PENGUJIAN KUAT TEKAN BETON RMAL DENGAN BAHAN ABU SEKAM DAN PENAMBAHAN ZAT PLASTICIZIER RIKA DENI SUSANTI, ST., MT Staf Pengajar FTSP ITM ABSTRAK Beton normal merupakan campuran antara semen portland, agregat halus, agregat kasar dan air mempunyai segi yang kurang menguntungkan dengan melihat dari kuat tekan dan workabilitas yang dihasilkan oleh beton tersebut. Karena beton yang dihasikan memiliki pori-pori ataupun berongga sehingga kuat tekan beton menjadi berkurang. Oleh karena itu banyak penelitian dilakukan untuk membuat beton tersebut bertambah kuat dengan menambahkan bahan tambahan admixture (zat tambahan) dan additive (bahan tambahan alam) yang digunakan untuk meningkatkan kuat tekan dari pada beton, untuk mendapatkan kuat tekan beton yang lebih besar dari pada beton normal. Dalam hal ini penulis mencoba menggunakan Abu sekam sebagai bahan tambahan dan diharapkan butirannya dapat mengisi pori-pori ataupun rongga-rongga yang kosong sehingga dapat menghasilkan beton yang padat dengan berat jenis dan berat isi yang besar serta diharapkan dapat meningkatkan kuat tekan beton. Variasi penambahan Abu sekam yaitu sebesar 2.%, %, 7.%, dan %.dan penambahan zat super plasticizer (SikaCim Concrete Additive) sebesar -0 ml per sak semen, untuk menghasilkan kuat tekan beton yang lebih besar dari kuat tekan beton normal. Benda uji dibuat dengan bentuk kubus dan dipakai untuk pengujian kuat tekan pada umur 14 hari. Dari hasil pemeriksaan dilaboratorium didapat kuat tekan beton normal rata rata adalah sebesar, ton/mm 2, 22, ton/mm 2, 22,80 ton/mm 2, dan 24,66 ton/mm 2. Sedangkan dengan penambahan Abu Sekam + zat superplasticizier didapat hasil kuat tekan beton rata rata adalah sebesar 26,67 ton/mm 2, 27,68 ton/mm 2, 28, ton/mm 2, dan 33, ton/mm 2, sehingga hasilnya dapat diketahui bahwa dengan penambahan abu sekam menghasilkan kuat tekan beton yang lebih tinggi daripada kuat tekan beton normal. Kata kunci : Abu Sekam, Zat Super Plasticizer, Workability, Kuat Tekan Beton PENDAHULUAN Beton yang dikenal sekarang ini adalah suatu material bangunan dan konstruksi yang sifat-sifatnya dapat ditentukan lebih dahulu dengan mengadakan perencanaan dan pengawasan yang teliti terhadap bahan-bahan yang dipilih. Dalam bidang konstruksi, penggunaan beton merupakan pilihan utama untuk membangun sebuah struktur bangunan, karena beton merupakan bahan dasar yang mudah dibentuk dan dengan harga yang relatif murah dibandingkan dengan bahan konstruksi lainnya. Beton normal mempunyai segi yang kurang menguntungkan, oleh sebab itu banyak para ahli atau pakar beton menemukan admixture (zat tambahan), dan additive (bahan tambahan alam) dengan berbagai fungsi yang bertujuan untuk menutupi atau mengurangi kelemahan beton. Abu hasil pembakaran seperti halnya sekam padi, yang hakikatnya adalah limbah, ternyata merupakan sumber silika/karbon yang cukup tinggi. Di masa sekarang ini ilmu pengetahuan tentang konstruksi bangunan berkembang dengan pesat, salah satunya adalah konstruksi beton. Di mana beton normal merupakan campuran antara semen portland, agregat halus, agregat kasar dan air mempunyai segi yang kurang menguntungkan dengan melihat dari kuat tekan dan workabilitas yang dihasilkan oleh beton tersebut. Beton yang dihasilkan memiliki pori-pori ataupun berongga sehingga kuat tekan beton menjadi berkurang. Karenanya banyak penelitian dilakukan untuk membuat beton tersebut bertambah kuat dengan menambahkan bahan tambahan admixture (zat tambahan) dan additive (bahan tambahan alam) yang digunakan untuk meningkatkan kuat tekan beton, untuk mendapatkan kuat tekan beton yang lebih besar dari pada beton normal. Kuat tekan Beton Kuat tekan yang dapat dicapai beton tergantung pada perbandingan air-semen serta tingkat pemadatan. Selain dari pada itu kuat tekan dari beton dipengarui oleh sejumlah faktor, selain oleh perbandingan air semen dan tingkat pemadatannya. Faktor faktor yang penting lainnya yaitu : 1. Jenis semen dan kwalitasnya, mempengarui kekuatan rata rata dan kuat batas beton. 2. Jenis dan lekak lekuk bidang permukaan agregat. Kenyataan menunjukkan bahwa penggunaan agregat akan menghasilkan beton dengan kuat desak maupun tarik yang lebih dari pada penggunaan kerikil halus dari sungai. 3. Effisiensi dari perawatan (Curing). Kehilangan kekuatan sampai sekitar 40 % dapat tejadi bila pengeringan diadakan sebelum waktunya. Perawatan adalah hal yang sangat penting pada pekerjaan lapangan dan pada pembuatan benda uji. 4. Suhu, pada umumnya kecepatan pengerasan beton bertambah dengan bertambahnya suhu. Umur, pada kenyaatan yang normal kekuatan beton bertambah dengan bertambahnya umur. Kecepatan bertambahnya kekuatan tergantung pada jenis semen. Mix Desain Campuran Beton Ada beberapa metode yang dapat dijadikan dasar untuk mendesain campuran beton sebagai acuan untuk menentukan komposisi beton mutu tinggi BW. Schacklock mengatakan bahwa untuk mendesain beton dengan kuat tekan 4 Mpa (40 kg/cm 2 ) atau lebih, maka cara desain campurkan biasa-biasanya sudah tidak akurat lagi, sehingga untuk mendesain campuran beton dengan kuat tekan tinggi perlu adanya pengetahuan dan pengalaman eksperimental tentang sifat-sifat bahan dasar beton yang dapat menaikkan kekuatan dan keawetanya. 1
Beberapa metode desain campuran beton diantaranya adalah: Metode Francis (DREUX) Metode Inggris (DOE) Metode Amerika (ACI) Metode Indonesia (SKSNI) Adapun dalam penelitian ini digunakan metode Indonesia (SKSNI). Metode desain campuran beton ini bedasarkan kepada SKSNI T-1-1990-03 yang mengatur tata cara membuat canpuran beton normal. Beberapa persyaratan yang penting dalam mendesain campuran adalah: a. Kekentalan yang memungkinkan untuk pekerjaan beton dapat mengisi acuan (workabiliti) b. Keawetan (durabiliti) c. Kuat tekan (compressive strenght) d. Ekonomis (economi) Abu Sekam Abu sekam padi abu secara fisis setara dengan agregat halus (pasir), menurut spesifikasi agregat ringan untuk beton struktural; SNI no. : 03-2461-1991, agregat yang diuji harus memenuhi persyaratan besar butir agregat ringan dan sifat fisis, jadi penggunaan pasir alam untuk mengganti sebagian atau seluruh agregat ringan halus dapat dilakukan selama masih memenuhi persyaratan minimum yang ditentukan dengan komposisi campuran yang sama untuk beton ringan struktural. Umumnya pembakaran sekam padi dilakukan di kilang-kilang pengolahan beras, jadi abu bahan yang dipakai sebagai bahan uji, abu biasanya dipakai untuk bahan pembersih alat-alat rumah tangga, dan banyak diperjual belikan di warung-warung atau kios penjual kebutuhan rumah tangga. Penggilingan padi selalu menghasilkan abu sekam yang cukup banyak yang akan menjadi material sisa. Ketika bulir padi digiling, 78% dari beratnya akan menjadi beras dan akan menghasilkan 22% berat kulit gabah (abu sekam). Kulit gabah ini dapat digunakan sebagai bahan bakar dalam proses produksi. Kulit gabah terdiri dari 7% bahan mudah terbakar dan 2% berat akan berubah menjadi abu. Abu ini dikenal dengan Rice Husk Ash (RHA) yang mempunyai kandungan silika reaktif (amorphous silica) sekitar 8 90%. Jadi dari setiap 00 kg padi yang digiling akan dihasilkan 2 kg (22%) kulit gabah (abu sekam). Bila kulit gabah itu dibakar pada tungku pembakaran maka akan menghasilkan sekitar kg (2%) RHA. Untuk membuat abu sekam menjadi silika reaktif yang dapat digunakan sebagai material pozzolan dalam beton maka diperlukan kontrol pembakaran yang baik. Temperatur tungku pembakaran tidak boleh melebihi 0 800 C, sehingga dapat dihasilkan RHA yang terdiri dari silika yang tidak terkristalisasi. Jika kulit gabah ini terbakar 0 pada suhu lebih dari 80 C maka akan menghasilkan abu yang terkristalisasi menjadi arang dan tidak reaktif lagi sehingga tidak mempunyai sifat pozzolan. Setelah pembakaran kulit gabah selama 1 jam dengan suhu yang terkontrol maka akan dihasilkan RHA yang berwarna putih keabu-abuan atau abu-abu sedikait berwarna hitam. Warna hitam menandakan bahwa temperatur tungku pembakaran terlalu tinggi yang menghasilkan abu yang tidak reaktif. RHA kemudian dapat digiling untuk mendapatkan ukuran butiran yang halus. RHA (abu sekam) sebagai bahan tambahan dapat digunakan dengan mencampurkannya pada semen atau hanya dengan memakai air kapur sebagai campuran untuk mendapatkan beton dengan kuat tekan rendah. Super Plasticizer Super plasticizer (SikaCim Concrete Additive) merupakan salah satu bahan campuran yang digunakan dalam pembuatan beton yang mana telah dikenal hampir bersamaan waktunya dengan penemuan semen. Kriteria dalam penggunaan bahan campuran dalam pembuatan beton umumnya meliputi untuk mempercepat pengerasan (accelator), mereduksi air (plasticizer), dan pengisian poripori. Super Plasticizer merupakan campuran dalam pembuatan beton yang berfungsi untuk mempercepat pengerasan sehingga meningkatkan kekuatan beton pada musim dingin. Super Plasticizer telah digunakan secara luas sebagai accelator pada masa lampau disebabkan harganya murah dan kemudian bahan ini memberikan pengaruh yang amat cepat pada pengerasan beton.( L.J.Murdok dan K.M.Brook, 1986) Super plasticizer (SikaCim Concrete Additive) berfungsi sebagai campuran adukan beton untuk menguranggi keropos, memudahkan pengecoran dan mempercepat pengerasan pada beton (kekuatan awal beton) dengan mengurangi air sampai 1 %. METODE PENELITIAN Pada kegiatan ini, penelitian dilakukan dengan metode eksperimental yakni dengan melakukan pengujian material di laboratorium. Pelaksanaan penelitian dilaboratorium dimulai sejak tanggal 1 Januari dan berakhir pada tanggal 4 April 09. Adapun laboratorium yang digunakan untuk penelitian ini adalah Laboratorium Institut Teknologi Medan (ITM) Jalan Gedung Arca no. 2 Medan. Kegiatan kegiatan yang dilakukan adalah sebagai berikut : 1. Mempersiapkan bahan material yaitu : Agregat halus, agregat kasar, semen portland, abu sekam, Zat Super Plasticizer(SikaCim Concrete Additive) dan air bersih. 2. Benda uji berbentuk kubus sebanyak 60 buah, dengan P=1cm, L=1cm, T= 1 cm 3. Pengujian kuat tekan beton pada umur 3, 7,, dan 14 hari. Pembuatan Benda Uji Pembuatan benda uji dilakukan dengan menggunakan dua macam campuran agregat yaitu : 1. Beton Normal, benda uji (sampel) beton Normal berjumlah 12 sampel, benda uji dipergunakan untuk pengujian kuat tekan beton. Setelah benda uji tersebut direndam dalam air selama 3, 7,, dan 14 hari. 2. Campuran beton yang memakai abu sekam + zat Super Plasticizer. Benda uji (sampel) yang memakai bahan campur Abu Sekam dan zat superplasticizier berjumlah 48 sampel, benda uji dipergunakan untuk pengujian kuat tekan beton. Setelah benda uji direndam kedalam air selama 3, 7,, dan 14 hari. Prosedur pengujian kuat tekan beton a. Beton diambil dari perendaman, lalu di jemur selama 24 jam b. Ditimbang berat beton sebelum dilakukan pengujian 2
c. Masukkan beton ke mesin kompres tersebut kemudian ditekan sampai jarum pada dial tidak naik lagi atau bertambah (beton sudah runtuh) d. Catat kuat tekan beton tersebut e. Percobaan tersebut dilakukan untuk umur beton 3, 7,, dan 14 hari HASIL DAN PEMBAHASAN Kuat Tekan SikaCim yang diambil pada umur 3, 7,, dan 14 hari. campurannya. Seperti yang kita lihat pada tabel dibawah ini. Pada pengujian kuat tekan kubus ( P:1cm, L:1cm, T:1cm). Tabel 1. Data Evaluasi kuat Tekan Beton Normal Beton Normal Hari 1, 22 24, 21 2 21 21 23 26 3 24, 21 27, 22, 22,80 24,66 Dari data diatas dapat disimpulkan bahwa kekuatan beton normal dengan, menghasilkan kuat tekan yang berada diatas mutu rencana. Maka dapat kita gambarkan time history atau perjalan proses pengikatan beton dari waktu ikat awal umur 3 hari sampai dengan beton itu mengikat pada umur 14 hari yang direncanakan. Dan dapat dilihat dalam grafik di bawah ini ; Kuat Tekan (ton/mm 2 ) 2 1 0 3 7 14 Gambar. 1 Grafik Hubungan Kuat Tekan Beton Normal Terhadap umur Kuat Tekan Abu Sekam 2,%+ Sika Cim yang diambil pada umur 3, 7,, dan 14 hari. campurannya. Seperti yang kita lihat pada tabel dibawah ini Tabel 2 Data Kuat Tekan Abu sekam 2,% + SikaCim Abu Sekam 2,% + SikaCim Hari 1 21, 21, 23 27, 2 22 2 26 3 22, 23 22 26, 2 1 0 3 7 14 Gambar 2 Grafik Hubungan Pengujian Kuat Tekan Abu Sekam 2,% + SikaCim Kuat Tekan Abu Sekam % + SikaCim yang diambil pada umur 3, 7,, dan 14 hari. campurannya. Seperti yang kita lihat pada tabel dihalaman berikutnya. Pada pengujian kuat tekan kubus ( P:1cm, L:1cm, T:1cm) Tabel 3. Data Kuat Tekan Abu Sekam % + SikaCim Abu sekam % + SikaCim Hari 1, 23, 2 27 2 23,8 23 22, 28, 3 22 24, 24, 27, 21,33 22,17 23,33 26,67 Dari data diatas dapat disimpulkan bahwa kekuatan SikaCim Concrete Additive) dan Abu sekam 2,%, menghasilkan kuat tekan yang berada diatas mutu rencana. Maka dapat kita gambarkan time history atau perjalan proses pengikatan beton dari waktu ikat awal umur 3 hari sampai dengan beton itu mengikat pada umur 14 hari yang direncanakan. Dan dapat dilihat dalam grafik pada lembar berikutnya. 22,16 23,66 24 27,67 3
Dari data diatas dapat disimpulkan bahwa kekuatan SikaCim Concrete Additive) dan Abu sekam %, menghasilkan kuat tekan beton diatas mutu rencana. Maka dapat kita gambarkan time history atau perjalan proses pengikatan beton dari waktu ikat awal umur 3 hari sampai dengan beton itu mengikat pada umur 14 hari yang direncanakan. Dan dapat dilihat dalam grafik di bawah ini : 2 1 2 1 0 3 7 14 Gambar 4 Grafik Hubungan Pengujian Kuat Tekan Abu Sekam 7,% + SikaCim 0 3 7 14 Gambar 3 Grafik Hubungan Pengujian Kuat Tekan Abu Sekam % + SikaCim Kuat Tekan SikaCim + Abu Sekam 7,% yang diambil pada umur 3, 7,, dan 14 hari. campurannya. Seperti yang kita lihat pada tabel dibawah ini. Pada pengujian kuat tekan kubus (P:1cm, L:1cm, T:1cm) Tabel 4 Data Evaluasi kuat Tekan Kubus (Beton Normal+SikaCim + Abu Sekam 7,%) Abu Sekam 7,% + SikaCim Hari 1, 21 22 27 2 21 27 24 3 22 2 2, 28, 21,16 24,3 23,83 28, Dari data diatas dapat disimpulkan bahwa kekuatan SikaCim Concrete Additive) dan Abu Sekam 7,%, menghasilkan kuat tekan beton diatas mutu rencana. Maka dapat kita gambarkan time history atau perjalan proses pengikatan beton dari waktu ikat awal umur 3 hari sampai dengan beton itu mengikat pada umur 14 hari yang direncanakan. Dan dapat dilihat dalam grafik pada halaman selanjutnya ; Kuat Tekan Abu Sekam % + SikaCim Hasil penelitian pengujian kuat tekan beton, kuat tekan beton benda uji diperoleh dari nilai kuat tekan ratarata, yang diambil pada umur 3, 7,, dan 14 hari. campurannya. Seperti yang kita lihat pada tabel dibawah ini Pada pengujian kuat tekan kubus ( P:1cm, L:1cm, T:1cm) Tabel Data Evaluasi Kuat Tekan Abu Sekam % + SikaCim Abu Sekam % + SikaCim Hari 1 2 3 2 27 29, 28 36, 3 24, 31 29 29 2,,17 29, 33, Dari data diatas dapat disimpulkan bahwa kekuatan beton normal dengan campuran Zat Super plasticizer ( SikaCim Concrete Additive) dan Abu Sekam %, menghasilkan kuat tekan beton diatas mutu rencana. Maka dapat kita gambarkan time history atau perjalan proses pengikatan beton dari waktu ikat awal umur 3 hari sampai dengan beton itu mengikat pada umur 14 hari yang direncanakan. Dan dapat dilihat dalam grafik di bawah ini ; 40 3 2 1 0 3 7 14 Gambar Grafik Hubungan Pengujian Kuat Tekan Abu Sekam % + SikaCim 4
Perbandingan Kuat Tekan Beton Normal Terhadap kuat Tekan Abu Sekam 2,% + SikaCim. Secara umum dapat dilihat bahwa hasil yang diperoleh pada pengujian kuat tekan beton dengan penambahan zat super plasticizer dan kuat tekan beton dengan penambahan super plasticizer serta Abu Sekam sebanyak 2,% pada masingmasing umurnya, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa penambahan Abu Sekam sebesar 2,% yang kita campurkan kedalam beton dengan proporsi dan komposisi yang di campurkan,menghasilkan kuat tekan yang berbeda dimana dengan penambahan Abu Sekam 2,% dapat menambah kuat tekan beton, dari kuat tekan beton normal, dan dapat kita lihat dalam grafik di bawah ini ;. 2 1 0 3 7 14 Beton Normal Beton Normal + Sekam 2,% Gambar 6 Grafik Hubungan perbandingan kuat tekan beton normal Vs Kuat tekan beton normal + Sika + Abu Sekam 2,%. Perbandingan Kuat Tekan Sika Terhadap kuat Tekan Abu Sekam 2,%, %, 7,%, % + SikaCim. Secara umum dapat dilihat bahwa hasil yang diperoleh pada pengujian kuat tekan beton dengan penambahan zat super plasticizer dan kuat tekan beton dengan penambahan super plasticizer serta Abu Sekam sebanyak 2,%, %, 7,%, % pada masing-masing umurnya, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa penambahan Abu Sekam sebesar 2,%, %, 7,%, % yang kita campurkan kedalam beton, menghasilkan kuat tekan yang berbeda dimana dengan penambahan Abu Sekam 2,%, %, 7,%, % dapat menambah kuat tekan beton dari kuat tekan beton yang direncanakan. Dan dapat kita lihat grafik pada halaman berikutnya. KESIMPULAN Dari hasil penelitian, analisa dan pembahasan hasil eksperimen dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Berdasarkan data tabel dan grafik di bawah ini dapat disimpulkan bahwa dengan penambahan abu sekam dalam variasi persentase yang berbeda, dapat meningkatkan kuat tekan beton dari kuat tekan beton normal. 2. Dengan penambahan Zat Superplasticizier juga dapat meningkatkan Workabilitas dan kuat tekan beton. DAFTAR PUSTAKA L. J. Murdock, K. M. Brook, Ir. Stephanus Hendarko (alih bahasa), Bahan dan Praktek Beton, Edisi Keempat, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1996. Mulyono Tri Teknologi Beton Penerbit ANDI, Yogyakarta Nilson Artur/ Goerge Winter, Design of Concrete Structures, Edisi Kesepuluh, 1979. S. Unnikrisna Pillai dan Devdas Menon, Reinforced Concrete Design, Edisi Pertama. 1998. Swamy, Sheffield, R. N. New Concrete Materials, Volume 1, Sheffield University Press, London, 1983. Wangsadinata Wiratman Ir. (ketua pembaharuan PBI), Peraturan Beton Indonesia, Diterbitkan Departemen Pekerjaan Umum, Bandung, 1971. 40 3 2 1 0 3 7 14 Beton Normal Sekam 2,% sika + Abu Sekam % Sekam 7,% Abu Sekam % Gambar 7 Grafik Hubungan perbandingan kuat tekan beton normal Vs Kuat tekan beton normal + Abu Sekam 2,%, %, 7,%, %.