OPTIMASI SUBSTITUSI F LY ASH DAN BOTTOM ASH TERHADAP PEMBUATAN PAVING BLOCK SESUAI SNI
03-0691-1996
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat Untuk menjadi Sarjana Teknik Sipil
NIRWAN LUBIS 12 0404 022
DOSEN PEMBIMBING
RAHMI KAROLINA, ST. MT. NIP. 19820318 200812 2 001
BIDANG STUDI STRUKTUR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2017
i ABSTRAK
Limbah hasil pembakaran batubara sangat berdampak negatif bagi lingkungan hidup jika tidak dikelola sebaik mungkin. Limbah pembakaran batubara terdiri dari Fly Ash dan Bottom Ash. FA dan BA dapat dikembangkan menjadi bahan substitusi dalam pembuatan paving block. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui mutu paving block sesuai SK SNI 03-0691-1996 dengan optimasi penggunaan FA dan BA. Penelitian ini menggunakan sampel paving block berjumlah 351 buah berukuran 20x10x6 cm. Paving block dibagi berdasarkan 4 kategori, yaitu pavingblock normal,
paving block dengan substitusi FA, substitusi BA dan gabungan FA dan BA
dengan variasi 0%, 25%, 50%, 75% dan 100%. Setiap variasi berjumlah 27 sampel. Pengukuran mutu paving block dilakukan dengan 4 pengujian yaitu absoebsi, kuat tekan, ketahanan natrium sulfat dan uji kausan. Hasilnya menunjukkan pada uji absorbsi paving block normal sebesar 3,229%, 25%
FA sebesar 3,889%, 50% BA sebesar 5,560% dan 25% FA-BA sebesar 5,794%. Pengujian kuat tekan pada paving block normal sebesar 25,50 MPa, 25% FA sebesar 25,28 MPa, 25% BA sebesar 27,61 MPa dan pada 25% FA-BA sebesar 26,00 MPa. Pada pengujian ketahanan natrium sulfat hampir seluruh variasi memenuhi syarat (tidak kehilangan berat melebihi 1%) kecuali pada 50% FA dan 75% FA. Pada uji ketahanan aus tidak ada yang memenuhi standar sesuai SK SNI 03-0691-1996. Kesimpulannya adalah terlihat perbandingan seluruh pengujian paving block normal dengan paving block substitusi FA dan BA yaitu dengan sedikit penambahan FA dapat mencapai kuat yang maksimum.
Kata kunci: fly ash, bottom ash, paving block
ii KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya ucapkan kepada Tuhan Yang Mahas Esa yang telah memberikan
anugerah, berkat dan karunia-Nya hingga terselesaikannya Tugas Akhir ini dengan judul
“OPTIMASI SUBSTITUSI F LY ASH DAN BOTTOM ASH TERHADAP
PEMBUATAN PAVING BLOCK SESUAI SNI 03-0691-1996”. Tugas Akhir ini disusun untuk diajukan sebagai syarat dalam ujian sarjana Teknik Sipil, Bidang Studi Struktur pada
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Saya menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari
bimbingan, bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya ingin
mengucapkan terima kasih kepada beberapa pihak, diantaranya :
1. Allah SWT yang telah memberikan rezeky karunia serta kesehatan yang sangat
berlimpah kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan kuliah di Teknik Sipil USU.
2. Kedua orang tua saya yang tercinta, kepada Ayah saya Syamsul Bahri Lubis, BE dan
kepada Mama saya Rukiah Mustafa yang telah sabar dalam merawat, mendidik,
menjaga, mendoakan saya hingga sampai saat ini. Semoga Allah Swt selalu
melimpahkan kesehatan dan rezeki bagi orang tua saya yang tiada putus-putusnya.
3. Abang dan kakak-kakakku Nazla Lubis, Nazwin Lubis, SH. dan Nesia Pratika Lubis,
SH. atas doa, dukungan dan bantuan semangat dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.
4. Ibu Rahmi Karolina, ST. MT., sebagai dosen pembimbing yang telah memberi
bimbingan, arahan, saran, meluangkan waktu serta motivasi kepada Penulis untuk
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
5. Ibu Nursyamsi, ST. MT dan Bapak Ir. Torang Sitorus, MT sebagai Dosen
Pembanding dan Penguji yang telah memberikan masukan dalam pengerjaan Tugas
Akhir ini.
iii 6. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
7. Bapak Ir. Syahrizal, MT., sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
8. Ibu Rahmi Karolina, ST. MT., sebagai Kepala Laboratorium Bahan Konstruksi
Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
9. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan pengajaran kepada Penulis selama
menempuh masa studi.
10. Seluruh Staf Pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara.
11. Para Asisten Laboratorium Bahan Rekayasa USU yang telah membantu dan
memberikan penjelasan dalam pengerjaan Tugas Akhir.
12. Sahabat saya dari masa SMA Ruth Grace Shella Hasibuan, Muhammad Zacky, Amos
Octavio Sitorus, Rizky Ardansyah, Hendra Suari, Muhammad Alif Azizi dan para
Crew Last Man.
13. Sahabat – sahabat saya yang terdiri dari Bidin, Anshar, Hendra, Vany, Beby, Onzet,
Tio, Tama, Ridwan, Mitra, Fadel, Joseph, Ridho, Risa, Hafni, Titi, dan Novi yang
selalu memberi dukungan dan semangat dalam keadaan apapun, yang menjadi tempat
bercerita, tertawa bersama selama kuliah di Teknik Sipil USU.
14. Teman satu kontrakan puter, fauzi, isfan, kembat, ridwan dan acong.
15. Rekan-rekan seperjuangan Stambuk 2012, Gery, Nefri, Arep, Bagus, Nanda, Fathur,
Dicky, Hace, Juraida, Muiz, Indra, Kevin dan yang lainnya yang tidak dapat
disebutkan satu persatu namanya yang telah memberi dukungan serta semangat.
16. Adik-adik Stambuk 2015 yang telah membantu dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.
iv 17. Seluruh teman-teman sub-jurusan Struktur yang tidak dapat disebutkan satu persatu
atas doa, semangat, dukungan, serta motivasi yang diberikan.
18. Teman-teman Angelina Panjaitan, kristiana simamora, olda, bang vije. Ditunggu trip
selanjutnya
Saya menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan yang disebabkan
keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pemahaman saya. Oleh karena itu, saya
mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari para pembaca.
Akhir kata, saya mengucapkan terima kasih dan semoga Tugas Akhir ini dapat
bermanfaat bagi para pembaca. Tuhan memberkati.
Medan, Februari 2017
NIRWAN LUBIS 12 0404 022
v DAFTAR ISI
Halaman
Abstrak ... i
Kata Pengantar ... ii
Daftar Isi ... v
Daftar Tabel ... vii
Daftar Gambar ... viii
Daftar Notasi... ix
Daftar Istilah ... x
Daftar Lampiran ... xi
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Permasalahan ... 3
1.3 Pembatasan Masalah... 3
1.4 Tujuan Penelitian ... 6
1.5 Manfaat Penelitian ... 6
1.6 Sistematika Penulisan ... 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum ... 9
2.2 Klasifikasi Paving Block ... 9
2.3 Pengujian Benda Uji ... 11
2.4 Semen Portland ... 15
2.5 Agregat ... 16
2.6 Fly Ash ... 19
2.7 Bottom Ash ... 21
2.8 Air ... 22
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi dan Waktu Pengujian ... 25
3.2 Metode Penelitian ... 25
3.3 Bahan yang Digunakan ... 26
3.3.1 Semen Portland ... 26
vi
3.3.2 Pasir ... 27
3.3.3 Air ... 27
3.3.4 Fly Ash dan Bottom Ash ... 27
3.4 Pemeriksaan Bahan Penyusun Paving Block ... 27
3.4.1 Analisa Ayakan Agregat Halus dan Bottom Ash ... 27
3.4.2 Berat Isi Agregat Halus dan Bottom Ash ... 29
3.4.3 Pengujian Kadar Organik Pasir dan Bottom Ash ... 31
3.4.4 Pemeriksaan Kadar Lumpur ... 32
3.4.5 Pemeriksaan Kadar Liat ... 34
3.4.6 Pengujian Berat Jenis Semen dan Fly Ash ... 35
3.5 Pembuatan Benda Uji ... 37
3.5.1 Benda Uji Paving Block ... 37
3.6 Perawatan Benda Uji ... 38
3.6.1 Benda Uji Paving Block ... 38
3.7 Pengujian Benda Uji ... 39
3.7.1 Pengujian Penyerapan Air… ... 39
3.7.2 Pengujian Kuat Tekan ... 40
3.7.3 Pengujian Ketahanan Terhadap Natrium Sulfat. ... 40
3.7.4 Pengujian Ketahanan Aus ... 42
3.8 Perhitungan Mix Design ... 44
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian Paving Block ... 46
4.1.1 Pengujian Daya Serap ... 46
4.1.2 Pengujian Kuat Tekan ... 50
4.1.3 Pengujian Ketahanan Terhadap Natrium Sulfat ... 58
4.1.4 Pengujian Ketahanan Aus ... 59
4.2 Hasil Keseluruhan Pengujian ... 64
4.3 Analisa Harga ... 66
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 65
5.2 Saran ... 65
DAFTAR PUSTAKA ... xii
vii DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Unsur yang Terkandung Dalam Fly Ash ... 2
Tabel 1.2. Unsur yang Terkandung Dalam Bottom Ash ... 3
Tabel 1.3. Komposisi dan Jumlah Benda Uji ... 5
Tabel 2.1. Mutu Paving Block ... 11
Tabel 2.2. Komposisi Senyawa Utama Semen Portland ... 16
Tabel 2.3. Batasan Gradasi Untuk Agregat Halus ... 18
Tabel 2.4. Unsur yang Terkandung Dalam Fly Ash ... 21
Tabel 2.5. Unsur yang Terkandung Dalam Bottom Ash ... 22
Tabel 3.1. Komposisi Perencanaan Paving Block ... 44
Tabel 4.1. Tabel Hasil Pengujian Daya Serap ... 46
Tabel 4.2. Tabel Hasil Pengujian Kuat Tekan ... 50
Tabel 4.3. Pengelompokan Variasi Paving Block Terhadap Mutu Sesuai SK SNI 03-0691-1196 ... 57
Tabel 4.4. Tabel Hasil Pengujian Ketahanan Terhadap Natrium Sulfat ... 58
Tabel 4.5. Tabel Hasil Pengujian Ketahanan Aus ... 59
Tabel 4.6. Harga Paving Block ... 66
viii DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Bentuk Benda Uji Bata Beton (Paving Block)...6
Gambar 2.1. Skema Mendapatkan Fly Ash...20
Gambar 2.1. Fly Ash...20
Gambar 2.1. Skema Mendapatkan Bottom Ash...21
Gambar 2.2. Bottom Ash...22
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian...45
Gambar 4.1. Nilai Absorbsi Dengan Substitusi Fly Ash...48
Gambar 4.2. Nilai Absorbsi Dengan Substitusi Bottom Ash...48
Gambar 4.3. Nilai Absorbsi Dengan Substitusi Fly Ash dan Bottom Ash...49
Gambar 4.4 Grafik Hubungan Antara Substitusi Fly Ash dan Bottom Ash Terhadap Absorbsi...49
Gambar 4.5. Nilai Kuat Tekan Dengan Substitusi Fly Ash...54
Gambar 4.6. Nilai Kuat Tekan Dengan Substitusi Bottom Ash... 55
Gambar 4.7. Nilai Absorbsi Dengan Substitusi Fly Ash dan Bottom Ash...55
Gambar 4.8 Grafik Hubungan Antara Substitusi Fly Ash dan Bottom Ash Terhadap Kuat Tekan...56
Gambar 4.9. Nilai Ketahanan Aus Dengan Substitusi Fly Ash...61
Gambar 4.10. Nilai Ketahanan Aus Dengan Substitusi Bottom Ash...62
Gambar 4.11. Nilai Ketahanan Aus Dengan Substitusi Fly Ash dan Bottom Ash ... .62
Gambar 4.12. Grafik Hubungan Antara Substitusi Fly Ash dan Bottom Ash Terhadap Ketahanan Aus...63
viii
ix DAFTAR NOTASI
f’c Kuat tekan beton
P Beban tekan, N
L Luas bidang tekan ��2
A Selisih berat benda uji sebelum dan sesudah diaus, dalam g
BJ Berat jenis rata-rata lapisan kepala
I Luas permukaan bidang aus, dalam ��2
W Lamanya pengausan, dalam menit.
°C Suhu dalam celcius
BA Berat beton basah
BB Berat beton kering
FM Fineness Modulus
ρ Berat isi pasir (gr/cm3)
m Berat pasir (gr)
v volume bejana (cm3)
KL Kadar lumpur agregat (%)
A Berat sampel mula-mula
B Berat sampel setelah dikeringkan selama 24 jam
V1 Pembacaan pertama pada skala botol Le Chatelir
V2 Pembacaan kedua pada skala botol Le Chatelir
x DAFTAR ISTILAH
Absorbsi adalah daya serap air.
Bottom Ash adalah material hasil sisa pembakaran batubara yang tidak sempurna yang memiliki partikel meyerupai pasir.
Ekologis adalah ilmu tentang hubungan penduduk dengan lingkungan alam,
teknologi, dan masyarakat manusia.
Fly Ash adalah abu terbang yang diperoleh dari pembakaran batubara.
Gradasi adalah susunan butiran agregat.
Optimasi adalah suatu proses untuk mencapai hasil yang ideal atau optimasi
(nilai efektif yang dapat dicapai). Optimasi dapat diartikan sebagai suatu bentuk
mengoptimalkan sesuatu hal yang sudah ada, ataupun merancang dan membuat
sesusatu secara optimal.
Quarry adalah jenis tambang terbuka yang ditetapkan untuk menambang
endapan-endapan bahan galian industri atau mineral industri.
xi DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran-1, Data Pengujian Daya Serap
Lampiran-2, Data Pengujian Kuat Tekan
Lampiran-3, Data Pengujian Ketahanan Terhadap Natrium Sulfat
Lampiran-4, Data Pengujian Ketahanan Aus
Lampiran-%, Dokumentasi Pelaksanaan
