BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Lokasi dan Waktu Pelaksanaan
Adapun lokasi dan waktu pelaksanaan untuk penyelesaian tugas akhir ini adalah:
1. Lokasi Pengambilan Bottom Ash
Lokasi pengambilan Bottom Ash adalah PLTU Timor-1, Bottom Ash diambil dari PLTU Timor-1 Desa Lifuleo, Kecamatan Kupang Barat, Kabupaten Kupang.
Gambar 3.1 Site sampling Bottom Ash (PLTU Timor-1) Sumber: Google Earth 2025
2. Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Bahan Politeknik Negeri Kupang Jl. Adisucipto PO.BOX 139 Penfui Kupang Telp. (0380) 881245 Jurusan Teknik Sipil.
3. Waktu Penelitian
Waktu pelaksanaan penelitian direncanakan selama ± tiga bulan.
Uraian kegiatan terlihat seperti tabel 3.1
Tabel 3.1 Waktu penelitian
No Kegiatan
Bulan
1 2 3
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 Seminar proposal
2 Mobilisasi material 3 Pengujian karakteristik material 4 Mix design beton
5 Perawatan benda uji
6 Pengujian kuat tekan beton
7 Analisa data
Sumber: Dokumentasi pribadi
3.2 Metode Penelitian
Jenis penelitian berdasarkan metode yang akan dilaksanakan adalah penelitian experimental, yaitu penelitian yang bertujuan menemukan hubungan sebab akibat dan pengaruh faktor-faktor pada kondisi tertentu. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental laboratorium yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan bottom ash sebagai substitusi sebagian semen terhadap sifat-sifat beton, seperti kuat tekan dan slump (workability).
3.3 Metode Pengujian Beton Normal
3.3.1 Pengujian Karakteristik Bahan Pembentukan Beton Normal
Pengujian karakteristik bahan pembentukan beton normal yang akan dilakukan terhadap material atau bahan yaitu:
1. Semen
1) Berat Jenis semen
Tujuan pengujiaan ini bertujuan untuk menentukan berat jenis semen Portland. Metode yang digunakan adalah SNI 03:1969
2) Konsistensi Normal
Pemeriksaan ini bertujuan untuk menentukan konsistensi normal semen portland dengan alat vicat. Metode yang digunakan adalah SNI 03:1972 3) Waktu pengikatan semen
Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan waktu pengikatan permulaan Semen Portland. Metode yang digunakan adalah SNI 03:1974, ASTM C191
4) Kehalusan Semen
Pemeriksaan ini dimaksudkan menentukan kehalusan semen portland dengan menggunakan saringan No. 200. Metode yang dilakukan adalah SNI 03:1970,ASTM C204
2. Agregat Halus (Pasir) 1) Analisa Saringan
Analisa saringan pada agregat halus bertujuan untuk mengetahui distribusi ukuran butiran pasir serta menentukan zona gradasinya sesuai dengan standar SNI 03-2384-2000. Alat dan bahan yang dibutuhkan saringan agregat halus4,75 mm (No. 4), 2,36 mm (No. 8), 1,18 mm (No. 16), 0,60 mm (No.
30) 0,30 mm (No. 50), 0,15 mm (No. 100), timbangan, neraca, oven, alat pemisah contoh, mesin penggetar saringan, talam, sikat kuningan, sendok, air dan sampel agergat halus.
2) Berat Jenis dan penyerapan Air Agregat Halus
Pengujian berat jenis dan penyerapan air agregat halus (pasir) bertujuan untuk mengetahui massa jenis agregat dalam keadaan jenuh permukaan kering (SSD), kering oven, dan dalam keadaan tampak, serta untuk menentukan seberapa banyak air yang dapat diserap oleh agregat halus. Metode yang digunakan adalah SNI 03-1969-1990. Alat dan bahan yang digunakan dalam pengujian ini meliputi: Timbangan digital (akurasi 0,1 gram), pignometer, kerucut terpancung, batang penumbuk, saringan No. 4, oven, talam, bejana tempat air, pompa hampa udara (vakum), desikator, air suling, dan agregat halus.
3) Pengujian Berat Isi
Berat isi atau bulk density adalah berat agregat per satuan volume, termasuk rongga-rongga antar butiran. Tujuan dari pengujian ini penting untuk mengetahui seberapa padat agregat halus (pasir) dalam kondisi tertentu, serta untuk menentukan kebutuhan volume dan berat material dalam campuran beton. Metode yang digunakan adalah SNI 03-1971-1990. Alat dan bahan
yang digunakan dalam pengujian ini meliputi: timbangan, talam, tongkat pemadat, mistar perata, wadah, air, dan agregat halus.
4) Pengujian Kadar Air Agregat
Kadar air agregat adalah persentase air yang terkandung di dalam agregat pada saat digunakan. Tujuan dari pengujian kadar air agregat halus ini adalah menentukan persentase kadar air dalam agregat halus (pasir) untuk kebutuhan penyesuaian perancangan campuran beton (mix design). adalah SNI 03-1970- 1990. Alat dan bahan yang digunakan dalam pengujian ini meliputi:
timbangan, oven, talam, dan agregat halus.
5) Analisa Kadar Lumpur
Kadar lumpur dalam agregat halus (pasir) adalah jumlah partikel halus (berukuran sangat kecil, seperti lempung dan lanau) yang menempel pada butiran pasir. Tujuan dari pengujian kadar lumpur adalah menentukan persentase kandungan lumpur dalam agregat halus agar tidak melebihi batas maksimum yang diperbolehkan dalam pembuatan beton, sesuai dengan SNI 03-4142-1996.
3. Agregat Kasar (batu pecah)
Pengujian terhadap karakteristik bahan agregat kasar yaitu:
1) Analisa Saringan
Analisa saringan adalah metode pengujian untuk menentukan distribusi ukuran partikel (gradasi) agregat kasar. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui apakah agregat memiliki gradasi yang sesuai dengan standar dan cocok digunakan dalam campuran beton. Metode yang digunakan adalah SNI 1968:2008. Alat dan bahan yang digunakan dalam pengujian ini meliputi: timbangan, neraca, saringan agregat kasar, dengan ukuran 37.5 mm, 25 mm, 19,1 mm, 12,5 mm, 9,5 mm, No. 4 (4.75 mm), No 8 (2.38 mm), No. 16 (1.19 mm), No. 30 (0.59 mm), No. 50 (0.927 mm), No. 100 (0.149 mm), No. 200 (0.075 mm), oven, alat pemisah, mesin penggetar, mesin talam, air dan agregat kasar.
2) Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Agregat
Pengujian berat jenis dan penyerapan agregat bertujuan untuk mengetahui karakteristik fisik agregat kasar, menentukan berat jenis kering oven, berat jenis jenuh permukaan kering (SSD), berat jenis semu agregat kasar, serta menentukan persentase penyerapan air oleh agregat. Metode yang digunakan adalah SNI 03-1969-1990. Alat dan bahan yang digunakan dalam pengujian ini meliputi: Timbangan, keranjang kawat ukuran 3.35 mm, saringan no.4 (4.75 mm), oven, alat pemisah contoh, dan agregat kasar.
3) Pengujian Berat Isi
Pengujian berat isi bertujuan untuk mengetahui massa agregat kasar per satuan volume dalam kondisi tertentu. Pengujian ini menentukan berat isi agregat kasar, yaitu jumlah massa agregat dalam satuan volume. Standar yang digunakan adalah SNI 03-4804-1998. Alat dan bahan yang digunakan dalam pengujian ini meliputi: Timbangan, talam, tongkat pemadat, mistar perata, wadah, oven, dan agregat kasar.
4) Pengujian Kadar Air Agregat Kasar
Pengujian kadar air pada agregat kasar bertujuan untuk mengetahui persentase air yang terkandung dalam agregat pada saat digunakan, menentukan kadar air agregat kasar untuk keperluan penyesuaian campuran beton, sehingga diperoleh kuat tekan dan workability (kemudahan pengerjaan) yang optimal. Standar yang digunakan adalah SNI 03-1971-1990. Alat dan bahan yang digunakan dalam pengujian ini meliputi: timbangan, oven, talam dan agregat kasar.
5) Pengujian Keausan Agregat Kasar
Pengujian keausan agregat kasar bertujuan untuk mengetahui ketahanan agregat terhadap gesekan dan tumbukan yang terjadi selama proses pencampuran, pengangkutan, pemadatan, dan masa pakai beton. Keausan agregat yang tinggi dapat mengurangi daya tahan beton secara keseluruhan. Standar yang digunakan adalah SNI 03-2417-1991. Alat dan bahan yang digunakan dalam pengujian ini meliputi: timbangan, mesin Los Angeles, saringan no.12, oven, talam, kuas dan agregat kasar.
3.3.2 Perencanaan Campuran Beton Normal
Perencanaan campuran beton normal dilakukan untuk memperoleh komposisi atau proporsi bahan bahan-bahan penyusunnya. Proporsi campuran dari bahan- bahan penyusun ini ditentukan melalui metode (mix design). Metode atau cara dalam menentukan proporsi campuran beton normal, merujuk pada SNI 03-2384- 2000. Tentang cara pembuatan rencana campuran beton normal. Dalam penelitian ini bahan-bahan penyusun beton normal berupa:
a. Semen yang digunakan dalam penelitian ini, adalah semen Portland Tipe 1 (Semen Kupang)
b. Agregat halus (pasir) dari Kecamatan Takari, Kabupaten Kupang.
c. Agregat kasar (batu pecah) dari Kecamatan Takari, Kabupaten Kupang.
d. Air diambil dari Laboratorium Pengujian Bahan Konstruksi, Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negri Kupang
3.3.3 Pembuatan Benda Uji
Pembuatan benda uji dalam penelitian ini bertujuan untuk mengetahui nilai slump dan kuat tekan beton menggunakan bottom ash sebagai pengganti sebagian semen dari PLTU Timor-1 Kecamatan Kupang Barat, Kabupaten Kupang. Proses pembuatan benda uji meliputi persiapan material, perencanaan campuran (mix design), penimbangan material, pencampuran, pengujian slump, perawatan benda uji (curing), pengujian kuat tekan, serta analisa data.
Benda uji dalam penelitian ini dibuat dalam bentuk silinder dengan ukuran silinder Ø15 cm x 30 cm yang direncanakan dengan kuat tekan beton 25 MPa.
Variasi porsi bottom ash, sebagai bahan pengganti semen dalam beton normal yakni sebesar 5%, 10%, 15%, 20%. Jumlah benda uji, dalam penelitian adalah 20 buah, dengan rincian dapat dilihat tabel dibawah.
Tabel 3.2Jumlah Benda Uji
Umur pengujian Jumlah benda uji
7 5
14 5
21 5
28 5
Total 20
Sumber:Dokumentasi pribadi
1. Metode campuran
Variasi campuran bottom ash yang akan digunakan sebagai pengganti sebagian semen dalam campuran beton dengan variasi nilai sebagai berikut:
1) 0% (sebagai kontrol) 2) 5%
3) 10%
4) 15% dari berat semen dan 5) 20 %
2. Cara mencampurkan Bottom Ash
Untuk pencampuran bottom ash yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari limbah hasil pembakaran batu bara di Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Timor-1. Sebelum digunakan sebagai bahan substitusi semen, bottom ash terlebih dahulu melalui proses pengolahan awal untuk memastikan kualitas dan keseragaman material. Langkah pertama yang harus dilakukan adalah proses penghancuran atau penggilingan bottom ash untuk, meningkatkan kehalusan dan luas permukaan butiran agar sebanding dengan semen portland, serta untuk meningkatkan reaktivitas pozzolaninya.
Kemudian bottom ash yang telah dihancurkan kemudian disaring menggunakan ayakan No. 200 (75 µm) untuk memastikan tidak ada partikel kasar yang tercampur dalam adukan beton. Setelah bottom ash siap digunakan, dilakukan penimbangan bahan-bahan penyusun beton, yang terdiri dari semen, bottom ash (sebagai pengganti sebagian semen), agregat halus (pasir), agregat kasar (batu pecah), dan air. Bottom ash dicampurkan dengan semen dalam perbandingan tertentu sesuai variasi yang telah dirancang 5%, 10% dan 15% dari berat semen).
3.3.4 Perawatan Benda Uji
Setelah proses percetakan benda uji selesai, benda uji dibiarkan di dalam cetakan selama 24 jam. Setelah 24 jam, benda uji dikeluarkan dari cetakan dan dilanjutkan dengan tahap perawatan. Metode perawatan yang digunakan adalah perendaman benda uji dalam bak air. Benda uji direndam secara penuh dalam bak perendaman hingga mencapai umur pengujian yang telah ditentukan, yaitu 7, 14, dan 28 hari.
3.3.5 Pengujian Kuat Tekan Beton
Pengujian kuat tekan beton merupakan metode untuk mengetahui sejauh mana beton mampu menahan beban tekan, yang menjadi tolok ukur utama mutu beton. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan mesin Compression Testing Machine (CTM). Benda uji beton dicetak dalam bentuk silinder kemudian direndam dalam air (curing) selama 7, 14, atau 28 hari sesuai umur pengujian. Setelah itu, benda uji dikeluarkan, dibersihkan, dan diletakkan secara vertikal pada mesin CTM.
Mesin kemudian memberikan tekanan perlahan hingga beton mengalami keruntuhan, dan beban maksimum yang tercatat digunakan untuk menghitung kuat tekan beton dengan membagi beban tersebut terhadap luas penampang benda uji.
Gambar 3.2 Contoh benda uji silinder Ø 15 cm x 30 cm Sumber: Dokumentasi pribadi
3.4 Pengolahan Dan Analisa Data
Pengolahan dan analisa data dilakukan untuk menginterpretasikan hasil pengujian laboratorium sehingga dapat memberikan gambaran yang jelas mengenai pengaruh penggunaan bahan terhadap sifat-sifat beton. Data yang diperoleh dari berbagai pengujian, seperti kuat tekan beton, slump, berat jenis, penyerapan air, keausan agregat, dan kadar air agregat, dicatat secara sistematis dan diolah menggunakan rumus atau metode yang sesuai dengan standar pengujian (SNI).
Teknik pengolahan data yang akan dipakai dalam penelitian ini yaitu menggunakan metode SNI 03-2384-2000. Hasil pengujian kemudian dihitung rata-ratanya untuk setiap variasi campuran, kemudian dibandingkan dengan nilai acuan atau mutu beton rencana.
3.5 Bagan alir penelitian
Gambar 3.8Bagan alir penelitian Sumber: Penulis 2020 Mulai
Persiapan alat dan bahan
Pengujian sifat material Agregat Kasar
1. Analisas saringan 2. Kadar air 3. Berat jenis 4. Berat isi 5. Kadar lumpur
Agregat Halus 1. Analisa saringan 2. Kadar air 3. Berat jenis 4. Kadar lumpur 5. Keausan agregat
Perawatan beton 28 Hari Uji kuat tekan beton Analisa dan pembahasan
Kesimpulan dan saran
Selesai
Pencampuran variasi bottom ash dalam beton normal sebesar 0%,
5%, 10%, 15%, 20%
Pengujian Slump
Semen Portland 1. Berat jenis
2. Konsistensi Normal 3. Waktu pengikatan semen 4. Kehalusan semen
