PEMANFAATAN LIMBAH PECAHAN KERAMIK DALAM PEMBUATAN BETON RINGAN NON PASIR RAMAH LINGKUNGAN Rofikatul Karimah Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UMM Jln. Raya Tlogomas 246 Malang 65144 Email : rofikatulkarimah@gmail.com Abstrak Beton ringan ramah lingkungan adalah beton yang tersusun dari material yang ringan dan tidak merusak lingkungan. Salah satunya berupa penggantian agregat penyusun beton dengan material yang ringan dan tidak merusak lingkungan. Pada beton ringan ramah lingkungan, penggunaan batu pecah (split) sebagai agregat kasar diganti dengan agregat pecahan keramik yang berasal dari sisa bangunan keramik ubin, agregat pecahan keramik ini berasal dari tanah liat. Penelitian tentang penggantian agregat kasar dengan agregat pecahan keramik (ALK) pada beton non pasir bertujuan untuk membuat beton yang dihasilkan menjadi beton ringan ramah lingkungan dengan.mengetahui seberapa besar berat jenis, porositas, kuat tekan, dan modulus elastisitas yang dihasilkan oleh beton ringan (non-pasir). Jumlah benda uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah 36 buah silinder berukuran 15x30 cm dengan masing-masing variasi prosentase agregat keramik sebesar 0%, 20%, 40%, 60%, 80% dan 100% dari volume agregat kasar. Dari hasil penelitian di dapatkan beton yang menggunakan agregat limbah keramik (ALK) 100% menghasilkan berat jenis yang jauh lebih ringan yaitu sebesar 1353.53 kg/cm 3 daripada beton tanpa ALK yaitu sebesar 1895.98 kg/cm 3. Porositas terbesar terdapat pada variasi 31.17 % ALK yaitu sebesar 17.2147 %.lebih besar dibandingkan tanpa ALK yaitu sebesar 14.33%. Kuat tekan maksimum terdapat pada variasi 45.12 % ALK yaitu sebesar 12.99 Mpa lebih besar dibandingkan beton tanpa ALK yaitu sebesar 6.83 Mpa. Modulus elastisitas yang mempunyai nilai hubungan regangan beton ringan (non-pasir) dengan variasi agregat kasar limbah keramik 20%, 40%, 60%, 80% dan 100% ALK mempunyai nilai koefisien determinasi sebesar 91%, 94%, 90% 97% dan 94% lebih besar daripada nilai koefisien determinasi beton normalyaitu sebesar 88%. Kata Kunci : agregat limbah keramik,beton ringan 1. PENDAHULUAN Beton ringan adalah beton yang memiliki berat jenis (density) lebih ringan dari beton pada umumnya. Pada dasarnya beton ringan diperoleh dengan cara penambahan pori-pori udara ke dalam campuran betonnya. Tidak seperti beton biasa, berat beton ringan dapat diatur sesuai kebutuhan. Pada umumnya berat jenis beton ringan berkisar antara 600 1800 kg/m3. Pembuatan beton ringan dapat dilakukan dengan menggunakan aggrerat ringan, misalnya tanah liat bakar dengan demikian beton yang terbentuk akan menjadi lebih ringan daripada beton normal. Selain menggunakan agregat ringan pembuatan beton ringan bisa juga diperoleh dengan tidak menggunakan aggregat halus. Beton yang dihasilkan merupakan beton non pasir. Beton jenis ini hanya dibuat dengan menggunakan semen dan aggregat kasar saja. Dengan penggunaaan ukuran maksimal butir aggregat kasar sebesar 10-20 mm. Beton non pasir mempunyai pori-pori yang hanya berisi udara (yang semula terisi oleh butir-butir aggregat halus). Beton ramah lingkungan adalah beton yang tersusun dari material yang tidak merusak lingkungan. Salah satunya berupa penggantian agregat penyusun beton dengan material yang tidak merusak lingkungan. Contoh kerusakan lingkungan akibat pemanfaatan sumber alam adalah rusaknya perbukitan batu. Meningkatnya kebutuhan material beton memicu penambangan batu, salah satu material penyusun beton sebagai agregat kasar, secara besar-besaran yang menyebabkan turunnya jumlah sumber alam yang tersedia untuk keperluan pembetonan (Suharwanto, 2005). Agregat kasar merupakan bahan penyusun beton yang paling dominan. Pada beton ramah lingkungan, penggunaan batu pecah (split) sebagai agregat kasar dapat diganti dengan agregat pecahan keramik yang digunakan untuk melapisi lantai atau dinding yang biasanya berbentuk plat persegi dan tipis dibuat dari tanah liat yang dibakar atau campuran tanah liat dan bahan mentah keramik lainnya. Dipilihnya pecahan keramik sebagai penelitian ini dikarenakan 443
agregat buatan ini merupakan agregat ringan dan masyarakat kurang maksimal memanfaatkan limbah pecahan keramik. Umumnya barang-barang yang terbuat dari bahan keramik yang sudah pecah atau rusak dibuang begitu saja, Penelitian tentang beton ringan non pasir yang dilakukan (Rofikatul & Indro Susilo, 2009) menunjukkan bahwa nilai porositas semakin menurun dan kuat tekan meningkat seiring dengan penambahan silika fume. Ermiyati,H & Gussyafri, (2008) melakukan penelitian terhadap berat jenis beton non pasiryang menghasilkan berat jenis sebesar 1963,04 kg/m³ (minimum) sampai 2047,34 kg/m³ (maksimum). Pada penelitian yang telah dilakukan diatas masih menggunakan batu pecah sebagai agregat kasar sehingga berat jenis yang didapat masih tergolong besar sehingga perlu penggantian agregat penyusun beton dengan agregat yang lebih ringan dan tidak merusak lingkungan. Tujuan dari penelitian ini untuk mengganti agregat pecah alami dengan agregat pecahan keramik (ALK) dalam campuran beton sehingga beton yang dihasilkan menjadi beton ringan ramah lingkungan dan memenuhi syarat sebagai beton struktur. Berat Jenis Beton Menurut (Misdarpon. D, 2006) berat jenis beton adalah perbandingan antara berat beton (gr) dengan volume beton (cm) : =, Dimana : W V = Berat jenis beton non-pasir (gr/cm 2 ) = Berat beton (gr) = Volume Beton (cm) Porositas Beton Pengujian porositas beton bertujuan untuk mendapatkan prosentase rongga udara di dalam beton dimana nilai porositas merupakan salah satu parameter yang menunjukkan kemampuan suatu beton untuk melewatkan zat cair/permeabilitas beton.( Lamond, F., Joseph, and Klieger, Paul, 1994) Pada umur 28 hari benda uji diperiksa porositasnya (SNI 03 6433 2000) : Dimana : Vr = Porositas dalam beton (%) A = Berat beton setelah di oven (kg) C = Berat beton kering permukaan (kg) D = Berat keranjang dalam air (kg) Kuat Tekan Mengacu pada pada SK SNI M 14 1989 F tentang pengujian kuat tekan beton : Dimana : = kuat tekan beton (kg/cm 2 ) = beban maksimum yang mengakibatkan silinder hancur (kg) A = luas penampang tertekan benda uji (cm 2 ) 2. METODOLOGI PENELITIAN 2.1 Rancangan Penelitian Pelaksanaan penelitian meliputi pemeriksaan serta pengujian bahan dan sampai pada tahap pembuatan benda uji, perawatan dan pengujian beton. Jumlah benda uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah 36 buah silinder berukuran 15x30 cm dengan masing-masing variasi prosentase agregat keramik sebesar 0%, 20%, 40%, 60%, 80% dan 100% dari volume agregat. 444
Kemudian melakukan pengujian terhadap beton ringan meliputi : uji berat jenis, porositas, kuat tekan dan modulus elastisitas beton ringan yang dilakukan pada umur 28 hari Tabel 1: Data Benda Silinder Beton Ringan No. Prosentase Limbah Keramik (%) Jumlah Sampel Kode Benda Uji 1. 0 6 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f 2. 20 6 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f 3. 40 6 3a, 3b, 3c, 3d, 3e,32f 4. 60 6 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f 5. 80 6 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f 6. 100 6 6a, 6b, 6c, 6d,6e, 6f 2.2 Diagram Alur Penelitian Mulai Studi Literatur dan Pembahasan Teori Persiapan dan Pengujian Bahan Susun Beton Ringan (Non-Pasir) Agregat Kasar Ringan Buatan Semen Pemeriksaan Berat Jenis Semen Berat Jenis dan Penyerapan Air Analisa Ayakan Pemeriksaan Keausan Agregat dengan Mesin Los Angeles Air Perencanaan Mix Design Pembuatan Adukan dan Benda Uji Beton Perawatan Benda Uji Beton Pengujian Benda Uji (Berat jenis, Porositas, Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas ) Analisa Data Kesimpulan Selesai Gambar 1 : Alur Penelitian 445
3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Berat Jenis Beton Ringan Non Pasir Hasil pengujian berat jenis beton ringan dengan variasi penggantian agregat limbah keramik (ALK) adalah seperti tabel yang ada di bawah ini. Tabel 2. Hasil Pengujian Berat Jenis Beton Non Pasir No Kode Benda Uji Variasi Penggantian Berat Beton (W) Volume Beton (V) Berat Jenis Beton Non Pasir(γ)* γ rata-rata γ rata-rata ALK (%) (gr) (cm) (gr/cm 2 ) (gr/cm 2 ) (kg/cm 3 ) 1 AO1 10991 5298.75 2.07 2 AO2 0% 9378 5298.75 1.77 1.896 1895.98 3 AO3 9770 5298.75 1.84 4 BO1 8670 5298.75 1.64 5 BO2 20% 8655 5298.75 1.63 1.672 1671.65 6 BO3 9248 5298.75 1.75 7 CO1 8420 5298.75 1.59 8 CO2 40% 8420 5298.75 1.59 1.603 1602.58 9 CO3 8635 5298.75 1.63 10 DO1 7350 5298.75 1.39 11 DO2 60% 7615 5298.75 1.44 1.418 1418.26 12 DO3 7580 5298.75 1.43 13 EO1 7090 5298.75 1.34 14 EO2 80% 7575 5298.75 1.43 1.393 1393.41 15 EO3 7485 5298.75 1.41 16 FO1 7486 5298.75 1.41 17 FO2 100% 7680 5298.75 1.45 1.354 1353.53 18 FO3 6350 5298.75 1.20 Sumber : Hasil Penelitian di laboratorium * Rumus Berat Jenis : = Dari hasil tabel diatas dapat dibuat grafik bar chart sebagai berikut : Gambar 2. Grafik Hubungan Berat Jenis Beton Non Pasir Terhadap Variasi Penggantian Agregat Limbah Keramik (ALK) Dari gambar 2. menunjukkan bahwa untuk variasi ALK 20 % - 100 % yaitu sebesar 1671.65 kg/cm 3, 1602.58 kg/cm 3, 1418.26 kg/cm 3, 1393.41 kg/cm 3, 1353.53 kg/cm 3 lebih kecil daripada beton normal non pasir ALK 0 % sebesar 1895.98 kg/cm 3. Hal ini disebabkan oleh berat jenis Agregat Limbah Keramik (ALK) yang digunakan pada beton non pasir lebih kecil daripada berat jenis agregat normal (batu pecah) yang digunakan pada beton ringan non pasir. 446
3.2 Porositas Beton Ringan Non Pasir Hasil pengujian porositas beton non pasir dengan variasi penggantian agregat limbah keramik (ALK) adalah seperti tabel yang ada di bawah ini. Tabel 3. Hasil Pengujian Porositas Beton Non Pasir No Kode Benda Uji Variasi Penggantian massa kering oven Massa Massa Massa Porositas ALK (%) Sebelum Sesudah Jenuh Jenuh Perendaman Porositas * Rata - rata I II III ( A ) Setelah Perendaman Setelah Pendidihan ( C ) Semu (D) (Kg) (Kg) (Kg) (Kg) (Kg) (Kg) (Kg) 1 AO1 12.00 11.65 11.20 11.15 11.90 11.80 7.255 14.30 2 AO2 0% 12.50 12.05 11.60 11.58 12.30 12.20 7.850 14.25 14.33 3 AO3 12.20 11.85 11.40 11.35 12.10 12.05 7.205 14.45 4 BO1 12.30 11.90 11.80 11.78 12.45 12.43 8.150 15.19 5 BO2 20% 12.00 11.60 11.50 11.45 12.15 12.14 7.970 16.55 16.18 6 BO3 12.20 11.90 11.80 11.59 12.45 12.34 7.875 16.80 7 CO1 12.60 12.20 11.90 11.47 12.50 12.40 7.250 18.06 8 CO2 40% 12.40 12.10 11.70 11.55 12.30 12.30 8.055 17.67 18.06 9 CO3 12.45 12.00 11.80 11.46 12.35 12.30 7.750 18.46 10 DO1 12.40 12.05 11.75 11.27 12.25 12.20 7.451 19.58 11 DO2 60% 12.50 12.05 11.90 11.53 12.40 12.35 8.105 19.32 19.16 12 DO3 12.45 12.00 11.85 11.35 12.30 12.25 7.405 18.58 13 EO1 12.60 12.10 11.80 11.56 12.45 12.30 8.695 20.53 14 EO2 80% 12.40 11.90 11.70 11.15 12.10 12.00 7.989 21.19 20.55 15 EO3 12.55 12.10 11.75 11.28 12.25 12.10 7.988 19.94 16 FO1 12.50 12.25 11.70 11.32 12.10 12.00 8.822 21.40 17 FO2 100% 12.55 12.25 11.80 11.47 12.30 12.20 8.965 22.57 21.53 18 FO3 12.40 12.05 11.80 11.50 12.25 12.15 8.997 20.62 Sumber : Hasil Penelitian di laboratorium * Rumus Porositas : Dari hasil perhitungan didapatkan grafik sebagai berikut : (%) (%) Gambar 3. Grafik Hubungan Porositas Beton Non Pasir Terhadap Variasi Penggantian Agregat Limbah Keramik (ALK) Dari hasil penelitian porositas beton non pasir terhadap variasi penggantian Agregat Limbah Keramik (ALK), diketahui prosentase optimum didapat dari persamaan Y = 14.3193+ 10.2545X + (-2.6765X 2 ) + (-1.8013X 3 ) + 1.4448X 4 variasi ALK 31.17 %. sebesar 17.2147 %. Hal ini disebabkan oleh penggantian Agregat Limbah Keramik (ALK) yang berlebihan dapat menyebabkan lebih sedikit menyerap air, sehingga kebutuhan air untuk hidrasi semen meningkat dan Agregat Limbah Keramik (ALK) sendiri akan berfungsi sebagai bahan yang dapat meningkatkan penyerapan dan rongga dalam beton non pasir serta menurunkan kerapatan beton non pasir. 447
3.3 Kuat Tekan Beton Non Pasir Hasil pengujian kuat tekan beton non pasir dengan variasi penggantian agregat limbah keramik (ALK) adalah seperti tabel yang ada di bawah ini. Tabel 4. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Non Pasir No Kode Benda Uji Variasi Penggantian Beban Max Beban Max A Kuat Tekan * Kuat Tekan ALK (%) (KN) (N) (mm 2 ) (N/mm 2 ) Rata-rata(N/mm 2 ) 1 AO1 125 125000 17662.5 7.08 2 AO2 0% 123 123000 17662.5 6.96 6.85 3 AO3 115 115000 17662.5 6.51 4 BO1 198 198000 17662.5 11.21 5 BO2 20% 209 209000 17662.5 11.83 11.70 6 BO3 213 213000 17662.5 12.06 7 CO1 238 238000 17662.5 13.47 8 CO2 40% 255 255000 17662.5 14.44 13.63 9 CO3 229 229000 17662.5 12.97 10 DO1 158 158000 17662.5 8.95 11 DO2 60% 160 160000 17662.5 9.06 9.00 12 DO3 159 159000 17662.5 9.00 13 EO1 146 146000 17662.5 8.27 14 EO2 80% 150 150000 17662.5 8.49 8.38 15 EO3 148 148000 17662.5 8.38 16 FO1 103 103000 17662.5 5.83 17 FO2 100% 105 105000 17662.5 5.94 6.04 18 FO3 112 112000 17662.5 6.34 Sumber : Hasil Penelitian di laboratorium * Rumus Kuat Tekan : Dari hasil perhitungan didapatkan grafik sebagai berikut : Gambar 4. Grafik Hubungan Kuat Tekan Beton Non Pasir Terhadap Variasi Penggantian Agregat Limbah Keramik (ALK) Dari hasil penelitian kuat tekan beton non pasir terhadap variasi penggantian Agregat Limbah Keramik (ALK), diketahui prosentase optimum didapat dari persamaan Y = 6.7896 + 18.1592X + 16.7722X 2 + (-78.4929X 3 )+ 43.4949X 4 variasi ALK 45.12 % sebesar 12.99 N/mm 2. Hal ini disebabkan oleh ukuran butiran maksimum yang digunakan lebih besar sehingga menyebabkan banyak rongga pada beton non pasir yang berakibat menurunnya kuat tekan beton. 448
4. KESIMPULAN 1. Berat jenis beton ringan menunjukkan bahwa variasi Agregat Limbah Keramik (ALK) 20 % - 100 % yaitu sebesar 1671.65 kg/cm 3, 1602.58 kg/cm 3, 1418.26 kg/cm 3, 1393.41 kg/cm 3, 1353.53 kg/cm 3 lebih kecil daripada beton ringan tanpa ALK sebesar 1895.98 kg/cm 3. Hal ini disebabkan karena berat jenis ALK yang digunakan pada beton ringan lebih kecil daripada berat jenis agregat normal (batu pecah) yang digunakan pada beton ringan. 2. Nilai Porositas beton ringan dengan variasi penggantian Agregat Limbah Keramik (ALK) pada prosentase 20% - 100% terjadi penurunan berturut turut sebesar 16.18 %, 18.06 %, 19.16 %, 20.55 %, dan 21.53 % terhadap berat jenis beton ringan tanpa ALK sebesar 14.33 %.. 3. Kuat tekan maksimum pada beton ringan di dapat pada prosentase 45.12 % ALK yaitu sebesar 12.99 Mpa lebih besar dibandingkan beton ringan tanpa ALK yaitu sebesar 6.83 Mpa. DAFTAR PUSTAKA Buku Petunjuk Praktikum Teknologi Beton (2009), Universitas Muhammadiyah Malang. Departemen Pekerjaan Umum, 2000, Metode Pengujian Kerapatan, Penyerapan Dan Rongga Dalam Beton Yang Telah Mengeras, Jakarta. Ermiyati H.Gussyafri, 2008, Beton Non-Pasir Dengan Agregat Dari Desa Salo Kecamatan Bangkinang Kabupaten Kampar, Skripsi Teknik Sipil, Universitas Riau Pekanbaru : Tidak diterbitkan. Ghozali Risdika Anggita, 2010, Pengaruh Penggunaan Pecahan Keramik Terhadap Pembuatan Bata Beton Pejal Non-Pasir (Ditinjau Dari Kuat Tekan, Serapan Air, Dan Nilai Ekonomis), Skripsi Jurusan Pendidikan Teknik Bangunan, Universitas Negeri Semarang : Tidak diterbitkan. Indro Susilo, 2009, Pengaruh Penambahan Silika Fume Terhadap Kuat Tekan Dan Porositas Beton Non-Pasir (Studi Penelitian), Skripsi Teknik Sipil, Universitas Muhammadiyah Malang : Tidak diterbitkan. Lamond, F., Joseph, and Klieger, Paul, 1994, Significance of tests and properties of concrete and concrete-making materials, ASTM International. Misdarpon D, 2006, Pemanfaatan Batu Berakar Kapur Limbah Industri Sebagai Agregat Untuk Beton Non-Pasir, Tesis Teknik Sipil, Universitas Gadjah Mada Yogyakarta : Tidak diterbitkan. Muhtar, 2004, Pemanfaatan Limbah Keramik Dinoyo Sebagai Material Panel Beton, Tesis Teknik Sipil, Universitas Brawijaya Malang : Tidak diterbitkan. Mulyono T, 2003,Teknologi Beton, Penerbit Universitas Negeri Jakarta, Jakarta. Ristiana D.P, 2008, Pengaruh Variasi Persentase Penambahan Abu Sekam Padi Pada Jumlah Semen Terhadap Kuat Tekan Dan Berat Jenis Beton Non Pasir Beragregat Kerikil Krisik, Tesis Teknik Sipil, Universitas Muhammadiyah Purwokerto : Tidak diterbitkan. Tjokrodimulyo Kardiyono, 1992, Pengetahuan Dasar Teknologi Beton, UGM, Yogyakarta. Wahyudi Muhammad, 2007, Pengaruh Penambahan Pasir Silika Pada Agregat Buatan Lempung Bakar Terhadap Kuat Tekan Beton, Skripsi Teknik Sipil, Universitas Muhammadiyah Malang : Tidak diterbitkan. 449