ANALISIS SIFAT FISIK DAN MEKANIS BATU BATA BERLUBANG DENGAN CAMPURAN AMPAS SAGU
1.2.1 Batu Bata sebagai Bahan Material Bangunan
Pada proses pembuatan batu-bata, terdapat tiga metode (Civil Engineering Materials, 2001), yaitu: a. Stiff-mud process, dibuat dengan kandungan air 12 - 15 %
b. Soft-mud process, dibuat dengan kandungan air 20 - 30 %
c. Dry-press process, dibuat dengan kandungan air 7 - 10% (plastisitas yang sangat rendah).
Tahap pembuatan batu bata sebelum dapat dipakai untuk bahan bangunan (Brick Industry Association, Reston,
Virginia, 2006), adalah sebagai berikut:
a. Penambangan/pengambilan bahan mentah (mining and storage of raw materials)
b. Persiapan bahan mentah, yaitu tanah lempung, bahan tambahan dan air (size reduction and screening). c. Pembuatan batu bata atau percetakan (forming and cutting).
d. Pengeringan (coating and drying).
e. Pembakaran dan pendinginan (firing and cooling). f. Penyimpanan (storage and shipping).
Sifat fisis batu bata adalah sifat yang ada pada batu bata tanpa adanya pemberian beban atau perlakuan apapun. Sifat fisis batu bata (ASTM C67-14, 2014) dan (Civil Engenering Materials, 2001), antara lain adalah:
a. Densitas atau kerapatan batu bata
Densitas adalah massa atau berat sampel yang terdapat dalam satu satuan volume. Densitas yang disyaratkan untuk
digunakan adalah 1,60 gr/cm3 – 2,00 gr/cm3. Persamaan yang digunakan dalam menghitung densitas atau
kerapatan batu bata adalah:
𝑔𝑟
𝐷 (𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑦) = -./01 2./345 (
6789:. @𝑐𝑚? ) (1)
b. Warna batu bata
Warna batu bata tergantung pada warna bahan dasar tanah, jenis campuran bahan tambahan kalau ada dan proses berlangsungnya pembakaran. Standar warna batu bata adalah orange kecoklatan.
c. Dimensi atau ukuran batu bata
d. Dimensi batu bata yang disyaratkan untuk memenuhi hal diatas adalah batu bata harus memiliki ukuran panjang maksimal 16 in (40 cm), lebar berkisar antara 3 in – 12 in (7,50 cm- 30,0 cm) dan tebal berkisar antara 2 in – 8 in (5 cm – 20cm).
e. Tekstur dan bentuk batu bata
Bentuk batu bata berupa balok dengan ukuran panjang, lebar, tebal yang telah ditetapkan. Permukaan batu bata relatif datar dan kesat tapi tak jarang berukuran tidak beraturan.
108
SNT2BKL-ST-1
Tebal (mm) Lebar (mm) Panjang (mm)
115 ± 5 175 ± 7 115 ± 5 300 ± 12 240 ± 10 71 ± 5 115 ± 5 105 ± 4 300 ± 12 240 ± 10 52 ± 3 115 ± 5 105 ± 4 240 ± 10 200 ± 10 Kelas
Kuat Tekan rata-rata minimum 30 bata yang diuji
Koefisien variasi yang diijinkan dari rata-rata
kuat tekan bata yang diuji Kp/cm2 N/mm2 50 50 5 22 100 100 10 22 150 150 15 15 200 200 20 15 250 250 25 15
Sifat Mekanis batu bata adalah sifat yang ada pada batu bata jika dibebani atau dipengaruhi dengan perlakuan tertentu. Sifat teknis batu bata (ASTM C67-14, 2014) dan (Civil Engenering Materials, 2001), antara lain adalah: a. Kuat Tekan Batu Bata
Kuat Tekan Batu Bata adalah kekuatan tekan maksimum batu bata persatuan luas permukaan yang dibebani. Standar kuat tekan batu bata yang disyaratkan oleh ASTM C 67-14 adalah sebesar 10,40 MPa.
b. Penyerapan (Absorbtion) Batu Bata
Penyerapan (Absorbtion) adalah kemampuan maksimum batu bata untuk menyimpan atau menyerap air atau lebih dikenal dengan batu bata yang jenuh air. Standar penyerapan (Absorbtion) batu bata yang disyaratkan oleh ASTM C 67-14 adalah masing-masing maksimum 13% dan 17%
Agar dapat menjadi bahan bangunan yang baik, produksi batu bata harus memenuhi syarat mutu batu bata baik dari segi kualitas produksi seperti ketahanan, bentuk atau model, ukuran, dan komposisi bata. SNI 15-2094-2000 telah menentukan spesifikasi bata sebagai bahan konstruksi yaitu:
a. Bentuk dan tampilan
Bata harus memiliki sisi persegi; permukaan yang kasar, berwarna merah, memiliki suara yang nyaring ketika diketok dan tidak memiliki retak serta tidak mudah patah. Dimensi bata adalah berdasarkan kelasnya, yaitu besar dan kecil, seperti pada tabel berikut:
Tabel 1. Ukuran bata
Sumber: SNI 15-2094-2000 b. Kuat tekan (Compresive Strength)
Bata dibagi menjadi 6 kelas kekuatan yang diketahui dari besar kekuatan tekannya yaitu kelas 25, kelas 50, kelas 150, kelas 200 dan kelas 250. Kelas kekuatan ini menunjukan kekuatan tekan rata-rata minimum dari 30 buah bata yang diuji.
Tabel 2. Standar uji kuat tekan batu bata
Sumber: SNI 15-2094-2000
c. Bata merah tidak mengandung garam yang dapat larut sedemikian banyak sehingga pengkristalannya (yang berupa bercak-bercak putih) menutup lebih dari 50% permukaan bata karena akan mengakibatkan tertutupnya batu bata dan dapat mengurangi keawetan batu bata (SNI 15-2094-2000).
d. Penyerapan air, disyaratkan tidak melebihi dari 22% dan bata dibagi 5 kelas dalam uji penyerapan air sepertiterlihat pada Tabel 3.
109
SNT2BKL-ST-1
Kelas Penyerapan air maksimal (%)
50 22
100 20
150 20
200 20
250 20
Tabel 3. Standar uji penyerapan air batu bata
Sumber: SNI 15-2094-2000 1.3 Metodologi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di tiga lokasi yakni: untuk kegiatan pengumpulan dan pengambilan ampas sagu dilakukan pada bangsal produksi sagu yang terletak di Desa Abeli Sawah Kabupaten Konawe, Provinsi Sulawesi Tenggara. Ampas sagu diangkut menggunakan truk ke lokasi bangsal kerja batu bata dan ke laboratorium pengujian Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo. Untuk kegiatan produksi batu bata mulai dari proses: pencampuran, pencetakan, pengeringan, pembakaran, dan pembongkaran dilakukan di bangsal kerja UD Said Jaya yang terletak di Kelurahan Punggolaka, Kota Kendari, Provinsi Sulawesi Tenggara. Sedangkan untuk desain bata berlubang (hollow brick) dilakukan di Labratorium Aplikasi Desain Perancangan Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo, begitupula untuk pengujian batu bata hasil modifikasi dilakukan pada Laboratorium Mekanika Tanah dan Laboratorium Konstruksi Material Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo.
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: tanah liat, air, limbah ampas sagu, dan kayu bakar. Sedangkan alat-alat yang digunakan adalah bangsal kerja, arko, ember, sekop, pacul, sendok campuran, kaos tangan, cetakan batu bata, papan bata hasil cetakan, tungku bakar, box bata sampel, kantong sampel, papan catat, kertas A4, pulpen, pensil, penggaris, baskom, mesin uji tekan (Universal Testing Machine), saringan, timbangan, oven, masker, komputer, mobil untuk pendistribusian ampas sagu dan bata dari lokasi bangsal kerja ke laboratorium pengujian serta kamera digital untuk pendokumentasian kegiatan. Disamping itu juga digunakan komputer dengan software Autocad untuk membuat desain batu bata berlubang (hollow brick).
Ampas sagu yang telah diangkut dari bangsal produksi sagu terlebih dahulu dikeringkan dengan sinar matahari langsung sampai kering sebelum dicampur dengan tanah liat dan air. Proses produksi batu bata di bangsal kerja dilakukan dua tahap. Tahap pertama yakni produksi batu bata konvensional/ standarsebanyak 100 buah bata, tanpa modifikasi desain hollow brick namun dengan penggunaan campuran ampas sagu dengan komposisi 1,1% dan 2,2% dengan ukuran bata 22 x 11 x 5 cm3. Tahap kedua yakni proses produksi batu bata modifikasi, dimana pada dasarnya, proses produksi dan ukuran batu bata sama dengan batu bata konvensional. Proses produksi diawali dengan pencampuran bahan dasar batu bata berupa tanah liat, air dan ampas sagu dengan komposisi ampas sagu 1,1% dan 2,2% dari tanah liat. Setelah melalui proses pencampuran, maka dilakukan proses pencetakan batu bata dengan 6 model cetakan hasil desain bata berlubang (hollow brick). Masing-masing desain bata berlubang (hollow brick) akan dicetak sebanyak 100 buah bata uji. Setelah proses pencetakan, maka dilakukan proses selanjutnya yakni: pengeringan, pembakaran hingga pembongkaran batu bata di bangsal produksi.
110
SNT2BKL-ST-1
WA =
Setelah melewati proses produksi batu bata, baik bata konvensional/ standar maupun bata inovasi akan diuji kualitasnya berdasarkan parameter berikut dengan mengacu pada ASTM C 652-14, ASTM C62-10, ASTM C 67-14 dan SNI 15-2094-2000 (Bata Merah Pejal untuk Pasangan Dinding), yaitu:
a. Bidang-bidang datarnya rata, tidak retak-retak, rusuk-rusuknya siku-siku, tajam dan tidak rapuh. Pengujian dilakukan dengan mengambil 50 buah bata baik dari bata konvensional maupun dari masing-masing bata berlubang (hollow brick) dengan campuran ampas sagu dan yang tidak sempurna dinyatakan dalam % dari jumlah yang diperiksa sedangkan untuk penentuan ukuran-ukuran dipakai 50 buah benda uji dari bata konvensional maupun dari masing-masing batu bata desain hollow brickdengan campuran ampas sagu yang berasal dari penetapan berat bata. Masing-masing pengukuran panjang, lebar dan tebal dilakukan paling sedikit 3 kali dan hasil pengukuran tiap bata ditentukan penyimpangan maksimumnya dan dinyatakan dalam mm.
b. Berat bata, diuji dengan mengukur 50 buah batu bata utuh yang diambil secara acak dari bata konvensional maupun dari masing-masing desain bata berlubang dengan campuran ampas sagu, masing-masing ditimbang beratnya dengan ketelitian sampai 10 gram.
c. Uji serapan air (water absorption) dilakukan dengan cara, masing-masing batu bata konvensional maupun bata dengan desain hollow brick dan campuran ampas sagu direndam dalam air hingga jenuh, kemudian ditimbang
beratnya (W j). Bata uji dikeringkan dalam oven pada suhu 1000C selama 24 jam (hingga berat tetap), setelah itu
didinginkan di ruangan sampai suhu kamar, kemudian ditimbang beratnya (Wk). Untuk mengetahui tingkat penyerapan air oleh bata dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut (Simbolon Tiurma, 2009): Wj -Wk Wk x 100% Keterangan: WA = water absorption (%)
Wk = berat bata setelah direndam dalam air (Kg) Wj = berat bata kering mutlak sebelum
direndam air (Kg)
d. Uji kadar garam, untuk pengujian ini dipakai tidak kurang dari 50 buah bata utuh baik dari bata konvensional maupun dari masing-masing bata hollow brick dengan campuran ampas sagu, tiap bata ditempatkan berdiri pada bidangnya yang datar. Dalam masing-masing bejana dituangkan air ± 250 ml. bejana-bejana beserta benda-benda uji dibiarkan dalam ruang yang mempunyai pergantian udara yang baik. Bila sudah beberapa hari bata terlihat kering kembali, kemudian diperiksa banyaknya bercak-bercak putih yang ada di permukaan bata yang merupakan kadar garam di dalam batanya. Adapun ketentuan dari pengujian ini adalah tidak membahayakan, bila kurang dari 50% permukaan bata tertutup oleh lapisan tipis berwarna putih karena pengkristalan garam-garam yang larut, ada kemungkinan membahayakan, bila 50% atau lebih dari permukaan bata tertutup oleh lapisan putih yang agak tebal tetapi bagian permukaan bata lainnya tidak menjadi bubuk atau terlepas. Dan membahayakan, jika lebih dari 50% permukaan bata tertutup oleh lapisan putih yang tebal karena pengkristalan garam-garam dan bagian-bagian dari permukaan bata menjadi bubuk atau terlepas.
e. Uji tekan (compressive strength), pengujian ini menggunakan 50 buah bendapercobaan dari bata konvensional maupun dari masing-masing bata hollow brick dengan campuran ampas sagu. Benda uji untuk kuat tekan dalam keadaan utuh kemudian bidang yang akan ditekan diterap dengan adukan setebal 6 mm. Setelah dilepas dari cetakan, bata uji direndam dalam air selama 24 jam kemudian diangkat dan bidang-bidangnya dibersihkan dengan kain lembab untuk menghilangkan air yang berlebihan. Setelah itu, pengujian kuat tekan (σ) dilakukan dengan menggunakan Universal Testing Machine (UTM) dengan kecepatan penekanan konstan sebesar 2 mm/menit, yang perhitungannya memenuhi persamaan berikut (Sihombing Berlian, 2009):
𝐶 = 𝑊@𝐴 (2)
Dimana:
𝐶 = kuat tekan benda uji (Mpa); 𝑊 = beban maksimum (N);
𝐴 = Luas rata-rata bagian atas dan bawah benda uji (mm2);
111
SNT2BKL-ST-1
Model Ukuran setelah pengeringan Ukuran setelah pembakaran
Panjang (cm) Lebar (cm) Tebal (cm) Berat (Kg) Panjang (cm) Lebar (cm) Tebal (cm) Berat (Kg) Bata Konvensional 20,9 10,4 5 1,9 20,1 10,5 4,7 1,8 Model 1 21 10,4 4,8 1,8 21,4 10,7 4,8 1,7 Model 2 21,1 10,7 4,8 1,7 21 10,7 4,5 1,7 Model 3 21,7 10,7 4,9 1,7 20,6 10,7 4,6 1,6 Model 4 20,9 10,8 5,1 1,9 20,6 10,7 4,6 1,8 Model 5 21 10,7 5 1,7 21 10,2 4,6 1,6 Model 6 21,3 10,7 5,2 1,8 21,3 10,6 5,7 1,7
Model Ukuran setelah pengeringan Ukuran setelah pembakaran
Panjan g (cm) Lebar (cm) Tebal (cm) Berat (Kg) Panjang (cm) Lebar (cm) Tebal (cm) Berat (Kg) Bata Konvensional 20,9 10,7 5 1,8 21 10,3 4,5 1,6 Model 1 21 10,2 4,8 1,7 21,6 10,6 4,5 1,6 Model 2 21 10,2 4,9 1,7 21,5 10,5 4,8 1,6 Model 3 20,8 10,7 4,8 1,6 20,5 10,5 4,7 1,5 Model 4 20,7 10,5 5 1,7 20,6 10,5 4,6 1,6 Model 5 20,7 10,7 4,8 1,5 21 10,5 4,5 1,4 Model 6 20,8 10,7 4,9 1,6 21 10,5 5 1,5 2. PEMBAHASAN
Dari hasil pengukuran dan pengujian yang dilakukan pada bata konvensional/ standar maupun bata inovasi diperoleh hasil untuk identifikasi sifat fisik dan Mekanis dari bata konvensional maupun bata modifikasi dengan komposisi campuran ampas sagu 1,1% dan 2,2% sebagai berikut: