BAB 1 PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang Beton menyerupai batu yang diperoleh dengan membuat suatu campuran yang mempunyai proporsi tertentu dari semen, pasir dan koral atau agregat lainnya, dan air untuk membuat campuran tersebut menjadi keras dalam cetakan sesuai dengan bentuk dan dimensi struktur yang diinginkan [1]. Beton merupakan bahan bangunan yang sangat populer digunakan dalam dunia jasa konstruksi karena beton mudah di bentuk dan tidak akan berubah bentuk apabila telah mencapai waktu tertentu. Penelitian tentang beton sudah banyak dilakukan dan akan terus berlanjut sebagai upaya menjawab tuntutan perkembangan zaman dan kondisi lingkungan. Diketahui bahwa kekuatan beton banyak dipengaruhi oleh bahan pembentuknya (air, semen dan agregat) sehingga kontrol kualitas dari bahan-bahan tersebut harus diperhatikan dengan seksama agar diperoleh beton sesuai dengan yang diinginkan. Sejalan dengan berkembangnya ilmu konstruksi beton, telah ditemukan banyak cara/metode dalam pembuatan beton. Saat ini, pembuatan konstruksi beton ringan semakin meningkat karena penggunaan beton ringan merupakan material yang aman dan ekonomis. Metode-metode yang sering digunakan dalam pembuatan beton ringan adalah dengan memasukkan blowing agent kedalam campuran air, pasir dan semen [2]. Pembentukan poripori pada beton membuat beton tersebut menjadi ringan karena berkurangnya jumlah material yang digunakan tanpa mengurangi kekuatannya. Selain menambahkan agen busa ke dalam campuran beton, penambahan agregat ringan seperti fly ash [3], serbuk gergaji [4], abu sekam padi [5], Styrofoam [6], dan batu apung [7] juga dapat mengurangi berat jenis beton tersebut. Indonesia merupakan produsen kelapa sawit (crude palm oil/cpo) terbesar di dunia, hal ini ditandai dengan semakin meningkatnya jumlah luas perkebunan-perkebunan baru. Menurut data Ditjen Perkebunan Kementerian Pertanian (Kementan) menyebutkan, luas areal lahan kelapa sawit di Indonesia pada 2011 mencapai 8.908.000 hektare, sementara di 2012 angka sementara mencapai 9.271.000 hektare, padahal target Kementan hanya 8.557.000 hektare. Itu berarti, luas lahan sawit Indonesia saat ini telah meningkat dibanding 2011 dan melebihi target Renstra Kementan [8]. Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) merupakan limbah Pabrik Kelapa Sawit (PKS) yang jumlahnya sangat banyak, yaitu 1,9 juta ton berat kering atau setara dengan 4 juta ton
berat basah pertahun. PT Perkebunan Nusantara II (PTPN II) menghasilkan limbah TKKS sebanyak 1350 ton pertahun [4]. Pada umumnya material ini dimanfaatkan sebagai pupuk organik dilahan perkebunan dengan cara dibakar atau dibuang kembali kelahan tersebut dan dibiarkan mengalami proses fermentasi secara alami [8]. Pengolahan limbah TKKS dewasa ini mulai diteliti kegunaannya, sehingga nilai ekonomis dari material limbah tersebut dapat dinaikkan dan sekaligus dapat memberi solusi atas penanganan produk limbah yang sebelumnya terbuang sia-sia. Sebagai contoh pemanfaatan TKKS ini dibidang teknologi diantaranya ialah pembuatan papan partikel, parking bumper [11], kerucut lalu lintas [12], helmet sepeda [13], dan bahan baku kertas sehingga masih terbuka kemungkinan serat TKKS ini diolah ke bentuk material/struktur lainnya yang mempunyai nilai ekonomis tinggi. Salah satu bentuk strukturnya adalah struktur beton. Serat TKKS dimasukkan kedalam campuran agregat beton dan blowing agent, menghasilkan material bahan komposit beton ringan yang selanjutnya dibentuk menjadi struktur bata ringan. Selama ini struktur tersebut banyak terbuat dari material semen beton (concrete) yang ditambah dengan blowing agent. Ukuran TKKS yang dipakai berkisar antara 0,1 s.d. 0,8 mm yang dicampurkan ke dalam campuran semen, pasir, air dan material pembentuk rongga (blowing agent, BA). Hasil yang diharapkan ialah material komposit beton ringan berongga dengan berat produk relatif lebih ringan dan sifat mekanis yang lebih baik dibandingkan dengan bentuk komposit polimer padat. Sesuai hasil penelitian, belum ada penelitian yang berkenaan dengan perilaku mekanik statik dan dinamik pada struktur concrete foam yang dibuat dari campuran beton dan blowing agent yang dicampur dengan serat TKKS. Sehingga dalam penelitian ini, penulis sudah melakukan penelitian awal terhadap material ini. 1.2. Rumusan Masalah. Beton ringan adalah beton yang memiliki berat jenis (density) yang lebih ringan dari pada beton pada umumnya. Pembuatan beton ringan dapat dengan berbagai cara, antara lain dengan menggunakan agregat ringan (fly ash, batu apung, expanded polystyrene, Styrofoam, dll), campuran antara semen; silika; pozollan; dll (aerated concrete) atau semen dengan cairan kimia sebagai blowing agent (foamed concrete atau cellular concrete).
Berat beton ringan dapat diatur sesuai kebutuhan. Pada umumnya berat beton ringan berkisar antara 600 1600 kg/m3. Karena itu keunggulan utama beton ringan adalah pada beratnya, sehingga apabila digunakan pada bangunan tinggi (high rise building) akan dapat mengurangi berat bangunan tersebut secara signifikan, yang selanjutnya berdampak kepada perhitungan pondasi. Keuntungan lain dari beton ringan antara lain: 1 Memiliki nilai tahanan panas (thermal insulation) yang baik 2 Memiliki tahanan suara (peredaman) yang baik 3 Tahan api (fire resistant) 4 Transportasi mudah 5 Dapat mengurangi kebutuhan bekisting (formwok) dan perancah (scaffolding). Berdasarkan berbagai kelebihannya tersebut, saat ini beton ringan banyak diaplikasi dalam berbagai bentuk struktur seperti diperlihatkan pada gambar 1.1 (a) (b) (c) Gambar 1.1 Berbagai bentuk produk beton ringan. (a) bata/blok,(b) panel dan (c) bentuk khusus Kelemahan beton ringan adalah nilai kuat tekannya (compressive strength) terbatas, sehingga sangat tidak dianjurkan penggunaan untuk perkuatan (struktural). Pengembangan bahan campuran untuk membuat beton ringan sudah banyak dilakukan seperti yang disebutkan sebelumnya. Pada tulisan ini, peneliti ingin membuat struktur beton ringan bentuk bata/blok yang dicampur dengan bahan polyurethane dan limbah TKKS. TKKS merupakan limbah akhir dari pengolahan biji kelapa sawit yang masih kurang dimanfaatkan dan cenderung dibuang begitu saja sebagai limbah atau dimanfaatkan sebagai
pupuk alam dan atau dibakar untuk menghasilkan abu gosok. Sehingga perlu dikaji kembali pemanfaatan limbah TKKS ini menjadi salah satu bahan campuran beton ringan untuk meningkatkan daya guna yang lebih baik. Komposisi material bahan beton ringan diambil berdasarkan fraksi berat material penyusun dari masing-masing material pendukungnya dengan variasi terhadap semen, pasir, air, blowing agent dan serat TKKS. Variasi tersebut untuk membentuk material beton ringan yang mempunyai kekuatan yang lebih baik, ekonomis, serta dapat mengurangi berat akhir produk yang dihasilkan. Untuk mengetahui kekuatan dan respon dari beton ringan tersebut, tentunya perlu diadakan pengujian lebih lanjut. Adapun metode pengujian yang akan dilakukan adalah uji tekan statik yang kemudian disimulasikan dengan program software Komputer. Simulasi numerik yang dimaksud adalah untuk mendapatkan distribusi tegangan dan regangan sebagai respon dari struktur beton ringan yang diperkuat serat TKKS akibat beban tekan statik. 1.3. Tujuan Penelitian 1.3.1. Tujuan Umum Sesuai uraian latar belakang dan rumusan masalah pada pendahuluan maka tujuan umum dari penelitian ini adalah Variasi Komposisi Blowing Agent terhadap Kekuatan Material ( concrete matrix composite) yang di perkuat serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) Akibat Beban Statik. 1.3.2. Tujuan Khusus Adapun tujuan khusus penelitian ini adalah: 1. Untuk mendapatkan komposisi blowing agent terbaik sehingga menghasilkan Concrete Composite foam yang ringan dan kuat. 2. Untuk mendapatkan tegangan dan regangan struktur Concrete Composite foam yang dicampur serat TKKS akibat beban tekan statik 1.4. Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini adalah untuk mengetahui respon beton ringan yang dicampur dengan serat TKKS untuk perancangan produk beton yang ringan, kuat dan ekonomis.
Dengan mengetahui respon secara simulasi tentunya kita dapat mengetahui distribusi dan konsentrasi tegangan pada bagian produk beton ringan guna mendesain produk yang lebih baik sebelum produk diproduksi secara massal. 1.5 SISTEMATIKA PENULISAN Laporan ini adalah buku skripsi yang terdiri atas beberapa bab, yaitu: 1. BAB I : Pendahuluan yang meliputi latar belakang penulisan, maksud dan tujuan penulisan, batasan masalah, metodologi penelitian, keluaran skripsi serta sistematika penulisan. 2. BAB II Tinjauan pustaka yang berisi teori dasar turbin air, turbin pelton dan generator 3. BAB III Metodologi dan alat penelitian berisi sistematika atau alur proses pengujian dilakukan 4. BAB IV : Hasil pengujian dan analisa. 5. BAB V : Kesimpulan dan saran. 6. DAFTAR PUSTAKA 7. LAMPIRAN