commit to user
i
PEMBUATAN BETON DENGAN CAMPURAN LIMBAH
PLASTIK DAN KARAKTERISASINYA
Disusun Oleh :
YESSI RISMAYASARI
NIM M0207068
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian
persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Fisika
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET
commit to user
commit to user
iii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa isi intelektual skripsi saya yang berjudul “ PEMBUATAN BETON DENGAN CAMPURAN LIMBAH PLASTIK DAN KARAKTERISASINYA” adalah hasil kerja saya atas arahan pembimbing dan sepengetahuan saya hingga saat ini, isi skripsi tidak berisi materi yang telah dipublikasikan atau ditulis oleh orang lain atau materi yang telah diajukan untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas Sebelas Maret atau di Perguruan Tinggi lainnya, jika ada maka telah dituliskan di daftar pustaka skripsi ini dan segala bentuk bantuan dari semua pihak telah ditulis di bagian ucapan terimakasih. Isi skripsi ini boleh dirujuk atau difotokopi secara bebas tanpa harus memberitahu penulis.
Surakarta, 3 Januari 2012
commit to user
2.7 Impact ... 9
2.8 Konduktivitas thermal... 11
2.9 Kerapatan ... 16
BAB III METODOLOGI PENELITIAN………. …………...17
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ... 17
3.2 Alat dan Bahan yang Digunakan ... 17
3.2.1 Alat... ... 17
3.2.2 Bahan... 18
3.3 Prosedur Penelitian ... 19
3.4 Pengumpulan Data ... 21
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN…. ………...24
4.1 Kuat Tekan... 24
4.2 Impact.. ... 26
4.3 Konduktivitas Termal.. ... 28
4.4 Kerapatan.. ... 31
BAB V PENUTUP.. ... 33
5.1 Kesimpulan.. ... 33
5.2 Saran.. ... 33
DAFTAR PUSTAKA.. ... 34
commit to user
DAFTAR TABEL
Halaman
commit to user
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Animasi Alat
Izod Impact Tester
.. ... 10
Gambar 2.2. Konduksi Kalor antara Daerah dengan Temperatur
T
1dan
T
2... 12
Gambar 2.3. Konduksi Termal pada Dinding Bidang.. ... 14
Gambar 2.4. Kurva Suhu.. ... 15
Gambar 3.1. Diagram Alir Prosedur Penelitian.. ... 19
Gambar 4.1. Gambar Cetakan Kuat Tekan.. ... 24
Gambar 4.2. Gambar Benda Uji Kuat Tekan... 24
Gambar 4.3. Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember
Plastik dengan Kuat Tekan………...25
Gambar 4.4. Gambar Cetakan
Impact
...26
Gambar 4.5. Gambar Benda Uji
Impact
… ... 27
Gambar 4.6. Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember
Plastik dengan Energi ……..………...27
Gambar 4.7. Gambar Cetakan Konduktivitas Thermal... 28
Gambar 4.8. Gambar Benda Uji Konduktivitas Thermal.. ... 29
Gambar 4.9. Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember
Plastik dengan Konduktivitas Thermal………..………..30
commit to user
DAFTAR SIMBOL
P
= Tekanan
F
= Beban maksimum
A
= Luas penampang
m
= Massa
g
= Percepatan gravitasi
a
= Jarak titik pusat pendulum dengan benda uji sebelum tumbukan
b
= Jarak titik pusat pendulum dengan benda uji setelah tumbukan
w
= Berat pendulum
R
= Jarak dari pusat rotasi ke pusat gravitasi
E
= Energi yang dibutuhkan untuk memecahkan benda uji
T
= Temperatur
t
= Tinggi
L
= Tebal benda uji
λ
= Konduktivitas thermal
v
= Volume
ρ
= Kerapatan
E
p= Enegi potensial
E
i= Energi awal sebelum tumbukan
commit to user
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 : Rancangan Campuran Beton (
Mix Design
)………..36
Lampiran 2 : Hasil Perhitungan Kuat Tekan………..38
Lampiran 3 : Hasil Perhitungan
Impact………...
42
Lampiran 4 : Hasil Perhitungan Konduktivitas Termal………..45
Lampiran 5 : Hasil Perhitungan Kerapatan………86
commit to user
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Zaman semakin maju dan berkembang, IPTEK memberikan pengaruh besar bagi seluruh aspek kehidupan. Salah satunya adalah pengaruh IPTEK dalam bidang tehnik sipil terutama dalam hal teknologi konstruksi. Di mana dapat kita lihat telah berdiri kokoh seperti gedung-gedung bertingkat, jalan, jembatan, bandar udara, bangunan lepas pantai, stadion, terowongan, dan lain-lain termasuk pembuatan patung. Adapun elemen konstruksi dari bangunan-bangunan tersebut adalah berupa kayu, besi, baja, beton, genting, kaca, dan sebagainya. Dewasa ini beton sering kita jumpai sebagai elemen konstruksi bangunan yang sangat penting dan sangat luas penggunaannya.
Pemakaian beton sudah populer, pada perkembangannya beton dicampuri dengan beberapa bahan tambahan baik berupa bahan kimia maupun non kimia di antaranya, Abu Ampas Tebu (AAT), abu sekam padi, styrocon dan polimer. Beton diperoleh dengan cara mencampurkan semen portland, air, agregat dan kadang-kadang bahan tambah yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia, tambahan, sampai bahan bangunan non-kimia pada perbandingan tertentu campuran tersebut bilamana dituangkan dalam cetakan kemudian dibiarkan maka akan mengeras seperti batuan.
Kekuatan, keawetan dan sifat beton tergantung pada sifat-sifat bahan-bahan dasar, nilai perbandingan bahan-bahan-bahan-bahannya, cara pengadukan maupun cara pengerjaan selama penuangan adukan beton, cara pemadatan dan cara perawatan selama proses pengerasan (Kardiyono, 1996).
commit to user
Ide dasar penelitian beton polimer pada awalnya berdasarkan pemikiran ingin mencari beton yang dalam hal-hal tertentu memiliki sifat lebih baik dari beton semen. Ternyata dari literatur diketahui, polimer memiliki sifat seperti semen (Suraatmadja, 2000).
Suraatmadja (2000), meneliti tentang beton polimer. Pada penelitian tersebut beton polimer memiliki kelebihan dan kekurangan. Kelebihan dari penelitian tersebut di antaranya bahwa beton polimer memiliki sifat kedap air, tahan terhadap larutan agresif seperti bahan kimia, bisa mengeras di dalam air sehingga bisa digunakan untuk memperbaiki bangunan-bangunan di dalam air. Sedangkan kekurangannya yaitu harga pembuatan beton polimer masih belum bisa lebih rendah dari harga pembuatan beton semen. Hal ini terjadi karena mahalnya bahan kimia yang digunakan untuk mencampur polimer dalam pembuatan beton. Namun pada penelitian kali ini akan dilakukan penambahan polimer tanpa menggunakan bahan kimia.
Henry Miller (2009), meneliti tentang penggunaan limbah plastik sebagai pengganti bahan baku beton yang selama ini harus diperoleh melalui proses penambangan (mining) dan menciptakan produk yang lebih baik. Henry Miller menggunakan bentuk butiran limbah plastik sebagai bahan campuran beton. Tidak seperti plastik biasa, limbah plastik dapat dicampur tanpa efek yang merugikan, pemanasan penggabungan tidak diperlukan.
Bambang Mahendya Lestariono, meneliti tentang penggunaan limbah botol plastik (PET) sebagai campuran beton untuk meningkatkan kapasitas tarik belah dan geser. Kadar Polyethylene terephthalate (PET) yang ditambahkan pada beton mutu normal dalam volume fraksi adalah 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,5%, 0,7% dan 1%.
commit to user
3
diharapkan diperoleh beton dengan sifat mekanik yang lebih baik dari beton yang tanpa menggunakan bahan tambah lainnya dan dapat memperbaiki sifat beton tanpa mengurangi mutunya serta membantu mengurangi limbah plastik yang selama ini banyak mencemari lingkungan.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
a. Apakah beton dapat dibuat dengan campuran limbah ember plastik jenis polypropylene?
b. Bagaimanakah hasil karakterisasi beton yang dibuat?
1.3. Batasan Masalah
Permasalahan pada penelitian ini dibatasi pada:
a. Semen yang dipakai adalah Semen Portland tipe I asal Gresik, Jawa Timur. b. Agregat yang dipakai adalah agregat halus berupa pasir yang berasal dari
daerah Klaten dan agregat kasar berupa kerikil yang berasal dari daerah Karanganyar.
c. Plastik yang digunakan merupakan limbah ember plastik yang berwarna hitam. Variasi campurannya yaitu 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10% dari massa semen.
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
a. Pembuatan beton dengan variasi campuran limbah ember plastik 0%, 2%, 4%, 6%, 8%,10% dari massa semen.
commit to user
1.5. Manfaat PenelitianHasil Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat antara lain: 1 Bagi Mahasiswa
a. Menambah pengetahuan dan wawasan mengenai penggunaan ilmu fisika secara nyata di bidang industri.
b. Meningkatkan dan memperluas daya penalaran mahasiswa dalam memecahkan permasalahan secara ilmiah.
2 Bagi Ilmu Pengetahuan
a. Mengetahui variasi campuran limbah ember plastik pada pembuatan beton yang baik.
b. Memanfaatkan limbah ember plastik. 3 Bagi Masyarakat
commit to user
5 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Beton
Beton merupakan campuran antara semen portland atau semen hidrolis yang lain, agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentuk massa padat (Sudarmoko, 1997). Beton normal memiliki massa jenis 2200 kg sampai 2500 kg sedangkan beton ringan
memiliki massa jenis tidak lebih dari 1900 kg (SNI-03-2847, 2002).
Beton ringan diperoleh dengan cara pemberian gelembung udara ke dalam campuran betonnya. Sehingga pembuatan beton ringan dapat dilakukan dengan cara berikut (Kardiyono, 1996) :
a. Membuat gelembung-gelembung gas/udara dalam adukan semen sehingga akan terjadi banyak pori-pori udara di dalam beton.
b. Menggunakan agregat ringan, misalnya tanah liat bakar, batu apung. Dengan demikian beton yang terjadipun akan lebih ringan daripada beton biasa.
c. Membuat beton dengan tanpa butir-butir agregat halus. Oleh karena itu beton ini disebut “beton non pasir” dan hanya dibuat dari semen dan agregat kasar saja dengan butir maksimum agregat kasar sebesar 20 mm. Beton demikian mempunyai pori-pori yang hampir seragam.
2.2. Agregat
Agregat merupakan butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi beton. Agregat ini kira-kira menempati sebanyak 70%-80% dari volume beton (Gensel. et.al., 2010).
commit to user
6
diameter 4,75 mm atau 4,80 mm. Agregat yang diameternya lebih besar dari 4,80 mm disebut agregat kasar, dan agregat yang diameternya lebih kecil dari 4,80 mm disebut agregat halus.
Secara umum, agregat kasar sering disebut sebagai kerikil, kericak, batu pecah, atau split. Sedangkan agregat halus disebut pasir, baik berupa pasir alami yang diperoleh langsung dari sungai atau tanah galian, atau dari hasil non-hidrolis adalah semen yang dapat mengeras tetapi tidak stabil dalam air. (Nugroho, dkk., 2007). Semen Portland merupakan semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker dengan bahan utama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis dengan gips sebagai bahan tambah.
Berdasarkan tujuan pemakaiannya semen portland di Indonesia dibagi menjadi 5 jenis, yaitu:
Tabel 2.1 Jenis- jenis semen Portland
( Kardiyono, 1996)
Jenis Semen Karakteristik Umum
Jenis I Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus
Jenis II Semen portland yang penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang
Jenis III Semen portland yang penggunaannya memerlukan persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan
Jenis IV Semen portland yang penggunaannya menuntut panas hidrasi rendah
commit to user
7
Fungsi semen adalah untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu massa yang padat. Selain itu untuk mengisi rongga-rongga di antara butiran agregat. Semen hanya kira-kira mengisi 10 % saja dari volume beton (Kardiyono, 1996).
2.4. Air
Air merupakan bahan dasar pembuat beton yang penting namun harganya paling murah. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen dan sebagai bahan pelumas antara butir-butir agregat agar dapat mudah dikerjakan dan di padatkan. Untuk bereaksi dengan semen, air yang diperlukan hanya sekitar 25 % massa semen saja. Tetapi kenyataannya nilai faktor air semen yang dipakai sulit kurang dari 0,35. Kelebihan air ini digunakan sebagai pelumas namun tambahan air untuk pelumas ini tidak boleh terlalu banyak karena kekuatan beton akan organik, dan sebagainya) lebih dari 15 gram/liter.
c. Tidak mengandung khlorida (Cl) lebih dari 0,5gram/liter. d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.
2.5. Plastik
Plastik adalah suatu polimer yang mempunyai sifat-sifat unik dan luar biasa. Polimer adalah suatu bahan yang terdiri dari unit molekul yang disebut monomer (Mujiarto, 2005).
commit to user
8
pipa bangunan, botol kecap, botol sampo, kantong pembungkus, sikat gigi, alat makan (sendok, garpu, piring, mangkok, gelas), hingga mainan anak- anak ( Hamonangan, 2009).
Plastik mempunyai berbagai sifat yang menguntungkan, diantaranya (Azizah, 2009):
a. Umumnya kuat namun ringan.
b. Secara kimia stabil (tidak bereaksi dengan udara, air, asam, alkali dan berbagai zat kimia lain).
c. Merupakan isolator listrik yang baik. d. Mudah dibentuk, khususnya dipanaskan. e. Biasanya transparan dan jernih.
f. Fleksibel/plastis
g. Harganya relatif murah.
Plastik dapat dikelompokkan menjadi dua golongan yaitu plastik termoplast dan plastik termoset. Plastik termoplast merupakan plastik yang dapat dicetak berulang-ulang, sebagai contoh : PP (Polypropylene), PE, ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), nylon, PET (Polyethylene Perephtalate), BPT, Polyacetal (POM), PC dll. Sedangkan plastik termoset merupakan plastik yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali, sebagai contoh ; PU (Poly Urethene), UF (Urea Formaldehyde), MF (Melamine Formaldehyde), polyester, epoksi dll.
2.6. Kuat tekan
Tekanan (P) didefinisikan sebagai gaya (F) per satuan luas bidang (A), dinyatakan dengan persamaan:
commit to user
9
Satuan SI dari tekanan adalah N/m2atau pascal (Pa) (Giancoli, 2001). Kuat tekan adalah suatu parameter yang menunjukkan besarnya beban per satuan luas yang menyebabkan benda uji hancur oleh gaya tekan tertentu.
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kuat tekan beton yaitu (Kardiyono, 1996):
a. Faktor air semen dan kepadatan
Semakin rendah nilai faktor air semen (fas) maka semakin tinggi kuat tekan betonnya. Tetapi apabila fas terlalu rendah adukan beton akan sulit dipadatkan. Kepadatan adukan beton sangat mempengaruhi nilai kuat tekan beton setelah mengeras.
b. Umur beton
Kekuatan beton bertambah sesuai dengan bertambahnya umur dari beton tersebut.
c. Jenis semen
Jenis semen yang digunakan dalam pembuatan beton harus sesuai dengan tujuan dan penggunaannya.
d. Sifat agregat
Sifat agregat yang berpengaruh terhadap kekuatan beton adalah kekasaran permukaan dan ukurannya. Pemakaian butir agregat yang terlalu besar akan mengurangi kekuatan beton karena butiran agregat akan mengurangi luas permukaan beton sehingga kelekatan antara butiran agregat kurang kuat.
2.7. Impact
Impact tester merupakan alat yang digunakan untuk mengukur reaksi
commit to user
10
Mula-mula pendulum dinaikkan, pendulum dalam keadaan diam ini mempunyai Energi Potensial:
mga
E
p
(2.2)Denganm: massa dari pendulum (kg), g : percepatan grafitasi ) , a : jarak
titik pusat pendulum dengan benda uji sebelum tumbukan (m), b : jarak titik pusat pendulum dengan benda uji setelah tumbukan (m).
Gambar 2.1.
Animasi Alat Izod Impact Tester (Ogawa, 1987)
Pendulum yang telah dibebaskan maka, energi potensial akan menurun dan energi kinetik akan meningkat. Dari analisa Gambar (2.1) di atas maka :
commit to user
11 Jika W = mg maka dapat diperoleh persamaan:
) mengayun ke atas membentuk sudut ke posisi atau arah yang lain dengan sisa
energi. Energi yang masih tersisa setelah tumbukan :
mgb
E
p
Jika W = mg maka dapat diperoleh persamaan:
)
Energi yang dibutuhkan untuk mematahkan benda uji, apabila tekanan dan hambatan udara diabaikan maka energi yang diperlukan untuk mematahkan benda uji, diberikan oleh persamaan :
cos
cos
R: jarak dari pusat rotasi ke pusat gravitasi (m)
E: Energi yang dibutuhkan untuk mematahkan sempel (J)
Energi yang dibutuhkan untuk mematahkan benda uji besar menunjukkan bahwa benda uji tersebut keras (Ogawa, 1987).
2.8. Konduktivitas thermal
commit to user
12
lain karena terjadi persinggungan tanpa terjadi perpindahan molekul dari benda padat itu sendiri (Halauddin, 2006).
Apabila suatu objek dipanaskan, pada bagian ujung yang panas, molekul-molekul di tempat itu bergerak lebih cepat dan menumbuk molekul-molekul-molekul-molekul di sekitarnya yang bergerak lebih lambat. Molekul-molekul tersebut mentransfer sebagian dari energinya ke molekul-molekul lain, yang lajunya kemudian bertambah. Molekul-molekul ini kemudian juga mentransfer sebagian energinya dengan molekul-molekul lain sepanjang objek. Konduksi kalor hanya terjadi apabila terdapat perbedaan temperatur (Giancoli, 1988). Menurut (Bentz et.al,. 2010) bahwa kerapatan dan jenis agregat dapat berpengaruh terhadap konduktivitas termal.
Gambar 2.2.
Konduksi Kalor antara Daerah dengan Temperatur T1dan T2. Jika T1 Lebih
Besar dari T2Kalor Mengalir ke Kanan
(Giancoli, 2001)
Aliran kalor menuju objek uniform Gambar 2.2, laju aliran kalor ΔQ per
selang waktu Δtdinyatakan dalam persamaan berikut:
(2.6)
Di mana A merupakan luas penampang lintang benda, l merupakan jarak antara kedua ujung, yang mempunyai temperatur T1 dan T2, dan k merupakan
konstanta pembanding yang disebut konduktivitas termal, yang merupakan karakteristik material tersebut. Dalam beberapa kasus (seperti ketika k atau A
commit to user
13
(2.7)
Di mana dT/dx merupakan gradien temperatur dan dimasukkan tanda negatif karena arah aliran kalor berlawanan dengan gradien (Giancoli, 1988). Zat-zat yang nilai knya besar merupakan zat yang menghantarkan kalor dengan cepat yang dinamakan konduktor yang baik. Biasanya dimiliki oleh logam. Sedangkan zat-zat yang memiliki k kecil, seperti wol, fiberglass, polyurethane dan bulu, merupakan penghantar kalor yang buruk yang dinamakan isolator (Giancoli, 2001).
Menurut Ogawa (1987), persamaan (2.8) di atas dapat ditetapkan pada kondisi stasioner. Jika Q (kcal), L (m), T (°C), A (m2) dan t (hr), maka satuan dari konduktivitas termal (λ) adalah kcal/mhr°C. Apabila konduktivitas termal pada suhu mula-mula To°C adalah λodan konduktivitas termal pada suhu T °C adalah λ
maka hubungan keduanya ditunjukkan oleh persamaan:
(2.8)
Adapun α menunjukkan nilai koefisien temperatur.
Di bawah keadaan stasioner, tidak tergantung terhadap waktu sehingga
konstan. Dengan kata lain, kuantitas tersebut dapat dinyatakan sebagai
(2.9)
Sehingga di bawah keadaan stasioner persamaan (2.7) berubah menjadi
(2.10)
Jika persamaan (2.3.2) disubstitusikan ke persamaan (2.10) akan menjadi :
(2.11)
Jika diintegralkan dalam jangkauan suhu T1 sampai persamaan T2,
yaitu dari persamaan (2.11) akan
diperoleh persamaan:
commit to user
14
Nilai mewakili sebuah nilai-nilai λ antara T1 dan T2. Jika
nilainya diambil sebagai rata-rata λav dan (T1 - T2) dinyatakan sebagai ∆T yang
mewakili perbedaan temperatur, ditinjau dari persamaan (2.10) maka persamaan (2.12) menjadi
(2.13)
Gambar 2.3.
Konduksi Termal pada Dinding Bidang (Ogawa, 1987)
Nilai L mewakili ketebalan bahan di mana konduktivitas termal berada. Dengan menggunakan masing-masing formula, memungkinkan untuk dibuat suatu konduktivitas termal benda padat secara sederhana yang tidak tergantung pada konveksi dan radiasi. Maka persamaan aliran termal dapat dinyatakan sebagai:
dan (2.15)
commit to user
15
(2.17)
Normalnya suatu kontak permukaan memperlihatkan penurunan suhu. Hal ini disebabkan oleh resistansi kontak akibat adanya suatu lapisan yang tidak melekat dengan ketat seperti diperlihatkan pada Gambar 2.4:
Gambar 2.4. Kurva Suhu (Ogawa, 1987)
Jika Rc dianggap resistansi kontak serta Ra dan Rb nilai resistansi dari potongan
kedua bahan jenis II dengan ketebalan La (bahan D) dan Lb (bahan E), maka
resistansi total:
dan
(2.18)
Rb-Ra menunjukkan resistansi dari potongan bahan jenis II (spesimen sempel)
yang memiliki ketebalan (Lb– La). Akan tetapi karena resistansi adalah kebalikan
dari konduksi maka persamaan (2.18) akan menjadi
(2.19)
Persamaan berikut dapat ditetapkan:
; (2.20)
λa’dan λb’mewakili konduktivitas termal dengan melibatkan derajat konduksi dari
potongan bahan jenis II ( dengan ketebalan Ladan Lb) dan jarak bebas diantara
bahan jenis Idan II. Dari persamaan (2.20) diperoleh λa’dan λb’sebagai berikut:
commit to user
16 dan dari persamaan (2.20), (2.21) diperoleh:
(2.22)
Maka konduktivitas termal dapat dituliskan dengan persamaan berikut ini:
(2.23)
2.9. Kerapatan
Kerapatan didefinisikan sebagai massa per satuan volume, yang dapat dituliskan kedalam suatu persamaan (Giancoli, 1988) :
(2.24)
Di mana mmerupakan massa (kg) dan Vmerupakan volume bahan ( ).
commit to user
17
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Bahan Bangunan Fakultas Teknik dan di Laboratorium Pusat MIPA Universitas Sebelas Maret.Waktu pelaksanaan skripsi di tempuh selama 12 bulan dimulai dari bulan Januari 2011 berakhir pada bulan Desember 2011.
3.2. Alat dan Bahan 3.2.1. Alat
a. Compresion Testing Machine merk Control kapasitas tekan maksimum 2000
kN dengan ketelitian 5 N.
b. Izod Impact Tester merek Toyo Seiki Seisaku-Sho.
c. Thermal Conductivity Measuring Apparatus seri HVS-40-200S merek Ogawa
Seiki (silinder standar Cu: λR = 320 kcal/mhr0C).
d. Bak air untuk merendam benda uji selama perawatan.
e. Neraca dengan ketelitian 10 gr dan neraca digital dengan ketelitian 1 gr f. Cetakan kayu berbentuk kubus (sisi= 15 cm).
g. Cetakan kayu berbentuk balok (panjang = 8 cm, lebar = 2 cm, tinggi = 2 cm). h. Cetakan besi berbentuk silinder (diameter = 4 cm, tinggi = 0,2 cm dan
diameter= 4 cm, tinggi= 0,4 cm).
i. Gelas ukur kapasitas 1 liter dengan ketelitian 1 ml. j. Jangka Sorong dengan ketelitian 0,05 mm.
k. Stopwatch.
l. Ayakan diameter= 0,15 mm dan ayakan diameter=0,3 mm. m. Cangkul.
n. Kertas minyak. o. Cetok.
commit to user
3.2.2. BahanBahan yang digunakan dalam penelitian ini di antaranya : a. Kerikil
Kerikil sebagai agregat kasar, merupakan material paling dominan karena komposisinya paling besar dalam pembuatan beton. Dalam penelitian ini, kerikil yang digunakan berasal dari Karanganyar.
b. Pasir
Pasir sebagai agregat halus, merupakan material yang berfungsi mengisi pori-pori pada kerikil. Pasir dalam penelitian ini berasal dari Klaten yang merupakan material alami gunung Merapi
c. Semen Portland
Semen portland mempunyai peranan yang sangat penting karena merupakan bahan pengikat material penyusun beton jika bereaksi dengan air. Pada penelitian ini digunakan semenportlandtipe I yang berasal dari Gresik, Jatim. d. Plastik
Plastik merupakan bahan tambah untuk beton. Dalam penelitian ini, plastik yang digunakan merupakan limbah ember plastik hitam. Plastik tersebut selanjutnya dicacah menggunakan mesin pencacah plastik.
3.3. Metode Penelitian
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimen. Pada penelitian ini dibuat beton dengan campuran limbah ember plastik hitam. Pelaksanaan penelitian ini dibagi menjadi beberapa tahapan, yaitu persiapan bahan, pembuatan benda uji, perawatan, dan pengujian.
commit to user
19
Gambar 3.1 Diagram alur prosedur penelitian Pembuatan benda uji
Beton dibuat dengan campuran pasir, kerikil, semen, air dan juga limbah ember plastik. Di sini limbah ember plastik dicacah menggunakan alat pencacah plastik.
- Kuat tekan : kubus (15х15х15)cm
- Impact :balok (8х2х2)cm
- Konduktivitas thermal: silinder diameter 4 cm dan tebal masing-masing 0,2 cm dan 0,4 cm
- Kerapatan :kubus (15х15х15)cm
Pengujian benda uji pada umur 28 hari
Analisa data Perawatan
TestImpact Konduktivitas
thermal
Kerapatan Kuat tekan
Kesimpulan
commit to user
1. Persiapan BahanPada tahap ini seluruh bahan yang dibutuhkan dipersiapkan terlebih dahulu, di antaranya semen, air, pasir, kerikil dan limbah ember plastik. Perbandingan massa bahan yaitu 1 semen : 2 pasir : 3 kerikil, dengan jumlah air 0,5 dari massa semen. Limbah ember plastik yang diperlukan sebanyak 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10% dari massa semen. Untuk mengetahui banyaknya bahan yang diperlukan maka dilakukan perhitungan mix design berdasarkan massa jenis dari masing-masing bahan.
2. Pembuatan Benda Uji
Pada tahap ini bahan yang telah dipersiapkan, diaduk secara manual dengan cangkul. Pertama-tama kerikil dan pasir diaduk, kemudian semen dimasukkan. Setelah ketiga bahan tersebut tercampur merata, air dimasukkan sedikit demi sedikit sambil diaduk. Kemudian limbah ember plastik dimasukkan pada adukan tersebut dan terus diaduk hingga semua bahan tercampur homogen. Langkah terakhir yaitu mencetak adukan dalam bentuk kubus (15x15x15) cm, balok dengan ukuran (panjang = 8 cm, lebar = 2 cm, tinggi = 2 cm), dan silinder dengan ukuran (diameter =4 cm, tinggi =0,2 cm) dan (diameter =4 cm, tinggi =
0,4 cm).
3. Perawatan
commit to user
21
4. Pengujian
Pada tahap ini dilakukan pengujian kuat tekan, test impact,konduktivitas termal dan kerapatan setelah beton mencapai umur 28 hari.
a. Kuat tekan
Benda uji yang digunakan dalam pengujian ini adalah kubus dengan sisi 15 cm sebanyak 5 buah untuk setiap variasinya. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan beton dengan campuran limbah ember plastik dalam menerima beban.
b. Impact
Pengujian ini bertujuan untuk mengukur reaksi pukulan meliputi Strength
(kekuatan), Atickness (kelekatan), Buttleness (kerapukan). Benda uji yang digunakan adalah balok dengan ukuran (panjang = 8 cm, lebar = 2 cm, tinggi = 2 cm) sebanyak 5 buah untuk setiap variasinya.
c. Konduktivitas termal
Benda uji yang digunakan untuk pengujian ini adalah sepasang silinder dengan diameter 4 cm, tinggi 0,2 cm dan 0,4 cm sebanyak 5 pasang untuk setiap variasinya. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan beton dengan campuran limbah ember plastik dalam menghantarkan panas.
d. Kerapatan
Pengujian ini berfungsi untuk mengetahui besarnya massa jenis (density) limbah ember plastik. Benda uji yang digunakan adalah kubus dengan sisi 15 cm sebanyak 5 buah untuk setiap variasinya.
Sedangkan untuk pengujiannya, dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut :
a. Pengujian Kuat Tekan
Alat yang digunakan yaitu CTM (Compression Testing Machine). Adapun langkah-langkah pengujiannya sebagai berikut:
1. Menyiapkan seperangkat CTM.
commit to user
3. Memeriksa manometer dengan memutar jarum merah hingga berhimpit pada jarum hitam pada skala nol.
4. Menghidupkan mesin dan handel disetel pada posisi menekan. 5. Mengamati pergerakan jarum manometer.
6. Mencatat nilai maksimum beban yang dapat ditahan (P) oleh benda uji. 7. Menghitung besarnya kuat tekan beton sesuai Persamaan (2.1).
b. Pengujian Impact
Pengujian ini menggunakan Izod Impact Tester merek Toyo Seiki
Seisaku-Sho, LTD buatan Tokyo Jepang. Langkah-langkah pengujiannya
adalah sebagai berikut:
1. Menaikkan pendulum pada sandarannya 2. Memasang sempel pada tempat sempel. 3. Melepaskan pendulum
4. Menghentikan pendulum dan memasang kembali kesandarannya.
5. Mencatat nilai sudut yang dihasilkan karena pendulum memecah sempel. 6. Menghitung energi yang diperlukan memecah sempel sesuai Persamaan
(2.5).
c. Pengujian Konduktivitas Termal
Alat yang digunakan yaitu Thermal Conductivity Measuring
Apparatus (silinder standar Cu: λR=320 kcal/mhr0C). Adapun langkah-langkah
pengujiannya yaitu:
1. Menyiapkan alat Thermal Conductivity Measuring Apparatus.
2. Meletakkan benda uji pada tempatnya. 3. Mencatat perubahan temperatur (T1– T10).
4. Menentukan gradien temperatur (ΔTadan ΔTb)
5. Melakukan perhitungan sesuai Persamaan (2.23). d. Pengujian Kerapatan
Alat yang digunakan pada pengujian ini adalah mistar dengan ketelitian 0,1 cm dan neraca dengan ketelitian 10 gr. Berikut ini adalah langkah-langkah pengujian, diantaranya:
commit to user
23
2. Mengukur sisi (s) dari benda uji. 3. Menghitung volume (V) dari benda uji.
