Konferensi Nasional Teknik Sipil 11 Universitas Tarumanagara, 26-27 Oktober 2017 PENGARUH PENGGUNAAN RESIN EPOXY PADA CAMPURAN BETON POLIMER YANG MENGGUNAKAN SERBUK GERGAJI KAYU Reni O. Tarru 1, Yusri limbongallo 2, Yulius Pakiding 3, Johan 4 dan Yandri 5 1 Jurusan Teknik Sipil, Universitas Kristen Indonesia Toraja, Jl. Nusantara No. 12 Makale 91811, Tana Toraja Email;renarta_trj@yahoo.com 2 Jurusan Teknik Sipil, Universitas Kristen Indonesia Toraja, Jl. Nusantara No. 12 Makale 91811, Tana Toraja Email: yusrilimbongallo@gmail.com ABSTRAK Beton adalah campuran dari semen, agregat, air dan bahan tambah dalam perbandingan tertentu. Beton merupakan bahan bangunan yang umumnya dipakai dalam pembangunan fisik karena mudah dibentuk dan biaya pemeliharaan yang relatif murah dibandingkan dengan material lainnya. Metode penelitian ini dilakukan dengan experimental di Laboratorium, yaitu suatu penelitian yang berusaha untuk memperoleh sifat-sifat fisik material yang akan digunakan dalam campuran beton dengan mutu 18,68 MPa. Untuk mendapatkan hasil dilakukan serangkaian pengujian terhadap benda uji kubus beton berdasarkan standar SNI 03-2834-2000 untuk mendapatkan kuat tekan beton. Hasil pengujian menunjukkan bahwa penggunaan resin epoxy sebagai perekat sebanyak 5% dan serbuk gergaji kayu sebanyak 1,5% dapat meningkatkan kuat tekan beton polimer yaitu sebesar 24,11 Mpa. Kata kunci: Resin Epoxy, Serbuk Gergaji, Kuat Tekan Beton. 1. PENDAHULUAN Seiring dengan perkembangan dalam dunia konstruksi, beton semakin banyak digunakan untuk pembangunan struktur maupun infrastruktur. Semakin meningkatnya pemakaian beton di dalam industri konstruksi maka semakin banyak pula usaha untuk membuatnya semakin canggih dan semakin ekonomis. Beton polimer adalah beton yang terbuat dengan menggantikan semen dengan bahan polimer. Saat ini, tujuan penambahan polimer sudah berkembang pesat yaitu untuk meningkatkan kinerja beton dengan perekat semen portland, bahkan mengganti keseluruhan semen dengan polimer sebagai bahan perekat. Jenis pemilihan bahan polimer yaitu resin epoxy sebagai pengganti semen pada campuran beton. Manfaat yang diharapkan dari penulisan ini dapat menambah wawasan bagi mahasiswa maupun masyarakat dalam memanfaatkan dan mengelolah limbah utamanya limbah serbuk gergaji pada pembuatan beton polimer. 2. TINJAUAN PUSTAKA Pengertian beton Beton didefinisikan sebagai bahan yang diperoleh dengan mencampurkan agregat halus, agregat kasar, semen portland dan air tanpa tambahan zat aditif (PBI, 1971). Bahan-bahan dipilih yang sesuai dengan kebutuhan yang direncanakan. Pemilihan bahan ini sendiri akan mempengaruhi konstruksi dari segi kemudahan pengerjaan (workability), karena dari segi kemudahan pengerjaan ini sendiri terdapat banyak variasi yang memenuhi yaitu dari segi kualitas, harga dan mutu beton itu sendiri. Material penyusunan beton Material penyusun beton yaitu semen, agregat (kasar dan halus), air dan bahan tambah. Semen adalah suatu material dari beton yang berfungsi sebagai bahan pengikat dari beton itu sendiri, dimana semen ini ada dua jenis yaitu semen non-hidrolik dan semen hidrolik (kapur hidrolik, semen pozzolan, semen terak, semen alam, semen portland, semen alumina dan semen putih). Agregat kasar untuk beton dapat berupa kerikil sebagai hasil desintegrasi alami dari batu-batuan atau berupa batu pecah yang diperoleh dari pemecahan batu. Yang dimaksud dengan agregat kasar adalah agregat dengan besar butir lebih dari 5 mm. MTR-57
Agregat halus harus terdiri dari butir-butir yang tajam dan keras. Butir-butir agregat halus harus bersifat kekal, artinya tidak pecah atau hancur oleh pengaruh-pengaruh cuaca, seperti terik matahari dan hujan. Air yang diperlukan untuk bereaksi dengan semen hanya sekitar 25% dari berat semen saja, namun dalam kenyataannya nilai faktor air semen yang dipakai sulit jika kurang dari 35%. Bahan tambah (admixture) adalah suatu bahan berupa bubuk atau cairan, yang ditambahkan ke dalam campuran adukan beton selama pengadukan, dengan tujuan untuk mengubah sifat adukan atau betonnya. (Spesifikasi Bahan Tambahan untuk Beton, SK SNI S-18-1990-03). Polimer Polimer adalah suatu zat kimia yang terdiri dari molekul-molekul yang besar dengan karbon dan hidrogen sebagai molekul utamanya. Polimer adalah istilah yang sangat umum yang mengacu pada rantai molekul monomer sederhana. Resin epoxy Epoxy adalah suatu kopolimer yang terbentuk dari dua bahan kimia yang berbeda, yang disebut sebagai "resin" dan "pengeras". Resin ini terdiri dari monomer atau polimer rantai pendek dengan kelompok epokida di kedua ujung. Limbah serbuk gergaji Serbuk gergaji kayu merupakan salah satu jenis bahan limbah yang bersifat organik yang merupakan limbah yang terdapat pada lingkungan industri penggergajian kayu atau pengrajin furniture yang saat ini belum optimal pemanfaatannya. Komponen kimia di dalam kayu mempunyai arti yang penting, karena dapat menentukan kegunaan jenis kayu. Komposisi kayu adalah Karbon 50%, Hidrogen 6%, Nitrogen 0,04-0,10%, Abu 0,20 0,50%, dan sisanya adalah oksigen. Komponen kimia kayu sangat bervariasi, karena dipengaruhi oleh faktor tumbuh, iklim dan letaknya didalam batang atau cabang, dan serbuk gergaji kayu mempunyai nilai kalor 4.046 kal / gram. Kuat tekan beton Kekuatan tekan beton yang paling umum digunakan adalah sekitar 200 500 kg/cm2. Nilai kuat tekan beton didapatkan melalui tata cara pengujian standar, menggunakan mesin uji dengan cara memberikan beban tekan bertingkat dengan kecepatan peningkatan beban tertentu dengan benda uji berupa kubus 150 x 150 mm. Selanjutnya benda uji ditekan dengan mesin tekan sampai pecah. Beban tekan maksimum sampai benda uji pecah di bagi dengan luas penampang benda uji merupakan nilai kuat tekan beton yang dinyatakn dalam Mpa atau kg/cm 2. Tata cara pengujian yang umum dipakai adalah standar ASTM C.39 atau menurut yang disyaratkan PBI 1989. Rumus yang digunakan untuk perhitungan kuat tekan beton adalah: dimana: f c P A = kuat tekan beton (Mpa), = beban maksimum (N), dan = luas penampang benda uji (mm2) 3. METODOLOGI PENELITIAN Lokasi pengambilan material dan lokasi penelitian Lokasi pengambilan agregat halus dari Maulu, Kecamatan Rembon, Kabupaten Tana Toraja yang berada ± 12 km dari Makale, Kabupaten Tana Toraja dan untuk pengambilan agregat kasar dari Kasimpo yang berlokasi ± 500 meter dari kantor Dinas Pekerjaan Umum Kabupaten Tana Toraja. Lokasi ini dipilih sebagai lokasi pengambilan sampel uji karena jenis dan jumlah material yang cukup banyak, sarana transportasi ke lokasi tersebut memadai (mendukung) dan merupakan lokasi penambangan agregat halus dan agregat kasar bagi masyarakat umum. Lokasi penelitian direncanakan di Laboratorium Dinas Pekerjaan Umum, Kabupaten Tana Toraja. MTR-58
Gambar 1. Peta Lokasi Pengambilan Sampel Agregat Halus Gambar 2. Peta Lokasi Pengambilan Material Agregat Kasar MTR-59
4. ANALISA DAN PEMBAHASAN Berdasarkan hasil pemeriksaan di laboratorium, hasil pengujian : NO JENIS PENGUJIAN Tabel 1. Hasil Pengujian Agregat Kasar HASIL PENGUJIA N SPESIFIKASI (ASTM) KETERANGAN 1 Kadar Lumpur 0,52% 0,2% - 2% Memenuhi 2 Berat Volume - Kondisi Padat 1,55 1,2 1,9 Memenuhi - Kondisi Lepas 1,32 1,2 1,9 Memenuhi 3 Kadar Air 4,02% 3% 6% Memenuhi 4 Berat Jenis (Bulk) 2,49 1,6 3,1 Memenuhi 5 Berat Jenis Jenuh Kering Permukaan (SSD) 2,53 1,6 3,1 Memenuhi 6 Berat Jenis Semu (Apparent) 2,60 1,6 3,1 Memenuhi 7 Penyerapan 1,72% 0.2% - 5% Memenuhi 8 Abrasi (Keausan) 26,254% 15% - 50% Memenuhi Tabel 2. Hasil Pengujian Agregat Halus NO JENIS PENGUJIAN HASIL PENGUJIAN SPESIFIKASI (ASTM) KETERANGAN 1 Kadar Air 4,75% 3% - 6% Memenuhi Berat Volume 2 - Kondisi Lepas 1,40 1,2 1,9 Memenuhi - Kondisi Padat 1,51 1,2 1,9 Memenuhi 3 Kadar Lumpur 3,91 0,2% - 6% Memenuhi 4 Berat Jenis (Bulk) 2,43 1,6 3,1 Memenuhi 5 Berat Jenis Jenuh Kering Permukaan (SSD) 2,51 1,6 3,1 Memenuhi 6 Berat Jenis Semu (Apparent) 2,63 1,6 3,1 Memenuhi 7 Penyerapan (Absorption) 3,27% 0,2% - 5% Memenuhi Tabel 3. Formulir Perancangan Adukan Beton NO URAIAN TABEL/GRAFIK PERHITUNGAN NILAI 1 Devisiasi standar (S) - - 2 Nilai tambah (m) Lampiran A Tabel L- 2.1. < 21 =7Mpa 3 Kuat tekan yang diisyaratkan pada umur 28 hari Ditetapkan 18,68 Mpa 4 Kuat tekan rata-rata 2 + 3 25,68 Mpa 5 Kuat tekan rencana a. 18,68 Mpa - MTR-60
6 Jenis semen Ditetapkan Semen Portland Tipe 1 7 Jenis agregat a. Jenis agregat halus b. Jenis agregat kasar a. Ditetapkan b. Ditetapkan a. Alami b. Batu pecah 8 Faktor air semen Lampiran A Gb-L- 3.2. 0,46 9 Nilai slump Ditetapkan 60 100 mm 10 Ukuran maksimum butir agregat Ditetapkan 20 mm 11 Kebutuhan air per meter kubik beton Perhitungan 205 kg/m3 12 Kebutuhan semen Portland per meter kubik beton 11/8 445,65kg/cm3 13 Jenis agregat halus Grafik (zona 1,2,3,4) Zona 2 14 Proporsi berat agregat halus terhadap campuran Lampiran A Gb.L- 7.2. 37% 15 Berat jenis agregat campuran Perhitungan 2,4678 16 Perkiraan berat beton per meter kubik Lampiran A Gb.L- 8.1. 2275 kg 17 Kadar Agregat gabungan Perhitungan 1624,35kg/m3 18 Kadar agregat halus Perhitungan 601,01 Kg/m3 19 Kebutuhan agregat kasar per meter kubik beton Perhitungan 1023,34kg/m3 20 Kebutuhan serbuk gergaji 1,5% Perhitungan 0,41 kg 21 Proporsi campuran 22 Semen Air Agregat halus Agregat kasar Koreksi Proporsi campuran 3 benda uji kubus ukuran 15 x 15 x 15 cm 445,65 kg/m3 205 kg/m3 601,01 kg/m3 1023,34 kg/m3 Agregat Halus Perhitungan 7,30 kg Agregat kasar Perhitungan 12,43 kg Semen Perhitungan 5,41 kg Air Perhitungan 2,49 kg Tabel 4. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Normal Kode Umur Beton (Hari) Berat (g) Luas Kubus (mm²) Beban (N) Kuat Tekan (Mpa) Kuat Tekan Rata-Rata (Mpa) 1 2 5 6 7 8 = 7/6 9 BN31 7923 22500 198950 8,84 BN32 3 7920 22500 198605 8,83 8,82 BN33 7912 22500 197800 8,79 BN71 7 7890 22500 333025 14,80 14,77 MTR-61
BN72 7885 22500 332448 14,78 BN73 7905 22500 331100 14,72 BN141 7860 22500 380600 16,92 BN142 14 7875 22500 379940 16,89 BN143 7825 22500 378400 16,82 BN281 7840 22500 432500 19,22 BN282 28 7810 22500 431750 19,19 BN283 7855 22500 430000 19,11 16,88 19,17 Kode Umur Beton (Hari) Tabel 5. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Polimer Kadar Serbuk Gergaji Kadar Epoxy (%) Berat (gr) Luas Kubus (mm²) Beban (N) Kuat Tekan (Mpa) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 RE1A 6084 22500 292750 13,01 RE1B 28 1,5% 3% 5720 22500 307950 13,69 RE1C 6165 22500 292000 12,97 RE2A 6036 22500 396500 17,62 RE2B 28 1,5% 4% 5876 22500 388500 17,27 RE2C 5875 22500 380750 16,92 RE3A 5909 22500 538250 23,92 RE3B 28 1,5% 5% 5915 22500 547150 24,32 RE3C 6145 22500 542200 24,10 Kuat Tekan Rata- Rata (Mpa) 13,21 17,26 24,11 Gambar 1. Perbandingan Kuat Tekan Beton Normal dan Beton Polimer Gambar 1. sebelumnya menunjukkan bahwa penggunaan resin epoxy sebagai pengganti semen untuk campuran beton polimer ternyata dapat meningkatkan kuat tekan beton dibanding dengan kuat tekan beton normal yang menggunakan semen portland sebagai perekat, meskipun menggunakan jenis agregat dan komposisi agregat yang sama. Akan tetapi, persentase penggunaan resin epoxy yang dapat meningkatkan kuat tekan beton dibanding beton MTR-62
normal hanya pada persentase 5% dari berat total campuran beton normal dan untuk persentase 3% dan 4% kuat tekan yang dihasilkan lebih rendah dari kuat tekan beton normal. 5. KESIMPULAN Dapat disimpulkan bahwa hasil pengujian kuat tekan beton kubus yang berukuran 15 x 15 x 15 cm dengan penggunaan resin epoxy dan serbuk gergaji kayu dapat mengalami peningkatan yaitu sebesar 24,11 Mpa dari mutu rencana sebesar 18,68 Mpa. Penggunaan resin epoxy sebagai perekat sebanyak 5% dan serbuk gergaji kayu sebanyak 1,5% dapat meningkatkan kuat tekan beton polimer yaitu sebesar 24,11 Mpa, serta beton polimer yang menggunakanresin epoxy sebagai perekat danserbuk gergaji kayu dapat menghasilkan kuat tekan yang lebih tinggi di banding beton normal meskipun menggunakan komposisi dan jenis aggregat yang sama. DAFTAR PUSTAKA Amanto, Hari dan Daryanto. 1999. Ilmu Bahan. Jakarta : PT. Bumi Aksara. Anonim. 1971. Peraturan Beton Bertulang Indonesia (PBI 1971). Departemen Pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik. Bandung. Anonim, 1989, Persyaratan Beton Bertulang Indonesia (PBI 1989), cetakan ke- 7, Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan, Direktorat Jenderal Cipta Karya, Departemen Pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik. ASTM C.33-02a. 2002. Standard Spesification For Concrete Aggregates. Annual Books Of Astm Standards. USA. BadanStandarisariNasional 1990. SK SNI S-18-1990-03 : Spesifikasi Bahan Tambahan untuk Beton. MTR-63
MTR-64