BETON RINGAN TEMPURUNG KELAPA Noviyanthy Handayani Dosen Program Studi Teknik Sipil UM Palangkaraya ABSTRAK Beton adalah salah satu bahan konstruksi bangunan yang umum digunakan masyarakat. Berbagai inovasi beton telah banyak dilakukan salah satunya dengan penggunaan beton ringan yang dimaksudkan untuk mengurangi berat beton itu sendiri. Beton ringan adalah beton yang memiliki berat jenis dibawah 1800 kg/m 3. Beton ringan tempurung kelapa adalah salah satu inovasi beton ringan dengan pemanfaatan limbah rumah tangga. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memperoleh campuran beton ringan tempurung kelapa yang tepat dan memenuhi ketentuan berat jenis dan kuat tekan yang disyaratkan oleh SNI. Metode penelitian ini adalah dengan mencampur serpihan tempurung kelapa sebesar 5%, 10% dan 15% ke dalam proporsi agregat kasar yang digunakan. Agregat kasar yang digunakan ada dua jenis yaitu batu split (batu pecah) dan kerikil. Sampel beton yang dibuat sebanyak 24 buah dimana masing-masing campuran (batu split+tempurung kelapa dan kerikil+tempurung kelapa) dibuat 3 sampel. Hasil penelitian diperoleh bahwa berat isikering beton tempurung kelapa rata-rata melebihi 2000 kg/m 3 lebih besar dari ketentuan yaitu 1800 kg/m 3. Kuat tekan yang diperoleh melebihi rencana 7,4 MPa yaitu sekitar 7,62 MPa 17,34 MPa. Campuran beton ringan tempurung kelapa yang memiliki kuat tekan terbesar adalah beton dengan campuran tempurung kelapa 5% yaitu untuk batu split sebesar 14,14 MPa dengan berat isi kering 2427 kg/m 3 dan untuk kerikil sebesar 17,34 MPa dengan berat isi kering 2410 kg/m 3. Kata Kunci : Tempurung kelapa, Berat Isi Kering, Kuat Tekan 50
PENDAHULUAN Latar Belakang Beton ringan adalah beton yang memiliki berat jenis dibawah 1800 kg/m 3 (Tjokrodimuljo, 2004). Beton ringan merupakan salah satu inovasi untuk mengurangi berat jenis beton normal. Menurut ASTM C.330, agregat ringan dapat dibedakan menjadi dua, yaitu (1) agregat buatan contohnya tanah liat, abu terbang (fly ash), dan lempung (2) agregat alam contohnya skoria, batu apung (fumice) atau tuff. Di Kalimantan Tengah khususnya Kota Palangka Raya, untuk memperoleh agregat ringan sangat sulit, karena itu peneliti mencoba menggunakan tempurung kelapa sebagai agregat ringan. Hal ini disebabkan melimpahnya tempurung kelapa di pasar tradisional dan sebagai pemanfaatan limbah rumah tangga. Beberapa penelitian mengenai agregat ringan tempurung kelapa sudah banyak dilakukan oleh peneliti lainnya. Perbedaan penelitian ini adalah jumlah persentase tempurung kelapa yang digunakan yaitu 5%, 10% dan 15% dan digunakannya dua agregat kasar sebagai pembanding yaitu tempurung kelapa + kerikil dan tempurung kelapa + batu split untuk mencari proporsi campuran beton ringan yang tepat. Rumusan Masalah Penelitian ini ditujukan untuk memperoleh campuran yang tepat antara tempurung kelapa + kerikil dan tempurung kelapa + batu split (batu pecah) dengan penambahan tempurung kelapa sebesar 5%, 10% dan 15% pada berat proporsi agregat kasar yang digunakan agar diperoleh beton ringan tempurung kelapa dengan mutu beton fc sebesar 7,4 MPa atau K-100. Masalah yang akan dirinci: 1. Berapakah masing-masing berat isikering beton ringan tempurung kelapa dari ketiga variasi campuran tersebut? 2. Berapakah kuat tekan beton ringan tempurung kelapa yang dicapai masingmasing sampel? Tujuan Penelitian Berdasarkan rumusan masalah diatas, maka dapat disimpulkan bahwa tujuan dari penelitian adalah : 1. Memperoleh campuran perbandingan beton ringan yang tepat antara tempurung kelapa dan agregat kasar yang digunakan. 2. Memperoleh masing-masing berat isikering beton ringan tempurung kelapa dari ketiga variasi campuran tersebut. 3. Memperoleh kuat tekan beton ringan tempurung kelapa yang dicapai masingmasing sampel? Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah pemanfaatan limbah tempurung kelapa dan mencari inovasi terbaru dari beton ringan yang dapat dimanfaatkan oleh masyarakat luas. KAJIAN TEORI Beton Ringan Beton ringan adalah beton yang tersusun atas agregat ringan. Agregat ringan yang digunakan umumnya hasil produksi pembakaran (batu bara, slag, lempung, dan lain-lain). Berat jenis rata-rata 1900 kg/m 3 atau berdasarkan kepentingan strukturnya berkisar antara 1440 kg/m 3 sampai 1850 kg/m 3, dengan kuat tekan 51
rata-rata pada umur 28 hari lebih besar dari 17,2 MPa (ACI 318-08,2008). Menurut Tjokrodimuljo (2004), terdapat beberapa metode yang dapat digunakan untuk mengurangi berat jenis beton atau membuat beton lebih ringan, antara lain : 1. Dengan membuat gelembung-gelembung gas/udara dalam adukan semen sehingga terjadi banyak pori-pori udara di dalam betonnya. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan menambah bubuk aluminium ke dalam campuran adukan beton. 2. Dengan menggunakan agregat ringan, misalnya tanah liat bakar, batu apung atau agregat buatan, sehingga beton yang dihasilkan akan lebih ringan dari pada beton biasa. 3. Dengan cara membuat beton tanpa menggunakan butir-butir agregat halus atau pasir yang disebut beton non pasir. Agregat ringan adalah agregat yang mempunyai kepadatan sekitar 300 1850 kg/m 3. Agregat ringan biasanya digunakan atas pertimbangan ekonomis dan struktural. Pertimbangan ekonomis biasanya didasarkan atas biaya produksi untuk menghasilkan agregat ringan dan pengerjaan struktur betonnya sendiri. Secara struktural pertimbangan didasarkan atas berat volume dan kepadatan dari beton yang terbentuk, karena akan lebih ringan dibandingkan menggunakan agregat konvensional. Dengan demikian, jika digunakan untuk struktur atas akan lebih ringan yang pada akhirnya beban konstruksi akan menjadi ringan (Endarto, 2010). Agregat ringan dalam standar SNI 03-2461-2002 (2002) terdiri dari dua macam, yaitu: 1. Agregat ringan buatan yang merupakan hasil proses pengembangan, pemanasan atau sintering dari bahan terak tanur tinggi, lempung, diatome, abu terbang, batu sabak, batu obsidian. 2. Agregat ringan alami diperoleh secara alami, seperti batu apung dan scoria, batu letusan gunung atau batuan lahar. Menurut ASTM C 330-03 (2003), agregat ringan dapat dibedakan menjadi dua, yaitu: 1. Agregat ringan yang dihasilkan dari sisa/residu proses produksi atau pembakaran tanah liat dan lain-lain. 2. Agregat ringan yang dihasilkan melalui pengolahan bahan alam, misalnya batu apung. Tjokrodimuljo (2004) secara garis besar telah membagi penggunaan beton ringan menjadi tiga, yaitu: 1. Untuk non-struktur dengan berat jenis antara 240 kg/m 3 800 kg/m 3 dan kuat tekan antara 0,35 7 MPa, yang umumnya digunakan untuk dinding pemisah atau dinding isolasi. 2. Untuk struktur ringan dengan berat jenis antara 800 kg/m 3 1400 kg/m 3 dan kuat tekan antara 7 17 MPa, yang umumnya digunakan untuk dinding yang juga memikul beban. 3. Untuk struktur dengan berat jenis antara 1400 kg/m 3 1800 kg/m 3 dan kuat tekan lebih dari 17 MPa, yang dapat digunakan sebagaimana beton normal. Penelitian Terdahulu Penggunaan tempurung kelapa sebagai pengganti agregat kasar dengan persentase sebesar 0%, 8%, 25%, 50%, 75%, dan 100% 52
dengan kuat rencana 17 MPa, menunjukkan penurunan kuat tekan. Kuat tekan beton normal (0%) sesuai dengan kuat tekan rencana sebesar 17 MPa, proporsi 8% kuat tekan 15,776 MPa, proporsi 25% kuat tekan 7,32 MPa, proporsi 50% kuat tekan 2,801 MPa, proporsi 75% kuat tekan 0,442 MPa, dan proporsi 100% kuat tekan 0,059 MPa (Juanita dan Anjarwati, 2014). Penelitian Akbar (2013) bertujuan untuk menganalisa karakteristik beton K-100 dengan penambahan tempurung kelapa dan mendapatkan variasi campuran yang efisien melalui uji kuat tekan pada umur 7 hari. Tempurung kelapa dipecah menjadi serpihan berukuran 15 mm x 15 mm dan digunakan sebagai penambah agregat kasar yang dicampur dengan agregat halus, air dan semen PCC. Persentase variasi tempurung kelapa yang digunakan 0%, 5%, 7%, 9%, 11%, 13% dan 15%. Perbandingan campuran pasir dan kerikil yang digunakan 40% : 60% dengan benda uji kubus ukuran 150 x 150 x 150 mm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kuat tekan beton tertinggi pada campuran tempurung kelapa 5% yaitu sebesar 16,5 ton atau 73,33 kg/cm 2 sedangkan kuat tekan beton terendah terdapat pada beton yang menggunakan campuran 15% yaitu 4,5 ton atau 20 kg/cm 2. Penelitian untuk mengetahui karakteristik beton ringan tempurung kelapa yang meliputi berat isi, kuat tekan, modulus elastisitas, kuat tarik belah, kuat lentur dan kuat lekat tulangan dilakukan oleh Suarnita (2010). Fraksi volume agregat ringan tempurung kelapa yang digunakan adalah 0,35, faktor air semen (fas) sebesar 0,5 serta pengujian pada umur 28 hari, diperoleh nilai rata-rata karakteristik beton ringan tempurung kelapa meliputi nilai berat isi rata-rata yaitu 1.701 kg/m 3, nilai kuat tekan rata-rata yaitu 14.054 MPa, nilai modulus elastisitas (E c ) yang diperoleh dari kemiringan garis pada kurva elastis (0.5 f c) yaitu 4595.590 MPa, nilai kuat tarik belah rata-rata yaitu 1.713 MPa, kuat lentur rata-rata yaitu 2.329 MPa, dan kuat lekat tulangan rata-rata dengan menggunakan tulangan ulir Ø 8.8 mm yaitu 10.308 MPa. Penambahan serat tempurung kelapa pada campuran beton akan menurunkan kuat tekannya (Rustedi, 2004). Penelitian ini dilakukan dengan cara tempurung kelapa dilebur menjadi kecil dengan ukuran maksimum 2 cm x 2 cm dan dijemur terlebih dahulu. Volume campuran beton yang digunakan 1 pc : 2 pasir : 3 kerikil. Persentase penambahan serat sebesar 0% (tanpa serat), 5%, 10% dan 15%. Benda uji silinder untuk uji kuat tekan dan uji kuat tarik masing-masing dibuat 2 buah untuk setiap tipenya, sehingga total ada sebanyak 16 buah benda uji. Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan serat tempurung kelapa akan menurunkan kuat tekan dan sebaliknya menaikkan secara signifikan kuat tarik beton. Selain itu, berat jenis beton juga mengalami penurunan, hal ini disebabkan karena ada sebagian massa/volume kerikil tereliminasi dari adukan beton dan posisinya ditempati oleh serat tempurung kelapa. Penelitian dengan menggunakan arang batok kelapa dilakukan oleh Wardi (2003). Ide ini dikemukakan karena adanya persamaan antara kandungan arang batok kelapa dengan fly ash. Penelitian dilakukan dengan persentase penambahan arang batok kelapa terhadap pengurangan agregat halus sebesar 0%, 5%, 7,5%, 10% dan 12,5% yang bertujuan untuk 53
mengetahui pengaruhnya terhadap kuat tekan beton. Benda uji dibuat dalam bentuk kubus 15 x 15 x 15 cm dan pengujian dilakukan pada umur beton 3, 7, 14, 21, dan 28 hari pada kondisi normal dan beton yang dibakar hanya pada umur 28 hari. Mutu beton rencana adalah K-225 atau 4145 kg/cm 2. tekan beton dilakukan pada umur beton 28 hari dengan mutu beton rencana fc = 7,4 MPa atau K-100. Adapun variasi dari campuran beton yang akan dibuat adalah sebagai berikut : Tabel 1. Variasi Campuran Beton Penelitian No. Tempurung Kelapa Agregat Kasar Kode Benda Uji Jumlah Benda Uji (buah) 1 0% 100% kerikil TK 0 Kr 3 2 0% 100% split TK 0 Sp 3 3 5% 95% kerikil TK 5 Kr 3 4 5% 95% split TK 5 Sp 3 5 10% 90% kerikil TK 10 Kr 3 6 10% 90% split Masing-masing TK 10 Sp benda uji akan 3 dibuat 3 7 15% 85% kerikil sampel sehingga TK 15 Kr total keseluruhan 3 benda uji adalah 24 buah. Hasil penelitian pada umumnya menunjukkan terjadinya peningkatan kuat tekan. Penambahan 5% kenaikkan kuat tekan 2,48%, penambahan 7,5% kenaikkan 27,77%, penambahan 10% kenaikannya mencapai 13,24%, dan pada penambahan 12,5% terjadi penurunan sebesar 9,6483% sehingga mutu beton menjadi K-203 atau 6658 kg/cm 2. Hal ini menunjukkan arang batok kelapa cukup memberi pengaruh terhadap kuat tekan karakteristik beton dan dapat digunakan sebagai bahan tambahan yang berfungsi sebagai filler dalam campuran beton. Pembuatan Benda Uji Benda uji dibuat dalam bentuk kubus dengan ukuran 15 x 15 x 15 cm. Pengujian kuat Tabel 2. Berat Isi Beton Ringan Tempurung Kelapa + Batu Kelas Beton Sampel Beton Bera Beton + Tempurung Kelapa 0% I II Beton + Tempurung Kelapa 5% I II Beton + Tempurung Kelapa 10% I II Beton + Tempurung Kelapa 15% I 54
Tabel 3. Berat Isi Beton Ringan Tempurung Kelapa + Kerikil 2419 Beton + Tempurung Kelapa 0% I 2454 2429 II 2415 2412 Beton + Tempurung Kelapa 5% I 2409 2410 II 2410 Beton + Tempurung Kelapa 10% 2412 2245 I Dari kedua 2409 tabel diatas terlihat bahwa Sampel berat III isi beton ringan 2410 yang diperoleh rata-rata Beton + Tempurung Kelapa 15% Sampel mencapai I 2000 2114 kg/m 3 dan melebihi 2094 dari Sampel ketentuan II berat volume 2043 padat yang ditetapkan II 2124 HASIL DAN PEMBAHASAN SNI yaitu sebesar 1900 kg/m 3. Nilai Berat Jenis Beton Ringan Tempurung Kelapa Berat jenis beton ringan tempurung kelapa yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 2 dan Tabel 3 berikut ini. Kelas Beton Sampel Beton Berat Isi Beton Ringan (kg/m 3 ) Berat Isi Beton Rata-Rata (kg/m 3 ) perbandingan berat isi beton ringan tempurung kelapa dapat tersaji pada Gambar 2 berikut ini. Gambar 2. Perbandingan Berat Isi Beton Ringan Tempurung Kelapa Tabel 4. Hasil Tes Kuat Tekan Beton Tempurung Kelapa dan Kelas Beton Umur Beton (hari) Beton + Tempurung Kelapa 0% 28 I II Beton + Tempurung Kelapa 5% 28 I II Beton + Tempurung Kelapa 10% 28 I II
55 Dari Gambar 2 diatas, terlihat bahwa berat isi rata-rata beton ringan tempurung kelapa mengalami penurunan ketika persentase tempurung kelapa ditambah. Pada penambahan tempurung kelapa sebesar 5% berat isi beton tidak mengalami penurunan yang signifikan, sedangkan pada penambahan sebesar 15% penurunannya sangat signifikan dari berat isi beton normal. Hasil Tes Kuat Tekan Beton Tempurung Kelapa dan Batu Split Hasil pengujian kuat tekan beton ringan tempurung kelapa denganagregat berupa batu split (batu pecah) dan kerikil dengan campuran tempurung kelapa 5%, 10% dan 15% dapat terlihat pada Tabel 4 dan Tabel 5berikut ini. Tabel 5. Hasil Tes Kuat Tekan Beton Temp Kelas Beton Umur Beton (hari) Beton + Tempurung Kelapa 0% 28 I II Beton + Tempurung Kelapa 5% 28 I II Beton + Tempurung Kelapa 10% 28 I II Beton + Tempurung Kelapa 15% 28 I II Dari kedua Tabel diatas, terlihat nilai kuat tekan yang diperoleh rata-rata melebihi dari kuat tekan rencana yaitu 7,4 MPa. Adapun grafik perbandingan kuat tekan antara tempurung kelapa + batu split dan tempurung kelapa + kerikil, seperti terlihat pada Gambar 3 berikut ini. 56
Gambar 3. Perbandingan Kuat Tekan Beton Ringan Tempurung Kelapa 2. Kuat tekan yang diperoleh berkisar antara 17,34 MPa 7,62 MPa melebihi dari kuat tekan rencana yaitu 7,4 MPa. SARAN 1. Diperlukan jenis agregat halus dan agregat kasar yang sesuai dengan standar berat volume agregat halus dan kasar untuk klasifikasi pembuatan beton ringan. 2. Bisa dicoba dengan metode campuran lainnya seperti metode rancang-campur Dreux-Corrise. 3. Untuk ketelitian lebih lanjut, volume campuran tempurung kelapa hendaknya dibawah 5%. DAFTAR PUSTAKA Dari gambar diatas terlihat bahwa sampel tempurung kelapa + batu pecah mengalami penurunan kuat tekan beton tidak terlalu signifikan bila dibandingkan dengan kuat tekan tempurung kelapa + kerikil. Walaupun pada awalnya kuat tekan beton tempurung kelapa + kerikil untuk beton normal dan persentase tempurung kelapa 5% nilainya berada diatas dari nilai kuat tekan tempurung kelapa + batu pecah. KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN Dari penelitian yang telah dilaksanakan dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Berat isikering beton ringan tempurung kelapa yang diperoleh rata-rata diatas2000 kg/m 3 sedangkan SNI memberikan batasan berat isi ringan adalah sebesar 1900 kg/m 3. Akbar, Fauzul. Ariyanto, Anton. dan Edison, Bambang. (2013). Penggunaan Tempurung Kelapa Terhadap Kuat Tekan Beton K-100. Riau. Fakultas Teknik Universitas Pasir Pengaraian. Juanita dan Anjarwati, Sulfah. (2014). Kajian Tempurung Kelapa Sebagai Bahan Beton Ringan.Seminar Hasil Penelitian LPPM UM Purwokerto. Mulyono, T. (2003). Teknologi Beton. Yogyakarta: Andi Offset. Rustendi, Iwan. (2004). Pengaruh Pemanfaatan Tempurung Kelapa Sebagai Material Serat Terhadap Kuat Tekan Dan Kuat Tarik Beton. Media Komunikasi Teknik Sipil, Vol. 12, No. 2, Edisi XXIX Juli 2004. SK-SNI. T-15-1990-03. (1990). Standar Tata Cata Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal. Jakarta: Badan Penelitian dan Pengembangan. SNI 03-2461-2002. (2002). Spesifikasi Agregat Ringan Untuk Beton Ringan Struktural. Jakarta: Badan Standar Nasional. 57
Suarnita, I Wayan. (2010). Karakteristik Beton Ringan Dengan Menggunakan Tempurung Kelapa Sebagai Bahan Pengganti Agregat Kasar. Jurnal Smartek, Vol. 8, No. 1, Pebruari 2010: hal 22-33. Tjokrodimulyo, K. (2004). Teknologi Beton (edisi kedua). Yogyakarta: Naviri. Wardi. (2003). Pengaruh Pemakaian Arang Batok Kelapa Terhadap kuat tekan beton. Jurnal R & B, Vol. 3, No. 1, Maret 2003. 58