BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Lokasi Penelitian
Pada penelitian ini digunakan metodologi kajian eksperimental dimana pelaksanaan pencetakan dan pengujian beton dilakukan di Laboratorium Beton Fakultas Teknik Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. Sedangkan pembuatan agregat kasar dari limbah plastik PET dilakukan di rumah/kontrakan peneliti yang berlokasi di Jalan Jamin Ginting Psr. VI Padang Bulan, Medan.
3.2. Prosedur Penelitian
Gambar 3.1. Flow Chart Proses Penelitian
Pada penelitian ini, fokus utama sebelum melakukan pengadukan (mixing) adalah persiapan agregat kasar dari limbah plastik PET, pengujian agregat kasar tersebut, dan mix design beton ringan menggunakan metode ACI 211.2-98, disamping melakukan pengujian bahan penyusun beton lainnya sesuai dengan
Mulai
Persiapan Alat dan Bahan
Pembuatan Agregat Kasar dari Limbah Plastik PET
Pemeriksaan Material
Perencanaan Campuran (Mix Design)
Pengadukan (Mixing)
Variasi Gradasi Agregat Kasar dari Limbah Plastik PET
Untuk mengetahui pengaruh gradasi limbah plastik PET sebagai agregat kasar terhadap kuat tekan beton ringan struktural, maka pada penelitian ini akan dibuat beberapa benda uji dengan variasi gradasi (Fineness Modulus - FM) kecil, sedang, dan besar. Gradasi ini diperoleh dengan memisahkan agregat kasar dari limbah plastik PET secara manual lalu dilakukan analisa ayak untuk masing-masing variasi. Dengan perencanaan campuran beton (mix design) yang sama, agregat kasar dari limbah plastik PET divariasikan berdasarkan gradasi (Fineness Modulus - FM) yang berbeda. Kuat tekan rencana 17,5 MPa. Sedangkan gradasi (Fineness Modulus - FM) yang akan divariasikan antara 6,0 – 7,1 (sesuai persyaratan SK SNI S-04-1989-F untuk modulus kehalusan agregat kasar).
3.3. Persiapan Alat dan Bahan 3.3.1 Persiapan Peralatan
Peralatan yang digunakan untuk pengujian bahan, pencetakan, dan pengujian beton disesuaikan dengan peralatan yang telah ada di Laboratorium Beton Fakultas Teknik Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
Khusus untuk persiapan agregat kasar dari limbah plastik PET, peralatan yang perlu disiapkan adalah sebagai berikut:
Meteran/mistar Kompor, Wajan,
Sendok pengaduk dan penuang,
Thermometer Martil,
Papan triplek untuk alas kerja,
Perlengkapan safety: sarung tangan, masker, dan kaca mata.
3.3.2 Persiapan Bahan
Bahan-bahan yang digunakan adalah: 1. Semen
- Jenis : Portland Cement (PC) - Tipe : I (satu)
2. Agregat Halus
- Jenis : Pasir alam
- Asal : Binjai, Sumatera Utara 3. Agregat Kasar
- Jenis : Agregat kasar dari limbah plastik PET
- Asal : Kemasan botol plastik air mineral yang diambil/dibeli dari pemulung di sekitar Kampus Universitas Sumatera Utara 4. Air
- Jenis : Air Laboratorium Beton
- Sumber : Laboratorium Beton Teknik Sipil USU
3.4. Pembuatan Agregat Kasar dari Limbah Plastik PET
Khusus untuk proses pembuatan agregat kasar dari limbah plastik PET ini, memiliki tahap-tahap sebagai berikut:
Botol plastik tanpa tutup dipotong menggunakan gunting dengan ukuran sekitar 2 cm x 2 cm. Pemotongan dimaksudkan agar proses pemanasan plastik lebih cepat.
Pemanasan/pelelehan
Plastik yang sudah terpotong dimasukkan ke dalam wajan lalu dipanaskan hingga meleleh.
Pencetakan
Dalam keadaan meleleh, plastik dipindahkan ke dalam cetakan dengan tebal sekitar 2 – 4 cm.
Pendinginan
Tunggu sekitar 1 jam lelehan akan mengeras. Pemecahan
Plastik dikeluarkan dari cetakan lalu dipecah-pecah dengan martil hingga membentuk agregat kasar dengan gradasi tertentu.
3.5. Pemeriksaan Material
Bahan-bahan yang digunakan diperiksa kelayakannya sesuai dengan peraturan dan persyaratan yang berlaku. Pada penelitian ini, pemeriksaan material (agregat halus dan kasar) yang dilakukan adalah sebagai berikut:
3.5.1. Analisa Ayak Agregat Halus (SNI 03-1968-1990) Tujuan Percobaan
a. Menentukan gradasi/distribusi butiran pasir
b. Mengetahui modulus kehalusan (fineness modulus) pasir Peralatan
a. Timbangan
b. Sieve shaker machine
e. Sample splitter Bahan
Pasir kering oven sebanyak 1000 gram. Prosedur Percobaan
a. Ambil pasir yang telah kering oven (110±5)ºC;
b. Sediakan pasir sebanyak 2 sampel masing-masing seberat 1000 gr dengan menggunakan sampel splitter;
c. Susun ayakan berturut-turut dari atas ke bawah: 9,52 mm; 4,76 mm; 2,38 mm; 1,19 mm; 0,60 mm; 0,30 mm; 0,15 mm dan pan;
d. Tempatkan susunan ayakan tersebut diatas sieve shaker machine; e. Masukkan sampel 1 pada ayakan yang paling atas lalu ditutup rapat; f. Mesin dihidupkan selama 5 (lima) menit;
g. Timbang sampel yang tertahan pada masing-masing ayakan; h. Lakukan percobaan diatas untuk sampel 2.
Rumus
FM =
Ʃ % Kumulatif tertahan ayakan100 (3.1)
Keterangan:
FM = Fineness Modulus
Derajat kehalusan (kekasaran) suatu agregat ditentukan oleh modulus kehalusan (fineness) dengan batasan-batasan sebagai berikut:
3.5.2. Analisa Ayak Agregat Kasar (SNI 03-1968-1990) Tujuan Percobaan
a. Mengetahui gradasi/distribusi agregat kasar dari limbah plastik PET
b. Menentukan modulus kehalusan (fineness modulus) agregat kasar dari limbah plastik PET
Peralatan
a. 1 set ayakan
b. Sieve shaker machine
c. Timbangan d. Sampel splitter e. Sekop
Bahan
Agregat kasar dari limbah plastik PET sebanyak 2000 gram. Prosedur Percobaan
a. Sediakan 2 (dua) sampel agregat kasar dari limbah plastik PET dengan berat masing-masing 2000 gram dengan menggunakan sampel splitter;
b. Masukkan agregat kasar dari limbah plastik PET ke dalam ayakan yang telah disusun sesuai urutannya yaitu 38,1 mm; 19,1 mm; 9,52 mm; 4,76 mm; 2,38 mm; 1,19 mm; 0,60 mm; 0,30 mm; 0,15 mm dan pan;
c. Tutup susunan ayakan tersebut dan letakkan di sieve shaker machine, kemudian nyalakan mesin selama 10 menit;
d. Setelah 10 menit, ambil ayakan dan timbang agregat kasar dari limbah plastik PET yang tertahan di masing-masing ayakan tersebut;
Rumus
FM =
Ʃ % Kumulatif tertahan ayakan100 (3.2)
Dimana:
FM = Fineness Modulus
Batasan modulus kehalusan agregat kasar dari limbah plastik PET: 5,5 < FM < 7,5
Agregat kasar dari limbah plastik PET dengan FM tersebut dinyatakan baik dan memenuhi syarat sebagai bahan konstruksi.
3.5.3. Kadar Air Pada Agregat (SNI 03-1971-1990) Tujuan Percobaan
Memperoleh angka persentase dari kadar air yang dikandung oleh agregat. Peralatan
a. Oven b. Talam c. Timbangan Bahan
a. Pasir
b. Agregat kasar dari limbah plastik PET Prosedur Percobaan
a. Ambil pasir dan agregat kasar dari limbah plastik PET dalam keadaan asli masing-masing sebanyak 500 gram (A);
c. Timbang berat pasir dan agregat kasar dari limbah plastik PET tersebut (B). Rumus
Kadar air = A−B
B × 100% (3.3)
Dimana:
A = Berat pasir dan agregat kasar dari limbah plastik PET asli dari lapangan (gram)
B = Berat pasir dan agregat kasar dari limbah plastik PET kering oven (gram)
3.5.4. Pemeriksaan Kadar Lumpur (Pencucian Pasir Lewat Ayakan No. 200) (SNI 03-4428-1997)
Tujuan Percobaan
Menentukan persentase kadar lumpur pada pasir dan agregat kasar dari limbah plastik PET.
Peralatan
a. Ayakan no. 200 b. Oven
c. Timbangan d. Pan
Bahan
a. Pasir kering oven
Prosedur Percobaan
a. Sediakan 2 (dua) sampel pasir sebanyak masing-masing 500 gram dan 2 (dua) sampel agregat kasar dari limbah plastik PET sebanyak masing-masing 1000 gram dalam keadaan kering oven;
b. Tuang pasir kedalam ayakan no. 200 dan disiram dengan air melalui kran; c. Pada saat pencucian, pasir harus diremas-remas hingga air keluar melalui
ayakan terlihat jernih dan bersih;
d. Letakkan sampel kedalam pan dan keringkan dalam oven selama 24 jam; e. Setelah 24 jam, sampel yang ada didalam pan ditimbang dan hasilnya dicatat; f. Lakukan percobaan untuk sampel kedua dan sampel agregat kasar dari limbah
plastik PET. Rumus
KL
=
BM-BKBM
×
100% (3.4)Dimana:
KL = Kadar lumpur agregat (%) BM = Berat sampel mula-mula
BK = Berat sampel setelah dikeringkan selama 24 jam
- Pasir yang memenuhi persyaratan dan layak untuk digunakan, bila kadar lumpur pasir < 5%.
3.5.5. Pengujian Kadar Organik Pada Pasir/Colorimetric Test (SNI 03-2816-1992)
Tujuan Percobaan
Mengetahui tingkat kandungan bahan organik dalam agregat halus. Peralatan
a. Botol gelas tembus pandang dengan penutup karet kapasitas 350 ml b. Gelas ukur kapasitas 1000 ml
c. Timbangan d. Mistar
e. Standar warna Gardner f. Sendok pengaduk
g. Sampel splitter
Bahan
a. Pasir kering oven lolos ayakan Ø 4,75 mm b. NaOH padat
c. Air
Prosedur percobaan
a. Sediakan pasir secukupnya dengan menggunakan sampel splitter sehingga terbagi seperempat bagian;
b. Sampel dimasukkan ke dalam botol gelas setinggi ± 3 cm dari dasar botol; c. Sediakan larutan NaOH 3% dengan cara mencampur 12 gram kristal NaOH
d. Masukkan larutan tersebut sampai tinggi larutan ± 2 cm dari permukaan pasir (tinggi pasir + larutan = 5 cm);
e. Larutan diaduk menggunakan sendok pengaduk selama 7 menit;
f. Botol gelas ditutup rapat menggunakan penutup karet dan diguncang-guncang pada arah mendatar selama 8 menit;
g. Campuran didiamkan selama 24 jam;
h. Bandingkan perubahan warna yang terjadi setelah 24 jam dengan standar warna Gardner.
Rumus/standar
Pengelompokkan standar warna Gardner adalah sebagai berikut: a. Standar warna no. 1 : berwarna bening/jernih
b. Standar warna no. 2 : berwarna kuning muda c. Standar warna no. 3 : berwarna kuning tua
d. Standar warna no. 4 : berwarna kuning kecoklatan e. Standar warna no. 5 : berwarna coklat
3.5.6. Berat Jenis dan Absorbsi Agregat Halus (SNI 03-1970-1990) Tujuan Percobaan
a. Menentukan berat jenis kering, berat jenis semu dan berat jenis SSD agregat halus (pasir).
b. Menentukan penyerapan (absorbsi) agregat halus (pasir). Peralatan
a. Timbangan
b. Mould dan batang perojok c. Oven
d. Piknometer e. Talam/pan Bahan
a. Pasir b. Air
Prosedur Percobaan
a. Sediakan pasir secukupnya;
b. Rendam pasir tersebut dalam suatu wadah dengan dengan air selama 24 jam; c. Pasir tersebut didinginkan hingga tercapai kondisi kering permukaan;
d. Untuk menentukan pasir dalam kondisi SSD adalah sebagai berikut:
Masukkan pasir kedalam mould ⅓ tinggi lalu dirojok sebanyak 25 kali,
e. Sediakan pasir dalam kondisi SSD dalam 2 bagian, masing-masing seberat 500 gram. Bagian pertama dimasukkan ke dalam oven dan dikeringkan selama 24 jam. Bagian kedua dimasukkan ke dalam piknometer kemudian diisi dengan air kemudian diguncang-guncang berulang dengan maksud agar udara di dalam pasir keluar. Hal ini ditandai dengan keluarnya buih dari pasir. Buih yang keluar tersebut dibuang dengan cara mengisi piknometer sampai air melimpah dari leher piknometer tersebut. Pengisisan air dilakukan secara perlahan-lahan. Setelah udara tidak ada lagi atur hingga air sampai batas air; f. Timbang piknometer + air + pasir;
g. Buang isi piknometer lalu isi dengan air bersih hingga batas air maksimal; h. Timbang berat piknometer + air;
i. Untuk pasir yang diovenkan, setelah kering dilakukan penimbangan; j. Ulangi percobaan tersebut untuk sampel kedua.
Rumus
A = Berat pasir dalam keadaan kering (gr) B = Berat piknometer berisi air (gr)
3.5.7. Berat Jenis dan Absorbsi Agregat Kasar (SNI 03-1969-1990) Tujuan Percobaan
a. Menentukan berat jenis kering, berat jenis semu dan berat jenis SSD agregat kasar dari limbah plastik PET.
b. Menentukan penyerapan (absorbsi) agregat kasar dari limbah plastik PET. Peralatan
a. Timbangan
b. Saringan ukuran 4,76 mm dan 19,1 mm serta pan c. Kain lap
d. Oven e. Ember Bahan
a. Agregat kasar dari limbah plastik PET b. Air
Prosedur Percobaan
a. Agregat kasar dari limbah plastik PET diayak dengan ayakan 19,1 mm dan 4,76 mm. Agregat kasar dari limbah plastik PET yang akan digunakan adalah agregat kasar dari limbah plastik PET yang lolos ayakan 19,1 mm dan tertahan pada ayakan 4,76 mm kemudian timbang seberat ± 3 kg;
b. Rendam agregat kasar dari limbah plastik PET tersebut dalam suatu ember dengan air selama 24 jam;
d. Siapkan agregat kasar dari limbah plastik PET sebanyak 2 x 1250 gram untuk dua sampel;
e. Atur kesetimbangan air dan keranjang pada dunagan test set sampai jarum menunjukkan setimbang pada saat air dalam kondisi tenang;
f. Masukkan agregat kasar dari limbah plastik PET yang telah mencapai kondisi SSD ke dalam keranjang yang berisi air;
g. Timbang berat air + agregat kasar dari limbah plastik PET + keranjang;
h. Keluarkan agregat kasar dari limbah plastik PET lalu dikeringkan di dalam oven selama 24 jam;
i. Timbang berat agregat kasar dari limbah plastik PET yang telah di oven kan; j. Ulangi prosedur diatas untuk sampel kedua.
Rumus
Berat jenis kering = A
B− C (3.8)
Berat jenis SSD = B
B−C (3.9)
Berat jenis semu = A
A−C (3.10)
Absorbsi (%) = B−A
A × 100% (3.11)
Dimana:
A = Berat agregat dalam keadaan kering
3.5.8. Berat Isi Pasir (SNI 03-4804-1998) Tujuan Percobaan
Menentukan nilai berat isi agregat halus (pasir). Peralatan
a. Bejana baja berbentuk silinder b. Batang perojok
c. Timbangan d. Sekop e. Termometer Bahan
a. Pasir lolos saringan Ø 4,75 mm dalam keadaaan kering oven dengan suhu (110±5)ºC
b. Air
Prosedur Percobaan
a. Cara merojok
1) Timbang bejana besi;
2) Ambil pasir yang kering oven (110±5)ºC dan isikan kedalam bejana
sampai ⅓ tinggi bejana lalu dirojok sebanyak 25 kali secara merata
diseluruh permukaan. Isikan ⅓ tinggi bejana lagi sehingga menjadi ⅔
tinggi bejana lalu di rojok sebanyak 25 kali secara merata diseluruh permukaan. Lalu, isi bejana sampai penuh dan kemudian dirojok kembali sebanyak 25 kali secara merata diseluruh permukaan dan permukaan pasir diratakan setinggi permukaan bejana besi;
4) Keluarkan pasir dan bersihkan bejana lalu isi bejana yang sama dengan air sampai penuh, kemudian timbang bejana dan air serta ukur suhu air;
5) Lakukan percobaan untuk dua sampel dengan bejana yang sama. b. Cara longgar
1) Timbang bejana besi
2) Ambil pasir yang kering oven (110±5)ºC dan isikan kedalam bejana dengan cara menyiram dengan menggunakan sekop setinggi ± 5 cm dari permukaan atas bejana besi sampai penuh lalu ratakan permukaan pasir setinggi permukaan bejana besi
3) Timbang bejana dan pasir
4) Keluarkan pasir dan bersihkan bejana lalu isi bejana yang sama dengan air sampai penuh, kemudian timbang bejana dan air serta ukur suhu air
5) Lakukan percobaan untuk dua sampel dengan bejana yang sama Rumus
�
=
MV (3.12)
Dimana:
Ρ = Berat isi (kg/m3)
3.5.9. Berat Isi Kerikil (SNI 03-4804-1998) Tujuan Percobaan
Mengetahui nilai berat isi agregat kasar dari limbah plastik PET Peralatan
a. Bejana baja berbentuk silinder b. Batang perojok
c. Timbangan d. Sekop e. Termometer Bahan
a. Agregat kasar dari limbah plastik PET kering oven b. Air
Prosedur Percobaan
a. Dengan cara padat (merojok)
Cara padat (merojok) dibedakan atas:
- Cara merojok, yang dilakukan untuk agregat dengan ukuran Ø ≤ 40 mm. - Cara membanting/mengguncang, yang dilakukan untuk agregat dengan
ukuran 40 mm ≤ Ø ≤ 100 mm.
Prosedur percobaannya sebagai berikut: 1) Timbang bejana besi;
2) Ambil agregat kasar dari limbah plastik PET yang kering oven (110±5)ºC
dan isikan kedalam bejana sampai ⅓ tinggi bejana lalu dirojok sebanyak
25 kali secara merata diseluruh permukaan. Isikan ⅓ tinggi bejana lagi
merata diseluruh permukaan. Lalu, isi bejana sampai penuh dan kemudian dirojok kembali sebanyak 25 kali secara merata diseluruh permukaan dan permukaan kerikil diratakan setinggi permukaan bejana besi;
3) Timbang bejana dan agregat kasar dari limbah plastik PET;
4) Keluarkan agregat kasar dari limbah plastik PET dan bersihkan bejana lalu isi bejana yang sama dengan air sampai penuh, kemudian timbang bejana dan air serta ukur suhu air;
5) Lakukan percobaan untuk dua sampel dengan bejana yang sama. b. Dengan cara longgar
Cara longgar, dilakukan untuk agregat dengan ukuran Ø ≥ 100 mm. a. Timbang bejana besi;
b. Ambil agregat kasar dari limbah plastik PET yang kering oven (110±5)ºC dan isikan kedalam bejana dengan cara menyiram dengan menggunakan sekop setinggi ± 5 cm dari permukaan atas bejana besi sampai penuh lalu ratakan permukaan kerikil setinggi permukaan bejana besi;
c. Timbang bejana dan agregat kasar dari limbah plastik PET;
d. Keluarkan agregat kasar dari limbah plastik PET dan bersihkan bejana lalu isi bejana yang sama dengan air sampai penuh, kemudian timbang bejana dan air serta ukur suhu air;
e. Lakukan percobaan untuk dua sampel dengan bejana yang sama. Rumus
�
=
MDimana:
Ρ = Berat Isi (kg/m3)
M = Berat (kg) V = Volume (m3)
3.5.10. Pengujian Kuat Hancur Agregat Kasar dari Limbah Plastik PET dan Batuan
Agregat kasar dari limbah plastik PET merupakan agregat baru yang perlu diketahui kuat hancurnya. Pengujian ini merupakan pendekatan dari metode
pengujian kekuatan tekan tekan mortar semen portland untuk pekerjaan sipil (SNI – 03-6825-2002). Namun pembuatan benda uji dengan ukuran 5 cm x 5 cm x 5 cm tidak bisa tercapai karena plastik yang dicetak dengan ukuran tersebut selalu mengalami retak setelah kering/mengeras, maka benda uji dibentuk dari pecahan agregat terbesar yang diperoleh (hasil retakan terbesar), yaitu ukuran 2 cm x 2 cm x 2 cm dan 2,5 cm x 2,5 cm x 2,5 cm.
Tujuan Percobaan
c. Menentukan kuat hancur agregat kasar yang terbuat dari limbah plastik PET. Peralatan
a. Alat potong batu b. Kertas pasir Bahan
Prosedur Percobaan
Pemilihan Pecahan Agregat Kasar dari Limbah Plastik PET
Pilih pecahan agregat kasar dari limbah plastik PET yang memenuhi ukuran benda uji kuat tekan agregat, yaitu 2 cm x 2 cm x 2 cm dan 2,5 cm x 2,5 cm x 2,5 cm masing-masing 4 sampel.
Pemotongan
Potong pecahan agregat kasar dari limbah plastik PET sesuai ukuran sampel yang telah direncanakan.
Perataan
Ratakan permukaan benda uji menggunakan kertas pasir. Pengetesan Kuat Hancur
Sampel dibawa ke laboratorium untuk diuji kuat tekannya. Rumus
Kuat tekan benda uji diperoleh dengan persamaan berikut :
f′c, A = P
A (3.14)
Dimana :
f’c,A = Gaya Tekan (kg/cm2) P = Beban Tekan (kg)
A = Luas bidang permukaan (cm2)
Hal yang sama dilakukan pada batuan biasa untuk mengetahui kuat hancurnya sebagai bahan perbandingan.
3.6. Perencanaan Campuran (Mix Design)
Perencanaan Campuran (Mix Design) beton ringan yang digunakan pada penelitian ini adalah berdasarkan metode ACI 211.2-98. Langkah-langkah perhitungan rencana campurannya adalah sebagai berikut:
1. Menentukan kuat tekan rencana. 2. Menentukan nilai slump.
3. Menentukan ukuran maksimum nominal agregat kasar. Direkomendasikan ACI 211.2-98 adalah 9,5 mm, 12,5 mm dan 19 mm.
4. Menghitung kebutuhan air dan udara berdasarkan tabel hubungan nilai slump dan ukuran maksimum agregat yang tersedia.
Tabel 3.1. Kebutuhan Air dan Udara untuk air-entrained concrete (Anonim 4, 1998)
Slump range (mm)
Water (kg/m³) of concrete for indicated nominal maximum
aggregate size
9,5 mm 12,5 mm 19 mm
25 - 50 181 175 166
75 - 100 202 193 181
125 - 150 211 199 187
Entrained air (%) for condition of exposure
Mild exposure 4,5 4 4
Moderate exposure 6 5,5 5
Tabel 3.2. Kebutuhan Air dan Udara untuk non air-entrained concrete (Anonim 4, 1998)
Slump range (mm)
Water (kg/m³) of concrete for indicated nominal maximum
5. Menghitung rasio air-semen berdasarkan tabel hubungan kekuatan dan kandungan udara.
Tabel 3.3. Rasio Air-semen (Anonim 4, 1998)
Compressive strength
6. Menghitung kebutuhan semen bersdasarkan informasi dari langkah 4 dan 5 dengan rumus:
Kebutuhan semen =jumlah air yang dibutuhkan
rasio air semen (3.15)
7. Menghitung kebutuhan agregat kasar ringan berdasarkan tabel hubungan ukuran maksimum agregat dengan modulus kehalusan pasir.
Tabel 3.4. Volume Agregat Kasar dalam tiap Unit Volume Beton (Anonim 4, 1998)
8. Menghitung berat beton ringan keseluruhan berdasarkan tabel hubungan berat jenis agregat kasar terhadap kandungan udara dalam beton.
Tabel 3.5. Berat Beton Ringan (kg/m³) (Anonim 4, 1998)
Specific gravity factor Entrained air (%)
4 6 8
1 1596 1560 1519
1,2 1679 1643 1608
1,4 1768 1727 1691
1,6 1851 1810 1774
1,8 1934 1899 1857
2 2023 1982 1940
9. Berdasarkan informasi yang didapat pada langkah-langkah sebelumnya, kebutuhan pasir dapat diketahui dengan mengurangkan berat beton dengan jumlah berat campuran yang lain.
Kebutuhan pasir = Berat beton ringan – (air + semen + agregat kasar ringan) (3.16)
3.7. Pengadukan (Mixing)
3.8. Pembuatan Benda Uji
Pembuatan benda uji menggunakan cetakan kubus dengan ukuran 15 cm x 15 cm x 15 cm. Sebelum digunakan cetakan kubus terlebih dahulu dibersihkan dari kotoran yang menempel dan kemudian permukaannya diolesi dengan Vaseline.
Pencetakan dilakukan dengan memasukkan campuran beton 1/3 tinggi cetakan lalu dipadatkan menggunakan vibrator. Kemudian campuran beton dimasukan kembali 1/3 tinggi cetakan dan dipadatkan menggunakan vibrator lagi, Hal yang sama dilakukan sampai cetakan dalam keadaan penuh lalu ratakan permukaan adukan beton dengan sendok semen.
3.9. Perawatan Benda Uji
Setelah 24 jam kemudian cetakan dibuka lalu dilakukan penomoran pada benda uji agar lebih mudah dalam melakukan pengujian selanjutnya. Selanjutnya dilakukan perendaman selama 28 hari. Setelah dilakukan perendaman 28 hari selanjutnya dilakukan pengujian, namun sebelumnya benda uji telah dikeringkan menggunakan oven sehari sebelum pengujian.
3.10. Pengujian Kuat Tekan
Pengujian kuat tekan beton dilakukan untuk mengetahui kuat tekan dari benda uji beton. Pengujian dilakukan dengan menggunakan Compressive Strength
Machine, sehingga didapat beban maksimum benda uji.
Kuat tekan benda uji diperoleh dengan persamaan berikut:
f′c = P
Dimana :
f’c = Gaya tekan (kg/cm2) P = Beban tekan (kg)
BAB IV
HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Proses Pembuatan Agregat Kasar dari Limbah Plastik PET dan Variasi Gradasinya
Limbah plastik PET dapat diolah menjadi agregat kasar beton. Agregat yang dihasilkan cukup ringan apabila dibandingkan dengan agregat batuan yang umumnya digunakan pada beton normal. Pada prosesnya, kemudahan dan kecepatan pengejaan sangat tergantung pada proses pemanasannya, yaitu suhu. Limbah plastik PET ini membutuhkan suhu yang cukup tinggi untuk bisa meleleh, yaitu sekitar 240 ⁰C.
Untuk menghasilkan ukuran agregat ukuran besar, perlu menyediakan cetakan yang besar dan tebal, misalnya pada penelitian ini peneliti menggunakan cetakan ukuran 25 cm x 10 cm x 4 cm. Dengan ukuran cetakan ini, ukuran maksimum butir agregat kasar yang dihasilkan dapat mencapai 3 - 4 cm. Setelah mengeras, agregat yang dicetak selalu mengalami retak namun ukuran maksimum agregat kasar masih tercapai.
Pada penelitian ini, ukuran maksimum agregat yang dipakai adalah 19 mm. Untuk mendapatkan ukuran tersebut, agregat yang telah dicetak masih perlu dipecah-pecah lagi menjadi butiran yang lebih kecil. Butiran maksimum ini dapat diseleksi dengan mengayak menggunakan ayakan 19 mm, dimana agregat yang dipakai adalah agregat yang lolos dari ayakan ini dan tertahan ayakan 4,75 mm.
dapatdivariasikan gradasinya dengan cara manual, yaitu dengan menentukan komposisi ukuran butiran.
Penentuan variasi gradasi minimum dan maksimum yang akan digunakan pada penelitian ini diambil yang paling mendekati nilai terendah dan tertinggi dari batasan gradasi (FM) yang disyaratkan (6 – 7,10), meskipun apabila memperhatikan batasan grafik berdasarkan ukuran butir terbesar agregat yang digunakan akan diperoleh grafik variasi gradasi yang keluar dari batasan. Hal ini dimaksudkan agar pengaruh variasi gradasi yang akan diperoleh lebih mudah dianalisa. Dengan selisih nilai variasi gradasi yang cukup besar, diharapkan dapat menghasilkan pengaruh yang signifikan dari masing-masing variasi gradasi.
Berikut grafik variasi gradasi agregat kasar dari limbah plastik PET yang digunakan pada penelitian ini:
4.2. Hasil Pemeriksaan Agregat
Tabel 4.1. Hasil PemeriksaanAgregat Kasar dari Limbah Plastik PET
No Jenis Pemeriksaan
Agregat Kasar dari Limbah
Plastik PET 1. Modulus kehalusan 6,01-6,56-7,00
2. Kadar air (%) 0,002
3. Berat jenis kondisi SSD 1,31
4. Berat isi(kg/m3) 812
5. Persentase penyerapan (%) 0,4
Tabel 4.2. Hasil Pemeriksaan Agregat Halus
4.3. Visual Agregat Kasar dari Limbah Plastik PET
Agregat kasar yang dihasilkan dari pemecahan limbah plastik PET ini memiliki bentuk butiran yang menyerupai agregat kasar pada umumnya. Bentuknya mendekati atau bahkan sama dengan bentuk agregat kasar dari batu pecah. Bentuk butiran ini terbentuk karena prosesnya dipecah-pecah dari ukuran agregat yang agak besar berdasarkan ukuran cetakan.Sehingga, hasilnya berupa butiran dengan betuk bersudut (angular).
Bentuk butiran bersudut (angular) ini sangat baik apabila agregat tersebut memiliki ikatan yang baik dengan pasta semen, karena permukaannya yang
No Jenis Pemeriksaan Pasir (dari Binjai)
1. Modulus kehalusan 2,39
2. Kadar air (%) 4,93
3. Berat jenis kondisi SSD 2,45 4. Persentase penyerapan (%) 1,94
5. Kadar lumpur (%) 2,56
6. Kandungan zat organik (warna) Sama
ini kurang baik. Semakin luas permukaan yang ada, maka lekatannya semakin lemah yang kemudian sangat mempengaruhi kekuatan beton.
4.4. Kuat Hancur Agregat Kasar dari Limbah Plastik PET
Kuat hancur agregat kasar dari limbah plastik PET ini diperoleh dengan melakukan pendekatan dengan proses pengujian kekuatan tekan mortar semen berdasarkan SNI 03-6825-2002. Peneliti mencoba membuat cetakan berukuran 5 cm x 5 cm x 5 cm untuk membentuk benda uji dari plastik PET. Rencananya benda uji ini yang akan ditekan menggunakan mesin pressuntuk mendapatkan nilai kuat hancur agregat. Namun, untuk membentuk benda uji dengan ukuran 5cm x 5 cm x 5 cm ini tidak bisa tercapai.Plastik PET yang dileburkan kemudian dicetak selalu mengalami retak setelah mengeras. Kuat hancur agregat tidak akan maksimal dengan adanya retak-retak pada benda ujinya.
Tabel 4.3. Kuat Hancur Agregat
Jenis Agregat Kuat Hancur Agregat (MPa) Agregat dari limbah plastik PET 6,71
Agregat dari batuan biasa 38,29
Dari tabel di atas, terlihat agregat kasar dari limbah plastik PET sangat lemah apabila dibandingkan dengan agregat kasar dari batuan biasa yang umumnya digunakan pada beton normal. Agregat kasar dari limbah plastik PET 5,71 kali lebih lemah daripada agregat kasar dari batuan. Dengan kekuatan agregat kasar dari limbah plastik PET yang sangat lemah ini, maka kekuatan agregat kasar yang akan dipakai pada beton tidak bisa diandalkan untuk menahan beban. Kekuatan beton akan dipikul lebih banyak oleh mortar semen.
4.5. Nilai Slump
Nilai slump yang dihasilkan tercapai sesuai dengan slump rencana pada
mix design, yaitu antara 75-100 mm. Nilai slump beton segar pada saat melakukan
pencampuran (mixing) adalah sebagai berikut:
Tabel 4.4. Nilai Slump yang Dihasilkan Sampel dengan Variasi Gradasi
Agregat Kasar dari Limbah Plastik PET
Slump (mm)
Variasi Gradasi dengan FM 6,01 80
Variasi Gradasi dengan FM 6,56 90
4.6. Berat Isi Beton Menggunakan Agregat Kasar dari Limbah Plastik PET
Penggunaan agregat kasar dari limbah plastik PET pada penelitian ini adalah untuk menghasilkan beton ringan yang juga bisa digunakan sebagai beton struktur. Berdasarkan SNI-03-2461-2002 berat isi maksimum beton ringan adalah 1.850 kg/m³. Pada penelitian ini, berat beton yang dihasilkan adalah sebagai berikut:
Tabel 4.5. Berat Beton Hasil Penelitian
No.
Sampel dengan Variasi Gradasi Agregat Kasar dari Limbah Plastik PET
Volume 1 Variasi Gradasi dengan
FM 6,01
-Sampel 1 0,003375 5,94 1.760,00
-Sampel 2 0,003375 5,88 1.742,22
-Sampel 3 0,003375 5,81 1.721,48
Berat rata-rata beton I 1.741,23
2 Variasi Gradasi dengan
FM 6,56
-Sampel 1 0,003375 6,08 1.801,48
-Sampel 2 0,003375 6,05 1.792,59
-Sampel 3 0,003375 5,94 1.760,00
Berat rata-rata beton II 1.784,69
3 Variasi Gradasi dengan
FM 7
-Sampel 1 0,003375 6,06 1.795,56
-Sampel 2 0,003375 6,08 1.801,48
-Sampel 3 0,003375 6,10 1.807,41
Secara grafik, berat beton hasil penelitian adalah sebgai berikut: Grafik 4.2. Berat Beton Hasil Penelitian
Dari data tabel dan grafik di atas,berat beton yang dihasilkan semuanya tergolong ringan atau termasuk ke dalam kategori beton ringan. Namun, berat beton mengalami kenaikan seiring dengan kenaikan variasi gradasi (FM) agregat kasar dari limbah plastik PET yang digunakan.Semakin besar nilai FM agregatnya, semakin berat beton yang dihasilkan.
Beton yang dihasilkan menjadi ringan karena penggunaan agregat kasar dari limbah plastik PET yang ringan. Berarti, perbedaan berat yang terjadi
dipengaruhi oleh kandungan agregat kasarnya.Agregat kasar dengan nilai FM kecil, memiliki ukuran butir yang kecil juga. Butiran agregat yang kecil akan lebih
4.7. Kuat Tekan Beton Ringan dengan Agregat Kasar dari Limbah Plastik PET
Data hasil uji kuat tekan beton ringan di laboratorium adalah sebagai berikut:
Tabel 4.6. Data Hasil Uji Kuat Tekan Beton Ringan di Laboratorium
No.
1 Variasi Gradasi
dengan FM 6,01
2 Variasi Gradasi
dengan FM 6,56
3 Variasi Gradasi
Berdasarkan data tersebut, maka diperoleh nilai kuat tekan beton untuk masing-masing variasi gradasi (FM) sebagai berikut:
Tabel 4.7. Kuat Tekan Beton Hasil Penelitian
No.
Sampel dengan Variasi Gradasi Agregat Kasar dari Limbah Plastik PET
Kuat Tekan (MPa)
1 Variasi Gradasi dengan
FM 6,01 13,89
2 Variasi Gradasi dengan
FM 6,56 16,27
3 Variasi Gradasi dengan
FM 7 16,57
Secara grafik, kuat tekan beton hasil penelitian adalah sebagai berikut: Grafik 4.3. Kuat Tekan Beton Hasil Penelitian
antara 6,89 – 17,24 MPa. Namun apabila dilihat dari syarat berat beton ringan untuk struktural ringan, beton yang dihasilkan dengan berat 1.741,23 kg/m3 – 1.801,48 kg/m3belum bisa memenuhi syarat sebagai beton ringan.Beton ringan untuk struktural ringan harus memiliki berat maksimum 1.400 kg/m3. Kuat tekan beton mengalami pertambahan kekuatan seiring dengan besarnya nilai variasi gradasi (FM) agregat.Beban tekan maksimal yang bisa dicapai adalah 46 ton (16,74 MPa). Kuat tekan maksimal ini dapat dicapai dengan variasi gradasi FM 6,56 dan 7. Semakin besar nilai FM agregat kasar dari limbah plastik PET yang digunakan, semakin tinggi nilai kuat tekan beton ringan yang dihasilkan.
4.8. Pengaruh Gradasi Berdasarkan Kuat Tekan Beton Ringan dengan Agregat Kasar dari Limbah Plastik PET
Grafik kekuatan tekan beton hasil penelitian menunjukkan bahwa kuat tekan beton ringan yang dihasilkan tidak sama untuk ketiga variasi gradasi yang dijadikan sampel penelitian. Kuat tekan beton mengalami penambahan kekuatan seiring dengan naiknya gradasi (FM) agregat kasar yang digunakan.Keadaan ini diduga terjadi karena beberapa faktor:
Luas bidang agregat kasar dari limbah plastik PET di dalam beton.
Kepadatan agregat kasar dari limbah plastik PET di dalam beton.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu sebagai berikut:
1. Ukuran maksimum butir agregat kasar dari limbah plastik PET yang bisa dihasilkan dapat mencapai 3 - 4 cm.
2. Penggunaan agregat kasar dari limbah plastik PET dapat menghasilkan beton ringan. Penggunaan agregat kasar dari limbah plastik PET dengan variasi gradasi (FM) 6,01 dapat menghasilkan beton ringan 1.741,23 kg/m³, variasi gradasi (FM) 6,56 1.784,69 kg/m³, variasi gradasi (FM) 7 1.801,48 kg/m³.
3. Semakin kecil gradasi (FM) agregat kasar dari limbah plastik PET yang digunakan pada beton, semakin ringan beton yang akan dihasilkan.
4. Beton ringan yang dihasilkan tidak mencapai target kekuatan tekan beton struktural. Kuat tekan maksimal yang dapat dicapai 16,57 MPa, yaitu pada penggunaan agregat kasar dari limbah plastik PET dengan variasi gradasi (FM) 7. Nilai kuat tekan dengan variasi gradasi (FM) 6,01 dan 6,56 masing-masing 13,89 MPa dan 16,27 MPa.
5. Berdasarkan berat dan kuat tekannya, beton yang dihasilkan tidak dapat digolongkan ke dalam konstruksi beton ringan.
7. Gradasi agregat kasar dari limbah plastik PET dapat mempengaruhi kekuatan tekan beton ringan struktural. Hal ini dipengaruhi oleh luas bidang agregat kasar dari limbah plastik PET dan kepadatannya di dalam beton. Semakin kecil gradasi (FM) agregat, semakin luas bidang agregat dan semakin memadat di dalam beton. Permukaannya yang luas membuat lekatan beton lemah karena teksturnya yang mengkilat (glassy) sedangkan apabila semakin memadat maka beton lebih banyak diisi oleh agregat kasar dari limbah palstik PET yang kuat hancurnya sangat lemah.
5.2. Saran
1. Penggunaan agregat kasar dari limbah plastik PET pada beton sebagai alternatif untuk mengurangi beban sendiri pada bangunan perlu diteliti lebih dalam lagi baik dari kuat tekannya maupun sifat-sifat lainnya. Beton ringan yang dihasilkan pada penelitian ini masih hanya bisa digunakan untuk struktural ringan.
2. Disarankan agar para peneliti selanjutnya melakukan penelitian batas minimal dan maksimal variasi gradasi agregat kasar dari limbah plastik PET yang bisa dijadikan beton struktural atau struktural ringan.
3. Perlu dilakukan penelitian pengaruh variasi gradasi agregat kasar dari limbah plastik PET terhadap sifat-sifat beton lainnya.
