Variasi Komposisi Blowing Agent terhadap Kekuatan Material
Beton Ringan ( Concrete Matrix ) Yang diperkuat Serat Tandan Kosong
Kelapa Sawit (TKKS) Akibat Beban Statik
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik.
Sony Arapen Sembiring
NIM. 080401080
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
VARIASI KOMPOSISI BLOWING AGENT TERHADAP KEKUATAN MATERIAL
BETON RINGAN ( CONCRETE MATRIX COMPOSITE ) YANG DI PERKUAT SERAT
TKKS AKIBAT BEBAN STATIK.
Telah disetujui Seminar pada :
Periode 648,Hari/Tanggal : Rabu 28 Agustus 2013-10-17
Di setujui oleh Dosen Pembimbing
VARIASI KOMPOSISI BLOWING AGENT TERHADAP KEKUATAN MATERIAL
BETON RINGAN ( CONCRETE MATRIX COMPOSITE ) YANG DI PERKUAT SERAT
TKKS AKIBAT BEBAN STATIK.
Telah disetujui Seminar pada :
Periode 648,Hari/Tanggal : Rabu 28 Agustus 2013-10-17
Di setujui oleh
Dosen Pembanding I Dosen Pembanding II
VARIASI KOMPOSISI BLOWING AGENT TERHADAP KEKUATAN MATERIAL
BETON RINGAN ( CONCRETE MATRIX COMPOSITE ) YANG DI PERKUAT SERAT
TKKS AKIBAT BEBAN STATIK.
Telah disetujui Seminar pada :
Periode 648,Hari/Tanggal : Rabu 28 Agustus 2013-10-17
Di setujui oleh
Dosen Pembanding I Dosen Pembanding II
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
Sub. Program studi : Konversi energi/Teknik produksi
Bidang Tugas : Perancangan Die
Judul Tugas : VARIASI KOMPOSISI BLOWING AGENT
TERHADAP KEKUATAN MATERIAL BETON
RINGAN ( CONCRETE FOAM ) YANG DIPERKUAT SERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT AKIBAT BEBAN STATIK
Diberikantanggal : 10 Desember 2012 Selesaitanggal :
Dosen pembimbing : Prof.Dr.Ir.Bustami Nama MHS: Sony Arapen sembiring
NIM : 080401080
NO Tanggal KEGIATAN ASISTENSI BIMBINGAN
TANDA TANGAN DOSEN
1 10 Desember 2012 Pengajuan Tugas skripsi 2 14 Desember 2012 Melakukan studi literature 3 17 Desember 2012 Pembuatan material concrete foam 4 18 Februari 2013 Pengujian material concrete foam 5 19 Februari 2013 Pengambilan data di lab IFRC 6 23 Februari 2013 Asistensi laporan dan data 7 24 Februari 2013 Asistensi BAB I dan II 8 26 Februari 2013 Asistensi perbaikan BAB II 9 04 Maret 2013 Asistensi BAB III
10 14 Maret 2013 Asistensi perbaikan BAB III 11 23 Maret 2013 Asistensi BAB IV
12 28 Maret 2013 Asistensi perbaikan BAB IV 13 4 April 2013 Asistensi BAB V
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia
dan rahmat-Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis, sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk dapat lulus menjadi Sarjana Teknik di
Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul
skripsi yang dipilih, diambil dari mata kuliah Material Teknik Komposit, yaitu VARIASI
KOMPOSISI BLOWING AGENT TERHADAP KEKUATAN MATERIAL
CONCRETE FOAM YANG DIPERKUAT SERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) AKIBAT BEBAN STATIK.
Dalam penulisan skripsi ini, penulis telah berupaya dengan segala kemampuan dalam
melakukan pembahasan dan penyajian, baik dengan disiplin ilmu yang diperoleh selama
mengikuti masa study dengan menggunakan literatur, maupun bimbingan dan arahan dari
Bapak Prof.Dr.Ir.Bustami Syam,MSME sebagai Dosen Pembimbing.
Pada kesempatan ini, penulis tidak lupa menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada :
1. Kedua orang tua tercinta Ir.Detny Sembiring dan Dra.Junita Ginting yang telah
memberikan segala dukungan moril dan materil, kepada mamak tua dan paktua, biktua
dan paktua,paktengah dan biktengah,juga kepada adik saya Bias kaliswa,isa
rimenda,patricia ameta dan priscilla agina yang telah memberi semangat sehingga
penulis dapat menyelesaikan skripsi ini .
2. Bapak Prof.Dr.Ir.Bustami Syam,MSME selaku dosen pembimbing yang telah banyak
meluangkan waktunya dan dengan sabar membimbing penulis hingga skripsi ini dapat
terselesaikan.
3. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri dan Bapak Ir.Syahril Gultom,MT selaku Ketua
dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik USU.
4. Bapak Nuzuli,yusuf,Zulfikar dan semua tim riset IFRC yang telah membantu dan
sebagai tempat diskusi.
5. Bapak/ibu staff pengajar Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik USU yang telah
memberikan pengetahuan kepada penulis hingga akhir studi dan seluruh pegawai
6. Andreas Gorga Siregar yang telah membantu menyelesaikan skripsi.
7. Seluruh kawan-kawan Tim Horas USU di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik
Universitas Sumatra Utara.
8. Semua teman-teman stambuk 2008 buat kebersamaan nya selama ini,dan menemani
penulis selama mengikuti studi dan menyusun skripsi ini serta semua pihak yang telah
membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini terutama Jona Surbakti,Petsu
Manurung dan semuanya yang tidak dapat disebutkan satu persatu namanya, terima
kasih atas kerja samanya dan perjuangannya selama ini.
Penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun demi
penyempurnaan skripsi ini dimasa mendatang.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan berharap semoga skripsi ini
berguna bagi kita semua.
Medan,
Penulis,
Sony Arapen Sembiring
Abstrak
Komposit diperkuat serat adalah material non-logam yang mempunyai banyak
keuntungan karena sifat fisis dan mekanis yang baik. Salah satu sifat yang dominan adalah
memiliki berat jenis yang ringan dan relatif kuat. Pemakaian blowing agent membuat
material ini menjadi lebih ringan lagi. Material yang dibentuk dikenal dengan istilah material
komposit polymeric foam (PF). Sebagai penguat penelitian ini menggunakan serat alam yang
didapat dari pengolahan serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS). Hasilnya, untuk parking
bumper diperoleh gaya tekan maksimum sebesar 2754,35 N. Untuk uji tekan statik diperoleh
massa jenis adalah 0,6.10-6 kg/mm3, kekuatan tekan sebesar 2,1004 MPa, modulus
elastisitas sebesar 9,658 MPa. Sedangkan untuk brazilian test adalah massa jenis adalah
0,6.10-6 kg/mm3, kekuatan tekan sebesar 0,542 MPa, modulus elastisitas sebesar 0,75 MPa.
Dan jenis kegagalan yang terjadi pada spesimen uji tekan statik adalah kegagalan geser
dengan arah sudut patah atau retak 450 pada arah beban, yang ditandai dengan adanya
daerah lipatan pada permukaan spesimen. Sedangkan jenis kegagalan yang terjadi pada
spesimen brazilian test adalah gagal dengan cara patah rapuh, yang ditandai dengan laju
retak yang cepat tanpa adanya tanda tanda deformasi awal dan tidak adanya deformasi pada
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN ... ....i
SPESIFIKASI TUGAS. ... .. ii
LEMBAR ASISTENSI ... ..iii
KATA PENGANTAR ... ..iv
ABSTRAK. ... .. v
DAFTAR ISI... .vii
DAFTAR GAMBAR ... .. x
DAFTAR TABEL ... ..xii
DAFTAR NOTASI ... .xiii
BAB 1 PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan dan Batasan Masalah ... 3
1.3 Tujuan Penelitian ... 5
1.3.1 Tujuan umum ... 5
1.3.2 Tujuan Khusus ... 5
1.4 Manfaat Penelitian. ... 5
1.5 Sistematika Penulisan ... 6
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA... 7
2.1 Pendahuluan ... 7
2.1.1 Beton ringan ... 10
2.2 Polimer ... 14
2.2.1 Klasifikasi polimer ... 16
2.3.1 Klasifikasi polyurethan ... 26
2.6.4. Persamaan Tegangan-Regangan. ... 36
DAFTAR PUSTAKA ... . 63
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1. Berbagai bentuk produk beton ringan ... 4
Gambar 2.1. Struktur Polimer. ... 14
Gambar 2.2. Gabungan Mikroskopis fasa fasa pembentuk komposit ... 27
Gambar 2.3. Hubungan umur dan kuat tekan pada unsur unsur semen ... 32
Gambar 2.4. Uji tekan materil. ... 32
Gambar 2.5. Uji tekan statik brazilian. ... 33
Gambar 2.6. Pengujian beban tekan pada batang spesimen ... 34
Gambar 2.7. Pengujian brazilian pada specimen ... 36
Gambar 2.8. Kurva tegangan-regangan ... 36
Gambar 2.9. Grafik tegangan terhadap regangan beton ... 40
Gambar 3.1. Alat pengaduk ... 42
Gambar 3.2. Mesin penghalus serat ... 42
Gambar 3.3. Gelas plastik ... 43
Gambar 3.4 Timbangan digital ... 44
Gambar 3.5. Oli pelumas ... 44
Gambar 3.6 . Kuas ... 45
Gambar 3.7. Gunting... 45
Gambar 3.8. Ayakan ... 45
Gambar 3.9. Cetakan ... 46
Gambar 3.10 Ember ... 46
Gambar 3.11 Servopulser ... 47
Gambar 3.12 Persiapan serat TKKS ... 47
Gambar 3.14 Semen ... 48
Gambar 3.15 Pasir ... 49
Gambar 3.16. NaOh ... 49
Gambar 3.17. Air ... 49
Gambar 3.18. Proses pembuatan concrete matrix compositte ... 50
Gambar 3.19. Spesimen Uji ... 48
Gambar 4.1. Cetakan I.. ... 54
Gambar 4.2 . Grafik Tegangan Terhadap Regangan K1 ... 57
Gambar 4.3. Grafik Tegangan Terhadap Regangan K2 ... 58
Gambar 4.4. Grafik Tegangan Terhadap Regangan K3 ... 58
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1.Bahan penyusun tandan kosong kelapa sawit ... .29
Tabel 3.1. Lokasi dan aktifitas penelitian . ... .41
Tabel 3.2.Spesifikasi mesin penghalus serat ... .43
Tabel 3.3.Material-material penelitian. ... .51
Tabel 3.4 Komposisi material beton ringan yang diperkuat serat TKKS ... .52
Tabel 4.1 Komposisi Material ... 55
Tabel 4.2 Berat jenis (ρ) tiap komposisi ... 56
Tabel 4.3 Hasil pengujian tarik ... 60
Tabel 2.1.Bahan penyusun tandan kosong kelapa sawit ... .29
Tabel 3.1. Lokasi dan aktifitas penelitian . ... .41
Tabel 3.2.Spesifikasi mesin penghalus serat ... .43
Tabel 3.3.Material-material penelitian. ... .51
Tabel 3.4 Komposisi material beton ringan yang diperkuat serat TKKS ... .52
Tabel 4.1 Komposisi Material ... 55
Tabel 4.2 Berat jenis (ρ) tiap komposisi ... 56
DAFTAR NOTASI
Simbol Nama Keterangan Satuan
A - luas penampang mm2
m - massa kg
ρ rho massa jenis kg/mm3
E - modulus elastisitas N/mm2
σ sigma tegangan N/mm2
F - gaya N
L - panjang mm
ε ebsilon penguluran %
t - waktu s
Abstrak
Komposit diperkuat serat adalah material non-logam yang mempunyai banyak
keuntungan karena sifat fisis dan mekanis yang baik. Salah satu sifat yang dominan adalah
memiliki berat jenis yang ringan dan relatif kuat. Pemakaian blowing agent membuat
material ini menjadi lebih ringan lagi. Material yang dibentuk dikenal dengan istilah material
komposit polymeric foam (PF). Sebagai penguat penelitian ini menggunakan serat alam yang
didapat dari pengolahan serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS). Hasilnya, untuk parking
bumper diperoleh gaya tekan maksimum sebesar 2754,35 N. Untuk uji tekan statik diperoleh
massa jenis adalah 0,6.10-6 kg/mm3, kekuatan tekan sebesar 2,1004 MPa, modulus
elastisitas sebesar 9,658 MPa. Sedangkan untuk brazilian test adalah massa jenis adalah
0,6.10-6 kg/mm3, kekuatan tekan sebesar 0,542 MPa, modulus elastisitas sebesar 0,75 MPa.
Dan jenis kegagalan yang terjadi pada spesimen uji tekan statik adalah kegagalan geser
dengan arah sudut patah atau retak 450 pada arah beban, yang ditandai dengan adanya
daerah lipatan pada permukaan spesimen. Sedangkan jenis kegagalan yang terjadi pada
spesimen brazilian test adalah gagal dengan cara patah rapuh, yang ditandai dengan laju
retak yang cepat tanpa adanya tanda tanda deformasi awal dan tidak adanya deformasi pada
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Beton 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 [1].
Beton merupakan bahan bangunan yang sangat populer digunakan dalam dunia jasa
konstruksi karena beton mudah di bentuk dan tidak akan berubah bentuk apabila telah
mencapai waktu tertentu. Penelitian tentang beton sudah banyak dilakukan dan akan terus
berlanjut sebagai upaya menjawab tuntutan perkembangan zaman dan kondisi lingkungan.
Diketahui bahwa kekuatan beton banyak dipengaruhi oleh bahan pembentuknya (air, semen
dan agregat) sehingga kontrol kualitas dari bahan-bahan tersebut harus diperhatikan dengan
seksama agar diperoleh beton sesuai dengan yang diinginkan.
Sejalan dengan berkembangnya ilmu konstruksi beton, telah ditemukan banyak
cara/metode dalam pembuatan beton. Saat ini, pembuatan konstruksi beton ringan semakin
meningkat karena penggunaan beton ringan merupakan material yang aman dan ekonomis.
Metode-metode yang sering digunakan dalam pembuatan beton ringan adalah dengan
memasukkan blowing agent kedalam campuran air, pasir dan semen [2]. Pembentukan
pori-pori pada beton membuat beton tersebut menjadi ringan karena berkurangnya jumlah material
yang digunakan tanpa mengurangi kekuatannya. Selain menambahkan agen busa ke dalam
campuran beton, penambahan agregat ringan seperti fly ash [3], serbuk gergaji [4], abu sekam
padi [5], Styrofoam [6], dan batu apung [7] juga dapat mengurangi berat jenis beton tersebut.
Indonesia merupakan produsen kelapa sawit (crude palm oil/CPO) terbesar di dunia,
hal ini ditandai dengan semakin meningkatnya jumlah luas perkebunan-perkebunan baru.
Menurut data Ditjen Perkebunan Kementerian Pertanian (Kementan) menyebutkan, luas areal
lahan kelapa sawit di Indonesia pada 2011 mencapai 8.908.000 hektare, sementara di 2012
angka sementara mencapai 9.271.000 hektare, padahal target Kementan hanya 8.557.000
hektare. Itu berarti, luas lahan sawit Indonesia saat ini telah meningkat dibanding 2011 dan
melebihi target Renstra Kementan [8].
Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) merupakan limbah Pabrik Kelapa Sawit (PKS)
berat basah pertahun. PT Perkebunan Nusantara II (PTPN II) menghasilkan limbah TKKS
sebanyak 1350 ton pertahun [4]. Pada umumnya material ini dimanfaatkan sebagai pupuk
organik dilahan perkebunan dengan cara dibakar atau dibuang kembali kelahan tersebut dan
dibiarkan mengalami proses fermentasi secara alami [8].
Pengolahan limbah TKKS dewasa ini mulai diteliti kegunaannya, sehingga nilai
ekonomis dari material limbah tersebut dapat dinaikkan dan sekaligus dapat memberi solusi
atas penanganan produk limbah yang sebelumnya terbuang sia-sia. Sebagai contoh
pemanfaatan TKKS ini dibidang teknologi diantaranya ialah pembuatan papan partikel ,
parking bumper [11], kerucut lalu lintas [12], helmet sepeda [13], dan bahan baku kertas
sehingga masih terbuka kemungkinan serat TKKS ini diolah ke bentuk material/struktur
lainnya yang mempunyai nilai ekonomis tinggi. Salah satu bentuk strukturnya adalah struktur
beton.
Serat TKKS dimasukkan kedalam campuran agregat beton dan blowing agent, menghasilkan
material bahan komposit beton ringan yang selanjutnya dibentuk menjadi struktur bata
ringan. Selama ini struktur tersebut banyak terbuat dari material semen beton (concrete) yang
ditambah dengan blowing agent.
Ukuran TKKS yang dipakai berkisar antara 0,1 s.d. 0,8 mm yang dicampurkan ke
dalam campuran semen, pasir, air dan material pembentuk rongga (blowing agent, BA). Hasil
yang diharapkan ialah material komposit beton ringan berongga dengan berat produk relatif
lebih ringan dan sifat mekanis yang lebih baik dibandingkan dengan bentuk komposit polimer
padat.
Sesuai hasil penelitian, belum ada penelitian yang berkenaan dengan perilaku
mekanik statik dan dinamik pada struktur concrete foam yang dibuat dari campuran beton
dan blowing agent yang dicampur dengan serat TKKS. Sehingga dalam penelitian ini, penulis
sudah melakukan penelitian awal terhadap material ini.
1.2. Rumusan Masalah.
Beton ringan adalah beton yang memiliki berat jenis (density) yang lebih ringan dari
pada beton pada umumnya. Pembuatan beton ringan dapat dengan berbagai cara, antara lain
dengan menggunakan agregat ringan (fly ash, batu apung, expanded polystyrene, Styrofoam,
dll), campuran antara semen; silika; pozollan; dll (aerated concrete) atau semen dengan cairan
Berat beton ringan dapat diatur sesuai kebutuhan. Pada umumnya berat beton ringan
berkisar antara 600 – 1600 kg/m3. Karena itu keunggulan utama beton ringan adalah pada
beratnya, sehingga apabila digunakan pada bangunan tinggi (high rise building) akan dapat
mengurangi berat bangunan tersebut secara signifikan, yang selanjutnya berdampak kepada
perhitungan pondasi. Keuntungan lain dari beton ringan antara lain:
1 Memiliki nilai tahanan panas (thermal insulation) yang baik
2 Memiliki tahanan suara (peredaman) yang baik
3 Tahan api (fire resistant)
4 Transportasi mudah
5 Dapat mengurangi kebutuhan bekisting (formwok) dan perancah (scaffolding).
Berdasarkan berbagai kelebihannya tersebut, saat ini beton ringan banyak diaplikasi
dalam berbagai bentuk struktur seperti diperlihatkan pada gambar 1.1
(a) (b) (c)
Gambar 1.1 Berbagai bentuk produk beton ringan. (a) bata/blok,(b) panel dan (c)
bentuk khusus
Kelemahan beton ringan adalah nilai kuat tekannya (compressive strength) terbatas,
sehingga sangat tidak dianjurkan penggunaan untuk perkuatan (struktural).
Pengembangan bahan campuran untuk membuat beton ringan sudah banyak
dilakukan seperti yang disebutkan sebelumnya. Pada tulisan ini, peneliti ingin membuat
struktur beton ringan bentuk bata/blok yang dicampur dengan bahan polyurethane dan limbah
TKKS. TKKS merupakan limbah akhir dari pengolahan biji kelapa sawit yang masih kurang
pupuk alam dan atau dibakar untuk menghasilkan abu gosok. Sehingga perlu dikaji kembali
pemanfaatan limbah TKKS ini menjadi salah satu bahan campuran beton ringan untuk
meningkatkan daya guna yang lebih baik.
Komposisi material bahan beton ringan diambil berdasarkan fraksi berat material
penyusun dari masing-masing material pendukungnya dengan variasi terhadap semen, pasir,
air, blowing agent dan serat TKKS. Variasi tersebut untuk membentuk material beton ringan
yang mempunyai kekuatan yang lebih baik, ekonomis, serta dapat mengurangi berat akhir
produk yang dihasilkan.
Untuk mengetahui kekuatan dan respon dari beton ringan tersebut, tentunya perlu
diadakan pengujian lebih lanjut. Adapun metode pengujian yang akan dilakukan adalah uji
tekan statik yang kemudian disimulasikan dengan program software Komputer. Simulasi
numerik yang dimaksud adalah untuk mendapatkan distribusi tegangan dan regangan
sebagai respon dari struktur beton ringan yang diperkuat serat TKKS akibat beban tekan
statik.
1.3. Tujuan Penelitian
1.3.1. Tujuan Umum
Sesuai uraian latar belakang dan rumusan masalah pada pendahuluan maka tujuan
umum dari penelitian ini adalah Variasi Komposisi Blowing Agent terhadap Kekuatan
Material ( concrete matrix composite) yang di perkuat serat Tandan Kosong Kelapa Sawit
(TKKS) Akibat Beban Statik.
1.3.2. Tujuan Khusus
Adapun tujuan khusus penelitian ini adalah:
1. Untuk mendapatkan komposisi blowing agent terbaik sehingga menghasilkan
Concrete Composite foam yang ringan dan kuat.
2. Untuk mendapatkan tegangan dan regangan struktur Concrete Composite foam
yang dicampur serat TKKS akibat beban tekan statik
1.4. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah untuk mengetahui respon beton ringan yang dicampur
Dengan mengetahui respon secara simulasi tentunya kita dapat mengetahui distribusi dan
konsentrasi tegangan pada bagian produk beton ringan guna mendesain produk yang lebih
baik sebelum produk diproduksi secara massal.
1.5 SISTEMATIKA PENULISAN
Laporan ini adalah buku skripsi yang terdiri atas beberapa bab, yaitu:
1. BAB I : Pendahuluan yang meliputi latar belakang penulisan,
maksud dan tujuan penulisan, batasan masalah,
metodologi penelitian, keluaran skripsi serta sistematika penulisan.
2. BAB II Tinjauan pustaka yang berisi teori dasar turbin air, turbin
pelton dan generator
3. BAB III Metodologi dan alat penelitian berisi sistematika atau
alur proses pengujian dilakukan
4. BAB IV : Hasil pengujian dan analisa.
5. BAB V : Kesimpulan dan saran.
6. DAFTAR PUSTAKA
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pendahuluan
Beton adalah batuan buatan yang terjadi sebagai hasil pengerasan suatu campuran
tertentu dari semen, air dan agregat (batu pecah, kerikil, dan pasir). Beton adalah material
utama yang digunakan dalam pembuatan bangunan. Beton terdiri dari pasta, agregat dan
admixture. Dalam membuat suatu beton dengan mutu tertentu perlu ditentukan jumlah pasta
dan agregat yang sesuai. Pasta adalah campuran semen dan air yang digunakan untuk
merekatkan agregat-agregat dalam beton. Jumlah pasta pada pembuatan beton sekitar 30-40%
dari volume dan berat total beton. Sedangkan jumlah agregat sebesar 60-70%.
Dalam suatu proses pembuatan beton, yang perlu diperhatikan ada kekuatan,
keekonomisan, dan durabilitas bahan dari beton tersebut. Durabilitas adalah daya tahan suatu
bahan terhadap beban yang akan diterimanya. Pembuatan beton melalui proses perhitungan
kadar air,jumlah semen dan jumlah agregat yang diperlukan. Setelah proses perhitungan,
akan dilakukan proses pembuatan beton dengan bahan-bahan yang telah dihitung. Setelah
beton terbentuk, dilakukanlah proses perawatan selama 28 hari. Pada hari ke 28, kualitas
beton hanya memenuhi 70% dari kondisi normalnya. Proses perawatan beton diusahakan agar
temperatur ruang perawatan jangan terlalu dingin, juga beton diusahakan jangan terlalu
kering karena akan menyebabkan getas.
Bahan Pembuat Beton Semen dan Air Semen merupakan bubuk kering yang berupa
partikel-pertikel halus. Dalam pembuatan beton, semen akan dicampur air untuk membentuk
pasta. Semen memiliki beberapa tipe yaitu tipe I, II, III, IV dan V. Tipe-tipe semen tersebut
diurutkan berdasarkan kekuatan awalnya dalam merekatkan suatu bangunan yang dibentuk.
Semen yang digunakan dalam pembutan beton adalah semen hidrolik. Semen hidrolik adalah
jenis semen yang bereaksi dengan air dan membentuk suatu batuan massa. Semen hidrolik
juga terdiri dari beberapa jenis, seperti semen semen portland, semen portland abu terbang,
semen portland putih, dll. Semen portland terbuat dari campuran kalsium, silika, alumunium
dan oksida besi. Pada penggunaannya di lapangan, bahan-bahan semen Portland dibuat atau
Semen portland abu terbang yang merupakan hasil pemanfaatan kembali dari produksi
pembakaran gas. Air juga sangat dibutuhkan dalam pembuatan beton, karena air dapat
mempercepat proses kimiawi pada beton.Sehingga dapat memudahkan pengerjaan. Pada
reaksi kimia beton, hanya 1/3 bagian air yang diperlukan untuk reaksi. Air bermanfaat dalam
mencegah penyusutan plastis, tapi dapat merendahkan permeabilitas dan kekuatan beton.
Dalam pembuatan beton, semen akan dicampur air untuk membentuk pasta. Fungsi dari pasta
ini adalah untuk merekatkan agregat sehingga tidak mudah goyah. Selain itu, semen juga
berfungsi dalam mengeraskan dan membentuk beton agar padat. Proporsi dari kedua
campuran semen dan air menentukan sifat-sifat dari beton yang dibentuk.
Agregat merupakan pengisi beton yang digunakan untuk membuat volume stabil. Selain
itu, sifat mekanik dan fisik dari agregat sangat berpengaruh tehadap sifat-sifat beton yang
dihasilkan, seperti kuat tekan, kekuatan, durabilitas, berat, dll. Kegunaan agregat pada beton
adalah: menghasilkan beton yang murah,menimbulkan volume beton yang stabil,mencegah
abrasi jika beton digunakan pada bangunan laut.
Agregat alami dapat diperoleh dari proses pelapukan dan abrasi serta pemecahan pada
batuan induk yang lebih besar. Agregat yang baik untuk digunakan adalah agregat yang
menyerupai bentuk kubus atau bundar, bersih, keras, kuat, bergradasi baik dan stabil secara
kimiawi. Admixture dan Additif Admixture atau zat tambahan lainnya adalah bahan yang
tidak harus dipakai dalam pembuatan beton karena dipakai hanya jika ingin mendapatkan
suatu jenis beton yang membutuhkan bahan,selain semen dan agregat. Contoh-contoh zat
admixture super-plasticizer digunakan untuk mengurangi jumlah campuran air, pembentuk
gelembung udara : meninggikan sifat kedap air, retarder: memperlambat pengerasan,
memperpanjang waktu pengerjaan.[15]
Sifat dan karakter mekanik beton secara umum
1 Beton sangat baik menahan gaya tekan (high compressive strength), tetapi tidak
begitu pada gaya tarik (low tensile strength), bahkan kekuatan gaya tarik beton hanya
sekitar 10% dari kekuatan gaya tekannya.
2 Beton tidak mampu menahan gaya tegangan (tension) yang tinggi, karena
elastisitasnya yang lebih rendah dari beton.
Dalam keadaan yang mengeras, beton bagaikan batu dengan kekuatan tinggi. Dalam
keadaan segar, beton dapat dibentuk sesuai kebutuhan, sehingga dapat digunakan
untuk membentuk seni arsitektur atau untuk tujuan dekoratif. Beton juga akan
memberikan hasil akhir yang bagus jika pengolahan akhir dilakukan dengan cara
khusus umpamanya diekspose agregatnya (agregat yang mempunyai bentuk
berstruktur seni tinggi diletakkan di bagian luar, sehingga nampak jelas pada
permukaan betonnya).
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
padatempat 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
kelebihan beton.
2.1.1 Beton Ringan
Beton Ringan (Lightweight Concrete) adalah beton yang memiliki berat jenis (density)
lebih ringan dari pada beton pada umumnya. Beton ringan bisa disebut sebagai beton ringan
aerasi (Aerated Lightweight Concrete/ALC) atau sering disebut juga (Autoclaved Aerated
Concrete/ AAC) yang mempunyai bahan baku utama terdiri dari pasir silika, kapur, semen,
air, ditambah dengan suatu bahan pengembang yang kemudian dirawat dengan tekanan uap
air. Tidak seperti beton biasa, berat beton ringan dapat diatur sesuai kebutuhan. Pada
umumnya berat beton ringan berkisar antara 600 – 1600 kg/m3, karena itu keunggulan beton
ringan utamanya ada pada berat, sehingga apabila digunakan pada proyek bangunan tinggi
akan dapat secara signifikan mengurangi berat sendiri bangunan, yang selanjutnya
berdampak kepada perhitungan pondasi.
Sejarah Beton Ringan Teknologi material bahan bangunan berkembang terus, salah
satunya beton ringan aerasi (Aerated Lightweight Concrete/ALC) atau sering disebut juga
Concrete (semen dengan cairan kimia penghasil gelembung udara ), Porous Concrete, dan di
Inggris disebut Aircrete and Thermalite. Beton ringan AAC ini pertama kali dikembangkan di
Swedia pada tahun 1923 sebagai alternatif material bangunan untuk mengurangi
penggundulan hutan. Beton ringan AAC ini kemudian dikembangkan lagi oleh seorang ahli
bangunan yang bernama Joseph Hebel di Jerman Barat pada tahun 1943.
Dia memutuskan untuk mengembangkan sistem bangunan yang lebih baik dengan biaya yang
lebih ekonomis. Inovasi-inovasi brilian yang dilakukannya, seperti proses pemotongan
dengan menggunakan kawat, membuka kemungkinan-kemungkinan hal baru bagi
perkembangan produk beton ringan..
Hasilnya, beton ringan aerasi ini dianggap sempurna, termasuk material bangunan yang
ramah lingkungan, karena dibuat dari sumber daya alam yang berlimpah. Sifatnya kuat, tahan
lama, mudah dibentuk, efisien, dan berdaya guna tinggi.
Kesuksesan Hebel di Jerman segera dilihat negara-negara lain. Pada tahun 1967 bekerja
sama dengan Asahi Chemicals dibangun pabrik Hebel pertama di Jepang. Sampai saat ini
Hebel telah berada di 29 negara dan merupakan produsen beton aerasi terbesar di dunia. Di
Indonesia sendiri beton ringan mulai dikenal sejak tahun 1995, saat didirikannya PT Hebel
Indonesia di Karawang Timur, Jawa Barat.
Kelebihan dan Kekurangan Beton Ringan, Ada beberapa Kelebihan dari Beton ringan
atau Autoclaved Aerated Concrete (AAC), yaitu :
1. Balok AAC mudah dibentuk, sehingga dapat dengan cepat dan akurat
dipotong atau dibentuk untuk memenuhi tuntutan dekorasi gedung. Alat yang digunakan
pun sederhana, cukup menggunakan alat pertukangan kayu. Karena ukurannya yang
akurat tetapi mudah dibentuk, sehingga dapat
meminimalkan sisa-sisa bahan bangunan yang tak terpakai.
2. AAC dapat mempermudah proses konstruksi. Untuk membangun sebuah
gedung dapat diminimalisir produk yang akan digunakan. Misalnya tidak
perlu batu atau kerikil untuk mengisi lantai beton.Bobotnya yang ringan
mengurangi biaya transportasi, apalagi pabrik AAC dibangun sedekat
mungkin dengan konsumennya.Karena ringan, tukang bangunan tidak cepat
lelah,sehingga cepat dalam pengerjaannya.
3. Mengurangi biaya struktur besi sloff atau penguat.
4. Mengurangi biaya penguat atau pondasi
5. Waktu pembangunan lebih pendek
bisa lebih murah dan efisien.Tahan panas dan api, karena berat jenisnya
rendah kedap suara tahan lama, kurang lebih sama tahan lamanya
dengan beton.
7. Anti jamur
8. Tahan gempa
9. Biaya perawatan yang sedikit, bangunan tidak terlalu banyak mengalami
perubahan atau renovasi hingga 20 tahun lamanya.
10. Aman, karena tidak mengalami rapuh, bengkok, berkarat, korosi.
Selain kelebihan, beton AAC juga memiliki beberapa kelemahan, yaitu :
1. Karena ukurannya yang besar, untuk ukuran yang tanggung, akan memakan waste
yang cukup besar. Diperlukan keahlian tambahan untuk tukang yang akan
memasangnya, karena dampaknya berakibat pada waste dan mutu pemasangan.
2. Perekat yang digunakan harus disesuaikan dengan ketentuan
3. Nilai kuat tekannya (compressive strength) terbatas, sehingga sangat
4. Tidak dianjurkan penggunaan untuk perkuatan (struktural).
Harganya cenderung lebih mahal dari bata konvesional. [16]
Dalam beton. ada tiga macam cara membuat Concrete Composite Foam,
yaitu :
1. Paling sederhana yaitu dengan memberikan agregat/campuran isian beton ringan.
Agregat itu bisa berupa batu apung, sterofoam, batu alwa, atau abu terbang yang
dijadikan batu.
2. Menghilangkan agregat halus (agregat halusnya disaring, contohnya debu/abu
terbangnya dibersihkan).
3. Meniupkan atau mengisi udara di dalam beton. cara ketiga ini terbagi lagi menjadi
secara mekanis dan secara kimiawi.
Proses pembuatan beton ringan atau Autoclaved Aerated Concrete secara kimiawi kini
lebih sering digunakan. Sebelum beton diproses secara aerasi dan dikeringkan secara
autoclave, dibuat dulu adonan beton ringan ini. Adonannya terdiri dari pasir kuarsa, semen,
kapur, sedikit gypsum, air, dan dicampur alumunium pasta sebagai bahan pengembang
(pengisi udara secara kimiawi). Setelah adonan tercampur sempurna, nantinya akan
berfungsi sebagai pengembang ia berperan dalam mempengaruhi kekerasan beton. Volume
aluminium pasta ini berkisar 5-8% dari adonan yang dibuat, tergantung kepadatan yang
diinginkan. Adonan beton aerasi ini lantas dipotong sesuai ukuran.
Adonan beton aerasi yang masih mentah ini, kemudian dimasukkan ke autoclave chamber atau diberi uap panas dan diberi tekanan tinggi. Suhu di dalam autoclave chamber
sekitar 183ºC. Hal ini dilakukan sebagai proses pengeringan atau pematangan. Kalau adonan
ini dijemur di bawah terik matahari hasilnya kurang maksimal karena tidak bisa stabil dan
merata hasil kekeringannya.
Beton tanpa butiran halus yang dibuat dengan kerikil agregat bukan langsung merupakan
beton ringan, meskipun beratnya hanya dua pertiga dari berat beton padat, tetapi sebaiknya
dipertimbangkan juga beton yang dibuat dengan agregat yang lebih ringan. Agregat yang
dipergunakan meliputi lelehan tepung abu bakar yang mengeras, batu tulis, tanah liat yang
direnggangkan, sisa bara yang berbusa, batu apung atau scoria (sejenis batu).
Tidak seperti beton biasa, berat beton ringan dapat diatur sesuai kebutuhan. Pada
umumnya berat beton ringan berkisar antara 800 kg/m³ s/d 2000 kg/m³. Karena itu
keunggulan beton ringan utamanya ada pada berat, sehingga apabila digunakan pada proyek
bangunan tinggi high rise building akan dapat secara signifikan mengurangi berat sendiri bangunan, yang selanjutnya berdampak kepada perhitungan pondasi.
Keuntungan lain dari beton ringan antara lain : memiliki nilai tahanan panas thermal insulation yang baik, memiliki tahanan suara peredaman yang baik, tahan api fire resistant, transportasi mudah dan dapat mengurangi kebutuhan bekisting formwok dan perancah scaffolding. Sedangkan kelemahan beton ringan adalah nilai kuat tekannya compressive strength, sehingga sangat tidak dianjurkan penggunaan untuk perkuatan struktural.
Aplikasi/penggunaan beton ringan bisa berupa batu beton, panel dinding, lintel (balok
beton), panel lantai, atap, serta kusen atau ambang pintu dan jendela. Beberapa produk ada
yang diperkuat lagi dengan ditanamkan besi beton di dalamnya. Salah satu contoh untuk
panel dinding atau panel lantai. Beton AAC tak sekuat beton konvensional. Perbandingannya
hanya 1/6 dari kekuatan beton konvensional,meskipun berupa rongga udara, beton ringan
aerasi dapat menahan beban hingga 1200 psi.
Berat jenis beton dengan agregat ringan yang kering udara sangat bervariasi, tergantung
pada pemilihan agregatnya , apakah pasir alam atau agregat pecah yang ringan halus yang
dipergunakan. Berat jenis sebesar 1850 kg/m3 dapat dianggap sebagai batasan atas dari beton
2.2 Polimer
Polimer adalah salah satu bahan rekayasa bukan logam (non-metallic material) yang
penting. Saat ini bahan polimer telah banyak digunakan sebagai bahan substitusi untuk logam
terutama karena sifat-sifatnya yang ringan, tahan korosi dan kimia, dan murah, khususnya
untuk aplikasi-aplikasi pada temperatur rendah. Hal lain yang banyak menjadi pertimbangan
adalah daya hantar listrik dan panas yang rendah, kemampuan untuk meredam kebisingan,
warna dan tingkat transparansi yang bervariasi, kesesuaian desain dan manufaktur. Istilah
polimer digunakan untuk menggambarkan bentuk molekul raksasa atau rantai yang sangat
panjang yang terdiri atas unit-unit terkecil yang berulang ulang atau mer atau meros sebagai
blok-blok penyusunnya. Molekul-molekul (tunggal) penyusun polimer dikenal dengan istilah
monomer. Polimer Polyethylene, misalnya, adalah salah satu jenis bahan polimer dengan
rantai linear sangat panjang yang tersusun atas unit-unit terkecil (mer) yang berulang-ulang
yang berasal dari monomer molekul ethylene. Perhatikan bahwa monomer memiliki ikatan
kovalen tak jenuh (ikatan ganda) sedangkan pada mer ikatan tersebut menjadi aktif atau
ikatan kovalen terbuka dengan elektron tak berpasangan [17]. Hal ini dapat dilihat pada
Gambar 2.1
Gambar 2.1 struktur polymer
Bahan organik alam mulai dikenal dan digunakan sejak tahun 1866, yaitu dengan
digunakannya polimer cellulose,sedangkan bahan organik buatan mulai dikenal tahun 1906
dengan ditemukannya polimer Phenol Formaldehide atau Bakelite, mengabadikan nama
penemunya L.H. Baekeland. Bakelite, hingga saat ini masih digunakan untuk berbagai
keperluan. Para mahasiswa metalurgi atau metallographist profesional misalnya
menggunakan bakelit untuk memegang (mounting) spesimen metalografi dari sampel logam
yang akan dilihat struktur mikronya di bawah mikroskop optik reflektif. Istilah plastik, yang
Istilah tersebut berasal dari kata Plastikos yang berarti mudah dibentuk dan dicetak.
Teknologi modern plastik baru dimulai tahun 1920-an, yaitu dengan mulai digunakannya
polimer yang berasal dari produk derivatif minyak bumi, seperti misalnya Polyethylene.
Salah satu jenis plastik yang sering kita jumpai adalah LDPE (Low Density Poly Ethylene)
yang banyak digunakan sebagai plastik pembungkus yang lunak dan sangat mudah dibentuk.
Di samping pembagian di atas, yaitu natural polymer yang berasal dari alam (misalnya
cellulose) dan synthetic polymer yang merupakan hasil rekayasa manusia (misalnya bakelite
dan plyethylene), polimer umumnya dikelompokkan berdasarkan perilaku mekanik dan
struktur rantai atau molekulnya. Polimer thermoplastik, misalnya polyethylene, adalah jenis
polimer yang memiliki sifat-sifat thermoplastik yang disebabkan oleh struktur rantainya yang
linear,bercabang branched atau sedikit bersambung cross linked. Polimer dari jenis ini akan
bersifat lunak dan viskos viscous pada saat dipanasikan dan menjadi keras dan kaku rigid
pada saat didinginkan secara berulang-ulang. Sementara itu, polimer thermoset termosetting,
misalnya bakelite, hanya melebur pada saat pertama kali dipanaskan dan selanjutnya
mengeras secara permanen pada saat didinginkan. Polimer jenis ini bersifat lebih keras dan
kaku rigid karena strukturnya molekulnya yang membentuk jejaring tiga dimensi yang saling
berhubungan network. Polimer jenis elastomer, misalnya karet alam, memiliki daerah elastis
non linear yang sangat besar yang disebabkan oleh adanya sambungan-sambungan antar
rantai cross links yang berfungsi sebagai ’pengingat bentuk’ shape memory sehingga karet
dapat kembali ke bentuknya semula, pada saat beban eksternal dihilangkan.\
2.2.1 Klasifikasi Polimer
Polimer dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
1. Berdasarkan Sumber
Berdasarkan sumbernya polimer dapat dikelompokkan dalam 3 kelompok,
yaitu:
A. Polimer Alam, yaitu polimer yang terjadi secara alami.
Contoh: karet alam, karbohidrat, protein, selulosa dan wol.
B. Polimer Semi Sintetik, yaitu polimer yang diperoleh dari hasil modifikasi
polimer alam dan bahan kimia Contoh: selulosa nitrat (yang dikenal lewat
misnomer nitro selulosa) yang dipasarkan dibawah nama - nama
Celluloid dan guncotton.
C. Polimer sintesis, yakni polimer yang dibuat melalui polimerisasi dari monomer -
skala komersial adalah dammar Fenol formaldehida. Dikembangkan pada permulaan
tahun 1900-an oleh kimiawan kelahiran Belgia Leo Baekeland (yang telah
memperoleh banyak sukses dengan penemuanya mengenai kertas foto sensitif
cahaya), dan dikenal secara komersial sebagai bakelit. Sampai dekade 1920-an bakelit
merupakan salah satu jenis dari produk - produk konsumsi yang dipakai luas.
2. Berdasarkan Bentuk Susunan Rantainya
Dibagi atas 2 kelompok yaitu:
1. Polimer Linier, yaitu polimer yang tersusun dengan unit ulang berikatan satu sama
lainnya membentuk rantai polimer yang panjang Polimer Bercabang, yaitu polimer
yang terbentuk jika beberapa unit ulang membentuk cabang pada rantai utama.
2. Polimer Berikatan Silang (cross – linking), yaitu polimer yang terbentuk karena
beberapa rantai polimer saling berikatan satu sama lain pada rantai utamanya. Jika
sambungan silang terjadi ke berbagai arah maka akan terbentuk sambung silang tiga
dimensi yang sering disebut polimer jaringan. Ada kalanya pembentukan sambungan
silang dilakukan dengan sengaja melaluli proses industri untuk mengubah sifat
polimer, sebagaimana terjadi pada proses vulkanisasi karet. Banyak sistim polimer
sifatnya sangat ditentukan oleh pembentukan jaringan tiga dimensi, seperti misalnya
bakelit yang merupakan damar mengeras – bahang fenol – metanal. Dalam sistim
polimer seperti itu pembentukan sambungan silang tiga dimensi terjadi pada tahap
akhir produksi. Proses ini memberikan sifat kaku dan keras kepada polimer. Jika
tahap akhir produksi melibatkan penggunaan panas, polimer tergolong mengeras –
bahang dan Polimer: Ilmu Material polimer dimatangkan. Akan tetapi, beberapa
sistim polimer dapat dimatangkan pada keadaan dingin dan karena itu tergolong
polimer mengeras – dingin. Polimer lurus (hanya mengandung sedikit sekali
sambungan silang, atau bahkan tidak ada sama sekali) dapat dilunakkan dan dibentuk
melalui pemanasan. Polimer seperti itu disebut polimer lentur – bahang.
3. Berdasarkan Reaksi Polimerisasi.
Berdasarkan reaksi Polimerisasi dapat dibagi dua yaitu:
1. Poliadisi, yaitu polimer yang terjadi karena reaksi adisi. Reaksi adisi atau reaksi
rantai adalah reaksi penambahan (satu sama lain) molekul-molekul monomer
berikatan rangkap atau siklis biasanya dengan adanya suatu pemicu berupa radikal
2. Polikondensasi, yaitu polimer yang terjadi karena reaksi kondensasi/reaksi bertahap.
Mekanisme reaksi polimer kondensasi identik dengan reaksi kondensasi senyawa
bobot molekul rendah yaitu: reaksi dua gugus aktif dari 2 molekul monomer yang
berbeda berinteraksi dengan melepaskan molekul kecil. Contohnya H2O. Bila hasil
polimer dan pereaksi (monomer) berbeda fase, reaksi akan terus berlangsung sampai
salah satu pereaksi habis. Contoh terkenal dari polimerisasi kondensasi ini adalah
pembentukan protein dari asam amino.
4. Berdasarkan Jenis Monomer.
Berdasarkan jenis Monomer dapat dibagi dua kelompok yaitu:
A. Homopolimer, yakni polimer yang terbentuk dari penggabungan monomer
sejenis dengan unit berulang yang sama. [18]
B. Kopolimer, yakni polimer yang terbentuk dari beberapa jenis monomer yang
berbeda.
5. Berdasarkan Sifat Termal dapat dibagi 2 yaitu:
A. Termoplastik, yaitu polimer yang bisa mencair dan melunak. Hal ini
disebabkan karena polimer - polimer tersebut tidak berikatan silang (linier atau
bercabang) biasanya bisa larut dalam beberapa pelarut.
B Termoset, yaitu polimer yang tidak mau mencair atau meleleh jika dipanaskan. Polimer
- polimer termoset tidak bisa dibentuk dan tidak dapat larut karena pengikatan silang,
menyebabkan kenaikan berat molekul yang besar. Contohnya dapat dilihat pada
Melamin-formaldehida MF Sama seperti polimer UF, bingkai dekoratif, tutup meja,
perkakas makan. Berdasarakan Sumber, Stevens, 2001. Diantara plastik - plastik ini,
hanya beberapa jenis epoksi yang dikualifikasi sebagai plastik - plastik teknik.
Polimer - polimer fenol – formaldehida dan urea – formaldehida dan poliester –
poliester tak jenuh menduduki sekitar 90% dari seluruh produksi. Perbandingan
produksi antar termoplastik dan plastik termoset kira - kira 6 : 1.
6. Berdasarkan Aplikasinya Dibagi 2 kelompok yaitu:
1 Polimer komersial, yaitu polimer yang disintesis dengan biaya murah dan
diproduksi secara besar - besaran.
2. Polimer komersial pada prinsipnya terdiri dari 4 jenis polimer utama
yaitu: Polietilena, Polipropilena, Poli(vinil klorida), dan Polisterena.
Polietilena dibagi menjadi produk massa jenis rendah (< 0,94 g/cm ),
Perbedaan dalam massa jenis ini timbul dari strukturnya yakni:
Polietilena massa jenis tinggi secara esensial merupakan polimer linier dan polietilena massa
jenis rendah bercabang. Plastik - plastik komoditi mewakili sekitar 90% dari seluruh produksi
termoplastik dan sisanya terbagi diantara kopolimer stirena – butadiena, kopolimer
akrilonitril – butadiena – stirena (ABS), poliamida dan poliester.
Tipe Singkatan Kegunaan Utama Polietilena massa jenis rendah LDPE Lapisan
pengemas, isolasi kawat dan kabel, barang mainan, botol fleksibel, perabotan, bahan pelapis.
Polietilena massa jenis tinggi HDPE Botol, drum, pipa, saluran, lembaran, film, isolasi, kawat
dan kabel. Polipropilena PP Bagian-bagian mobil dan perkakas, tali, anyaman, karpet, film.
Poli (vinil klorida) PVC Bahan bangunan, pipa, tegar, bahan untuk lantai, isolasi kawat dan
kabel, film dan lembaran. Polistirena PS Bahan pengemas (busa dan film), isolasi busa,
perkakas, perabotan rumah, barang mainan.
2. Polimer teknik, yaitu polimer yang memiliki sifat unggul tetapi harganya
mahal. Konsumsi plastik teknik kimia hingga akhir tahun 1980-an mencapai kira – kira 1,5 x
109 kg/tahun diantaranya poliamida,polikarbonat, asetal, poli(fenilena o ksida) dan poliester
mewakili sekitar 99% dari pemasaran. Yang tidak diperhatikan adalah bahan – bahan
berkualitas teknik dari kopolimer akrilonitril – butadiena – stirena,berbagai polimer
terfluorinasi dan sejumlah kopolimer serta bahan paduanpolimer yang meningkat jumlahnya.
Ada banyak kesamaan dalamPolimer: Ilmu Material 13 pasaran plastik - plastik teknik tetapi
plastik plastik ini dipakai terutama dalam bidang transportasi seperti (mobil, truk,pesawat
udara), konstruksi (perumahan, instalasi pipa ledeng, perangkatkeras), barang - barang listrik
dan elektronik (mesin bisnis, komputer),mesin - mesin industri dan barang - barang
konsumsi. Selain polimer –polimer yang telah diperlihatkan, kopolimer dan paduan polimer
teristimewa yang disesuaikan untuk memperbaiki sifat (mutu) semakinbertambah jumlahnya.
Pemasaran plastik - plastik teknik tumbuh dengan cepat dengan proyeksi pemakaian yang
meningkat hingga 10% per tahun.
2.3 Polyurethane
Polyurethane adalah campuran dua jenis bahan kimia (ISOCYNATE dan POLYOL)yang
diaduk secara bersama-sama, sehingga terjadi reaksi dan membentuk FOAM.Polyurethane
juga terdapat dalam berbagai bentuk, seperti busa lentur, busa keras, pelapis anti bahan kimia,
bahan perekat, dan penyekat, serta elastomers.Busa keras polyurethane digunakan sebagai
industri maupun rumah tangga. Busa ini juga digunakan untuk flotation dan pengaturan
energi. [19].
Polyurethane merupakan polimer dengan berbagai kegunaan dan aplikasi yang sangat
luas. Polyurethane dihasilkan dari reaksi kimia antara isocyanate dengan polyol. Isocyanate
adalah molekul yang mengandung gugus isocyanate (NCO), sedangkan Polyol merupakan
sebutan dari alkohol derajat tinggi. Reaksi kimia ini pertama kali ditemukan oleh Wurtz dan
Hofinan pada ta hun 1849, kemudian pada tahun 1937 Bayer menemukan dan
mengembangkan produk secara komersial dengan cara mereaksikan heksametilena
diisocyanate dengan 1,4 butanediol.
Polyurethane foam ditemukan oleh Bayer pada tahun 1947 kemudian mulai diperkenalkan
dipasaran pada tahun 1955 (Priester dan Turner, 1994). Setelah mengalami berbagai
pengembangan, terjadi kemajuan yang sangat pesat pada industri kimia polyurethane untuk
menghasilkan foam, elastomer, perekat, serat dan pelapis permukaan. Pada saat ini 85%
produk polyurethane berupa foam.
Material ini merniliki sifat yang unik sehingga banyak diaplikasikan dalam industri
furniture, matras, isolasi panas pada pipa, peredam suara dan komponen otomotif (Toshima,
1994). Berdasarkan sifatnya foam polyurethane diklasifikasikan menjadi tiga, yaitu flexible
foam, semi-rigid foam dan rigid foam. Sedangkan berdasarkan struktur selnya dibedakan
menjadi open cell (sel terbuka), closed cell (sel tertutup) dan mixed cell (sel campuran)
(Toshima, 1994). Metode yang paling umum digunakan dalam pembuatan foam fleksibel
polyurethane adalah mencampur polyol, surfaktan, katalis, air dan kemudian diikuti dengan
pencampuran diisocyanate.
Agar terbentuk sel atau rongga (void) pada foam polyurethane, maka diperlukan blowing
agent (bahan peniup), sedangkan untuk memperoleh properti spesiflk digunakan aditif. Pada
umumnya blowing agent yang banyak digunakan adalah hydro chloro jluoro carbon (HCFC),
cloro fluoro carbon (CFC) dan senyawa organik yang mudah menguap seperti methylene
chloride. Namun blowing agent tersebut dapat menyebabkan gangguan kesehatan dan
kerusakan lingkungan. Oleh karena itu, mulai dikembangkan penggunaan blowing agent
alternatif yang ramah lingkungan salah satunya adalah gas karbondioksida (C02).
Berbagai penelitian dan pengembangan untuk meningkatkan kualitas foam polyurethane
telah dilakukan oleh beberapa peneliti. Macosko melakukan penelitian tentang bentuk
morfologi urea hard segment dalarnfoam fleksibel polyurethane. Hasil yang didapatkan
adalah dengan bertambahnya jumlah air dalam formulasinya, maka konsentrasi urea aggregat
aggregat tak terdeteksi. Penelitian yang dilakukan Zhang, tentang peranan dari silikon
surfaktan dalamfoam fleksibel polyurethane. Berdasarkan penelitian tersebut disimpulkan
bahwa surfaktan yang berbasis pada silikon dapat menurunkan tegangan permukaan sehingga
dapat menstimulasikan bahan-bahan yang kurang incompatible, membantu pembentukan
bubble selama pencampuran serta menstabilkan sel windows.
Penelitian yang dilakukan Bross, tentang tes ketahanan foam polyurethane untuk bantalan
otomotif pada berbagai temperatur dan kelembaban. Foam polyurethane dibuat dengan 4 tipe,
yaitu Hot Cure, Toluene Diisocyanate (TDI) High Recylience (HR) foam, Diphenyl methane
diisocyanate (MDI) HR foam dan tetramethyl (TM)-20 High Recyc/ience. Karakteristik
morfologi pada Hot Cure pada kondisi tersebut menunjukkan adanya jaringan urea dengan
ikatan hidrogen sehingga sifat mekaniknya lebih baik. Penelitian yang dilakukan Hyung
tentang properti dari rigid foam polyurethane dengan aquadest sebagai satu-satunya blowing
agent. Hasil yang didapatkan adalah pada jumlah air yang semakin besar maka densitas foam
dan daya tekannya akan berkurang sedangkan dengan peningkatan butane diol maka terjadi
kenaikan densitas dan daya tekan. melakukan penelitian tentang pembuatan foam fleksibel
polyurethane dengan penambahan physical blowing agent karbon dioksida (C02). Dari hasil
penelitian disimpulkan, diameter rata-rata sel semakin mengecil dan bulk density foam
semakin meningkat dengan semakin besarnya tekanan gas C02 dan indeks isocyanate,
sedangkan distribusi sel dalam foam dengan menggunakan blowing agent methylene chloride
lebih merata dibandingkan foam yang menggunakan blowing agent C02 melakukan
penelitian tentang pengaruh konsentrasi surfaktan terhadap pembentukan foam fleksibel
polyurethane. Hasil dari penelitian ini diperoleh dengan semakin besarnya konsentrasi
surfaktan maka bulk density dan densitas sel akan meningkat. Namun rasio ekspansi volume
mengalarni penurunan dengan bertambahnya konsentrasi surfaktan.
Melakukan penelitian tentang pengaruh penggunaan partikel CaC03 terhadap properti
dan struk:tur foam fleksibel polyurethane. Kesimpulannya adalah semakin besar konsentrasi
dan ukuran partikel CaC03 (mesh), maka bulk density dan densitas sel semakin meningkat
dan rasio ekspansi volume pada sistem yang menggunakan filler lebih besar daripada sistem
yang tentang pengaruh komposisi polyol terhadap sifat-sifat material foam fleksibel
polyurethane. Hasil yang didapat adalah pada foam dengan blowing agent gas C02 dan
methylene chloride, semakin besar perbandingan konsentrasi PEG terhadap PPG maka bulk
density sel dan diameter cenderung meningkat sedangkan densitas sel akan cenderung
Polyurethan dalam percobaan in yang di pakai adalah campuran antara polyol dan
isocianate dengan penyusun, Reaksi pembentukan polyurethane :
R–NCO + HO–R1 R–NHCOO–R1 + 24 kcal/mol (1)
Isocyanate alkohol Urethane
Reaksi pembentukan gas dan urea :
A. Tahap I:R-NCO + H2O R–NH2 + CO2_ + 22 kcal/mol (2)
Isocyanate Air Amine Karbondioksida
B. Tahap II :R-NH2 + R-NCO R-NH-CO-NH-R’ + 22 kcal/mol (3)
Amine Isocyanate Ure Melakukan penelitian tentang pengaruh Chain Extenter terhadap
properti dan struktur foam fleksibel polyurethane. Didapatkan pada penggunaan blowing
agent gas C02 dan methylene chloride, semakin besar rasio berat Chain Extender/polyol,
maka bulk density sel dan diameter cenderung meningkat sedangkan densitas sel akan
cenderung menurun. Properti mekanis foam fleksible polyurethane. Dari penelitian tersebut
disimpulkan penggunaan blowing agent C02 dan methylene chloride, semakin besar
komposisi katalis jumlah SnOct/ TEDA), maka diameter sel cenderung meningkat, densitas
sel cenderung menurun, dan bulk density cenderung menurun. Penelitian tentang pengaruh
cross linker terhadap struktur dan properti mekanis foam fleksibel polyurethane. Didapatkan
pada penggunaan blowing agent gas C02 dan methylene chloride, semakin besar rasio berat
crosslinkerl polyol, maka bulk density dan densitas sel cenderung meningkat sedangkan
diameter sel akan cenderung menurun. Dari beberapa additive yang pemah digunakan,
menunjukkan bahwa additive sangat berpengaruh terhadap struktur dan properti foam. Salah
satunya adalah filler, dimana penggunaan filler berfungsi untuk memperbaiki performance
foam fleksibel polyurethane.
Berdasarkan penelitian dihasilkan bahwa semakin besar konsentrasi dan ukuran partikel
CaC03, maka bulk density dan densitas sel semakin meningkat. Untuk itu, dalam penelitian
ini digunakan CaC03 untuk memperoleh densitas foam yang lebih besar. Namun beberapa
peristiwa telah terjadi, seperti collapse dan shrinking. Collapse ditandai dengan runtuhnya
foam, sedangkan shrinking ditandai dengan berkerutnya foam. Dari peristiwa ini, perlu
dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengatasi hal tersebut. Untuk foam yang mengalarni
collapse dapat ditambahkan aditif lain berupa chain extender yang berfungsi untuk
memperpanjang rantai linier, sehingga akan didapatkan konfigurasi hard-soft-hard yang lebih
teratur. Akibatnya foam yang dihasilkan akan mempunyai struktur sel yang lebih kuat. Selain
itu didapatkan pula permasalahan mengenai distribusi dan ukuran sel yang tidak merata pada
Oleh karena itu, diperlukan suatu metode pencampuran C02 yang lebih baik agar didapatkan
distribusi dan ukuran sel yang lebih merata.
Polyurethane banyak diaplikasikan dalam bidang termasuk serat (elastis), bahan perekat,
pelapis, elastomer, dan busa-busa yang fleksibel dan kuat. Polyurethane memiliki banyak
kegunaan, diantaranya sekitar 70% digunakan sebagai busa (foam) selebihnya sebagai bahan
elastomer, lem dan pelapis. Polyurethane foam yang elastis digunakan sebagai isolator,
termasuk laminat-laminat tekstil untuk pakaian musim dingin, panel pelindung pada mobil,
kain pelapis, tempat tidur, dan karpet dasar spon sintetis, sedangkan busa yang keras
digunakan dalam panel-panel konstruksi terisolasi, pengemasan barang-barang lunak dan
untuk furnitur ringan. Berbagai penelitian dan pengembangan untuk meningkatkan kualitas
polyurethane foam telah dilakukan oleh beberapa peneliti, seperti :
1. Ogunniyi, melakukan penelitian tentang Preparation and Properties of Polyurethane
Foams from Tolune Diisocyanate and Mixture of Castor oil and Polyol. Hasil yang
didapat adalah kompoosisi Polyurethane Foam yang mengandung 100% polyol (tidak
mengandung castor oil) memiliki tekstur yang bagus. Flexible foam didapat dari
komposisi yang mengandung tidak kebih dari 20% castor oil. Sedangkan kompoosisi
Polyurethane Foam yang mengandung 100% castor oil cocok untuk membentuk semi
rigid foam.
2. Penelitian yang dilakukan Lederer tentang pengaruh dari molar ratio chain extender /
polyol terhadap properti dari foam polyurethane. Hasil yang didapatkan adalah dengan
bertambahnya molar ratio chain extender / polyol dari 0 – 2 maka daya tekannya
berkurang dan pada molar ratio lebih dari 2 terjadi 3 kenaikan daya tekan yang
tergantung juga pada tipe chain extender.
3. Muhibuddin & Sony melakukan penelitian selanjutnya tentang pengaruh konsentrasi
surfaktan terhadap struktur dan properti flexible foam polyurethane. Hasil dari penelitian
ini diperoleh dengan semakin besarnya konsentrasi surfaktan maka bulk density dan
densitas sel akan meningkat, namun rasio ekspansi volume mengalami penurunan
dengan bertambahnya konsentrasi surfaktan.
4. Ilhamsyah & Sidu melakukan penelitian selanjutnya tentang pengaruh chain extender
terhadap struktur dan properti mekanis flexible foam polyurethane dengan blowing agent
methylene chloride dan CO2. Hasil yang didapat adalah pada foam dengan blowing
agent methylene chloride 10 pphp, semakin besar rasio berat ethylen glycol / polyol,
maka diameter sel cenderung meningkat, densitas sel cenderung menurun dan bulk
10 psig, semakin besar rasio berat ethylen glycol / polyol, maka diameter sel dan densitas
sel mengalami fluktuasi sedangkan bulk density cenderung menurun.
5. Rahman & Sinatra melakukan penelitian tentang pengaruh crosslinker terhadap struktur
dan properti mekanis foam fleksibel polyurethane. Didapatkan pada penggunaan blowing
agent gas CO2 dan methylene chloride, semakin besar rasio berat crosslinker/polyol,
maka bulk density dan densitas sel cenderung meningkat sedangkan diameter sel akan
cenderung menurun.
Ogunleye, melakukan penelitian tentang Effect of Castor oil on the Physical
Properties of Polyether Based Flexible4 Polyurethane Foam.
Hasil yang didapat adalah densitas foam meningkat saat Castor oil meningkat dan
Silicone oil menurun. Beberapa fenomena yang terjadi dalam pembentukan polyurethane
adalah shrinking dan collapse. Shrinking dapat disebabkan karena terjadinya crosslink yang
terlalu kuat pada rantai polimer. Akibatnya gas-gas yang berdifusi masuk ke dalam sehingga
ukuran sel tidak dapat berkembang. Sedangkan collapse atau runtuhnya foam disebabkan
karena dinding sel terlalu rapuh sehingga nuclei tidak sempat berkembang. Untuk mengatasi
hal tersebut digunakan chain extender yang dapat memperpanjang susunan rantai linier
sehingga memberikan jarak yang lebih besar antar hard segment, dengan demikian dapat
mengurangi gaya tarik menarik antar hard segment.
Dalam penelitian ini kami menggunakan polyol polypropylene glycol dan castor oil
karena castor oil dapat mempengaruhi pertumbuhan sel dan menghasilkan polyurethane
foam. Akan tetapi foam yang dihasilkan bersifat rigid, oleh karena itu dalam penelitian ini
kami menambahkan chain extender ethylene glycol dengan tujuan untuk memperpanjang
rantai linier sehingga diharapkan dapat mengurangi gaya tarik menarik antar hard segment.
Kombinasi polyol ini akan direaksikan dengan toluene diisocyanate (TDI) sebagai rektan
polyisocyanate-nya untuk menghasilkan urethane polimer. Sejumlah chain extender
ditambahkan ke dalam proses sintesis secara bervariasi dengan range yang ditentukan.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode one shoot. Bahan additive yang
ditambahkan untuk memperbaiki sifat-sifat polyurethane foam, antara lain stannous octoate
sebagai katalis logam, triethylene diamine sebagai katalis basa, silicone oil sebagai surfaktan,
dan methylene chloride sebagai blowing agent.
Salah satu komponen penting dalam pembuatan
polyurethane adalah polyol. Polyol dapat bereaksi dengan polyisocyanate untuk membuat
polyurethane. Polyol yang mengandung dua gugus hidroksil disebut diol dan yang
mengandung tiga gugus hidroksil disebut triol, dll. Secara umum, jenis polyol yang
digunakan dalam pembuatan polyurethane terbagi menjadi dua yaitu polyol yang terbuat dari
produk alami dan polyol yang dibuat secara sintetis. [20]
Sebagai polyol alami, castor oil banyak digunakan karena mengandung tiga grup
hidroksil yang akan menghasilkan cross-linked polymers. Sedangkan polyol yang dibuat
secara sintetis terbagi menjadi dua yaitu polyester polyol dan polyether polyol. Sekitar
90% polyol yang digunakan untuk membuat polyurethane adalah berjenis polyether yang
diapit gugus-gugus hidroksil. Polyester polyol biasanya lebih mahal dari pada jenis polyether
polyol. Polyether polyol dan polyester polyol hanya terlarut sebagian (partially miscible)satu
dan lainnya. Secara thermal, polyether polyol lebih tidak stabil dan lebih mudah teroksidasi
daripada polyester polyol, namun polyether polyol lebih stabil untuk reaksi saponifikasi. Saat
ini pembuatan polyol yang digunakan untuk membuat polyurethane telah dikembangkan agar
mempunyai tingkat reaktifitas yang tinggi saat bereaksi dengan isocyanate untuk
memproduksi polyurethane dengan sifat khusus. Saat ini juga ditemukan
penggunaan polyoltriol dalam pembuatan polyurethane yaitu polypropylen
glycol (PPG) three function, glycerol, dll.
Penggunaan polyol triol ini mulai dikembangkan karena apabila monomer yang
digunakan untuk polimerisasi mempunyai lebih dari dua gugus fungsi, akan
menciptakan crosslinking dalam jaringan polimernya sehingga akan
dihasilkan polyurethane dengan sifat khusus. Pemilihan polyol terutama dilihat dari ukuran
dan fleksibilitas dari struktur molekularnya, serta kontrol fungsionalitasnya untuk perluasan,
derajat cross-linking dicapai dalam polimer yang terbentuk dari reaksi
dengan polyisocyanate. Derajat cross-linking cukup dominan dalam mempengaruhi kekakuan
polyurethane foam yang dihasilkan. Untuk memperoleh foam yang rigid, jaringan polimer
haruslah tegas atau kaku. Oleh karena itu, dalam hal ini derajat crosslink tinggi yang
dibutuhkan.
2.4 Komposit
Komposit adalah suatu jenis bahan baru hasil
sif
komposit), artinya penggabungan sifat-sifat unggul dari pembentuk masih terlihat nyata.
Material komposit terdiri dari dua bagian utama yaitu: (1). Matriks, dan (2)
penguat (reinforcement). Hal ini dapat diilustrasikan pada Gambar 2.1.
Pada desain struktur dilakukan pemilihan matriks dan penguat, hal ini dilakukan untuk
memastikan kemampuan material sesuai dengan produk yang akan dihasilkan bisa di lihat
pada gambar 2.2.
Gambar 2.2. Gabungan makroskopis fasa-fasa pembentuk komposi
Keterangan gambar:
1. Matriks berfungsi sebagai penyokong, pengikat fasa,
penguat.
2. Penguat/serat merupakan unsur penguat kepada matriks.
3 Komposit merupakan gabungan, campuran dua atau lebih
bahan bahan yang terpisah.
Komposit dikenal sebagai bahan teknologi karena diperoleh dari hasil teknologi
pemrosesan bahan. Kemajuan teknologi pemrosesan bahan dewasa ini telah menghasilkan
bahan teknik yang dikenal sebagai bahan komposit, pada penelitian ini komposit yang di
pakai adalah serat TKKS [21].
2.4.1 Tandan kosong kelapa sawit ( TKKS )
Tandan kosong kelapa sawit merupakan limbah utama pabrik kelapa sawit yang belum
termanfaatkan secara optimal dari industri pengolahan kelapa sawit. Basis satu ton tandan
buah segar akan dihasilkan minyak sawit kasar sebanyak 0,21 ton (21%) , minyak inti sawit
sebanyak 0,05 ton (0,5%) dan sisanya merupakan limbah dalam bentuk tandan kosong, serat
dan cangkang biji yang masing – masing sebanyak 0,23 ton (23%), 0,135 ton (13,5%) dan
0,055 ton (5,5%).Padahal tandan kosong kelapa sawit berpotensi untuk dikembangkan
menjadi barang yang lebih berguna, salah satunya menjadi bahan baku bioetanol.
Hal ini karena tandan kosong kelapa sawit banyak mengandung selulosa yang dapat
dihirolisis menjadi glukosa kemudian difermentasi menjadi bioetanol. Kandungan selulosa
yang cukup tinggi yaitu sebesar 45% menjadikan kelapa sawit sebagai prioritas untuk
Matriks Penguat/serat Komposit
dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan bioetanol .Selama ini pengolahan /pemanfaatan
TKS oleh PKS masih sangat terbatas yaitu dibakar dalam incinerator, ditimbun (open
dumping), dijadikan mulsa di perkebunan kelapa sawit, atau diolah menjadi kompos. Namun
karena adanya beberapa kendala seperti waktu pengomposan yang cukup lama 6 – 12 bulan,
fasilitas yang harus disediakan, dan biaya pengolahan TKS,maka cara – cara tersebut kurang
diminati oleh PKS.
Jumlah yang melimpah juga karena kandungan selulosa tandan kelapa sawit yang cukup
tinggi yaitu sebesar 45 %. TKS cocok dikembangkan sebagai bahan baku pembuatan
bioetanol,sehingga ketika diolah menjadi bioetanol dapat menghasilkan rendemen yang
cukup besar menyebabkan harga jual bioetanol yang dihasilkan dapat lebih murah.
Permasalahan yang dihadapi pada penggunaan limbah dari tandan kosong kelapa sawit
adalah terdapat kandungan zat ekstraktif dan asam lemak yang sangat tinggi, hal tersebut
dapat menurunkan sifat mekanik material yang dibentuk. Tandan kosong kelapa sawit segar
dari hasil pabrik kelapa sawit umumnya memiliki komposisi lignoselulose 30,5%, minyak
2,5% dan air 67%, sedangkan bagian lignoselulose sendiri terdiri dari lignin 16,19%, selulose
44,14% dan hemiselulose 19,28%. Sehingga pada pembuatan material ini tandan kosong
kelapa sawit terlebih dahulu direndam kedalam larutan NaOH 1% selama sehari, kemudian
dicuci dengan air bersih dan dikeringkan pada suhu kamar selama kurang lebih 3 hari.Adapun
komposisi TKS dapat di lihat pada tabel 2.1 sebagai berikut[22].
Tabel 2.1. Bahan penyusun tandan kosong kelapa sawit
No Bahan-Bahan Kandungan Komposisi (%)
12. Mn, Zn, Cu, Fe 1.07
TOTAL 100,00
2.5 Densitas
Densitas merupakan ukuran kepadatan dari suatu material atau sering didefenisikan
sebagai perbandingan antara massa (m) dengan volume (v). Untuk pengukuran densitas dan
penyerapan air beton digunakan metode Archhimedeas. Untuk pengukuran densitas beton di
pake metode Archimedes. Rumus untuk menghitung besarnya densitas adalah sebagai berikut
Hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.1.
ρ = m/V atau m = ρ x V atau V = m/ρ...(2.1)
Dimana :
ρ = Massa jenis zat (kg/m3 atau g/cm3 )
m = Massa benda (kg atau g)
V = Volume benda (m3 atau cm3 )
2.6 Kuat Tekan
Nilai kekuatan beton diketahui dengan melakukan pengujian kuat tekan terhadap benda
uji silinder (diameter 100 mm, tinggi 200 mm) pada umur 28 hari yang dibebani dengan gaya
tekan sampai mencapai beban maksimum. Beban maksimum didapat dari pengujian dengan
menggunakan alat compression testing machine. Standar yang digunakan ialah ASTM C-39
untuk benda uji silinder dan persamaan umum yang dipakai untuk menghitung kuat tekan
beton .
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi mutu dari kekuatan beton, yaitu :
1. Faktor air semen (FAS) .
Faktor air semen (FAS) merupakan perbandingan antara jumlah air terhadap
jumlah semen dalam suatu campuran beton. Fungsi FAS yaitu :
untuk memungkinkan reaksi kimia yang menyebabkan pengikatan dan
berlangsungnya pengerasan.
