BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Beton merupakan bahan konstruksi yang paling banyak digunakan saat ini.
Hampir 70% material yang digunakan dalam pekerjaan konstruksi adalah beton
(concrete) yang dipadukan dengan baja (composite) atau jenis lainnya. Hal ini
disebabkan karena beton mempunyai beberapa keunggulan, seperti dapat dengan
mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi, mampu memikul beban
yang berat, tahan terhadap temperatur yang tinggi dan biaya pemeliharaan yang
kecil.
Semen portland (portland cement) adalah bahan pengikat yang perannya
sangat penting dan paling banyak digunakan dalam pekerjaan beton. Pertumbuhan
dan perkembangan industri konstruksi di Indonesia yang cukup pesat
mengakibatkan peningkatan kebutuhan terhadap bahan-bahan penyusun beton,
terutama semen. Kondisi ini menuntut produsen semen untuk meningkatkan
kegiatan produksi tiap tahunnya.
Namun, kegiatan produksi semen selain memberikan banyak manfaat
terutama di bidang konstruksi, juga dapat menjadi ancaman ekologis yang serius.
Batu kapur sebagai bahan baku pembuatan semen portland merupakan sumber
daya alam yang tidak dapat diperbaharui dan jika pengambilannya dilakukan
secara terus-menerus maka keberadaan bahan baku tersebut akan habis. Selain itu
dampak yang terjadi adalah terus meningkatnya pemanasan global. Menurut
adalah penyumbang karbon dioksida sebesar 7% dari keseluruhan karbon dioksida
yang dihasilkan oleh berbagai sumber. Satu ton semen portland yang diproduksi
akan melepaskan satu ton karbondioksida ke udara yang akan menimbulkan efek
rumah kaca dan peningkatan suhu bumi.
Dampak lingkungan tersebut mendorong berbagai penelitian tentang bahan
alternatif pengganti semen yang bertujuan mengurangi jumlah penggunaan semen
pada beton, namun tetap memenuhi standar sifat mekanis beton yang telah
ditetapkan. Sifat – sifat mekanis tersebut diantaranya adalah kuat tekan, kuat tarik
belah dan absorbsi beton.
Ide yang sering muncul akhir-akhir ini adalah pemanfaatan limbah.
Limbah yang digunakan dapat berasal dari limbah industri maupun limbah rumah
tangga yang bersifat pozolan. Pozolan merupakan bahan yang mengandung silika
atau senyawanya dan alumina, yang tidak mempunyai sifat mengikat seperti
semen, akan tetapi dalam bentuknya yang halus dan dengan adanya air, senyawa
tersebut akan bereaksi secara kimia dengan kalsium hidroksida pada suhu kamar
membentuk senyawa yang mempunyai sifat seperti semen.
Abu cangkang kelapa sawit merupakan limbah yang dapat digunakan
sebagai substitusi semen. Limbah yang dihasilkan dari pengolahan kelapa sawit
ini merupakan sisa dari pembakaran serat dan cangkang buah kelapa sawit di
dalam dapur atau tungku pembakaran yang disebut boiler dengan suhu 7000
C-8000C. Abu cangkang kelapa sawit mengandung banyak silika dimana senyawa
Tabel 1.1 Komposisi abu sawit hasil pembakaran serat dan cangkang (% massa)
Sumber: Graille dkk, 1985 dalam Rosalia dkk, 2013
1.2. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian untuk tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui kuat tekan, kuat tarik belah dan absorbsi beton yang
menggunakan abu cangkang kelapa sawit sebagai substitusi semen dengan uji
silinder.
2. Menganalisa serta membandingkan lendutan yang terjadi pada balok beton
bertulang substitusi abu cangkang kelapa sawit dengan balok beton bertulang
normal.
3. Menganalisa serta membandingkan regangan dan beban yang terjadi pada
balok beton bertulang substitusi abu cangkang kelapa sawit dengan balok
beton bertulang normal.
Unsur/ Senyawa Serat (%) Cangkang (%)
Kalium (K) 9,2 7,5
Natrium (Na) 0,5 1,1
Kalsium (Ca) 4,9 1,5
Magnesium (Mg) 2,3 2,8
Klor (Cl) 2,5 1,3
Karbonat CaCO3 2,6 1,9
Nitrogen (N) 0,04 0,05
Pospat (p) 1,4 0,9
1.3 Pembatasan masalah
Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi ruang lingkupnya agar tidak
terlalu luas. Pembatasan masalah meliputi :
1. Mutu beton yang direncanakan adalah f’c = 20 Mpa.
2. Menggunakan faktor air semen tetap.
3. Semen menggunakan ordinary portland cement (OPC) tipe I.
4. Benda uji yang digunakan adalah :
Silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm.
Balok beton bertulang dengan dimensi 20 x 30 x 220 cm.
5. Jumlah benda uji :
Silinder Beton
Tabel 1.2 Jumlah benda uji silinder
Pengujian Umur
Tabel 1.3 Spesifikasi benda uji balok
Balok I Balok II
Mutu 20 MPa 20 MPa
Dimensi balok 20 x 30 x 220 cm 20 x 30 x 220 cm
Tulangan tarik 3D10 3D10
Tulangan tekan 2D10 2D10
Tulangan sengkang D6-12 cm D6-12 cm
6. Variasi penggunaan abu cangkang kelapa sawit sebagai substitusi semen pada
benda uji silinder adalah 0%, 2.5%, 5%, dan 7.5% dari berat semen.
7. Menggunakan variasi optimum abu cangkang kelapa sawit pada benda uji
balok beton bertulang.
8. Pengujian slump (SNI: 1972-2008), kuat tekan (SNI : 03-6429-2000), kuat
tarik belah (SNI: 03-2491-2002) dan absorbsi beton (SNI: 03-6433-2000)
pada umur 28 hari.
9. Balok ditumpu pada perletakan sendi dan rol dengan panjang bentang 200
cm.
1.4 Mekanisme Pengujian
Untuk mengetahui persentase abu cangkang kelapa sawit optimum
dilakukan pengetesan kuat tekan, kuat tarik belah dan absorbsi benda uji silinder
ukuran diameter 15 cm tinggi 30 cm dengan variasi 0%, 2.5%, 5% dan 7.5%.
Jumlah benda uji adalah 3 (tiga) buah untuk masing-masing variasi.
Pengujian balok beton bertulang dengan dan tanpa substitusi abu cangkang
kelapa sawit dilakukan di Laboratorium Rekayasa Struktur Program Studi
Magister Teknik Sipil USU yang berlokasi di kompleks kampus Universitas
Sumatera Utara, namun sebelumnya pemeriksaan agregat dilakukan di
Laboratorium Beton Fakultas Teknik USU.
Penelitian ini menggunakan 2 (dua) buah sampel. Sampel I (pertama)
adalah balok beton bertulang normal, dan Sampel II (kedua) merupakan balok
beton bertulang dengan abu cangkang kelapa sawit sebagai substitusi semen
masing 20 cm x 30cm x 220 cm yang diletakkan pada perletakan sendi dan rol.
Penelitian dilakukan dengan memberi beban sebanyak 2 (dua) buah sepanjang L/3
dengan besar masing-masing ½ P dengan menggunakan alat Hydraulic Jack.
1.5 Metodologi Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah kajian
eksperimental di Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun tahap-tahap pelaksanaan
penelitian sebagai berikut :
1. Penyediaan bahan penyusun beton : batu pecah, pasir, semen, serta bahan
campuran (abu cangkang kelapa sawit).
2. Pemeriksaan bahan penyusun beton.
Analisa ayakan agregat halus dan agregat kasar (ASTM C 136-84a dan
ASTM D 448-86).
Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi agregat halus dan agregat kasar
(ASTM C 127-88 dan ASTM C 128-88).
Pemeriksaan berat isi pada agregat halus dan agregat kasar.(ASTM C
29/C 29M-90).
Pemeriksaan kadar lumpur dengan pencucian agregat kasar dan halus
lewat ayakan no.200 (ASTM C 117-90).
Analisa ayakan bahan substitusi beton, (abu cangkang kelapa sawit yang
3. Perancangan campuran (Mix design) berdasarkan SNI 03-2834-2000.
Penimbangan/penakaran bahan penyusun beton berdasarkan uji karakteristik
fc‘ 20 MPa.
4. Pengerjaan bekisting dan tulangan.
5. Pengecoran benda uji.
6. Pengujian benda uji silinder dan balok balok pada umur 28 hari.
1.6 Manfaat Penelitian
Dari penelitian yang dilakukan memberikan beberapa manfaat, antara lain
sebagai berikut :
1. Penelitian memberikan informasi tentang limbah abu cangkang kelapa sawit
sebagai alternatif bahan substitusi semen pada campuran beton dan dapat
meminimalkan penggunaan semen dalam campuran beton.
2. Memperbaiki sifat beton terutama kuat tekan.
3. Berperan dalam mengurangi pencemaran lingkungan, karena abu cangkang
kelapa sawit yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari limbah pabrik
pengolahan kelapa sawit.
4. Menjadi referensi untuk penelitian selanjutnya yang akan membahas masalah
1.7 Sistematika Penulisan
BAB I Pendahuluan
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, tujuan penelitian,
pembatasan masalah, mekanisme percobaan, metodologi penelitian,
manfaat penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II Dasar teori
Pada bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang berkaitan tentang
penelitian.
BAB III Metode penelitian
Pada bab ini berisikan tentang prosedur percobaan yang meliputi
pendahuluan, sistematika penelitian, peralatan, pembuatan benda uji
dan pengujian.
BAB IV Hasil dan Pembahasan
Pada bab ini membahas tentang hasil dari percobaan kuat tekan, tarik
belah, absorbsi, dan lendutan dan menganalisis data yang diperoleh.
BAB V Kesimpulan dan Saran
Pada bab ini berisikan kesimpulan dari hasil penelitian yang diperoleh
