ABSTRAK Batu tabas merupakan batu yang memiliki tekstur kasar. Penggunaan batu tabas biasanya digunakan untuk membuat ornament bangunan tradisional. Penggunaan ini menghasilkan limbah yang belum dimanfaatkan, karena limbah batu tabas ini ditumpuk begitu saja. Limbah yang dihasilkan berkisar 20% - 30% dari batu asalnya. Melihat limbah batu tabas yang dihasilkan belum dipergunakan dengan baik dan berkurangnya jumlah agregat di lapangan akibat ditutupnya penambangan, maka diadakan penelitian ini untuk menggunakan limbah batu tabas tersebut sebagai alternatif agregat. Penelitian ini menggunakan rancangan campuran dengan perbandingan 1 satuan berat semen : 2 satuan berat agregat halus : 3 satuan berat agregat kasar. Benda uji yang dibuat berbentuk kubus dengan ukuran 150 mm x 150 mm x 150 mm, dan silinder dengan ukuran d = 150 mm dan h = 300 mm. Dibuat: 5 (lima) variasi campuran beton dari limbah batu tabas dengan kadar agregat halus sebesar 0%, 25%, 50%, 75%, 100%, dan kadar agregat kasar sebesar 100%. Sifat beton yang akan diuji pada umur 28 hari berupa nilai slump, berat volume, kuat tekan dengan menggunakan benda uji kubus, dan kuat tarik belah dengan menggunakan benda uji silinder. Penelitian ini secara umum menunjukkan penurunan terhadap nilai slump dan berat volume seiring penggantian agregat halus alami dengan agregat halus dari limbah batu tabas. Hasil pengujian nilai slump menunjukkan bahwa nilai slump dengan penggantian kadar agregat halus alami dengan agregat halus dari limbah batu tabas sebesar 0%, 25% dan 50% menghasilkan nilai slump yang relatif konstan yaitu sebesar 10 mm, penurunan yang terjadi relatif konstan dan sangat kecil. Nilai slump pada penggantian kadar agregat halus dengan agregat halus limbah batu tabas sebesar 75% sampai 100% tidak dapat diukur karena campuran beton sangat kaku. Kuat tekan beton meningkat seiring penggantian agregat halus alami dengan agregat halus limbah batu tabas dari kadar 0% sampai kadar 50%. Selanjutnya kuat tekan mengalami penurunan, namun pada penggunaan 75% agregat halus limbah batu tabas, kuat tekan yang dihasilkan lebih tinggi terhadap kadar 0%. Kuat tarik belah beton meningkat seiring penggantian agregat halus alami dengan agregat halus dari limbah batu tabas sampai kadar 75%, kecuali pada kadar 25% terjadi penurunan yang relatif sangat kecil. Pengujian campuran beton dari limbah batu tabas dengan kadar agregat halus sebesar 0%, 25%, 50%, 75%, 100% didapat sebagai berikut: Hasil pengujian nilai slump: 10 mm, 10 mm, 10 mm, tidak dapat dilakukan pengukuran, tidak dapat dilakukan pengukuran. Hasil berat volume: 2157,78 kg/m 3, 2154,36 kg/m 3, 2153,62 kg/m 3, 2129,70 kg/m 3, 2105,95 kg/m 3. Hasil kuat tekan: 33,96 MPa, 34,83 MPa, 34,89 MPa, 34,49 MPa, dan 32,22 MPa. Hasil kuat tarik belah: 2,63 MPa, 2,62 MPa, 2,64 MPa, 2,74 MPa, dan 2,41 MPa. Kata kunci : limbah batu tabas, nilai slump, berat volume, kuat tekan beton, kuat tarik belah beton. iii
UCAPAN TERIMA KASIH Puji dan syukur dipanjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa/Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat-nya tugas akhir yang berjudul Penggunaan Limbah Batu Tabas Sebagai Agregat dalam Campuran Beton ini dapat terselesaikan. Selesainya tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan, saran, dan motivasi dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini saya ucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Ir. I Made Alit Karyawan Salain, DEA selaku dosen pembimbing utama dan Bapak A.A. Gede Sutapa, ST, MT selaku dosen pembimbing pendamping. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kata sempurna. Untuk itu, mohon kritik dan saran yang bersifat membangun sebagai bahan pertimbangan untuk menyempurnakan Tugas Akhir ini. Denpasar, Agustus 2017 Penulis iv
DAFTAR ISI DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... viii DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN... ix BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 3 1.3 Tujuan Penelitian... 4 1.4 Manfaat Penelitian... 4 1.5 Batasan Masalah... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 5 2.1 Semen Portland... 5 2.2 Agregat... 6 2.2.1 Persyaratan Agregat... 7 2.2.2 Gradasi Agregat... 8 2.2.3 Batu Tabas (Scoria Basaltik)... 13 2.3 Air... 14 2.4 Faktor Air Semen... 15 2.5 Sifat Sifat Beton Segar... 16 2.5.1 Nilai Slump... 16 2.5.2 Berat Volume Beton... 18 2.6 Sifat-Sifat Mekanik Beton... 18 2.6.1 Kuat Tekan Beton... 18 2.6.2 Kuat Tarik Belah... 20 2.7 Penelitian Sebelumnya... 21 BAB III METODE PENELITIAN... 23 3.1 Rancangan Penelitian... 23 3.2 Waktu dan Tempat Penelitian... 25 3.3 Pemilihan dan Persiapan Bahan... 26 3.4 Pemeriksaan Bahan... 29 3.4.1 Semen... 29 3.4.2 Air... 29 3.4.3 Agregat Halus... 29 v
3.4.4 Agregat Kasar... 29 3.5 Rancangan Benda Uji... 30 3.6 Pengukuran Nilai Slump... 31 3.7 Pencetakan Benda Uji... 31 3.8 Perawatan Benda Uji... 31 3.9 Pengujian Kuat Tekan Beton... 31 3.10 Pengujian Kuat Tarik Belah... 32 3.11 Analisis Data dan Diskusi... 32 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 33 4.1 Hasil Pemeriksaan Bahan Pembentuk Beton... 33 4.1.1 Air... 33 4.1.2 Semen... 33 4.1.3 Agregat Halus... 33 4.1.4 Agregat Kasar... 35 4.2 Hasil Pencampuran Beton... 37 4.3 Pengujian Nilai Slump... 37 4.4 Pemeriksaan Berat Volume... 38 4.5 Hasil Pengujian Sifat Mekanik Beton... 39 4.5.1 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton... 39 4.5.2 Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton... 40 4.6 Pembahasan... 42 BAB V PENUTUP... 44 5.1 Simpulan... 44 5.2 Saran... 45 DAFTAR PUSTAKA... 46 LAMPIRAN A... 48 LAMPIRAN B... 56 LAMPIRAN C... 68 LAMPIRAN D... 72 LAMPIRAN E... 73 LAMPIRAN F... 77 LAMPIRAN G... 86 vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Kurva gradasi pasir zone 1... 10 Gambar 2.2 Kurva gradasi pasir zone 2... 10 Gambar 2.3 Kurva gradasi pasir zone 3... 11 Gambar 2.4 Kurva gradasi pasir zone 4... 11 Gambar 2.5 Kurva Gradasi Kerikil ukuran butir maks. 40 mm... 12 Gambar 2.6 Kurva Gradasi Kerikil ukuran butir maks. 20 mm... 13 Gambar 2.7 Cetakan untuk uji slump (kerucut Abram)... 17 Gambar 2.8 Pengujian kuat tekan... 19 Gambar 2.9 Pengujian kuat tarik belah... 21 Gambar 3.1 Tahapan Proses Penelitian... 25 Gambar 3.2 Sampel limbah batu tabas... 26 Gambar 3.3 Kurva Rancangan Gradasi Agregat Kasar Butir Maks. 40 mm... 27 Gambar 3.4 Kurva Rancangan Gradasi Agregat Halus Zone 2... 28 Gambar 4.1 (a) agregat halus alami, (b) agregat halus limbah batu tabas... 34 Gambar 4.2 Kurva Rancangan Gradasi Agregat Halus Zone 2... 35 Gambar 4.3 Agregat kasar limbah batu tabas... 36 Gambar 4.4 Kurva Rancangan Gradasi Agregat Kasar Butir Maks. 40 mm... 36 Gambar 4.5 Volume benda uji terhadap variasi campuran... 38 Gambar 4.6 Kuat tekan beton terhadap kadar agregat halus limbah batu tabas 39 Gambar 4.7 Kuat tarik belah beton terhadap kadar agregat halus limbah batu tabas... 41 vii
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Bahan utama pembentuk semen Portland... 5 Tabel 2.2 Jenis jenis semen Portland... 6 Tabel 2.3 Persyaratan kekerasan agregat kasar untuk beton... 7 Tabel 2.4 Gradasi Pasir... 9 Tabel 2.5 Gradasi Kerikil... 12 Tabel 2.6 Komposisi Kimia Serbuk Batu Tabas... 14 Tabel 2.7 Rekomendasi nilai slump untuk pemakaian beton segar pada elemen struktur... 17 Tabel 2.8 Nilai perbandingan kuat tekan beton pada berbagai umur beton... 19 Tabel 3.1 Jenis material yang digunakan dalam penelitian... 26 Tabel 3.2 Rancangan Grafik Gradasi Agregat Kasar... 27 Tabel 3.3 Rancangan Gradasi Agregat Halus... 28 Tabel 3.4 Proporsi agregat dalam campuran beton... 30 Tabel 4.1 Pemeriksaan agregat halus... 34 Tabel 4.2 Pemeriksaan agregat kasar... 35 Tabel 4.3 Hasil Pengujian Nilai Slump... 37 Tabel 4.4 Hasil Pemeriksaan Berat Volume Benda Uji... 38 Tabel 4.5 Hasil Pngujian Kuat Tekan Beton... 39 Tabel 4.6 Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton... 40 viii
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN f c P A f c rata-rata = Kuat tekan beton = beban maksimum = luas bidang tekan benda uji = Kuat tekan beton rata-rata = Jumlah benda uji = Kuat tarik belah = Beban pada waktu belah = Diameter benda uji silinder = Panjang benda uji silinder N ft p D L C1 = Campuran 1 C2 = Campuran 2 C3 = Campuran 3 C4 = Campuran 4 C5 = Campuran 5 AH AK = Agregat halus = Agregat kasar ix
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Beton banyak digunakan sebagai material penyusun stuktural gedung. Sifat beton yang kuat menahan beban, tahan api (pada kondisi tertentu), tahan air, mudah dikerjakan dan biaya pemeliharaan yang murah menyebabkan beton menjadi pilihan dalam mendirikan suatu bangunan. Beton terdiri dari agregat kasar, agregat halus dan semen. Agregat penyusun beton berasal dari tambang hasil kegiatan vulkanisme gunung berapi seperti pasir, koral. Seiring dengan kebutuhan beton yang sangat meningkat, kebutuhan agregat penyusun beton akan semakin banyak. Salah satu daerah yang terkenal menyuplai material adalah Kabupaten Karangasem. Kebutuhan material dalam jumlah besar menyebabkan menjamurnya galian galian ilegal. Tercatat 11 galian ilegal yang berdampak terhadap kerusakan lingkungan (Nusabali.com). Penutupan galian ilegal dipertegas akibat adanya pelanggaran terhadap Perda Kabupaten Karangasem No.17 tahun 2012 Pasal 71 mengenai RTRW dimana penggalian yang dilakukan tidak diizinkan melebihi ketinggian 500 meter diatas permukaan laut. Permasalahan ini mengakibatkan ditutupnya galian C ilegal di beberapa daerah di Kabupaten Karangasem yang menyebabkan terjadinya kelangkaan material (suaradewata.com). Sehingga perlu dicari alternatif untuk mengurangi permasalahan tersebut. Limbah batu tabas merupakan salah satu limbah hasil pengolahan ornament bangunan tradisional yang banyak ditemui di Bali. Pengerajin ornament bangunan bali ini tersebar dibeberapa daerah, salah satunya adalah pengerajin yang ada di jalan Prof. Dr. Ida Bagus Mantra. UD. Mekar Sari merupakan salah satu usaha pengerajin batu tabas di daerah tersebut. Kebutuhan material batu tabas untuk unit usaha pengerajin ini mencapai 35 m 3 per bulan, dengan limbah yang dihasilkan berkisar 10 m 3 apabila jenis kerajinan berupa pelinggih, dan berkisar 7 m 3 apabila jenis kerajinan berupa pasangan tembok. Limbah yang dihasilkan berkisar 20% - 30% dari batu asalnya. Para pengerajin biasanya menimbun begitu saja limbah batu tabas. Limbah yang ditumpuk dalam jumlah sedikit tentu tidak begitu berpengaruh terhadap lingkungan, namun apabila terus ditumpuk begitu saja bisa mengotori 1
lingkungan tersebut. Limbah yang berupa abu juga bisa menyebabkan kerusakan apabila dihirup, atau bisa menyebabkan terganggunya saluran draisane apabila ditumpuk begitu saja pada saluran drainase. Gambar 1.1 Limbah Batu Tabas di UD. Mekar Sari Penelitian mengenai batu tabas menunjukkan bahwa batu tabas merupakan batu scoria basalt yang lazimnya bersifat bertekstur kasar, masif, keras dan sedikit berpori (Anonim, 1996, IV-10 dalam Darsana, 2005). Penggunaan batu tabas sebagai agregat kasar dapat mencapai kekuatan berkisar 20 MPa (Darsana, 2005). Penelitian lain menyebutkan penggunaan limbah batu tabas sebagai agregat halus pada beton dengan kadar sebagai agregat halus sebesar 75% menghasilkan kuat tekan sebesar 36 MPa (Dewi, 2017). Berdasarkan penelitian sebelumnya, maka akan diadakan penelitian mengenai penggunaan limbah batu tabas sebagai agregat. Penggunaan limbah sebagai agregat kasar didasari oleh ketersediaan limbah yang bisa didapat secara murah, dan dianggap lebih ekonomis apabila dibandingkan dengan penggunaan agregat kasar dari bahan alami. Limbah batu tabas juga akan dibuat menjadi agregat halus dengan pertimbangan limbah batu tabas memiliki sifat yang serupa dengan agregat halus alami. Senyawa yang terkandung dalam batu tabas berupa Al2O3, SiO2,TiO2, K2O, MnO2, MgO, dan CaO (Dinas Pertambangan Jatim (2008) dalam Intara (2013)). Selain itu, selama proses persiapan material agregat kasar, terdapat 2
hasil pecahan agregat kasar yang tidak sesuai dengan kriteria agregat kasar, sehingga dapat dimanfaatkan kembali untuk menjadi agregat halus dari limbah batu tabas. Gambar 1.2 Proses Persiapan Agregat dari Limbah Batu Tabas Pada penelitian ini penggunaan agregat dari limbah batu tabas dalam campuran beton akan divariasikan. Oleh karena jenis agregat yang digunakan berbeda dari jenis agregat alami, maka sifat / karakteristik dari agregat ini tentu berbeda dari agregat alami. Untuk mengetahui prilaku dari agregat tersebut terhadap campuran beton, dilakukan beberapa pengujian pada saat beton dalam kondisi segar maupun pada saat beton sudah bereaksi / mengeras. Penelitian ini diharapkan dapat mengetahui manfaat yang dapat dihasilkan dari penggunaan limbah batu tabas sebagai alternatif pengganti agregat untuk campuran beton. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan uraian latar belakang diatas, masalah yang dapat dirumuskan pada penelitian ini sebagai berikut: 1. Berapa nilai slump, berat volume, kuat tekan dan kuat tarik belah beton yang dihasilkan dari campuran beton limbah batu tabas dengan kadar 0%, 25%, 50%, 75%, 100% sebagai agregat halus, dan 100% sebagai agregat kasar? 3
2. Bagaimana perbandingan nilai slump, berat volume, kuat tekan dan kuat tarik belah yang dihasilkan dari campuran beton limbah batu tabas dengan campuran beton kadar 0% dari agregat halus limbah batu tabas? 1.3 Tujuan Penelitian Berdasarkan masalah yang telah dirumuskan diatas, penelitian ini dilaksakanan bertujuan sebagai berikut: 1. Untuk mendapatkan nilai slump, berat volume, kuat tekan dan kuat tarik belah beton yang dihasilkan dari campuran beton limbah batu tabas dengan kadar 0%, 25%, 50%, 75%, 100% sebagai agregat halus, dan 100% sebagai agregat kasar 2. Untuk mendapatkan perbandingan nilai slump, berat volume, kuat tekan dan kuat tarik belah yang dihasilkan dari campuran beton limbah batu tabas dengan campuran beton kadar 0% dari agregat halus limbah batu tabas 1.4 Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini bermanfaat dalam beberapa hal, yaitu: 1. Memberikan informasi mengenai penggunaan limbah batu tabas sebagai agregat kasar dan agregat halus pada campuran beton 2. Menanggulangi jumlah limbah batu tabas 1.5 Batasan Masalah Pada penelitian ini, permasalahan dibatasi pada hal-hal sebagai berikut: 1. Limbah batu tabas yang digunakan berasal dari UD. Mekar Sari (pengerajin ornament Bali) di jalan Prof. Dr. Ida Bagus Mantra, dimana batu tabas yang digunakan berasal dari Dusun Tigaron, Kecamatan Kubu, Kabupaten Karangasem. 2. Pemeriksaan material bahan batu tabas hanya dibatasi pada pemeriksaan sifat karakteristik bahan untuk campuran beton sesuai dengan cara pemeriksaan agregat berdasarkan SNI yang relevan meliputi berat isi, berat jenis, pernyerapan air, kadar air, kadar lumpur, keausan agregat, 3. Campuran ditetapkan menggunakan satu rancangan campuran dengan menggunakan perbandingan berat 4. Faktor air semen yang ditetapkan sebesar 0,5 4