PROPOSAL PENELITIAN

BETON RINGAN BER-AGREGAT LIMBAH PLASTIK JENIS

PET (Poly Ethylene Terephthalate) DAN FLY ASH

Disusun oleh;

QUROTUL ‘AINI

2009213001

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

INSTITUT TEKNOLOGI PADANG

2010

BAB I

PENDAHULUAN

1. 1 Latar Belakang Masalah

Beton didefinisikan sebagai bangunan yang terletak di atas tanah yang

menggunakan tulangan atau tidak menggunakan tulangan (ACI 318-89,1990:1-1),

struktur beton sangat dipengaruhi oleh komposisi dan kualitas bahan-bahan

pencampurnya, serta dibatasi oleh kemampuan daya tekan beton seperti yang

tercantum dalam perencanaannya. Perkembangan teknologi saat ini disadari bahwa

beton yang kuat itu tidak harus berat khususnya untuk bangunan didaerah gempa.

Diketahui semakin berat bangunan maka semakin besar gaya inersia yang timbul

akibat berat sendiri bangunan sehingga dengan berkurangnya berat sendiri beton dapat

memberikan pengaruh besar terhadap perencanaan bangunan terutama gedung

bertingkat. Beton ini dikenal sebagai beton ringan (lightweight concrete), agregat yang

digunakan pada beton ini adalah agregat ringan yang umumnya berasal dari material

lain yang lebih ringan dengan berat jenis sebesar 1900 kg/m3 dan saat ini telah banyak

digunakan dalam konstruksi sipil. Dalam rangka mendukung gerakan Green Concrete

dan pembangunan yang berwawasan lingkungan dimana penggunaan bahan alam yang

merusak lingkungan harus dibatasi, sehingga harus dilakukan pemanfaatan limbah

secara optimal sesuai PP-29/1986 tentang Analisis Dampak Lingkungan (AMDAL) .

Pada penelitian ini akan digunakan material limbah berupa plastic sebagai

agregat ringan buatan dan fly ash sebagai bahan pengikat tambahan dalam campuran

beton ringan yang merupakan penelitian lanjutan untuk mendapatkan hasil yang lebih

baik. Pada penelitian sebelumnya limbah plastic jenis PET digunakan sebagai

pengganti aggregate kasar buatan sehingga diperoleh komposisi campuran beton

ringan dengan kuat tekan sebesar 17,49 Mpa, sehingga beton ini dapat dikategorikan

sebagai beton structural. Sebagai salah satu daerah penghasil batubara, sumatera barat

menghasilkan limbah fly ash, sehingga karena bahan ini mudah diperoleh maka

dilakukan penelitian terhadap pemanfaatannya pada komposisi beton ringan yang

menggunakan agregat plastic jenis PET ini. Dari komposisi material ini diharapkan

dapat diperoleh mutu beton yang direncanakan dan menjadikan kedua jenis limbah ini

dapat bermanfaat untuk kehidupan manusia dan lingkungan.

1. 2 Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah tersebut diatas, maka masalah dalam

penelitian ini dapat dirumuskan, sebagai berikut;

Apakah limbah plastic jenis PET dan fly ash dapat digunakan sebagai agregat

beton ringan?

Bagaimanakah sifat mekanik beton yang dihasilkan dari campuran limbah

plastic jenis PET dan fly ash ini?

1. 3 Maksud dan Tujuan

Maksud dari penelitian ini adalah untuk memperoleh alternative campuran

beton dengan memanfaatkan limbah plastic dan fly ash pada beton ringan yang sesuai

dengan criteria konstruksi, sehingga dapat digunakan untuk konstruksi bangunan

aman gempa yang ramah lingkungan.

Tujuan dari penelitian ini adalah:

Menentukan perbandingan campuran beton ringan yang terdiri dari: semen,

agregat kasar dari limbah plastic, agregat halus, agregat pengisi dari fly ash,

dan air.

Menentukan sifat fisik dan sifat mekanik dari campuran beton ringan ini

sehingga dapat memenuhi aspek beton ringan yang dapat digunakan sebagai

beton nonstruktur dan sesuai dengan SKSNI 03-2847-2002 dan SKSNI T-15-

1991.

1. 4 Batasan Masalah

Berdasarkan tujuan diatas, penelitian yang dilakukan akan dibatasi pada, yaitu

sebagai berikut:

Agregat kasar buatan untuk campuran beton ringan berasal dari limbah plastic

jenis PET.

Agregat pengisi digunakan fly ash dengan komposisi rencana yaitu: 5% dan

10% dari jumlah semen.

Beton yang akan diteliti adalah beton ringan dengan mutu K175 dan kuat

lentur rencana sebesar 100 kg/cm2.

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.

2. 1 Kajian Teori

Penggunaan beton ringan (lightweight concrete) dari segi ekonomis lebih

menguntungkan sehingga dengan berkembangnya pengetahuan maka beton ringan

digunakan pada struktur beton bertulang dan kualitasnya pun semakin ditingkatkan.

Beton ringan adalah beton yang memiliki berat jenis (density) lebih ringan daripada

beton pada umumnya. Beton ringan bisa disebut sebagai beton ringan (Aerated

Lightweight Concrete/ALC) atau sering disebut juga (Autoclaved Aerated Concrete/

AAC), esensi agregat ringan yang digunakan adalah agregat yang mempunyai berat

jenis yang ringan dan porositas yang tinggi, yang dihasilkan dari agregat alam maupun

hasil pabrikasi (Tri Mulyono: 2004). Secara umum beton ringan dapat dibuat dengan

beberapa cara tetapi semua bergantung dengan adanya rongga udara pada sifat agregat

dan atau kandungan udara didalam beton. Diantaranya ada tiga cara pembuatan, yaitu:

1. Beton ringan dengan agregat berongga, dapat berupa batuan berongga ataupun

agregat ringan buatan yang dapat digunakan sebagai pengganti kerikil. Beton

ini menggunakan agregat ringan dengan berat jenis rendah akibat agregat kasar

yang bersifat porous. Untuk memperoleh kekuatan beton yang baik digunakan

agregat halus berupa pasir alam (atau dikenal sebagai sanded lightweight

concrete) dengan gradasi yang baik untuk memperbaiki memperoleh

workability adukan semen. Tetapi untuk tetap menjaga kepadatan beton tetap

rendah penggunaan pasir alam dibatasi antara 15%-30% dari volume agregat.

Berdasarkan kepadatan, kekuatan dan jenis agregat yang digunakan beton ini

dapat digolongkan menjadi beberapa macam, yaitu:

Beton insulasi (insulating concrete). Beton ini memiliki berat jenis

antara 300-800 kg/m3 dan memiliki kuat tekan sebesar 0,69-6,89 Mpa.

Beton ini biasanya digunakan untuk keperluan insulasi karena

kemampuannya menahan panas (konduktivitas panas yang rendah) dan

kedap suara, beton ini disebut jga sebagai low density concrete. Jenis

agregat yang biasa digunakan pada beton jenis ini adalah perlite dan

vermite.

Beton ringan dengan kekuatan sedang (moderate strength concrete).

Beton jenis ini memiliki berat jenis sebesar 800-1440 kg/m3, serta

memiliki kuat tekan berkissar antara 6,89-17,24 Mpa, yang biasa

digunakan sebagai beton struktur ringan atau beton pengisi (fill

concrete). Beton ini terbuat dari agregat ringan alami (pumice, scoria,

tufa) dan agregat ringan buatan (terak/slag, slate, shale, fly ash, clay).

Beton ringan structural (structural concrete). Beton ini memliki berat

jenis sebesar 1440-1850 kg/m3 dan dapat digunakan sebagai beton

strutur jika memenuhi syarat kuat tekan >17,24 Mpa pada benda uji

yang berumur 28 hari. Untuk mencapai kekuatan tersebut dapat

digunakan agregat kasar dari expanded shale, clay, slate, atau

campuran ringan buatan yang sesuai.

2. Beton ringan tanpa pasir (non fires concrete), dimana dalam campuran beton

ini tidak menggunakan agregat halus (pasir) dalam campuran pastanya

sehingga memiliki sejumlah besar pori-pori. Kekuatan beton berkisar 7-14

Mpa, yang dipengaruhi oleh berat isi beton dan kadar semen. Pemakaian beton

ini sangat baik untuk kemampuan insulasi dari struktur, meskipun keberadaan

rongga udara sangat banyak dan cenderung seragam yang dapat mengurangi

kuat tekan agregat.

3. Beton ringan yang diperoleh dengan memasukkan udara kedalam adukan atau

mortarnya. Dengan demikian akan terjadi rongga udara atau dikenal sebagai

beton aerasi/beton berongga/beton udara/beton gas dengan ukuran rongga 0,1-

1 mm, beton jenis ini biasanya digunakan untuk keperluan insulasi dan struktur

beton tahan api. Dengan menambahkan larutan hydrogen peroksida sebagai

aerated agent volume campuran beton akan mengembang secara dramatis, hal

ini akan membuat penggunaan material menjadi lebih ekonomis. Kemudian

beton ini dikeraskan dengan memberi tekanan didalam cetakan, proses ini

dilakukan dengan memasukkan beton kedalam pressurized steam chamber.

Ada beberapa Kelebihan dari Beton ringan yaitu:

Balok beton ringan mudah dibentuk. Sehingga dapat dengan cepat dan akurat

dipotong atau dibentuk untuk memenuhi tuntutan dekorasi gedung. Alat yang

digunakan pun sederhana, cukup menggunakan alat pertukangan kayu.

Karena ukurannya yang akurat tetapi mudah dibentuk, sehingga dapat

meminimalkan sisa-sisa bahan bangunan yang tak terpakai.

Dapat mempermudah proses konstruksi, untuk membangun sebuah gedung

dapat diminimalisir produk yang akan digunakan. Misalnya tidak perlu batu

atau kerikil untuk mengisi lantai beton.

Karena ringan, tukang bangunan tidak cepat lelah. Sehingga cepat dalam

pengerjaannya, waktu pembangunan lebih pendek. Tukang yang mengerjakan

lebih sedikit. Sehingga secara keseluruhan bisa lebih murah dan efisien.

Tahan panas dan api, karena berat jenisnya rendah.

Tahan lama, kurang lebih sama tahan lamanya dengan beton konvensional.

Kuat tetapi ringan, Tahan gempa, Biaya perawatan yang sedikit, bangunan tak

terlalu banyak mengalami perubahan atau renovasi hingga 20 tahun.

Selain kelebihan, Beton ringan juga memiliki beberapa kelemahan, yaitu :

Diperlukan keahlian tambahan untuk tukang yang akan memasangnya, karena

dampaknya berakibat pada waste dan mutu pemasangan.

Perekat yang digunakan harus disesuaikan dengan ketentuan produsennya,

umumnya adalah semen instan.

Karena nilai kuat tekannya (compressive strength) terbatas, sehingga pada

penggunaan untuk perkuatan (struktural) diperlukan perlakuan khusus.

Karena dapat diganti dengan material lain maka pada pencampuran material

beton diperlukan perlakuan khusus agar mutu beton dapat dijaga.

Material atau agregat ringan penyusun beton dapat dibedakan berdasarkan asal

terjadinya, yaitu sebagai berikut:

1. Agregat Alami, yang berasal dari gunung api, seperti; Pumice, Pozzolanas,

Tufas, dan Slag, serta jenis Perlite dan obsidian untuk beton non structural.

2. Agregat Organik, yang berasal dari tumbuh-tumbuhan, seperti; serbuk gergaji,

dan serat tumbuhan.

3. Agregat buatan, yang dibedakan menjadi dua, yaitu;

Agregat yang dihasilkan dari residu proses industry, seperti; fly ash

Agregat yang dihasilkan dari proses khusus, seperti: plastic.

2. 2 Material Pembentuk Beton Ringan.

Berdasarkan karakteristiknya, pada pembuatan beton diperlukan suatu

perencanaan campuran yang bertujuan untuk menentukan proporsi semen, agregat

halus, agregat kasar, serta air yang memenuhi persyaratan berikut:

Kekuatan tekan yang tinggi (high strength concrete)

Kedap air (permeability)

Keawetan (durability)

Mudah dikerjakan (workability),

Tidak mengalami segregasi dan memiliki nilai susut yang dapat diterima.

Factor utama yang menentukan kekuatan beton adalah, yaitu:

Kekuatan campuran pasta

Kualitas agregat penyusunnya

Daya lekat antara pasta dan agregat.

Supartono (2001) menyatakan, untuk mendapatkan beton mutu tinggi secara umum

memerlukan beberapa masalah dalam persyaratannya untuk memenuhi fungsi sebagai

beton yang cukup kuat dalam menahan beban yang diberikan, yaitu:

1. Meningkatkan mutu mortar dengan mencari air semen (w/c ratio) yang sesuai,

dimana semakin rendah faktor air semen akan menghasilkan mutu beton yang

semakin tinggi.

2. Menggunakan agregat.

3. Meningkatkan daya lekat mortar dengan agregat.

4. Menggunakan bahan tambahan untuk meningkatkan kekuatan beton.

Menurut Abrar dan Hendri (2006), prilaku beton dipengaruhi oleh bahan-bahan

pembentuknya terutama pasta semen (setelah mengeras), maka beton yang telah

mengeras mempunyai sifat yang getas yaitu kuat dalam menahan tekanan dan lemah

menahan tarik. Oleh sebab itu yang menjadi factor utama dalam menentukan kekuatan

beton adalah, yaitu:

Kekuatan pasta semen.

Kualitas agregat.

Daya lekat antara pasta semen dan agregat.

Untuk memenuhi factor-factor diatas maka perlu diketahui sifat dan

karakteristik dari material-material yang akan digunakan untuk menyusun beton.

2. 2. 1. Semen

Semen adalah suatu hasil produksi pabrikasi dengan mencampurkan bahan-

bahan silikat kalsium, dan gips sehingga memiliki sifat hidrolis yang dapat

bereaksi secara kimiawi dengan air. Dalam campuran beton, semen yang

umum digunakan adalah semen Portland, dalam hal kecepatan dari

perkembangan kekuatan semen dapat dibedakan dalam tiga kelas, yaitu:

Kelas A, yaitu Semen yang memiliki kekuatan awal yang normal.

Kelas B, yaitu semen yang memiliki kekuatan awal tinggi.

Kelas C, yaitu semen yang memiliki kekuatan awal yang sangat tinggi.

Tabel 2. 1. Kelas dan Jenis Semen

Jenis SemenKelas

WarnaA B C

Semen Portland * * * Abu-abu

Semen Portland Abu terbang * Abu-abu

Semen Portland putih * Putih

Sumber: Pedoman pengerjaan beton berdasarkan SKSNI T-15-1991-03.

Karena beton terbuat dari ikatan agregat dan pasta semen yang mengeras maka

diharapkan makin tebal semen, kekuatan perekatnya makin baik, tetapi jika

terlalu tebal akan menurunkan kekuatan rekatnya. Hal-hal yang harus

diperhatikan dalam menentukan kecepatan waktu pengikatan adalah;

kehalusan semen, factor air semen, dan temperature.

Beberapa tipe semen yang diproduksi di Indonesia, antara lain:

Semen Portland tipe I, yang banyak digunakan pada konstruksi sipil

karrena tidak memerlukan perlakuan khusus.

Semen Portland tipe II, merupakan modifikasi tipe I untuk meningkatkan

ketahanan terhadap sulfat dan menghasilkan panas hidrasi yang rendah.

Semen Portland tipe III, merupakan semen yang cepat mengeras, dan

memiliki kekuatan yang sama dengan tipe sebelumnya.

Semen Portland tipe V, adalah semen yang memberikan perlindungan

terhadap bahaya korosi akibat air laut, air asam tambang, dan asam sulfat.

2. 2. 2. Agregat

Dalam SNI T-15-1991-03 agregat adalah material granular, misalnya pasir,

kerikil, batu pecah, dan trak tungku besi yang dipakai bersama-sama dengan

suatu bahan pengikat untuk membuat adukan beton. Berdasarkan ukurannya

agregat dapat dibedakan menjadi, yaitu:

Agregat halus berdiameter 0-5 mm, disebut pasir, yang dapat dibedakan

menjadi: pasir halus (0-1 mm) dan pasir kasar (1-5 mm).

Agregat kasar berdiameter > 5 mm atau lolos saringan no. 4 yang

umumnya disebut kerikil. Material ini merupakan hasil disintegrasi alami

batuan atau hasil industry pemecah batu.

Agregat campuran dalam beton harus memenuhi syarat dan ketentuan dari SNI

0052-80, ASTM C330 tentang spesifikasi untuk campuran agregat, dan PBI

1971 dengan alasan agar, yaitu:

Membersihkan agregat dari lempung dan lumpur yang dapat

menghalangi ikatan agregat dengan pasta semen.

Membersihkan bahan-bahan organic yang dapat memperlambat proses

pengerasan semen.

Adanya garam magnesium, klorida, dan sulfat akan menurunkan mutu

beton karena menyebabkan pelapukan.

1. Plastic Jenis PET (poly ethylene terephthalate) sebagai agregat buatan.

Plastik merupakan bahan baru yang semakin berkembang. Dewasa ini, plastik

banyak digunakan untuk berbagai macam bahan dasar.  Penggunaan plastik

dapat dipakai sebagai bahan pengemas, konstruksi, elektroteknik, automotif,

mebel, pertanian, peralatan rumah tangga, bahan  pesawat, kapal mainan dan

lain sebagainya. Penggunaan plastik di berbagai bidang seperti di atas di

dasarkan pada alasan bahwa bahan plastik mempunyai keunggulan

dibandingkan dengan bahan lain antara lain, seperti tidak mudah berkarat,

kuat, tidak mudah pecah, ringan, dan elastis. Limbah plastic sangat mudah

dijumpai terutama di daerah pemukiman dan merupakan masalah limbah yang

kompleks. Plastic Jenis PET (poly ethylene terephthalate) adalah plastic yang

bersifat mengambang di air, mudah dibentuk, kalau dibakar terjadi tetesan api,

asap warna hitam dan bau seperti lilin. Biasanya tanda ini tertera logo daur

ulang dengan angka 1 di tengahnya terus ada tulisan PETE atau PET

(Polyethylene Terephthalate) di bawah segitiga. Dipakai untuk botol plastik,

berwarna jernih / transparan / tembus pandang contohnya botol air mineral,

botol jus dan hampir semua botol minuman lainnya. Plastic jenis PET atau

PETE dipakai hanya sekali saja, karena bila digunakan berulangkali untuk

menyimpan air hangat maupun panas dapat mengakibatkan lapisan polimer

pada botol akan meleleh dan mengeluarkan zat karsinogenik yang dalam

jangka panjang dapat menyebabkan kanker serta bahan Antimoni Trioksida

yang dapat masuk ke dalam tubuh melalui sistem pernafasan yaitu akibat

menghirup debu yang mengandung senyawa ini. Dalam jangka waktu lama

akan mengakibatkan iritasi kulit dan saluran pernafasan. Bahan plastik PET

dari serat sintetis (sekitar 60%), di tekstil PET biasa digunakan dengan

polyester, bahan dasar botol kemasan 30%. Meski demikian karena plastik

tidak mudah teruraikan oleh bakteri secara alami dan memiliki berat yang

ringan maka muncul ide untuk memanfaatkannya sebagai agregat dalam

campuran beton untuk konstruksi sipil. Berdasarkan hasil penelitian

sebelumnya (Pratikto: 2010), dari hasil uji density; agregat buatan dari plastic

jenis PET diperoleh BJ SSD sebesar 1,338, penyerapan air rata-rata sebesar

2,64%, dan berat isi lepas serta berat isi padat yang diperoleh termasuk

dalamjenis agregat ringan. Sedangkan nilai voids rata-rata 47,295%. Nilai ini

masih dalam batas teoritis yaitu maksimum 50%. Dari hasil uji analisa ayak

pada agregat kasar buatan PET diperoleh gradasi yang memenuhi syarat

SKSNI No: 52 tahun 1980, dengan diameter maksimum sebesar 19,00mm.

2. Fly ash sebagai bahan tambahan beton (admixture).

Menurut ASTM C.618 (ASTM, 1995:304) fly ash (abu terbang) adalah butiran

halus hasil residu pembakaran batubara. Fly ash dapat dibedakan menjadi dua,

yaitu; fly ash normal (klas F) yang berasal dari pembakaran batubara antrasit

atau bituminous, dan fly ash klas C yang dihasilkan dari pembakaran

subbituminuos atau lignite yang umumnya mengandung kapur. Kandungan

kimia fly ash terdiri dari; SiO2 : 52,00% ; Al2O3 : 31,86%; Fe2O3  :   4,89%;

CaO  :   2,68%; MgO  :   4,66%. Fly ash atau abu terbang digunakan sebagai

bahan tambahan adukan (mortar) beton semen untuk mendapatkan kualitas

beton yang tinggi dan ekonomis.

Penggunaan Fly Ash memiliki beberapa keuntungan, yaitu:1. Mengurangi biaya material semen sehingga pembiayaan lebih hemat

dan ekonomis.

2. Mudah dalam pengerjaan, cepat kering dan mengeras.

3. Tahan terhadap rembasan air (kedap air).

4. Melekat dengan baik pada pasangan batu pondasi, bata merah atau

batako.

Penggunaan fly ash ini tidak bisa dikerjakan secara sembarangan. Sebab jika

penambahan fly ash terlalu banyak maka mutu dari beton tersebut justru akan

turun. Maka dari itu diperlukan takaran yang pas untuk penambahan fly ash

kedalam racikan beton yang disesuaikan dengan kondisi bangunan yang

diinginkan. Pada penelitian jumlah fly ash yang akan digunakan sekitar 5%

dan 10% dari jumlah semen pada campuran rencana (mix design).

2. 2. 3. Air

Penggunaan air untuk campuran beton berbanding terbalik dengan berat semen

didalam adukan beton. Berdasarkan PBI 1979, penggunaan air untuk campuran

beton harus memenuhi persyaratan, sebagai berikut:

Air untuk pembuatan dan perawaatan beton tidak boleh mengandung

minyak, asam alkali, garam, dan bahan organic lain yang dapat merusak

beton dan baja tulangan.

Apabila ada keraguan mengenai kualitas air, harus dilakukan percobaan

perbandingan kekuatan tekan mortar dengan memakai air tersebut dengan

air sulingan. Air tersebut dapat dipakai jika kuat tekan mortarnya mencapai

± 90% dari kuat tekan mortar air sulingan pada umur 7 hari dan 28 hari.

Jumlah air yang dipakai untuk aduka semen dapat ditentukan dengan

ukuran isi atau ukuran berat dan hidrolis dilakukan secepat-cepatnya.

Air keruh harus diendapakan minimal 24 jam atau disaring sehingga

memenuhi persyaratan yang ditetapkan.

Gambar 2.1. Hubungan antara kuat tekan beton dengan factor air semen.*

Dari grafik diatas dapat diketahui bahwa dalam jumlah air yang seimbang

mempengaruhi kekuatan beton, untuk konstruksi gedung biasanya memiliki

nilai rasio air semen sebesar 0,45-0,65 sehingga dapat dihasilkan beton yang

kedap air.

2. 3 Karakteristik Fisik Pada Perancangan Beton Ringan.

Berdasarkan material penyusunnya, beton ringan memiliki sifat karakteristik

fisik yang dapat diamati yaitu:

1. Porositas dan distribusi ukuran pori.

Sifat beton seperti; compression strength, permeability, penyusutan

(shrinkage), dan creep sangat dipengaruhi oleh porositas dan distribusi ukuran

pori. Hal ini tergantung pada komposisi, metoda, dan bahan material penyusun

atau aerated agent yang digunakan, porositas beton yang lebih tinggi diperoleh

dari meningkatnya volume pori-pori makro.

2. Berat jenis (Density) yang ringan.

Untuk memperoleh density beton yang diinginkan harus memperhatikan

variasi komposisi beton yang mempengaruhi struktur, ukuran, dan distribusi

pori, untuk memperoleh sifat fisik dan mekanik beton yang optimum. Ketika

menentukan density perlu diperhatikan kondisi kelembaban beton,

pengembangan pori-pori makro dapat menurunkan density secara signifikan.

Gambar 2.2. Grafik hubungan kadar air, relative agregat, dan kepadatan beton**.

3. Kuat Tekan Beton.

Kuat tekan beton adalah kemampuan beton dalam menerima gaya tekan

persatuan luas, hal-hal yang mempengaruhi kuat tekan beton ringan adalah

karakteristik material penyusun beton, umur, ukuran, bentuk benda uji,

kandungan air, metoda pembentuk pori, arah pembebanan, dan metoda curing.

Kekuatan tekan relative antara benda uji silinder dan kubus ditunjukkan pada

table 2.3 dan table 2.4 (menurut standar ISO).

Tabel 2.3. Ratio kuat tekan silinder-kubusKuat Tekan

(Mpa)

7,0

015,20 20,00

24,1

026,20 34,50 36,50

40,7

044,10 50,30

Kuat Ratio

Silinder/Kubus

0,7

60,77 0,81 0,87 0,91 0,94 0,87 0,92 0,91 0,96

(sumber: Neville, “Properties of Concrete”, 3rd Edition, Pitman Publishing, London, 1981, p.544)

Tabel 2.4. Perbandingan Kuat Tekan antara silinder dan kubusKuat Tekan

Silinder (Mpa)2 4 6 8 10 12 16 20 25 30 35 40

4

550

Kuat Tekan

Kubus (Mpa)2,5 5 7,5 10

12,

515 20 25 30 35 40 45

5

055

(sumber: ISO Standard 3893-1977)

Menurut BS. 1881, rasio kubus terhadap silinder untuk semua kelas adalah

1,25. Sedangkan menurut K. W. Day, “Concrete Mix Design. Quality Control

and Specification”, E & FN SPON, London 1995, kekuatan tekan kubus jika

dibandingkan dengan silinder dinyatakan dalam persamaan 1.1 dan 1.2 dengan

nilai kuat tekan dinyatakan dalam Mpa atau N/mm2. Departemen Pekerjaan

Umum dalam Pedoman Beton 1989 (draft), LPMB, 1991 pasal 4.1.2.

memberikan hubungan antara kuat tekan kubus dan silinder dalam persamaan

1.3. (Tri Mulyono: 2004).

f ' ck=( f ' c− 19√ f ' c )……… (1.1 )

f ' ck=( f ' c− 20√ f ' c )……… (1.2 )

f ' c=[0,76+0,2 . log( fck15 )] fck ……… (1.3 )

Berdasarkan hubungan antara kuat tekan dengan material penyusun beton

(factor air semen, jenis semen, dan agregat kasar-nya) dapat dilihat pada tabel

2.5.

Tabel 2.5. Perkiraan Kuat Tekan Dengan Faktor Air Semen 0,6, Jenis Semen, dan

Agregat Kasar yang biasa dipakai di Indonesia

Biasanya kuat tekan akan meningkat secara linier dengan density, hubungan

nilai kuat tekan untuk berbagai densitas ditunjukan oleh tabel 2.6.

Tabel 2.6. Sifat Beton Aerasi AAC dengan Density-nya.

Dry Density

Comparassive

Strength

(N/mm3)

Static Modulus Of

Elasticity

(KN/mm2)

Thermal

Conductivity

(W/m0C)

400 1,3-2,8 0,18-1,17 0,07-0,11

500 2,0-4,4 1,24-1,84 0,08-0,13

600 2,8-6,3 1,76-2,64 0,11-0,17

700 3,9-8,5 2,42-3,58 0,13-0,21

Sumber: Skripsi Pengaruh Zat Adiftif Pada Beton Ringan AAC oleh Yudith Abdullah. FT UI, 2008.

4. Kuat Lentur Beton

Menurut Tri Mulyono (2010), Beton menunjukan sifat elastisitas murni pada

waktu pembebanan singkat, sedangkan pada pembebanan yang lama beton

akan mengalami tegangan dan regangan sebesar lama waktu pembebanan.

Deformasi awal akibat pembebanan disebut ssbagai regangan elastic,

sedangkan regangan tambahan akibat beban yang sama disebut rangkak.

Rangkak timbul dengan intensitas yang berkurang setelah selang waktu

tertentu dan kemungkinan berakhir seteleh beberapa tahun. Nilai rangkak

untuk mutu beton tinggi lebih kecil dibandingkan dengan mutu beton rendah.

Akibat rangkak tidak berdampak langsung terhadap kekuatan struktur tetapi

mengakibatkan timbulnya redistribusi tegangan pada beban yang bekerja dan

kemudian mengakibatkan terjadinya peningkatan lendutan (deflection).

Suatu beton praktis mempuyai daerah sendi plastis yang direncanakan sebagai

bagian lemah karena kolom-kolom lebih kuat dan kegagalan getas akibat

beban geser tidak terjadi di awal dari terbentuknya sendi-sendi plastis dengan

deformasi lentur yang cukup besar. Nilai kuat lentur suatu balok lebih besar

dari nilai kuat nominalnya. Untuk menganalisa kuat lentur penampang balok di

daerah sendi plastis, SKSNIT-15-1991-03[8] menentukan faktor penambahan

kekuatan (over strength factor) 0 sebesar 1,25 untuk fy<400MP dan 0 sebesar

1,40 untuk fy>400MP. (Gideon Kusuma dkk: 1994).

5. Kuat Tarik Belah beton

Kekuatan tarik sebenarnya dapat diprediksi dari kuat tekan. Karena nilai kuat

tarik beton kecil, maka sering diabaikan. Menurut Praktikto (2010) kuat tarik

belah mengalami kenaikan sesuai dengan kenaikan yang terjadi pada kuat

tekan beton ringan. Kekuatan tarik yang diperoleh tidak melebihi 10% dari

kuat tekan beton ringan. Dari hasil pengujian diperoleh, kuat tekan yang

dihasilkan sebesar 17,45 Mpa dengan kuat tarik belah sebesar 1,15 Mpa,

sehingga beton ringan tersebut dapat dikategorikan sebagai beton struktural.

BAB III

METODOLOGI

3.1. Jenis Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan secara eksperimen, penelitian eksperimen adalah

suatu observasi dibawah kondisi buatan (artificial condition) atau manipulasi terhadap

objek penelitian serta adanya kontrol yang dilakukan oleh si peneliti. Umumnya

digunakan pada bidang keilmuan eksakta (ilmu sains, teknik, dan farmasi) yang

bertujuan untuk menyelidiki hubungan sebab akibat dari suatu kelompok atau

beberapa objek penelitian dengan memberikan perlakuan-perlakuan tertentu dan

menyediakan control untuk perbandingan. Dengan adanya penelitian eksperimen

diharapkan dapat mengubah atau memperkuat suatu teori dari penelitian sebelumnya.

Pada penelitian ini dilakukan teknik sampling untuk memperoleh data-data hasil akhir

dari penelitian.

Idealnya, agar hasil penelitiannya lebih bisa dipercaya, seorang peneliti harus

melakukan sensus. Populasi atau universe adalah sekelompok orang, kejadian, atau

benda, atau keseluruhan elemen/unsur yang dijadikan obyek penelitian. Sampel adalah

sebagian dari populasi. Proses menyeleksi sejumlah elemen dari populasi sehingga

diharapkan dengan mempelajari sampel dan memahami sifat-sifat subyek dalam

sampel, maka kita mampu menggenalisir sifat-sifat tersebut ke dalam elemen-elemen

populasi disebut sebagai teknik sampling. Alasan dilakukan sampling yaitu:

a. Populasi demikian banyaknya sehingga dalam prakteknya tidak mungkin

seluruh elemen diteliti;

b. Keterbatasan waktu penelitian, biaya, dan sumber daya manusia, membuat

peneliti harus telah puas jika meneliti sebagian dari elemen penelitian;

c. Penelitian yang dilakukan terhadap sampel bisa lebih reliabel daripada

terhadap populasi, karena elemen sedemikian banyaknya maka akan

memunculkan kelelahan fisik dan mental para pencacahnya sehingga banyak

terjadi kekeliruan. (Uma Sekaran, 1992);

Sampel yang baik adalah yang dapat mewakili sebanyak mungkin karakteristik

populasi. Dalam bahasa pengukuran, artinya sampel harus valid, yaitu bisa mengukur

sesuatu yang seharusnya diukur. Syarat sampel yang baik adalah:

Akurasi atau ketepatan , yaitu tingkat ketidakadaan “bias” (kekeliruan) dalam

sample.

Presisi adalah memiliki tingkat presisi estimasi. Presisi diukur oleh simpangan

baku (standard error). Makin kecil perbedaan di antara simpangan baku yang

diperoleh dari sampel (S) dengan simpangan baku dari populasi (), makin

tinggi pula tingkat presisinya. Walau tidak selamanya, tingkat presisi mungkin

bisa meningkat dengan cara menambahkan jumlah sampel, karena kesalahan

mungkin bisa berkurang kalau jumlah sampelnya ditambah ( Kerlinger, 1973 ).

Teknik pengambilan sampel terdiri dari dua jenis teknik pengambilan sampel yaitu,

sampel acak atau random sampling / probability sampling, dan sampel tidak acak atau

nonrandom sampling/nonprobability sampling. Random sampling adalah cara

pengambilan sampel yang memberikan kesempatan yang sama untuk diambil kepada

setiap elemen populasi. Sedangkan yang dimaksud dengan nonrandom sampling atau

nonprobability sampling, setiap elemen populasi tidak mempunyai kemungkinan yang

sama untuk dijadikan sampel. Pada penelitian ini teknik pengambilan sampel yang

digunakan adalah teknik probability sampling, dengan tujuan untuk memperoleh

keakuratan data yang baik. Empat Macam Teknik Probability Sampling, yaitu:

1. Teknik Random Sampling. Setiap elemen dalam populasi mempunyai

kesempatan sama untuk diseleksi sebagai subyek dalam sampel. Cara

pengambilan sampel bisa melalui undian.

2. Teknik Stratified. Teknik ini dilakukan dengan mengambil sampel dari tiap

strata/tingkatan. Populasi dianggap heterogen dan dikelompokkan menjadi

subpopulasi, dari tiap subpopulasi secara acak diambil anggota sampelnya.

3. Teknik Stratified Random Sampling. Dilakukan dengan membagi setiap

elemen populasi ke dalam strata. Selanjutnya dari masing-masing strata dipilih

sampelnya secara random sesuai proporsinya. Sampling ini banyak digunakan

untuk mempelajari karakteristik yang berbeda.

4. Teknik Cluster Sampling. Elemen dalam populasi dibagi ke dalam

cluster/kelompok, jika ada beberapa kelompok dengan heterogenitas dalam

kelompoknya dan homogenitas antar kelompok. Teknik cluster sering

digunakan oleh para peneliti di lapangan yang mungkin wilayahnya luas.

Sampling ini mudah dan murah, tapi tidak efisien dalam ketepatan, dan tidak

umum.

3.2. Sampel/Benda Uji

Pengerjaan awal dari penelitian ini adalah persiapan benda uji, material yang

akan diteliti adalah bahan yang berasal dari beberapa tempat.

1. Limbah plastic, dipersiapkan untuk diolah menjadi agregat kasar buatan.

2. Semen Portland tipe I, berasal dari PT. Semen Padang, Indarung.

3. Agregat halus, pasir sungai.

4. Fly ash, berasal dari PLTU Sijantang, Sawahlunto.

5. Air dari PDAM.

Menurut Pratikto (2010), untuk uji BJ pada agregat kasar buatan jenis PET

diperoleh BJ SSD sebesar 1,338, dan penyerapan air rata-rata sebesar 2,84%. Dari

data tersebut diperoleh komposisi campuran beton ringan menggunakan standar SNI

kebutuhan rata-rata beton ringan per-m3 (kg) yaitu;

Semen : Pasir : PET : Air adalah;

269 : 560 : 558 : 209

Berdasarkan nilai komposisi tersebut maka dibuat rancangan campuran rencana beton

ringan, dengan tiga perbandingan campuran tanpa dan menggunakan fly ash sebesar

5% dan 10%, seperti pada table 3.1.;

Tabel 3.1. Rancangan Benda Uji Campuran Beton Agregat Ringan.

Material BetonBenda uji per m3 (kg) Keterangan

I II III Mix I tidak menggunakan fly ashMix II menggunakan 5% flyash.Mix III menggunakan 10% flyash.

Semen 263 263 280Pasir 420 420 840

Plastic 530 559 585Air 238 279 110

Fly ash 0 13,15 28

Dari setiap komposisi mix tersebut akan dibuat 25 buah benda uji.

Penelitian akan dilaksanakan di Laboratorium Teknik Sipil ITP dan memanfaatkan

semua peralatan yang tersedia. Adapun jenis peralatan yang akan digunakan untuk

penelitian ini yaitu:

Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram, 0,1 gram, 1 gram, dan 10 gram.

Satu set Saringan dengan no. 4, 8, 16, 30, 50, 100, dan 200.

Oven

Bak perendam

Mold

Piknometer

Kerucut terpancung

Satu set gelas SE

Gelas ukur

Tinto meter

Alat uji kuat tekan beton.

Molen atau alat pengaduk beton mekanis.

Sendok, talam, mistar besi, dan sikat kawat, Dan peralatan pendukung

lainnya.

3.3. Metodologi Penelitian

Pada penelitian beton ringan ini akan dilakukan sesuai alur penelitian rencana,

dengan tahapan awal seperti pada gambar 3.1. dan tahap pelaksanaan pembuatan

agregat dari plastic jenis PET seperti pada gambar 3.2. Yaitu, sebagai berikut;

Start Persiapan Material

Pembuatan benda uji

Pemeriksaaan benda uji

Tidak sesuai Standar

Pembahasan

Analisa Hasil uji

Pengujian Material

Penyusunan rancangan benda uji

Tidak sesuai Standar

Sesuai Standar

Kesimpulan

Sesuai standar

Gambar 3.1. Alur Tahapan Pelaksanaan Penelitian.

Tahapan pelaksanaan penelitian;

1. Persiapan material.

a. Pembuatan agregat kasar dari plastic.

Tahap pengolahan plastic menjadi agregat kasar dapat dilaksanakan

secara manual, dimulai dari pembersihan plastic dari material

pengotor/lumpur dengan cara dicuci dengan air mengalir, kemudian

dikeringkan. Setelah plastic kering, maka dilakukan pemotongan

plastic. Dilanjutkan dengan pemanasan dan pendinginan serta

pemecahan material sehingga dihasilkan agregat kasar. Tahap

pelaksanaan yang dilakukan sesuai alur skema, sebagai berikut;

Gambar 3.2. Skema pembuatan agregat kasar dari plastic.Sumber; Pratikto, 2010.

b. Persiapan agregat kasar dan halus.

Selesai

Pengumpulan Sampah Plastik

Pembersihan

Pemotongan plastik

Pendinginan

Pencairan Plastik

Agregat kasar buatan untuk beton ringan

Pencairan Ulang

TIDAKIYA

Material campuran dalam pembuatan rancangan benda uji yang akan

diteliti ditimbang sesuai ukuran rancangan dan dibuat dua kali jumlah

rencana.

2. Pengujian material.

Pengujian material penyusun beton ringan terdiri dari pemeriksaan fisik, yaitu;

a. Analisa specific gravity dan absorpsi terhadap agregat kasar dan

agregat halus.

b. Analisa saringan terhadap agregat kasar dan agregat halus.

c. Berat isi/volume terhadap agregat kasar dan agregat halus.

d. Passing 200 terhadap agregat halus.

e. Kotoran organic terhadap agregat halus.

f. Sand equivalent terhadap agregat halus.

g. Pemeriksaan air secara visualisasi.

3. Pemeriksaan Nilai Slump

Pemeriksaan nilai slump dilaksanakan untuk mengetahui tingkat kemudahan

pengerjaan (workability) yang identik dengan tingkat plastis beton. Ada tiga macam

nilai slump yang mungkin terjadi yang dipengaruhi oleh factor air semen, yaitu,

sebagai berikut:

a. Slump sejati (kental)

b. Slump geser (plastis)

c. Slump runtuh (encer)

Komposisi rancangan campuran yang telah diaduk/dicampur harus ditest

terlebih dahulu slumpnya, diharapkan slump dari campuran yang terjadi cukup

kental (plastis) sehingga agregat kasar buatan dari plastic jenis PET dapat tergradasi

dengan baik dan terhindar dari segregation dan bleeding.

4. Pembuatan benda uji.

Benda uji yang akan dibuat sesuai dengan komposisi rancangan campuran

(mix design) yang telah dipersiapkan, dan akan dicetak dalam bentuk kubus

berukuran 15 x 15 x 15 cm. Semua bahan campuran yang telah dipersiapkan

dimasukkan kedalam molen/alat pengaduk beton mekanis, kemudian campuran

beton segar dituang kedalam cetakan yang telah dipersiapkan, pencampuran semua

material penyusun beton harus dilaksanakan dengan bertahap dan hati-hati. Pada

tahap ini dilakukan pengujian berat isi beton ringan sesuai SNI, kemudian benda uji

didiamkan selama ± 24 jam setelah itu cetakan dibuka dan benda uji dirawat dengan

cara direndam sesuai persyaratan SNI.

5. Perawatan beton (curing).

Perawatan beton dilakukan dengan tujuan untuk menjaga suhu/temperature

beton tetap stabil supaya proses hidrasi selanjutnya tidak mengalami gangguan.

Diharapkan dengan dilakukan perawatan maka akan diperoleh kekuatan tekan beton

yang tinggi dan menjaga supaya beton tetap awet atau stabil dimensinya. Curing

dilakukan setelah beton mengeras, dilakukan metoda pembasahan yaitu dengan cara

meletakkan beton segar dalam ruangan yang lembab dengan suhu udara kamar yang

tetap.

6. Pemeriksaan benda uji.

Pemeriksaan benda uji dilaksanakan dengan umur beton yang bervariasi, mulai

dari 3, 7, 14, dan 28 hari, agar dapat dilakukan pembebanan yang merata maka sehari

sebelum pemeriksaan benda uji harus di capping. Prosedur pengujian kuat tekan

benda uji adalah SNI 03-3421-1994, ASTM C 617-94, dan ASTM C 39-93a

menggunakan alat uji kuat beton. Pembebanan yang diberikan sampai benda uji

runtuh, atau pada saat beban maksimum bekerja. Prosedur pengujian kuat lentur

benda uji dilakukan untuk mengetahui sifat plastis dari beton ringan ini dengan

membuat balok panjang dari campuran rencana beton ringan menggunakan prosedur

SNI T-15-1991-03.

7. Analisis hasil.

Dari hasil pemeriksaan benda uji maka dapat dianalisa hubungan antara umur

beton kuat tekan beton sesuai dengan rumus di bawah dan catat hasilnya dengan

ketelitian mendekati 0,007 Mpa. sebagai berikut:

Kuat tekan, τ=PmaxA (Mpa)

Kuat tarik belah, σtr=2 PA (Mpa)

Dimana;

τ, tau, adalah kuat tekan beton dalam satuan kg/cm2 atau N/mm2 (Mpa).

P max adalah beban maksimum dalam satuan kilogram atau newton.

tr, sigma adalah kuat tarik belah dalam satuan kg/cm2 atau N/mm2 (Mpa).

A adalah luas bidang tekan rata-rata dari benda uji dalam satuan mm2.

(standar SNI 03-3421-1994).

Kuat lentur beton dapat dianalisa dengan rumus: M=fr∗I g

yg (Mpa)

Dengan nilai fr untuk beton normal, yaitu: fr=0,7√ f c '

Bila digunakan beton dengan agregat ringan, maka harus dilakukan salah satu

modifikasi berikut:

a. Bila fcr sudah ditentukan dan betonnya dirancang berdasarkan

ketentuan 7.2, maka fr harus diubah dengan menggantikan 1,8fcr untuk

√ fc ' , tapi nilai 1,8fcr tidak boleh melebihi √ fc ' .

b. Bila fcr tidak ditentukan, maka fr harus dikalikan dengan 0,75 untuk

“beton ringan-total” dan dengan 0,85 untuk “beton ringan pasir”.

Interpolasi linear boleh digunakan bila dilakukan penggantian pasir

secara parsial.

(RSNI 03-xxxx-2002, 16 Desember2002).

DAFTAR PUSTAKA

Sagel. R. dkk. 1994. Pedoman Pengerjaan Beton Berdasarkan SKSNI T-15-1991-03, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Departemen Pekerjaan Umum (DPU). 2005. Revisi SNI 03-3421-1994 Tentang Metode Pengujian Kuat Tekan Beton Ringan Isolasi. DPU-Balai Penelitian dan Pengembangan PU, 2005.

Wahyudi, L. Rahim. Syahril.A.1997. Struktur Beton Bertulang Standar Baru SNI T-151991-03. Penerbit Gramedia, Jakarta.

Mulyono, T., 2004. Teknologi Beton. Penerbit Andi, Yogyakarta.

Praktikto., 2010. Beton Ringan Ber-Agregat Limbah Botol Plastik Jenis PET (Poly Ethylene Terephthalate), Makalah Seminar Nasional Teknik Sipil 2010 Politeknik Negeri Jakarta. Jakarta.

Abdullah, Yudith., 2008. Pengaruh Zat Adiktif Terhadap Kuat Tekan Beton Teraerasi AAC. Jakarta. Skripsi. Universitas Indonesia. Jakarta.

SNI 03-2487-2002, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (Beta Version). Bandung.

SNI 03–2493-1991, Metode Pembuatan Dan Perawatan Benda Uji Beton Di Laboratorium.

http://pustaka-ts.blogspot.com/2010/08/beton-ringan-lightweight-concrete.html.Diposkan: I Kadek Bagus Widana Putra, Makalah Beton Ringan (Leightweight

concrete), Label: Teknologi Bahan Konstruksi. Search at Google.com.

http://www.scribd.com/doc/14851013/Pembuatan-Beton-RinganAnonim, Makalah Beton Ringan bermutu tinggi beragregat pumice dan pasir Bangka.

Lomba Beton Nasional XV di Universitas Tarumanegara.

http://abdulhamid.files.wordpress.com/.../materi_kuliah_3_19_feb_06.doc.Materi kuliah; Metodologi Penelitian, Teknik Sampling, Modul 7.

http://www.ilustri.org/

http://www.pu.go.id/

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ……………………………………………………….. i

DAFTAR ISI ……………………………………………………………….. ii

BAB I. PENDAHULUAN ………………………………………………….. 1

1. 1 Latar Belakang Masalah ………………………………………… 1

1. 2 Perumusan Masalah ………………………………………..……. 2

1. 3 Maksud dan Tujuan ……………………………………….…….. 2

1. 4 Batasan Masalah …………………………………………….…… 2

BAB II. KAJIAN PUSTAKA ……………………………………………… 3

3.

2. 1 Kajian Teori ……………………………………………………… 3

2. 2 Material Pembentuk Beton Ringan……………………..……….. 6

2. 2. 1. Semen …………………………………………………… 7

2. 2. 2. Agregat …………………………………………………. 8

2. 2. 3. Air ……………………………………………………….. 10

2. 3 Karakteristik Fisik Pada Perancangan Beton Ringan ………….. 11

BAB III. METODOLOGI …………………………………………………. 15

3.1. Jenis Penelitian ……………………………………………………… 15

3.2. Sampel/Benda Uji …………………………………………………… 17

3.3. Metodologi Penelitian ……….…………………………………….. 20

DAFTAR PUSTAKA