PENGGUNAAN LIMBAH BATU TABAS SEBAGAI AGREGAT HALUS DALAM CAMPURAN BETON
I Made Alit Karyawan Salain1, Yenni Ciawi1, Mayun Nadiasa1, Anak Agung Gede Sutapa1, Ni Putu Trisna Kartika Dewi1
1Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Udayana, Jimbaran, Badung, 80361 Telp/Fax : (0361) 703385, E-mail : imaksalain@unud.ac.id
Abstrak
Pemanfaatan limbah batu tabas sebagai pengganti agregat halus alami dalam campuran beton telah dikaji menyangkut berat volume, kuat tekan dan kuat tarik belah beton umur 28 hari. Campuran beton dirancang menggunakan perbandingan berat 1 semen Portland Pozzolan : 2 agregat halus : 3 agregat kasar dengan faktor air semen sebesar 0,5. Lima campuran beton dibuat masing -masing dengan mengganti agregat halus ala mi dalam campuran beton dengan limbah batu tabas sebesar 0%, 25%, 50%, 75%, 100%. Untuk masing -masin g campuran dibuat benda uji sebanyak 10 buah: 5 buah benda uji kubus ukuran 150x150x150 mm untuk uji kuat tekan dan 5 buah benda uji silinder dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm untuk uji kuat tarik belah.
Untuk pengukuran berat volume digunakan kedua jen is benda uji tersebut. Hasil penelitian menunjukka n bahwa berat volume beton yang dibuat dengan agregat halus limbah batu tabas 4% lebih ringan dibandingkan yang dengan agregat halus alami. Kuat tekan dan kuat tarik belah beton yang dibuat dengan agregat limba h batu tabas umumnya lebih rendah dibandingkan yang dengan agregat alami, namun pada penggunaan campuran agregat halus alami dan limbah batu tabas dapat dihasilkan kekuatan yang lebih baik dari yang dengan agregat halus limbah batu tabas. Beton dengan 100% agregat halus limbah batu tabas menghasilkan kuat tekan dan kuat tarik belah beton berturut-turut sebesar 75% dan 84% dari yang dihasilkan beton dengan 100% agregat halus alami.
Kata kunci : Limbah Batu Tabas, Berat Volume, Kuat Tekan, Kuat Tarik Belah
1. PENDAHULUAN
Beton merupakan material konstruksi yang sangat populer digunakan dalam industri jasa konstruksi.
Ini disebabkan karena beton mudah dibuat, kuat menahan beban tekan, awet dan harganya relatif lebih murah dibandingkan material konstruksi pesaingnya, seperti baja. Kinerja beton banyak dipengaruhi oleh material pembentuknya: air, semen dan agregat, sehingga pemilihan dari material tersebut harus diperhatikan dengan seksama agar diperoleh kualitas beton sesuai dengan yang direncanakan. Penggunaan agregat, agregat halus dan agregat kasar, dalam pembuatan beton dapat mencapai sekitar 75% dari keseluruhan material yang diperlukan (Salain et al, 2015). Dengan demikian perhatian terhadap pemilihan jenis maupun karakter dari agregat mendapatkan porsi yang tinggi dalam fabrikasi beton.
Batu tabas atau batu basalt merupakan batu berwarna hitam yang berasal dari lahar gunung berapi yang telah membeku. Batu tabas ini berwarna abu kehitaman, permukaan tajam, serta kasar. Di Provinsi Bali, batu tabas biasanya diolah oleh pengerajin ukir untuk dipergunakan sebagai bahan ornamen bangunan tradisional. Dalam proses pengolahan batu tabas oleh pengerajin terdapat material sisa berupa limbah berupa potongan-potongan batu tabas dalam bentuk butiran maupun serbuk.
Sekitar 30% dari jumlah batu tabas yang diolah oleh pengerajin berakhir menjadi limbah. Saat ini, limbah ini belum dikelola dengan baik dan biasanya dibiarkan menumpuk di seputar areal kerja atau saluran air sehingga berpotensi mengakibatkan gangguan terhadap lingkungan. Kadang-kadang limbah ini dipergunakan hanya sebagai bahan urugan, sehingga tidak memiliki nilai ekonomi yang memadai.
Padahal, secara visual limbah yang berbentuk butiran, ukuran dan bentuknya menyerupai agregat yang biasa digunakan untuk beton. Limbah batu tabas dalam bentuk serbuk pernah diteliti untuk dimanfaatkan sebagai bahan dasar untuk memproduksi batu padas buatan (Sunaryo, 2007). Kajian lain menunjukkan bahwa serbuk batu tabas dapat dipergunakan untuk menggantikan sekitar 5% -10%
semen Portland sebagai perekat hidrolik (Intara et al, 2013). Namun belum diketahui sejauh mana limbah batu tabas ini dapat dimanfaatkan sebagai agregat dalam campuran beton.
Dalam penelitian ini dikaji peluang pemanfaatan limbah batu tabas dalam bentuk butiran, sebagai agregat halus, untuk pembuatan beton. Efektifitas pemanfaatan limbah batu tabas tersebut diukur dari kinerja beton yang dihasilkan pada umur 28 hari menyangkut berat volume, kuat tekan serta kuat tarik belah beton. Hasil penelitian diharapkan dapat meningkatkan nilai ekonomi limbah batu tabas sekaligus mengurangi pencemaran lingkungan akibat tumpukan limbah batu tabas.
2. METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan dengan menggunakan material pembentuk beton terdiri dari air, perekat, agregat halus dan agregat kasar. Air yang digunakan untuk mencampur beton yaitu air PDAM yang ada di Laboratorium Struktur dan Bahan Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Udayana. Untuk perekat digunakan jenis Semen Portland Pozzolan (PPC) yang ada di pasaran.
Agregat halus yang digunakan berupa pasir alami yang dibeli di supplier bahan bangunan dan pasir yang dibentuk dari limbah batu tabas yang diambil dari pengerajin ornamen tradisional di daerah Denpasar. Limbah batu tabas dalam bentuk butiran terlebih dahulu ditumbuk dengan palu dan diayak sedemikian rupa sehingga memiliki ukuran butiran maksimum 4 mm. Gambar 1 memperlihatkan proses pembentukan agregat halus dari limbah batu tabas.
Gambar 1 Pembentukan Agregat Halus dari Limbah Batu Tabas
Untuk agregat kasar digunakan batu alami (kerikil) yang juga dibeli dari supplier. Untuk setiap jenis agregat halus distribusi butirannya dirancang memenuhi gradasi zone 2 sedangkan untuk agregat kasar susunan butirnya dirancang memenuhi gradasi untuk ukuran butiran maksimum 40 mm sesuai dengan SNI 03-2834-2000. Pada Tabel 1 ditampilkan beberapa properti fisik dari agregat halus dan agregat kasar serta pada Gambar 2 diperlihatkan kurva gradasi rancangan dari agregat tersebut.
Tabel 1 Properti Fisik dari Agregat Halus dan Agregat Kasar
No. P roperti Fisik
Jenis Material Agregat
Halus Alami
Agregat Halus Limbah Batu Tabas
Agregat Kasar Alami
1 Berat satuan (gram/cm3) 1,54 1,42 1,40
2 Berat jenis SSD 2,66 2,39 2,43
3 P enyerapan Air (% ) 1,96 2,31 1,79
4 Kadar lumpur (% ) 4,00 0,40 0,14
5 Kadar air (% ) 0,32 0,10 0,07
6 Keausan (% ) - - 17,48
Campuran beton dibuat dalam perbandingan berat 1 PPC : 2 Agregat Halus : 3 Agregat Kasar, dengan faktor air semen sebesar 0,5. Lima campuran beton dibuat masing-masing dengan mengganti agregat halus alami dalam campuran beton dengan agregat halus limbah batu tabas sebesar 0%, 25%, 50%, 75%, 100%. Campuran dengan 0% agregat halus limbah batu tabas adalah sebagai beton kontrol.
Untuk masing-masing campuran dibuat benda uji sebanyak 10 buah: 5 buah benda uji berbentuk kubus ukuran 150x150x150 mm untuk uji kuat tekan dan 5 buah benda uji berbentuk silinder dengan
diameter 150 mm dan tinggi 300 mm untuk uji kuat tarik belah. Untuk pengukuran berat volume digunakan kedua jenis benda uji tersebut. Pengadukan beton dilakukan dengan menggunakan mesin pencampur. Setelah pencampuran, adukan beton dimasukkan ke dalam cetakan dan kemudian dipadatkan. Benda uji yang telah dicetak dan dipadatkan dibiarkan dalam cetakan selama 24 jam, selanjutnya benda uji dilepas dari cetakan dan diberikan perawatan lembab dengan merendam benda uji dalam bak berisi air hingga waktu pengujian.
Gambar 2 Kurva Gradasi Rancangan Agregat Halus (kiri) dan Agregat Kasar (kanan)
Penentuan berat volume dilakukan dengan menimbang dan mengukur volume dari masing-masing benda uji sebelum dilakukan uji kuat tekan maupun uji kuat tarik belah. Pengujian kuat tekan dan kuat tarik belah dilakukan dengan menggunakan mesin uji kuat tekan dengan kapasitas 2000 KN mengacu berturut-turut pada SNI 03-1974-1990 dan SNI 03-2491-2002. Pengujian berat volume, kuat tekan, dan kuat tarik belah dilaksanakan saat benda uji berumur 28 hari.
Dari data uji yang diperoleh dihitung berat volume, kuat tekan, dan kuat tarik belah beton rata-rata untuk masing-masing variasi penggantian agregat halus alami dengan agregat halus dari limbah batu tabas. Selanjutnya dibuat kurva yang menghubungkan antara masing-masing properti tersebut dengan persentase penggunaan agregat halus dari limbah batu tabas dalam adukan beton. Dengan data yang diperoleh dan kurva yang dibuat kemudian dilakukan pembahasan untuk menentukan efek dari penggantian agregat halus alami dengan agregat halus dari limbah batu tabas terhadap nilai masing-masing properti beton. Dari hasil pembahasan tersebut selanjutnya ditentukan kesimpulan dari penelitian tentang penggunaan limbah batu tabas sebagai agregat halus dalam campuran beton.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1. Hasil
Berat Volume
Hasil pengukuran berat volume beton untuk masing-masing variasi campuran diberikan pada Tabel 2 dan Gambar 3. Dari Tabel 2 dan Gambar 3 terlihat bahwa perubahan penggunaan jenis agregat halus dari yang alami diganti sebagian atau seluruhnya dengan limbah batu tabas mengakibatkan berkurangnya berat volume beton. Semakin banyak kandungan agregat halus limbah batu tabas pada adukan beton mengakibatkan berat volume beton cenderung semakin rendah.
Tabel 2 Berat Volume Beton Dengan Variasi Komposisi Agregat Halus No. Komposisi Agregat Halus Berat Volume (Kg/m3)
1. 100% Pasir 2282
2. 25% Limbah + 75% Pasir 2248
3. 50% Limbah + 50% Pasir 2235
4. 75% Limbah + 25% Pasir 2234
5. 100% Limbah 2193
0 20 40 60 80 100
0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 10
Persentase Lolos
Ukuran Lubang Ayakan (mm) Batas Atas Gradasi Rancangan Batas bawah
0 20 40 60 80 100
4.75 9.5 19 37.5 75
Persentase Lolos
Ukuran Lubang Ayakan (mm) Batas Atas Gradasi Rancangan Batas bawah
Gambar 3 Berat Volume Beton Terhadap Kandungan Agregat Halus Limbah Batu Tabas
Kuat Tekan
Hasil pengujian kuat tekan beton untuk masing-masing variasi campuran diberikan pada Tabel 3 dan Gambar 4. Dari Tabel 3 dan Gambar 4 terlihat bahwa perubahan penggunaan jenis agregat halus dari yang alami diganti sebagian atau seluruhnya dengan limbah batu tabas secara umum mengakibatkan turunnya kuat tekan beton dibandingkan dengan beton dengan agregat halus berupa pasir alami.
Namun demikian penurunan yang terjadi terlihat berfluktuasi tergantung dari persentase limbah batu tabas yang dipergunakan sebagai pengganti pasir alami.
Tabel 3 Kuat Tekan Beton Dengan Variasi Komposisi Agregat Halus No. Komposisi Agregat Halus Kuat Tekan (MP a)
1. 100% Pasir 38,83
2. 25% Limbah + 75% Pasir 32,71 3. 50% Limbah + 50% Pasir 33,47 4. 75% Limbah + 25% Pasir 36,13
5. 100% Limbah 29,24
Pada rentang penggantian pasir alami dengan limbah batu tabas dari 50% sampai 75% terlihat bahwa kuat tekan meningkat dan selanjutnya kuat tekan menurun relatif terhadap kuat tekan beton dengan penggantian pasir alami sebesar 25%. Tercatat bahwa beton dengan kandungan agregat halus berupa limbah batu tabas sebesar 25%, 50%, 75% dan 100% menghasilkan kuat tekan sebesar berturut-turut 84%, 86%, 93% dan 75% dari kuat tekan dengan kandungan 100% pasir alami.
Gambar 4 Kuat Tekan Terhadap Kandungan Agregat Halus Limbah Batu Tabas
2100 2150 2200 2250 2300
0 25 50 75 100
Berat Volume (Kg/m3)
Kandungan Agregat Halus Limbah Batu Tabas (%)
25 30 35 40
0 25 50 75 100
Kuat Tekan (MPa)
Kandungan Agregat Halus Limbah Batu Tabas (%)
Kuat Tarik Belah
Hasil pengujian kuat tarik belah beton untuk masing-masing variasi campuran diberikan pada Tabel 4 dan Gambar 5. Dari Tabel 4 dan Gambar 5 terlihat bahwa perubahan penggunaan jenis agregat halus dari yang alami diganti sebagian atau seluruhnya dengan limbah batu tabas secara umum mengakibatkan turunnya kuat tarik belah beton dibandingkan dengan beton dengan agregat halus berupa pasir alami pada adukan. Namun demikian tercatat bahwa kuat tarik belah beton cenderung semakin tinggi dengan penggunaan limbah yang semakin semakin banyak. Pada penggunaan agregat halus berupa limbah batu tabas sebesar 25%, 50%, 75% dan 100% dihasilkan kuat tarik belah sebesar berturut-turut 84%, 87%, 93% dan 94% dari kuat tarik belah dengan kandungan 100% pasir.
Tabel 4 Kuat Tarik Belah Beton Dengan Variasi Komposisi Agregat Halus No. Komposisi Agregat Halus Kuat Tarik Belah (MP a)
1. 100% Pasir 3,07
2. 25% Limbah + 75% Pasir 2,58
3. 50% Limbah + 50% Pasir 2,66
4. 75% Limbah + 25% Pasir 2,87
5. 100% Limbah 2,89
Gambar 5 Kuat Tarik Belah Terhadap Kandungan Agregat Halus Limbah Batu Tabas
3.2. Pembahasan
Berat volume agregat halus limbah batu tabas yang relatif lebih rendah dibandingkan dengan agregat alami mempengaruhi berat volume beton yang dihasilkan. Tercatat bahwa semakin banyak agregat dari limbah batu tabas yang dipergunakan semakin ringan beton yang dihasilkan. Pada beton dengan penggantian 100% agregat halus alami dengan 100% agregat halus limbah batu tabas mengakibatkan penurunan berat volume beton sebesar 4% dibandingan dengan beton kontrol.
Penggantian secara keseluruhan agregat halus alami dengan agregat halus dari limbah batu tabas, secara umum, mengakibatkan penurunan kuat tekan maupun kuat tarik belah beton. Tercatat bahwa pada beton dengan penggantian 100% agregat halus alami dengan 100% agregat halus limbah batu tabas dihasilkan kuat tekan dan kuat tarik belah beton berturut-turut sebesar 75% dan 94%
dibandingan dengan beton kontrol. Namun demikian diamati juga bahwa penggantian sebagian agregat halus alami dengan agregat halus limbah batu tabas dapat menghasilkan kekuatan yang relatif lebih baik dibandingkan dengan penggantian agregat alami secara keseluruhan.
Turunnya kuat tekan maupun kuat tarik belah pada beton dengan penggantian agregat halus alami dengan agregat halus dari limbah batu tabas dibandingkan dengan beton kontrol dapat dikaitkan dengan meningkatnya volume agregat dalam adukan beton dengan limbah batu tabas (efek berat volume) sedangkan jumlah pasta perekat yang tersedia tetap sehingga mengakibatkan intensitas ikatan melemah. Di sisi lain, membaiknya kekuatan beton pada penggunaan campuran agregat halus alami dan limbah batu tabas relatif terhadap beton yang menggunakan 100% agregat halus limbah dapat dihubungkan dengan kekasaran permukaan dari agregat limbah batu tabas. Diketahui bahwa kekasaran permukaan agregat merupakan salah satu faktor yang dapat berkontribusi bagi kekuatan beton (Mehta, 1986, Neville and Brooks, 1998). Semakin kasar permukaan agregat maka ikatan yang
0 1 2 3 4
0 25 50 75 100
Kuat Tarik Belah (MPa)
Kandungan Agregat Halus Limbah Batu Tabas (%)
terjadi antara pasta dan agregat semakin baik (Salain, 2009, Salain et.al, 2015). Dalam hal ini faktor yang dominan antara bertambahnya volume agregat dan kekasaran permukaan agregat yang menentukan kekuatan akhir yang dihasilkan beton. Inilah yang mengakibatkan adanya fluktuasi kekuatan yang dihasilkan pada beton dengan campuran agregat halus alami dan limbah batu tabas.
4. KESIMPULAN
Limbah batu tabas memiliki berat volume dan berat jenis yang lebih ringan dan permukaan butiran yang lebih kasar dibandingkan dengan agregat halus alami. Berat volume beton yang dibuat dengan agregat halus limbah batu tabas 4% lebih ringan dibandingkan yang dengan agregat halus alami. Kuat tekan dan kuat tarik belah beton yang dibuat dengan agregat limbah batu tabas umumnya lebih rendah dibandingkan yang dengan agregat alami, namun pada penggunaan campuran agregat halus alami dan limbah batu tabas dapat dihasilkan kekuatan yang lebih baik dari yang dengan agregat halus limbah batu tabas. Beton dengan 100% agregat halus limbah batu tabas menghasilkan kuat tekan dan kuat tarik belah beton berturut-turut sebesar 75% dan 94% dari yang dihasilkan beton dengan 100%
agregat halus alami.
Ucapan Terimakasih
Terima kasih yang tulus penulis sampaikan kepada pihak Pimpinan Universitas Udayana melalui LPPM Universitas Udayana yang telah memberikan dukungan dana untuk hibah penelitian ini serta kepada rekan sejawat, teknisi laboratorium, dan mahasiswa S1 Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Udayana yang telah membantu dalam pelaksanaan dan penyelesaian penelitian ini dari awal hingga menjadi tulisan ini.
DAFTAR PUSTAKA
Badan Standarisasi Nasional (2000) Standar Nasional Indonesia Untuk Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal (SNI 03-2834-2000). Bandung.
Badan Standardisasi Nasional (1990) Tata Cara Pengujian Kuat Tekan Beton (SNI 03-1974-1990).
Jakarta.
Badan Standardisasi Nasional (2002) Metode Pengujian Kuat Tarik Belah Beton (SNI 03-2491- 2002). Jakarta
Intara, I W., Salain, I M.A.K., Wiryasa, N.M.A. (2013) ‘Penggunaan Serbuk Batu Tabas Sebagai Pengganti Sebagian Semen Dalam Pembuatan Beton’, Jurnal Spektran, Vol. 1 No. 1, ISSN: 2302- 2590, pp. 1-7.
Mehta, P.K. (1986) Concrete Structure Properties and Material. New Jersey : Englewood Cliffs.
Neville, A.M. and Brooks, J.J. (1998) Concrete Technology. Singapore : Longman.
Salain, I M. A. K. (2009) ‘Pengaruh Jenis Semen dan Jenis Agregat Kasar Terhadap Kuat Tekan Beton’, Teknologi dan Kejuruan, Vol. 32, No. 1, ISSN: 0852-0062, pp. 63-70.
Salain, I M.A.K., Sudarsana, I K., Mustika, W. (2015) ‘Mechanical Properties of Concrete Using Nickel Slag as Coarse Aggregate’, The 5th Environmental Technology and Management Conference, Bandung, IndonesiaNovember 23rd-24th.
Sunaryo, G. (2007) Rancangan Campuran Batu Padas Buatan Jenis Kelating Dengan Memanfaatkan Limbah Batu Tabas. Tesis Magister Teknik Sipil, Program Pascasarjana, Universitas Udayana.
