ISSN: 2087-7986 PUBLIKASI ILMIAH

PUBLIKASI ILMIAH HASIL PENELITIAN

PENULIS

TUTANG MUHTAR

TUMINGAN

PRIYO SUROSO

NUR KHAERAT NUR

IKHLAS KITTA

RUDI HERMAN

YASSIR ARAFAT

MELLY LUKMAN

HAMKAH

SABARUDDIN

EDITOR

MUH.SALEH PALLU LAWALENNA SAMANG

M. W. TJARONGE HERMAN PARUNG

S.A. ADISASMITA M. ARSYAD THAHA

A. BAKRI MUHIDDIN

ISSN: 2087-7986

DITERBITKAN OLEH

PROGRAM DOKTOR TEKNIK SIPIL PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS HASANUDDIN VOLUME XXX-APRIL 2016

Publikasi Ilmiah S3 Teknik Sipil Unhas, April 2016 |11

SIFAT MEKANIK KEKUATAN BETON

MENGGUNAKAN LIMBAH ABU BATUBARA (POND ASH)

SEBAGAI PENGGANTI AGREGAT HALUS

Tumingan1, M. Wihardi Tjaronge2, Victor Sampebulu3 dan Rudy Djamaluddin4

1Mahasiswa Program Doktor Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin,

Jalan Poros Malino, Gowa Sulawesi Selatan, Telp 0812-5304265, email : [email protected] 2 Dosen Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin,

Jalan Poros Malino, Gowa Sulawesi Selatan, Telp 0815-2539401, email:[email protected] 3Dosen Jurusan Teknik Arsitektur, Universitas Hasanuddin,

Jalan Poros Malino, Gowa Sulawesi Selatan, Telp 0813-42705657, email:[email protected]

4Dosen Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin,

Jalan Poros Malino, Gowa Sulawesi Selatan, Telp 0811-460132, email:[email protected]

ABSTRAK Penangangan limbah pembakaran batubara pada pembangkit listrik tenaga uap di Lati kabupaten Berau yang

direkomendasikan badan pengelola dampak lingkungan Provinsi Kalimantan Timur adalah dengan cara

membuang abu batubara ke dalam kolam-kolam yang dialiri air agar abu batubara tidak terbang yang

menimbulkan polusi udara. Endapan atau kumpulan abu batubara dalam kolam pengendap dinamakan Pond

Ash. Penelitian ini memanfaatkan pond ash untuk campuran beton, dengan menguji pengaruh penggunaan

pond ash sebagai pengganti sebagian agregat halus optimum dalam campuran beton, diteliti menggunakan

spesimen berbentuk silinder diameter 100 mm dan tinggi 200 mm. Spesimen dibuat dengan mengambil

perbandingan prosentase pond ash sebesar 0%: 5%: 10%: 15% dan 20% terhadap campuran beton dengan

faktor air semen konstan 0,49 berdasarkan hasil rancangan campuran beton normal f’c 25 MPa. Pengujian

beton keras dilakukan terhadap kuat tekan, kuat tarik belah dan porositas dalam campuran beton. Hasil pengujian menetapkan kadar optimum agregat pond ash dalam campuran beton diperoleh komposisi pond

ash optimum 17,5% pada pengujian kuat tekan dan kuat tarik belah beton. Maka komposisi optimum untuk

bahan campuran pasir 20,0% : pond ash 17,5% : batu pecah 62,5%. Hasil pengujian kuat tekan 25,05 MPa

untuk beton normal dan 27,06 MPa untuk beton pond ash optimum, terjadi peningkatan sebesar 8,05%

terhadap beton normal. Hasil pengujian kuat tarik belah beton diperoleh hasil 2,459 MPa untuk beton normal

dan 2,659 MPa untuk beton pond ash optimum, terjadi peningkatan sebesar 8,15% terhadap beton normal.

Hasil pengujian porositas diperoleh hasil 4,43% porositas beton normal dan menurun berbanding kadar pond

ash nya yakni masing-masing 4,22%; 3,79%; 3,37% dan 3,17% dengan pola non linier.

Kata kunci : Beton pondash, kuat tekan beton, kuat tarik belah beton, porositas beton.

I. PENDAHULUAN

Kalimantan Timur memiliki kekayaan batubara yang sangat berlimpah. Potensi batubara

sangat tinggi namun tidak sebanding dengan keadaan wilayahnya, karena penggunaanya

cenderung di ekspor ke Luar Negeri. Kalimantan Timur masih mengalami krisis listrik

karena kurangnya pembangkit dan pembangkit yang ada 77% berupa PLTD, Keadaan

kelistrikan Kalimantan Timur tahun 2013, membutuhkan energi listrik mencapai 463,85

MW. Sementara ketersediaan daya sistem Mahakam mencapai 208 MW. Berarti tahun

2013 di Kalimantan Timur kekurangan daya 255,85 MW (Kaltim Membangun, 2012).

Salah satu solusi pemenuhan listrik adalah pengoperasian Pembangkit Listrik Tenaga Uap,

tetapi operasional PLTU menghasilkan limbah padat berupa abu batubara. Berdasarkan

bentuk butirannya ada yang lembut seperti debu disebut abu terbang batubara (fly ash

batubara) butirannya terbang terkena tiupan angin, berdimensi sangat halus setara lolos

saringan #200.Limbah abu batubara lainnya berbentuk kasar disebut abu dasar batubara

(bottom ash batubara), butirannya seperti pasir berwarna hitam ke abu-abuan tidak

mengkilat. Fly ash&Bottom ash bersifat non plastis dan tidak berkohesi.


Pond ash terdiri darifraksi halus dari abu batubara yang disebut sebagai abu terbang/ fly

ash, yang dikumpulkan di debu elektrostatis (electrostatic precipitators / ESP), dan abu

yang dikumpulkan di dasar boiler yang disebut sebagai abu dasar/ bottom ash. Abudasar,

abu terbang, abu bawah dll dicampur bersama-sama diangkut ke daerah tambak

penimbunan abu dengan memberikanaliran air atau sebaliknya dan disimpan di kolam abu

dalam kondisi tercampur dikenal dengan abu kolam/pond ash (Bhungani, Hiren., 2015).

Flyash dan bottom ash dicampur dengan air dan dibuang di kolam disebut sebagai abu

kolam / pond ash (Bagwan, K M.,2014). Ketika fly ash dan bottom ash atau keduanya

dicampur dalam proporsi dengan sejumlah air untuk membuatnya menjadi bubur dan

disimpan dalam kolam disebut sebagai abu kolam / pond ash (Rathod, Mihir.2015). Semua

PLTU di Kalimantan Timur, sistem pengelolaan limbah abu dilakukan dengan cara

menimbun pada kolam abu / pond ash.

Memperhatikan kondisi tersebut, dalam penelitian ini dicoba mencari solusi pemanfaatan

bahan pond ash untuk bahan pembuatan beton. Berdasarkan gradasinya, pond ash

memenuhi persyaratan agregat halus masuk zona 3, maka dicoba memanfaatkan pond ash

untuk menggantikan sebagian pasir dalam bahan campuran beton.

Permasalahan yang dapat dirumuskan dalam penelitian ini,bagaimana pengaruh bahan

limbah abu batubara (pond ash) sebagai pengganti sebagian agregat halus (pasir)dalam

campuran beton dan berapa proporsi / komposisi yang optimum untuk campuran beton?.

Untuk menjawab permasalahan ini maka tujuan penelitian ini ditegaskan untuk

menentukan komposisi / proporsi pond ash optimum dari variasi kadar pond ashyang

direncanakan terhadap pasir dalam campuran beton dan mengevaluasi karakteristik

campuran beton terhadap kekuatan tekan dan mikrostruktur beton dalam campuran antara

beton normal dan beton pond ash.

II LANDASAN TEORI

2.1 Beton Pond Ash

Betonpond ash adalah batuan hasil daricampuran agregat, semen dan air sebagai hidrasi

ditambah pond ash sebagai pengganti sebagian pasir yang mengeras dengan komposisi

tertentu. Penelitian yang berhubungan dengan limbah abu batubara sebenarnya sudah

banyak tetapi bahan limbah yang digunakan terpisah antara abu terbang batubara dan abu

dasar batubara. Disini dicoba dengan menggabungkan antara kedua jenis abu batubara

tersebut menjadi satu sesuai kondisi di lapangan yang menerapkan pengelolaan limbah abu

batubara ditempatkan menjadi satu kolam pembuangan (pond ash).

Beberapa peneliti yang mencoba memanfaatkan limbah pond ash sbagai bahan beton

antara lain : Bhungani dan Y. V. Akbari (2015), Penggunaan limbah berbahaya (pond ash)

dalam pembuatan beton akan menyebabkan lingkungan yang hijau & teknologi beton

berkelanjutan,kuat tekan beton meningkat sesuai peningkatan umurnya,kekuatan tarik

belah beton dan kekuatan lentur beton meningkat pada penambahan 20% pengganti pasir,

sertapenggunaan pond ash membuat beton lebih ekonomis.Mihir Rathod dan Shipra

Sharma (2015), limbah termal pond ash dan bottom ash dapat digunakan penggantian

agregat halus dalam beton, workability menurun sesuai peningkatan persentase pond

ash,pada kadar pond ash 30 - 40% dalam campuran beton meningkatkan kuat tekan, kuat

lentur dan kekuatan tarik belah beton,tetapi density beton menurun mengikuti peningkatan

persentase penggantian pasir dengan pond ash.Penelitian tentang pemanfaatan bahan pond

ash sebagai pengganti semen (25 - 45%), persentase pond ash meningkat, kekuatan tekan

beton berkurang, hasil penelitian K. M. Bagwan, dan Dr. S. S. Kulkarni (2014).


2.2 Material Penyusun Beton

Semen Portland

Sifat-sifat kimia dari bahan pembentuk mempengaruhi kualitas semen yang dihasilkan,

sebagaimana hasil susunan kimia yang terjadi diperoleh senyawa dari semen portland.

Persentase berat dari C3S, C2S, C3A dan C4AF dalam semen portland dapat dihitung

dengan rumus yang awalnya dikembangkan oleh Bogue dan diadopsi dari ASTM C150.

Hidrasi semen sangat komplek sehingga reaksi dari masing-masing unsur semen dalam

bentuk silikat (C3S dan C2S) dan aluminat (C3A dan C4AF) dianalisa masing-masing

secara tunggal.

Air. Dalam pembuatan beton, air merupakan salah satu faktor penting, karena air dapat

bereaksi dengan semen, yang akan menjadi pasta pengikat agregatdan sebagai pelumas

antar butir-butir agregat agar mudah dikerjakan (diaduk, dituang dan dipadatkan) saat

beton segar, mempengaruhi kuat desak beton.Kelebihanair menyebabkan penurunan

kekuatan beton,juga mengakibatkan beton menjadi bleeding. Hal ini menyebabkan

kurangnya lekatan antara lapis-lapis beton dan merupakan bagian yang lemah.

Agregat. Kandungan agregat dalam beton mencapai 60%-75% dari volume beton.

Agregat dibedakan menjadi dua yakni agregat kasar yaitu agregat yang memiliki ukuran

butir lebih dari 5 mm, dapat berupa kerikil alami hasil disintegrasi alami batuan atau batu

pecah yang dihasilkan oleh industri pemecah batu. Dan agregat halus yaitu agregat dengan

butiran kurang dari 5 mm, dapat berupa pasir alam sebagai hasil disintegrasi alami batuan

atau pasir yang dihasilkan oleh industri pemecah batu.

2.3 Sifat-sifat Mekanik Beton

Sifat-sifat mekanik beton diawali dengan pengujian-pengujian terhadap kekuatan tekan,

kekuatan tarik, karakteristik tegangan-regangan (modulus elastisitas), porositasdan sifat-

sifat fisik diantaranya proses pengerasan, deformasi, respon terhadap kondisi

lingkungan.Hal ini sangat penting karena merupakan gambaran mengenai kualitas beton

Kekuatan/sifat-sifat beton keras ini dapat dikemukakan sebagai berikut :

a. Kuat tekan

Sifat yang paling penting dari beton adalah kuat tekan beton, eartberhubungannya dengan

sifat-sifat lain, maksudnya apabila kuat tekan beton tinggi, sifat-sifat lainnya juga

baik.Kuat tekan beton didefinisikan sebagai besarnya tekanan yang mampu ditahan oleh

luasan permukaan beton sehingga beton tersebut hancur. Persamaan perhitungan kuat

tekan beton dan tata cara pengujian mengacu standar ASTM C 39.

b. Kuat tarik belah beton

Parameter kuat tarik beton secara tepat sulituntuk diukur. Suatu pendekatan yang

umumuntuk mengukur nilai kuat tarik beton dengan pengujian kuat tarik belah beton

yangmemberikan hasil yang mencerminkanbesarnya kuat tarik yang sebenarnya,

hasilnyadigunakan untuk menentukan nilai kuat tarikbeton. Kekuatan tarik belah

betonuntuk mengetahui daya ikatan antara semen dan agregat dari benda uji silinder yang

umum diberikan sebagai kekuatan tarik beton fct, rumusan dalam SNI. 03-2847-2002

nilainya berbanding dengan kekuatan tekan betonf’c.

c. Porositas Beton

Porositas dapat didefinisikan sebagaiperbandingan volume pori-pori (volumeyang dapat

ditempati fluida) terhadapvolume total beton. Ruang pori pada betonumumnya terjadi

akibat kesalahan dalampelaksanaan dan pengecoran seperti: faktorair-semen yang

berpengaruh pada lekatanantara pasta semen dengan agregat,besar kecilnya nilai slump,

pemilihan tipesusunan gradasi agregat gabungan, maupunterhadap lamanya pemadatan.


Semakintinggi tingkat kepadatan pada betonmaka semakin besar mutu beton itu

sendiri,sebaliknya semakin besar porositas beton,maka kekuatan beton akan semakinkecil.

Perhitungan nilai porositas mengacu pada ASTM C 642 – 90.

2.4 Kerangka pikir penelitian

Gambar 1. Kerangka pikir penelitian

III. METODE PENELITIAN 3.1 Rancangan Penelitian

Metode pelaksanaan penelitian ini adalah penelitian ekperimental dan analisa tentang

karakteristik mikrostruktur dan sifat mekanik pada beton yang dibuat dengan bahan pond

ash sebagai pengganti agregat halus. Adapun tahapan penelitian ini adalah :

a) Pemeriksaan karakteristik material penyusun beton yakni pemeriksaan agregat halus,

pemeriksaan agregat kasar, pemeriksaan semen serta pemeriksaan air.

b) Rancangan campuran dengan menggunakan metode SNI untuk beton normal.

Ditetapkan mutu beton f’c = 25 MPa.

c) Variasi kadar Pond Ash diambil sebanyak 5 variasi termasuk beton kontrol, yakni: 0%;

5%; 10%; 15% dan 20% terhadap berat agregat campuran, variasi 0% adalah beton

normal sebagai pembanding. Dengan jumlah benda uji/sampel untuk masing-masing

variasi sebanyak 12 (dua belas) buah.

d) Pembuatan benda uji dan pengujian beton segar dengan pengujian slump.

e) Pengujian beton keras terdiri atas pengujian kuat tekan, porositas dan modulus

elastisitas beton dengan mangacu ASTM. Pengujian beton keras dilakukan pada umur

1, 3, 7, 14, 28 dan 90 hari.

f) Analisa mikrostruktur beton dilakukan dengan pengujian SEM dan XRD.

3.2 Bahan dan Peralatan

Bahan yang digunakan untuk penelitian ini ditetapkan menggunakan Semen Portland

Komposite (PCC) Tonasa, air yang digunakan dari air bersih dilingkungan Laboratorium

Bahan Konstruksi Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri, agregat diambil dari plant

borneo ready mix di Samarinda yang diimpor dari Kota Palu Sulawesi Tengah, baik

PLN Persero

Thn 2013 perlu

Daya 463,85 MW

PLTD Mhkm

208 MW

Kekurangan285,5

5 MW

Pemenuhan Listrik

PLTU

T Grogot

2x7 MW

Kariangau

2x100 MW

Tj Batu Tgr

2x7 MW

Lati Berau

2x7 MW

Total242 MW

Pembangkit

Listrik

bahan baku

Batubara

Fly Ash +

Bottom Ash

limbah

Pond Ash

Untuk 2x7 MW

8.000 ton/bln

Batubara.

Dari 4.400 ton

coal ash 60

ton

Untuk produksi

242 MW listrik

140.000 ton

Coal limbah

Coal Ash 1.885

ton/bulan

KONSEPSI

METODOLOGI

RISET FOKUS

Fly Ash dan

Bottom Ash

terpisah

BAHAN PEMBUAT

BETON

MERUBAH

BAHAN

LIMBAH

MENJADI

PRODUK

DISERT

ASI

OUT

COME


agregat halus (pasir) maupun agregat kasar (batu pecah). Sedangkan bahan pond ash

diambil dari PLTU PT. Berau coal di Lati kabupaten Berau Kalimantan Timur.

Alat yang digunakan adalah R-ray defraction (XRD), scanning electron microscope (SEM),

universal testing mechine kapasitas 1000 KN. Concrete compression testing mechine,

mesin pencampur bahan (molen/mixer), cetakan berbentuk silinder diameter 10 cm dan

tinggi 20 cm, neraca dan alat bantu lainnya.

3.3 Waktu dan Lokasi Penelitian

Waktu Penelitian berlangsung selama 18 (delapan belas) bulan, mulai bulan Oktober 2013

sampai dengan April 2015.

Lokasi Penelitian dilaksanakan di dua tempat yakni pada Laboratorium Bahan Konstruksi

Politeknik Negeri Samarinda untuk pengujian sifat fisik betonnya dan Laboratorium

Mikrostruktur Universitas Negeri Makassar untuk pengujian kimiawi, SEM dan XRD.

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengujian awal untuk menentukan komposisi campuran, terlebih dahulu dilakukan

pengujian material penyusun beton (semen, pasir, batu dan pond ash). Hasil penelitian

terhadap bahan beton diperoleh sebagai berikut :

Semen Portland

Sifat-sifat kimia dari bahan pembentuk mempengaruhi kualitas semen, hasil pengujian

susunan kimia dalam bentuk susunan oxida dari semen portland komposit dibandingkan

dengan semen portlan dalam Neville & Brooks(2010) ditunjukkan pada tabel 1 berikut :

Tabel 1. Susunan Oxida Semen Portland (Neville & Brooks, 2010).

Oksida Hasil Uji (%) Syarat Neville (%)

a. Kapur (CaO)

b. Silika (SiO2)

c. Alumunia (Al2O3)

d. Besi (Fe2O3)

e. Magnesia (MgO)

f. Sulfur (SO3)

64,25

19.44

0.52

2.36

0.48

0.35

60 – 67

17 – 25

3 – 8

0,5 – 6

0,1 – 4

0,5 – 1

Agregat. Beberapa sifat karakteristikagregat pasir, batu pecah dan pond ash,berdasarkan

hasil analisis pengujian diperoleh hasil seperti tercantum dalam Tabel 2. Penyerapan pond

ash sangat tinggi mempengaruhi keperluan air untuk campuran.

Tabel 2. Hasil pengujian karakteristik Pasir, Batu pecah dan pond ash.

No Karakteristik Pasir Batu Pecah Pond ash

1 Bobot isi 1,362 1,522 0,859

2 Berat jenis SSD 2,547 2,718 1,868

3 Penyerapan (%) 1,40 0,80 37,93

4 Kadar Air (%) 1,256 1,142 1,275

5 Abrasion Los Angeles (%) --- 16,6 ---

Hasil pengujian analisa saringan agregat untuk menentukangradasi batu pecah, gradasi

pasir dan gradasi pond ash. Gradasi agregat kasar distribusi butirannya untuk diameter

maksimum 20 mm sesuai standar SNI 03-2834-2000terdapat kekurangan butiran

kasarnya,butiran pasir memenuhi dan masuk kategori zona 1, sedangkanpond ashsebagai

pengganti pasir mengacu standar yang digunakan mengikuti standar untuk agregat halus,

hasilnya memenuhi kategori zona 3.


Variasi komposisi campuran pada awalnya dihitung dengan cara percobaan prosentase

gradasi gabungan pasir terhadap batu pecah tanpa menambahkan pond ash diperoleh

perbandingan 37,5% pasir dan 62,5% batu pecah.

Dari hasil gradasi gabungan awal, selanjutnya dengan menetapkan prosentase batu pecah

62,5% sebagai komposisi konstan sekaligus sebagai komposisi campuran bahan beton

kontrol, sedangkan variasi selanjutnya prosentase pasir berkurang berbanding dengan

penggantianpond ash sebesar 0%; 5%; 10%; 15% dan 20% terhadap total agregat untuk

campuran beton.

Hasil analisa gabungan agregat bahan campuran beton umtuk 5 variasi, hasil pengujian

kadar air dan penyerapan agregat serta hasil pengujian berat jenis dan penyerapan agregat,

diperhitungakan dalam format rancangan campuran beton sesuai SNI 03-2834-2000,hasil

perhitungan keperluan bahan tiap 1 m3 adalah seperti tabel 3.

Tabel 3. Hasil perhitungan komposisi bahan untuk campuran beton.

No. Komposisi

pond ash

Komposisi bahancampuran (Kg/m3)

Semen Air Pasir Pond ash Agregat kasar

1 0 % 408,16 202,91 664,59 0,00 1.124,33

2 5 % 408,16 234,77 575,98 56,75 1.124,,33

3 10 % 408,16 266,64 487,37 113,50 1.124,33

4 15 % 408,16 298,50 398,75 170,25 1.124,33

5 20 % 408,16 330,36 310,14 227,00 1.124,33

Dari masing-masing komposisi bahan dibuatkan benda uji sesuai bentuk dan ukurannya,

pada pengujian tahap ini adalah untuk menentukan kadar pond ash optimum dari 5 variasi

yang diujikan. Hasil untuk masing-masing pengujian dijelaskan sebagai berikut :

1. Kuat tekan beton

Hasil pengujian kuat tekan beton yang diperoleh antara beton normal dan beton pond

ashditunjukkan pada gambar 2.

Gambar 2. Hubungan kuat tekan beton terhadap umur.

Peningkatan kekuatan tekan beton terlihat bahwa kekuatan tekan untuk semua variasi

beton meningkat dengan bertambahnya umur hidrasi. Peningkatan kuat tekan beton

nampak lebih cepat pada umur hidrasi awal, sampai 28 hari, selanjutnya peningkatannya

cenderung lebih lambat. Hubungan kekuatan tekan beton terhadap umur memiliki pola

peningkatan yang sama antara beton normal maupun beton pond ash. Memperhatikan hal

ini dapat dinyatakan kalau beton pond ash mempunyai karakteristik peningkatan kekuatan

tekan yang sama pada berbagai umur dibandingkan dengan karakteristik peningkatan

kekuatan tekan beton normal.

0

5

10

15

20

25

30

35

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Ku

at tek

an (

MP

a)

Umur (hari)

0%5%10%15%20%


Hasil perhitungan rata-rata kekuatan tekan setelah direduksi terhadap umur 28 hari (kecuali

umur 1 hari) untuk menentukan kadar pond ash optimum dengan bantuan grafik polinomial

yang ditunjukkan pada gambar 3.

Gambar 3. Kekuatan tekan beton optimum.

Dari gambar 3 diperoleh hasil kekuatan tekan 25,05 MPa untuk beton normal,kekuatan

tekan maksimum 27,32 MPa untuk beton pond ash15%dan kekuatan tekan optimum

sebesar 27,06 MPa dengan penggantian pond ash sebesar 17,5% terjadi peningkatan kuat

tekan beton sebesar 8,05% terhadap beton normal.

2. Kuat tarik belah beton

Hasil pengujian kuat tarik belah beton untuk beton normal dan beton dengan penggantian

pasir terhadap pond ash diperoleh hasil pada gambar 4.

Gambar 4. Hubungan kuat tarik belah beton terhadap umur.

Pada gambar 4pola peningkatan kuat tarik belah beton sama seperti pola peningkatan kuat

tekan beton dimana kekuatan tarik belah pada umur awal juga rendah untuk beton pond

ash.Memperhatikan hal ini dapat dinyatakan kalau kuat tarik belah beton pond ash

mempunyai karakteristik peningkatan kekuatan tarik belah yang sama pada berbagai umur

dibandingkan dengan karakteristik peningkatan kekuatan tarik belah beton normal.

25.05

25.79

26.60

27.32

26.87

24.5

25.0

25.5

26.0

26.5

27.0

27.5

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0

Kuat

tek

an (

MP

a)

% Pond Ash

1.0

2.0

3.0

4.0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Tar

ik b

elah

(M

Pa)

Umur (hari)

0%

5%

10%

15%

20%


Gambar 5. Kekuatan tarik belah beton optimum.

Hasil perhitungan kekuatantarik belah beton rata-rata umur 28 hari untuk menentukan

kadar pond ash optimum dengan bantuan grafik polinomial yang ditunjukkan pada gambar

5, diperoleh hasil dengan kekuatan tarik belah beton 2,459 MPa untuk beton normal,

kekuatan tarik belah beton maksimum 2,666 MPa untuk beton pond ash 15% dan kekuatan

tarik belah beton optimum sebesar 2,659 MPa dengan penggantian pond ash sebesar

16,9% atau terjadi peningkatan kuat tekan beton sebesar 8,15% terhadap kekuatan tarik

belah beton normal.

3. Porositas beton

Hasil analisa pengujian porositas atau rongga dalam campuran beton diperoleh hasil pada

gambar 6. Nilai porositas dalam beton cenderung naik sesuai dengan penambahan kadar

pond ash sebagai pengganti pasir, bahkan cenderung bersifat linier. Porositas terendah

pada beton normal dengan nilai sebesar 4,43%, terendah pada beton pond ash 20% dengan

porositas 3,17%, pola penurunannya non linier.

Gambar 6. Grafik hubungan porositas terhadap kadar pond ash.

V. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil analisa terhadap sifat mekanik kekuatan beton yang menggunakan bahan

pond ash sebagai pengganti agregat halus terhadap hasil pengujian kuat tekan, kuat tarik

belah dan porositas beton serta pola peningkatan kekuatan terhadap 5 variasi pengujian

dapat disimpulkan :

a. Berdasarkan karakteristik bahan campuran beton pond ashsebagai pengganti pasir

diperoleh komposisi pond ash optimum 17,5% dengan perbandingan/komposisi bahan

2.459

2.549

2.626

2.6662.645

2.40

2.45

2.50

2.55

2.60

2.65

2.70

0 5 10 15 20 25

Ku

at t

arik

bel

ah (

MP

a)

% Pond Ash

4.43

4.22

3.79

3.37

3.17

3.00

3.25

3.50

3.75

4.00

4.25

4.50

0 5 10 15 20 25

% P

oro

sita

s

% Pond Ash


pasir 20,0% : pond ash 17,5% : batu pecah 62,5%dengan hasil kekuatan tekan 25,05

MPa untuk beton normal dan 27,06 MPa untuk beton pond ash optimum atau terjadi

peningkatan sebesar 8,05% terhadap beton normal.

b. Berdasarkan pengujian kuat tarik belah diperoleh komposisi campuran beton pond ash

optimum 16,9% dengan perbandingan/komposisi bahan pasir 20,6% : pond ash 16,9% :

batu pecah 62,5% dengan hasil kuat tarik belah 2,459 MPa untuk beton normal dan

2,659 MPa untuk beton pond ash optimum, terjadi peningkatan 8,15% terhadap beton

normal.

c. Hasil pengujian porositas diperoleh hasil 4,43% porositas beton normal dan menurun

non linier berbanding kadar pond ash yakni masing-masing 4,22%; 3,79%; 3,37% dan

3,17% dengan pola tidak linier.

VI. DAFTAR PUSTAKA

1. 1992,Annual Book of ASTM Standars. Section 4 Construction, Volume 04.02 Concrete

Aggregates, Philadelphia.

2. 1999. ASTM C39/C39M - 99, Standard Test Method for Compressive Strength of

Cylindrical Concrete Specimens.

3. 2012, Optimistis Kaltim terang 2013 terwujud. Membangun Kaltim No. 01/XII/2012.

4. Bagwan, K. M., Kulkarni, Dr. S. S. (2014) A Study of Characteristic and Use of Pond

Ash for ConstructionWebsite: www.ijetae.com (ISSN 2250-2459, ISO 9001:2008

Certified Journal, Volume 4, Issue 6, June 2014.

5. Bhungani, Hiren., Akbari. Y. V. (2015) Use Waste Material of Sikka Power Plant-

(Mound Ash) in Concrete Replacement as Fine AggregateIJSRD/Vol. 3/Issue

02/2015/564).

6. http://bisnis.news.viva.co.id/news/read/138777-pltu_200mw_dibangun_di_

kalimantan_timur. Di akses pada tanggal 16 Mei 2015, 18:11

7. http://diskominfo.kaltimprov.go.id/berita-pltu-teluk-balikpapan-ditarget-ber operasi--

2015-.html, Sabtu, 26 Maret 2013). Di akses pada tanggal 16 Mei 2015, 17:42

8. http://lampost.co/berita/pln-hadapi-kendala-tangani-limbah-abu-batubara, Di akses

pada tanggal 16 Mei 2015, 15:21

9. Kadam, M.P., and Patil, DR.Y.D., (2013)Effect of Bottom Ash as sand replacement on

the properties of concrete with different W/C/ ratio, International Journal of Advanced

Technology in Civil Engineering, ISSN: 2231 –5721, Volume-2, Issue-1.

10. Keith, Kevin Paul. (2011)Characterization of the Behavior of High Volume Fly Ash

Concrete. A thesis submitted to the Graduate Faculty of Auburn University in partial

fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science Auburn, Alabama.

December 12, 2011.

11. Kurama, Haldun; Kaya,Mine., (2008)Usage of coal combustion bottom ash in

concrete mixture, Construction and Building Materials 22 (2008) 1922–1928.

12. Nuruddin, M.F; Qazi,Sobia; Shafiq, N; Kusbiantoro, A. (2010)Compressive Strength

& Microstructure of Polymeric Concrete Incorporating Fly Ash & Silica Fume.

Canadian Journal on Civil Engineering Vol. 1, No. 1, February 2010.

13. Prasad, D. S. Rajendra; Maheshwarappa, S. M; Suresh, S, (2011)Effect on

Compressive Strength of Replacing Cement by Fly-ash and RHA with CO2 Curing. In

International Journal of Earth Sciences and Engineering ISSN 0974-5904, Volume 04,

No 06 SPL, October 2011, pp. 959-964.

14. Rathod, Mihir., Sharma, Shipra. (2015) Review on the Use of both Fly-Ash and Pond-

Ash in Concrete Mix Design IJSRD / Vol. 2/Issue 12/2015/056.


15. Singh, Malkit; Siddique, Rafat., (2013)Effect of coal bottom ash as partial replacement

of sand on properties of concrete, Resources, Conservation and Recycling 72 (2013)

20– 32.

16. Tumingan; Tjaronge, M W; Djamaluddin, Rudy; dan Sampebulu, Victor.

(2014)Compression Strength Of Concrete With Pond Ash As Replacement Of Fine

Aggregate, ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, Vol. 9, No. 12,

December 2014.

17. Tumingan; Tjaronge, M W; Djamaluddin, Rudy; dan Sampebulu, Victor. (2016)

Penyerapan dan Porositas pada beton menggunakan bahan Pond Ash sebagai

pengganti Pasir, Proseding Seminar Nasional Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri

Jakarta.

Publikasi Ilmiah S3 Teknik Sipil Unhas, Februari 2016 |86

ALAMAT:

Jalan Poros Gowa – Malino KM. 7 Sulawesi Selatan

Tel. 0411-580373, Fax. 0411-580373

Email: [email protected]

http://www.civileng-unhas.ac.id

http://www.civileng-unhas/

ISSN: 2087-7986 PUBLIKASI ILMIAH

Documents

Transcript of ISSN: 2087-7986 PUBLIKASI ILMIAH