kasar dan halus lewat ayakan no.200 (ASTM C 117-90). Analisa ayakan bahan substitusi beton, (abu cangkang kelapa sawit yang digunakan adalah yang lolos ayakan no.200). 6
3. Perancangan campuran (Mix design) berdasarkan SNI 03-2834-2000. Penimbangan/penakaran bahan penyusun beton berdasarkan uji karakteristik fc 20 MPa. 4. Pengerjaan bekisting dan tulangan. 5. Pengecoran benda uji. 6. Pengujian benda uji silinder dan balok balok pada umur 28 hari. 1.6 Manfaat Penelitian Dari penelitian yang dilakukan memberikan beberapa manfaat, antara lain sebagai berikut : 1. Penelitian memberikan informasi tentang limbah abu cangkang kelapa sawit sebagai alternatif bahan substitusi semen pada campuran beton dan dapat meminimalkan penggunaan semen dalam campuran beton. 2. Memperbaiki sifat beton terutama kuat tekan. 3. Berperan dalam mengurangi pencemaran lingkungan, karena abu cangkang kelapa sawit yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari limbah pabrik pengolahan kelapa sawit. 4. Menjadi referensi untuk penelitian selanjutnya yang akan membahas masalah penggunaan abu cangkang kelapa sawit dengan bahan tambahan lainnya. 7
1.7 Sistematika Penulisan BAB I Pendahuluan Bab ini mencakup latar belakang penelitian, tujuan penelitian, pembatasan masalah, mekanisme percobaan, metodologi penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan. BAB II Dasar teori Pada bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang berkaitan tentang penelitian. BAB III Metode penelitian Pada bab ini berisikan tentang prosedur percobaan yang meliputi pendahuluan, sistematika penelitian, peralatan, pembuatan benda uji dan pengujian. BAB IV Hasil dan Pembahasan Pada bab ini membahas tentang hasil dari percobaan kuat tekan, tarik belah, absorbsi, dan lendutan dan menganalisis data yang diperoleh. BAB V Kesimpulan dan Saran Pada bab ini berisikan kesimpulan dari hasil penelitian yang diperoleh dan saran-saran dari penulis mengenai penelitian yang dilakukan. 8