Beton Ringan Berbahan Dasar Lumpur Bakar Sidoarjo dengan Campuran Fly Ash dan Foam Arie hadiwinata, Triwulan dan Pujo Aji Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 6 E-mail: triwulan@ce.its.ac.id Abstrak Pembuatan beton ringan ini terdiri dari PD a-b-c pasta dasar untuk mengetahui komposisi optimum fly ash dan lumpur bakar yang digunakan, PR a-b-c-d pasta ringan untuk mengetahui persen foam optimum, MR a-b-c-d-e mortar ringan untuk mengetahui perbandingan pasir buatan yang optimum. Material penyusun beton ringan adalah semen, fly ash, lumpur bakar, foam dan pasir buatan. Penggunaan foam pada beton ringan mengurangi bobot benda dan menambah ketahanan produk beton ringan terhadap cuaca. Dari hasil pengujian diperoleh PD --6,PR --6-/6,MR --6-/6-,5 berturut-turut memiliki kuat tekan.45 MPa,, MPa,,95 MPa. Sedangkan berat jenis PD --6,PR --6-/6,MR --6-/6-,5 adalah 855.76 kg/cm, 94.8 kg/cm, 989.87 kg/cm.dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa benda uji belum sesuai dengan SNI -49-989 yakni sebagai bata cetak beton dengan kuat tekan minimal.5 MPa. Kata kunci : beton ringan, lumpur bakar Sidoarjo I. PENDAHULUAN ocial responbility, zero waste, low cost merupakan Skonsep yang dipakai dalam penggunaan material baru yakni lumpur Sidoarjo. Social responbility merupakan cara mengedukasi masyarakat tentang pengolahan lumpur. Zero waste cara menggunakan lumpur sebagai material bangunan. Low cost tersedianya bahan murah di lingkungan sekitar. Lumpur Sidoarjo yang begitu melimpah perlu dimanfaatkan secara maksimal, salah satu contoh sebagai alternatif material bangunan. Jika lumpur dapat dimanfaatkan sebagai material bangunan, maka dapat dijadikan solusi untuk mengurangi volume luapan lumpur. []. Di dalam penelitian ini difokuskan pada pembuatan beton ringan yang menggunakan bahan baku lumpur bakar, portland cement, abu terbang (fly ash), serta bahan aditif seperti foam. Lumpur bakar didapatkan dengan mengkalsinasi lumpur kering. Lumpur yang didapat dari Porong Sidoarjo tersebut dikalsinasi untuk menghilangkan kadar air. Portland cement yang dipakai berfungsi sebagai perekat, dengan perbandingan komposisi yang lebih kecil dari material yang lainnya. Fly ash berfungsi sebagai bahan perekat dan meningkatkan durabilitas beton. Penggunaan foam pada beton ringan mengurangi bobot benda, mengikat air dan material lainnya, permukaan adonan menjadi cepat rata, mengeliminasi kesulitan pengeluaran gas dan menambah ketahanan produk beton terhadap perubahan cuaca.[] Idealnya, dicapai beton ringan dalam klasifikasi non struktural menurut SNI -49-989 dengan kuat tekan minimal.5 MPa. II. URAIAN PENELITIAN Gambar berikut ini merupakan flowchart langkah kerja dari penelitian ini. Start Studi Literatur Analisa Material Pembuatan benda uji: Pasta dasar Pasta ringan Mortar ringan Proses Autoclaving Analisa hasil Kuat tekan Berat Volume Kontrol kualitas dengan standar SNI -49-989 Kesimpulan Finish Gambar.. Flowchart langkah kerja dari penelitian ini
A. Analisa Material Lumpur Bakar Sidoarjo Lumpur yang digunakan berasal dari Sidoarjo. Lumpur tersebut memiliki kandungan silikat (SiO ) yang lebih tinggi dari semen namun kandungan kapurnya (CaO) lebih rendah dari semen. Kandungan silikat pada lumpur tersebut berfungsi sebagai filler (bahan pengisi) pada beton, sedangkan lumpur yang telah dibakar berfungsi sebagai binder pada beton []. B. Analisa Material Fly Ash Fly ash jenis C ialah fly ash yang mengandung CaO > % yang dihasilkan dari pembakaran batu bara jenis lignite atau sub bitumen [4]. C. Analisa Material Foam Foam tipe Meycofix SLF dari PT.BASF adalah material pengembang untuk beton ringan yang memberikan busa/foam dengan tingkat homogenitas yang tinggi dan stabil. Bila dalam kondisi tertentu terdapat kesulitan untuk membuat suatu komposisi busa/foam sesuai yang dibutuhkan maka perlu dilakukan trial mix. Pembuatan beton ringan memberikan manfaat secara ekonomis karena memberikan bobot yang ringan, isolasi panas dan kedap suara. Foam tipe Meycofix SLF ini dapat digunakan dengan semua tipe semen Portland. D. Analisa Agregat Halus Agregat halus buatan adalah agregat berupa lumpur Sidoarjo yang telah dioven kemudian di kalsinasi dengan suhu diatas 8 o C selama menit. Agregat yang akan digunakan diperoleh dengan cara coba-coba dan lolos ayakan No.5. Gradasi yang baik dan teratur besar kemungkinan menghasil kan kuat tekan yang tinggi. Dengan agregat yang telah di kalsinasi dengan suhu diatas 8 o C tersebut, kemudian dipilih yang memiliki berat jenis paling kecil diharapkan diperoleh agregat halus ringan yang kemudian dimanfaatkan untuk campuran mortar ringan. [5] E. Pembuatan Pasta Dasar Pasta dasar adalah pasta dengan campuran semen, fly ash, dan lumpur bakar. Metode desain campuran pasta dasar pada penelitian ini menggunakan cara coba-coba. Pasta dasar yang dibuat bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan fly ash dan lumpur bakar. Kebutuhan air yang digunakan dalam pembuatan pasta dasar pada penelitian ini mengacu pada percobaan konsistensi normal. Dari 9 variasi pasta dasar yang dibuat, dipilih campuran pastadasar yang memiliki nilai kuat tekan tertinggi pada umur 7 hari, yang akan digunakan pada pembuatan pasta ringan. F. Pembuatan Pasta Ringan Pasta ringan adalah pasta dengan campuran semen, fly ash, lumpur bakar dan foam (bahan pengembang). Metode desain campuran pasta ringan ini menggunakan cara coba-coba. Pasta ringan yang dibuat bertujuan untuk mengetahui berapa persen foam dari variasi yang digunakan dalam pasta ringan pada penelitian ini, yang menghasilkan kuat tekan tertinggi. Kebutuhan air yang digunakan dalam pembuatan pasta ringan pada penelitian ini, digunakan cara coba-coba dan didapatkan sebesar 48% dari total berat binder. Dari 9 variasi pasta ringan yang dibuat, dipilih campuran pasta ringan yang memiliki nilai kuat tekan tertinggi pada umur 7 hari, yang akan digunakan pada pembuatan mortar ringan. G. Pembuatan Mortar Ringan Mortar ringan adalah campuran semen, fly ash, lumpur bakar, foam (bahan pengembang) dan agregat halus.metode desain mortar pada penelitian ini menggunakan cara cobacoba. Mortar ringan yang dibuat bertujuan untuk mengetahui berapa perbandingan agregat halus yang digunakan mortar ringan pada penelitian ini, yang menghasilkan kuat tekan tertinggi. Kebutuhan air yang digunakan dalam pembuatan mortar ringan 4% dari total berat binder. Kelas Tabel. Standar deviasi kontrol beton (SNI -68-) H. Proses Autoclaving Metode curing yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan autoclave, dengan tekanan tinggi dan durasi waktu yang lama. I. Kontrol Kualitas Pekerjaan Rumus standar deviasi: Σ( x µ ) S = n keterangan : S = Standar deviasi x = nilai benda uji μ = rata-rata nilai dari benda uji n = jumlah benda uji Standar Deviasi untuk kontrol yang berbeda, MPa (psi) Istimewa Umum <,8 Pengujian Konstruksi (< 4) Laboratorium Percobaan Batch <,4 (< ) Sumber : SNI -68- [6] Sangat Baik Baik Cukup Kurang,8-,4-4,-,4 4, 4,8 > 4,8 (4-5),4-,7 (- 5) (5-6),7-, (5- ) (6-7),-,4 (- 5) () (> 7) >,4 (> 5)
. Hasil berat volume III. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Pasta Dasar. Hasil kuat tekan Kuat tekan hancur pasta dasar dilakukan pada benda uji berukuran d = cm t = 4 cm dengan jumlah 6 buah tiap variasi pada umur 7 hari. Hasil uji dapat dilihat pada gambar dibawah ini : Kuat Tekan (MPa) (Tamrin,) Kuat tekan pasta dasar umur 7 hari 4 6 8 4 5 5 5 5 4 45 5 55 6 Persen Fly Ash (terhadap total berat binder) (%) Variasi I(semen%) Variasi II(semen5%) Variasi III(Semen%) Gambar. Grafik Kuat Tekan Pasta Dasar Tabel Kuat tekan pasta dasar umur 7 hari Pasta Dasar Rata-rata Standar Kualitas (Mpa) Deviasi PD 9.9.46 Istimewa PD 9..7 Istimewa PD 8.8.5 Istimewa PD4 4.54. Istimewa PD5.8.8 Istimewa PD6.8.68 Istimewa PD7.84. Istimewa PD8 9.4. Sangat Baik PD9 7.5. Istimewa Dari Gambar dan Tabel menunjukkan bahwa dengan semakin banyak penambahan fly ash ke dalam campuran akan berpengaruh terhadap nilai kuat tekan pada benda uji yang dibuat pada penelitian ini, yakni nilai kuat tekan semakin turun seiring dengan penambahan semen [7]. Berat Volume (kg/cm ) Berat volume pasta dasar umur 7 hari 5 5 5 5 5 4 45 5 55 6 65 Persen Lumpur Bakar terhadap berat binder (%) Berat volume variasi I (semen %) Berat volume variasi II (semen 5%) Berat volume variasi III (semen %) Gambar. Grafik Berat Volume Pasta Dasar Tabel Berat volume pasta dasar umur 7 hari Pasta Dasar Rata-rata (kg/m ) PD 799.6 PD 79.7 PD 784.77 PD4 8.55 PD5 86.6 PD6 8. PD7 855.76 PD8 845.8 PD9 86.5 Dari Gambar dan Tabel menunjukkan bahwa nilai berat volume semakin besar seiring dengan semakin banyak penambahan lumpur bakar ke dalam campuran pasta dasar pada penelitian ini [7]. B. Pasta Ringan. Hasil kuat tekan Kuat tekan hancur pasta ringan dilakukan pada benda uji berukuran 5 cm x 5 cm x 5 cm dengan jumlah buah tiap variasi pada umur 7 hari. Hasil uji dapat dilihat pada gambar dibawah ini;
4 Kuat Tekan (MPa) Kuat tekan pasta ringan umur 7 hari dengan autoclave tekanan.8 bar 4 selama jam /6 /5 /4 Foam (terhadap total berat binder) PR PR PR Gambar 4. Grafik Kuat Tekan Pasta Ringan Tabel 4 Kuat tekan pasta ringan umur 7 hari Ratarata Pasta Ringan Standar Kualitas (Mpa) Deviasi PR-foam..4 Istimewa PR-foam.5. Istimewa PR-foam.8. Istimewa PR-foam.8. Istimewa PR-foam.7. Istimewa PR-foam.49.5 Istimewa PR-foam.6.8 Istimewa PR-foam.9.5 Istimewa PR-foam..5 Istimewa Pem bahasan: Dari Gambar 4 dan Tabel 4 menunjukkan bahwa dengan semakin banyak penambahan foam ke dalam campuran akan berpengaruh terhadap nilai kuat tekan pada benda uji yang dibuat pada penelitian ini yakni nilai kuat tekan semakin rendah [7]. Berat Volume (kg/cm ) Berat volume pasta ringan umur 7 hari dengan autoclave tekanan,8 bar selama jam 8 6 4 /6 /5 /4 Foam (terhadap total berat binder). Hasil berat volume Tabel 5 Berat volume pasta ringan umur 7 hari Pasta Rata-rata Ringan (kg/m ) PR-foam 94.8 PR-foam 89.47 PR-foam 856. PR-foam 888.5 PR-foam 88. PR-foam 85.4 PR-foam 84.67 PR-foam 89.47 PR-foam 784. Gambar 5 dan Tabel 5 menunjukkan bahwa berat volume yang dihasilkan oleh pasta ringan pada penelitian ini dipengaruhi penambahan foam yang menyebabkan berat volume lebih ringan dari pada pasta dasar [7]. C. Mortar Ringan. Hasil kuat tekan Kuat Tekan (MPa).5..5..5. Kuat tekan mortar ringan umur 7 hari dengan autoclave tekanan bar selama jam.5.5.75 Persen pasir buatan (terhadap total berat binder) (%) MR-.5 MR-.5 MR-.5 Gambar 6. Grafik Kuat Tekan Mortar Ringan PR PR PR Gambar 5. Grafik Berat Volume Pasta Ringan
5 Tabel 6 Kuat tekan mortar ringan umur 7 hari Ratarata Mortar Ringan Standar Kualitas (Mpa) Deviasi MR-,5.97.5 Istimewa MR-,5.84.8 Istimewa MR-,75.5.9 Istimewa MR-,5.79.5 Istimewa MR-,5.44.8 Istimewa MR-,75.5.5 Istimewa MR-,5..9 Istimewa MR-,5.85.9 Istimewa MR-,75.5.5 Istimewa Tabel 7 Berat volume mortar ringan umur 7 hari Mortar Ringan Rata-rata (kg/m ) MR-.5 989.87 MR-.5 9. MR-.75 98.8 MR-.5 98.7 MR-.5 9.9 MR-.75 898. MR-.5 97.4 MR-.5 895. MR-.75 885.6 Berat Volume (kg/cm ) Gambar 6 dan Tabel 6 menunjukkan bahwa dengan semakin banyak penambahan pasir buatan ke dalam campuran akan berpengaruh terhadap nilai kuat tekan pada benda uji yang dibuat pada penelitian ini [7]. 8 6 4. Hasil berat volume Berat volume mortar ringan umur 7 hari dengan autoclave tekanan bar selama jam.5.5.75 Persen Pasir Buatan (terhadap total berat binder) (%) MR-.5 MR-.5 MR-.5 Gambar 7. Grafik Berat Volume Mortar Ringan Gambar 7 dan Tabel 7 menunjukkan bahwa berat volume mortar lebih besar dari pada pasta ringan, ini disebabkan penambahan pasir buatan ke dalam mortar [7] D. Kontrol kesesuaian mortar ringan dengan SNI -49-989 Tabel 8 SNI -49-989 tentang bata beton untuk pasangan dinding Syarat Fisik Kuat Tekan Bruto Ratarata Minimum Kuat Tekan Bruto Masingmasing Benda Uji Minimum Satuan MPa MPa Tingkat Mutu Bata Beton Pejal Tingkat Mutu Bata Beton Berlubang I II III IV I II III IV. 5.8 4 8.4 7.8 4.8 4...5 8.4 7.8 6. 5.4 4..6.4. 5 Penyerapan Air Ratarata Maksimum % 5 5 - - 5 5 - - Ditinjau dari SNI -49-989 tentang bata beton untuk pasangan dinding. Mortar ringan tidak masuk dalam persyaratan, karena kuat tekan mortar ringan kurang dari syarat kuat tekan hancur minimum yaitu.5 MPa.
6 IV. KESIMPULAN. Kuat tekan pasta dasar yang maksimum adalah: a. Variasi I PD7 dengan nilai kuat tekan tertinggi.84 MPa. b. Variasi II PD8 dengan nilai kuat tekan tertinggi 9.4 MPa. c. Variasi III PD9 dengan nilai kuat tekan tertinggi 7.5 MPa.. Hasil kuat tekan pasta ringan pada penelitian ini sebagai berikut : a) Variasi I PR-foam didapatkan kuat tekan tertinggi yaitu. MPa. b) Variasi II PR-foam didapatkan kuat tekan tertinggi yaitu.8 MPa. c) Variasi III PR--foam didapatkan kuat tekan tertinggi yaitu.6 MPa.. Hasil kuat tekan mortar ringan pada penelitian ini sebagai berikut: a. Variasi I + pasir I (MR-.5) didapatkan kuat tekan tertinggi yaitu.97 MPa. b. Variasi II + pasir I (MR-.5) didapatkan kuat tekan tertinggi yaitu.79 MPa. c. Variasi III + pasir I (MR-.5) didapatkan kuat tekan tertinggi yaitu. MPa. 4. Untuk berat volume pasta dasar umur 7 hari a)variasi I PD7 memiliki berat jenis 855.76 kg/m, sehingga belum memenuhi syarat sebagai beton ringan. b)variasi II PD8 memiliki berat jenis 845.8 kg/m, sehingga belum memenuhi syarat sebagai beton ringan. c) Variasi III PD9 memiliki berat jenis 86.5 kg/m, sehingga belum memenuhi syarat sebagai beton ringan. 5. Untuk berat volume pasta ringan (autoclave) umur 7 hari a)variasi I PR-foam memiliki berat jenis 94.8 kg/m, sehingga memenuhi syarat sebagai beton ringan karena memiliki berat jenis <8 kg/m. b)variasi II PR-foam memiliki berat jenis 888.5 kg/m, sehingga belum memenuhi syarat sebagai beton ringan karena memiliki berat jenis <8 kg/m. c) Variasi III PR-foam memiliki berat jenis 84.67 kg/m, sehingga memenuhi syarat sebagai beton ringan karena memiliki berat jenis <8 kg/m. 6. Untuk berat volume mortar ringan (autoclave) umur 7 hari a)variasi I MR-.5 memiliki berat jenis 989.87 kg/m, sehingga memenuhi syarat sebagai beton ringan karena memiliki berat jenis <8 kg/m. b)variasi II MR-.5 memiliki berat jenis 98.7 kg/m, sehingga belum memenuhi syarat sebagai beton ringan karena memiliki berat jenis <8 kg/ c) Variasi III MR-.5 memiliki berat jenis 97.4 kg/m, sehingga memenuhi syarat sebagai beton ringan karena memiliki berat jenis <8 kg/m 8.Diambil persyaratan SNI -49-989 tentang bata beton untuk pasangan dinding, beton ringan yang menggunakan lumpur bakar Sidoarjo belum memenuhi standar yang ada. Ini disebabkan karena kuat tekan beton ringan belum memenuhi target yang ditetapkan. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis A. H. mengucapkan terima kasih kepada Ibu Triwulan, Ibu Januarti dan Bapak Pujo Aji yang telah membimbing dan memberikan bantuan financial serta bantuan peralatan yang sangat bermanfaat bagi penelitian ini. Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada Pak Harjo dari Laboratorium Beton dan Bahan Bangunan Teknik Sipil ITS, BPLS, Ibu Santi dari PT.Surya Beton Indonesia, Pak Agung dari PT.BASF Indonesia dan saudara iqbal dari PT Sari Bumi Sedayu yang telah membantu proses dalam percobaan kalsinasi lumpur bakar. DAFTAR PUSTAKA [] Rahman, Andy. Sidoarjo Mud Volcano Research Center, (,Apr). [] Lasino. Penelitian Pemanfaatan Lumpur Sidoarjo Untuk Bata Merah dan Genteng.Jurnal Permukiman () [] Adiningtyas.Tami, Analisa Sifat Mekanik Beton Geopolimer Berbahan Dasar Fly Ash dan Lumpur Kering Sebagai Pengisi. Tugas Akhir. Surabaya: ITS (7). [4] ASTM C68-. Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined natural Pozzolan for Use as a material admixture in Concrete. Annual Book of ASTM Standard. [5] Mulyono,Tri.Teknologi Beton. Yogyakarta.(5). [6] SNI 68- tentang Standar Deviasi Kontrol Beton. [7] Januarti Jaya Eka Putri,Triwulan dan Kurniawan, Robby. Studi Beton Ringan dengan Bahan Serat, Semen, Fly Ash, dan Lumpur Sidoarjo.Tugas Akhir. Surabaya: ITS (). [8] SNI -49-989 tentang Bata Beton Untuk Pasangan Dinding