PEMANFAATAN ABU KERAK BOILER CANGKANG KELAPA SAWIT SEBAGAI CAMPURAN SEMEN PADA BETON
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
PORDINAN SIREGAR 040801007
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : PEMANFAATAN ABU KERAK BOILER
CANGKANG KELAPA SAWIT SEBAGAI CAMPURAN SEMEN PADA BETON
Kategori : SKRIPSI
Nama : PORDINAN SIREGAR
Nomor Induk Mahasiswa : 040801007
Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA
Departemen : FISIKA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA
Diluluskan di
Medan, September 2008
Diketahui Oleh,
Ketua Departemen Fisika Pembimbing
Dr. Marhaposan Situmorang Drs.Aditia Warman,M.Si
PERNYATAAN
PEMANFAATAN ABU KERAK BOILER CANGKANG KELAPA SAWIT SEBAGAI CAMPURAN SEMEN PADA BETON
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, September 2008
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang Pemurah dan Maha Penyayang, dengan limpah kurnia-Nya kertas kajian ini berhasil diselesaikan dalam waktu yang telah ditetapkan.
Ucapan terima kasih saya sampaikan kepada Bapak Drs. Aditia Warman,M.Si selaku pembimbing Akademik, Bapak Bagus Giri, ST selaku pembimbing di Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Brigjen Katamso serta kepada Bapak Subandi serta saudara Tami sebagai pembimbing di Teknik Sipil Universitas Sumatera Uatara (USU) pada penyelesaian skripsi ini yang telah memberikan panduan kepada saya untuk menyempurnakan kajian ini. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Ketua dan Sekretaris Departemen Dr. Marhaposan Situmorang dan Dra. Justinon, M.Si., Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, dan semua Dosen pada Departemen Fisika FMIPA USU, Pegawai di FMIPA USU, rekan-rekan mahasiswa khususnya stambuk 2004, yang turut serta membantu dalam penyelesaian kajian ini.
ABSTRAK
ABSTRAC
DAFTAR ISI
BAB II Tinjauan Pustaka
BAB III Metodologi Penelitian
3.3 Pengujian Sampel 3.3.1 Sifat Mekanik
3.3.1.1 Kuat Tekan (Compresive Strength) 30 3.3.2 Sifat Fisis
3.3.2.1 Penyerapan Air (Water Absorbtion) 30
3.3.2.2 Porositas 31
BAB IV Hasil dan Pembahasan
4.1 Hasil Penelitian
4.1.1 Pengujian Kuat Tekan (Compresive Strength) 32 4.1.2 Pengujian Penyerapan Air (Water Absorbtion) 34
4.1.3 Pengujian Porositas 34
4.2 Pembahasan
4.2.1 Pengujian Kuat Tekan (Compresive Strength) 36 4.2.2 Pengujian Penyerapan Air (Water Absorbtion) 37
4.2.3 Pengujian Porositas 38
BAB V Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan 39
5.2 Saran 40
Daftar Pustaka 41
Lampiran
Lampiran 1.Hasil Analisis Laboratorium
Abu Kerak Boiler Cangkang Kelapa Sawit 42 Lampiran 2. Proporsi Campuran Beton (Teknik Sipil USU) 43
Lampiran 3.Rencana Komposisi Beton Silinder 44
Rencana Komposisi Beton Kubus 46
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Kelas dan Mutu beton 8
Tabel 2.2 Komposisi Kimia Abu Kerak Boiler Cangang Kelapa Sawit 14
Tabel 2.3 Jenis-jenis Semen Portland 15
Tabel 2.4 Persyaratan Jumlah Semen Minimum
dan Faktor Air Semen (FAS) Maksimum Untuk Berbagai Macam
Pembetonan Dalam Lingkungan Khusus 16
Tabel 2.5 Persyaratan Kimia Pozzolan 17
Tabel 2.6 Persyaratan Gradasi Untuk Agregat
Pada Beton Berbobot Normal (ASTM C-33) 19
Tabel 3.1 Komposisi Adukan Beton Rencana 23
Tabel 3.2 Data Perbandingan Komposisi Benda Uji Beton Silinder 24 Tabel 3.3 Data Perbandingan Komposisi Benda Uji Beton Kubus 24 Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Tekanan Beton (Compresive Strength) 33 Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian Penyerapan Air (Water Absorption)
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Kelapa Sawit dan Hasilnya 10
Gambar 2.2 Skema Boiler 12
Gambar 4.1 Grafik Tekanan Beton (MPa) Terhadap Persentase Campuran
Abu Kerak Boiler Cangkang Kelapa Sawit (%) 36 Gambar 4.2 Grafik Penyerapan Air (%)
Terhadap Persentase Campuran
Abu Kerak Boiler Cangkang Kelapa Sawit (%) 37 Gambar 4.3 Grafik Porositas Air (%)
Terhadap Persentase Campuran
ABSTRAK
ABSTRAC
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Beton merupakan salah satu bahan konstruksi yang banyak digunakan dalam
pelaksanaan struktur bangunan modern. Beton diperoleh dengan cara mencampurkan
semen portland, air dan agregat dan kadang-kadang bahan tambah (admixture) yang
berupa bahan kimia, serat, bahan non kimia dengan perbandingan tertentu.
Penggunaan beton pada dasarnya memiliki keunggulan-keunggulann diantaranya
memiliki kuat tekan yang tinggi, perawatan dan pembentukan yang mudah, serta
mudah mendapatkan bahan penyusunnya. Berbagai upaya telah dilakukan penelitian
guna memperoleh kemajuan dalam teknologi beton yakni penambahan bahan
admixture yang bertujuan mengurangi pemakaian semen agar lebih ekonomis, namun
tidak menghilangkan sifat dari karakteristik beton itu sendiri. Upaya yang telah
dilakukan tersebut adalah pemanfaatan terhadap limbah buangan agrikultur dan
industri yang tidak digunakan semaksimal mungkin.
Berdasarkan data didunia, Indonesia merupakan salah satu negara agraris
yang terbesar di dunia yang memiliki kekayaan alam dari struktur perkebunan
diantaranya adalah perkebunan kelapa sawit. Hampir seluruh daerah di Indonesia
memiliki lahan kelapa sawit yang luas dan tidak menutup kemungkinan limbah kelapa
sawit akan melimpah pula.
Produksi minyak kelapa sawit khususnya di Indonesia yang terus meningkat
membawa dampak terhadap peningkatan limbah dari Pabrik Kelapa Sawit (PKS).
Sejauh ini sebagian limbah kelapa sawit telah dimanfaatkan semaksimal mungkin
diantaranya diproduksi menjadi pupuk kompos dan beberapa industri papan telah
memanfaatkan Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS), pelepah serta batang pohon
satu limbah dari pabrik kelapa sawit yaitu Abu Kerak Boiler Cangkang Kelapa Sawit
yang terdapat pada mesin boiler sebagai penguat campuran semen.
Salah satu alternatif yang telah dicoba yaitu peningkatan kualitas dari beton
dengan penggunaan berbagai jenis bahan alam sebagai bahan tambah maupun bahan
pengganti yang mampu memberi konstribusi kekuatan pada beton. Dalam hal
penyediaan bahan material yang memenuhi persyaratan inilah yang sering timbul
masalah, dimana saat ini ditentukan kondisi semakin tidak mudah dan semakin
membutuhkan biaya yang besar dalam pengadaan bahan material yang dimaksud.
Sehingga mulailah muncul banyak pemikiran untuk pengadaan bahan material
alternatif sebagai pengganti dari material yang lazim digunakan
Abu kerak boiler cangkang kelapa sawit adalah abu yang telah mengalami
proses penggilingan dari kerak pada proses pembakaran cangkang dan serat buah pada
suhu 500 – 700 oC pada dapur tungku boiler yang dimanfaatkan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), dari pembakaran tersebut diperoleh kerak boiler.
Abu kerak boiler cangkang kelapa sawit merupakan biomass dengan
kandungan silika (SiO2
±
) yang potensial dimanfaatkan. Pembakaran cangkang dan
serat buah menghasilkan kerak yang keras berwarna putih – keabuan akibat
pembakaran dengan suhu yang tinggi dengan kandungan silika 71,14 %. Berdasarkan
data pabrik kelapa sawit PTPN NUSANTARA II Padang Brahrang menunjukan lebih
dari 100 ton/minggunya dihasilkan cangkang dan serabut buah sawit yang
dimanfaatkan sebagai bahan bakar Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), akan
menghasilkan 3 - 5 ton/minggu kerak boiler. Namun selama ini, pemamfaatan
limbah ini hanya sebagai pengeras jalan.
Adapun pemilihan abu kerak boiler cangkang kelapa sawit sebagai bahan
campuran semen pada beton, yaitu :
1. Pengadaannya cukup mudah dan murah sehingga bila ditinjau dari segi
ekonomis akan lebih menguntungkan.
2. Abu kerak boiler cangkang kelapa sawit sisa pembakaran dari Pabrik Kelapa
3. Abu kerak boiler cangkang kelapa sawit memiliki kandungan Silica (SiO2
4. Pemilihan abu kerak boiler cangkang kelapa sawit sebagai campuran semen
yang memiliki Silica (SiO
)
yang cukup tinggi dapat menjadi patokan terhadap bahan campuran semen
tanpa mengurangi kualitas beton.
2
Berdasarkan penjelasan diatas maka penulis mencoba melakukan penelitian
terhadap pemanfaatan abu kerak boiler cangkang kelapa sawit sebagai campuran
semen pada beton.
1.2.BATASAN MASALAH
Adapun batasan masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah : ) cukup tinggi merupakan pengikat agregat yang
baik.
1. Menerangkan secara rinci pembuatan beton dengan menggunakan abu kerak
boiler cangkang kelapa sawit sebagai bahan campuran.
2. Menjelaskan secara garis besar fungsi abu kerak boiler cangkang kelapa sawit
sebagai campuran dalam pembuatan beton.
3. Melakukan pengujian kekuatan mekanik dan fisis pada campuran beton yang
meliputi:
a. Pengujian Tekanan Beton.
b. Pengujian Penyerapan Air ( Water Absorption ).
c. Pengujian Porositas.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
1. Untuk mengetahui pengaruh abu kerak boiler cangkang kelapa sawit sebagai
campuran terhadap kekuatan beton.
2. Membandingkan kekuatan beton normal dengan beton campuran abu kerak
1.4 MANFAAT PENELITIAN
Dengan penelitian ini diharapkan masyarakat dapat mengetahui fungsi lebih
dari abu kerak boiler cangkang kelapa sawit. Selain itu diharapkan abu kerak boiler
cangkang kelapa sawit sebagai bahan campuran dalam pembuatan beton dapat
digunakan dalam teknologi beton.
1.5 TEMPAT PENELITIAN
LABORATORIUM BETON TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA (USU)
1.6 SISTEMATIKA PENULISAN
Sistematika penulisan masing-masing bab adalah sebagai berikut :
BAB I Pendahuluan
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, tujuan penelitian, batasan
masalah, manfaat penelitian, tempat penelitian dan sistematika
penulisan.
BAB II Tinjauan Pustaka
Bab ini berisi tentang teori yang mendasari penelitian.
BAB III Metodologi Penelitian
Bab ini membahas tentang diagram alir penelitian, peralatan, bahan –
bahan, pembuatan sampel uji, pengujian sampel.
BAB IV Hasil dan Pembahasan
Bab ini membahas tentang hasil penelitian dan menganalisis data yang
BAB V Kesimpulan & Saran
Menyimpulkan hasil – hasil yang didapat dari penelitian dan
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Beton
Beton didapat dari pencampuran bahan-bahan agregat halus dan kasar yaitu
pasir, batu atau bahan lainnya, dengan menambah secukupnya bahan perekat/pengikat
semen, dan air sebagai bahan pembantu guna keperluan reaksi kimia selama proses
pengerasan dan perawatan beton berlangsung.
Beton merupakan suatu material yang menyerupai batu yang diperoleh dengan
membuat suatu campuran yang mempunyai proporsi tertentu dari semen, pasir dan
koral atau agregat lainnya, dan air untuk membuat campuran tersebut menjadi keras
dalam cetakan sesuai dengan bentuk dan dimensi struktur yang diinginkan. Kumpulan
meterial tersebut terdiri dari agregat halus dan agregat kasar. Semen dan air
berinteraksi secara kimiawi untuk mengikat partikel – partikel agregat tersebut
menjadi suatu massa yang padat.
Nilai kuat beton relatif tinggi dibanding dengan kuat tariknya, dan beton
merupakan bahan bersifat getas. Nilai kuat tariknya hanya berkisar 9%-15% saja dari
kuat tekannya. Pada penggunaan sebagai komponen struktural bangunan, umumnya
beton diperkuat dengan batang tulangan baja/besi sebagai bahan yang dapat bekerja
sama dan mampu membantu kelemahannya, terutama pada bagian yang menahan
gaya tarik. Dengan demikian tersusun pembagian tugas, dimana batang tulangan
baja/besi bertugas memperkuat dan menahan gaya tarik, sedangkan beton hanya
diperhitungkan untuk menahan gaya tekan. Komponen struktur beton dengan
kerjasama seperti itu disebut sebagai beton bertulangan baja/besi atau lazim disebut
Faktor – faktor yang membuat beton banyak digunakan karena memiliki
keunggulan – keunggulannya antara lain :
1. Kemudahan pengolahannya
yaitu dalam keadaan plastis, beton dapat diendapkan dan diisi dalam
cetakan.
2. Material yang mudah didapat
Sebagian besar dari material – material pembentuknya, biasanya tersedia
dilokasi dengan harga murah atau pada tempat yang tidak terlalu jauh dari
lokasi konstruksi.
3. Kekuatan tekan tinggi
Seperti juga kekuatan tekan pada batu alam, yang membuat beton cocok
untuk dipakai sebagai elemen yang terutama memikul gaya tekan, seperti
kolom dan konstruksi busur.
4. Daya tahan yang tinggi terhadap api dan cuaca merupakan bukti dari
kelebihannya.
Perancangan beton perlu dilakukan untuk menentukan perbandingan campuran
bahan guna mendapatkan beton dengan sifat yang diperlukan. Sifat yang diminta
tergantung pada penggunaan beton. Sifat yang dapat diatur oleh perbandingan
campuran adalah kekuatan, ketahanan kedap air dan kemampuan pengerjaan. Sifat
yang paling penting dari beton yang telah diset adalah sifat mekanik. Kekuatan tekan
beton dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti perbandingan air, semen, jenis agregat
dan sebagainya.
2.1.1 Beton Normal
Menurut pedoman beton 1989, Draft Konsensus (SKBI.1.4.53, 1989 : 4-5)
beton normal didefinisikan sebagai campuran semen portland atau sembarang semen
Proses awal terjadinya beton adalah pasta semen yaitu proses hidrasi antara air
dengan semen, selanjutnya jika ditambah dengan agregat halus dan kasar akan
menjadi beton.
2.1.2 Kinerja dan Mutu Beton
Sampai saat ini beton masih menjadi pilihan utama dalam pembuatan struktur.
Sifat-sifat dan karakteristik material penyusun beton akan mempengaruhi kinerja
beton yang dibuat. Kinerja beton ini harus disesuaikan dengan kelas dan mutu beton
yang dibuat. Sehingga dalam penggunaannya dapat disesuaikan dengan bangunan
ataupun konstruksi yang akan dibangun untuk mendapatkan hasil yang memuaskan
dan sesuai dengan dibutuhkan. Menurut PBI’ 71 beton dibagi dalam kelas dan mutu
sebagai berikut:
Tabel 2.1 Kelas dan Mutu Beton
Kelas Beton Mutu Beton Kekuatan
Tekan
III K>225 >225 Jembatan,Bangunan
tinggi, Terowongan kereta
api
(sumber : Gunawan, 2000)
Untuk kepentingan pengendalian mutu disamping pertimbangan ekonomis, beton dengan mutu Bo (beton dengan f 50-80 MPa), perbandingan jumlah agregat c' (pasir, kerikil atau batu pecah) terhadap jumlah semen tidak boleh melampaui 8:1.
Untuk Beton dengan mutu B1
'
c f
'
c
f minimum 125 MPa), dapat memakai perbandingan campuran unsur bahan beton dalam takaran volume 1 pc : 2 Ps : 3 kr atau 3/2 ps : 5/2 kr (pc = semen portland, ps =
pasir, kr = kerikil). Apabila hendak menentukan perbandingan antar-fraksi bahan
beton mutu K175 dan mutu lainnya yang lebih tinggi harus dilakukan percobaan
campuran rencana guna dapat menjamin tercapainya suatu karakteristik yang
diinginkan dengan menggunakan bahan-bahan susunan yang ditentukan.
2.1.3 Perawatan Beton (Curing)
Prosedur curing mengacu pada standar ASTM C-192-81, tujuan dari perwatan
(curing) adalah mencegah penguapan air secara berlebihan dari lapisan beton yang
belum mengeras, dan mencegah pengurangan kebutuhan air selama proses hidrasi
semen. Peralatan yang dipakai adalah bak curing dengan air tawar. Perawatan ini
dilakukan setelah beton mengalami final setting, artinya beton telah mengeras.
Perawatan ini tidak hanya dimaksudkan untuk mendapatkan kekuatan tekan beton
yang tinggi tapi juga dimaksudkan untuk memperbaiki mutu dari keawetan beton,
ketahanan terhadap aus dan dimensi struktur. Proses perawatan dilakukan berlangsung
sampai satu hari sebelum melakukan pengujian kuat tekan beton.
2.2. Kelapa Sawit
Kelapa sawit bukanlah tanaman asli Indonesia, kelapa sawit adalah tanaman
yang berasal dari daerah hutan tropis di Afrika Barat. Tanaman kelapa sawit itu
sendiri berada di Indonesia pada tahun 1848 didatangkan oleh pemerintahan
Hindia-Belanda dan untuk pertama kalinya tanaman ini ditanam di perkebunan raya bogor
dan mulai di tanam di Sumatera Utara pada tahun 1870-an di daerah Deli. Pada
awalnya jenis kelapa sawit yang ditanam adalah jenis dura yang induknya ada di
Bogor dan di kembangkan di Deli. Saat ini kelapa sawit berkembang pesat yang
akhirnya menjadi salah satu komoditi perkebunan yang diandalkan oleh Sumatera
Utara khususnya Indonesia.
kelapa sawit ini adalah buah. Bagian dari buah kelapa sawit ini, adalah sebagai
berikut:
1. Eksoskrap, bagian kulit buah kemerahan dan licin
2. Mesoskrap, ini adalah serabut buah
3. Endoskrap, ini merupakan cangkang pelindung inti
4. Inti sawit (biji)
Dari hasil proses pembuatan Crude Palm Oil (CPO) maka akan dihasilkan limbah
padat diantaranya serabut buah dan cangkang kelapa sawit itu sendiri, namun ini tidak
menjadi masalah bagi Pabrik Kelapa sawit (PKS) karena limbah ini akan menjadi
bahan bakar daripada boiler.
Gambar 2.1 : Kelapa Sawit dan Hasilnya
Kelapa sawit memiliki banyak jenis, berdasarkan ketebalan cangkangnya kelapa sawit
dibagi menjadi:
1. Dura
2. Psifera
3. Tenera
Dura merupakan sawit yang buahnya memiliki cangkang tebal sehingga
dianggap memperpendek umur mesin pengolah namun biasanya tandan buahnya
besar-besar dan kandungan minyak pertandannya berkisar 18%. Pisifera buahnya
tidak memiliki cangkang namun bunga betinanya steril sehingga sangat jarang
ini dianggap bibit unggul sebab melengkapi kekurangan masing-masing induk dengan
sifat cangkang buah tipis namun bunga betinanya tetap fertil. Beberapa tenera unggul
persentase daging perbuahnya dapat mencapai 90% dan kandungan minyak
pertandannya dapat mencapai 28%, dan pada penelitian ini berdasarkan keterangan
Pabrik Kelapa Sawit Padang Brahrang PTPN NUSANTARA II , jenis kelapa sawit
yang ditanam adalah jenis tenera.
2.3 Boiler
Boiler atau dikenal sebagai ketel uap adalah sebuah bejana yang dipergunakan
sebagai tempat memproduksi uap (steam), dimana bejana ini berisi bahan bakar dari
limbah agrikultur ataupun pertambangan, dalam hal ini pada Pabrik Kelapa Sawit
(PKS) menggunakan bahan bakar boiler adalah cangkang dan serat buah kelapa sawit.
Boiler atau ketel uap adalah pembangkit uap yang terdiri atas dua bagian utama yaitu:
1. Furnance atau Tungku Pembakaran
Dimana berfungsi sebagai tempat bahan bakar yang akan menjadi
penyedia panas.
2. Tabung Air Boiler
Yakni suatu alat dimana panas mengubah air menjadi uap. Uap atau
cairan panas itu nantinya akan di sirkulasikan keluar dari boiler untuk
digunakan dalam bermacam-macam proses yang memerlukan panas.
Gambar 2.2 : Skema Boiler
Boiler atau ketel uap merupakan salah satu penentu kualitas minyak kelapa
sawit dan menjadi sentral dalam berbagai tingkatan proses ekstraksi buah kelapa sawit
( Tandan Buah Segar, TBS kelapa sawit ) menjadi Crude Palm Oil (CPO) dan produk
turunannya. Sehingga boiler merupakan peralatan utama pada industri pengolahan
minyak kelapa sawit atau turunannya.
Cangkang dan serat buah kelapa sawit yang akan dibakar dimasukan melalui
hopper ke chain grate stoker, semacam conveyor yang kemudian masuk ke furnance
(tungku pembakaran) dengan kecepatan tertentu. Emisi panas yang dihasilkan
kemudian dimanfaatkan untuk mengkonversi air umpan didalam pipa menjadi uap,
dan uap inilah yang dipakai untuk memanaskan/merebus Tandan Buah Segar (TBS) di
Pabrik Kelapa Sawit (PKS) ataupun ekstraksi minyak sawit.
Cangkang dan serat buah sawit yang sudah terbakar akan menghasilkan
sisa-sisa pembakaran yang nantinya akan menjadi limbah daripada boiler atau furnance
(tungku pembakaran) berupa:
1. Abu, yakni abu yang berada dibawah tungku tepatnya ditempat
pengumpulan abu dan abu ini relatif berat.
2. Kerak Cangkang Boiler Kelapa Sawit, yakni kerak yang melekat pada
dinding boiler.
Cangkang (tempurung atau Endoskrap) kelapa sawit merupakan limbah padat
sawit hasil pemisahan daripada inti sawit dengan menggunakan alat Hydrocyclone
separator yang dapat dimanfaatkan sebagai pengeras jalan atau dibuat arang atau briket untuk keperluan industri. Pemanfaatan cangkang sebagai bahan bakar karena
mengandung karbon aktif maka dapat langsung dipakai, oleh karena itu pada Pabrik
Kelapa Sawit limbah padat ini digunakan sebagai sumber penghasil panas pada
tungku boiler.
2.3.2 Abu Kerak Boiler Cangkang Kelapa Sawit
Abu kerak boiler ini berasal daripada kerak boiler yang mengalami proses
penggilingan atau yang telah dihaluskan. Salah satu limbah boiler ini pada dasarnya
adalah abu yang mengeras pada setiap dinding-dinding boiler akibat endapan-endapan
abu yang terperangkap pada mesin siklon saat terjadinya pembakaran cangkang dan
serat buah kelapa sawit pada tungku pembakaran boiler.
Kerak/slag boiler yang disebabkan adanya endapan-endapan deposit mineral
yang mengeras. Fenomena ini sangat merugikan bagi pembakaran pada boiler, karena
akan mengurangi efisiensi pertukaran panas. Penyebab fenomena ini adalah tekanan
gas yang berbeda pada setiap bahan bakar yang mengakibatkan percikan pijar api dan
partikel yang relatif ringan, namun tidak mampu keluar daripada mesin pengendap
siklon dan akan melekat pada dinding-dinding boiler. Sedangkan partikel yang ringan
akan dikeluarkan melalui cerobong asap dan partikel yang relatif berat dan habis
terbakar akan tertampung pada tempat abu yang berada dibawah tungku.
Slag/kerak boiler kelapa sawit ini adalah memiliki massa yang lebih berat
daripada fly ash (abu terbang) yang keluar daripada cerobong asap, dan kerak boiler
ini relatif memiliki pori-pori yang banyak. Pada Umumnya kerak ini digunakan oleh
Pabrik Kelapa Sawit sebagai pengeras jalan di sekitar pabrik, adapun komposisi kimia
yang telah di teliti di Lembaga Pusat Penelitian Laboratorium Uji Mutu Sumatera
Utara adalah sebagai berikut:
ANALISIS
1 SiO2 % 89,9105 Termogavimetri
2 CaCO3 % 2,4751 Titrimetri
3 MgCO3 % 0,7301 Titrimetri
4 Fe2O3 % 0,1958 Spektrofotometri
5 Al2O3 % 0,0012 Gravimetri
2.4. Semen
Material semen adalah material yang memilik sifat adhesif (adhesive) dan
kohesif (cohesive) yang memungkinkan untuk mengikat fragmen-fragmen
mineral/agregat-agregat menjadi suatu massa yang padat mempunyai kekuatan.
Semen yang mengeras dengan adanya air yang dinamakan dengan semen hidraulis
(hidraulic cement). Semen jenis ini terdiri dari silikat dan lime yang terbuat dari batu
kapur dan tanah liat yang digerinda, dicampur, dibakar dalam pembakaran kapur
(klin), kemudian dihancurkan menjadi tepung. Semen hidrolik biasa yang dipakai
untuk beton dinamakan semen portland (portland cement).
2.4.1 Semen Portland (Portland Cement)
Semen Portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara
menggiling halus didalam klinker yang bersifat hidrolis dan gips sebagai bahan
pembantu. Bahan mentah utama untuk membuat semen Portland adalah:
- kapur ( CaO ) : dari batu kapur
- silica ( SiO2 ) : dari lempung - alumina ( Al2O3 ) : dari lempung
Semen portland biasa ini diidentifikasikan oleh ASTM (American Society for Testing
Materials) C150 yang mana digunakan sesuai dengan tujuan pemakaiannya, semen portland dibagi menjadi beberapa jenis, sebagai berikut:
Jenis Penggunaan
I Untuk konstruksi pada umumnya, dimana tidak diminta
persyaratan khusus
II Untuk konstruksi umumnya terutama sekali bila diisyaratkan
agak tahan terhadap sulfat dan panas hidrasi yang sedang.
III Untuk konstruksi-konstruksi yang menuntut persyaratan
kekuatan awal yang tinggi.
IV Untuk konstruksi-konstruksi yang menuntut persyaratan panas
hidrasi yang rendah.
V Untuk konstruksi-konstruksi yang menuntut persyaratan sangat
tahan terhadap sulfat.
Beton yang dibuat dari semen Portland biasanya memerlukan waktu sekitar 14
hari untuk mencapai kekuatan yang cukup pada saat cetakan – cetakan dari gelagar
dan plat dapat dibuka dan dapat memikul beban yang sesuai struktur beton tersebut
yang akan mencapai kekuatan rencana setelah 28 hari dan setelah massa tersebut
kekuatannya akan terus bertambah sedikit demi sedikit.
Kekuatan semen merupakan hasil dari proses hidrasi. Proses kimiawi ini
berupa rekristalisasi dalam bentuk interlocking-crystals (ikatan kristal) sehingga
membentuk gel semen yang akan mempunyai kekuatan tekan yang tinggi apabila
mengeras. Jika semen portland dicampur dengan air, maka komponen kapur
dilepaskan dari senyawa. Banyaknya kapur dilepaskan ini sekitar 20% dari berat
semen.
2.4.2 Kadar Semen dan Faktor Air Semen (FAS)
Beton harus menggunakan cukup semen untuk mencapai kekuatan tekan yang
disyaratkan, disamping harus cukup pula untuk mencegah tulangnya terhadap
serangan karat. Hasilnya harus diperiksa dengan menggunakan daftar semen minimum
faktor air semen yang digunakan pada umumnya adalah 50% dari berat semen
minimum dalam 1m3 beton. Adapun pemakaian jumlah semen minimum dalam 1m3
Deskripsi
beton (kg) dan Faktor Air Semen (FAS) pada suatu lingkungan atau kondisi tertentu
sebagai berikut :
Tabel 2.4 Persyaratan Jumlah Semen Minimum dan Faktor Air Semen Maksimum Untuk Berbagai Macam Pembetonan dalam Lingkungan Khusus
Jumlah Semen
Minimum
dalam 1m3 FAS beton
(kg)
Beton didalam ruangan bangunan :
a. Keadaan keliling non korosif
b. Keadaan keliling korosif, disebabkan oleh kondensasi
atau uap korosif
275
325
0,60
0,52
Beton diluar ruang bangunan
a. Tidak terlindung dari hujan dan terik matahari langsung
b. Terlindung dari hujan dan terik matahari langsung
325
275
0,60
0,60
Beton yang masuk kedalam tanah
a. Mengalami keadaan basah dan kering berganti-ganti
b. Mendapat pengaruh sulfat alkali dari tanah atau air
tanah
325
375
0,55
0,52
Beton yang terus-menerus berhubungan dengan air
a. Air laut
Sumber : Pedoman Praktek beton
2.4.3 Pozzolan
Pozzolan adalah bahan alam atau buatan yang sebagian besar terdiri dari
yang dimaksud untuk memperbaiki kinerja beton. Pada saat ini, bahan pozzolan ini
lebih banyak memperbaiki kinerja beton, sehingga bahan tambah mineral atau
pozzolan itu cenderung bersifat penyemenan, namun tidak mempunyai sifat-sifat
layaknya seperti semen tetapi dalam keadaan halus, jika dicampur dengan kapur
padam dan air setelah beberapa waktu dapat mengeras pada suhu kamar sehingga
membentuk suatu massa yang padat dan sukar larut dalam air. Pozzolan terbagi dua
yaitu :
1. Pozzolan alam
Yaitu bahan alam yang merupakan sedimentasi dari abu atau lava gunung yang
mengandung silika aktif, yang bila dicampur dengan kapur padam akan
mengadakan proses sedimentasi, contohnya : tras alam, semen merah hasil
gilingan tanah liat yang dibakar (pecahan batu merah).
2. Pozzolan buatan
Jenis ini banyak macamnya baik merupakan sisa pembakaran dari tungku,
maupun pemanfaatan limbah yang diolah menjadi abu yang mengandung
silika reaktif dengan proses pembakaran dan pada pertambangan misalnya :
abu terbang (fly ash), kerak nikel, gilingan kerak dapur tinggi, dan banyak
jenis lainnya.
Tabel 2.5 Persyaratan Kimia Pozzolan
No SENYAWA KADAR ( % )
1
Jumlah senyawa oksida SiO2 + Al2O3 + Fe2O3
minimum 70
2 SO3 maksimum 5
3 Hilang pijar maksimum 6
4 Kadar air maksimum 3
5 Total alkali dihitung sebagai Na2O maksimum 1.5 Sumber : Kuat Tekan Beton Menggunakan Tambahan Abu Sekam Padi, Fx.Nurwadji Wibowo.
Abu kerak boiler cangkang kelapa sawit yang merupakan salah satu pozzolan
buatan yang memiliki silika yang cukup tinggi maka pozzolan ini dapat dipakai
sebagai bahan tambahan atau sebagai pengganti semen portland. Bila di pakai sebagai
mengurangi pemuaian beton yang terjadi akibat proses reaksi alkali agregat dengan
demikian mengurangi retak – retak beton akibat reaksi tersebut.
2.5 Agregat
Kandungan agregat dalam campuran beton biasanya sangat tinggi biasanya
komposisi agregat tersebut berkisar 60%-70% dari berat campuran beton. Walaupun
fungsinya hanya sebagai pengisi,tetapi karena komposisinya yang cukup besar,agregat
inipun menjadi penting. Karena itu perlu dipelajari karakteristik agregat yang akan
menentukan sifat beton yang akan dihasilkan.
Agregat yang digunakan dalam campuran beton dapat berupa agregat alam
atau buatan. Secara umum, agregat dapat dibedakan berdasarkan ukurannya, agregat
kasar dan agregat halus.
Agregat Halus
Agregat halus adalah pengisi yang berupa pasir, agregat yang terdiri dari
butir-butir yang tajam dan keras. Butir-butir-butir agregat halus harus bersifat kekal, artinya tidak
pecah atau hancur oleh pengaruh-pengaruh cuaca, seperti terik matahari dan hujan.
Ukurannya bervariasi antara ukuran No. 4 – No. 100 atau dengan kata lain agregat
Tabel 2.6. Persyaratan Gradasi Untuk Agregat Pada Beton Berbobot Normal
2.5.2. Agregat Kasar
Agregat kasar adalah agregat yang terdiri dari butir-butir yang keras dan tidak
berpori . Agregat kasar yang mengandung butir-butir pipih hanya dapat dipakai,
apabila jumlah butir-butir pipih tersebut tidak lebih dari 20% dari berat agregat
seluruhnya, agregat kasar adalah batuan yang ukuran butirnya lebih besar dari 4.75
mm (Standar ASTM). Sifat agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton keras
dan daya tahannya terhadap disentegrasi beton, cuaca, dan efek – efek perusak
lainnya. Agregat kasar ini harus bersih dari bahan – bahan organic, dan harus
mempunyai ikatan yang baik dengan gel semen.
Jenis agregat kasar yang umum adalah :
1. Batu pecah alami : Bahan ini didapat dari cadas atau batu pecah alami yang digali, yang berasal dari gunung api.
2. Kerikil alami : Kerikil didapat dari proses alami, yaitu dari pengikisan tepi maupun dasar sungai oleh air sungai yang mengalir.
3. Agregat kasar buatan : terutama berupa slag atau shale yang biasa digunakan untuk beton berbobot ringan . Biasanya merupakan hasil dari proses lain
seperti dari blast-furnance dan lain – lain.
4. Agregat untuk pelindung nuklir dan berbobot berat : Dengan adanya tuntutan yang spesifik pada zaman atom yang sekarang ini, juga untuk pelindung dari
radiasi nuklir sebagai akibat dari banyaknya pembangkit atom dan stasiun
tenaga nuklir, maka perlu ada beton yang dapat melindungi dari sinar X, sinar
Gamma, dan neutron. Pada beton demikian syarat ekonomis maupun syarat
kemudahan pengerjaan tidak begitu menentukan. Agregat yang
2.6 Air
Air yang dimaksud disini adalah air sebagai bahan pembantu dalam konstruksi
bangunan meliputi kegunaannya dalam pembuatan dan perawatan beton. Air
diperlukan pada pembuatan beton untuk memicu proses kimiawi semen, membasahi
agregat dan memberikan kemudahan dalam pengerjaan beton. Kekuatan dari pasta
pengerasan semen ditentukan oleh perbandingan berat antara semen dan faktor air.
Persyaratan Mutu Air menurut PUBI 1982, adalah sebagai berikut:
1. Air harus bersih
2. Tidak mengandung lumpur, minyak dan benda terapung lainnya yang dapat
dilihat secara visual dan tidak mengandung benda-benda tersuspensi lebih dari
2gr/l.
3. Tidak mengandung garam yang dapat larut dan dapat merusak beton
(asam-asam,zat organik dan sebagainya).
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Alat dan Bahan
3.1.1 Peralatan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain yaitu:
1. Universal Testing Machine (Merk Bundreg, England)
2. Neraca Analitik
3. Gelas ukur 100 ml
4. Cetakan
1. kubus ( 10cm x 10cm x 10cm), sebanyak 15 buah.
2. silinder (Ø7,5cm x 20cm ), sebanyak 15 buah.
5. Timbangan
6. Ayakan (200 mesh, 18 mesh, dan Ø 25,4 mm)
7. Batang perojok besi
8. Skrap
3.1.2 Bahan – bahan
Adapun bahan – bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu:
1. Semen Portland type 1 ( Merk Semen Padang )
2. Abu Kerak Boiler Cangkang Kelapa Sawit
Lolos ayakan 200 mesh
3. Pasir
Berdasarkan ASTM E 11 dengan diameter 1,00 mm
4. Kerikil
Lolos ayakan Ø25,4 mm
3.2 Prosedur Penelitian
3.2.1 Prosedur Pembuatan Benda Uji
Prosedur yang dilakukan dalam penelitian ini yaitu:
1. Persiapan alat dan bahan
Seluruh peralatan dan bahan disiapkan, guna memudahkan dalam pengerjaan
pengadonan dan pencetakan benda uji.
2. Perencanaan campuran beton
Pada penelitian ini digunakan campuran beton berdasarkan tabel dibawah ini
dimana telah dilakukan penelitian terhadap berapa banyaknya digunakan komposisi
beton tiap m yaitu: 3
Tabel 3.1 Komposisi Adukan Beton Rencana
Nama Bahan Jumlah Material
(kg)
Perbandingan
Semen 367,4 1
Pasir 720,5 2
Kerikil 1127,0 3
Air 185,0 0,5
Sumber : Laboratorium Teknik sipil USU
Untuk menghindari hilangnya beton pada waktu pengecoran maka dilakukan
penambahan material dengan tidak mengubah perbandingannya yang disebut dengan
Safety Factor (SF) sebanyak 20 % atau SF = 1,2.
Dari perbandingan komposisi adukan beton pada tabel diatas maka didapatkan
perbandingan material ( semen : pasir : kerikil : air : abu kerak boiler kelapa sawit )
pada setiap sampel. Sampel dibuat dengan membuat variasi abu kerak boiler cangkang
kelapa sawit : 0%, 5%, 10%, 15% dan 20%. Campuran dilakukan dengan mengurangi
pemakaian semen sebanyak : 5%, 10%, 15% dan 20% dengan komposisi sebagai
Tabel 3.2 Data Perbandingan Komposisi Benda Uji Beton Silinder
Tabel 3.3 Data Perbandingan Komposisi Benda Uji Beton Kubus
Persentase
3. Pengadonan dan Pencetakan
Adapun pembuatan benda uji yang dilakukan adalah sebagai berikut:
1. Menyediakan bahan-bahan campuran beton yaitu semen, pasir, kerikil dan air.
2. Mempersiapkan abu kerak boiler cangkang kelapa sawit yang telah diayak
3. Setelah semua bahan disediakan maka dimasukkan bahan pada tempat
pengadonan yaitu pasir, kerikil, dan semen dan diaduk sampai rata dan diberi
air pada bagian tengan adonan serta dibiarkan ± 2 – 5 menit agar campuran
saling mengikat.
4. Kemudian diaduk dan dicampur semua pasta beton sampai campuran
benar-benar homogen.
5. Setelah pengadonan selesai dilakukan pencetakan dengan cara memasukkan
pasta beton ke dalam cetakan setinggi 1/3 tinggi cetakan, kemudian dirojok
dengan batang perojok besi untuk menjamin kepadatan susunan campuran.
6. Dimasukkan kembali 1/3 bagian campuran pasta beton ke dalam cetakan
kemudian dirojok kembali.
7. Dimasukkan kembali pasta beton kedalam cetakan sampai penuh kemudian
dirojok kembali.
8. Permukaan cetakan diratakan dengan skrap dan benda uji diletakkan pada
ruangan perawatan.
9. Setelah beton berumur 24 jam cetakan dibuka.
10.Untuk penambahan abu kerak boiler cangkang kelapa sawit caranya sama
dengan pengecoran beton normal (tanpa abu kerak boiler cangkang kelapa
sawit). Perbedaannya terletak pada penambahan abu kerak boiler cangkang
kelapa sawit bersamaan dengan memasukan kerikil ke dalam tempat
3.2.2 Prosedur Pengujian
3.2.2.1 Pengujian Tekanan Beton ( Compresive Test )
Pengujian tekanan beton dilakukan untuk mengetahui kekuatan dari benda uji.
Benda uji yang dipakai adalah silinder Ø7,5cm x 20cm. Pengujian kuat tekan
dilakukan saat beton berumur 28 hari. Jumlah beton yang di uji pada umur 28 hari,
yaitu terdiri dari : 3 buah beton normal, 3 buah beton dengan campuran 5% abu kerak
boiler cangkang kelapa sawit, 3 buah beton dengan campuran 10% abu kerak boiler
cangkang kelapa sawit, 3 buah beton dengan campuran 15% abu kerak boiler
cangkang kelapa sawit dan 3 buah beton dengan campuran 20% abu kerak boiler
cangkang kelapa sawit.
Adapun prosedur pengujiannya adalah sebagai berikut:
1. Benda uji yang telah dilepaskan dari cetakan kemudian direndam dalam bak
perendaman.
2. Dikeluarkan benda uji setelah berumur 27 hari dari bak perendaman dan
diletakan pada ruangan sampai sampel kering dan hal ini dilakukan selama 24
jam tepatnya benda uji mencapai umur 28 hari.
3. Beban tekan diberikan secara perlahan-lahan pada benda uji dengan cara
mengoperasikan tuas pompa sehingga benda uji runtuh.
4. Pada saat jarum penunjuk skala beban tidak naik lagi atau bertambah, maka
skala yang ditunjukan oleh jarum tersebut dicatat sebagai beban maksimum
yang dapat dipikul oleh benda uji tersebut.
5. Prosedur ini dilakukan untuk sampel benda uji kuat tekan yang lain.
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui banyaknya air yang diserap oleh
beton setelah direndam pada waktu tertentu. Uji penyerapan air ( water absorption )
menggunakan benda uji berbentuk kubus 10cm x 10cm 10cm. Penyerapan beton
dilakukan pada saat beton berumur 28 hari, dimana jumlah beton yang akan diuji yaitu
15 buah, yang terdiri dari : 3 buah beton normal, 3 buah beton dengan campuran 5%
abu kerak boiler cangkang kelapa sawit, 3 buah beton dengan campuran 10% abu
kerak boiler cangkang kelapa sawit, 3 buah beton dengan campuran 15% abu kerak
boiler cangkang kelapa sawit dan 3 buah beton dengan campuran 20% abu kerak
boiler cangkang kelapa sawit.
3.2.2.3 Pengujian Porositas
Prosedur pengujian porositas dilakukan untuk mengetahui besarnya porositas
yang terdapat pada benda uji. Pengujian porositas menggunakan benda uji berbentuk
kubus. Pengujian porositas dilakukan pada beton uji penyerapan air. Sehingga
pengujian porositas dapat langsung bersamaan dengan uji penyerapan air.
Adapun prosedur pengujian Penyerapan Air dan Porositas adalah sebagai
berikut :
1. Benda uji yang telah dilepaskan dari cetakan kemudian di biarkan pada
ruangan perawatan.
2. Benda uji pada umur 27 hari diambil dari ruangan dan ditimbang guna
mengambil massa keringnya (mk).
3. Kemudian benda uji dilakukan perendaman didalam bak perawatan selama 24
jam.
4. Setelah perendaman benda uji dikeluarkan, tepatnya benda uji berumur 28 hari
5. Maka benda uji tersebut ditimbang kembali untuk memperoleh massa basah
benda uji (mb) tersebut.
6. Prosedur ini dilakukan untuk sampel benda uji yang lain.
BATU PECAH
Pengujian yang dilakukan meliputi sifat mekanis dan sifat fisis dari beton.
3.3.1 Sifat Mekanik
Kekuatan tekanan beton pada dasarnya adalah sebuah fungsi dari volume
pori/rongga dari beton itu sendiri. Pengujian tekanan beton dilakukan pada saat beton
berumur 28 hari, dimana pada saat umur 27 hari benda uji dikeluarkan dari bak
perendaman dan pada hari ke 28 benda uji dikeringkan dengan udara bebas. Pengujian
tekanan dilakukan dengan menggunakan alat Universal Testing Machine hingga
didapatkan beban maksimumnya.
Tekanan beton dapat diperoleh dengan rumus, sebagai berikut :
A P
fc' = (3.1)
dengan:
'
c
f = Tekanan 2
cm kgf
P = Beban maksimum
( )
kg A = Luas bidang permukaan( )
2cm
3.3.2 Sifat Fisis
3.3.2.1 Pengujian Penyerapan Air ( Water Absorption )
Pengujian ini, dimaksudkan untuk mengetahui banyaknya air yang diserap
oleh beton direndam pada periode tertentu. Dalam pengujian ini beton yang sudah
mengalami aging selama 28 hari ditimbang dengan maksud mendapatkan massa
kering dari beton (mk) setelah itu beton direndam selama 24 jam untuk memperoleh
massa basah beton (mb), namun dalam hal ini beton dilap terlebih dahulu agar basah
daripada beton tidak berlebihan
Penyerapan Air (%) = − × 100%
Pengujian porositas dilakukan pada benda uji yang sama terhadap pengujian
penyerapan air (water absorption) jadi pengujian ini dilakukan guna memperoleh
massa basah (mb) setelah beton direndam dan diperoleh massa kering (mk
%
Porositas dari benda uji dapat diperoleh dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
4.1.1 Pengujian Tekanan (Compresive Test)
Pengujian besarnya tekanan dilakukan dengan menggunakan alat Universal
Testing Machine. Tekanan depat diperoleh dengan menggunakan rumus:
Tekanan beton dapat diperoleh sesuai dengan persamaan (3.1) sebagai berikut:
A P fc' =
dengan :
'
c
f = Tekanan 2
cm kgf
P = Beban maksimum
( )
kg A = Luas bidang permukaan( )
24.1.2 Pengujian Penyerapan Air (Water Absorption)
Pengujian penyerapan air (water absorption) dilakukan pada saat beton
berumur 28 hari. Penyerapan air dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan
(3.2) sebagai berikut :
Penyerapan Air (%) = − × 100%
4.1.3 Pengujian Porositas
Pengujian porositas dilakukan pada saat beto berumur 28 hari. Porositas beton
dapat diperole dengan menggunakan persamaan (3.3) sebagai berikut:
Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian
Penyerapan Air (Water Absorption) dan Porositas
4.2 Pembahasan
4.2.1 Pengujian Tekanan Beton (Compresive Test)
Pengujian Tekanan beton dilakukan setelah beton berumur 28 hari sejak
pengecoran. Data hasil pengujian, diperoleh tekanan rata-rata beton normal adalah
11,09 Mpa, beton dengan campuran abu kerak boiler cangkang kelapa sawit 5%
sebesar 11,55 Mpa, beton dengan campuran abu kerak boiler cangkang kelap sawit
10% sebesar 13,89 MPa, beton dengan campuaran abu kerak boiler 15% sebesar 12,05
MPa, dan beton dengan campuran abu kerak boiler cangkang kelapa sawit 20%
sebasar 9,89 Mpa. Maka dapat dilihat pada grafik dibawah ini:
Gambar 4.1 Grafik Tekanan Beton (Mpa) Terhadap Persentase Campuran Abu Kerak
Boiler Cangkang Kelapa Sawit (%)
9.89
Persentase Campuran Abu Kerak Boiler Cangkang Kelapa Sawit (%)
Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa dari hasil pengujian campuran abu
kerak boiler cangkang kelapa sawit sebesar 5%, 10%, dan15% menunjukan kekuatan
beton yang lebih baik dibandingkan beton normal dengan persentase kenaikan
kekuatan beton berturut-turut adalah 4,2 %, 25,4 %, dan 8,7 % jadi dapat diperoleh
kekuatan beton terbesar diperoleh pada beton dengan campuran abu kerak boiler
cangkang kelapa sawit 15 % sedangkan pada beton dengan campuran abu kerak boiler
kerak boiler cangkang kelapa sawit tidak lagi menjadi pengikat namun menjadi
pengisi pada pori-pori beton.
4.2.2 Pengujian Penyerapan Air ( Water Absorption )
Pengujian penyerapan air dilakukan setelah beton berumur 28 hari sejak
pengecoran. Data hasil pengujian, diperoleh penyerapan air rata-rata beton normal
adalah 4,3 %, beton dengan campuran abu kerak boiler cangkang kelapa sawit 5%
sebesar 4,07 %, beton dengan campuran abu kerak boiler cangkang kelap sawit 10%
sebesar 4,02 %, beton dengan campuaran abu kerak boiler 15% sebesar 3,87 %, dan
beton dengan campuran abu kerak boiler cangkang kelapa sawit 20% sebasar 3,74 %.
Maka dapat dilihat pada grafik dibawah ini :
Gambar 4.2 Grafik Penyerapan Air (%) Terhadap Persentase Campuran Abu Kerak Boiler
Cangkang Kelapa Sawit (%)
3.74
Persentase Campuran Abu Kerak Boiler Cangkang Kelapa Sawit (%)
Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa dari hasil pengujian campuran abu
kerak boiler cangkang kelapa sawit sebesar 5%, 10%, 15 % dan 20 % menunjukan
penyerapan air yang lebih baik dibandingkan beton normal dengan persentase
penurunan penyerapan air adalah 5,3 %, 6,5 %, 10 %, dan 13 %, hal ini dikarenakan
4.2.3 Pengujian Porositas
Pengujian penyerapan air dilakukan setelah beton berumur 28 hari sejak pengecoran.
Data hasil pengujian, diperoleh porositas rata-rata beton normal adalah 9,98 %, beton
dengan campuran abu kerak boiler cangkang kelapa sawit 5% sebesar 9,43 %, beton
dengan campuran abu kerak boiler cangkang kelapa sawit 10% sebesar 9,4 %, beton
dengan campuaran abu kerak boiler 15% sebesar 8,97 %, dan beton dengan campuran
abu kerak boiler cangkang kelapa sawit 20% sebasar 8,68 %. Maka dapat dilihat pada
grafik dibawah ini:
Gambar 4.3 Grafik Porositas (%) Terhadap Persentase Campuran Abu Kerak Boiler
Cangkang Kelapa Sawit (%)
8.68
Persentase Campuran Abu Kerak Boiler Cangkang Kelapa Sawit (%)
Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa dari hasil pengujian campuran abu
kerak boiler cangkang kelapa sawit sebesar 5%, 10%, 15 % dan 20 % menunjukan
porositas yang lebih baik dibandingkan beton normal dengan persentase penurunan
porositas adalah 5,5 %, 5,8 %, 10,1 %, dan 13,03 %, hal ini dikarenakan abu kerak
boiler cangkang kelapa sawit dapat menjadi pengisi sehingga dapat mengurangi
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pembahasan diatas, maka penulis dapat menarik kesimpulan
sebagai berikut:
1. Dari hasil pengujian diperoleh tekanan beton normal yaitu sebesar 11,09 MPa.
Sedangkan tekanan beton dengan campuran abu kerak boiler cangkang kelapa
sawit 5 %, 10 %, 15 %, dan 20 % berturut-turut adalah 11,55 MPa, 13,89 MPa,
12,05 MPa, 9,89 MPa. Sehingga abu kerak boiler cangkang kelapa sawit dapat
menjadi bahan campuran semen dalam pembuatan beton dengan persentase
tertentu.
2. Nilai penyerapan air yang di peroleh dari pengujian dengan abu kerak boiler
cangkang kelapa sawit menunjukkan penyerapan air yang lebih baik yaitu
lebih kecil dari 4,3 % dengan pengertian bahwa dapat diketahui bahwa abu
kerak boiler sangat baik menjadi pengisi pada beton.
3. Dari hasil pengamatan besarnya porositas adalah lebih kecil dari 9,98 % untuk
setiap penambahan abu kerak boiler cangkang kelapa sawit dengan pengertian
besarnya penyerapan air (water absorption) berbanding lurus dengan besarnya
porositas.
4. Dapat diketahui juga bahwa beton dengan menggunakan abu kerak boiler
cangkang kelapa sawit merupakan beton ringan, hal ini dapat dilihat dari berat
bobot beton yang mengalami penurunan pada saat kering 28 hari pada
5.2 Saran
1. Perlu kiranya diteliti lebih lanjut penggunaan abu kerak boiler cangkang
kelapa sawit dengan persentase yang berbeda untuk mendapatkan persentase
yang optimal terhadap kekuatan beton.
2. Dalam penelitian selanjutnya diharapkan melakukan pengujian lainnya,
DAFTAR PUSTAKA
Amran, T., 2005, Pengaruh Arang Cangkang Kelapa Sawit Terhadap Sifat Mekanik
Ribbed Smoked sheet-1 (RSS-1), Skripsi, FMIPA Unimed, Medan.
Butar-butar. R., 2005, Petunjuk Pratikum Uji Bahan Beton, Teknik Sipil, USU,
Medan.
Dipohusodo, 1996, Struktur Beton Bertulang, Penerbit PT. Gramedia Pustaka Utama,
Jakarta.
Daryanto, 1994, Pengetahuan Teknik Bangunan, Penerbit Rineka Cipta, Jakarta.
Lawrence H. Van Vlack, 1989, Ilmu dan Teknologi Bahan, Edisi Kelima, Penerbit
Erlangga, Jakarta.
Mulyono, T., 2003, Teknologi Beton, Penerbitn Andi, Yogyakarta.
Murdock, L. J. dan Brook, K. M., 1999, Ahli Bahasa Stephanus Hindarko, Bahan
danh Praktek Beton, Edisi Keempat, Penerbit ERlangga, Jakarta.
Surdia, T. dan Saito, S., 1995, Pengetahuan Bahan Teknik, Penerbit PT. Pradnya
Paramita, Jakarta.
Wang, C. K. dan Salmon, C. G., 1990, Desain Beton Bertulang, Alih Bahasa Binsar
Hariandja, edisi Keempat, penerbit ERlangga, Jakarta.
LAMPIRAN 3
Nama Bahan
RENCANA KOMPOSISI BETON SILINDER Ø 7,5 cm x 20 cm
Table. Komposisi Rencana Beton Untuk Silinder
Jumlah Material
(kg)
Perbandingan
Semen 367,4 1
Pasir 720,5 2
Kerikil 1127,0 3
Air 185,0 0,5
Volume beton 1 buah silinder adalah:
Silinder dengan : Diameter, Ø 3 inc = Ø 7,5 cm
Maka jari-jari, r = ½ (7,5 cm)
= 3,75 cm
Tinggi, t = 20 cm
Volume beton = πx ( r )2 x t
= ( 3,14 ) x ( 3,75cm )2 x ( 20cm ) = ( 3,14 ) x ( 14,0625cm2 ) x ( 20cm ) = 883,13 cm3
= 0,00088313 m3
Untuk menghindari hilangnya beton pada waktu pengecoran maka dilakukan
Safety Factor (SF) = 1,2, maka Volume beton yang diaduk untuk 1 buah beton
silinder dengan SF = 1,2 adalah:
Volume 1 buah silinder = 0,00088313 m3 x 1,2 = 0,0010598 m3
Maka Massa komposisi pasta dari beton untuk 1 buah silinder dengan volume
Contoh Perhitungan :
Massa Pada Semen = 0,0010598 m3 x 367,4 = 0,4 kg/m
Nama Bahan 3
Jumlah Material
(kg)
Perbandingan
Semen 0,4 1
Pasir 0,8 2
Kerikil 1,2 3
Air 0,2 0,5
Maka Untuk 3 buah Silinder
Contoh Perhitungan :
• Untuk beton normal (tanpa menggunakan abu kerak boiler cangkang kelapa sawit)
Massa Semen = 0,4 x 3 = 1,2 kg
Massa Pasir = 0,8 x 3 = 2,4 kg
Massa Kerikil = 1,2 x 3 = 3,6 kg
Massa Air = 0,2 x 3 = 0,6 kg
• Untuk beton dengan campuran abu kerak boiler cangkang kelapa sawit 5%
Massa Semen = 0,4 kg x 3 = 1,2 kg
Massa Abu kerak boiler cangkang kelapa sawit
= x 1,2kg
100 5
= 0,06 kg
Massa Semen = 1,2 kg – 0,06 kg = 1,14 kg
Massa Pasir = 0,8 x 3 = 2,4 kg
Persentase
RENCANA KOMPOSISI BETON KUBUS 10 cm x 10 cm x 10 cm
Volume beton 1 buah kubus adalah
Untuk menghindari hilangnya beton pada waktu pengecoran maka dilakukan
Safety Factor (SF) = 1,2, maka Volume beton yang diaduk untuk 1 buah beton kubus
dengan SF = 1,2 adalah
Volume 1 buah kubus = 0,001 m3 x 1,2 = 0,0012 m3
Maka Massa komposisi pasta dari beton untuk 1 buah silinder dengan volume 0,0012
m3 adalah sebagai berikut ;
Massa Pada Semen = 0,0012 m3 x 367,4 = 0,44 kg/m
Nama Bahan 3
Jumlah Material
(kg)
Perbandingan
Semen 0,44 1
Pasir 0,86 2
Kerikil 1,35 3
Air 0,22 0,5
Maka Untuk 3 buah Silinder atau per sampel :
Contoh Perhitungan :
• Untuk beton normal (tanpa menggunkan abu kerak boiler cangkang kelapa sawit )
Massa Semen = 0,44 x 3 = 1,32 kg
Massa Pasir = 0,86 x 3 = 2,58 kg
Massa Kerikil = 1,35 x 3 = 4,05 kg
Massa Air = 0,22 x 3 = 0,66 kg
• Untuk beton dengan campuran abu kerak boiler cangkang kelapa sawit 5%
Massa Semen = 0,44 kg x 3 = 1,32 kg
Massa Abu kerak boiler cangkang kelapa sawit
= x 1,32kg
100 5
= 0,066 kg
Massa Semen = 1,32 kg – 0,066 kg = 1,254 kg
Massa Pasir = 0,86 x 3 = 2,58 kg
Massa Kerikil = 1,35 x 3 = 4,05 kg
Persentase
Abu Kerak Boiler
Cangkang Kelapa
Sawit (%)
Air
(kg)
Pasir
(kg)
Kerikil
(kg)
Semen
(kg)
Abu Kerak
Boiler Cangkang
Kelapa Sawit
(kg)
0 %
(normal)
0,66 2,58 4,05 1,32 -
5 % 0,66 2,58 4,05 1,254 0,066
10% 0,66 2,58 4,05 1,188 0,132
15 % 0,66 2,58 4,05 1,122 0,198
LAMPIRAN 4
I. Perhitungan Tekanan (Compresive Test)
Contoh perhitungan pengujian kuat tekan sebagai berikut:
Tekanan
Untuk perhitungan kuat tekan rata-rata:
Kuat Tekan Rata-rata ( f ) = c'
II. Perhitungan Penyerapan Air (Water Absorption)
Contoh perhitungan pengujian penyerapan air sebagai berikut:
Penyerapan air
Maka:
Untuk perhitungan penyerapan air rata-rata:
Penyerapan Air Rata-rata (%) =
III. Perhitungan Porositas
Contoh perhitungan pengujian porositas sebagai berikut:
Untuk perhitungan porositas rata-rata:
Porositas Rata-rata (%) =
3
% 75 , 9 %
6 , 10 %
6 ,
9 + +
