PRO

PEMANFAATAN LUMPUR BAKAR SIDOARJO SEBAGAI BAHAN CAMPURAN PADA PEMBUATAN BETON RINGAN DENGAN MENGGUNAKAN TAMBAHAN BUIH DAN SERAT ALAM

OLEH : P E RT I W I M E G A H S A R I 3 11 0 1 0 5 0 3 5

DOSEN PEMBIMBING : P R O F. D R . I R . T R I W U L A N , D E A D R . E N G J A N U A R T I J AYA E K A P U T R I , S T. , M T.

Latar Belakang . . .  Pertumbuhan

pengetahuan dan teknologi yang semakin pesat di bidang konstruksi mendorong kita lebih memperhatikan standar mutu serta produktivitas kerja untuk dapat berperan serta dalam meningkatkan sebuah pembangunan konstruksi dengan lebih berkualitas. Salah satu yang kita kenal adalah Beton Ringan (lightweightconcrete).  Dalam penelitian ini kami akan memanfaatkan lumpur Sidoarjo untuk campuran beton ringan, mengingat ketersediaan lumpur Sidoarjo yang sangat melimpah dengan volume semburan lumpur yang dihasilkan mencapai 126.000 m3 per hari.

Perumusan Masalah . . .  Berapa perbandingan optimum campuran antara

lumpur bakar Sidoarjo, semen, dan buih dalam pasta ringan?  Berapa perbandingan optimum campuran antara lumpur bakar Sidoarjo, semen, buih, dan serat alam (serat kenaf) dalam mortar ringan?  Berapa air yang dibutuhkan untuk komposisi campuran yang telah ditentukan?

Tujuan Penelitian . . .  Mengetahui kadar optimum campuran antara

lumpur bakar Sidoarjo, semen, dan buih dalam pasta ringan.  Mengetahui kadar optimum campuran antara lumpur bakar Sidoarjo, semen, buih, dan serat alam (serat kenaf) dalam mortar ringan.  Mendapatkan kebutuhan air untuk komposisi campuran yang ditentukan.

Manfaat Penelitian . . .  Lumpur Sidoarjo dapat digunakan sebagai bahan

tambahan dalam pembuatan beton ringan oleh masyarakat.  Penelitian ini dapat menjadi referensi untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang material yang dapat ditambahkan sebagai campuran beton ringan.  Mendapatkan komposisi campuran material yang tepat untuk beton ringan dengan menggunakan lumpur Sidoarjo.

Batasan Masalah. . .  Bahan Utama



   

- Lumpur Sidoarjo - Semen - Air Bahan Tambahan - Serat Kenaf - foam (Buih) Komposisi Menggunakan metode konvensional Sistem curing dilakukan dengan menggunakan autoclave dengan tekanan 13.8 bar selama 2 jam Tidak membahas reaksi kimiawi antara zat. Penelitian hanya terbatas skala laboratorium.

Material Penyusun. . .

Serat Kenaf

Lumpur Bakar Buih Semen Portland Tipe I

Klasifikasi Beton Ringan. . . Menurut Tjokrodimuljo, 1996 Klasifikasi Beton Ringan dibagi menjadi 3 bagian, yaitu : Klasifikasi

Berat Jenis (kg/m3)

Kuat Tekan (MPa)

Non-struktural

240 – 800

0.35 – 7

Struktur ringan

800 – 1400

7 – 17

Struktural

1400 – 1800

> 17

Metode Pembuatan Beton Ringan. . .  Membuat gelembung-gelembung gas/udara dalam

adukan semen sehingga terjadi banyak pori-pori udara di dalam betonnya (beton ringan teraerasi).  Menggunakan agregat ringan  Membuat beton tanpa menggunakan butir-butir agregat halus atau pasir (Tjokrodimuljo, 1996 )

Diagram Alir . . . START

Studi Literatur

Persiapan material

Tes Konsistensi Normal

( A ) Membuat Pasta Normal dengan komposisi perbandingan Semen (PC) : Lumpur Bakar (LB)

Diagram Alir . . .( Lanjutan) OPC : LB 5% : 95%

OPC : LB 10% : 90%

OPC : LB 15% : 85%

OPC : LB 20% : 80%

OPC : LB 25% : 75%

OPC : LB 30% : 70%

OPC : LB 35% : 65%

OPC : LB 40% : 60%

OPC : LB 45% : 55%

OPC : LB 50% : 50%

Mendapatkan komposisi Pasta Normal Optimum (PNO)

A

Diagram Alir . . .( Lanjutan) A ( B ) Membuat Pasta Ringan dengan 5 komposisi teroptimum dari Pasta Normal (PN) dan ditambah buih dengan 3 variasi, PNO + Buih

PNO1 + 1/55 buih

PNO1 + 1/65 buih

PNO1 + 1/75 buih

PNO2 + 1/55 buih

PNO2 + 1/65 buih

PNO2 + 1/75 buih

PNO3 + 1/55 buih

PNO3 + 1/65 buih

PNO3 + 1/75 buih

PNO4 + 1/55 buih

PNO4 + 1/65 buih

PNO4 + 1/75 buih

PNO5 + 1/55 buih

PNO5 + 1/65 buih

PNO5 + 1/75 buih

Diagram Alir . . .( Lanjutan) Tiap variasi terdiri dari 3 benda uji kubus untuk tes tekan 5cm x 5cm x 5cm

Autoclave Selama 2jam Tes Tekan umur 7 hari

Mendapatkan komposisi optimum Pasta Ringan (PRO)

B

Diagram Alir . . .( Lanjutan) B

( C ) Membuat Mortar Ringan dengan 5 komposisi teroptimum dari Pasta Ringan (PR) dan ditambah serat dengan 3 variasi, PRO + Serat alam (se buih rat kenaf)

PRO1/75 + 0.1% serat















Diagram Alir . . .( Lanjutan) Autoclave Selama 3jam Tes Tekan umur 7 hari

Mendapatkan komposisi optimum Pasta Ringan Berserat (MR)

Syarat klasifikasi Beton Ringan OK

Diagram Alir . . .( Lanjutan)

Analisa Harga Kesimpulan FINISH

Hasil dan Analisa . . .  Analisa Material  Pasta Normal  Pasta Ringan  Pasta Ringan Berserat  Analisa Harga

Analisa Material . . .  Lumpur Bakar Sidoarjo

- Berat Jenis = 2.67 gr/cm3 - Material optimum yang terkandung yaitu SiO2 , Fe2O3, CaO, dan Al2O3  Semen Portland Tipe I - Berat Jenis = 3.07 gr/cm3 - Material optimum yang terkandung yaitu CaO, Fe2O3, SiO2 , dan Al2O3

Pasta Normal (PN) . . .  Komposisi Semen Lb Air Benda Uji (%) total (%) total (%) total Keterangan berat binder berat binder berat binder PN-5

5

95

38

7,14, 28 hari

PN-10

10

90

38

7,14, 28 hari

PN-15

15

85

36

7,14, 28 hari

PN-20

20

80

36

7,14, 28 hari

PN-25

25

75

35

7,14, 28 hari

PN-30

30

70

35

7,14, 28 hari

PN-35

35

65

35

7,14, 28 hari

PN-40

40

60

34

7,14, 28 hari

PN-45

45

55

34

7,14, 28 hari

PN-50

50

50

34

7,14, 28 hari

 Kuat Tekan Hubungan Antara Pasta dan Kuat Tekan

80 Kuat Tekan (MPa)

70 60 50 40 30 20 10 0 50

55

60

65

70 75 80 % Lumpur Bakar 7 hari 14 hari

85

90

95

100

28 hari

Pada grafik diatas dapat diketahui bahwa semakin bertambahnya lumpur bakar pada binder maka kuat tekan semakin tinggi. Kuat tekan optimum berada pada komposisi PN-50 (50% semen dan 50% LB) yaitu sebesar 62 Mpa pada umur 28 hari.

 Berat Volume Hubungan Antara Pasta dan Berat Volume Berat Volume (gr/cm3)

2.00 1.90 1.80 1.70 1.60 1.50 50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

Lumpur Bakar (%)

Hubungan antara berat volume dan penambahan lumpur berbanding terbalik, semakin banyak lumpur maka berat volume pada benda uji pasta normal semakin ringan. Berat volume optimum sebesar 1.94 gr/cm3 dengan komposisi 50% semen : 50% LB.

Pasta Ringan (PR) . . . Semen Benda Uji (%) total berat binder

PR-101/55 PR-101/65 PR-101/75 PR-201/55 PR-201/65 PR-201/75 PR-301/55 PR-301/65 PR-301/75 PR-401/55 PR-401/65 PR-401/75 PR-501/55 PR-501/65 PR-501/75

Lb

AIR

Buih

(%) total berat binder

(%) berat semen

(ml) total berat binder

10

90

55

20

80

55

30

70

55

40

60

55

50

50

55

1/55 1/65 1/75 1/55 1/65 1/75 1/55 1/65 1/75 1/55 1/65 1/75 1/55 1/65 1/75

Keterangan

7 hari

7 hari

7 hari

7 hari

7 hari

 Kuat Tekan Grafik Foam terhadap Kuat Tekan 6.00

Kuat Tekan (MPa)

5.00 4.00

PR-50 PR-40

3.00

PR-30 PR-20

2.00

PR-10

1.00 0.00 1.33

1.53

1.73

Foam

Pada grafik diatas dapat diketahui bahwa semakin bertambahnya buih pada binder maka kuat tekan akan semakin rendah. Kuat tekan optimum berada pada komposisi PR-40 (40% semen dan 60% LB) yaitu sebesar 5.2 Mpa pada umur 7 hari.

 Berat Volume Grafik Foam terhadap Berat Volume 1.00

Berat Volume (gr/cm3)

0.95 0.90 PR-50

0.85

PR-40

0.80

PR-30

0.75

PR-20

0.70

PR-10

0.65 0.60 1.33

1.53

1.73

Foam

Hubungan antara berat volume dan penambahan buih dapat dilihat pada grafik, semakin banyak penambahan buih maka berat volume pada benda uji pasta normal semakin ringan. Berat volume optimum sebesar 0.98 gr/cm3 dengan komposisi 50% semen : 50% LB dengan penambahan 1/75 buih dari berat binder.

Pasta Ringan Berserat (MR) . . . Semen Benda Uji MR-100.1 MR-200.1 MR-300.1 MR-400.1 MR-500.1

Lb

(%) total (%) total berat berat binder binder

(%) berat semen

10 20 30 40 50

90 80 70 60 50

55 55 55 55 55

Semen

Lb

AIR

(%) total (%) total Benda Uji berat berat binder binder

MR-100.2 MR-200.2 MR-300.2 MR-400.2 MR-500.2 MR-100.3 MR-200.3 MR-300.3 MR-400.3 MR-500.3

AIR

10 20 30 40 50 10 20 30 40 50

90 80 70 60 50 90 80 70 60 50

(%) berat semen

55 55 55 55 55 55 55 55 55 55

Buih

Kenaf

(ml) total (%) total Keterangan berat berat binder binder

1/75 1/75 1/75 1/75 1/75 Buih

0.10 0.10 0.10 0.10 0.10

7 hari

Kenaf

(ml) total (%) total Keterangan berat berat binder binder

1/75 1/75 1/75 1/75 1/75 1/75 1/75 1/75 1/75 1/75

0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30

7 hari

7 hari

 Kuat Tekan Kuat Tekan Pasta Ringan Berserat

6.00

Kuat Tekan (Mpa)

5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0

0.1

0.2

0.3

0.4

Fiber (%) MR-10

MR-20

MR-30

MR-40

MR-50

Pada grafik diatas dapat diketahui bahwa penambahan fiber (serat kenaf) pada pasta ringan berserat yang optimum yaitu sebanyak 0.2% dari total berat binder dengan hasil kuat tekan 5.25 MPa pada komposisi MR40, pada umur 7 hari.

 Berat Volume Berat Volume Pasta Ringan Berserat

Berat Volume (gr/cm3)

1.00

0.90

0.80

0.70

0.60 0

0.1

0.2

0.3

0.4

Fiber (%) MR-10

MR-20

MR-30

MR-40

MR-50

Pada grafik diatas dapat diketahui bahwa hubungan antara penambahan fiber (serat kenaf) dengan berat volume pada pasta ringan berserat yaitu semakin banyak serat yang ditambahkan maka benda uji akan semakin ringan.

Kesimpulan . . . 1.

Hasil penelitian yang telah dilakukan ternyata kandungan mineral dari lumpur bakar Sidoarjo sama dengan kandungan mineral semen, hal ini berarti lumpur bakar sidoarjodapat direaksikan dengan semen. 2. Pada pembuatan pasta normal didapatkan hasil kuat tekan optimum pada pasta PN-50 umur 28 hari dengan komposisi pasta normal 50% semen dan 50% lumpur bakar yaitu sebesar 62 MPa. 3. Pada pembuatan pasta ringan didapatkan hasil kuat tekan optimum umur 7 hari pada pasta PR-401/75 dengan komposisi pasta ringan 40% semen dan 60% lumpur bakar ditambah dengan buih sebagai pengembang dengan prosentase 1/75 dari berat binder yaitu sebesar 5.20 MPa. Hasil ini berbeda sangat jauh dengan kuat tekan pasta normal (PN) pada umur 7 hari dikarenakan penambahan buih, sehingga muncul rongga-rongga udara di dalam pasta yang membuat kuat tekan menjadi rendah, tetapi dengan adanya penambahan buih dapat mengurangi berat jenisnya.

4. Pada pembuatan pasta ringan berserat didapatkan hasil kuat tekan optimum pada umur 7 hari pada mortar MR-400.2 dengan komposisi pasta ringan berserat 40% semen dan 60% lumpur bakar dengan penambahan buih 1/75 dan fiber (serat kenaf) 0.2% dari berat binder yaitu sebesar 5.25 MPa. Hasil ini didapatkan lebih besar dari pasta ringan meskipun tidak ada peningkatan lebih banyak. 5. Untuk seluruh sampel pada pasta normal (PN), pasta ringan (PR), dan pasta ringan berserat (MR) telah memenuhi syarat sebagai beton ringan, yaitu memiliki berat jenis yang telah masuk dalam rentang 800 - 1400 kg/m3.