USULAN TUGAS AKHIR
PENGARUH PENAMBAHAN ABU TERBANG (FLY ASH) TERHADAP KUAT TEKAN BATA MERAH
Oleh :
KRISNA ARIWIDYANTORO F1A 017 075
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MATARAM
2023
KATA PENGANTAR
Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan karunia-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan usulan tugas akhir ini.
Usulan tugas akhir ini merupakan suatu penelitian dengan judul “Pengaruh Penambahan Abu Terbang (Fly Ash) Terhadap Kuat Tekan Bata Merah”.
Penyusunan tugas akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana akhir S-1 pada jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Mataram. Dalam penulisan tugas akhir ini penulis tidak terlepas dari berbagai kesulitan, sehingga atas bimbingan, bantuan dan dorongan baik moril maupun materiil dari berbagai pihak sehingga akhirnya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
Mengingat keterbatasan yang ada, penyusun menyadari sepenuhnya bahwa usulan tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu saran dan kritik yang bersifat membangun dari berbagai pihak sangat diharapkan demi perbaikan dan penyempurnaan usulan tugas akhir ini.
Mataram, 2023
Penulis
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL...4
BAB I PENDAHULUAN...5
1.1. Latar Belakang...5
1.2. Rumusan Masalah...6
1.3. Batasan Masalah...6
1.4. Tujuan Penelitian...6
1.5. Manfaat Penelitian...7
BAB II DASAR TEORI...8
2.1 Tinjauan Pustaka...8
2.2 Landasan Teori...9
2.2.1 Batu Bata 9 2.2.2 Material Batu Bata 9 2.2.3 Peroses Pembuatan Batu Bata 12 2.2.4 Pembakaran Batu Bata 13 2.2.5 Standar Batu Bata 14 2.3 Kualitas Batu Bata...15
2.4 Bahan Tambah...18
2.4.1 Fly Ash 18 BAB III METODOLOGI PENELITIAN...20
3.1 Lokasi Penelitian...20
3.2 Alat dan Bahan Penelitian...20
3.2.1 Alat Penelitian 20 3.2.2 Bahan Penelitian 20 3.3 Pelaksanaan Penelitian...21
3.3.1 Pengujian Material...21
3.3.2 Pembuatan Benda Uji 21 3.4 Tahap Pembakaran...23
3.5 Tahap pengujian...23 3.5.1 Analisis Kuat Tekan23
3.5.2 Analisis Daya Serap Air 23 3.5.3 Analisis Kadar Garam 24
3.6 Bagan Alir...25 DAFTAR PUSTAKA...26
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Perubahan Batu Bata Pada Proses Pembakaran………15
Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian………26
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perkiraan Perubahan Warna Tanah Liat Mentah Setelah Proses Pembakaran
(Hartono J.M.V, 1990)...10
Tabel 2.2 Ukuran Batu Bata Berdasarkan SNI 15-2094-2000...14
Tabel 2. 3 Kuat Tekan Bata Merah (NI-10)...15
Tabel 2. 4 Kekuatan Tekan Rata-Rata Batu Bata ( SII-0021-78)...17
Tabel 3. 1 Kebutuhan Presentase Benda Uji...21
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dinding merupakan salah satu struktur bangunan yang berfungsi untuk melindungi penghuni pada bangunan dari berbagai serangan seperti, angin, hujan, dan panas matahari. Dinding biasanya menggunakan bata merah, batako, bata ringan, papan atau triplek. Dinding pasangan bata merah adalah bahan yang paling umum digunakan sebagai bahan konstruksi. Batu bata merah terbuat dari bahan utama tanah liat yang kemudian di bentuk dan di keringkan dibawah terik matahari hingga dilakukan peroses pembakaran dengan temperatur tinggi hingga mengeras dan tidak mudah hancur.
Kebutuhan batu bata merah sendiri sangat penting dibidang pembangunan.
Sementara itu kualitas batu bata merah masih perlu diperbaiki, dikarenakan setelah dilakukan proses pembakaran batu bata yang dihasilkan masih mudah retak. Oleh karena itu riset peningkatan batu bata masih perlu dilakukan. Peningkatan mutu bata yang perlu ditingkatkan adalah kuat tekan pada batu bata, agar tidak mudah retak setelah dilakukan proses pembakaran.
Tanah liat merupakan bahan baku dalam pembuatan batu bata. dimana kegunaannya sangat menguntungkan bagi manusia karena bahan baku dari bata sangat mudah didapatkan. Tanah liat memiliki beberapa sifat yang khas, yaitu bila dalam keadaan basah mempunyai sifat plastis tetapi bila dalam keadaan kering menjadi keras, sedangkat jika dibakar menjadi kuat dan padat. Tanah liat sebelum dibuat menjadi batu bata harus dicampur secara merata yang disebut dengan pekerjaan pelumatan dengan menambahkan sedikit air (Huda dan Hastuti,2012).
Selain menggunakan tanah liat sebagai bahan dasar dalam pembuatan bata merah, juga bisa menggunakan bahan campuran, seperti fly ash, abu sekam, dan kapur untuk meningkatkan kuat rekat dari batu bata terasebut. Fly ash merupakan residu mineral dalam butir halus yang di hasilkan dari pembakaran batu bara yang dihaluskan pada suatu pusat pembangkit listrik. Fly ash mengandung unsur kimia antara lain silika (SiO2), alumina (Al2O3), fero oksida (Fe2O3), dan kalsium oksida (CaO). Menurut Huda
dan Hastuti (2012) sifat-sifat kimia yang dimiliki fly ash dan tanah liat memiliki kesamaan yaitu silika dan alumina yang apabila bereaksi dengan kalsium oksida yang terkandung dalam tanah liat dapat membentuk senyawa stabil yang mempunyai sifat mengikat.
Pemanfaatan limbah seperti fly ash perlu dipertimbangkan sebagai bahan campuran dalam pembuatan batu bata, dikarenakan dapat meningkatkan kuat tekan bata dan memperkecil rongga-rongga pori pada bata. Maka perlu dilakukan penelitian untuk memanfaatkan fly ash dengan judul Pengaruh Penambahan Fly Ash Terhadap Kuat Tekan Bata Merah. Dengan penggunaan fly ash diharapkan mampu memberikan banyak keuntungan, diantaranya pengurangan limbah fly ash dan juga meningkatkan kualitas batu bata.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang di atas, dapat disimpulkan permasalahan yang menjadi dasar dalam pembuatan tugas akhir, dicantumkan sebagai berikut :
1. Bagaimana pengaruh penambahan fly ash terhadap sifat fisik bata merah?
2. Bagaimana pengaruh penambahan fly ash terhadap sifat mekanik bata merah?
1.3. Batasan Masalah
Adapun lingkup bahasan masalah yang digunakan dalam Proposal ini, dicantumkan sebagai berikut :
1. Pembuatan bata merah dilakukan di Desa Kebon Ayu, Kecamatan Gerung, Kabupaten Lombok Barat, Nusa Tenggara Barat.
2. Variasi abu fly ash yang digunakan yaitu : 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, dan 25%.
3. Peninjauan pengaruh abu fly ash yang sebagai bahan tambahan batu bata merah terhadap sifat mekanik meliputi, nilai kuat tekan, dan daya serap air.
4. Tidak melakukan pengujian kimia.
5. Menggunakan pembakaran tradisional,suhu tidak terkontrol.
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini:
1. Mengetahui pengaruh abu fly ash sebagai bahan tambahan pada bata merah terhadap sifat fisik.
2. Mengetahui pengaruh abu fly ash sebagai bahan tambahan pada bata merah terhadap sifat mekanik.
1.5. Manfaat Penelitian
1. Menambah wawasan dan pengetahuan mahasiswa teknik sipil tentang pemanfaatan abu fly ash sebagai bahan tambahan batu bata.
2. Memberikan informasi dan pengetahuan kepada masyarakat sekitar dan para pengrajin batu bata mengenai pemanfaatan dari limbah pembakaran batu bara fly ash.
3. Pemanfaatan limbah pembakaran batu bara untuk kebutuhan konstruksi.
BAB II DASAR TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
(Evendi, 2015) melakukan penelitian tantang pembuatan batu bata dengan penambahan campuran fly ash dan semen. Variable yang di gunakan adalah penambahan fly ash (0; 0,3; 0,6; 0,9; dan 1,2). Dari hasil penelitian menunjukan bahwa penambahan fly ash sebanyak 0,3 kg meningkatkan kuat tekan dari 5,625 N/mm2 menjadi 6,25 N/mm2 untuk waktu pengeringan selama tujuh hari. Kenaikan ini berlanjut sampai penambahan fly ash sebanyak 0,6 Kg. Sedangkan penambahan diatas angka tersebut menyebabkan penurunan kuat tekean.
(Prakoso, 2018) melakukan penelitian tentang pengaruh penambahan fly ash dan abu sekam padi terhadap kuat tekan bata merah pejal konvensional. Penelitian tersebut menggunakan variasi penambahan fly ash dengan masing – masing variasi sebesar 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, dan 30% terhadap berat tanah liat. Berdasarkan hasil penelitian, diketahui bahwa nilai kuat tekan bata merah mengalami penurunan dari bata merah normal (38,97 kg/cm2). Penurunan nilai kuat tekan terbesar terjadi pada bata merah dengan penambahan abu 30% (48,04%) dan penurunan kuat tekan bata terkecil terjadi pada bata merah dengan penambahan abu 5% (5,98%). Penurunan nilai kuat tekan dipengaruhi oleh jumlah abu, jumlah penggunaan, air dan kadar air.
(Astriani, 2017) melakukan penelitian tentang pengaruh penambahan fly ash dan kadar air pada tanah liat terhadap kuat tekan bata merah. Variasi fly ash yang digunakan adalah 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, dan 30% dari berat tanah liat. Kuat tekan bata variasi adukan keras dan normal pada variasi 10% meningkat sebesar 35,59%, dan 2,82% dari bata normal. Kuat tekan bata variasi adukan pelan pada variasi 5% meningkat sebesar 28,25% dari bata normal.
(Abdurrohmansyah, 2015) melakukan penelitian tentang kuat tekan batu bata merah menggunakan bahan additive (abu sekam,abu ampas tebu, dan fly ash)
berdasarkan SNI. Pada campuran abu batu bara (fly ash) kandungan silika lebih kecil dibandingkan dengan abu ampas tebu. Tetapi kuat tekannya lebih besar terdapat pada campuran abu batu bara (fly ash). Dikarenakan ukuran butir abu batu bara (fly ash) lebih kecil. Sehingga dapat mengisi rongga-rongga pada sample batu bata.
.
2.2 Landasan Teori 2.2.1 Batu Bata
Definisi batu bata menurut SNI 15-2094-2000, merupakan suatu unsur bangunan yang diperuntukkan pembuatan konstruksi bangunan dan yang dibuat dari tanah dengan atau tanpa campuran bahan-bahan lain, dibakar cukup tinggi, hingga tidak dapat hancur lagi bila direndam dalam air.
Batu bata merah adalah unsur bangunan yang digunakan untuk membuat suatu bangunan. Batu bata merah berasal dari tanah liat dengan atau tanpa campuran bahan- bahan lain yang kemudian dibakar pada temperatur tinggi hingga tidak dapat hancur lagi apabila direndam dalam air (NI-10 dan SII-0021-78).
Menurut (Handayani, 2010), Batu bata merupakan bagian bangunan yang di gunakan untuk membuat suatu bangunan, bahan berguna untuk membuat batu bata berasal dari tanah dengan atau tanpa campuran bahan-bahan lain yang kemudian dibakar pada suhu tinggi hingga tidak dapat hancur lagi bila direndam dalam air.
2.2.2 Material Batu Bata
Tanah liat merupakan bahan dasar yang dipakai dalam pembuatan batu bata merah. Tanah liat berasal dari peruraian batuan terutama batuan beku dan kebanyakan diambil dari permukaan tanah yang mengendap, sehingga proses pengambilannya dengan cara membuat sumur-sumur. “Tanah liat yang dipergunakan dalam pembuatan batu bata merah adalah bahan yang asalnya dari tanah porselin yang telah bercampur dengan tepung pasir-kwart dan tepung oxid-besi (Fe2O3) dan tepung kapur (CaCO3)”
(Edi Widjojo Sutopo, Bhakti Probowo, 1977).
Bahan dasar pembuatan batu bata merah bersifat plastis, dimana tanah liat akan mengembang bila terkena air dan terjadi penyusutan bila dalam keadaan kering atau setelah proses pembakaran. Tanah liat sebagai bahan dasar pembuatan batu bata merah mengalami proses pembakaran dengan temperatur yang tinggi hingga mengeras seperti
batu. Proses perubahan yang terjadi pada pembakaran tanah liat pada temperatur diatas 800oC, terjadi perubahan-perubahan kristal dari tanah liat dan mulai terbentuk bahan gelas yang akan mengisi pori-pori sehingga batu bata merah menjadi padat dan keras (Hartono J.M.V, 1990).
Tanah liat yang dibakar akan mengalami perubahan warna sesuai dengan zat-zat yang terkandung didalamnya. Warna tanah liat bermacam-macam tergantung dari oxid- oxid logam yang tergantung dalam tanah liat seperti silika, alumina, alkali, besi, kalsium, magnesium, dan karbon (Hartono J.M.V, 1990).
Senyawa-senyawa silika menghasilkan warna hijau, senyawa-senyawa besi menghasilkan warna krem, kuning, merah, hitam dan coklat. Senyawa magnesium menghasilkan warna coklat, dan senyawa karbon menghasilkan warna biru, abu-abu, hijau atau coklat.Perubahan warna batu bata merah dari kedaan mentah sampai setelah dibakar biasanya sulit dipastikan. Berikut tabel perkiraan perubahan warna tanah liat mentah setelah proses pembakaran.
Komponen-Komponen utama di dalam lempung antara lain : 1. Silika
Silika dalam bentuk bebas adalah kwarsa, amorf, silika gel, flint, kalsedon. Pengaruh silika dalam lempung adalah antara lain: mengurangi keplastisan, mengurangi susut kering dan susut bakar, mengurangi kekuatan tekan dan tarik, mengurangi sifat ketahanan api. Silika dalam bentuk kombinasi alumina membentuk mineral-mineral Tabel 2.1 Perkiraan Perubahan Warna Tanah Liat Mentah Setelah Proses Pembakaran (Hartono J.M.V, 1990).
Warna tanah liat mentah Perubahan warna setelah di bakar 1. Merah
2. Kuning Tua 3. Coklat 4. Putih
5. Abu-abu atau hitam 6. Hijau
7. Merah, kuning, abu-abu tua
Merah atau coklat
Kuning tua, coklat, atau merah Merah atau coklat
Putih atau putih kekuningan Merah, kuning tua atau putih Merah
Pertama merah lalu krem, kuning tua atau kuning kehijauan pada saat Melebur
lempung.
2. Alumina
Pengaruh alumina bebas dalam lempung antara lain adalah mengurangi keplastisan, mengurangi susut kering dan susut bakar, dan meningkatkan sifat tahan api lempung.
3. Senyawa-senyawa yang mengandung alkali
Senyawa-senyawa ini umumnya berkombinasi dengan alumina. Senyawa alkali terpenting adalah senyawa silika atau alumina silika (feldspar, mika atau hidromika).
Pengaruh utama dari senyawa-senyawa alkali ini adalah akan mengurangi sifat tahan apinya dan memudahkan padat pada pembakaran.
4. Senyawa-senyawa besi
Senyawa-senyawa besi yang mungkin terdapat di dalam lempung adalah senyawa oksida besi, senyawa besi karbonat, dan senyawa sulfida besi. Pengaruh utama mineral- mineral besi ini pada lempung adalah mempengaruhi perubahan dalam warna dan mengurangi sifat tahan api dari lempung.
5. Mineral-mineral kalsium
Mineral-mineral kalsium yang terdapat di dalam lempung adalah seperti: kalsit, argonit, alumina silika, gypsum, anhidrit dan apatit.
6. Senyawa magnesium
Senyawa magnesium yang terdapat dalam lempung adalah antara lain: magnesit, dolomite, dan epnosit. Senyawa magnesium ini mempunyai pengaruh pada lempung terutama akan mengurangi sifat tahan apinya.
7. Senyawa karbon
Terdapat dalam bentuk sisa-sisa tumbuhan dan senyawa-senyawa organik lainnya.
Pengaruh bahan-bahan karbon pada lempung adalah antara lain memberikan warna gelap sampai hitam dalam keadaan mentah, menghasilkan suasana reduksi dalam dapur waktu pembakaran, dan akan mempengaruhi warna serta bila pembakaran terlalu cepat membentuk inti hitam.
Selain tanah liat,campuran batu bata yaitu pasir.Pasir adalah contoh bahan material butiran. Butiran pasir umumnya berukuran antara 0,0625 sampai 2 mm. Materi pembentuk pasir adalah silikon dioksida, tetapi dibeberapa pantai tropis dan subtropic umumnya dibentuk dari batu kapur (Wikipedia, 2015). Dalam pembuatan batu bata merah, jenis pasir yang digunakan yaitu jenis pasir yang berasal dari gunung.
Penambahan pasir dapat menghilangkan pengaruh buruk seperti retak-retak maupun melengkung, tetapi jika pasir ditambahkan dalam jumlah terlalu banyak akan menyebabkan tidak adanya lekatan antar butiran dan akibatnya bata menjadi getas dan lemas (Susatyo, 2014).
2.2.3 Peroses Pembuatan Batu Bata
Proses pembuatan batu bata melalui beberapa tahapan, meliputi penggalian bahan mentah, pengolahan bahan, pencetakan, pengeringan, pembakaran pendinginan dan pemilihan ( Cahyono, 2015).
Adapun tahap –tahapan pembuatan batu bata sebagai berikut:
a. Proses pembuatan secara tradisional ( industri rumah).
1. Bahan dasar (tanah liat, sekam, air) dicampur/diaduk sampai rata. Batu batu kerikil atau bahan lain yang dapat menurunkan kualitas batu bata yang dikeluarkan.
2. Campuran yang telah dibersihkan direndam selama 1 hari satu malam.
3. Selanjutnya dilakukan pencetakan diatas tanah yang sudah diberi sekam padi sebagai alas. Biasanya batu bata di cetak dengan menggunakan cetakan kayu atau baja.
Untuk mempermudah melepas batu bata yang dicetak, maka bingkai cetakan lebih besar (± 1mm, masing-masing sisi). Pencetakan batu bata biasanya dilakukan pada musim kemarau dan dibawah sinar matahari agar bisa cepat kering.
4. Setelah mencapai kekerasan yang diharapkan batu bata dibalik agar terjadi pengeringan pada kedua sisinya. Setelah kering ditumpuk dalam susunan setinggi 10- 15 batu bata. Tujuannya agar dapat diangin-anginkan membutuhkan waktu ± 2-7 hari.
5. Setelah batu bata kering maka batu bata tersebut di tumpuk dalm bentuk gunung yag di beri celah/lubang untuk diisi bahan bakar. Bagian luar dari tumpukan dilapisi dengan tanah liat agar tidak terjadi kebakaran pada dapur pembakaran. Lapisan penutup harus benar-benar rapat, sehingga batu bata akan matang lebih baik.
Pembakaran batu bata berkisar antara suhu 300-400oC. selama 48 jam atau 2 hari.
6. Bahan pembakaran yang biasanya digunakan adalah kayu bakar, sekam padi.
Karena tungku pembakaran dibuat langsung dengan menggunakan batu bata.
(Cahyono, 2015).
b. Proses pembuatan secara mekanis (industri pabrik).
1. Bahan dasar berupa tanah liat yang mengandung pasir dan slib dalam bentuk perbandingan tertentu. Penggalian tanah menggunakan alat berat berupa backhoe pada tempat dimana sifat tanah liat yang cocok.
2. Tanah liat (sering menjadi campuran tanah liat dari beberapa tempat galian yang berbeda) dicampur dengan air bentuk bulat-bulatan panjang dipotong-potong dan digiling menjadi adukan yang homogen.
3. Adonan dimasukkan kedalam mesin yang memeras batang dengan ciri-ciri bagian luar, kemudian batang tersebut dipotong panjangnya dengan kawat sehingga bentuk ukuran tepat.
4. Batu bata yang masih mentah sesudah dicetak dikeringkan dengan suhu 37 - 200 oC selama 24 - 48 jam dalam tungku pengeringan.
5. Pembakaran dilakukan dengan suhu 1000 oC selama 24 jam. Kemudian didinginkan selama 48-72 jam. Kerusakan batu bata dalam proses pembakaran ini hampir tidak ada.
2.2.4 Pembakaran Batu Bata
Menurut Swastikawati, 2015. Kualitas bata baik asli maupun pengganti sangat dipengaruhi oleh suhu pembakarannya. Temperatur berguna dalam proses pengeringan bata sehingga diperoleh bata yang baik dan sempurna. Dalam campuran tanah liat dan air sebelum dibakar didalam strukturnya masih terdapat berbagai jenis air yaitu:
1. Air suspensi (pencampuran air dengan bahan dasar )
2. Air antara partikel yang terjadi pada waktu melumat bahan dasar.
3. Air pori antar partikel setelah pengerutan.
4. Air terabsrobsi secara kimia atau fisik partikel.
5. Air kisi dalam struktur kristalnya
Dalam proses pembakaran akan terjadi pemampatan karena partikel-partikel lempung akan mengelompok menjadi bahan padat pemukaan batu bata akan menyusut volume berkurang dan struktur batu bata akan bertambah kuat kemudian permukaan butiran yang berdekatan akan saling menyatu seperti pada Gambar 2.1 di bawah ini.
(a) Batu Bata Sebelum Dibakar, (b) Batu Bata Sesudah Dibakar (Swastikawati, 2011).
Gambar 2.1 Perubahan Batu Bata Pada Proses Pembakaran
2.2.5 Standar Batu Bata
2.2.6.1 Sifat Fisik Batu Bata
Sifat fisik batu bata merupakan sifat fisik yang dilakukan tanpa merubah bentuk atau tanpa pemberian beban kepada batu bata itu sendiri (Prayuda, 2018). Adapun syarat dalam SNI 15-2094-2000 sebagai berikut :
a. Sifat tampak
Batu bata harus berbentuk primasegi empat Panjang, mempunyai rusuk-rusuk yang tajam dan siku, bidang – bidang harus datar.
b. Dimensi atau ukuran batu bata
Standar batu bata di Indonesia oleh BSN (Badan Standar Nasional) nomor 15- 2094-2000 menetapkan suatu ukuran standar untuk batu bata merah.
Ukuran batu bata berdasarkan SNI 15-2094-2000 dapat dilihat pada table 2.2
Tabel 2.2 Ukuran Batu Bata Berdasarkan SNI 15-2094-2000.
Model Tebal (mm) Lebar (mm) Panjang (mm) M-5a 65±2 90±3 190±4 M-5b 65±2 100±3 190±4 M-6a 52±3 110±4 230±4 M-6b 55±3 110±6 230±5 M-6c 70±3 110±6 230±5 M-6d 80±3 110±6 230±5
(Sumber : SNI 15-2094-2000) c. Garam yang membahayakan
1. Bila kurang dari 50% permukaan batu bata tertutupi oleh lapisan tipis berwarna putih, karena pengkristalan garam-garam yang dapat larut.
2. Bila 50% atau lebih permukaan tertutup oleh lapisan putih yang agak tebal karena pengkristalan garam-garam yang dapat larut, tetapi bagian-bagian dari permukaan batu bata menjadi bubuk atau terlepas.
3. Bila lebih dari 50% permukaan batu bata tertutup oleh lapisan putih atau pengkristalan garam-garam yang dapat larut. Batu bata dengan kandungan garam yang tinggi secara langsung akan berpengaruh pada lekatan antara natu bata dengan mortar pengisi, dimananya terganggunya lekatan antara batu bata dan mortar pengisi akan menurunkan kualitas batu bata.
2.2.8.2 Sifat Mekanik
Sifat mekanik batu bata ada sifat yang ada pada batu bata jika dibebani atau dipengaruhi dengan perilaku tertentu. Berikut sifat mekanik pada batu bata :
a. Penyerapan air
Penyerapan air maksimum bata merah pasangan dinding adalah 20%.
b. Kuat tekan batu bata merah menurut (NI-10) dapat dilihat pada berikut :
Tabel 2. 3 Kuat Tekan Bata Merah (NI-10)
Mutu Bata Merah Kuat Tekan Rata – Rata (kg/cm2) Tingkat I (Satu) Lebih Besar dari 100
Tingkat II (Dua) 100 – 80 Tingkat III (Tiga) 80 – 60
(Sumber : NI-10)
Untuk tiap – tiap benda percobaan, kuat tekannya tidak di perbolehkan 20% lebih rendah dari harga rata – rata terendah untuk tingkat mutunya.
2.3 Kualitas Batu Bata
Adapun syarat-syarat batu bata merah dam SNI-10,1978 dan SII-021-78 adalah sebagai berikut (Handayani, 2010) :
1. Pandangan Luar
Batu bata harus mempunyai rusuk-rusuk yang tajam dan siku, bidang sisinya harus rata, tidak menunjukkan retak-retak dan perubahan bentuk yang berlebihan, tidak mudah hancur atau patah, warnanya seragam dan berbunyi nyaring bila dipukul (Handayani, 2010).
2. Ukuran
Ukuran-ukuran batu bata merah ditentukan dan dinyatakan dalam perjanjian antara membeli dan penjual (pembuat), sedangkan ukuran batu bata merah yang standar menurut SNI-10, 1978: 6 yaitu batu bata merah dengan panjang 240 mm;
lebar 115 mm; tebal 52 mm dan batu bata merah dengan panjang 230 mm; lebar 110 mm dan tebal 50 mm (Handayani, 2010).
3. Daya Serap Air dan Bobot Isi
Daya serap air adalah kemampuan bahan dalam menyerap air (daya hisap). Bobot isi adalah perbandingan massa dalam keadaan kering dengan bobot dalam kondisi jenuh air. Daya serap air yang tinggi akan berpengaruh pada pemasangan batu bata dan adukan karena air pada adukan akan diserap oleh batu bata sehingga pengeras adukan tidak berfungsi dan dapat mengakibatkan kuat adukan menjadi lemah. Daya serap yang tinggi disebabkan oleh besarnya kadar pori pada batu bata (batu bata tidak padat) (Handayani, 2010).
Dalam menentukan daya serap air dan bobot isi digunakan standar NI-10- 78 pasal 6, dihitung dengan rumus sebagai berikut (Handayani, 2010) :
PA = x100%...(2.1)
Dengan :
PA = Penyerapan Air (%) mk = massa kering (tetap) (kg)
mb = massa setelah direndam selama 24 jam (Kg)
Bata merupakan material yang bersifat higrokopis artinya mudah menyerap air. Bata yang berkualitas tinggi akan memiliki daya serap yang rendah terhadap air dan kelembapan, sebaliknya bata yang berkualitas rendah akan memiliki daya serap yang tinggi terhadap air dan kelembapan. Umumnya bata dianggap baik bila memiliki daya serap air kurang dari 20 % ( Susatyo, 2014).
4. Kuat Tekan
Tekanan didefinisikan sebagai gaya tekan yang bekerja pada satu satuan luas permukaan yang mengalami gaya tekan. Simbol tekanan adalah P. Jadi bila sebuah gaya sebesar F bekerja pada sebuah bidang A (area), maka besarnya tekanan adalah (Tipler, 1991) :
………(2.2)
Dengan :
P = tekanan (pressure) (Kg/cm2) F = gaya (force) (Kg)
A = luas bidang (area) (cm2) Satuan tekanan
Jika gaya tekan F= 1 newton bekerja pada luas permukaan A=1m2, maka menurut persamaan diatas tekanannya
Kualitas batu bata merah dapat dibagi atas tiga tingkatan dalam hal kuat tekan menurut NI-10, 1978:6, yaitu:
1. Batu bata merah mutu tingkat I dengan kuat tekan lebih besar dari 100 kg/cm2.
2. Batu bata merah mutu tingkat II dengan kuat tekan antara 100 kg/cm2 sampai 80 kg/cm2.
3. Batu bata merah mutu tingkat III dengan kuat tekan antara 80kg/cm2 sampai 60kg/cm2.
Sedangkan kuat tekan menurut Standart Industri Indonesia (SII) tahun 1978 terlihat pada Tabel 2.4. sebagai berikut:
Tabel 2. 4 Kekuatan Tekan Rata-Rata Batu Bata ( SII-0021-78) Kelas Kekuatan tekan rata-rata batu bata
kg/cm2 N/mm2
25 25 2.5
50 50 5.0
100 100 10
150 150 15
200 200 20
250 250 25
(Sumber: SII-0021-78)
Kuat tekan merupakan salah satu parameter yang digunakan untuk mengetahui kekuatan atau kemampuan suatu material atau benda untuk menahan tekanan atau beban. Nilai kuat tekan bata diperlukan untuk mengetahui kekuatan maksimun dari suatu benda untuk menahan tekanan atau beban hingga retak dan pecah. Kualitas bata biasanya ditunjukkan oleh besar kecilnya kuat tekan. Namun, besar kecilnya kuat tekan sangat dipengaruhi oleh suhu atau tingkat pembakaran, porositas dan bahan dasar (Susatyo, 2014).
5. Kadar Garam
Kualitas kadar garam yang kurang dari 50 % permukaan batu bata merah tertutup oleh lapisan tipis berwarna putih karena pengkristalan garam-garam yang dapat larut, tidak membahayakan dan 50 % atau lebih dari permukaan batu bata merah tertutup oleh lapisan putih yang tebal karena pengkristalan garam-garam yang dapat larut dan bagian- bagian dari permukaan batu bata merah menjadi bubuk atau terlepas, hal ini membahayakan (Handayani, 2010).
Kandungan Garam pada batu bata merah ditandai dengan adanya pengkristalan yang berwarna putih akibat garam oleh air di dalam batu bata yang menguap dan tertimbun di permukaan batu bata. Untuk mengetahui kandungan kadar garam batu bata, dapat dihitung dengan rumus berikut (Hendri, 2016) :
...2.3
Dengan :
G : Kadar Garam (%)
Ag : Luasan Kandungan Garam (cm2) A : Luas Bidang (cm2).
2.4 Bahan Tambah 2.4.1 Fly Ash
Fly ash atau abu terbang adalah limbah padat yang terdiri dari partikel- partikel halus yang muncul dengan gas buang pembakaran dan diangkut dari
ruang batubara pada pembangkit listrik tenaga uap. Pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) melakukan proses pembakaran batubara dengan cara ditumbuk dan ditiup dengan udara ke ruang bakar boiler di mana ia segera menyatu, menghasilkan panas dan memproduksi residu mineral cair. Tabung boiler mengekstrak panas dari boiler pendinginan gas buang dan menyebabkan residu mineral cair yang mengeras dengan membentuk abu. Partikel abu kasar disebut sebagai bottom-ash atau slag jatuh ke bagian bawah ruang pembakaran, sementara ringan partikel abu halus disebut fly-ash tetap tersuspensi dalam gas buang. Sebelum melelehkan gas buang fly-ash dihapus oleh perangkat kontrol emisi partikulat seperti debu elektrostatis atau rumah kantong kain filter. Jadi sisa hasil pembakaran dengan batubara menghasilkan abu yang disebut dengan fly-ash dan bottom-ash.
Beberapa hal lain yang menjadikan fly ash menguntungkan sebagai salah satu campuran pembuatan bata merah adalah dapat meningkatkan kekuatan tekan batu bata jika dibandingkan dengan batu bata normal, pengurangan penyerapan air, mampu mengurangin berat jenis batu bata, dapat mengurangi kadar garam, batubata leboh awet dari pada batu bata normal, dan menguntungkan dari segi ekonomi (Ike mardiyanti, 2010).
Pemanfaatan limbah seperti fly ash perlu dipertimbangkan dsebagai bahan campuran dalam pembuatan batu bata, dikarenakan dapat meningkatkan kuat tekan bata dan memperkecil rongga-rongga pori pada bata. Campuran yang digunakan pada penelitian kali ini adalah abu sisa pembakaran batu bara (fly ash).
Tabel 2. 5 Kandungan Pada Fly Ash
Kandungan Kimia Presentase Massa (%)
Silika (Si02) 30-60%
Alumina (Al2O3) 15-35%
Besi Oksida (Fe2O3) 5-20%
Kalsium Oksida (CaO) 0-15%
Magnesium Oksida (MgO) 0-10%
Potasium Oksida (K2O) 0-5%
Natrium Oksida (Na2O) 0-5%
Titanium Dioksida (TiO2) 0-5%
Sulfur Trioksida (SO3) 0-5%
Lainnya 0-5%
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Desa Kebon Ayu, Kecamatan Gerung, Kabupaten Lombok Barat, Nusa Tenggara Barat proses pembuatan benda uji, sedangkan untuk proses pengujian dilakukan di Laboratorium Struktur dan Bahan Jurusan Teknik Sipil Universitas Mataram.
3.2 Alat dan Bahan Penelitian 3.2.1 Alat Penelitian
1. Cetakkan batu bata merah dengan ukuran panjang 23 cm x lebar 11 cm x tinggi 5.5 cm
2. Mistar dengan ketelitian 1 mm 3. Cangkul
4. Ember 5. Terpal plastik 6. Timbangan analog
7. Alat uji kuat tekan (Compression Testing Machine)
3.2.2 Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu :
1. Tanah liat, diambil dari desa kebon ayu kabupaten Lombok Barat 2. Pasir, diambil dari desa kebon ayu kabupaten Lombok Barat 3. Fly ash, diambil dari hasil pembakaran batu bara PLTU Jeranjang 4. Air sesuai kebutuhan
3.3 Pelaksanaan Penelitian 3.3.1 Pengujian Material
Sebelum material digunakan dalam penelitian terlebih dahulu dilakukan pengujian agar memenuhi persyaratan yang telah ditetapkan. Pengujian yang dilakukan meliputi : pengujian tanah liat, pasir, dan fly ash
1. Tanah liat
Pengujian yang dilakukan pada tanah liat berupa - Berat isi (SNI 03-3637-1994)
- Kadar air (SNI 03-1965-1990) - Atterberg limit (SNI 1966-2008) - Berat jenis (SNI 1968-2008)
2. Fly ash yang digunakan dalam penelitian ini diambil dari PLTU jeranjang.
Pengujian sifat fisis pada fly ash meliputi : (Nasional) - Berat isi abu fly ash (SNI 03-4804-1998) - Kadar air (SNI 03-1965-1990)
- Analisa saringan (lolos saringan 200 ) - Berat jenis (SNI 1964-2008)
3.3.2 Pembuatan Benda Uji
Benda uji yang digunakan berbentuk balok. Dimensi untuk balok panjang 230 mm, lebar 110 mm, dan tinggi 55 mm. Adapun kebutuhan benda uji berbentuk balok untuk pengujian sifat fisik dan sifat mekanik (kuat tekan, daya serap, dan kadar garam) berjumlah 30 buah.
Tabel 3. 1 Kebutuhan Presentase Benda Uji Kode
Sampel
Tanah Liat (%)
Persentase Pasir (%)
Persentase Fly Ash (%)
Kebutuhan Benda Uji
FA0 70 30 0 15
FA5 70 25 5 15
FA10 70 20 10 15
FA15 70 15 15 15
FA20 70 10 20 15
FA25 70 5 25 15
Jumlah 90
Proses pembuatan batu bata yang dilakukan, yaitu :
1. Tanah dan pasir yang digunakan bersal dari Gerung, Kab. Lombok Barat.
2. Membagi tanah yang telah dicampur dengan pasir berbutir menjadi 6 bagian sesuai dengan variasi fly ash yang akan ditambahkan pada batu bata yang direncanakan (0%, 5%, 10%, 15%, 20%, dan 25%).
3. Mencampurkan tanah, pasir dan fly ash sesuai persentase (0%, 5%, 10%, 15%, 20%, dan 20%) sesuai dengan kebutuhan setiap variasi batu bata dan diberikan air secukupnya hingga tercampur merata.
4. Proses pengadukan dilakukan dengan mencangkul campuran dan diinjak – injak agar pencampuran merata.
5. Adukan yang telah dicampur merata dieram selama 1-2 hari dan ditutup menggukan terpal agar campuran tetap lembab.
6. Adukan yang telah dieram 1-2 hari kemudian dicangkul dan diinjak-injak kembali dan diberikan percikan-percikan air sedikit demi sedikit agar dapat mengisi pori-pori yang belum terisi.
7. Meletakkan cetakan batu bata pada permukaan yang datar.
8. Memasukkan adonan kedalam cetakkan kemudian dipadatkan hingga merata.
9. Hasil cetakkan batu bata kemudian diberi kode sampel sesuai variasi persentase dan dibiarkan selama 1-2 hari atau batu bata mulai mongering.
10. Memindahkan dan menyusun batu bata yang sudah mengering ke tempat pembakaran dan dibiarkan selama 1-2 minggu agar kering secara maksimal.
11. Setelah selesai proses pembakaran batu bata dibongkar dari tempat pembakaran dan disusun rapi dan siap diuji
3.4 Tahap Pembakaran
1. Proses pembakaran dilakukan secara tradisional dengan menggunakan kayu bakar.
2. Pembakaran dilakukan selama 1-2 hari dengan tetap mengontrol keaadaan kayu bakar yang digunakan.
3. Setelah selesai proses pembakaran batu bata dibongkar dari tempat pembakaran dan disusun rapi.
4. Batu bata siap diuji.
3.5 Tahap pengujian
3.5.1 Analisis Kuat Tekan
Langkah-langkah pengujian dilakukan sebagai berikut : 1. Menyiapkan benda uji
2. Menentukan tingkat ketelitian alat uji tekan sebelum digunakan.
3. Mengukur dimensi panjang, lebar dan tinggi untuk masing-masing sampel yang akan diuji kuat tekannya menggunakan mistar ketelitian 0,1 cm.
4. Meletakkan benda uji batu bata dengan kode sampel komposisi I pada alat uji kuat tekan.
5. Mengatur jarum alat kuat tekan forney tepat pada posisi nol.
6. Menyalakan alat kuat tekan forney kemudian membaca jarum penunjuk beban, sambil memberikan beban tekan (F) dari atas perlahan demi perlahan sampai batu bata tersebut patah atau hancur.
7. Mencatat besarnya nilai beban tekan maksimun yang terbaca pada jarum alat Forney.
8. Mencatat data ke dalam tabel.
3.5.2 Analisis Daya Serap Air
Penentuan daya serap air pada batu bata dapat diperoleh dari hasil pengukuran massa kering dan massa basah sampel yang masing-masing diukur menggunakan alat timbangan analog. Pengujian daya serap air menggunakan persamaan 2.1 .
3.5.3 Analisis Kadar Garam
Kualitas kadar garam yang kurang dari 50% pada permukaan batu bata merah yang ditutupi oleh lapisan tipis berwarna putih karena pengkristalan garam-garam yang dapat larut. Proses pengujian kadar garam batu bata sebagai berikut : (Handayani, 2010)
1. Mengukur dimensi benda uji, panjang, lebar, dan tinggi.
2. Masukan air kedalam bak air sebanyak setengah dari tebal batu bata merah 3. Masukan benda uji kedalam bak air yang sudah disediakan hingga benda uji
terendam setengah dari teball batu bata
4. Biarkan benda uji didalam bak air selama 1 jam.
5. Angkat benda uji, dan amati bercak-bercak putih pada panjangnya dan ukur dimensi bercak-bercak tersebut.
6. Pengamatan kadar garam dilakukan setelah berumur 1- 7 hari.
3.6 Bagan Alir
Tidak
Ya
Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian
Studi Literatur
Persiapan Alat dan Bahan
Pemeriksaan Mekanik, Tanah Liat, Pasir
Proses Pengeringan 14 hari Pembuatan Benda Uji
Perencanaan Campuran Batu Bata dengan Fly Ash
Pengujian kadar garam, daya serap air, dan kuat tekan
Analisis data dan kesimpulan
Selesai Mulai
Memenuhi Syarat
DAFTAR PUSTAKA
Abdurrohmansyah, Adha, I., & Ali, H. (2015). Studi Kuat Tekan Batu Bata Menggunakan Bahan Additive (Abu Sekam Padi, Abu Ampas Tebu, Dan Fly Ash) Berdasarkan Spesifikasi Standar Nasional Indonesia (SNI).
Ardi, A. W. (2016). Uji Kuat Tekan, Daya Serap Air, Dan Densitas Material Batu Bata Dengan Penambahan Agregat Limbah Botol Kaca. Makassar: UIN Alauddin Makassar.
Astriani, N., Elhusna, & Wahyuni, A. S. (2017). Pengaruh Penambahan Fly Ash Dan Kondisi Adukan Tanah Liat Terhadap Kuat Tekan Bata Merah.
Badan Standardisasi Nasional. (2000). SNI 15-2094-2000 . Jakarta: Badan Standarisasi Nasional.
Mardiyati, I. (2010). Optimasi Komposisi Limbah Batu Bara Untuk Meningkatkan Kualitas Bata Merah Berdasarkan Suhu Pembakaran. Surakarta: Universitas Sebelas Maret.
Nasional, B. S. (n.d.). SNI 03-4804-1998. Metode Pengujian Berat isi dan Rongga Udara dalam Agregat, 13.
Prakoso, B., Elhusna, & Wahyuni, A. S. (2018). Pengaruh Penambahan Fly Ash (Abu Terbang) Dan Abu Sekam Padi Terhadap Kuat Tekan Bata Merah Pejal Konvensional.
Prayuda, H., Setyawan, E. A., & Saleh, F. (2018). Analisis Sifat Fisik Dan Mekanik Batu Bata Merah Di Yogjakarta.
