KARAKTERISTIK MORTAR PADA LIMBAH ABU KELAPA SAWIT Riski Febriani 1, Usman Malik 2, Antonius Surbakti 2 1 Mahasiswa Program Studi S1Fisika 2 Dosen Jurusan Fisika 2 Dosen Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Kampus Binawidya Km 12,5 Pekanbaru, 28293, Indonesia Riski.febriani_12@yahoo.com ABSTRACT The effect of oil palm ash on strong press and water rates in the mortar has been investigated. The characteristics of oil palm ash mortar materials were analyzed physically and mechanically. The oil palm ash on the mortar consists of some variations of compositions, 0%, 7%, 14%, 21%, 28% and 35% from weight of cement, with a cubeshape test object size of 5 5 5 cm, done at test object for 28 days, the tool used in the compressive strength mortar testing is Material Equipment Testing (MET). Based on the results obtained, the highest hardness values is 3,15 10 7 N/m 2 with palm ash variation 0% and 2,33 10 7 N/m 2 the lowest hardness value with 35% ash variations. The highest water rate in normal mortar (0% oil palm ash) is 5,72% and at variation of compositions 7% to 35%, the water rates are 6,36% - 12,62%. The result of mortar hardness measured decreased while the water rate increased with the addition of palm ash. Keywords : hardness, mortar, palm ash. ABSTRAK Telah dilakukan penelitian tentang pengaruh penambahan abu kelapa sawit terhadap kuat tekan dan kadar air pada mortar. Selanjutnya dilakukan analisa karakteristik mortar dari satu bahan campuran abu kelapa sawit secara fisis dan mekanik. Penambahan abu kelapa sawit pada mortar dengan beberapa variasi komposisi 0 %, 7 %, 14 %, 21 %, 28 %, dan 35 % dari berat semen, dengan benda uji berbentuk kubus yang berukuran 5 x 5 x 5 cm, setelah itu dilakukan pengujian pada benda uji berumur 28 hari, alat yang digunakan adalah Material Equipment Testing (MET). Berdasarkan hasil pengujian diperoleh nilai kuat tekan tertingi yaitu 3,15 x 10 7 N/m 2 dengan variasi abu sawit 0 % dan nilai kuat tekan terendah 2,33 x 10 7 N/m 2 dengan variasi abu 35 %. Hasil pengujian nilai kadar air tertinggi pada mortar normal (0% abu sawit) yaitu 5,72 % dan pada variasi komposisi 7 % hingga 35 %, nilai kadar air nya yaitu 6,36 % - 12,62 %. Hasil dari pengujian kuat tekan mortar mengalami penurunan sedangkan kadar air semakin meningkat seiring dengan penambahan abu kelapa sawit. Kata kunci : abu sawit, kuat tekan, mortar. 1
PENDAHULUAN Provinsi Riau merupakan salah satu provinsi penghasil kelapa sawit terbesar di Indonesia. Hal ini terbukti dari pertambahan lahan perkebunan kelapa sawit semakin meningkat, dan saat ini telah banyak ditemui limbah kelapa sawit yang juga semakin meningkat seiring dengan pertambahan lahan perkebunan kelapa sawit tersebut. Abu sawit merupakan limbah dari hasil pengolahan kelapa sawit yang berasal dari proses pembakaran cangkang dan tandan kelapa sawit yang biasa disebut boiler. Abu sawit adalah bahan pozzolanic, yang materialnya tidak mengikat seperti semen, tetapi mengandung senyawa silika oksida aktif yang jika dicampur dengan kapur bebas dan air maka akan membentuk material yang mengikat seperti semen Mortar adalah campuran adukan semen, pasir, dan air yang memiliki persentase berbeda. Perbandingan massa semen, pasir dan air yaitu 1 : 2,75 : 0,5 yang biasa digunakan dalam pembuatan mortar. Mortar memiliki campuran seperti perekat, agregat halus dimana kandungan airnya berfungsi sebagai perekat antara batu bata sehingga kuat dan kokoh pada lapisan pelindung batu bata (plaster) (SNI M-111-1990-03). Mortar merupakan bahan bangunan yang terbuat dari campuran pasir, semen Portland dan air, dengan perbandingan antara volume semen dan volume pasir yaitu 1 : 2 dan 1 : 8, dimana mortar biasa dipakai untuk tembok tembok, pilar kolom atau bagian banguan lainnya yang menahan beban (Tjokrodimuljo, 1998). Pemanfaatan limbah kelapa sawit merupakan salah satu solusi untuk mengurangi pencemaran lingkungan, diantaranya dengan memanfaatkan limbah kelapa sawit (abu) sebagai bahan alternatif campuran pembuatan mortar. Penambahan abu kelapa sawit dalam persentase tertentu dari berat semen diharapkan dapat meningkatkan kualitas mortar, yaitu menghasilkan kuat tekan dan kadar air yang baik, serta dapat mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan. Tujuan penelitian ini adalah menganalisa karakteristik mortar dengan bahan campuran abu kelapa sawit secara fisis dan mekanik serta membandingkan kuat tekan dan kadar air mortar normal dengan mortar campuran abu kelapa sawit. Penelitian ini dilakukan di laboratorium Teknologi Bahan Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Riau. METODE PENELITIAN Metode Penelitian ini adalah metode eksperimen, dimana pada penelitian ini dilakukan dua tahap. Tahap pertama pemeriksaan fisis bahan dasar mortar dan tahap kedua dilakukan perawatan selama 28 hari selanjutnya dilakukan pengujian kuat tekan dan kadar air, seperti pada Gambar 1. Perhitungan kuat tekan dan kadar air dapat dinyatakan sebagai berikut : p = dan, Kadar air (%) = X100% Pengujian kuat tekan mortar menggunakan alat uji tekan Material Equipment Testing dengan memberikan pembebanan pada masing-masing benda uji yang dilakukan sampai benda uji menjadi hancur dan penekanan yang diberikan selama 2
pemeriksaan benda uji dicatat. Pengujian kadar air dilakukan dengan massa benda uji mortar ditimbang setelah pengeringan selama 24 jam, pengeringan dilakukan dengan memasukkan benda uji ke dalam oven dengan suhu ±105 0 C, kemudian mortar direndam ke dalam air selama 24 jam sehingga tidak ada gelembung-gelembung udara yang terlihat pada permukaan mortar setelah itu mortar ditimbang. Semen, Pasir Abu sawit, Air Variasi komposisi mortar Proses Pencampuran Pencetakan Perendaman Proses Pengerasan 24 Jam Perawatan 28 hari Pengujian Sampel Karakterisasi Sifat fisis dan mekanis Gambar 1. Bagan alir penelitian Kebutuhan masing-masing bahan menurut persentase perbandingan berat bahan dapat dilihat pada Tabel 1 dibawah ini: Tabel 1. Kebutuhan masing-masing bahan menurut persentase perbandingan berat bahan. Komposisi Campuran Analisa Kesimpulan Berat Bahan Per Benda Uji Semen (gr) Pasir (gr) Abu Sawit (gr) Air (ml) 1pc : 2,75Ps : 0% AKS 104,99 203,51 0 242 0,93Pc : 2,75Ps : 0,07%AKS 97,65 203,51 7,34 242 0,91Pc : 2,75 Ps : 0,14%AKS 90,30 203,51 14,69 242 0,89Pc : 2,75Ps : 0,21%AKS 82,95 203,51 22,00 242 0,86Pc : 2,75Ps : 0,28%AKS 75,60 203,51 29,30 242 0,83Pc : 2,75Ps : 0,35% AKS 68,25 203,51 36,70 242 3
HASIL DAN PEMBAHASAN Massa jenis agregat halus ini sebesar 2,22 gr/cm 3, massa volume agregat halus yaitu sebesar 1,76 gr/cm 3 untuk kondisi padat dan 1,45 gr/cm 3 untuk kondisi gembur, kadar lumpur agregat halus sebesar 2,30 %, analisa saringan agregat halus diperoleh modulus kehalusan butiran yaitu 2,29 % seperti yang terlihat pada Tabel 3 berikut : Tabel 2. Hasil pemeriksaan karakteristik agregat halus No Jenis Pemeriksaan Hasil Standart Spesifikasi Pemeriksaan Agregat Halus 1 Kadar Lumpur (%) 2,30 <5 2 Massa Jenis (gr/cm 3 ) a. Apparent Specific Grafity b. Bulk Specific Grafity on Dry Basic c. Bulk Specific Grafity on SSD Basic d. %WaterAbsorption 2,36 2,11 2,22 4,86 2,58 2,84 2,58 2,85 2,58 2,86 2,00 7,00 3 Kadar Air (%) 6,06 3,00 5,00 4 Modulus Kehalusan (%) 2,29 1,50 3,80 5 Massa Volume (%) a. Kondisi Padat b. Kondisi Gembur 1,76 1,45 (sumber : Data Penelitian 2013, SNI dan ASTM) 1,40 1,90 1,40 1,90 Hasil pengujian kuat tekan nilai kuat tekan yang tertinggi yaitu 3,15 x 10 7 N/m 2 dengan variasi abu sawit 0 % dan nilai kuat tekan terendah 2,36 x 10 7 N/m 2 dengan variasi abu sawit 35%. Pengujian kadar air pada mortar normal (0% abu sawit) nilai kadar air nya adalah 5,72 % dan pada variasi komposisi 7% hingga 35% abu sawit terhadap semen dan pasir setelah 28 hari nilai kadar air nya adalah 6,36% - 12,62%. Hasil pengujian kuat tekan dan kadar air mortar dapat dilihat pada Gambar 2 dan Gambar 3. Hubungan kuat tekan dengan persentase abu sawit pada Gambar 2 dapat dinyatakan bahwa semakin besar variasi abu sawit maka kuat tekan akan semakin menurun. Sehingga semakin besar penggunaan abu sawit menyebabkan campuran adukan mortar akan menyerap air dan daya lengketnya makin kecil dimana mortar yang terbentuk akan rapuh dan mudah pecah. Sifat mortar seperti ini akan menyebabkan mortar memiliki massa yang lebih ringan dan memiliki pori-pori yang lebih banyak. Hal ini disebabkan Karena perbandingan CaO dan SiO 2 pada kristal juga bermacam-macam sehingga reaksi pembentukan kalsium silikat hidrat terjadi sangat lambat, dan akibatnya berpengaruh pada kecepatan pembentukan mortar dan kekuatannya, oleh sebab itu, abu sawit kurang efektif sebagai pozzolan. 4
Gambar 2. Grafik hubungan kuat tekan mortar dengan variasi abu sawit Gambar 3. Grafik hubungan kadar air dengan variasi abu sawit Gambar 3 diatas menunjukkan bahwa nilai kadar air mortar semakin meningkat, karena semakin banyak ruang diantara partikel-partikel penyusun mortar. Hal ini disebabkan terjadinya reaksi eksotermal antara CaO dan SiO2 yang menimbulkan panas serta gelembung-gelembung gas yang terjadi pada saat proses pencetakan. Pada saat pengerasan gelembung-gelembung gas akan terurai, dan inilah yang menyebabkan timbulnya rongga-rongga pada material tersebut sehingga kadar air pada mortar meningkat. Gambar 2 dan 3 menyatakan bahwa hasil uji kuat tekan dan kadar air dari mortar abu sawit dapat dinyatakan bahwa semakin besar penggunaan kandungan abu sawit akan meningkatkan nilai kadar air dan menurunkan nilai kuat tekan pada mortar. Hal ini disebabkan tingginya tingkat kepadatan pada butiran agregat yang mengakibatkan daya ikat semen berkurang sehingga timbulnya rongga-rongga atau pori-pori dari material yang semakin besar dimana pada kandungan abu sawit terdapat juga CaO, maka dengan adanya penambahan CaO pada mortar menyebabkan reaksi pembentukan kalsium silikat hidrat bersifat eksotermis (mengeluarkan panas), jadi dengan bertambahnya jumlah CaO dapat menyebabkan pembentukan 3CaOSiO 2 5
semakin banyak, jika CaO semakin kecil maka kristal kalsium silikat hidratnya juga akan semakin kecil sehingga menyebabkan mortar bersifat rapuh atau mudah pecah. KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan hasil pengujian di laboratorium yang dilakukan terhadap mortar dapat disimpulkan bahwa dengan pemakaian abu sawit sebagai subtitusi semen, maka dapat diambil kesimpulan kuat tekan mortar dengan menggunakan abu sawit akan menurun dari kuat tekan mortar normal yaitu 2,33 x 10 7 N/m 2 pada variasi abu sawit 35% dari jumlah semen. Penambahan abu sawit pada campuran mortar membuat mortar menjadi kedap air. Nilai kadar air menjadi semakin tinggi dari kadar air mortar normal seiring dengan penambahan abu sawit yaitu 12,62% pada variasi abu sawit 35% dari jumlah semen. Penggantian (subtitusi) sebagian semen dengan abu sawit pada adukan mortar ternyata dapat mengurangi kekuatan mortar, dimana semakin besar penggunaan kandungan abu sawit akan menurunkan kekuatan mortar. Penelitian dapat dilanjutkan dengan menggunakan variasi abu yang berbeda dengan nilai kuat tekan yang tinggi dan kadar air yang lebih rendah atau kombinasikan dengan berbagai jenis bahan seperti pozzolan mineral lainnya dengan memperhatikan perlakuan mortar terhadap suhu. UCAPAN TERIMA KASIH Kepala Laboratorium Teknologi Bahan Fakultas Teknik Bapak Alex Kurniawandy,ST, MT dan Asisten Laboratorium Teknologi Bahan yang telah banyak membantu dalam penelitian DAFTAR PUSTAKA ASTM. 1994. Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia; ASTM Raja, D. 2006. Silica Precipitated (SIO2) Sebagai Bahan Tambah Additive Dalam Campuran Mortar. Jurusan Teknik Sipil S1, Fakultas Teknik Sipil Universitas Riau, Pekanbaru SNI 03-1969-1990. Metode Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Halus. Badan Standar Nasional. Bandung SNI 03-1970-1990. Metode Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Halus. Badan Standar Nasional.Bandung SNI 03-1971-1990. Metode Pengujian Kadar Air Agregat. Badan Standar Nasional, Bandung SNI 15-2049-2004. Semen Portland, Badan Standar Tjokrodimuljo, K. 1997. Teknologi Beton, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Tjokrodimuljo,K. 1998. Bahan Bangunan, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta 6