View of POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON ABU SEKAM PADI SEBAGAI BAHAN PERKERASAN KAKU (RIGID PAVEMENT)

(1)

POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON ABU SEKAM PADI SEBAGAI BAHAN PERKERASAN KAKU (RIGID PAVEMENT)

Oleh :

Uu Saepudin, ST., MT.

ABSTRACT

Observations in the field that has the potential of rice husk ash is used as a mixture of concrete, this is due to reduce environmental pollution also can improve the quality of the product. But until now the use of rice husk ash as an added ingredient in the mix that can improve the permeability and porosity of the concrete still needs to be analyzed. The purpose of this study was to determine the effect of the addition of rice husk ash in concrete mix to the porosity and permeability of the concrete, and to investigate the addition of rice husk ash optimum porosity and permeability of concrete to a minimum. The method used in this study is an experimental method.

Based on the test results, the role of rice husk ash as filler space, adding impermeable concrete, all variations of the addition of rice husk ash produced less concrete porosity values. The smaller the value of concrete permeability so that the concrete more waterproof. The addition of rice husk ash optimum occurs in the addition of 30% by producing porosity and permeability values of 10.93% and a minimum of 2.098 x 10-7 m / sec.

Keywords: Porosity, Permeability, Rigid Pavement

PENDAHULUAN

Pembangunan dibidang struktur dewasa ini mengalami kemajuan yang sangat pesat, misalnya gedung, jembatan, jalan, tower, dan sebagainya. Beton merupakan salah satu pilihan sebagai bahan struktur dalam konstruksi bangunan. Beton diminati karena banyak memiliki kelebihan dibandingkan dengan bahan lainnya, antara lain harganya yang relatif murah, mempunyai kekuatan yang baik, bahan baku penyusun mudah didapat, tahan lama, tahan terhadap api, dan tidak mengalami pembusukan. Inovasi teknologi beton selalu dituntut guna menjawab tantangan akan kebutuhan beton yang dihasilkan diharapkan mempunyai kualitas tinggi meliputi kekuatan dan daya tahan tanpa mengabaikan nilai ekonomisnya.

(2)

sehingga butiran-butiran agregat saling terekat dengan kuat dan terbentuklah suatu masa yang kompak atau padat (Tjokrodimulyo, 1996).

Kondisi Indonesia yang berada di daerah tropis menyebabkan curah hujan, kelembaban, serta intensitas cahaya matahari yang tinggi. Kondisi ekstrim tersebut dapat menyebabkan potensi korosi tulangan baja pada beton sehingga mengakibatkan berkurangnya ikatan antara baja dan beton yang dapat mengakibatkan berkurangnya kekuatan struktur beton. Secara umum ketahanan beton akan bertambah bila permeabilitas berkurang. Penting untuk mempertimbangkan lingkungan dimana beton itu akan berada dengan memilih proporsi campuran yang dapat memastikan pemadatan sempurna pada faktor air semen yang sesuai.

Beton yang baik adalah beton dengan kekedapan yang tinggi. Kekedapan adalah tidak dapat dilewati air, sedangkan permeabilitas adalah kemudahan cairan atau gas untuk melewati beton (A.M. Neville & J.J. Brooks, 1987). Menurut L.J. Murdok dan K.M. Brooks (1991) beton tidak bisa kedap air secara sempurna. Beton dengan agregat normal, kekedapannya tergantung pada porositas pasta semen tetapi hubungan suatu faktor distribusi ukuran pori bukanlah suatu fungsi yang sederhana (A.M. Neville & J.J. Brooks, 1987).

Pasta semen yang mengeras memiliki struktur yang berpori (Tjokrodimulyo, 1996). Dengan adanya pori-pori tersebut akan berpengaruh terhadap rembesan dan permeabilitas air. Pada bangunan sipil yang memerlukan kekedapan yang tinggi, diperlukan beton yang memiliki koefesien permeabilitas yang kecil, sehingga akan melindungi tulangan yang ada pada beton dari reaksi perkaratan karena rembesan senyawa kimia yang terkandung dalam air dan komponen beton akan terhindar dari kerusakan.

Bahan tambah mineral saat ini banyak ditambahkan ke dalam campuran beton dengan berbagai tujuan, antara lain untuk mengurangi pemakaian semen, mengurangi temperatur akibat reaksi hidrasi atau menambah kelecakan pada beton. Mineral pembantu yang digunakan umumnya mempunyai sifat fozzolanik yaitu dapat bereaksi dengan kapur bebas yang dilepaskan semen pada proses hidrasi dan membentuk senyawa yang bersifat mengikat pada temperatur normal dengan adanya air. Material fozzolan dapat berupa material alam ataupun yang didapat dari sisa industri.

(3)

terkandung dalam air, dan komponen beton akan terhindar dari kerusakan karena bereaksi dengan sulfat yang terkandung dalam air. Untuk itu perlu adanya penelitian mengenai perbaikan sifatnya, salah satunya dengan menggunakan bahan tambah yang dapat memperbaiki sifat tersebut ( Krisbiyantoro, 2005). Bahan tambah tersebut diantaranya adalah abu sekam padi.

Hasil pengamatan dilapangan bahwa abu sekam padi mempunyai potensi digunakan sebagai bahan campuran beton, hal ini dikarenakan : (1) dapat mengurangi pencemaran lingkungan; (2) dapat meningkatkan mutu produk. Namun sampai saat ini penggunaan abu sekam padi sebagai bahan tambah dalam campuran yang dapat memperbaiki koefesien permeabilitas dan nilai porositas beton masih perlu dianalisis dalam penelitian ini.

Berdasarkan hal tersebut, maka perlu diteliti penggunaan abu sekam padi sebagai bahan tambah dalam campuran beton. Oleh karena itu, perlu dicari kadar yang paling optimum penggunaan abu sekam padi sebagai bahan tambah dalam campuran beton sehingga menghasilkan nilai porositas dan permeabilitas beton yang minimum.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan abu sekam padi pada campuran beton terhadap porositas dan permeabilitas beton, serta untuk mengetahui penambahan abu sekam padi yang optimum untuk porositas dan permeabilitas beton yang minimum.

TINJAUN PUSTAKA

Perkerasan Kaku (Rigid Pavement)

Perkerasan kaku merupakan jenis perkerasan lain disamping perkerasan lentur yang banyak digunakan, dan perpaduan keduanya (perkerasan komposit). Perkerasan kaku menggunakan pelat beton semen sebagai komponen struktur utamanya, atau dalam hal ini berbeda dengan perkerasan lentur yang umumnya menggunakan lapisan aspal beton sebagai lapis permukaan, dan kadang-kadang juga sebagai lapisan dibawahnya (Kosasih, 2004).

(4)

tulangan, yang terletak diatas pondasi bawah atau tanah dasar, tanpa atau dengan lapis permukaan beraspal.

Perencanaan perkerasan kaku berbeda dengan perkerasan lentur. Perkerasan lentur didasarkan pada analisis sistem lapisan, dengan pengertian beban kendaraan dipikul semua lapisan perkerasan sebagai satu kesatuan. Adapun perencanaan perkerasan kaku lebih didasarkan pada analisis struktural terhadap pelat beton yang dianggap memikul beban kendaraan melalui kelenturan (bending) yang tinggi dari pelat beton tersebut. Namun secara umum karena fungsi utamanya adalah untuk memikul beban lalu lintas secara aman dan nyaman selama umur rencana, maka diharapkan tidak terjadi kerusakan yang berarti. Untuk memenuhi fungsi tersebut maka perkerasan kaku harus :

Mampu mereduksi tegangan yang terjadi pada tanah dasar sebagi akibat beban lalu lintas sampai batas-batas yang masih mampu dipikul oleh tanah dasar tersebut, tanpa menimbulkan perbedaan lendutan/penurunan yang dapat merusak perkerasan sendiri. Direncanakan dan dibangun sedemikian rupa sehingga mampu mengatasi pengaruh

kembang-susut dan penurunan kekuatan tanah dasar, serta pengaruh cuaca dan kondisi lingkungan.

Beton

Beton merupakan campuran antara semen Portland, agregat halus, agregat kasar dan air dengan atau tanpa bahan campuran membentuk masa padat (SK SNI T- 15 – 1990 – 03). Dalam adukan beton, air dan semen membentuk pasta yang disebut pasta semen. Pasta semen ini selain mengisi pori-pori di antara butiran-butiran agregat halus dan agregat kasar, juga bersifat sebagai perekat atau pengikat dalam proses pengikatan sehingga butiran-butiran agregat saling terekat dengan kuat.

Kelebihan dan kekurangan beton (Tjokrodimulyo, 1996) adalah sebagai berikut :

a. Harga relatif murah karena menggunakan bahan-bahan lokal, kecuali semen porland yang harus didatangkan dari pabrik atau toko, pada daerah tertentu yang sulit mendapatkan pasir dan kerikil mungkin beton akan mahal.

b. Mempunyai kuat tekan yang tinggi serta sifat tahan korosi dan pembusukan oleh pengaruh lingkungan (panas dan kelembaban). Kadang-kadang diperoleh beton yang mempunyai kuat tekan yang sama dengan batu alami jika menggunakan bahan penambah kekuatan dan dikerjakan dengan baik.

c. Beton segar mudah diangkat dan dicetak sesuai keinginan. Untuk menghasilkan bentuk yang diinginkan cukup dengan membuat cetakan yang dapat dipakai berulangkali sehingga ekonomis.

(5)

e. Mudah dalam perawatan, beton segar dapat disemprotkan pada beton lama yang rusak atau dapat diisi ke dalam retakan beton tanpa harus menghancurkan bagian yang rusak. f. Beton segar dapat disalurkan dengan cara dipompakan sehingga memungkinkan untuk

pengecoran pada bagian-bagian bangunan yang sulit dijangkau dengan alat lainnya. g. Mempunyai sulfat tahan aus dan tahan terhadap panas sehingga biaya perawatan relatif

murah.

Selanjutnya dinyatakan bahwa kekurangan beton antara lain :

a. Beton mempunyai kuat tarik rendah sehingga mudah rusak, oleh karena itu harus diberi tulangan baja atau kasa.

b. Beton segar mengerut saat pengeringan dan beton keras mengembang saat basah sehingga dilatasi (Contruction joint) perlu dilakukan dengan arah panjang dan lebar untuk memberikan tempat pada sudut pengerasan dan pengembangan beton.

c. Beton keras menyusut dan mengembang bila terjadi perubahan suhu sehingga perlu dilatasi untuk mencegah terjadinya retakan-retakan pada permukaan atau badan beton. d. Beton sulit untuk kedap air, bila diinginkan untuk kedap air secara sempurna harus

dikerjakan dengan teliti.

e. Beton bersifat getas (tidak daktail) sehingga perlu dihitung dan diteliti dengan seksama agar setelah dikompositkan dengan baja tulangan menjadi daktail, terutama pada struktur tahan gempa.

Secara umum perencanaan campuran beton yang akan digunakan dalam pelaksanaan konstruksi harus memenuhi syarat (KardiyonoTjokrodimulyo, 1996), antara lain :

1. Syarat kekuatan

Kekuatan yang dicapai pada umur yang ditentukan (28 hari) harus memenuhi persyaratan yang ditentukan oleh perencana.

2. Syarat keawetan

Beton yang dihasilkan harus tahan terhadap pengaruh-pengaruh luar yang dapat merusak beton itu sendiri.

3. Syarat kemudahan pelaksanaan

Suatu rencana campuran beton harus memberikan workability yang cukup guna pengadukan, pengangkutan, pencetakan dan pemadatan tanpa mengurangi homogenisis beton.

4. Syarat ekonomis

Perencanaan campuran beton harus memberikan proporsi bahan-bahan pembentuk beton yang tepat, supaya tidak menimbulkan berlebihnya pemakaian bahan yang menyebabkan kurang ekonomisnya suatu campuran beton.

Permeabilitas Beton

(6)

pada beton itu sendiri. Permeabilitas dipengaruhi oleh porositas beton. Permeabilitas menjadi penting untuk diketahui karena beton selain berfungsi untuk menahan tegangan tekan, pada daerah tarik beton juga berfungsi untuk melindungi baja tulangan agar tidak kontak langsung dengan udara luar yang dapat menyebabkan reaksi oksidasi dan terjadinya korosi.

Faktor utama yang menentukan permeabilitas beton adalah faktor air semen dari campuran beton. Dengan faktor air semen yang tinggi dalam pembuatan beton berarti ada kelebihan air dalam campuran beton. Air ini berguna untuk menambah kelecakan beton sehingga mudah dicetak. Sedangkan air yang diperlukan untuk hidrasi adalah sangat sedikit sehingga sisanya akan menguap. Pada saat air menguap dan keluar dari beton maka akan timbul pori-pori yang saling berhubungan hingga mencapai permukaan beton. Pori-pori inilah yang akan menjadi jalan atau kanal bagi gas ataupun zat cair dari luar untuk masuk ke dalam beton. Semakin tinggi faktor air semen maka akan semakin banyak pula pori-pori yang saling berhubungan sehingga beton mempunyai permeabilitas yang tinggi. Karena itu agar beton dapat bertahan dengan waktu yang lama maka permeabilitas beton perlu diturunkan yaitu dengan menurunkan faktor air semen.

Porositas Beton

Porositas adalah besarnya persentase ruang-ruang kosong atau besarnya kadar pori yang terdapat pada beton dan merupakan salah satu faktor utama yang mempengaruhi kekuatan beton. Pori-pori beton biasanya berisi udara atau berisi air yang saling berhubungan dan dinamakan dengan kapiler beton. Kapiler beton akan tetap ada walaupun air yang digunakan telah menguap, sehingga kapiler ini akan mengurangi kepadatan beton yang dihasilkan. Dengan bertambahnya volume pori maka nilai porositas juga akan semakin meningkat dan hal ini memberikan pengaruh buruk terhadap kekuatan beton.

Selain itu porositas beton timbul karena pori atau rongga yang ada di dalam butiran agregat yang terbentuk oleh adanya udara yang terjebak dalam butiran ketika pembentukan atau dekomposisi mineral. Agregat yang menempati kurang lebih 70-75% dari volume beton akan sangat berpengaruh terhadap porositas beton akibat porositas yang dimiliki oleh agregat sendiri. Gradasi atau ukuran butiran yang dimiliki oleh agregat juga berpengaruh terhadap nilai porositas beton karena dengan ukuran yang seragam, maka porositas akan semakin besar. Sedangkan ukuran yang tidak seragam porositas beton justru berkurang. Hal ini dikarenakan butiran yang kecil dapat menempati ruangan atau pori diantara butiran yang lebih besar sehingga porositas beton menjadi kecil.

METODOLOGI PENELITIAN Metode

(7)

(8)

Diagram Alir Penelitian

(9)

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Hasil Uji Permeabilitas Beton

Berdasarkan SK SNI S-36-1990-03 yang dimaksud dengan beton kedap air adalah beton yang tidak tembus air dan harus memenuhi ketentuan minimum beton kedap air agresif, bila diuji dengan tekanan air, maka tembusnya air ke dalam beton tidak melebihi batas sebagai berikut : (1). Agresif sedang adalah 50 mm dan (2) Agresif kuat adalah 40 mm.

Tabel 2. Hasil Pengujian Penetrasi

No Abu Sekam padi

Air dalam selang Penurunan

air setelah 1

Hasil perhtitungan koefesien permeabilitas beton dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 3 Hasil Perhitungan Koefesien Permeabilitas

No Abu Sekam

padi

A dQ Koefesien Permeabilitas

(m/dt)

( cm2) (m3) k=(I/A)(dQ/dt)(L/dh)

1

0%

0,00049 6,1544E-08 8,130E-07

2 0,00071 2,0096E-08 2,765E-07

3 0,00031 1,1304E-08 3,500E-07

Rata-rata 4,79860E-07

1

10%

0,00071 4,5216E-08 4,148E-07

2 0,00071 4,5216E-08 4,978E-07

3 0,00031 5,0240E-09 2,074E-07

1

20%

0,00159 2,0096E-08 8,194E-08

2 0,00126 3,1400E-08 1,215E-07

3 0,00071 6,1544E-08 5,646E-07

1

30%

0,00071 1,1304E-08 1,556E-07

2 0,00049 2,0096E-08 3,186E-07

3 0,00071 1,1304E-08 1,556E-07

(10)

Berdasarkan Tabel 3. diperoleh grafik hubungan antara penambahan abu sekam padi dengan koefesien permeabilitas beton seperti ditunjukan pada Gambar 2. Di bawah ini.

Gambar 2. Grafik Hubungan antara Penambahan Abu Sekam Padi dengan Koefesien Permeabilitas

Berdasarkan Gambar 2. di atas menunjukan hubungan antara kadar abu sekam padi dengan permeabilitas beton. Penambahan kadar abu sekam padi semakin besar maka nilai permeabilitas beton semakin kecil, hal ini membuktikan bahwa makin tinggi kadar abu sekam padi maka beton tersebut makin kedap air, sehingga abu sekam padi sangat tepat digunakan sebagai bahan campuran beton untuk perkerasan kaku.

Berdasarkan SK SNI S-36-1990-03, yang dimaksud dengan beton kedap air adalah beton yang tidak tembus air dan harus memenuhi ketentuan minimum beton kedap air agresif, bila diuji dengan tekanan air, maka tembusnya air ke dalam beton tidak melampaui batas yang telah ditetapkan yaitu untuk agresif sedang adalah 50 mm dan untuk agresif kuat adalah 40 mm.

Tabel 4. Hasil Analisis Pengujian Penetrasi Kadar Abu

Sekam Padi

Kedalaman Penetrasi

Syarat SK SNI S-36-1990-03 Syarat Agersif Kuat

(40 mm)

Syarat Agresif Sedang (50 mm)

0% 23,33 Memenuhi Syarat Memenuhi Syarat

Berdasarkan Tabel 4. dapat diketahui bahwa nilai rata-rata penetrasi air ke dalam beton untuk setiap variasi mutu beton memenuhi syarat sebagai beton kedap air, baik sebagai beton kedap air untuk agresif kuat (40 mm) maupun sebagai beton kedap air untuk agresif

y = ‐2.45x + 2.009

(11)

sedang (50 mm). Berdasarkan hasil perhitungan, maka hasil analisis koefesien permeabilitas beton seperti ditunjukan dalam Tabel 5. di bawah ini.

Tabel 5. Hasil Analisis Koefesien Permeabilitas Kadar Abu

Sekam Padi

Koefesien Permeabilitas (M/det)

Syarat ACI 301-729 (Revisi 1975) 1,5 . 10-11 m/det

0% 4,79860E-07 Tidak memenuhi syarat

Berdasarkan ACI 301-729 (revisi 1975) (Neville dan Brooks, 1987) nilai koefesien permeabilitas maksimum yang disyaratkan sebasar 1,5 . 10-11 m/det. Dari hasil perhitungan terlihat bahwa keseluruhan nilai koefesien permeabilitas beton tersebut tidak memenuhi syarat ACI 301-729.

Hasil Uji Porositas Beton

Pengujian porositas ini dilakukan terhadap beton setelah benda uji berumur 28 hari. pengujian benda uji berupa kubus berdimensi 50x50x50 mm untuk setiap variasi penambahan abu sekam padi. Berdasarkan pengujian pada tiap variasi beton diperoleh nilai porositas yang disajikan dalam Tabel 6. di bawah ini.

Tabel 6. Hasil Pengujian Porositas

No Abu Sekam

(12)

padi akan menambah kekedapan. Untuk mengetahui pengaruh penambahan abu sekam padi terhadap nilai porositas beton dapat dilihat pada Gambar 3. bawah ini.

Gambar 3. Grafik Hubungan antara Penambahan Abu Sekam Padi dengan Porositas Beton

Berdasarkan penelitian tersebut dapat diketahui bahwa abu sekam padi selain sebagai bahan pengikat alternatif juga dapat menjadi bahan pengisi (filler). Setelah terjadinya proses hidrasi dimana air semen telah kering maka akan menimbulkan pori-pori pada beton, maka dengan penambahan abu sekam padi akan menjadi bahan pengisi (Filler) yang mengakibatkan serapan air menjadi berkurang dan porositasnya menjadi kecil sehingga abu sekam padi sangat tepat digunakan sebagai bahan campuran beton untuk perkerasan kaku.

Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Penambahan abu sekam padi berpengaruh terhadap porositas dan permeabilitas beton, abu sekam padi berperan sebagai pengisi ruang kosong sehingga menambah kekedapan beton.

2. Nilai porositas dan permeabilitas beton yang minimum terjadi pada penambahan abu sekam padi sebesar 30% dengan menghasilkan nilai porositas dan permeabilitas sebesar 10,93 % dan 2,098 x 10-7 m/det.

Saran

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang variasi penambahan abu sekam padi yang berbeda sehingga dihasilkan kadar penggunaan abu sekam padi yang optimum.

y = -24.08x + 17.85 R² = 0.975

0 5 10 15 20

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35%

Porosit

a

s (%

)

(13)

Daftar Pustaka

Anonim, 1997,”Struktur Beton”, Badan Penerbit Universitas Semarang

Anonim, 1971, “ Peraturan Beton Bertulang Indonesia”, Departemen Pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik Direktorat Jendral Ciptakarya Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung.

Anonim, 1982, “Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia (PUBI 1982)”, Pusat Penelitian dan Pengembangan Pemukiman, Badan Penelitian dan Pengembangan PU, Bandung.

Brown, MD. Smith, CA. Seller, JG. Folliard, KJ & Breen, JE.”Use of Alternatives Materials to Reduce Shrinkage Cracking in Bridge Decks” ACI Material Journal, Vol 104, 2007 pp 629-637

Cable, J.K., F.S. Fanous, H. Ceylan, D. Wood, D. Frentress, T. Tabbert, S.-Y. Oh, and K. Gopalakrishnan. 2005. “Design and Construction Procedures for Concrete Overlay and Widening of Existing Pavements”. IHRB Project TR-511. Ames, IA: Iowa State University.

Chu Kia Wang, Charles G Salmon, Binsar Hariandja, 1990,” Desain Beton Bertulang”, Jilid I Erlangga edisi ke 4, Jakarta

Cusson, D. and Mailvaganam, N. (1996), “Durability of Repair Materials”, Concrete International, 18(3), pp 34-38

Dipohusodo Istimawan, 1996,”Struktur Beton Bertulang”, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta Delatte, N., S. Chen, J. Davidson, A. Sehdev, N. Amer, and M. Endfinger. 2001. “Design

and Quality Control of Concrete Overlays”. UTCA Report 01220. Tuscaloosa, AL: University Transportation Center for Alabama.

Tjokrodimulyo Kardiyono, 1996,”Teknologi Beton”, NAFIRI Yogyakata.

Riwayat Penulis :