JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-5 1 Pemanfaatan Lumpur Bakar Sidoarjo Sebagai Bahan Campuran Pada Pembuatan Beton Ringan dengan Menggunakan Tambahan Buih dan Serat Alam Pertiwi Megah Sari, Triwulan, dan Januarti Jaya Ekaputri Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail: triwulan@ce.its.ac.id Abstrak Beton ringan di Indonesia terus berkembang dengan komposisi campuran yang beraneka macam untuk diaplikasikan pada bangunan. Beton ringan diaplikasikan pada bata, anak tangga, panel dinding dan lantai. Dalam penelitian ini bahan penyusun beton ringan terdiri dari, semen, pozollan, buih, serat alam, dan air. Pada pembuatan beton ringan system curing dilakukan dengan menggunakan autoclave. Dari penelitian-penelitian sebelumnya, Lumpur Sidoarjo memiliki kandungan Silika yang cukup tinggi, lebih dari 50%. Penambahan buih kedalam adukan dapat menjadikan reaksi kimia dengan melepas sejumlah gas tertentu yang dapat membuat beton menjadi mengembang dan membentuk struktur berpori sehingga beton akan lebih ringan dengan berkurangnya berat jenis pada beton. Berdasarkan hasil analisa yang telah dilakukan, didapatkan untuk kuat tekan pasta ringan umur 7 hari sebesar 5.20 MPa dan berat volumenya sebesar 0.95 gr/cm 3. Sedangkan untuk kuat tekan pasta ringan berserat umur 7 hari sebesar 5.25 MPa dan berat volumenya sebesar 0.97 gr/cm 3. Kata Kunci beton ringan, buih, lumpur bakar Sidoarjo, serat alam. I. PENDAHULUAN ertumbuhan pengetahuan dan teknologi yang semakin Ppesat di bidang konstruksi mendorong kita lebih memperhatikan standar mutu serta produktivitas kerja untuk dapat berperan serta dalam meningkatkan sebuah pembangunan konstruksi dengan lebih berkualitas. Dewasa ini sudah hampir sebagian besar gedung-gedung dan sarana infrastruktur di daerah kota menggunakan beton sebagai bahan dasar dari bangunan mereka. Penggunaan beton pada gedung dilakukan dalam rangka menghemat pengeluaran dalam suatu proses konstruksi, selain harganya yang terjangkau beton juga memiliki kuat tekan yang tinggi. Rasa tertarik pada penggunaan beton ini, akhirnya menimbulkan banyaknya jenis dari beton itu sendiri. Salah satu yang kita kenal adalah Beton Ringan (lightweightconcrete). Pada umumnya material penyusun beton ringan berupa semen, air, serta bahan tambahan kimia (addmixture). Berdasarkan beratnya beton ringan memiliki berat jenis kurang dari 1800 kg/m 3 (Abdullah, 2008). Dalam penelitian ini kami akan memanfaatkan lumpur bakar Sidoarjo untuk campuran beton ringan, mengingat ketersediaan lumpur Sidoarjo yang sangat melimpah dengan volume semburan lumpur yang dihasilkan mencapai 126.000 m 3 per hari. (http://ridho2009.wordpress.com/) Selain itu, yang optimal untuk digunakan sebagai campuran tambahan pada beton ringan adalah fiber alam (serat kenaf). Fiber alam (Naturally occurring fibers) adalah serat alami yang berasal dari alam, baik itu dari hewan maupun tumbuhan. Serat alami terbukti dapat memperbaiki sifat mekanis beton seperti kuat tekan yang lebih tinggi dari beton konvensional. Selain itu, fiber alam juga mampu mendukung pembuatan beton berbusa. (Frisaini, 2008 ). Penambahan foam (buih) kedalam adukan dapat menjadikan reaksi kimia dengan melepas sejumlah gas tertentu yang dapat membuat beton menjadi mengembang dan membentuk struktur berpori sehingga beton akan lebih ringan dengan berkurangnya berat jenis pada beton.( Byun,@all, 2007) II. URAIAN PENELITIAN A. Tahap Persiapan Material Mempersiapkan bahan yang akan digunakan untuk proses peneliatian pembuatan beton ringan. Material yang akan digunakan antara lain : 1. Lumpur bakar Sidoarjo 2. Semen Portland 3. Buih 4. Serat Alam 5. Air Material diatas merupakan bahan utama penyusun beton ringan pada penelitian ini. B. Analisa Data Material Data material yang didapat merupakan hasil dari percobaan yang telah dilakukan di laboratorium, dan hasil dari percobaan tersebut dapat diketahui kandungan mineral yang terdapat dalam material yang akan digunakan dan juga berat jenisnya. 1. Lumpur Bakar Sidoarjo Lumpur yang digunakan diambil dari Porong, Sidoarjo. Berdasarkan data dari Differential Thermal Analysis (DTA) Lumpur Lapindo Sidoarjo harus dilakukan
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-5 2 kalsinasi terlebih dahulu pada rentang suhu tertentu untuk mendapatkan hasil yang optimum, lumpur yang telah dikalsinasi berat jenisnya mencapai 2.67 gr/cm 3. Hasil penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa lumpur bakar mengandung mineral yang pengklasifikasian menurut ASTM C618 dapat digolongkan kedalam pozzolan. 2. Semen Portland Pada penelitian ini semen yang digunakan adalah semen portland dengan berat jenis material sebesar 3.07 gr/cm 3. Kandungan mineral semen ini juga terdapat beberapa senyawa mineral yang sama halnya dengan kandungan mineral pada lumpur bakar. 3. Serat Alam Pada penelitian ini serat alam yang digunakan yaitu serat yang komponen utamanya mengandung mineral selulosa. Menurut pacific northwest national library, serat tersebut memiliki berat jenis 1,45 gr/cc. 4. Buih Buih yang yang digunakan dalam penelitian ini adalah buih yang dapat digunakan dengan semua tipe semen. C. Analisa Benda Uji Pembuatan benda uji beton ringan dilakukan melalui beberapa tahap, yang pertama dilakukan penentuan kebutuhan air untuk pembuatan pasta normal. Setelah komposisi kebutuhan air didapat dilanjutkan dengan pembuatan benda uji pasta normal. Komposisi optimum hasil kuat tekan pasta normal akan digunakan untuk pembuatan benda uji pasta ringan. Kemudian hasil kuat tekan maksimal dari pasta ringan akan diambil komposisi optimum untuk pembuatan benda uji pasta ringan berserat. III. METODE PENELITIAN START Pembuatan Pasta Ringan + Buih Mendapatkan komposisi optimum Pasta Ringan (PRO) Pembuatan Pasta Ringan Berserat + Buih + Serat Alam Mendapatkan komposisi optimum Pasta Ringan Berserat (MR) Syarat klasifikasi Beton Ringan Ok Analisa Harga Kesimpulan Studi Literatur Finish Persiapan material Tes Konsistensi Normal Pembuatan Pasta Normal IV. ANALISA DAN HASIL A. Konsistensi Normal Mendapatkan komposisi Pasta Normal Optimum (PNO)
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-5 3 3. Tes XRD Percobaan ini dilakukan pada 3 komposisi pasta normal umur 28 hari, untuk mengetahui kandungan mineral yang terdapat didalamnya. Pada hasil uji XRD kandungan mineral terbesar yaitu Quartz (SiO 2 ) dengan intensitas 671. C. Pasta Ringan (PR) Grafik 1 Konsistensi Normal 6.00 5.00 Kuat Tekan Pasta Ringan Dari percobaan Konsistensi Normal didapatkan kebutuhan air pada penurunan 10 mm hasil pembacaan alat vicat. Pada Grafik diatas dapat diketahui bahwa semakin banyak lumpur maka kebutuhan air akan semakin meningkat. Kuat Tekan (MPa) 4.00 3.00 0.00 1 2 1.33 1.53 1.73 Buih 3 PR 50 PR 40 PR 30 PR 20 PR 10 B. Pasta Normal (PN) Kuat Tekan (MPa) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Pasta Normal Umur 28 hari 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 % Lumpur Bakar Grafik 2 Pasta Normal Umur 28 hari Pada Grafik 2 dapat diketahui hubungan antara kuat tekan pasta normal terhadap penambahan lumpur. Semakin banyak lumpur yang ditambahkan maka kuat tekan yang dihasilkan akan semakin menurun. Hal ini dikarenakan pertambahan lumpur berbanding lurus dengan pertambahan air, menurut Wiryasa @all, (2009) dimungkinkan terdapat porositas terbuka yang cukup berlebih sehingga dapat menurunkan kuat tekan. Hasil kuat tekan pasta normal optimum pada umur 28 hari sebesar 62 MPa. Berat Volume (gr/cm3) 1.90 1.80 1.70 1.60 1.50 Berat Volume Pasta Normal 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 Lumpur Bakar (%) Grafik 4 Kuat Tekan Pasta Ringan umur 7 Hari Dari Grafik 4 diatas dapat diketahui bahwa semakin banyak buih maka akan mengurangi kuat tekan pada beton. Penambahan buih dilakukan bertahap mulai dari buih 1 sampai buih 3, Buih 1 adalah jumlah buih paling sedikit. Komposisi optimum pada pasta ringan yaitu terdapat pada PR-4 sebesar 5.20 MPa. Hal ini dapat diketahui bahwa dengan meningkatkan jumlah buih pada binder, maka pembentukan gelembung dalam benda uji akan semakin meningkat yang dapat mempengaruhi kuat tekan pada beton. (Amir dan Setiadji, 2008) Berat volume pada pasta ringan umur 7 hari yaitu berkisar antara 0.77-0.95 gr/cm 3. Penambahan buih pada pasta ringan menyebabkan berat volume benda uji akan semakin ringan. Pembentukan gelembung gas akibat penambahan buih dalam benda uji yang dapat menyebabkan berat volume menjadi ringan. (Amir dan Setiadji, 2008) 3. Tes Porositas Besarnya porositas dipengaruhi oleh prosentase air yang digunakan, semakin banyak air dan foam yang digunakan maka semakin besar porositas terbuka, hal ini mengakibatkan kuat tekan yang dihasilkan lebih rendah daripada pasta normal. Grafik 3 Berat Volume Pasta Normal Berat volume hasil pasta normal berkisar antara 1.8 2.0 gr/cm 3. Pada grafik 3 menunjukkan bahwa pada komposisi berat volume optimum berada pada 50% lumpur. D. Pasta Ringan Berserat (MR)
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-5 4 Kuat Tekan (Mpa) 6.00 5.00 4.00 3.00 0.00 Pasta Ringan Berserat 0 1 2 3 4 0.1 0.2 0.3 0.4 Fiber MR 10 MR 20 MR 30 MR 40 MR 50 Grafik 5 Kuat Tekan Pasta Ringan Berserat Dari grafik 5 dapat diketahui bahwa semakin banyak penambahan fiber (serat alam) maka akan mengurangi kuat tekan pada beton. Penambahan serat dilakukan bertahap mulai dari fiber 1 sampai fiber 3, Fiber 1 adalah jumlah serat paling sedikit. dengan 3 variasi penambahan serat alam, hasil kuat tekan optimum berada pada penambahan serat pada variasi ke dua yaitu fiber 2. Berat Volume (gr/cm3) 0.90 0.80 0.70 Berat Volume Pasta Ringan Berserat 0.60 0 0.1 1 0.2 2 0.3 3 4 0.4 Fiber MR 10 MR 20 MR 30 MR 40 MR 50 Grafik 6 Berat Volume Pasta Ringan Berserat Grafik 6 menunjukkan bahwa semakin banyak serat alam yang ditambahkan maka berat volume benda uji pasta ringan berserat akan semakin ringan. Hal ini dimungkinkan penggunaan autoclave dengan tekana 1.38 MPa selama 2 jam dapat mempengaruhi berkurangnya berat volume pada benda uji. 3. Tes Porositas Uji porositas terbuka pada pasta ringan berserat adalah komposisi optimum dari hasil uji tekan. V. KESIMPULAN Pada penelitian ini dapat disimpulkan bahwa pasta ringan optimum berada pada komposisi PR-4 dengan tambahan buih pada variasi pertama (buih 1) dengan kuat tekan 5.20 MPa, dan penambahan buih yang terlalu banyak akan menyebabkan beton menjadi abrasi/terkikis. Sedangkan pasta ringan berserat yang optimum berada pada komposisi MR-4 dengan penambahan serat alam pada variasi ke-2, Hasil kuatnya mencapai 5.25 MPa dan berat volume MR-4 0.7 1 gr/cm 3. Pada pembuatan pasta ringan dan pasta ringan berserat untuk system curing dilakukan dengan menggunakan autoclave pada tekanan konstan. UCAPAN TERIMA KASIH Dalam pengerjaan tugas akhir ini, penulis mendapat bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Kedua Orang Tua, kakak dan adek atas segala motivasi, dukungan, dan doa yang diberikan 2. Dosen pembimbing, yang telah membimbing dan memberi masukan dalam pengerjaan tugas akhir ini. 3. Pihak Laboratorium Beton dan Bahan Bangunan. 4. Semua pihak yang terkait yang tidak dapat disebutkan satu persatu, terimah kasih atas abntuan serta dukungannya. DAFTAR PUSTAKA [1] Andriati Amir, Rudi Setiadji, 2008, Pengaruh Penambahan Foam Agent Terhadap Kualitas Bata Beton. [2] Clemons, Craig M, Caulfield, Daniel F, 2005, Natural Fibers, Functional Fillers for Plastics. Edited by M. Xanthos, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co KGaA [3] K.-J. Byun, H.-W. Song and S.-S. Park, 2007, Development Of Stuctural Lightweight Foamed concrete Using Polymer Foam Agent [4] Lily Pudjiastuti, 2006, Fisik Kimia Lumpur Panas Porong Sidoarjo, dipresentasikan pada Seminar Nasional Usaha Pemanfaatan Lumpur Porong Sidoarjo sebagai Bahan Bangunan. Surabaya [5] Nasution, Suarni, 2009, Efek Komposisi dan Aging Terhadap Sifat Mekanik dan Fisis Pada Pembuatan Aerated Concrete (Beton Berpori), USU Repository, Medan [6] Ridho, 2009, Banjir Lumpur Panas Sidoarjo, (http://ridho2009.wordpress.com/2009/04/24/artikelmengenai-banjir-lumpur-panas-sidoarjo/) [7] Tjokrodimuljo, K. 1996, Teknologi Beton. Buku Ajar, Jurusan Tenik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Gajah Mada. [8] Triwulan dan Ekaputri, Januarti J, 2006, Study on Porong Mud-Based Geopolymer Concrete, National Conference, Surabaya.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-5 5 [9] Septiawardani, Winda Ayu, 2012, Pemanfaatan Lumpur Bakar Sidoarjo Sebagai Bahan campuran Pembuatan Beton Ringan dengan Tambahan Limbah Gypsum dan Foam, Surabaya [10] SNI 03-0349-1989, Tentang Bata Beton Untuk Pasangan Dinding [11] Wiryasa, Ngk. Made Anom dan Sudarsana, Wayan, 2009, Pemanfaatan Lumpur Lapindo Sebagai Bahan Subtitusi Semen Dalam Pembuatan Bata Beton Pejal, Denpasar [12] Yudith Abdullah, 2008, Pengaruh Zat Aditif Dalam Pembuatan Beton Teraerasi yang Diproses dalam Bejana Bertekanan