Kajian Beton Ringan Menggunakan Semen Slag dan Limbah Bata Ringan Sebagai Agregat Kasar

Apriyan Susanto1, Pio Ranap Tua Naibaho2, Camelia Shandra3, Prayitno4, Tirta Maulana5, Sarjono Puro6

1,2Magister Teknik Sipil Universitas Tama Jagakarsa

Email : [email protected]

3,4,5,6Fakultas Teknik  Program Studi Teknik Sipil Universitas Bung Karno Jakarta

Email : [email protected]

PENDAHULUAN

Pemanfaatan limbah bata ringan sebagai agregat dalam pembuatan beton ringan dan pemanfaatan limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) menggantikan sebagian semen dalam beton merupakan alternatif menangani limbah. Tujuan penelitian ini adalah untuk memperkenalkan Ground Granulated Blast Furnace Slag (GGBFS) hasil inovasi PT. Krakatau Steel Indonesia, menguji sifat fisik dan mekanis beton ringan dengan memanfaatkan limbah bata ringan dari beberapa proyek konstruksi di Jakarta sebagai agregat beton ringan dan GGBFS sebagai pengganti parsial semen. Penelitian menggunakan metode eksperimen di laboratorium yang terdiri dari 2 (dua) komposisi campuran semen : agregat (pasir dan limbah bata ringan) yaitu 1: 2,5 diberi kode BR 2.5 dan 1 : 3,5 diberi kode BR 3.5. Variasi persentase penggantian semen dengan GGBFS 0%, 30%, 50% dan 70%. Kode sample BR 2.5-0, BR 2.5-30, BR 2.5-50, BR 2.5-70, BR 3.5-0, BR 3.5-30, BR 3.5-50 dan BR 3.5-70. Benda uji menggunakan silinder Ø 15 cm tinggi 30 cm berjumlah 24 buah. Benda uji direndam di dalam laboratorium. Pengujian sifat fisik dan mekanis terdiri dari: slump, berat jenis, dan kuat tekan umur 28 hari. Hasil uji slump test 12 – 20 cm. Hasil pengujian berat jenis BR 2.5 adalah 1.515,72 kg/m3 – 1.591,19 kg/m3, dan kuat tekan 5,61 MPa – 8.31 MPa. Hasil pengujian berat jenis dan kuat tekan BR 3.5 adalah 1.924,53 kg/m3 – 1.968,55 kg/m3, dan kuat tekan 6,16 MPa – 13,82 MPa. Berdasarkan hasil uji berat jenis dan kuat tekan yang dilakukan beton hasil eksperimen masuk kriteria sebagai beton ringan.

Kata Kunci : beton ringan, semen slag, slump, berat jenis, kuat tekan

  1. PENDAHULUAN

    Desain beton ringan fleksibel, murah, mengurangi pemakaian tulangan baja, ukuran struktur yang lebih kecil. Penggunaan beton ringan meningkatkan ketahanan struktur beton karena beban mati sangat berkurang dari keseluruhan berat struktur, sehingga akan meningkatkan fungsi struktur, memudahkan saat pemasangan. Beton ringan tetap menjadi pilihan desainer karena cukup ekonomis dalam konstruksi khususnya dalam proyek bangunan tinggi. (Puro, 2014).

    Banyaknya pembangunan di sektor konstruksi, permintaan akan kebutuhan beton semakin meningkat yang harus diimbangi dengan produksi semen Portland. Upaya yang dilakukan untuk mengurangi konsumsi semen adalah dengan menggunakan bahan semen tambahan seperti fly ash, Ground Granulated Blast Furnace Slag (GGBFS) dan lain-lain. GGBFS merupakan salah limbah hasil porses produksi baja. GGBFS adalah bahan limbah yang dihasilkan dari proses peleburan bijih besi, dan digunakan untuk menggantikan bagian semen dalam beton. (Krakatau Semen Indonesia, 2018). GGBFS selama ini sudah diproduksi diberbagai Negara seperti India dan China (Cleetus et.al., 2018) yang dapat di campur pada proses pembuatan semen. Upaya ini dilakukan untuk mengembangkan bahan-bahan konstruksi ramah lingkungan.

    Desember 2013 PT Krakatau Semen Indonesia (Persero) Tbk perusahaan yang didirikan oleh dua perusahaan BUMN yakni PT. Krakatau Steel (Persero) Tbk dengan PT. Semen Indonesia (Persero) Tbk di Indonesia telah mengembangkan teknologi industri dalam pemanfaatan limbah bahan berbahaya dan beracun (B3), menjadi produk ramah lingkungan yang memiliki nilai lebih dan memberikan manfaat efisiensi bagi perusahaan.

    Tujuan penelitian memperkenalkan GGBFS hasil inovasi terbaru dari KSI. Tujuan penelitian ini adalah untuk memperkenalkan Ground Granulated Blast Furnace Slag (GGBFS) hasil inovasi PT. Krakatau Steel Indonesia, menguji sifat fisik dan mekanis beton ringan dengan memanfaatkan limbah bata ringan dari beberapa proyek konstruksi di Jakarta sebagai agregat beton ringan dan GGBFS sebagai pengganti parsial semen.

  2. TINJAUAN PUSTAKA

    GGBFS (Ground Granulated Blast Furnace Slag)
    GGBFS adalah hasil dari proses penghalusan Granulated Blast Furnace Slag (GBFS) yang memiliki sifat cementitious layaknya semen yang dapat berfungsi sebagai bahan perekat agregat. Pada kehalusan yang baik, GGBFS menunjukan kualitas perekat yang sama dengan Semen Portland. Semen slag menggunakan standar yang mengacu pada SNI 03-6385-2000 yang direvisi SNI 6385:2016, tentang “Spesifikasi semen slag untuk digunakan dalam beton mortal” yang mengadopsi pada ASTM C989-10, Standard specification for slag cement for use in concrete and mortars. Kandungan GGBFS ditunjukkan pada Tabel 1.

    Tabel 1. Kandungan GGBFS

    No Paramaeter Oksida Hasil Uji
    1 Kalium Oksida K2O 45,20%
    2 Silikon Oksida SiO2 34,80%
    3 Aluminium Oksida Al2O3 14,79%
    4 Sulfur Oksida SOx 1,74%
    5 Feri Oksida Fe2O3 1,30%
    6 Magnesium Oksida MgO 0,99%
    7 Titanium Dioksida TiO2 0,55%

    Sumber : PT. Krakatau Semen Indonesia, 2018

    Bahan pengikat hidrolis hasil penggilingan bersamaan terak Semen Portland dan gips dengan slag atau hasil dari pencampuran antara bubuk semen portand dengan bubuk slag dengan kadar bahan anorganik berkisaran 36% -70% dari masa semen (SNI 8363:2017).

  3. METODE PENELITIAN

    Dalam tahapan penelitian meliputi material, komposisi dan pengujian.

    1. Material dan Komposisi

      Material terdiri dari: Semen : OPC dan KSI, agregat kasar: limbah bata ringan, agregat ringan: pasir Cilegon. Komposisi: Semen : campuran agregat kasar dan halus (1 : 2,5 kode BR 2.5 dan 1 : 3,5 kode BR 3.5). Variasi persentasi  penggantian semen dengan GGBFS 0%, 30%, 50% dan 70%. Kode sample BR 2.5-0, BR 2.5-30, BR 2.5-50, BR 2.5-70, BR 3.5-0, BR 3.5-30, BR 3.5-50, BR 3.5-70.

      Komposisi Benda uji menggunakan silinder Ø 15 cm tinggi 30 cm berjumlah 24 buah sebagai berikut:

      Tabel 2. Komposisi Desain

      Kode Benda Uji OPC (kg/m3) KSI 

      (kg/m3)

      Air (kg/m3) Komposisi Agregat
      Pasir (kg/m3) Limbah Bata Ringan (kg/m3)
      BR 2.5-0 300 0 105 752,85 442,15
      BR 2.5-30 210 90 73,5 748,16 478,33
      BR 2.5-50 180 120 63 742,20 494,80
      BR 2.5-70 90 210 31,5 748,41 520,08
      BR 3.5-0 300 0 105 1.051,60 143,30
      BR 3.5-30 210 90 73,5 1.054,79 171,71
      BR 3.5-50 180 120 63 1.051,45 185,55
      BR 3.5-70 90 210 31,5 1.052,85 215,34

      Sumber : Desain Penelitian Laboratorium Universitas Bung Karno

    2. Pembuatan Benda Uji

      Tahapan pembuatan benda uji terdiri dari:

      1. Pembuatan agregat ringan pada limbah bata ringan
      2. Penimbangan material
      3. Proses pencampuran material
      4. Pengujian slump
      5. Masukan beton ke dalam benda uji silinder
      6. Perendaman benda uji

      Selanjutnya tahapan tersebut diatas dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

      Gambar 1. Tahapan Pembutan Benda Uji

  4. HASIL DAN PEMBAHASAN

    1. Pengujian slump dan uji berat jenis

      Hasil pengujian slump ber variasi antara 12 cm sampai dengan 20 cm seperti yang di tunjukan pada Gambar 2.

      Gambar 2. Hasil Uji Slump

      Hasil pengujian berat jenis bervariasi dari 1.515 kg/m3 sampai dengan 1.967 kg/m3 seperti ditunjukan pada Gambar 3.

      Gambar 3. Pengujian Berat Jenis

    2. Pengujian Kuat Tekan

      Hasil pengujian dengan penambahan semen KSI dengan persentase 0%, 30%, 50% dan 70% dengan perbandingan material 1 : 2,5 dan 1 : 3,5 pada umur 28 hari, seperti pada Tabel 3 dan pada Gambar 4 serta pada Gambar 5. Hasil Uji Kuat Tekan dengan kode BR 2.5-0 – BR 2.5-70 dan BR 3.5-0 – BR 3.5-70, di bawah ini.

      Tabel 3. Hubungan Berat Jenis Dengan Kuat Tekan

      No. Benda Uji Berat Rata-rata Benda Uji (Kg) Kuat Tekan (Mpa)
      BR 2.5-0 8,43 8,31
      BR 2.5-30 8,13 6,48
      BR 2.5-50 8,03 5,61
      BR 2.5-70 8,27 7,48
      BR 3.5-0 10,33 13,82
      BR 3.5-30 10,20 9,23
      BR 3.5-50 10,33 9,40
      BR 3.5-70 10,43 6,16
      Sumber : Hasil Pengujian Laboratorium Plant Adimix

      Gambar 4. Diagram Kuat Tekan BR 2.5

      Gambar 5. Diagram Kuat Tekan BR 3.5

    3. Hubungan Kuat Tekan dan Berat Jenis 1:2.5 dan 1:3.5

      Hubungan kuat tekan dan berat jenis pada Gambar 6.

      Gambar 6. Diagram Perbandingan Kuat Tekan 1 : 2,5 dan 1 : 3.5

  5. KESIMPULAN

    Dari hasil penelitian eksperimen pada beton ringan pengaruh penambahan semen GGBFS dapat disimpulkan sebagai berikut:

    1. Hasil uji kuat tekan rata-rata beton ringan yaitu 13,82 MPa termasuk pada klasifikasi beton ringan kelas II  structural/insulating.
    2. Dengan penggantian 30% sampai 50% pada kuat tekan rata-rata mengalami kenaikan, tetapi mengalami penurunan pada penambahan 70%.

DAFTAR PUSTAKA

A. M., Naville dan J. J. Brooks. 2010. Concrete Technology. Second Edition Park dan Paulay, 1975. Reinforced Concrete.

Anugerah. R, Buyung. 2010. Beton Ringan Dari Campuran Styrofoam dan Serbuk Gergaji Dengan Semen Portland 250, 300, dan 350 kg/m3.

Badan Standardisasi Nasional. 2008. Cara Uji Berat Isi, Volume Produksi Campuran dan Kadar Udara Beton. SNI 1973:2008. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum.

Badan Standardisasi Nasional. 2008. Cara Uji Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Halus. SNI 1970:2008. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum.

Badan Standardisasi Nasional. 2008. Cara Uji Slump Beton. SNI 1972:2008. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum.

Hana, Maria Asunta. 2008. “Studi Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas Beton Dengan Agregat Halus Copper Slag”. Koferensi Nasional Teknis Sipil (KoNTekS 2). Yogyakarta: Universitas Atma Jaya.

Newman, John dan Ban Seng Choo. 2003. Advanced Concrete Technology Processes.

Lomboan, Felisa Octaviani. 2016. “Pengujian Kuat Tekan Mortar dan Beton Ringan Dengan Menggunakan Agregat Ringan Batu Apung dan Abu Sekam Padi Sebagai Subtitusi Parsial Semen”. Manado: Jurnal Sipil Statik Vol. 4 No. 4.

Puro, Sarjono. 2014. “Kajian Kuat Tekan dan Kuat Tarik Beton Ringan Memanfaatkan Sekam Padi dan Fly Ash Dengan Kandungan Semen 350 kg/m3”. Jakarta: Jurnal Ilmiah Media Engineering Vol.4 No.2.

Susanto, Apriyan. 2017. “Pemanfaatan Limbah Hebel dan Precast Sebagai Bahan Campuran Beton Ringan”. Jakarta: Skripsi Universitas Bung Karno.

(021) 4711796

Ruko Grha Mas Pemuda Blok AD/3
Rawamangun, DKI Jakarta