BAB I PENDAHULUAN 1.1 Umum Dalam dunia Teknik Sipil, pengkajian dan penelitian masalah bahan bangunan masih terus dilakukan. Kebanyakan para peneliti telah bereksperimen dengan penambahan suatu bahan lain (additive) atau dengan mensubtitusikan bahan tersebut kedalam campuran untuk membuat beton dengan sifat yang lebih baik, seperti kekuatan yang lebih tinggi. Oleh karena itu masih selalu dicari dan diusahakan pemakaian jenis bahan bangunan dan model struktur yang ekonomis, mudah diperoleh, mudah pengerjaannya, mencukupi kebutuhan / kekuatan struktur dengan biaya yang relatif murah. Sifat kimia dan mekanik beton telah banyak diteliti dan berbagai perkembangannya telah dilakukan untuk memahami perilaku beton. Pemanfaatan bahan tambah kimia (Chemical Admixture) maupun mineral (Mineral-Admixture) pada pembuatan beton telah lama dikembangkan. Bahan tambah ini ditujukan untuk memperbaiki sifat-sifat beton segar maupun beton yang dihasilkan. Bahan tambah kimia seperti Superplasticizer digunakan untuk mengurai air pada campuran beton (Agustiany,Bekti;1998) [Ermiyati,2007] sedangkan Sika-Aer digunakan untuk memperbaiki kohesi, kepadatan, ketahanan terhadap serangan sulfat atau air laut. Beton aditif telah digunakan sejak zaman Romawi dan Mesir, ketika ditemukan bahwa abu vulkanik menambah campuran diizinkan untuk ditetapkan dalam air. Demikian pula, Roma tahu bahwa menambahkan rambut kuda untuk membuat beton lebih kuat dan keras, dan menambahkan darah beku membuatnya lebih tahan. Seiring dengan terus berkembangnya Ilmu Pengetahuan dan tuntutan penggunaan bahan daur 1
ulang/limbah sebagai bahan beton yang telah mendapatkan popularitas karena Undang-Undang lingkungan hidup yang semakin ketat. Oleh sebab itu diambil suatu contoh penelitian dalam campuran beton atau dengan mensubtitusikan bahan tersebut sebagai campuran beton. Sektor agribisnis kelapa sawit di Indonesia tercatat memiliki perkembangan yang sangat pesat. Hal ini terlihat dari luas areal kelapa sawit dari produksi minyak sawit mentah (Crude Palm Oil, CPO) yang terus mengalami peningkatan sejak tahun 1968 sampai dengan pada saat ini. Pada periode 1968-1997, luas areal kelapa sawit meningkat hampir 21 kali lipat, yaitu dari 120.000 ha pada tahun 1968 menjadi 2.516.079 ha pada tahun 1997. Perkembangan industri sawit yang terus meningkat akan berdampak pada limbah yang dihasilkan dari pengolahan Tandan Buah Segar (TBS). Limbah ini adalah sisa produksi minyak sawit kasar berupa tandan kosong, sabut dan cangkang (batok) sawit. Limbah padat berupa cangkang dan sabut digunakan sebagai bahan bakar ketel (boiler) untuk menghasilkan energi mekanik dan panas. Masalah yang kemudian timbul adalah sisa dari pembakaran pada ketel (boiler) berupa abu dengan jumlah yang terus meningkat sepanjang tahun yang sampai sekarang masih belum termanfaatkan. Berdasarkan penelitian yang dilakukan Graille dkk (1985) [Google,2010] ternyata limbah abu sawit banyak mengandung unsur silika (SiO 2 ) yang merupakan bahan pozzolanic. Menurut hasil penelitian (Pratomo, 2001, dalam Muhardi dkk, 2004) diketahui bahwa abu kelapa sawit dari sisa pembakaran cangkang dan serabut buah kelapa sawit mengandung unsur kimia Silika (SiO2) sebanyak 31,45% dan unsur Kapur (CaO) sebanyak 15,2% [Ermiyati,2007]. Abu sawit yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah abu terbang boiler industri sawit, sisa pembakaran yang ditangkap kemudian dikeringkan dan disaring untuk 2
digunakan sebagai bahan campuran beton. Abu sawit tersebut diperoleh dari Pabrik Kelapa Sawit (PKS) PT. Perkebunan Nusantara IV (PTPN IV) yang telah di analisis terlebih dahulu di laboratorium Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS). Tabel 1. 1 Komposisi abu sawit hasil pembakaran serat dan cangkang (%berat) Unsur/Senyawa Serat Cangkang Klor (Cl) 2,5 1,3 Magnesium (Mg) 2,3 2,8 Kalsium (Ca) 4,9 1,5 Karbonat (CaO 3 ) 2,6 1,9 Nitrogen (N) 0,04 0,05 Pospat (P) 1,4 0,9 Silika (SiO 2 ) 59,1 61 (Sumber: Graille dkk, 1985 dalam Utama dan Sentosa, 2005) [Google,2010] Berdasarkan pengamatan secara visual, abu sawit memiliki berbagai karakteristik diantaranya, bentuk partikel abu sawit tidak beraturan, ada yang memiliki butiran bulat panjang, bulat dan bersegi dengan ukuran butiran 0-2,3 mm serta memiliki warna abu-abu kehitaman. Bertolak dari alasan diatas, maka perlu diadakan penelitian dengan menggunakan Abu Boiler dari Pabrik Kelapa Sawit ( PKS ) yang sangat melimpah di Indonesia, khususnya dipulau Sumatera sebagai bahan campuran dalam beton. Pemanfaatan Abu Boiler ini diharapkan mampu memperbaiki sifat beton, limbah padat PKS ini juga diharapkan mampu dipergunakan oleh masyarakat sekitar PKS sebagai bahan pengganti maupun bahan campuran dalam konstruksi sehingga dapat meminimalkan pencemaran lingkungan akibat pemanfaatan limbah tersebut. 3
1.2 Perumusan Masalah Dengan menggantikan sebagian/beberapa persen dari berat semen terhadap Abu Boiler pada campuran beton diharapkan akan berpengaruh terhadap sifat-sifat mekanik dari beton tersebut. Namun demikian perilaku mekanik material beton dengan bahan campuran ini secara lebih komprehensif belum banyak diteliti maupun dilakukan pengujian. Dari penjabaran diatas, dirumuskan masalah sebagai berikut : a) Besar peningkatan Kuat Tekan Beton akibat menggantikan sebagian semen dengan abu boiler. b) Perbandingan Kuat Tekan Beton dengan persentase pemakaian abu boiler terhadap berat semen. c) Perubahan Grafik persentase dalam peningkatan dan penurunan kekuatan beton akibat campuran abu boiler. 1.3 Maksud dan Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk : 1. Mengetahui workability beton segar yang menggunakan bahan subsider Abu Boiler. 2. Mengetahui perilaku mekanik beton normal yang menggunakan bahan Abu Boiler sebagai penganti sebagian semen dan membandingkannya dengan beton normal. Perilaku mekanik yang diteliti meliputi: Kuat Tekan, Modulus Elastisitas Dan Modulus Patahan. 3. Mengetahui perilaku tegangan regangan beton yang menggunakan Abu Boiler sebagai bahan penganti semen dan membandingkannya dengan beton normal. 4
4. Mencari komposisi optimum pemakaian abu boiler akibat menggantikan sebagian berat semen pada campuran beton. 1.4 Manfaat Penelitian Kontribusi dan manfaat hasil penelitian ini bagi masyarakat, industri dan pengembangan ilmu adalah sebagai berikut : 1. Dapat diperoleh bahan bangunan dengan harga murah dan berkualitas baik,terutama untuk masyarakat di sekitar pabrik. 2. Bagi Industri Pabrik Kelapa Sawit, dengan dimanfaatkannya limbah ini maka pabrik tidak akan kesulitan lagi dalam membuang dan mengelola limbah. 3. Dapat mengurangi pencemaran lingkungan (dampak negatif) yang dapat ditimbulkan limbah ini. 1.5 Pembatasan Masalah Adapun pembatasan masalah yang diambil dalam penelitian ini hanya dibatasi dengan cakupan / ruang lingkupnya yang tidak terlalu luas. Pembatasan masalah meliputi : 1. Mutu beton yang direncanakan adalah fc 25 MPa. 2. Komposisi abu boiler yang diteliti adalah 0%, 10%, 15% 20%, 25% dan 30% sebagai pengganti semen. 3. Pengujian mekanik beton meliputi: Kuat Tekan (ASTM C39-86), Modulus Elastisitas (ASTM C.469-874), dan Modulus Patahan yang akan dilakukan pada umur 7, 14 dan 28 hari. 5
1.6 Lokasi 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 dan abu boiler. 2. Pemeriksaan bahan penyusun beton. Analisa ayakan agregat halus dan agregat kasar. Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi agregat halus dan agregat kasar. Pemeriksaan berat isi pada agregat halus dan agregat kasar serta abu boiler. Pemeriksaan kadar Lumpur (pencucian agregat kasar dan halus lewat ayakan no.200). Pemeriksaan kadar liat (clay lump) pada agregat halus. Pemeriksaan kandungan organik (colorimetric test) pada agregat halus. 3. Mix design (perancangan campuran) Penimbangan / penakaran bahan penyusun beton berdasarkan uji karakteristik. 4. Pengujian Kuat Lentur ( Modulus Patahan ) balok menggunakan benda uji balok dan pengujian Kuat Tekan beton dan Modulus Elastisitas menggunakan benda uji silinder. 6
5. Pembuatan benda uji : Pembuatan beton dengan Menggantikan beberapa persen Semen dengan Abu Boiler dan factor air semen tetap untuk setiap variasi. Benda uji yang dibuat adalah silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm serta balok dengan ukuran 15 cm x 15 cm dan panjang 75 cm. Tabel 1. 2 Variasi Pengujian Benda Uji Pengujian Dimensi (cm) fas Umur Rencana (hari) variasi Abu Boiler 0% 10% 15% 20% 25% 30% Total Kuat Tekan Elastisitas Flexure Silinder Φ 15, h = 30 Silinder Φ 15, h = 30 Balok 15 X 15 X 75 0.5 7, 14, 28 5 5 5 5 5 5 90 5 5 5 5 5 5 90 5 5 5 5 5 5 90 Total 7, 14, 28 15 15 15 15 15 15 270 Total Benda Uji keseluruhan : Silinder Φ 15, h = 30 Balok 15 X 15 X 75 = 180 benda uji = 90 benda uji 7
1.7 Sistematika Penulisan Untuk memperjelas tahapan yang dilakukan dalam tugas akhir ini, penulisan tugas akhir ini dikelompokkan ke dalam 5 (lima) bab dengan sistematika penulisan sebagai berikut: Bab I Pendahuluan Menguraikan tinjauan umum, latar belakang penyusunan laporan penelitian, permasalahan penelitian, maksud, tujuan dan manfaat, pembatasan masalah, metodologi penelitian / pelaksanaan penelitian, serta sistematika penulisan. Bab II Tinjauan Pustaka Pada bab ini dijabarkan uraian teoritis tentang Beton serta Abu Boiler, yang meliputi penjelasan umum dan khusus mengenai tata cara pengujian dan perencanaan pencampuran, serta standar yang digunakan dan berbagai referensi yang diperoleh. Bab III Bab IV Metodologi Penelitian Pada bab ini dijelaskan metodologi mencakup konsep berpikir, berisikan persyaratan dan pemeriksaan bahan yang akan digunakan dalam penelitian, pembuatan benda uji, prosedur dalam pengujian, serta pengambilan data hasil pengujian Hasil dan Pembahasan Berisikan tentang pengolahan / pembahasan dan perhitungan terhadap data-data hasil pengujian di laboratorium yang dikumpulkan, dan kemudian dilakukan analisis secara komprehensif terhadap hasil-hasil yang diperoleh.. 8
Bab VI Kesimpulan Dan Saran Merupakan penutup yang berisikan tentang kesimpulan dan saran yang diperoleh dari pembahasan / penulisan tugas akhir ini, serta saran-saran yang bertujuan untuk pengembangan dalam penelitian selanjutnya. 9