ix

DAFTAR ISI

SAMPUL DALAM ........................................................................................ ii

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... iii

LEMBAR PENETAPAN PANITIA PENGUJI TESIS ........................... iv

SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT…………………………….. v

UCAPAN TERIMA KASIH.......................................................................... vi

ABSTRAK ...................................................................................................... vii

ABSTRACT .................................................................................................... viii

DAFTAR ISI ................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xii

DAFTAR TABEL........................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN……………………………………………………… xiv

DAFTAR DOKUMENTASI …………….…………………………………. xv

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

1.1 Latar Belakang ............................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................ 5

1.3 Tujuan Penelitian ......................................................................... 5

1.4 Manfaat Penelitian ....................................................................... 6

1.5 Batasan Penelitian ........................................................................ 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Beton ............................................................................................ 8

2.2 Bahan-bahan Pembentuk Beton Normal ...................................... 9

2.2.1 Semen Portland .................................................................. 9

2.2.2 Air ...................................................................................... 11

2.2.3 Agregat ............................................................................... 14

2.2.3.1 Agregat Halus ........................................................ 14

2.2.3.2 Agregat Kasar ........................................................ 16

2.3 Abu Terbang ................................................................................ 18

2.4 Kuat Tekan Beton ........................................................................ 23

2.5 Modulus Elastisitas Beton............................................................ 26

x

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Lokasi Penelitian .......................................................................... 28

3.2 Bahan-bahan Penelitian ............................................................... 28

3.3 Alat-alat Penelitian....................................................................... 28

3.4 Metode Pengambilan Sampel dan Data ....................................... 29

3.5 Prosedur Penelitian ...................................................................... 31

3.5.1 Persiapan ............................................................................ 32

3.5.2 Pemeriksaan Bahan ............................................................ 32

3.5.2.1 Pemeriksaan Semen ............................................... 32

3.5.2.2 Pemeriksaan Abu Terbang ................................... 32

3.5.2.3 Pemeriksaan Agregat Halus .................................. 33

3.5.2.4 Pemeriksaan Agregat Kasar .................................. 33

3.5.3 Pembuatan Campuran Beton ............................................. 33

3.5.4 Pengukuran Nilai Slump .................................................... 34

3.5.5 Pencetakan Benda Uji ........................................................ 36

3.5.6 Perawatan Benda Uji ......................................................... 36

3.5.7 Kuat Tekan dan Pengukuran Perpendekan Beton ............. 37

3.5.8 Analisis Data ...................................................................... 37

3.5.9 Penarikan Kesimpulan ....................................................... 38

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pemeriksaan Material Pembentuk Beton ............................ 39

4.1.1 Semen ................................................................................. 39

4.1.2 Abu Terbang (Fly Ash) ...................................................... 39

4.1.3 Agregat Halus (Pasir Karangasem) .................................... 40

4.1.4 Agregat Kasar (Batu Pecah Karangasem) ......................... 41

4.2 Hasil Pengukuran Nilai Slump .................................................... 43

4.3 Hasil Pengujian Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas Beton....... 44

4.3.1 Kuat Tekan Beton Untuk Berbagai Presentase Abu Terbang 44

4.3.2 Hubungan Tegangan dan Regangan…………………………47

4.3.3 Modulus Elastisitas Beton Untuk Berbagai persentase Abu

xi

Terbang .............................................................................. 49

4.4 Hubungan Kuat Tekan Beton dan Modulus Elastisitas ............... 57

4.5 Pembahasan.................................................................................. 58

BAB V PENUTUP

5.1 Simpulan ...................................................................................... 61

5.2 Saran ............................................................................................ 61

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 63

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Pengujian kuat tekan silinder beton………………………………...25

Gambar 2.2 Pengujian tegangan dan regangan beton …………………………..26

Gambar 3.1 Langkah-langkah penelitian ……………………………………….31

Gambar 3.2 Pengukuran nilai slump ……………………………………………36

Gambar 4.1 Grafik gradasi pasir yang digunakan ………………………………41

Gambar 4.2 Grafik gradasi batu pecah ukuran maksimum 20 mm ……………..42

Gambar 4.3 Hubungan antara Kuat tekan beton dengan umur beton.. …………47

Gambar 4.4 Hubungan antara Kuat tekan beton untuk berbagai persentase

Abu Terbang………………………………………….... …………48

Gambar 4.5 Pengukuran Perpendekan Beton ………………………………….50

Gambar 4.6 Diagram Tegangan dan Regangan Beton pada umur 28 hari………51

Gambar 4.7 Hubungan Modulus Elastisitas Beton terhadap umur beton ………54

Gambar 4.8 Modulus Elastisitas Beton untuk berbagai persentase Abu

terbang ..............…………………………………………………..56

Gambar 4.9 Hubungan Kuat Tekan beton dan Modulus Elastisitas ……...……58

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Bahan Utama Pembentuk Semen Portland ..................................... 9

Tabel 2.2 Jenis-Jenis Semen Portland ............................................................. 11

Tabel 2.3 Batasan Daerah Zona Agregat Halus .............................................. 16

Tabel 2.4 Batasan Susunan Butir Agregat Kasar ............................................ 17

Tabel 2.5 Komponen Penyusun Fly Ash.......................................................... 19

Tabel 2.6 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton .................................................. 21

Tabel 3.1 Rancangan jumlah benda uji ............................................................ 30

Tabel 4.1 Kandungan Kimia Abu Terbang PT. Harapan Jaya Bali ................. 40

Tabel 4.2 Hasil Rata-rata Pengukuran nilai slump........................................... 43

Tabel 4.3 Kuat tekan berbagai persentase abu terbang .................................... 46

Tabel 4.4 Hasil Pengamatan ke 6 (enam) Benda Uji Pada Umur 28 hari ........ 50

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Modulus Elastisitas untuk ke 6 (enam) benda uji pada

umur umur 28 hari ...................................................................................... 53

Tabel 4.6 Modulus elastisitas beton untuk berbagai persentase abu terbang….. 53

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A : Pemeriksaan Bahan dan Prosedur Pelaksanaan………... 65

LAMPIRAN B : Hasil Pemeriksaan Bahan……………………………….. 79

LAMPIRAN C : Rancangan Campuran Beton dan Pengukuran Nilai Slump 91

LAMPIRAN D : Hasil Pengukuran Berat Satuan Beton …………………… 92

LAMPIRAN E : Data Pengujian Tegangan Regangan Beton ……………... 95

LAMPIRAN F : Grafik Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas ……………..113

LAMPIRAN G : Data Perhitungan Kuat Tekan Beton …………………….115

LAMPIRAN H : Hasil Pengujian Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas

Beton .............................................................................. 122

LAMPIRAN I : Hubungan kuat tean dan modulus elastistas……………...128

xv

DAFTAR DOKUMENTASI

Gambar 1. Pabrik Asphalt Mixing Plan (AMP) PT. Harapan Jaya Beton…...…129

Gambar 2. Fly Ash hasil AMP PT. Harapan Jaya Beton ……………………....129

Gambar 3. Pengambilan sampel Fly Ash……………………………….………129

Gambar 4. Fly Ash yang sudah kering………………………………….…........130

Gambar 5. Kolam Penampungan Fly ash Pt. Harapan Jaya Beton………..…....130

Gambar 6. Proses pembuatan Benda Uji Beton………………………………...130

Gambar 7. Proses pencampuran material benda uji…………………….…..…..131

Gambar 8 : Persiapan material pengeringan abu terbang……………..…...……131

Gambar 9. Proses Pengeringan Fly Ash dengan system “Oven”………….……131

Gambar 10. Proses pengeringan pasir…………………………………….…….132

Gambar 11. Penimbangan Material Benda uji……………………………....….132

Gambar 12. Proses Pencampuran material………………………………….…..133

Gambar 13 Pengukuran Slump…………………………………………….…...133

Gambar 14. Penomoran Benda Uji………………………………………….….134

Gambar 15. Pengetesan benda uji……………………………………………....134

Gambar 16. Penomoran Benda Uji……………………………………….…….135

Gambar 17. Perendaman Benda Uji………………………………………...…..135

Gambar 18. Contoh benda uji setelah diuji……………………………….….....135

ABSTRAK

EVALUASI POTENSI ABU TERBANG SISA PEMBAKARAN ASPALT

MIXING PLAN (AMP) PT.HARAPAN JAYA BETON SEBAGAI

PENGGANTI SEBAGIAN SEMEN PORTLAND

xvi

Penelitian untuk mengevaluasi potensi abu terbang sisa pembakaran aspalt

Mixing Plan (AMP) PT.Harapan Jaya Beton sebagai pengganti sebagian semen

Portland dalam campuran beton telah dilaksanakan. Penelitian menyangkut kuat

tekan dan modulus elastisitas beton yang dibuat dengan memvariasikan jumlah

abu terbang dalam campuran beton.

Persentase abu terbang yang dipergunakan sebagai pengganti semen Portland

sebesar 5%,10%, 15%, 20%, dan 30% dari berat perekat yang dibuat dari

campuran abu terbang dan semen Portland type I. Perbandingan berat perekat

berbanding pasir, dan batu pecah yang digunakan dalam campuran adalah 1 : 2 : 3

dengan nilai fas 0,5. Distribusi butiran pasir dan batu pecah dirancang menurut

menurut SNI 03-2834-2000 yaitu gradasi zone 2 untuk pasir dan diameter

maksimum 20 mm untuk batu pecah. Benda uji dibuat dalam bentuk silinder

ukuran 150 mm x 300 mm. Uji kuat tekan dan modulus elastisitas dilaksanakan

pada saat benda uji berumur 28 hari, 56 hari dan 90 hari.

Hasil penelitian menunjukan penggunaan abu terbang hasil pembakaran

Aspalt Mixing Plan (AMP) PT. Harapan Jaya Beton sebagai pengganti sebagian

semen dalam campuran beton dapat meningkatkan kuat tekan dan modulus

elastisitas beton tersebut. Penggunaan optimum abu terbang pada umur 28 hari

sebesar 15% untuk kuat tekan dengan nilai 28,7 MPa dan 15% untuk modulus

elastisitas dengan nilai 14790,0 MPa. Untuk umur 56 hari penggunaan optimum

sebesar 15% untuk kuat tekan dengan nilai 30,1 MPa dan 15 % modulus

elastisitas dengan nilai 15325,9 MPa, dan umur 90 hari penggunaan optimum

sebesar 10% untuk kuat tekan dengan nilai 31,9 MPa dan 15% untuk modulus

elastisitas dengan nilai 18213,5 MPa. Hubungan kuat tekan dan modulus

elastisitas beton adalah E=2344f’c, E=2574f’c dan E=3006f’c berturut-turut untuk umur 28 hari, 56 hari dan 90 hari.

Kata kunci : Abu Terbang, Kuat Tekan, Modulus Elastisitas, Umur beton.

xvii

ABSTRACT

EVALUATION OF FLY ASH POTENSIUS ASSEMBLY ASPHALT MIXING PLANT (AMP) PT.HARAPAN JAYA CONCRETE AS SUBSTITUTE OF CEMENT PORTLAND

A study to evaluate the potential for fly ash residue of Mixing Plan (AMP)

mixture of PT.Harapan Jaya Beton as a substitute of Portland cement in concrete

mix has been implemented. Research concerning compressive strength and

modulus of elasticity of concrete made by varying the amount of fly ash in

concrete mixture.

The percentage of fly ash used as a substitute for Portland cement by 5%,

10%, 15%, 20%, and 30% of the weight of the adhesive made from a mixture of

fly ash and Portland cement type I. Comparison of weight adhesive versus sand

and crushed stone that used in the mixture is 1: 2: 3 with 0.5 fas value.

Distribution of grains of sand and crushed stone is designed according to

according to SNI 03-2834-2000 that gradation zone 2 for sand and a maximum

diameter of 20 mm for crushed stone. The test specimens were made in the form

of a cylinder the size of 150 mm x 300 mm. Test of compressive strength and

modulus of elasticity carried out at the time of the test specimen was only 28 days,

56 days and 90 days.

The results showed the use of fly ash from burning Asphalt Mixing Plan

(AMP) PT. Harapan Jaya Beton as partial replacement of cement in concrete

mixture can increase the compressive strength and modulus of elasticity of the

concrete.

The optimum usage of fly ash at 28 days old was 15% for compressive

strength with value of 28,7 MPa and 15% for elastic modulus with value 14780.0

MPa. For the age of 56 days the optimum use of 15% for the compressive strength

with the value of 30.1 MPa and 15% modulus of elasticity with the value of

15325.9 MPa, and the age of 90 days the optimum use of 10% for the

compressive strength with the value of 31.9 MPa and 15 % for elastic modulus

with value 18213.5 MPa. Relation of compressive strength and modulus of

elasticity of concrete are E = 2344f'c, E = 2574f'c and E = 3006 f'c

resfectively for 28 days, 56 days and 90 days.

Keywords: Fly Ash, Compressive Strength, Modulus of Elasticity, Concrete age.

.

xviii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Beton adalah suatu material yang terdiri dari campuran semen, air, agregat

(kasar dan halus) dan bahan tambahan bila diperlukan. Beton yang banyak dipakai

pada saat ini yaitu beton normal. Beton normal ialah beton yang mempunyai berat

isi 2200–2500 kg/m³ dengan menggunakan agregat alam yang dipecah atau tanpa

dipecah. Beton normal dengan kualitas yang baik yaitu beton yang mampu

menahan kuat tekan yang dipengaruhi oleh bahan-bahan pembentuk, kemudahan

pengerjaan (workability), faktor air semen (f.a.s) dan zat tambahan (admixture)

bila diperlukan (Alam, 2011 dkk).

Mengingat terus berkembangnya pembangunan khususnya di Indonesia,

tentu saja industri dan produksi semen sebagai salah satu material pembentuk

beton akan semakin meningkat. Namun dilihat dari sisi industri, pembuatan semen

dapat menghasilkan gas karbon dioksida (CO2) yang cukup besar dan tentunya

dapat merugikan manusia beserta lingkungannya. Setiap produksi satu ton semen

Portland akan menghasilkan satu ton gas karbon dioksida. Dari data tahun 1995

(Hardjito, 2001), jumlah produksi semen di dunia tercatat 1,5 miliar ton. Hal ini

berarti industri semen melepaskan karbon dioksida sejumlah 1,5 miliar ton. Dari

data tersebut dapat dikatakan bahwa semakin meningkatnya produksi semen

Portland akan menambah jumlah gas karbon dioksida ke alam bebas.

xix

Melihat dampak negatif yang diakibatkan oleh pembuatan semen, maka

perlu dicarikan solusi untuk mengurangi produksi semen Portland. Salah satu

upaya yang telah banyak dilakukan adalah menggunakan abu terbang sebagai

pengganti dari sebagian semen Portland pada pembuatan beton. Abu terbang

merupakan sisa hasil pembakaran Batubara yang banyak mengandung silika,

alumina dan zat-zat lainnya yang bersifat pozzolan.

Abu terbang merupakan butiran halus hasil residu dari proses pembakaran

batubara yang mengandung terutama oksida silika (SiO2) dan alumina (Al2O3). Oksida

silika dan alumina dalam abu terbang yang ditambahkan pada campuran beton akan

bereaksi dengan Ca(OH)2 yang dihasilkan dari proses hidrasi C3S dan C2S untuk

menghasilkan gel CSH dan CAH baru. Pembentukan CSH dan CAH baru ini pada beton

dapat memperbaiki kinerja beton.

Hasil penelitian Supartono, 2005, menunjukkan bahwa penambahan abu

terbang sampai 20 % dari berat semen ke dalam campuran beton dapat meningkatkan

kinerja beton. Suranita (2011) melakukan penelitian menggunakan abu terbang dengan

proporsi yang bervariasi antara 5%, 10%, 15%, 20% dan 25% sebagai bahan tambah.

Hasil pengujian menunjukan bahwa beton dengan penggunaan abu terbang sebagai

bahan tambah dalam campuran beton mengalami peningkatan kuat tekan antara

5,088%, 9,473%, 12,103%, 14,034% hingga 15,437% dari beton normal.

Mardiono (2011) melakukan penelitian menggunakan abu terbang, komposisi

penggantian semen dengan abu terbang sebanyak 0%, 10%, 20%, 30% dan 40% dari

berat semen. Dari penelitian diperoleh bahwa kuat tekan beton yang tertinggi terdapat

pada campuran beton penggantian semen dengan abu terbang 10% (B10), yaitu sebesar

41,57 MPa dan kuat tekan beton yang terendah terdapat pada campuran beton dengan

xx

abu terbang 40% (B40), yaitu sebesar 33,91 MPa. Pengaruh abu terbang dalam beton

mutu tinggi adalah butiran abu terbang yang halus membuat beton lebih padat karena

rongga antara butiran agregat diisi oleh abu terbang, sehingga dapat memperkecil pori-

pori yang ada dan memanfaatkan sifat pozzolan dari abu terbang. Selain itu penggunaan

abu terbang dengan takaran tertentu terbukti dapat meningkatkan kekuatan beton.

Ervianto (2016), melakukan penelitian dengan menggunakan abu terbang,

Semakin besar abu terbang yang digunakan maka semakin besar nilai kuat tekan, tetapi

akan menurun kuat tekannya jika terlalu banyak penggunaan abu terbang yang

ditujukan sebagai pengganti sebagian semen. Hasil kuat tekan beton dengan

penambahan abu terbang 5%; 7,5%; dan 10% sebesar 35,95 MPa; 41,49 MPa; dan 40,45

Mpa.

Salain, dkk.2011 melakukan penelitian Pemanfaatan Abu Terbang Dalam

Jumlah Besar pada Pembuatan Beton yang dibuat dengan menggunakan abu

terbang sebanyak 50%, 55% dan 60% sebagai pengganti semen Portland tipe I

mampu mengembangkan kuat tekan sebesar berturut-turut 105%, 90% dan 85%

dari kuat tekan beton yang dibuat dengan 100% semen Portland tipe I, yang

besarnya 35,70 Mpa, pada umur 90 hari

Menurut SNI 17064-2004 (Semen Portland Pozolan), penggunaan abu

terbang sebagai pengganti semen pada pembuatan beton bertulang berkisar dari

6 - 40% terhadap berat semen yang digunakan. Sedangkan menurut Murdock dan

Brook (1991), proporsi abu terbang tidak boleh melebihi 7% dalam campuran

beton dan bila digunakan sebagai pengganti sebagian semen, proporsinya hanya

sekitar 20% dari keseluruhan berat semen yang digunakan.

xxi

Dari penelitian diatas maka dapat ditarik hubungan bahwa batas

penggantian semen dengan abu terbang berkisar antara 6% sampai 40%, artinya

penggantian semen dengan abu terbang masih masuk dalam ambang batas SNI

17064-2004 (Semen Portland Pozolan).

Terkait dengan uraian di atas, maka dilakukan penelitian untuk

mengetahui potensi abu terbang hasil pembakaran Aspalt batubara pada Mixing

Plan (AMP) PT. Harapan Jaya Beton Bali sebagai pengganti sebagian semen

Portland. Abu terbang tersebut merupakan sisa pembakaran batu bara pada tungku

pemanasan material bahan material aspal hotmix di PT. Harapan Jaya Beton yang

terletak di Jalan By Pass Ida Bagus Mantra. Volume abu terbang yang dihasilkan

setiap minggu adalah 30 m3, sehingga kalau di rata-ratakan menjadi 4 m

3 per hari.

Saat ini abu terbang hasil pembakaran Aspal Mixing Plan (AMP) tersebut

disimpan di tempat terbuka sehingga dapat mencemari lingkungan. Abu terbang

tersebut juga digunakan sebagai pupuk tanaman atau tanah urug yang dijual ke

pasaran dengan harga Rp. 50.000,00 per truk.

Menurut Kamus Bahasa Indonesia, potensi adalah kemampuan yang

mempunyai kemungkinan untuk dikembangkan; kekuatan; kesanggupan; daya. Selain itu

potensi adalah suatu kemampuan, kesanggupan, kekuatan ataupun daya yang

mempunyai kemungkinan untuk bisa dikembangkan lagi menjadi bentuk yang lebih

besar (Majdi : 2007). Potensi juga merupakan suatu bentuk sumber daya atau

kemampuan yang cukup besar namun kemampuan tersebut belum tersingkap dan

belum diaktifkan. Pendek kata, arti potensi adalah kekuatan terpendam yang belum

dimanfaatkan, bakat tersembunyi, atau keberhasilan yang belum diraih padahal

xxii

sejatinya kita mempunyai kekuatan untuk mencapai keberhasilan tersebut (Myles

Munroe)

Dalam penelitian ini yang dimaksud potensi adalah kemampuan abu terbang

dari sisa hasil pembakaran batubara pada Aspalt Mixing Plant PT. Harapan Jaya Beton

untuk pengganti sebagian semen Portland.

1.2 Rumusan Masalah

Masalah yang dapat diidentifikasi dari latar belakang penelitian ini adalah:

1. Apakah penggunaan abu terbang hasil pembakaran Aspalt Mixing Plan (AMP)

PT. Harapan Jaya Beton sebagai pengganti sebagian semen dalam campuran

beton dapat meningkatkan kuat tekan dan modulus elastisitas beton tersebut.

2. Berapa presentase penggunaan optimal, apabila abu terbang tersebut mampu

meningkatkan kuat tekan dan modulus elastisitas beton.

1.3 Tujuan Penelitian

Berdasarkan rumusan masalah yang telah diuraikan sebelumnya, beberapa

tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah:

1. Untuk menentukan, apakah penggunaan abu terbang hasil pembakaran Aspalt

Mixing Plan (AMP) PT. Harapan Jaya Beton dalam campuran beton dapat

meningkatkan kuat tekan dan modulus elastisitas beton tersebut.

2. Untuk menentukan prosentase penggunaan optimal abu terbang tesebut dalam

campuran beton.

xxiii

1.4 Manfaat Penelitian

Dari penelitian ini diharapkankan dapat diambil manfaat antara lain:

1. Untuk mendapatkan informasi mengenai potensi abu terbang sisa pembakaran

Aspalt Mixing Plant (AMP) PT. Harapan Jaya Beton sebagai pengganti

sebagian semen Portland dalam campuran beton.

2. Dapat digunakan sebagai salah satu cara untuk mengembangkan dan

memanfaatkan ilmu pengetahuan dan teknologi produksi bahan beton.

3. Merupakan salah satu upaya untuk mengurangi pencemaran lingkungan, yang

disebabkan oleh limbah limbah Aspalt Mixing Plan (AMP) berupa abu terbang

produksi PT. Harapan Jaya Beton itu sendiri yang telah digolongkan ke dalam

limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun).

1.5 Batasan Penelitian

Dalam penelitian ini, lingkup batasan permasalahannya adalah sebagai

berikut:

1. Abu terbang yang akan digunakan adalah abu terbang sisa pembakaran Aspal

Mixing Plant (AMP) produksi dari PT. Harapan Jaya Beton yang lolos ayakan

No. 200.

2. Hanya meneliti campuran beton yang terdiri dari perekat, agregat halus dan

agregat kasar.

3. Bahan perekatnya terdiri dari campuran semen Portland dan abu terbang.

4. Uji kuat tekan dan perpendekan beton dilakukan pada saat umur beton 28 hari,

56 hari dan 90 hari.

xxiv