260
PENGARUH PENGGUNAAN BOTOL PLASTIK POLYETHYLENE TEREPHTHALATE (PET) SEBAGAI PENGGANTI AGREGAT HALUS TERHADAP KUAT BETON
Yosi Juliana Nadeak1, Zaidir2, Sri Umiati3
1Mahasiswa Program Sarjana, Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Andalas, Padang. Email: yosinadeak12@gmail.com
2Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Andalas, Padang.
Email : zaidir@eng.unand.ac.id
3Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Andalas, Padang.
Email : sriumiatisri57@gmail.com
ABSTRACT
Plastic waste is a type of inorganic waste which properties that are difficult to decomposed. One of plastic waste is PET type plastic bottles. PET plastic bottles are usually used in beverage packaging that has a triangle symbol with a number one. PET plastic bottles should used for one time only. To reduce the waste of PET plastic bottles, several attempts were made. One of the efforts made is to use PET plastic bottles as a substitute for fine aggregate in concrete. In this era, concrete construction is very popular with the community, because it is cheap and easy to obtain. In addition to reducing plastic waste, this study was also conducted to know effect of use PET plastics bottles at concrete compressive strength. Concrete with 1%, 2% and 3% of PET plastic bottle fiber as a substitute for fine aggregate in concrete were compared with concrete with a normal mixture. The samples were concrete cylindrical with a diameter of 11 cm x 22 cm and a target strength of 25 MPa. Concrete samples were tested on days 7, 14 and 28 days. Tests conducted are testing the weight of concrete contents and compressive strength of concrete. The use of PET plastic bottles can reduce the weight of concrete contents to 1- 4%. Maximum concrete weight reduction occurs in concrete with the use of 3% plastic bottle fiber. The use of PET plastic bottles with a percentage of 1% on the 28th day reached a concrete compressive strength of 16.479 MPa and when compared with normal concrete has an increase of 23.684%. The use of plastic fiber as much as 2% on the 28th day reached concrete strength of 17,355 MPa and has an increased by 30,263% when compared to normal concrete. And at the percentage of 3% the use of plastic fibers on the 28th day reached a compressive strength of 15,076 MPa and increased by 13.158% of normal concrete. The percentage of use of PET plastic bottles fibers of 2% give the maximum increase in the use of PET plastic bottles fibers.
Keywords : plastic waste, PET plastic bottles, compressive strength, fine aggregate replacement
ABSTRAK
Sampah plastik merupakan jenis sampah anorganik yang memiliki sifat sulit terurai. Salah satu contoh sampah plastik adalah botol plastik jenis PET. Botol plastik PET biasanya digunakan pada minuman kemasan yang memiliki simbol segitiga dengan angka satu.
Botol plastik PET hanya boleh digunakan untuk satu kali pemakaian. Untuk mengurangi sampah botol plastik PET telah dilakukan berbagai upaya, dan salah satunya adalah menggunakan sampah botol plastik PET sebagai pengganti sebagian aggregat halus pada
261
beton. Pada dunia konstruksi, material beton sangat banyak digunakan karena murah dan mudah didapat. Selain untuk mengurangi sampah plastik, penelitian ini juga dilakukan untuk meningkatkan kuat tekan beton. Campuran beton dengan 1%, 2% dan 3% serat botol plastik PET sebagai pengganti sebagian agregat halus pada beton dibandingkan dengan beton dengan campuran normal. Sampel yang dibuat berbentuk silinder dengan diamensi 11 cm x 22 cm dan mutu beton rencana 25 MPa. Sampel akan diuji pada hari ke 7, 14 dan 28 hari. Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini yaitu pengujian berat isi beton dan kuat tekan beton Penggunaan serat botol plastik PET mampu menurunkan berat isi beton 1-4%. Penurunan berat isi beton maksimal terjadi pada beton dengan penggunaan serat botol plastik sebanyak 3%. Penggunaan botol plastik PET dengan persentase 1% pada hari ke-28 mencapai kuat tekan beton sebesar 16,479 Mpa dan jika dibandingkan dengan beton normal mengalami peningkatan 23,684%. Pada penggunaan serat plastik sebanyak 2% pada hari ke-28 mencapai kuat tekan beton sebesar 17,355 Mpa dan meningkat 30,263% jika dibandingkan dengan beton normal. Dan pada persentase 3%
penggunaan serat plastik pada hari ke-28 mencapai kuat tekan sebesar 15,076 MPa dan meningkat 13,158% dari beton normal. Sehingga persentase penggunaan serat plastik PET sebesar 2% merupakan peningkatan maksimum penggunaan serat plastik PET.
Kata kunci : sampah plastik, botol plastik PET, kuat tekan, pengganti agregat halus
1. PENDAHULUAN
Berdasarkan penelitian Jambeck J.R. (2015) dari University of Georgia, pada tahun 2010 ada 275 juta ton sampah plastik yang di hasilkan diseluruh dunia. Sekitar 4,8-12,7 juta ton diantaranya terbuang dan mencemari laut. Indonesia merupakan negara dengan jumlah pencemaran sampah plastik ke laut terbesar kedua di dunia. China memimpin dengan tingkat pencemaran sampah plastik ke laut sekitar 1,23-3,53 juta ton/ tahun, sedangkan Indonesia sekitar 0,48-1,29 juta ton/ tahun.(CNN Indonesia, 2016).
Penggunaan botol plastik Polyethylene Terephthalate (PET) sebagai pengganti agregat halus pada beton merupakan salah satu upaya yang dilakukan untuk mengurangi pencemaran lingkungan yang diakibatkan oleh sampah plastik. Botol plastik PET biasanya digunakan pada minuman kemasan yang memiliki logo dengan angka satu.
(a). Sampah botol plastik PET (b). Logo PET (1) pada botol plastik sekali pakai
Gambar 1. (a) Sampah botol plastik dan (b). Logo PET (1) pada botol plastik sekali pakai
262
Pada dasarnya botol plastik PET hanya boleh digunakan satu kali pakai setelah itu didaur ulang. Namun banyak masyarakat yang menggunakan botol plastik PET untuk mengemas minuman atau kegunaan lainnya berkali-kali. Hal ini dapat membuat bahan berbahaya yang ada pada botol plastik keluar dan bercampur dengan minuman yang dikemas didalamnya. Gambar 1 memperlihatkan sampah botol-botol plastik jenis PET (a) dan logo PET (1) pada botol plastik sekali pakai (b).
Ramadevi dan Manju (2012) meneliti tentang sifat-sifat beton dengan serat botol plastik PET sebagai subsitusi sebagian aggregat halus dengan kadar serat 1%, 2%, 4% dan 6%.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan serat mampu meningkatkan kekuatan tekan, kuat lentur dan kuat tarik belah beton. Penggunaan kadar serat sampai 2%
mampu meningkatkan kuat tekan, kuat tarik belah dan kuat lentur beton sedangkan pada penggunaan kadar serat 4% dan 6% kuat tekan dan kuat tarik belah beton mengalami penurunan tetapi kuat lentur beton mengalami sedikit peningkatan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan botol plastik jenis Polyethylene Terephthalate (PET) sebagai pengganti sebagian agregat halus pada berat isi dan kuat tekan beton.
2. STUDI PUSTAKA 2.1 Beton
Beton merupakan campuran semen Portland atau semen hidrolis lainnya, agregat halus, agregat kasar, dan air, dengan atau tanpa bahan campuran tambahan atau admixture (SNI 2847:2013). Beton dalam keadaan mengeras mempunyai nilai kuat tekan yang tinggi. Dalam keadaan segar, beton mudah dibentuk sesuai dengan yang diinginkan.
Selain itu, beton juga tahan terhadap serangan korosi. Nilai kuat tekan beton didapatkan melalui tata cara pengujian standar, menggunakan alat UTM (Universal Testing Machine). Kuat tekan beton diwakili oleh tegangan maksimum fc’ pada saat beton telah mencapai umur 28 hari.
2.2 Plastik PET (Polyethylene Terephthalate)
Plastik merupakan senyawa polimer yang berbentuk padat dan kuat. Polimer adalah suatu bahan yang terdiri dari kumpulan monomer yang jika kumpulan monomer sejenis disebut dengan homo polimer, sedangkan monomer yang berbeda membentuk senyawat disebut dengan kopolimer. Adapun polimer yang banyak dikenal adalah selulosa, protein, karet alam dan lainnya (Mujiarto, 2005). Polyethylene Terephthalate (disingkat PET, PETE atau dulu PETP, PET-P) adalah suatu resin polimer plastik termoplast dari kelompok poliester, banyak diproduksi dalam industri kimia dan digunakan dalam serat sintetis, botol minuman dan wadah makanan, aplikasi thermoforming, dan dikombinasikan dengan serat kaca dalam resin teknik. PET merupakan salah satu bahan mentah terpenting dalam kerajinan tekstil. Berdasarkan cara pengolahannya, PET dapat menjadi semi kaku hingga kaku dan sangat ringan, sehingga menjadikan PET kuat dan tahan benturan. PET dapat menjadi putih ketika terkena khloroform dan juga bahan kimia tertentu seperti toluena. PET memiliki daya serap uap air yang rendah, demikian juga daya serap terhadap air. Ramadevi dan Manju (2012) melakukan penelitian
263
penggunaan serat botol plastik PET sebagai subsitusi aggregat halus terhadap kuat tekan beton. Penelitian menggunakan persentase serat plastik PET 2%, 4% dan 6% dan dari hasil pengujian kuat tekan beton diperoleh nilai persentase optimal pada komposisi 2%.
3. BAHAN DAN METODA
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah semen, aggregat halus, aggregat kasar, sampah plastik PET dan air. Semen yang digunakan merupakan semen PCC (Portland Composite Cement) sesuai dengan SNI-7064-2004. Aggregat kasar yang digunakan merupakan batu pecah (split) dengan ukuran 10/20 mm dan medium serta aggregat halus dari pasir sungai. Pengujian aggregat menggunakan standard ASTM C29/C29M-07 untuk pemeriksaan berat volume, ASTM C127-07 untuk berat jenis dan penyerapan serta ASTM C136-06 untuk analisa saringan. Sampah botol plastik PET yang akan digunakan dibersihkan terlebih dahulu kemudian dipotong-potong menjadi serat plastik dengan ukuran 1-4 mm dan lolos saringan no. 4.
Tabel 1. Proporsi campuran beton untuk berbagai variasi tambahan serat plastik PET No. Material
Jumlah masing-masing material untuk campuran beton dengan berbagai variasi serat plastik (kg)
0% 1% 2% 3%
1 Semen PCC 12,029 12,029 12,029 12,029
2 Pasir 19,186 18,994 18,803 18,611
3 Split 10/20 mm 11,127 11,127 11,127 11,127
4 Split Medium 16,690 16,690 16,690 16,690
5 Air 4,663 4,663 4,663 4,663
6 Serat Plastik PET 0,0 0,192 0,384 0,576
Perencanaan campuran beton menggunakan ACI 211.91 dengan target kekuatan tekan sebesar 25 MPa dengan variasi tambahan serat plastik PET sebesar 0%, 1%, 2% dan 3%
dari berat aggregat halus. Proporsi campuran beton untuk berbagai variasi tambahan serat plastik diperlihatkan pada Tabel 1. Pengujian dilakukan terhadap berat isi dan kuat tekan beton.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berat isi rata-rata untuk berbagai persentase serat plastik diperlihatkan pada Tabel 2 dan Gambar 2. memperlihatkan grafik hubungan berat isi beton dengan persentase serat plastik. Dari Tabel 2. dan Gambar 2. tersebut dapat disimpulkan bahwa terjadi penurunan berat isi beton dengan pertambahan persentase serat plastik PET.
Tabel 2. Berat isi rata-rata untuk berbagai variasi persentase serat plastik
264
hari Persentase Serat Plastik PET
0% 1% 2% 3%
7 2390.547 2342.736 2326.799 2310.862 14 2390.547 2358.673 2358.673 2310.862 28 2438.358 2342.736 2326.799 2294.925 rata-rata 2406.484 2348.048 2337.424 2305.550
Gambar 2. Grafik berat isi beton dengan pertambahan serat plastik
Hasil pengujian kuat tekan beton dengan beberapa variasi persentase serat diperlihatkan pada Tabel 3. Gambar 3. memperlihatkan hubungan kuat tekan beton dengan variasi persentase serta pada umur 7 hari, 14 hari dan 28 hari.
Tabel 3. Hasil kuat tekan beton dengan beberapa variasi serat
Hasil Kuat Tekan (Mpa)
hari Persentase Serat Plastik PET
0% 1% 2% 3%
7
9.467 9.467 12.622 11.570
8.415 11.570 11.570 8.415
9.467 10.518 11.044 10.518
rata-rata 9.116 10.518 11.746 10.168
14
12.622 11.570 14.200 13.674
10.518 12.622 13.674 12.622
10.518 16.829 15.778 13.674
rata-rata 11.220 13.674 14.550 13.323
28
18.933 14.726 15.778 15.778
10.518 18.933 18.407 14.726
10.518 15.778 17.881 14.726
rata-rata 13.323 16.479 17.355 15.076
265
Gambar 3. Grafik kuat tekan beton dengan beberapa variasi serat
Dari Tabel 3 dan Gambar 3 diatas dapat dilihat bahwa terjadi peningkatan kuat tekan beton dengan penggunaan serat plastik PET. Besarnya persentase peningkatan kekuatan tekan beton diperlihatkan pada Tabel 4. Penggunaan serat plastik PET sebanyak 1%, 2%
dan 3% terjadi peningkatan sebesar 23,684%, 30,263% dan 13,158% dibandingkan dengan beton normal. Penggunaan serat plastik PET sebesar 2% memberikan peningkatan kekuatan tekan beton yang paling tinggi.
Tabel 4. Persentase peningkatan kuat tekan beton dengan beerapa variasi serat Persentase Serat Plastik PET Kuat Tekan Persentase Peningkatan
(MPa) Kuat Tekan (%)
0% 13.323 0.000
1% 16.479 23.684
2% 17.355 30.263
3% 15.076 13.158
5. KESIMPULAN
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dengan penggunaan serat plastik PET sebagai subsitusi aggregat halus pada campuran beton dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :
1. Beton dengan serat plastik PET sebagai subsitusi aggregat halus dapat mengurangi berat isi beton. Hal tersebut diakibatkan karena serat plastik PET yang bersifat ringan.
2. Penggunaan serat botol plastik PET sebagai subsitusi sebagian aggregat halus 1%, 2% dan 3%, dapat meningkatkan kuat tekan sebesar 23,684%, 30,263% dan 13,158% dari beton normal
3. Peningkatan kuat tekan beton maksimum terjadi pada penggunaan serat plastik PET sebagai subsitusi aggregat halus pada persentase 2% dengan peningkatan sebesar 30,263% dari beton normal.
266 6. DAFTAR PUSTAKA
ASTM. 1993. “Concrete and Aggregate, Annual Book of ASTM Standard Vol.04.02, American Society for Testing and Material”. Philadelphia.
ACI. 1995. Material and General Properties of Concrete, ACI Mannual of Concrete Practise. Detroit.
Jambeck J.R. dkk, Plastic waste inputs from land into the ocean, Science 13 Feb 2015:, Vol. 347, Issue 6223, pp. 768-771, DOI: 10.1126/science.1260352
Mujiarto, I. 2005. Sifat dan Karakteristik Material Plastik dan Bahan Aditif. Volume 3 Nomor 2, Jurnal Traksi, AMNI, Semarang
Ramadevi K dan Manju R. 2012. Experimental Investigation on the Properties of Concrete With Plastic PET (Bottle) Fibers as Fine Aggregates. Kumaraguru College of Technology Coimbatore. India.
SNI 2847 - 2013, Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung
SNI 1974. 2011. Cara Uji Tekan Beton dengan Benda Uji Silinder. Jakarta: Badan Standarisasi Nasional
7. UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan terimakasih disampaikan kepada berbagai pihak yang telah membantu dalam pembuatan makalah dan penelitian ini, diantaranya : ibunda dan keluarga yang telah membantu dalam doa dan memberikan dukungan dalam menyelesaikan makalah dan penelitian ini, Prof. Zaidir Dr.Eng dan Ibuk Ir. Sri Umiati MT yang telah membimbing dan memberikan motivasi, rekan-rekan asisten Laboratorium Material dan Struktur Jurusan Teknik Sipil Universitas Andalas, rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Universitas Andalas, sahabat dan teman-teman serta semua pihak yang telah membantu dan berkontribusi dalam mengerjakan makalah dan penelitian ini.
