APLIKASI BETON RAMAH LINGKUNGAN

(1)

APLIKASI BETON RAMAH

LINGKUNGAN

PT. ADHIMIX PRECAST INDONESIA

Disampaikan Oleh : DODY KHRISNA P, ST. UNIBRAW, 30 April 2014

(2)

BIODATA

• Nama : Dody Khrisna Pujianto,ST. • Tempat/Tgl lahir : Surabaya / 30-03-1976

• Pendidikan : S1 Civil Engineering

• Jabatan : Kepala Divisi Readymix

(3)

Pendahuluan

• Beton merupakan material konstruksi yang senantiasa dikaitkan

dengan Isu dampak pemanasan global.

• Bahan penyusun beton :

• Bahan tersebut didapat dengan mengeksploitasi alam, sebagai

penyebab terbesar kerusakan alam.

• Produksi semen penyumbang CO2 terbesar urutan kedua dunia

dalam proses pembakaran kapur

• Eksploitasi material pasir (tambang galian C) yang cenderung

(4)

Pengertian Beton Ramah Lingkungan

• Hampir semua meterial dasar beton merupakan produk dari

hasil merusak lingkungan.

• Perlu diupayakan untuk meminimalkan dampak kerusakan

lingkungan yang ditimbulkan, sebelum ada teknologi beton dengan mengganti seluruh bahan yang digunakan.

• Saat ini para ahli tengah mengembangkan bahan beton

berbasis polimer untuk menggantikan semen.

• Yang paling aplikatif adalah dengan mengurangi pemakaian

semen, pemakaian pasir alam dan pemakaian air dalam campuran beton tanpa merubah kualitas, workabilitas dan durabilitas.

• Sehingga dapat dikatakan beton ramah lingkungan adalah

beton dengan sedikit semen, sedikit pasir alam dan sedikit air,

tanpa menurunkan quality, workability, durability dan

(5)

Aplikasi Beton Ramah Lingkungan

• Untuk mengaplikasikan beton yang lebih ramah

lingkungan untuk saat ini secara prinsip adalah melalui upaya :

1. Mengurangi pemakaian semen pada campuran beton

dengan penggunaan admixtures

2. Mengurangi pemakaian air pencampur beton

menggunakan admixture dan mengoptimalkan

penggunaan maksimum ukuran agregat.

3. Mengurangi pemakaian pasir alam dengan

(6)

1.Mengurangi Pemakaian Semen

Sebagai upaya menghasilkan produk beton yang ramah lingkungan, salah satunya dengan mengurangi pemakaian semen dengan cara melakukan subtitusi dengan mengunakan admixture sebagai bahan campuran beton.

• Admixture : bahan tambah untuk campuran beton

yang dapat memberikan sifat khusus melebihi sifat beton konvensional

• Admixture Terdiri dari :

1. Mineral admixture

(7)

Mineral Admixtures

• Berupa bahan padat yang dihaluskan

• Mengandung senyawa silika atau silika alumina • Jenis Mineral admixture,pozzolan,slag,abu sekam

• Karena kehalusannya dan dengan adanya air, maka senyawa-senyawa tersebut akan bereaksi dengan kalsium hidroksida membentuk senyawa kalsium silikat hidrat (CSH) dan kalsium hidrat yang bersifat hidrolis

(8)

Klasifikasi Mineral Admixtures (

Pozzolan

)

• Menurut ASTM C-618, dibedakan berdasarkan

komposisi kimia dan sifat fisiknya;

1. Kelas N : Pozzolan alam atau hasil pembakaran

pozzolan alam (tanah diatomic, opaline cherts dan shales, tuff dan abu vulkanik atau pumicite)

2. Kelas C : Fly ash yang mengandung CaO

(Calcium Oxide) diatas 10 % (pembakaran lignit atau sub-bitumen batubara)

3. Kelas F : Fly ash yang mengandung CaO

(Calcium Oxide) kurang dari 10 % ( pembakaran antrhacite atau bitumen batu bara)

(9)

a. Penggunaan Fly Ash (Abu Terbang)

• Adalah limbah hasil pembakaran batu bara yang

merupakan salah satu jenis mineral admixtures pozzolan yang banyak terdapat di Indonesia, dengan mempertimbangkan aspek kualitas, keekonomisan,

ketersediaan dan mempertimbangkan aspek

lingkungan jika tidak termanfaatkan, menjadikan fly ash merupakan salah satu material beton sebagai

solusi memproduksi beton ramah lingkungan

disamping mempunyai nilai tambah untuk campuran beton dibandingkan beton konvensional tanpa

(10)

(11)

Fisik Fly Ash

(12)

(13)

Diagram Reaksi Fly Ash

SEMEN

₊

AIR Ca(OH)2

limbah FLY ASH SiO2 ( Silicon dioksida ) Al2O3 (Alumunium dioksida) Fe2O3 ( Besi Oksida )

+

Ca(OH)2 limbah CSH CFH CAH Strength

(14)

Pengaruh Penggunaan Fly Ash

• Peningkatan kekuatan yang lebih besar setelah umur

28 hari

• Sangat baik untuk pengecoran besar (mass

concrete) : dapat menurunkan panas hidrasi

• Membuat beton lebih awet (durable)

• Terhadap Sifat Beton Segar (fresh concrete)

1. Meningkatkan workability 2. Mengurangi bleeding

3. Mudah dipompa karena plastis dan cohesive

4. Memperlama waktu setting

(15)

Persyaratan Beton Durable

• Berdasarkan ACI-201 :

Persyaratan untuk kondisi khusus :

(16)

Perkembangan Kuat Tekan Beton Dengan

Fly ash

(17)

(18)

Perkembangan Panas Hidrasi Pada Mass

Concrete

GRAFIK MONITORING MATT FOUNDATION MONACO RESIDENCE PROJECT DEPTH 3,5 M

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 10 0 WAKTU ( JAM ) S E KAL A S UHU 0 CE L CI US

(19)

Pengaruh Fly Ash Terhadap Slump Beton

PC PC+FA20 PC+FA30 PC+F40 0.3 225 215 211 207 0.4 213 203 199 195 0.5 204 194 190 186 0.6 196 186 182 178 0.7 190 180 176 172 Kebutuhan Air (ltr/m3) w/c

(20)

Pengaruh Fly Ash Terhadap Waktu Setting

2:24 3:36 4:48 6:00 7:12 8:24 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 In it ia l S e tt in g T im e ( ja m :m n t) w/c

Grafik Initial Setting Time

PC

PC + FA20 PC + FA30 PC + FA40

(21)

Pengaruh Fly Ash Terhadap Kadar Udara

1.10 0.85 0.75 0.60 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20

PC PC + FA20 PC + FA30 PC + FA40

Pr os en ta se K ad ar U da ra da la m B et on

(22)

(23)

Perbandingan Komposisi Beton

dengan Fly Ash

Mutu K (kg/cm2) 350 350 350 350

Prosentase Fly ash 0 20 30 40

w/c 0.569 0.524 0.501 0.460

Semen (kg/m3) 348 293 265 247

Flyash (kg/m3) 0 73 114 165

(24)

Hasil Uji Beton Dengan Fly Ash

Data Pengujian Penetrasi Khlorida :

Data Pengujian Kedap Air :

(25)

Percobaan Beton Dengan Fly Ash 50%

Terhadap Cementitious

Mutu Beton K-375 kg/cm² Slump 18 cm

Komposisi Campuran Beton per M³ Semen 200 kg Fly Ash 200 kg Pasir 947 kg Split 998 kg Air 104 ltr Admixture type F 7 ltr

Data Test Beton Segar

Slump Plain 19 cm

Slump 30 menit 19 cm Slump 60 menit 18 cm Slump 90 menit 17 cm Slump 120 menit 12 cm

Initial Setting Time : 6 jam 15 menit Hasil Test Tekan :

Umur 1 hari 92.2 kg/cm²

Umur 3 hari 192.9 kg/cm²

(26)

b. Penggunaan Chemical Admixture

Cara mengurangi pemakaian semen dapat dilakukan dengan menggunakan Chemical Admixture

• Sesuai ASTM C.494, dibagi beberapa type :

Type A : Water Reducing Admixture

Type B : Retarding Admixture

Type C : Accelerating Admixture

Type D : Water Reducing and Retarding Admixture

Type E : Water Reducing and Accelerating Admixture

Type F : Water Reducing High Range

(27)

Chemical Admixture

• Jumlah pemakaian semen akan dipengaruhi oleh jumlah pemakaian air

• Di samping penggunaan fly ash, untuk mengurangi kebutuhan air dapat dilakukan dengan pemakaian chemical admixtures dengan mempertimbangkan proses pelaksanaan pengecoran

• Besar pengurangan air akibat pemakaian chemical admixtures, tergantung dari type dan dosis chemical admixture yang digunakan

(28)

Perbandingan Komposisi Tiap Type Chemical

Admixture

0.5

0.5 -

D

F

G

0.3

0.6

0.8

204

198

175

183

407

395

350

367

0

1.19

2.10

2.93 w/c

Type Admixture

Pemakaian Air ltr/m3

Jumlah Semen kg/m3

Jumlah Admixture ltr/m3

Dosis %

Catatan : Banyak sekali merk chemical admixture, yang masing-masing mempunyai karakter berbeda-beda, sehingga perlu percobaan lebih detail sebelum digunakan.

(29)

Pengurangan Air Terhadap Dosis Type F

y = 25.16ln(x) + 26.75 R² = 1 0 10 20 30 40 50 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 Pr os en ta se P en gu ra ng an P em ak ai an A ir (% )

Dosis Admixture terhadap Semen (%)

Efek Pemakaian Admixture Type F Terhadap Penggunaan Air

(30)

3. Mengoptimalkan Maksimum Size Coarse

Aggregate

Mengurangi pemakaian semen dapat dilakukan

dengan mengoptimalkan pemakaian maksimum

butiran coarse aggregat,semakin besar ukuran

agregat yang digunakan,semakin kecil jumlah

air dan semen yg digunakan, atau sebaliknya,

selama syarat maksimum agregat terhadap

dimensi dan kondisi tulangan masih terpenuhi

(31)

Persyaratan Maksimum Ukuran Butiran

Coarse Aggregate

• 1/5 Jarak terkecil antar

bidang samping

cetakan, atau

• 1/3 tebal plat, atau

• 3/4 jarak bersih minimum antar batang tulangan atau tendon

(32)

Hubungan Pemakaian Air Dengan Maksimum

(33)

4. Mengurangi Pemakaian Pasir Alam

• Pasir alam pada umumnya didapat dari eksploitasi alam pada tanah yang produktif

• Tumbuhan sebagai penyerap CO2 menjadi hilang

• Upaya yang dapat dilakukan adalah menggantikan sebagian dengan pasir buatan atau abu batu yang merupakan limbah dari penggilingan batu

(34)

(35)

(36)

Proses Pencucian Abu Batu Sebagai Upaya

Mendapatkan Pasir Buatan

(37)

Komposisi Campuran Beton Berbagai Mutu Dengan

Menggunakan Pasir Alam

Semen Pasir Alami Abu Batu Split 1/2.5 Air Bebas

( K ) ( cm ) kg/cm² kg/cm² ( % ) kg/m3 1 100 12±2 30 149 0.866 46 202 918 0 1070 175 2 125 12±2 30 174 0.832 45 212 898 0 1077 176 3 150 12±2 30 199 0.799 45 223 878 0 1083 178 4 175 12±2 30 224 0.768 44 234 859 0 1088 180 5 200 12±2 30 249 0.738 43 246 841 0 1092 181 6 225 12±2 30 274 0.709 43 258 823 0 1096 183 7 250 12±2 30 299 0.681 42 271 805 0 1098 185 8 275 12±2 30 324 0.654 42 285 788 0 1100 186 9 300 12±2 30 349 0.629 41 299 771 0 1100 188 10 325 12±2 30 374 0.604 41 314 754 0 1100 190 11 350 12±2 30 399 0.580 40 330 738 0 1099 191 12 375 12±2 30 424 0.558 40 346 722 0 1097 193 13 400 12±2 30 449 0.536 39 364 707 0 1094 195 14 425 12±2 30 474 0.515 39 382 691 0 1090 197 15 450 12±2 30 499 0.495 38 401 676 0 1085 198 16 475 12±2 30 524 0.475 38 421 661 0 1079 200 17 500 12±2 30 549 0.456 38 442 646 0 1072 202 18 525 12±2 30 574 0.439 37 463 631 0 1065 203 19 550 12±2 30 599 0.421 37 486 616 0 1056 205 DATA MATERIAL kg/m3 kg/m3 kg/m3 lt/m3 kg/m3 2,364 2,363 2,362 2,361 2,360 2,360 2,359 2,359 2,359 2,358 2,358 2,358 2,359 2,359 2,360 2,360 2,361 2,362 2,363

Slump Deviasi Target

Fas S/A Berat beton

Komposisi Material ( SSD )

(38)

Komposisi Campuran Beton Berbagai Mutu Dengan

Menggunakan Pasir Alam & Pasir Buatan (50-50)

Semen Pasir Alami Abu Batu Split 1/2.5 Air Bebas

( K ) ( cm ) kg/cm² kg/cm² ( % ) kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 lt/m3 kg/m3 1 100 12±2 30 149 0.866 51 202 506 508 976 175 2,366 2 125 12±2 30 174 0.832 50 212 495 497 985 176 2,364 3 150 12±2 30 199 0.799 49 223 484 486 993 178 2,364 4 175 12±2 30 224 0.768 49 234 474 476 1000 180 2,363 5 200 12±2 30 249 0.738 48 246 464 465 1006 181 2,362 6 225 12±2 30 274 0.709 47 258 454 455 1011 183 2,361 7 250 12±2 30 299 0.681 47 271 444 446 1015 185 2,361 8 275 12±2 30 324 0.654 46 285 435 436 1018 186 2,360 9 300 12±2 30 349 0.629 45 299 425 427 1021 188 2,360 10 325 12±2 30 374 0.604 45 314 416 418 1022 190 2,360 11 350 12±2 30 399 0.580 44 330 407 409 1022 191 2,360 12 375 12±2 30 424 0.558 44 346 399 400 1022 193 2,360 13 400 12±2 30 449 0.536 43 364 390 391 1020 195 2,360 14 425 12±2 30 474 0.515 43 382 381 383 1018 197 2,361 15 450 12±2 30 499 0.495 42 401 373 374 1015 198 2,361 16 475 12±2 30 524 0.475 42 421 365 366 1010 200 2,362 17 500 12±2 30 549 0.456 41 442 356 358 1005 202 2,363 18 525 12±2 30 574 0.439 41 463 348 350 999 203 2,364 19 550 12±2 30 599 0.421 41 486 340 342 992 205 2,365 DATA MATERIAL ABSORPSI BERAT

ISI PEMAKAIANMAX SIZE FM SC

% kg/m3 % mm %

1 SEMEN Type I 3.15 1.00

2 PASIR 1 Pasir Alam 2.61 0.76 1,530 50 2.42 1.75

3 PASIR 2 Abu Batu 2.62 2.46 1,530 50 3.50 3.95

4 SPLIT 1 10- 5 mm 2.61 1.2 1440 100 25 6.95 0.67

No Mutu Target Fas S/A Berat beton

Komposisi Material ( SSD )

NO URAIAN JENIS BERAT JENIS

(39)

Grafik Analisa Butiran Pasir Alam, Pasir Buatan dan

Kombinasi (50-50)

0 20 40 60 80 100 Pan #100 #50 #30 #16 #8 #4 3/8" 3/4" 1.0" 1.5" P as si n g P er ce n ta ge Sieve Size

Gradasi Pasir Alami Fine Modulus (FM) : 2,42 Grading Limit Agg Grading 60 80 100 g P er ce nt ag e

Grading Abu Batu Fine Modulus (FM) : 3,50 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 Pan #100 #50 #30 #16 #8 #4 3/8" 3/4" 1.0" 1.5" Pas si ng P er ce nt ag e Sieve Size

Grading Kombinasi Pasir Alam dengan Abu Batu (50-50) : FM 2,96

Grading Limit

50% 50%

(40)

Penutup

• Dari uraian di atas, menunjukkan upaya-upaya yang dapat dilakukan melalui dasar teknologi beton untuk saat ini dalam rangka mengurangi dampak pemanasan global yang ditimbulkan oleh produksi semen sebagai bahan utama beton. Meminimalkan penggunaan semen, mengurangi pemakaian air dan mengurangi pemakaian pasir alam tanpa mengurangi kualitas dengan memanfaatkan bahan-bahan limbah B3 sebagai upaya memproduksi beton yang lebih ramah lingkungan.

• Namun upaya ini kiranya harus pula diintegrasikan dengan perencanaan struktur dan pelaksanaan di lapangan sebagai usaha yang terintegrasi mengurangi dampak pemanasan global akibat semakin pesat pertumbuhan bangunan berbahan beton.

(41)