PENGARUH VARIASI PERSENTASE BUBUK CANGKANG
TELUR (BCT) SEBAGAI BAHAN PENAMBAH SEMEN
TERHADAP KUAT TEKAN DAN
ABSORPSI MORTAR
(Kajian Terhadap Adukan Mortar 1Pc : 3 Ps)
Manis Syahwati
1),Ade Sri Wahyuni
2) 1)2)Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik UNIB, Jl. W.R. Supratman, Kandang Limun, Kota Bengkulu 38371, Telp. (0736)344087
email:
manissyahwati1996@gmail.com
Abstrak
Bubuk cangkang telur diperoleh dari limbah cangkang telur kering yang dihaluskan. Cangkang telur mengandung 97% kalsium karbonat. Kandungan kalsium yang besar berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan tambah pembuatan semen. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kuat tekan dan absorpsi mortar dengan penambahan 2,5% sampai 15% bubuk cangkang telur dengan rentang 2,5%. Metode pembuatan dan pengujian kuat tekan dan absorpsi mortar mengacu pada SNI 03-6825-2002 dan SNI 15-2049-2004. Jumlah seluruh kubus mortar 84 buah dengan dimensi 50 mm. Setiap variasi memiliki 8 buah kubus mortar untuk kuat tekan dan 4 buah kubus mortar untuk absorpsi. Rentang nilai initial flow yang digunakan yaitu 105%-115%. Benda Uji mortar direndam selama 26 hari dan pengujian mortar dilakukan pada umur 28 hari. Nilai kuat tekan mortar terbesar terjadi pada penambahan 12,5% bubuk cangkang telur sebesar 13,49 MPa dengan persentase kenaikan sebesar 22,04% dari mortar normal. Nilai absorpsi mortar terkecil terjadi pada penambahan 12,5% bubuk cangkang telur sebesar 8,76%. Kata kunci:
mortar, bubuk cangkang telur, kuat tekan, absorpsi
Abstract
Eggshell powder is obtained from crushed dried eggshell waste. Egg shells contain 97% calcium carbonate. The large calcium content has the potential to be used in cement. This study aims to determine the compressive strength and absorption of mortar by adding 2,5% to 15% eggshell powder with a range of 2,5%. The method of manufacture and test compressive strength and absorption of the mortar refers to SNI 03-6825-2002 and SNI 15-2049-2004. The total of mortar cubes are 84 pieces with dimensions 50 mm. Each variation has 8 mortar cubes for compressive strength and 4 mortar cubes for absorption. The range of initial flow values used are 105%-115%. Mortar cubes soaked for 26 days and test of mortar conducted at 28 days. The highest value of mortar compressive strength occurred in addition 12,5% eggshell powder (13,49 Mpa) with increased percentage of 22,04% from the normal mortar. The smallest value of mortar absorption occurred in addition 12,5% eggshell powder (8,76%).
PENDAHULUAN Latar Belakang
Bubuk cangkang telur merupakan bubuk yang diperoleh dari cangkang telur kering yang dihaluskan. Cangkang telur diperoleh dari limbah cangkang telur. Limbah cangkang telur di Indonesia akan terus bertambah selama telur diproduksi di bidang peternakan serta digunakan untuk konsumsi sehari-hari. Kulit telur mengandung 97% kalsium karbonat (Hunton dalam Fitriani dkk, 2017). Kandungan kalsium yang cukup besar berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan tambah pembuatan semen.
Indriani dan Triana (2015) melakukan penelitian menggunakan bubuk cangkang telur pada batako. Hasil yang diperoleh yaitu peningkatan kuat tekan batako terjadi pada penambahan bubuk cangkang telur sebesar 10%.
Penelitian ini membahas tentang penggunaan bubuk cangkang telur sebagai bahan tambah semen pada mortar. Variasi bubuk cangkang telur yang digunakan adalah 0%, 2,5%, 5%, 7,5%, 10%, 12,5%, 15% dari berat semen. Persentase yang dipilih berdasarkan penelitian-penelitan terdahulu yang telah dilakukan. Perbandingan semen dan pasir yang digunakan pada penelitian ini yaitu 1 : 3.
TINJAUANPUSTAKA
Kuat tekan
SNI 03-6825-2002 menyebutkan bahwa kuat tekan mortar dari semen portland adalah gaya maksimum per satuan luas yang bekerja pada benda uji mortar semen portland berbentuk kubus dengan ukuran tertentu serta berumur tertentu. Kuat tekan mortar dipengaruhi oleh jumlah semen dalam campuran, faktor air semen (FAS),
perbandingan volume semen, umur mortar dan sifat agregat. Kuat tekan mortar merupakan perbandingan gaya tekan persatuan luas permukaan.
Absorpsi
Pengujian absorpsi atau penyerapan air adalah persentase berat air yang mampu diserap oleh suatu agregat jika direndam air (Mulyono, 2004). Air dan semen dalam adukan mortar membentuk pasta semen yang berfungsi mengisi pori-pori antara butir-butir agregat halus dan sebagai pengikat agregat halus dalam proses pengerasan (Ratnaningsih dkk, 2014). Meningkatnya porositas mortar semen akibat kelebihan air yang tidak bereaksi dengan semen menyebabkan meningkatnya daya serap air. Air akan menguap atau tinggal dalam mortar semen yang akan menyebabkan semakin berkurangnya kekedapan air mortar semen (Ratnaningsih dkk, 2014). Absorpsi merupakan perbandingan massa basah dikurangi massa kering dibagi dengan massa kering dikali seratus persen
Mortar
SNI 03-6882-2002 menyebutkan bahwa mortar terdiri dari beberapa tipe yaitu: 1. Mortar tipe M yang mempunyai kekuatan
17,2 MPa dibuat menggunakan semen pasangan tipe N atau kapur semen dengan menambahkan semen portland dan kapur padam.
2. Mortar tipe S yang mempunyai kekuatan 12,5 MPa dibuat menggunakan semen pasangan tipe S atau kapur semen dengan menambahkan semen portland dan kapur padam.
3. Mortar tipe N yang mempunyai kekuatan 5,2 MPa dibuat menggunakan semen pasangan tipe N atau kapur semen
dengan menambahkan semen portland dan kapur padam.
4. Mortar tipe O yang mempunyai kekuatan 2,4 MPa dibuat menggunakan semen pasangan tipe N atau kapur semen dengan menambahkan semen portland dan kapur padam.
Semen portland
Sutrisno dan Widodo (2013) menyebutkan bahwa semen adalah suatu jenis bahan yang memiliki sifat adhesive dan kohesiv yang memungkinkan melekatnya fragmen-fragmen mineral menjadi suatu masa yang padat. Semen portland adalah bahan pengikat hidrolis berupa bubuk halus yang dihasilkan dengan menghaluskan klinker (terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis), dengan batu gips sebagai bahan tambahan. Irawan (2017)
menyebutkan komposisi semen portland
yang dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Komposisi Semen Portland
No Uraian Jumlah
(%) 1 Bagian tak larut 6,86 2 Silika Dioksida, SiO2 22,03 3 Besi (III) Oksida, Fe2O3 3,55 4 Aluminium Oksida, Al2O3 6,96 5 Kalsium Oksida, CaO 58,55 6 Magnesium Oksida, MgO 1,16 7 Belerang Trioksida, SO3 2,01 8 Hilang pada pemijaran 5,75 9 Alkali sebagai Na2O 0,46
10 Kapur bebas 1,05
Bubuk cangkang telur
Bubuk cangkang telur merupakan bubuk yang berasal dari cangkang telur yang telah dihaluskan. Butcher dan Miles dalam Fitriani dkk (2017) menyebutkan bahwa kulit telur kering mengandung 95 % kalsium karbonat dengan berat 5,5 gram, 3 % fosfor, dan 3 % terdiri magnesium, natrium, kalium, seng, mangan, besi dan tembaga. Yuwanta dalam Frieda (2018) menyebutkan
komposisi kandungan cangkang telur yang dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Kandungan Cangkang Telur Mineral % dari berat total g/berat total Kalsium (Ca) 37,30 2,30 Magnesium (Mg) 0,38 0,02 Fosfor (P) 0,35 0.02 Karbonat (CO3) 58,00 3,50 Mangan (Mn) 7 ppm METODEPENELITIAN
Penelitian ini menggunakan metode eksperimen di Laboratorium Struktur Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Bengkulu. Penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki kuat tekan dan arbsorpsi mortar yang menggunakan bubuk cangkang telur sebagai bahan penambah semen dengan persentase campuran 0%, 2,5%, 5%, 7,5%, 10%, 12,5%, 15% terhadap berat semen. Masing-masing variasi memiliki 8 benda uji kubus untuk kuat tekan mortar dan 4 benda uji kubus untuk absorpsi mortar. Perbandingan campuran semen (Pc) dan agregat halus (Ps) yang digunakan yaitu 1Pc : 3Ps. Benda uji yang dicetak kemudian direndam di dalam air selama 26 hari. Pengujian kuat tekan dilakukan pada saat benda uji berumur 28 hari.
Tahapan penelitian Persiapan
Tahapan persiapan terdiri dari persiapan bahan dan persiapan alat. Persiapan bahan meliputi persiapan bubuk cangkang telur, agregat halus, semen dan air. Persiapan bubuk cangkang telur terdiri dari:
1. Pemeriksaan berat volume (mengacu pada SNI 03-4804-1998)
2. Pemeriksaan kadar air (mengacu pada SNI 03-1971-1990).
Persiapan agregat halus terdiri dari:
1. Pemeriksaan analisa saringan (mengacu pada SNI 03-1968-1990)
2. Pemeriksaan berat jenis dan penyerapan (mengacu pada SNI 03-1970-1990) 3. Pemeriksaan berat volume (mengacu
pada SNI 03-4804-1998)
4. Pemeriksaan kadar air (mengacu pada SNI 03-1971-1990)
5. Pemeriksaan kadar lumpur (mengacu pada SNI 03-4142-1996)
6. Pemeriksaan kadar organik (mengacu pada SNI 03-2816-1992)
Persiapan semen meliputi pemeriksaan berat volume mengacu pada SNI 03-4804-1998 dan persiapan air meliputi pemeriksaan secara visual. Persiapan alat terdiri dari pengecekan fungsi alat dan ketersediaan alat yang dibutuhkan.
Pembuatan benda uji
Tahapan pembuatan benda uji mortar terdiri dari penimbangan bahan, pengadukan bahan, dan pencetakan bahan yang telah diaduk.
1. Penimbangan bahan
Bahan ditimbang seuai dengan mix design yang telah dilakukan.
2. Pengadukan bahan
Bahan yang telah ditimbang diaduk menggunakan mixer mortar kemudian dilakukan pengecekan initial flow hingga mencapai rentang 105%-115% (mengacu pada SNI 03-6822-2002). 3. Pencetakan bahan
Pencetakan benda uji dilakukan dengan menggunakan cetakan berbentuk kubus dengan ukuran sisi kubus 50 mm. Jumlah benda uji yang dicetak sebanyak 84 buah dengan 8 buah benda uji untuk setiap variasI campuran bubuk cangkang telur.
Perawatan benda uji
Perawatan benda uji mortar dilakukan sesuai dengan SNI 03-6825-2002 yaitu dengan melakukan perendaman dalam bak yang berisi air setelah mortar dikeluarkan dari cetakan. Benda uji direndam ke dalam air selama 26 hari. Benda uji dikeluarkan dari perendaman pada umur 27 hari kemudian dikeringkan dengan cara dilap dan diangin-anginkan selama 24 jam selanjutnya dilakukan uji tekan pada benda uji.
Pengujian benda uji
Pengujian mortar terdiri dari pengujian kuat tekan dan pengujian absorpsi mortar. Pengujian kuat tekan mortar dilakukan saat umur mortar 28 hari. Sebelum dilakukan uji tekan, pengukuran dimensi dan penimbangan berat benda uji dilakukan terlebih dahulu. Alat yang digunakan pada pengujian mortar adalah cement compression machine dengan kapasitas alat kuat tekan yang digunakan adalah 250 kN dan ketelitian 0,5 kN.
Penyajian data
Penyajian data berupa deskriptif, yaitu hasil uji kuat tekan mortar disajikan dalam bentuk grafik dan tabel. Data yang dibutuhkan yaitu data kuat tekan benda uji tiap variasi, kemudian dihitung kuat tekan rata-rata untuk tiap variasi.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pemeriksaan material campuran mortar bertujuan untuk mengetahui karakteristik material yang digunakan. Pemeriksaan material meliputi pemeriksaan agregat halus, semen, bubuk cangkang telur dan air. Pemeriksaan agregat halus meliputi pemeriksaan analisa saringan, kadar air, berat jenis dan penyerapan, kadar lumpur, dan kadar organik. Pemeriksaan semen yaitu berat volume. Pemeriksaan bubuk cangkang
telur meliputi pemeriksaan berat volume dan kadar air, untuk air yang digunakan dilakukan pemeriksaan secara visual. Hasil pemeriksaan ini digunakan sebagai acuan perhitungan adukan mortar.
1. Hasil Pemeriksaan Agregat Halus
Hasil pemriksaan agregat halus dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Hasil Pemeriksaan Uji Sifat Fisis Agregat Halus Nama Pemeriksaan Hasil Pemeriksaan Syarat MHB (%) 1,68 1,5-3,8 Kadar Air (%) 1,63 - Berat Jenis 2,51 2,5-2,7 Penyerapan (%) 2,62 - Berat Volume (gr/cm3) 1,62 >1,2 Kadar Lumpur (%) 3,78 Maks 5% Kadar Organik No.11 Maks
No.11 2. Hasil pemeriksaan bubuk cangkang telur
Pemeriksaan bubuk cangkang telur meliputi pemeriksaan kadar air dan berat volume yang telah lolos saringan No.100. Hasil pemeriksaan kadar air bubuk cangkang telur rata-rata adalah 1,41% dan berat volume bubuk cangkang telur rata-rata adalah 1,22 gr/cm3.
3. Hasil pemeriksaan semen
Hasil pemeriksaan berat volume semen rata-rata adalah 1,23 gr/cm3.
4. Hasil pemeriksaan air
Pemeriksaan yang dilakukan pada air yaitu pemeriksaan secara visual. Air yang digunakan pada penelitian ini yaitu air yang jernih dan tidak berbau.
Initial Flow pada Adukan Mortar
Pengujian intial flow dilakukan berdasarkan SNI 03-6882-2002 dengan nilai yang disyaratkan sebesar 105%-115%. Nilai intial
flow untuk setiap variasi campuran dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Pengujian Initial Flow
Variasi Bubuk
Cangkang Telur
Nilai Initial Flow
(%)
Normal
108,75
2.5%
105,00
5,0%
108,75
7,5%
111,25
10,0%
110,00
12,5%
106,25
15,0%
112,50
Penggunaan bubuk cangkang telur sebagai bahan penambah semen terhadap kuat tekan mortar untuk masing-masing variasi dan kuat tekan normal dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Grafik Kuat Tekan Mortar Penggunaan bubuk cangkang telur sebagai bahan penambah semen dengan variasi 0% sampai dengan 15% dapat meningkatkan kuat tekan mortar. Kuat tekan terbesar terjadi pada penambahan 12,5% bubuk cangkang telur dengan nilai rata-rata kuat tekan sebesar 13,49 MPa dengan peningkatan kuat tekan sebesar 22,04% dari mortar normal. Persentase selisih dan kuat tekan rata-rata mortar variasi terhadap mortar normal dapat dilihat pada Gambar 2.
0,00 2,50 5,00 7,50 10,00 12,50 15,00 0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 Ku a t T ek a n ( M Pa )
Kuat Tekan Mortar
Gambar 2. Grafik Rasio Kuat Tekan Mortar Variasi Terhadap Mortar Normal
Pengujian Absorpsi Mortar
Penggunaan bubuk cangkang telur sebagai bahan penambah semen terhadap absorpsi mortar untuk masing-masing variasi dan kuat tekan normal dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Grafik Absorpsi Mortar Grafik pada Gambar 3 menunjukkan absorpsi mortar terbesar terjadi pada penambahan 5% bubuk cangkang telur dan absorpsi mortar terkecil terjadi pada penambahan 12,5% bubuk cangkang telur. Hubungan Kuat Tekan dengan Absorpsi Hubungan kuat tekan dan absorpsi mortar dengan bubuk cangkang telur sebagai bahan penambah semen dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Hubungan Kuat Tekan Terhadap Absorpsi Mortar
Grafik pada Gambar 4 menunjukkan bahwa semakin kecil persentase absorpsi atau penyerapan air pada mortar maka kuat tekan mortar akan semakin besar. Nilai absorpsi terkecil terjadi pada penambahan 12,5% bubuk cangkang telur dan nilai kuat tekan terbesar juga terjadi pada penambahan 12,5% bubuk cangkang telur. Penelitian ini menunjukkan bahwa hubungan antara kuat tekan dan absorpsi mortar relevan kecuali pada penambahan 5% dan 15% bubuk cangkang telur. Meningkatnya nilai absorpsi atau daya serap air pada mortar disebabkan oleh meningkatnya porositas mortar semen akibat kelebihan air yang tidak bereaksi dengan semen.
KESIMPULAN
Kesimpulan dari penelitian yang telah dilakukan mengenai bubuk cangkang telur sebagai bahan penambah semen terhadap kuat tekan dan absorpsi mortar adalah: 1. Penambahan bubuk cangkang telur pada
mortar dapat meningkatkan kuat tekan mortar. Kuat tekan mortar terbesar terjadi pada penambahan 12,5% bubuk cangkang telur dengan nilai kuat tekan 13,49 MPa dengan persentase kenaikan kekuatan 22,04% dari mortar normal. 2. Persentase campuran bubuk cangkang
telur yang dapat meningkatkan kuat tekan mortar maksimum adalah 12,5%. 0,00 2,13 4,94 21,05 21,46 22,04 0,68 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 Rasio Terhadap Kuat Tekan Normal
R a si o ( % )
Variasi Bubuk Cangkang Telur (%)
0,00 2,50 5,00 7,50 10,00 12,50 15,00 0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 N il a i A b so rp si (% ) Absorpsi Mortar
Variasi Bubuk Cangkang Telur (%)
11,05 11,29 11,60 13,38 13,43 13,49 11,13 10,84 10,95 13,08 11,66 9,93 8,76 10,53 0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0
Hubungan Kuat Tekan dengan Absorpsi Mortar
3. Absorpsi mortar terbesar terjadi pada penambahan 5% bubuk cangkang telur dan absorpsi mortar terkecil terjadi pada penambahan 12,5% bubuk cangkang telur.
4. Penggunaan bubuk cangkang telur sebagai bahan penambah semen menghasilkan kuat tekan yang lebih besar dari normal namun ketika penambahan bubuk cangkang telur lebih dari 12,5% kuat tekan mortar menurun.
5. Hubungan antara kuat tekan dengan absorpsi mortar relevan kecuali pada penambahan 5% dan 15% bubuk cangkang telur.
DAFTARPUSTAKA
Fitriani, S., Fathul, M.W., Farida I., 2017. Penggunaan Limbah Cangkang Telur, Abu Sekam, dan Copper Slag. Jurnal Konstruksi Sekolah Tinggi Teknologi Garut.
Frieda., Meliawaty, O., Aqila, F., 2018. Pemanfaatan limbah cangkang telur sebagai pereduksi semen dalam campuran beton berpori ramah lingkungan (green perviuos concrete). Jurnal Teknika, Universitas Palangka Raya.
Indriani, l., & Triana, D., 2015. Pengaruh penembahan bubuk cangkang telur sebagai bahan substitusi semen terhadap kuat tekan pada batako. Proyeksi Teknik Sipil, Universitas Darwan Ati.
Irawan, R, R., 2017. Kajian sifat kimia, fisika, dan mekanik semen portland di indonesia. Pusat Litbang Jalan dan Jembatan Bandung.
Mulyono, T., 2004, Teknologi Beton. Penerbit Andi, Yogyakarta.
Ratnaningsih, A., Badriani,R, E., dan Arifin, S., 2014. Pengaruh penambahan sekam padi pada campuran beton ringan non struktural terhadap nilai penyerapan dan nilai kuat tekan beton campuran semen, kulit kopi, dan flay ash. Simposium Nasional
RAPI XIII, Teknik Sipil, Universitas Jember.
SK SNI 15-7064-2004: Semen Portland Komposit. Departemen Pekerjaan Umum Yayasan Badan Penerbit PU. SK SNI 03-6825-2002: Metode Pengujian
Kekuatan Mortar Semen Portland untuk Pekerjaan Sipil. Departemen Pekerjaan Umum Yayasan Badan Penerbit PU.
SK SNI 03-6882-2002: Spesifikasi Mortar untuk Pekerjaan Pasangan. Departemen Pekerjaan Umum Yayasan Badan Penerbit PU.
SK SNI 03-6820-2002: Spesifikasi Agregat Halus untuk Pasangan Adukan dan Plesteran dengan Bahan Dasar Semen. Deprtemen Pekerjaan Umum Yayasan Badan Penerbit PU.
SK SNI 03-2834-2000: Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal. Departemen Pekerjaan Umum Yayasan Badan Penerbit PU. Sutrisno, A., & Widodo, S., 2013. Analisis
variasi kandungan semen terhadap kuat tekan beton ringan structural agregat pumice. Jurnal Teknik Sipil, Universitas Negeri Yogyakarta.
