PENGARUH AKIBAT ADANYA BAHAN SUBSTITUSI ABU CANGKANG TELUR SEBAGAI TAMBAHAN SEMEN DAN KERAK BOILER SEBAGAI SUBSTITUSI PASIR TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat penyelesaian pendidikan sarjana teknik sipil Disusun Oleh : MICHAEL 12 0404 057 Pembimbing : NURSYAMSI, ST. MT. NIP. 19770623 200501 2 001 BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016
ABSTRAK Sekarang lagi maraknya penggunaan beton di kehidupan sehari-hari. Penggunaannya hampir mendominasi semua kegiatan bahkan ada yang mengganti ataupun mencampurkan beton dengan bahan lainnya. Pencampuran ini dimaksudkan untuk mendapatkan kekuatan yang lebih besar, lebih tahan lama, dan dalam kegiatan ekonomi untuk mendapatkan keuntungan yang lebih besar. Dalam pembuatan beton ada beberapa jenis bahan utama penyusunnya seperti semen, air, pasir, dan kerikil. Penelitian ini menggunakan dua jenis bahan tambahan yaitu abu kerak boiler dan abu cangkang telur. Abu cangkang telur untuk sebagai tambahan semen sedangkan abu kerak boiler untuk pengganti pasir. Dengan menggunakan variasi abu cangkang telur 5% dan 7.5% serta abu kerak boiler 10%, 15%, dan 25%. Benda uji yang penelitian menggunakan silinder dengan diameter 15cm dan tinggi 30cm sebanyak 42 buah yang diuji pada umur 28 hari. Penelitian ini dimaksudkan untuk mendapatkan nilai kuat tekan, kuat tarik belah, waktu ikat semen, absorbsi beton, dan nilai slump. Dari hasil pengujian didapatkan nilai slump dan waktu ikat ikat semen mengalami penurunan akibat adanya penambahan bahan tambahan tersebut. Bila dibandingkan dengan beton normal absorbsi beton mengalami kenaikan dengan nilai maksimal pada variasi ACT 7.5% dan AKB 10%. Nilai kuat tekan mengalami penurunan sedangkan nilai kuat tarik belah mendapatkan hasil yang maksimal pada variasi campuran ACT 7.5% dan AKB 25%. Kata kunci: semen, pasir, beton i
KATA PENGANTAR Puji dan syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-nya, sehingga saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil Fakultas Teknik, dengan judul PENGARUH AKIBAT ADANYA BAHAN SUBSTITUSI ABU CANGKANG TELUR SEBAGAI TAMBAHAN SEMEN DAN KERAK BOILER SEBAGAI SUBSTITUSI PASIR. Saya menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu: 1. Ibu Nursyamsi, ST, MT. selaku dosen pembimbing, yang telah banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran dalam membantu saya menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 3. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 4. Ibu Rahmi Karolina, ST, MT. selaku Kepala Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 5. Bapak/Ibu seluruh staf pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. ii
6. Seluruh pegawai Administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik yang telah memberikan bantuan selama ini kepada saya. 7. Asisten Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 8. Teristimewa di hati buat keluarga saya, terutama kepada kedua orang tua saya, Ayahanda Tjiam Lai Kiang dan Ibunda Sumena yang telah memberikan doa, motivasi, semangat dan nasihat kepada saya. Terima kasih atas segala pengorbanan, cinta, kasih sayang, dan doa yang tiada batas untuk saya. Saudara tercinta wilson. Seluruh keluarga besar saya. Temen kos Albert Zenko, Dessy Renita, Veronica Sudiono,Yesisca, Lidya, dan Angelina Maxwell Wijaya yang selalu mengingatkan saya. 9. Saudara/i seperjuangan: Jeffry, Winston Chennady, Hendrik, Yulistia Hadi, Sarah Hutabarat, Kevin, Irvan Anggiat, Vincent Theresa dan seluruh stambuk 2015, 2013, dan 2012, dan semua mahasiswa Teknik Sipil lainnyayang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini. 10. Dan seluruh rekan-rekan yang tidak mungkin saya tuliskan satupersatu atas dukungannya yang sangat baik Saya menyadari bahwa penyusunan tugas akhir ini jauh dari kesempurnaan karena keterbatasan pengetahuan dan pengalaman serta referensi yang saya miliki. Oleh karena itu saya mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi perbaikan pada masa mendatang. iii
Semoga tugas akhir ini dapat berguna bagi ilmu pengetahuan dan teknologi, khususnya pada bidang teknik sipil. Akhir kata, saya mengucapkan terima kasih dan bermanfaat bagi para pembaca. Medan, November 2016 Penulis (Michael) iv
DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... v DAFTAR TABEL... viii DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR NOTASI... x BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.1.1 Limbah Kelapa Sawit... 1 1.1.2 Limbah Cangkang Telur... 3 1.2 Tujuan Penelitian... 4 1.3 Pembatasan Masalah... 4 1.4 Metodologi Penelitian... 6 1.5 Manfaat Penelitian... 6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 8 2.1 Telur... 8 2.1.1 Cangkang Telur... 9 2.2 Kelapa Sawit... 11 2.2.1 Cangkang Kelapa Sawit... 13 2.2.2 Fiber Kelapa Sawit... 14 v
2.2.3 Abu Kerak Boiler... 15 2.3 Semen Portland... 16 2.3.1 Jenis-jenis Semen Portland... 18 2.3.2 Sifat dan Karakteristik Semen Portland... 20 2.4 Agregat... 25 2.4.1 Agregat Halus... 26 2.4.2 Agregat Kasar... 29 2.5 Air... 30 2.6 Beton... 31 2.7 Kemampuan Dikerjakan (workabilitas) Beton... 33 2.7.1 Pengertian Workabilitas... 33 2.7.2 Segregasi... 35 2.7.3 Bleeding... 36 2.7.4 Slump Test... 36 BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 38 3.1 Umum... 38 3.2 Diagram Alur Penelitian... 39 3.3 Bahan Penyusun Beton... 40 3.3.1 Semen... 40 3.3.2 Agregat Halus... 40 3.3.3 Agregat Kasar... 44 3.3.4 Abu Kerak Boiler... 47 3.3.5 Cangkang Telur... 51 vi
3.3.6 Air... 51 3.4 Perencanaan Campuran Beton (Mix Design)... 51 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 54 4.1 Waktu Ikat Semen... 54 4.2 Nilai Slump... 56 4.3 Absorbsi Beton... 57 4.4 Kuat Tekan... 59 4.5 Kuat Tarik Belah... 61 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 64 5.1 Kesimpulan... 64 5.2 Saran... 65 DAFTAR PUSTAKA... 66 DAFTAR LAMPIRAN... 69 vii
DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Jumlah Benda Uji Untuk Variasi Campuran Tabel 2.1 Komposisi Telur Ayam dan Itik Tabel 2.2 Kandungan Kimia Cangkang telur Tabel 2.3 Kandungan Kimia Kerak Boiler Tabel 2.4 Kandungan Bahan-Bahan Kimia Dalam Bahan Baku Semen Tabel 2.5 Karakteristik Senyawa Penyusun Semen Portland Tabel 2.6 Gradasi Pasir Tabel 2.7 Gradasi Kerikil Tabel 3.1 Komposisi Kebutuhan Bahan Campuran Beton untuk 1 m 3 Tabel 4.1 Hasil Penelitian Waktu Ikat Semen Tabel 4.2 Nilai Slump Test Tabel 4.3 Nilai Absorbsi beton Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Tabel 4.5 Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah viii
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Boiler Pabrik Kelapa Sawit Gambar 2.1. Penampang Kelapa sawit Gambar 2.2 Perbedaan Ketebalan Cangkang dan Buahnya Gambar 3.1 Diagram Alir Metodologi Penelitian Gambar 4.1 Grafik Hubungan Antara Waktu Ikat Semen dan Penetrasi Campuran Pasta Semen dengan Substitusi Abu Cangkang Telur 5% dan 7.5% Terhadap Berat Semen dengan FAS 0.4 Gambar 4.2 Grafik Hubungan Persentase Substitusi Abu Cangkang Telur 5% dan 7.5% dengan Campuran Abu Kerak Boiler 10%, 15%, dan 25% Terhadap Absorbsi Beton Gambar 4.3 Grafik Hubungan Persentase Substitusi Abu Cangkang Telur 5% dan 7.5% dengan Campuran Abu Kerak Boiler 10%, 15%, dan 25% Terhadap Kuat Tekan Beton Gambar 4.4 Grafik Hubungan Persentase Substitusi Abu Cangkang Telur 5% dan 7.5% dengan Campuran Abu Kerak Boiler 10%, 15%, dan 25% Terhadap Kuat Tarik Beton ix
DAFTAR NOTASI f c : Kuat Tekan Rencana (Mpa) P : Beban Tekan (KN) A : Luas Penampang (mm 2 ) σ : Kuat Tekan Masing masing Benda Uji ( Mpa) σ b : Kuat Tekan Rata-rata (Mpa) D L : Diameter Benda Uji (cm) : Panjang Benda Uji (cm) Fct : Kuat Tarik Belah Masing masing Benda Uji (N/mm 2 ) Fct : Kuat Tarik Belah Rata rata (N/mm 2 ) x