PEMANFAATAN LIMBAH SLAG ALUMINIUM SEBAGAI ...repository.ppns.ac.id/2216/1/1015040007 -...

i

TUGAS AKHIR (613423A)

PEMANFAATAN LIMBAH SLAG ALUMINIUM SEBAGAI SUBSTITUSI SEMEN DALAM PEMBUATAN BETON NORMAL (STUDI KASUS : KAWASAN HOME INDUSTRY KECAMATAN SUMOBITO) Balqis Ramadhani NRP. 1015040007 DOSEN PEMBIMBING: DENNY DERMAWAN, S.T., M.T. MOCH. LUQMAN ASHARI, S.T., M.T.

PROGRAM STUDI D4 TEKNIK PENGOLAHAN LIMBAH JURUSAN TEKNIK PERMESINAN KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA SURABAYA 2019

ii

(HALAMAN INI SENGAJA DIKOSONGKAN)

iii

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

PEMANFAATAN LIMBAH SLAG ALUMINIUM SEBAGAI SUBSTITUSI

SEMEN DALAM PEMBUATAN BETON NORMAL (STUDI KASUS :

KAWASAN HOME INDUSTRY KECAMATAN SUMOBITO)

Disusun Oleh:

Balqis Ramadhani

NRP 1015040007

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Kelulusan

Program Studi D4 Teknik Pengolahan Limbah

Jurusan Teknik Permesinan Kapal

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

Disetujui oleh Tim penguji Tugas Akhir Tanggal Ujian : 2 Juli 2019

Periode Wisuda : September 2019

Menyetujui,

Dosen Penguji NIDN Tanda Tangan

1. Denny Dermawan, S.T., M.T. (0008047607) (…………..……)

2. Moch. Luqman Ashari, S.T., M.T. (0025078003) (……………..…)

3. Ulvi Pri Astuti, S.T., M.T. (0028109001) (………………..)

4. Mochammad Choirul Rizal, S.T., M.T. (0027078702) (………………..)

Dosen Pembimbing NIDN Tanda Tangan

1. Denny Dermawan, S.T., M.T. (0008047607) (…………………)

2. Moch. Luqman Ashari, S.T., M.T. (0025078003) (…………………)

Mengetahui

Koordinator Program Studi,

Denny Dermawan, S.T., M.T.

NIP. 197604082009121001

Menyetujui

Ketua Jurusan,

George Endri Kusuma, S.T., M.Sc.Eng.

NIP. 197605172009121003

iv


v

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

N

o Date

Rev

Page

: :

:

:

F.WD I.021 3 Nopember 2015

01

1 dari 1

LEMBAR BEBAS PLAGIAT

Yang bertandatangan dibawah ini :

Nama : Balqis Ramadhani

NRP. : 1015040007

Jurusan/Prodi : Teknik Permesinan Kapal/D4 Teknik Pengolahan Limbah

Dengan ini menyatakan dengan sesungguhnya bahwa :

Tugas Akhir yang akan saya kerjakan dengan judul :

“PEMANFAATAN LIMBAH SLAG ALUMINIUM SEBAGAI SUBSTITUSI

SEMEN DALAM PEMBUATAN BETON NORMAL (STUDI KASUS :

KAWASAN HOME INDUSTRY KECAMATAN SUMOBITO)”

Adalah benar karya saya sendiri dan bukan plagiat dari karya orang lain.

Apabila dikemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah tersebut, maka

saya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan peraturan yang berlaku.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan penuh tanggung jawab.

Surabaya, 2 Juli 2019

Yang membuat pernyataan,

(Balqis Ramadhani)

NRP. 1015040007

vi


vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur atas kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan segala berkat,

rahmat, hidayah dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan

Tugas Akhir dengan judul “Pemanfaatan Limbah Slag Aluminium sebagai

Substitusi Semen dalam Pembuatan Beton Normal (Studi Kasus : Kawasan Home

Industry Kecamatan Sumobito)” yang disusun sebagai persyaratan untuk

menyelesaikan pendidikan program Diploma IV Teknik Pengolahan Limbah di

Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya. Penulis berharap agar tugas akhir ini

dapat memberi manfaat serta pengetahuan yang lebih luas kepada pembaca

mengenai pengolahan limbah B3 dengan teknik solidifikasi.

Dalam penyusunan tugas akhir ini tentunya penulis tidak terlepas dari

berbagai pihak yang memberikan bimbingan, kepercayaan, doa, dan dukungan

berupa tenaga, pikiran, materi maupun moril hingga terselesaikannya laporan

tugas akhir ini. Pihak-pihak yang telah memberikan banyak kontribusi khususnya

:

1. Bapak Ir. Eko Julianto, M.Sc., F.RINA selaku Direktur Politeknik

Perkapalan Negeri Surabaya.

2. Bapak George Endri Kusuma, S.T., M.Sc.Eng. selaku Ketua Jurusan

Teknik Permesinan Kapal Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

3. Bapak Denny Dermawan, S.T., M.T. selaku Koordinator Program Studi

D4 Teknik Pengolahan Limbah Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya

serta Dosen Pembimbing I Tugas akhir penulis yang telah memberikan

bimbingan dan masukan yang sangat bermanfaat dan telah banyak

membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Bapak Moch. Luqman Ashari, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II

Tugas akhir penulis yang telah memberikan bimbingan, dukungan, dan

membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir serta memberikan

masukan- masukan yang sangat bermanfaat demi kemajuan tugas akhir

penulis.

5. Ibu Ulvi Pri Astuti, S.T., M.T. dan Bapak Mochammad Choirul Rizal,

S.T., M.T. selaku dosen penguji Tugas Akhir penulis yang telah

memberikan bimbingan dan koreksi dari pengajuan hingga penyelesaian

tugas akhir.

6. Ibu Tanti Utami Dewi, S.Si., M.Sc selaku Koordinator Tugas Akhir

Program Studi D4 Teknik Pengolahan Limbah Politeknik Perkapalan

Negeri Surabaya.

7. Dosen-dosen Program Studi D4 Teknik Pengolahan Limbah yang tidak

dapat disebutkan satu per satu.

8. Seluruh Dosen dan Karyawan Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya,

terimakasih atas dukungan dan ilmu yang telah diberikan kepada penulis,

selama penulis menyelesaikan pendidikan di prodi D4 Teknik Pengolahan

Limbah Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

viii

9. Bapak Ridho Bayuaji, S.T., M.T., Ph.D. selaku Kepala Laboratorium

Material dan Struktur Gedung, Kampus ITS Manyar, Surabaya serta

seluruh staff di Laboratorium tersebut, yang telah memberi pengalaman,

ilmu, bantuan dan bimbingan selama penulis melakukan penelitian.

10. Bapak Bambang beserta karyawan selaku pemilik salah satu tempat

peleburan logam aluminium bekas di Kawasan Home Industry Desa

Bakalan, Kecamatan Sumobito, Kabupaten Jombang yang telah

memberikan dukungan besar dalam pengerjaan tugas akhir penulis.

11. Kedua orang tua penulis yaitu Ayah Widayat dan Mama Siti Maslakhah,

Mbak Silvi, Neng Ema, seluruh keluarga besar Bani Kaswadi dan Bani

Sardjoeni yang tiada henti selalu mendoakan, memberikan dukungan baik

moriil maupun materil kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

12. Mas Wachid yang selalu memberikan motivasi, semangat, bantuan tenaga

dan waktu serta doa untuk penulis dalam menyelesaikan Tugas akhir.

13. Deva Ratrika, sahabat yang sudah seperti saudara penulis yang selalu

menjadi pendengar dan cermin terbaik bagi penulis khususnya dalam

proses hingga penyelesaian Tugas Akhir.

14. Keluarga Kontrakan E 47B, Yuyun, Mama Ned, yang selalu medukug

dan memotivasi penulis dalam menyelesaikan Tugas akhir.

15. Citra Eripramita Y., Anis Rosyida, Nedya Nayaka S., Istina Nisa’adzini,

Nadya Ayu A., Dian Qoriati, Ahmad Randi T., Aditya K.P., Kurniawan

A. S., Rizal Hardiansyah, yang telah bersedia meluangkan waktu untuk

membantu serta bertukar fikiran dengan penulis ketika kesulitan dalam

masa On The Job Training dan menyelesaikan Tugas Akhir.

16. Teman-teman seperjuangan D4 Teknik Pengolahan Limbah 2015 yang

saling mendoakan, memberikan motivasi dan cinta hingga penulis mampu

menyelesaikan pendidikan D4 Teknik Pengolahan Limbah. Terimakasih

atas segalanya selama 4 tahun ini.

17. Teman-teman Desa Janti, DK SCOUTNEMA, PRAMANA, RPPSN, dan

seluruh pihak yang telah mendoakan dan mendukung penulis dengan cara

apapun, terimakasih atas kebaikan kalian, semoga kebaikan teman-teman

semua dibalas berkali lipat oleh Allah.

Tugas akhir ini tentunya masih jauh dari sempurna, oleh karena itu

kritik dan saran yang membangun atas ketidaksempurnaan penyusunan

Tugas akhir ini sangat penulis harapkan. Semoga Tugas akhir ini dapat

memberikan manfaat bagi para pembaca pada umumnya dan penulis pada

khususnya. Semoga Allah SWT memberikan balasan yang berlipat ganda

kepada semua orang yang telah berjasa dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

Surabaya, 28 Juni 2019

Balqis Ramadhani

ix

PEMANFAATAN LIMBAH SLAG ALUMINIUM SEBAGAI

SUBSTITUSI SEMEN DALAM PEMBUATAN BETON

NORMAL (STUDI KASUS : KAWASAN HOME INDUSTRY

KECAMATAN SUMOBITO)

Balqis Ramadhani

ABSTRAK

Peleburan logam bekas aluminium di kawasan home industry Kecamatan

Sumobito, Kabupaten Jombang menghasilkan limbah slag sebanyak 70% dari

bahan baku. Limbah disalahgunakan warga sebagai penguruk jalan hingga tanggul

untuk mencegah banjir kiriman, namun limbah berdampak buruk bagi kesehatan

dan lingkungan. Limbah slag mengandung Al2O3 yang berpotensi menjadi

material penyusun semen. Penelitian bertujuan memanfaatkan limbah slag

aluminium sebagai material pengganti semen. Penelitian diawali dengan

karakterisasi SEM-EDX, ICP, dan XRD; pengujian kualitas material dan

perencanaan campuran berdasarkan SNI 03-2834-2000, pengujian final setting

time, pengujian kuat tekan, pengujian statistik, dan pengujian kandungan B3

akhir. Hasil analisa SEM-EDX, ICP, dan XRD limbah slag berukuran 10-55m

mengandung unsur Al, Na, Cl, K, F, Si, Mg, Ca, Fe, Cu, N didominasi Al2O3

sebanyak 20%. Pengujian kualitas material memenuhi standar, kecuali kadar

lumpur kerikil 8%, sehingga harus dicuci, kebutuhan material untuk satu spesimen

tanpa substitusi limbah 965gr semen, 338gr air, 850gr pasir, dan 1.579gr kerikil.

Nilai setting time akhir semen diuji dengan jarum vicat mengalami kenaikan pada

substitusi limbah 10% dan 11%. Substitusi limbah berpengaruh secara signifikan

pada kuat tekan beton yang diuji dengan Kruskal-Wallis. Uji kandungan B3 akhir

dengan ICP menunjukkan Cu 10,3 ppm dan F 5,5 ppm yang memenuhi baku mutu

TCLP.

Kata kunci: slag aluminium, kecamatan sumobito, beton, ICP, Kruskal-Wallis

x


xi

THE USE OF ALUMINUM SLAG WASTE AS CEMENT

SUBSTITUTION ON NORMAL CONCRETE PRODUCTION

(CASE STUDY : HOME INDUSTRY AREA IN SUMOBITO

SUBDISTRICT)

Balqis Ramadhani

ABSTRACT

The smelting of aluminum scrap metal in home industry area of Sumobito

Subdistrict, Jombang Regency produces 70% of slag waste from raw materials.

Waste is misused by residents as roadblocks and dikes to prevent flood, but waste

has a negative impact on health and environment. Slag waste contains Al2O3

which has the potential to become a cement building material. The research aims

to utilize aluminum slag waste as a cement replacement material. The study

begins with characterization using SEM-EDX, ICP, and XRD; material quality

and mix design based on SNI 03-2834-2000, final setting time test, compressive

strength test, statistical test, and final hazardous content test. The results of SEM-

EDX, ICP, and XRD analyze slag sized 10-55m containing Al, Na, Cl, K, F, Si,

Mg, Ca, Fe, Cu, N were dominated by 20% of Al2O3. Material quality meets

standards except gravel sludge content so it must be washed, material

requirements for one specimen without waste substitution are 965gr cement,

338gr water, 850gr sand, and 1,579gr gravel. The final setting time value was

tested with vicat needles increase in 10% and 11% waste substitution. Waste

substitution has a significant effect on concrete compressive strength tested with

Kruskal-Wallis. The final hazardous content tested with ICP showed Cu 10.3ppm

and F 5.5ppm which met TCLP standards.

keywords: aluminum slag, sumobito subdistrict, concrete, ICP, Kruskal-Wallis

xii


xiii

DAFTAR ISI

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

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

LEMBAR BEBAS PLAGIAT ........................................................................... v

KATA PENGANTAR ...................................................................................... vii

ABSTRAK .......................................................................................................... ix

ABSTRACT ......................................................................................................... xi

DAFTAR ISI .................................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL ........................................................................................... xvii

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xix

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xixi

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

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

1.2 Perumusan Masalah .................................................................................................... 3

1.3 Tujuan ......................................................................................................................... 4

1.4 Manfaat Tugas Akhir .................................................................................................. 4

1.5 Batasan Masalah ......................................................................................................... 5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 7

2.1 Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) ........................................................ 7

2.1.1. Mudah Meledak................................................................................................ 7

2.1.2. Mudah Menyala................................................................................................ 7

2.1.3 Reaktif ............................................................................................................... 8

2.1.4 Infeksius ............................................................................................................. 9

2.1.5 Korosif .............................................................................................................. 10

2.1.6 Beracun ............................................................................................................ 11

2.2 Limbah Slag Aluminium .................................................................................... 11

2.3 Pengujian Karakteristik Limbah Slag Aluminium .............................................. 13

2.3.1. Pengujian SEM (Scanning Electron Microscope) dan EDX (Energy Dispersive

X-Ray) ............................................................................................................... 13

2.3.2.Pengujian Kadar dengan ICP (Inductivity Coupled Plasma) dan AAS (Atomic

Absorption Spectroscopy) .................................................................................. 14

2.3.3 Pengujian Kadar dengan Gravimetri ................................................................ 15

xiv

2.4 Beton ................................................................................................................... 16

2.5 Bahan Penyusun Beton ........................................................................................ 17

2.6 Pengujian Material............................................................................................... 20

2.6.1 Pengujian Sifat Fisis Material .......................................................................... 20

2.7 Perencanaan Campuran Beton ............................................................................. 26

2.7.1. Penetapan Kuat Tekan yang Disyaratkan ........................................................ 26

2.7.2. Penetapan Kuat Tekan Rata-Rata .................................................................... 26

2.7.3. Penetapan Jenis Semen .................................................................................... 27

2.7.4. Penetapan Jenis Agregat .................................................................................. 27

2.7.5. Penetapan Faktor Air Semen ........................................................................... 27

2.7.6. Penetapan Faktor Air Semen Maksimum ........................................................ 29

2.7.7. Slump ............................................................................................................... 30

2.7.8. Penetapan Kadar Air Bebas ............................................................................. 31

2.7.9. Perhitungan Jumlah Semen ............................................................................. 31

2.7.10. Perhitungan Jumlah Semen Minimum .......................................................... 31

2.7.11. Penentuan Susunan Besar Agregat Halus ...................................................... 31

2.7.12. Penentuan Susunan Besar Agregat Kasar ...................................................... 32

2.7.13. Penentuan Persen Agregat Halus terhadap Agregat Total ............................. 32

2.7.14. Perhitungan Berat Jenis Campuran Agregat .................................................. 32

2.7.15. Penentuan Berat Isi Beton Segar ................................................................... 34

2.7.16. Perhitungan Kandungan Kebutuhan Agregat Total ....................................... 35

2.7.17. Perhitungan Kandungan Kebutuhan Agregat Halus dan Kasar ..................... 35

2.7.18. Pemeriksaan dan Koreksi Proporsi Campuran .............................................. 35

2.8 Pengujian Beton................................................................................................... 36

2.9 Pengujian Statistik ............................................................................................... 38

2.10 Penelitian Terdahulu .......................................................................................... 39

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN .......................................................... 43

3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian .............................................................................. 43

3.2. Populasi dan Sampel Penelitian .......................................................................... 44

3.3. Data Penelitian.................................................................................................... 45

3.4. Variabel Penelitian ............................................................................................. 45

3.5. Persiapan Uji ..................................................................................................... 47

3.5.1. Persiapan Alat ................................................................................................. 47

xv

3.5.2. Persiapan Bahan ............................................................................................. 47

3.6. Pembuatan dan Perawatan Benda Uji ..................................................................... 48

3.7. Proses Pengujian ..................................................................................................... 51

3.7.1. Pengujian Karakteristik Limbah Slag Aluminium .......................................... 51

3.7.2. Pengujian pH Limbah Slag Aluminium .......................................................... 51

3.7.3. Pengujian Sifat Fisik Material ......................................................................... 51

3.7.4. Pengujian Konsistensi Semen, Setting Time, dan Slump ................................. 52

3.7.5. Pengujian Kuat Tekan Beton ........................................................................... 55

3.7.6. Pengujian Kandungan Akhir ........................................................................... 56

3.8 Diagram Alir Penelitian ........................................................................................ 57

3.9. Jadwal Pelaksanaan Penelitian ............................................................................... 62

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 63

4.1 Hasil Pengujian Karakteristik Limbah Slag Aluminium ..................................... 63

4.1.1 Hasil Pengujian SEM-EDX Limbah Slag Aluminium ..................................... 63



4.2 Hasil Pengujian Sifat Fisik Material dan Mix Design ......................................... 67

4.2.1 Hasil Pengujian Sifat Fisik Material ................................................................ 67

4.2.2 Mix Design ....................................................................................................... 68

4.3 Hasil Pengujian Waktu Ikat Semen (Setting Time) ............................................. 75

4.3.1 Pengujian Konsistensi Semen ......................................................................... 77

4.3.2 Pengujian Waktu Ikat Semen dengan Variasi Limbah ..................................... 78

4.4 Pengaruh Substitusi Limbah Slag terhadap Kuat Tekan ..................................... 84

4.4.1 Hasil Pengujian Kuat Tekan ............................................................................ 86

4.4.2 Hasil Pengujian Statistik .................................................................................. 90

4.5 Hasil Pengujian Kandungan Akhir ...................................................................... 90

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 91

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 93

xvi


xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Perkiraan Kekuatan Tekan Beton (MPa) dengan semen dan agregat

kasar ................................................................................................ 28

Tabel 2.2 Perkiraan Proporsi Campuran berdasarkan Mutu Beton ................. 29

Tabel 2.3 Persyaratan Jumlah Semen Minimum dan FAS Maksimum untuk

Berbagai Macam Pembetonan dalam Lingkungan Khusus ............ 29

Tabel 2.4 Batas Nilai Slump untuk Berbagai Pekerjaan Beton ....................... 30

Tabel 2.5 Perkiraan Kadar Air Bebas (kg/m3) ................................................ 31

Tabel 2.6 Gradasi Pasir ................................................................................... 32

Tabel 2.7 Persyaratan Gradasi Agregat Kasar ................................................ 32

Tabel 2.8 Penyebab Utama Variasi Kekuatan ................................................. 37

Tabel 3.1 Rincian Komposisi Benda Uji ........................................................ 44

Tabel 3.2 Data Primer ..................................................................................... 45

Tabel 3.3 Definisi Operasional ....................................................................... 46

Tabel 3.4 Jumlah Lapisan pada Pembuatan Benda Uji ................................... 49

Tabel 3.5 Jumlah Penusukan untuk Benda Uji Silinder .................................. 50

Tabel 3.6 Toleransi Waktu yang Diizinkan .................................................... 55

Tabel 3.7 Diameter Maksimum Permukaan Tekan ......................................... 55

Tabel 3.8 Faktor Koreksi Rasio L/D Benda Uji .................................................. 56

Tabel 3.9 Jadwal Pelaksanaan Penelitian ...................................................... 62

Tabel 4.1 Hasil Analisa EDX ........................................................................... 64

Tabel 4.2 Hasil Analisa ICP ............................................................................ 65

Tabel 4.3 Rangkuman Hasil Uji Sifat Fisik Material ...................................... 67

Tabel 4.4 analisa ayakan pasir lumajang ........................................................ 70

Tabel 4.5 Hasil Analisa Gradasi Pasir Lumajang ........................................... 71

Tabel 4.6 Proporsi Campuran ......................................................................... 73

Tabel 4.7 Koreksi Proporsi Campuran ............................................................. 74

Tabel 4.8 Kebutuhan Material.......................................................................... 74

xviii

Tabel 4.9 Kebutuhan Material Tiap Variasi .................................................... 75

Tabel 4.10 Hasil Pengujian Konsistensi Normal Semen ................................. 76

Tabel 4.11 Waktu Ikat Variasi 1 ...................................................................... 76

Tabel 4.12 Interpolasi waktu ikat awal variasi 1 .............................................. 77


Tabel 4.14 Interpolasi waktu ikat awal variasi 2 ............................................. 77




Tabel 4.18 Ekstrapolasi waktu ikat awal variasi 4 .......................................... 79





Tabel 4.23 Waktu Ikat Variasi 7 ....................................................................... 81




Tabel 4.27 Waktu Ikat Variasi 9 ....................................................................... 82


Tabel 4.29 Hasil Pengujian Kuat Tekan .......................................................... 85

Tabel 4.30 Hasil Uji Normalitas Kolmogorov-Smirnov .................................. 88

Tabel 4.31 Hasil Pengujian Kruskall-Wallis ................................................... 89

Tabel 4.32 Hasil Pengujian Kandungan Akhir ................................................ 90

xix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Simbol B3 Mudah Meledak ........................................................ 7

Gambar 2.2 Simbol B3 Mudah Menyala (a) carian; (b) padatan ................... 8

Gambar 2.3 Simbol B3 Reaktif ....................................................................... 9

Gambar 2.4 Simbol B3 Infeksius .................................................................... 10

Gambar 2.5 Simbol B3 Korosif ...................................................................... 11

Gambar 2.6 Simbol B3 Beracun ..................................................................... 11

Gambar 2.7 (a) Limbah Slag Aluminium ........................................................ 13

Gambar 2.7 (b) Kawasan Home Industry Peleburan Logam Bekas ............... 13

Gambar 2.8 SEM.EDX ................................................................................... 14

Gambar 2.9 Alat AAS ..................................................................................... 15

Gambar 2.10 Alat ICP ..................................................................................... 15

Gambar 2.11 Gradasi Pasir Zona I .................................................................. 24

Gambar 2.12 Gradasi Pasir Zona II ................................................................. 24

Gambar 2.13 Gradasi Pasir Zona III ............................................................... 25

Gambar 2.14 Gradasi Pasir Zona IV ............................................................... 25

Gambar 2.15 Hubungan Antara Kuat Tekan dengan FAS .............................. 28

Gambar 2.16 Grafik Prosentase Agregat Halus Terhadap Agregat Keseluruhan

dengan Ukuran Butir Maksimal 10 mm .................................... 33





Gambar 2.19 Grafik Perkiraan Berat Isi Beton Basah .................................... 34

Gambar 3.1 Sketsa Tipe Kehancuran Benda Uji ............................................ 56

Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian .............................................................. 57

xx

Gambar 4.1 Hasil SEM-EDX (a) perbesaran 1.000 x (b) perbesaran 5.000 x (c)

perbesaran 10.000 x (d) perbesaran 20.000 x ............................... 63

Gambar 4.2 Hasil EDX .................................................................................... 64

Gambar 4.3 Hasil Analisa XRD ...................................................................... 64

Gambar 4.4 Penentuan Nilai Faktor Air Semen .............................................. 69

Gambar 4.5 Zona Gradasi Pasir Lumajang ..................................................... 71

Gambar 4.6 Penentuan Persentase Agregat Halus ........................................... 72

Gambar 4.7 Penentuan Berat Jenis Beton ....................................................... 72

Gambar 4.8 Hasil Pengujian Waktu Ikat ......................................................... 83

Gambar 4.9 Pengembangan Volume Spesimen .............................................. 84

Gambar 4.10 Hasil Uji Kuat Tekan ................................................................. 87

xxi

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A HASIL PENGUJIAN KARAKTERISTIK ......................... 97

LAMPIRAN B HASIL PENGUJIAN MATERIAL DAN MIX DESIGN . 113

LAMPIRAN C HASIL UJI KONSISTENSI SEMEN DAN SETTING TIME

................................................................................................ 141

LAMPIRAN D DOKUMENTASI KEGIATAN .......................................... 149

xxii


1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kecamatan Sumobito, Kabupaten Jombang merupakan salah satu

kawasan yang dikenal sebagai pusat industri peleburan logam bekas

baik dari skala kecil, menengah hingga skala besar. Kecamatan

Sumobito memiliki 110 industri yang terdiri dari 3 industri besar, 23

industri sedang, dan 66 industri kecil (Arisandi 2018). Industri

peleburan sebanyak 50% berada di Desa Kendalsari, 23% berada di

Desa Bakalan, dan selebihnya tersebar merata di 12 desa yakni

Jogoloyo, Sumobito, Segodorejo, Mlaras, Curahmalang, Sebani,

Madiopuro, Gedangan, Talun Kidul, Kedungpapar, Badas, dan Palrejo.

Kegiatan peleburan logam bekas yang bertujuan memurnikan

aluminium dalam barang bekas ini diketahui telah beroperasi sejak

tahun 1970 secara turun-temurun.

Satu tempat peleburan logam yang memiliki 4 dapur pemanasan

dalam sehari mampu memproduksi 300 kg aluminium dari 3.000 kg

bahan baku aluminium bekas, sedangkan 2.700 kg dari sisa bahan baku

tersebut menjadi hasil samping berupa slag aluminium yang berbentuk

butiran halus berwarna abu-abu. Limbah slag aluminium digunakan

oleh warga sekitar sebagai sebagai upaya pencegahan banjir kiriman

tahunan dari Kecamatan Wonosalam seperti tanggul sungai, urug jalan

dan setapak sawah, peninggi pelataran rumah, hingga pondasi bangunan

tanpa pengolahan apapun. Peraturan Pemerintah nomor 101 tahun 2014

tentang Pengelolaan Bahan Berbahaya dan Beracun menyatakan bahwa

slag aluminium yang berasal dari kegiatan peleburan dan pelapisan

aluminium termasuk dalam limbah B3 kategori 2 dengan kode B313-2.

Dilansir dari Riski (2018), Kepala Balai Pengamanan dan Penegakan

Hukum Lingkungan Hidup dan Kehutanan Wilayah Jawa Timur, Bali,

dan Nusa Tenggara, KLHK, Beny Bastiawan telah melakukan

pengamanan dan penyegelan wilayah-wilayah yang secara uji sampling

2

telah terbukti mengandung limbah B3. Selain penindakan hukum,

pihaknya bekerjasama dengan Dinas Lingkungan Hidup Provinsi Jawa

Timur dan Kabupaten Jombang, juga melakukan langkah-langkah

penanganan lingkungan yang telah tercemar limbah B3.

Dampak buruk penyalahgunaan limbah slag aluminium yang

telah dirasakan seperti penurunan kualitas lingkungan sekitar dan

gangguan kesehatan. Menurut Puertas dan Vazquez (1999), limbah

pembakaran sekunder aluminium sebagian besar terdiri dari aluminium

oksida (Al2O3) sebesar 67%, silika (SiO2) 4,14%, magnesium oksida

6,03%, kalsium oksida (CaO) sebesar 4,83%, fero oksida 1,00%, dan

sebagian kecil dari TiO, MnO, F, Cl, Na2O, K2O dan nitrogen

ammonical. Unsur-unsur tersebut bila terakumulasi dalam tubuh

manusia akan dapat menyebabkan alzheimer, silikosis, hingga bronkitis

(Adeosun et al., 2014).

Oksida logam seperti Al2O3 telah lama digunakan sebagai bahan

mentah untuk keramik, refraktori, dan semen, karena memiliki kekuatan

yang tinggi serta kestabilan termal yang baik (Ismunandar, 2006).

Penelitian dari Galat, Dhawale dan Kitey (2017), limbah slag

aluminium berpotensi menjadi substitusi semen hingga 20% dari berat

semen dalam campuran beton dan memiliki kuat tekan hingga 25,5

MPa pada usia 28 hari. Beton dengan kekuatan diatas 25 MPa

merupakan beton dengan kuat tekan standar yang diperuntukkan untuk

konstruksi dasar seperti pondasi, dinding bangunan bertingkat, dan

sebagainya (Bina Marga Direktorat Jendaral, 2010).

Penelitian Nursyafril dkk (2014), mendapatkan kuat tekan senilai

11,79 MPa dengan substitusi limbah aluminium sebanyak 4% dari berat

semen sebagai mortar. Penelitian tersebut tidak menetapkan ukuran

butiran slag aluminium maksimum yang dapat digunakan dalam

substitusi semen melainkan hanya memperhatikan gradasi agregat.

Galat, Dhawale dan Kitey (2017), mendapat kuat tekan hingga 25,23

MPa dengan substitusi 30% slag aluminium berukuran maksimum 106

m.

3

Penelitian ini akan menggunakan penetapan ukuran maksimum

slag aluminium untuk mencapai kuat tekan yang direncanakan.

Rancangan beton slag aluminium diperuntukkan sebagai struktur utama

seperti pengecoran jalan, pembuatan jalan setapak sawah, tanggul

sungai dan sebagainya yang telah ditutup dengan limbah aluminium.

Rancangan ini juga diharapkan dapat menghemat biaya clean-up lahan

setempat yang diprediksi oleh Dirjen Pengolahan Sampah dan Limbah

B3 yang mencapai 29 Milyar Rupiah tiap luasan 40 m2. Hasil dari

penelitian ini juga dapat digunakan sebagai acuan para pemilik usaha

peleburan aluminium bekas untuk melaksanakan pemanfaatan limbah

B3 slag aluminium sehinggat menciptakan lapangan kerja baru bagi

warga Desa Bakalan, Kecamatan Sumobito, Kabupaten Jombang

khususnya.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang diatas dapat dirumuskan beberapa

permasalahan diantaranya adalah:

1. Bagaimana karakteristik dari limbah slag aluminium?

2. Bagaimana kualitas material berdasarkan sifat fisiknya serta komposisi

material berdasarkan mix design beton normal?

3. Bagaimana hasil pengujian waktu ikat akhir semen?

4. Bagaimana pengaruh penambahan slag aluminium terhadap kuat tekan

beton?

5. Bagaimana hasil uji kandungan akhir beton dengan substitusi semen

oleh slag aluminium?

4

1.3 Tujuan

Berdasarkan perumusan masalah diatas, maka tujuan dari penelitian

ini adalah:

1. Mengidentifikasi karakteristik dari limbah slag aluminium.

2. Mengidentifikasi kualitas material berdasarkan sifat fisiknya serta

komposisi material berdasarkan mix design beton normal.

3. Mengidentifikasi besar waktu ikat akhir semen.

4. Menganalisis pengaruh penambahan slag aluminium terhadap kuat

tekan beton.

5. Menganalisis hasil uji kandungan akhir beton normal dengan substitusi

semen oleh slag aluminium.

1.4 Manfaat Tugas Akhir

Manfaat yang akan diperoleh dari penelitian ini adalah:

1. Bagi Peneliti

a. Mengaplikasikan ilmu pengolahan limbah B3 agar tidak

mencemari lingkungan dan menimbulkan bahaya bagi kesehatan.

2. Bagi Kawasan Home Industry

a. Sebagai landasan ilmiah yang dapat digunakan untuk mengajukan

perizinan pemanfaatan limbah B3 bagi pengusaha peleburan

Aluminium di Kecamatan Sumobito khususnya Desa Bakalan.

b. Sebagai saran alternatif untuk menekan biaya clean-up lahan

tercemar.

c. Sebagai peluang lapangan kerja baru bagi masyarakat sekitar

kecamatan Sumobito khususnya Desa Bakalan.

5

1.5 Batasan Masalah

Ruang Lingkup dan Batasan yang digunakan pada penelitian ini

adalah:

1. Limbah slag aluminium yang digunakan berasal dari proses

pembakaran aluminium bekas di Desa Bakalan, Kecamatan Sumobito,

Kabupaten Jombang.

2. Homogenisasi limbah slag aluminium berdasarkan ukuran slag.

3. Pengujian karakteristik limbah aluminium dilakukan dengan uji SEM

untuk mengetahui kandungan dalam limbah, kemudian dilanjutkan

dengan ICP/AAS/gravimetri untuk mengetahui kadar komponen yang

terkandung dalam limbah tersebut.

4. Pengujian beton basah adalah pengujian slump dan waktu ikat akhir

semen dengan alat jarum vicat.

5. Desain campuran beton mengacu pada SNI 03-2834-2000.

6. Semen yang digunakan adalah semen portland tipe 1.

7. Pengujian kuat tekan dilakukan pada saat beton berusia 28 hari.

8. Uji kelayakan persyaratan teknis yang digunakan mengacu pada

penggolongan mutu kuat tekan dan penggunaannya oleh Departemen

Pekerjaan Umum dalam panduan tahun 2010 yang dilakukan di

Laboratorium Material dan Struktur Gedung, Kampus ITS Manyar.

9. Uji kelayakan persyaratan lingkungan menggunakan ICP dilakukan

pada komposisi beton yang memiliki nilai uji tekan terbesar.

10. Analisa pengaruh penambahan limbah slag aluminium sebagai

substitusi semen menggunakan pengujian statistik metode ANOVA

satu arah atau alternatifnya dengan software SPSS.

6


7

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3)

Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun merupakan suatu sisa

kegiatan yang memiliki kandungan zat berbahaya sehingga mampu

menurunkan kualitas lingkungan dan kesehatan manusia. Berdasarkan PP

101 tahun 2014 Tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan

Beracun berdasarkan karakteristiknya dapat digolongkan menjadi:

2.1.1. Mudah Meledak

Limbah yang pada temperatur dan tekanan standar bernilai

250C dan 760 mmHg dapat meledak atau bila bereaksi secara

kimia maupun fisika dapat menimbulkan gas bertemperatur dan

bertekanan tnggi sehingga dapat merusak lingkungan sekitar

dengan cepat.

Gambar 2.1 Simbol B3 Mudah Meledak

(Peraturan Menteri Lingkugan Hidup, 2013)

2.1.2. Mudah Menyala

Kategori mudah meledak apabila memiliki salahsatu sifat

berkut:

1. Limbah berupa cairan mengandung alkohol < 24 % volume

dan/atau pada titik nyala < 600C (1400F) akan menyala

apabila terjadi kontak dengan api, percikan api, atau sumber

nyala lain pada tekanan udara 760 mmHg. Pengujian sifat

8

mudah menyala untuk limbah bersifat cair dapat dilakukan

dengan menggunakan seta closed tester, pensky martens

closed cup, atau metode lain yang setara dan termutakhir.

2. Limbah yang bukan berupa cairan, yang pada temperatur

dan tekanan standar bernilai 250C dan 760 mmHg mudah

menyala melalui gesekan, penyerapan uap air, atau

perubahan kimia secara spontan, dan jika menyala dapat

nyala terus-menerus. Sifat ini dapat diketahui secara

langsung tanpa harus melalui pengujian di laboratorium.

(a)

(b)

Gambar 2.2 Simbol B3 Mudah Menyala (a) carian; (b) padatan


2.1.3 Reaktif

Limbah dalam kategori ini adalah limbah yang memiliki

minimal salah satu dari sifat berikut:

1. Pada keadaan normal tidak stabil, menyebabkan

perubahan tanpa ledakan. Secara fisik dapat diamati

dengan munculnya asap, gelembung gas, dan perubahan

warna.

9

2. Berpotensi menimbulkan ledakan, menghasilkan gas,

uap, atau asap bila bereaksi dengan air tanpa

memerlukan pengujian di laboratorium

3. Merupakan limbah sianida, sulfida, atau amonia yang

pada pH 2,0-12,5 dapatmenghasilkan uap, gas, atau

asap beracun yang jumlahnya membahayakan

kesehatan manusia dan lingkungan. Sifat ini dapat

diketahui melalui pengujian limbah secara kualitatif.

Gambar 2.3 Simbol B3 Reaktif


2.1.4 Infeksius

Limbah B3 bersifat infeksius yaitu Limbah medis padat yang

terkontaminasi organisme patogen yang tidak secara rutin ada di

lingkungan, dan organisme tersebut dalam jumlah dan virulensi yang

cukup untuk menularkan penyakit pada manusia rentan. Yang

termasuk ke dalam Limbah infeksius antara lain:

1. Limbah yang berasal dari perawatan pasien yang

memerlukan isolasi penyakit menular atau perawatan

intensif dan Limbah laboratorium.

2. Limbah yang berupa benda tajam seperti jarum suntik,

perlengkapan intravena, pipet pasteur, dan pecahan

gelas.

3. Limbah patologi yang merupakan Limbah jaringan

tubuh yang terbuang dari proses bedah atau otopsi.

10

4. Limbah yang berasal dari pembiakan dan stok bahan

infeksius, organ binatang percobaan, bahan lain yang

telah diinokulasi, dan terinfeksi atau kontak dengan

bahan yang sangat infeksius.

5. Limbah sitotoksik yaitu Limbah dari bahan yang

terkontaminasi dari persiapan dan pemberian obat

sitotoksik untuk kemoterapi kanker yang mempunyai

kemampuan membunuh atau menghambat pertumbuhan

sel hidup.

Gambar 2.4 Simbol B3 Infeksius


2.1.5 Korosif

Limbah yang memiliki salah satu atau lebih sifat-sifat berikut:

1. Limbah dengan pH < 2 untuk limbah bersifat asam atau

pH > 12,5 untuk yang bersifat basa. Sifat korosif limbah

padat dilakukan dengan mencampurkan limbah dengan

air sesuai dengan metode yang berlaku

2. Limbah yang menyebabkan tingkat iritasi yang ditandai

dengan adanya kemerahan atau eritema dan

pembengkakan atau edema. Sifat ini dapat diketahui

dengan melakukan pengujian pada hewan uji mencit

dengan menggunakan metode yang berlaku.

11

Gambar 2.5 Simbol B3 Korosif


2.1.6 Beracun

Limbah B3 beracun adalah Limbah yang memiliki karakteristik

beracun berdasarkan uji penentuan karakteristik beracun melalui

TCLP, Uji Toksikologi LD50, dan uji sub-kronis.

Gambar 2.6 Simbol B3 Beracun


2.2 Limbah Slag Aluminium

Limbah slag aluminium yang berada di kawasan peleburan logam

aluminium bekas Desa Bakalan, Kecamatan Sumobito, Kabupaten

Jombang berasal dari abu tungku pemasakan logam aluminium. Sisa

residu dari pembakaran berupa terak yang selanjutnya disebut sebagai

slag atau dross aluminium. Slag aluminium tersebut memiliki rendeman

sekitar 30% atau bila dalam satu hari mengolah 1.000 kg dross maka

jumlah limbah slag yang dihasilkan sebesar 700 kg/hari. Limbah Slag

Aluminium sendiri termasuk dalam limbah B3 kategori bahaya 2 dengan

12

kode B-3132 karena berasal dari kegiatan produksi sekunder dalam

lampiran I PP 101 Tahun 2014.

Arisandi (2018), menjelaskan slag aluminium (Asalum) terdiri dari

fraksi kasar yang mengandung kadar logam tinggi dan fraksi debu halus

yang mengandung oksida logam dan garam. Umumnya limbah slag

aluminium masih mengandung logam aluminium (10-20%), campuran

garam flux (40–55%), dan aluminium oksida (20–50%). Campuran

garam flux disebut salt cake mengandung 5–7% residu aluminium, 15–

30% aluminium oksida, 30–55% NaCl, dan 15–30% KCl serta serpihan

yang mengandung karbida, nitrida dan fosfida, serta polychlorinat

dibenzo-p-dioxin (PCDD) dan polychlorinat dibenzofuran (PCDF).

Kandungan logam yang mendominasi dalam slag aluminium (Nursyafril,

2014) adalah 69,39% Aluminium Oksida; 8,31% Magnesium Oksida;

4,9% Silikat Oksida; 3,2% Kalsium Oksida; 1,96% Besi Oksida dan

1,9% Titanium Oksida. Soroka (1993), menyatakan bahwa 90% semen

portland tersusun oleh campuran unsur Ca,Si, Al dan Fe yang berikatan

menjadi senyawa kompleks tertentu sehingga limbah slag aluminium

berpotensi menjadi bahan substitusi semen.

Potensi limbah B3 seperti slag aluminium untuk dimanfaatkan

sehigga tidak berbahaya bagi lingkungan juga dijelaskan oleh Badan

Pengendalian Dampak Lingkungan (1995), dimana proses untuk

mengubah jenis, jumlah dan karakteristik limbah B3 menjadi tidak

berbahaya dan/atau tidak beracun dan/atau immobilisasi limbah B3

sebelum ditimbun dan/atau memungkinkan agar limbah B3 dimanfaatkan

kembali (daur ulang). Proses pengolahan limbah B3 dapat dilakukan

secara fisika dan kimia, insinerasi dan stabilisasi/solidifikasi.

13

(a)

(b)

Gambar 2.7 (a)Limbah Slag Aluminium;

(b)Kawasan Home Industry Peleburan Logam Bekas

(Dokumentasi Pribadi, 2019)

2.3 Pengujian Karakteristik Limbah Slag Aluminium

2.3.1. Pengujian SEM (Scanning Electron Microscope) dan EDX

(Energy Dispersive X-Ray)

Prinsip kerja instrumen SEM mirip seperti mikroskop yang

menggunakan elektron sebagai pengganti cahaya dengan perbesaran

sangat tinggi berkisar antara 10 hingga 3 x 106 kali. Elektron yang

bersifat monokromatik ditembakkan menuju anoda yang berfungsi

sebagai pembatas agar pancaran elektron tidak melebihi sudut

hambur yang terlalu besar. Sinar elektron yang telah melewati anoda

kemudian diteruskan menuju lensa magnetik dan menuju koil hingga

akhirnya menembak sampel (Aprida, 2018).

Menurut Natania dalam Nuraini (2018), instrumen tersebut

dapat memberi informasi mengenai topografi permukaan dari

14

spesimen, karakteristik serta komposisi dari suatu sampel. Namun

dalam praktiknya untuk mengetahui unsur penyusun suatu sampel

pada kulit permukaan memerlukan analisis menggunakan EDX.

Alat SEM-EDX dapat dilihat pada Gambar 2.8 berikut:

Gambar 2.8 SEM-EDX (https://www.hitachi-

hightech.com/global/science/products/microscopes/electron-

microscope/sem/flexsem1000.html)

2.3.2.Pengujian Kadar dengan ICP (Inductivity Coupled Plasma) dan

AAS (Atomic Absorption Spectroscopy)

Penelitian Michalak dan Chojnacka, (2011) menyatakan

metode yang paling tepat untuk mengetahui kandungan ion logam

dalam larutan maupun padatan menggunakan AAS dan ICP.

Pengujian mengggunakan SEM EDX seperti penjelasan pada sub

bab 2.3.1 hanya dapat mengetahui kandungan unsur dari permukaan

kulit sampel sehingga perlu diidentifikasi lebih lanjut menggunakan

AAS ataupun ICP.

Menurut Khopkar (2003), Inductively Coupled Plasma Atomic

Emmision Spectroscopy (ICP-AES) adalah sebuah teknik analisis

yang digunakan untuk mendeteksi logam dalam sampel

menggunakan metode spektrofotometer emisi. ICP-AES

menggunakan plasma sebagai sumber atomisasi, kemudian pancaran

15

yang dihasilkan unsur dengan mengukur intensitasnya. Sampel yang

akan dianalisis menggunakan ICP AES ini harus berwujud larutan

yang homogen sehingga untuk sampel padat harus didestruksi

terlebih dahulu.

Gambar 2.9 Alat ICP-OES

(http://delthawati.blogspot.com/2015/02/inductively-coupled-plasma-oleh.html)

Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) adalah salah satu

instrumen pengukuran konsentrasi unsur pada suatu elemen yang

menggunakan prinsip eksitasi pada atom. Metode AAS berprinsip

pada absorpsi cahaya oleh atom. Batas deteksi metode AAS sangat

bervariasi dan dapat mencapai puluhan ppb tergantung dari sifat

analit dan matriks serta kesensitifan AAS yang digunakan (Vogel,

1985).

Gambar 2.10 Alat AAS

(https://bisakimia.com/2014/09/09/pembahasan-aas-atau-spektroskopi-serapan-atom/)

2.3.3 Pengujian Kadar dengan Gravimetri

https://bisakimia.com/2014/09/09/pembahasan-aas-atau-spektroskopi-serapan-atom/

16

Alternatif metode pengujian unsur non logam pada suatu

sampel dapat menggunakan gravimetri. Metode analisis gravimetri

merupakan suatu metode analisis yang didasarkan pada pengukuran

berat, yang melibatkan pembentukan, isolasi dan pengukuran berat

dari suatu endapan (Widiarto, 2009). Kinerja metode gravimetri:

a. Relatif lambat

b. Memerlukan sedikit peralatan (Neraca dan oven)

c. Tidak memerlukan kalibrasi (Hasil didasarkan pada berat

molekul)

d. Akurasi 1-2 bagian per seribu

e. Sensitivitas: analit > 1%

f. Selektivitas: tidak terlalu spesifik

2.4 Beton

Campuran antara pasta semen dengan agregat yang membentuk

suatu fasa kontinyu yang kekuatannya dipengaruhi oleh kekuatan ikatan

diantara keduanya disebut beton (Soroka, 1993). Pembuatan beton pada

era ini telah mengalami berbagai kemajuan dari segi material maupun

keunggulannya terhadap lingkungan yang beragam. Inovasi yang paling

banyak dilakukan meliputi bahan tambah sebagai pengganti semen,

agregat, hingga penambahan katalis untuk menunjang kekuatan beton.

2.4.1. Kelas dan Mutu Beton

Mutu beton digolongkan dalam 3 kelas mutu yakni (Bina Marga

Direktorat Jendaral, 2010):

a. Beton mutu I

Beton mutu I diperuntukkan pekerjaan non struktural dan

memiliki mutu kuat tekan sebesar f’c= 7,4 MPa (K-100) ; f’c= 9,8

MPa (K-125) ; dan f’c= 12,2 MPa (K-150).

b. Beton mutu II

Beton mutu II diperuntukkan pekerjaan struktur seperti lantai,

jalan, pondasi, kolom, dsb dan memiliki mutu kuat tekan sebesar

17

f’c= 14,5 MPa (K-175) ; f’c= 16,9 MPa (K-200) ; f’c= 19,3 MPa

(K-225) ; f’c= 21,7 MPa (K-250) ; f’c= 24 MPa (K-275).

c. Beton mutu III

Beton mutu III diperuntukkan pekerjaan struktural khusus

karena memiliki kuat tekan sangat tinggi f’c= 28,8 MPa (K-325) ;

f’c= 31,2 MPa (K-350).

2.4.2. Sifat-Sifat Beton

Tjokrodimuljo (1995) menjelaskan bahwa beton memiliki sifat yang

berbeda-beda dipengaruhi oleh cara pembuatan, perbandingan campuran,

cara mencetak, cara memadatkan, cara merawat dan sebagainya. Sifat-

sifat beton setelah mengeras antara lain:

a. Tahan Lama

b. Kuat Tekan

c. Kuat Tarik

d. Modulus elastisitas

e. Rangkak

f. Susut

g. Kemudahan Pengerjaan

2.5 Bahan Penyusun Beton

2.5.1. Semen Portland

Semen yang paling banyak digunakan dalam pekerjaan beton ialah

semen portland. Semen portland diartikan sebagai semen hidrolik yang

dihasilkan dengan cara menggiling terak besi (klinker) yang mengandung

kalsium silikat yang bersifat hidrolis, digiling bersama-sama dengan

bahan tambahan berupa satu atau lebih kristal senyawa kalsium sulfat

dan boleh ditambah dengan bahan lain. Semen digunakan dalam

pembuatan beton sebagai bahan pengikat antara satu komponen

penyusun beton dengan komponen lainnya dan banyak dipakai dalam

pembangunan fisik. Penambahan air pada semen akan menghasilkan

suatu pasta semen yang jika mengering akan mempunyai kekuatan

18

seperti batu, sedangkan jika ditambah air dan pasir akan menjadi mortar

semen, dan jika ditambah lagi dengan kerikil atau batu pecah disebut

beton.

Senyawa penyusun semen portland dibagi menjadi 2 golongan

(Soroka, 1993). Golongan pertama adalah golongan mayor yang

menyusun 90% dari semen. Golongan kedua adalah golongan minor

yang menyusun 10% dari semen. Senyawa kimia utama dari golongan

mayor yang menyusun semen Portland yaitu:

a. Trikalsium Silikat (3CaO.SiO2) yang disingkat menjadi C3S

terdapat sebanyak 45% dalam semen portland.

b. Dikalsium Silikat (2CaO.SiO2) yang disingkat menjadi C2S

terdapat sebanyak 25% dalam semen portland.

c. Trikalsium Aluminat (3CaO. Al2O3) yang disingkat menjadi

C3A terdapat sebanyak 10% dalam semen portland.

d. Tetrakalsium Aluminoferrit (4CaO.Al2O3.Fe2O3) yang

disingkat menjadi C4AF terdapat sebanyak 8% dalam semen

portland.

2.5.2. Agregat Halus

Agregat Halus (pasir) adalah hasil disintegrasi alami batuan atau

pasir yang dihasilkan oleh industri pemecah batu. Syarat agregat halus

adalah :

a. Berupa pasir yang berfungsi sebagai bahan pengisi, harus

bebas dari bahan organic dan lempung.

b. Tersaring dalam ukuran 4-100, gradasi berukuran n<100 dapat

merusak campuran beton.

c. Tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5% terhadap berat

kering.

2.5.3. Agregat Kasar

Agregat Kasar adalah hasil disintegrasi alami batuan pecah atau

bahan yang diperoleh dari industri pemecah batu. Syarat agregat kasar

adalah :

a. Agregat kasar memiliki partikel lebih besar daripada 4,75 mm.

19

b. Harus berbutir keras dan tidak berpori.

c. Tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1% dari berat

kering.

d. Tidak boleh mengandung zat yang dapat merusak beton seperti

alkali.

e. Butirannya harus bervariasi, tajam, kuat dan bersudut.

2.5.4. Air

Air merupakan komponen penting dari campuran beton yang

memegang peranan penting dalam bereaksi dengan semen dan

mendukung terbentuknya kekuatan pasta semen. Kualitas air

mempengaruhi kekuatan beton, maka kemurnian dan kualitas air untuk

campuran beton perlu mendapat perhatian. Secara umum, untuk

campuran beton diperlukan air yang memenuhi standar air minum.

Tujuan utama dari penggunaan air adalah agar terjadi hidrasi, yaitu

reaksi kimia yang terjadi antara semen dan air yang menyebabkan

campuran tersebut menjadi keras setelah lewat beberapa waktu tersebut.

Air untuk perawatan dan pembuatan beton tidak boleh mengandung

minyak, asam, alkali, garam, bahan-bahan organic, atau bahan lain yang

dapat merusak beton atau tulangannya. Sebaiknya digunakan air bersih,

tidak berasa, tidak berbau, dan dapat diminum.

Air yang dipergunakan harus memenuhi syarat sebagai berikut :

a. Tidak mengandung lumpur dan benda melayang lainnya yang

lebih dari 2 gr/liter

b. Tidak mengandung garam atau asam yang dapat merusak

beton, zat organik dan sebaginya lebih dari 15 gram per liter.

c. Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 1 gram per liter.

d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram per liter.

e. Faktor air semen (water cement ratio) adalah perbandingan

berat air bebas dengan berat semen. Faktor air semen

merupakan faktor pengaruh dalam pasta semen. Air yang

berlebihan dapat menyebabkan banyaknya gelembung air

setelah proses hidrasi selesai sedangkan air yang terlalu sedikit

20

akan menyebabkan proses hidrasi tidak tercapai seluruhnya

sehingga akan mempengaruhi kekuatan beton.

2.6 Pengujian Material

2.6.1 Pengujian Sifat Fisis Material

a. Pengujian Berat Jenis Semen, dan Limbah Slag Aluminium

Pengujian berat jenis semen, limbah slag aluminium

dilakukan dengan metode membandingkan nilai berat berat jenis

masing-masing material dengan berat jenis minyak tanah. Alat

yang digunakan pada pengujian ini adalah labu takar 500 mL dan

timbangan digital. Setelah dilakukan pengujian data yang

diperoleh di masukkan kedalam persamaan 2.1 berikut:

𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐽𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑀𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 = 𝐴

𝐴−(𝐵−𝐶) 𝑥 0,8 (2.1)

(Modul Teknik Sipil ITS dalam Natania, 2016)

Keterangan :

A = Berat material (semen atau limbah slag aluminium) (Kg)

B = Berat material ditambah minyak tanah (Kg)

C = Berat minyak tanah (Kg)

b. Pengujian Berat Jenis Pasir

Pengujian berat jenis pasir dilakukan bertujuan untuk

mengetahui nilai berat jenis pasir dalam keadaan SSD (Saturated

Surface Dry) atau kering permukaan. Pengujian dilakukan dengan

menggunakan alat loyang, timbangan digital, labu takar 1000 mL,

dan air. Pasir yang digunakan untuk pengujian berat jenis harus

dalam kondisi SSD. Setelah memperoleh data dari pengujian

maka data dimasukkan ke persamaan 2.2 berikut :

Berat Jenis Pasir = 500

500 +𝐶−𝐵 𝑥 0,8 (2.2)

(Badan Standardisasi Nasional, 2008b)

Keterangan:

B = Berat jenis pasir dan air hingga kapasitas labu takar.

21

C = Berat air hingga batas kapasitas labu takar 1000 mL.

c. Pengujian Kelembapan Limbah Slag Aluminium dan Pasir

Pengujain kelembaban limbah slag aluminium dan pasir

atau agregat dengan cara kering (Badan Standardisasi Nasional,

2011a). Dalam pengujian ini alat yang digunakan yaitu

timbangan, cawan untuk pasir dan oven dengan suhu 110 ± 5°C.

Pasir dan limbah slag aluminium ditimbang sebanyak 500 gram

ditimbang, kemudian di oven selama 24 jam. Setelah di oven

timbang kembali pasir dan limbah slag aluminium. Setelah data

diperoleh hitung dengan rumus pada persamaan 2.3 berikut :

𝐾𝑒𝑙𝑒𝑚𝑏𝑎𝑝𝑎𝑛 𝑀𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 = 𝐵−𝐴

𝐴 𝑥 100% (2.3)


Keterangan:

A = Berat basah material (gr)

B = Berat kering material (gr)

d. Pengujian Daya Serap Pasir

Pengujian resapan pasir bertujuan untuk mengetahui kadar

air resapan didalam pasir. Pengujian ini dilakukan ketika pasir

dalam kondisi SSD. Untuk memperoleh nilai resapan pasir yaitu

pasir SSD ditimbang sebanyak 500 gram, kemudian pasir di oven

selama 24 jam dengan suhu 110° C. Setelah dikeluarkan dari

oven, pasir ditimbang kembali dalam keadaan kering. Setelah data

diperoleh maka hitung dengan rumus dalam persamaan berikut :

Daya serap pasir = 𝐴−𝐵

𝐵 𝑥 100% (2.4)


Keterangan :

A = Berat pasir kondisi SSD (gram)

B = Berat pasir kondisi kering oven (gram)

e. Pengujian Berat Jenis Kerikil

22

Pengujian berat jenis kerikil bertujuan untuk mengetahui

nilai berat jenis kerikil dalam keadaan SSD (Saturated Surface

Dry) atau kering permukaan. Berat jenis SSD dapat di hitung

dengan persamaan:

Berat Jenis Kerikil = 𝐴

𝐴−𝐵 (2.5)

(Badan Standardisasi Nasional, 2008a)

Keterangan:

A = Berat benda uji kering oven (gram)

B = Berat benda uji jenuh didalam air (gram)

f. Pengujian Kelembapan Kerikil

Agregat kasar ditimbang sebanyak 500 gram, kemudian di

oven selama 24 jam. Setelah di oven timbang kembali Agregat

kasar. Setelah data diperoleh hitung dengan rumus pada

persamaan 2.6 berikut :

𝐾𝑒𝑙𝑒𝑚𝑏𝑎𝑝𝑎𝑛 𝑀𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 = 𝐵−𝐴

𝐴 𝑥 100% (2.6)


Keterangan:

A = Berat basah material (gram)

B = Berat kering material (gram)

g. Pengujian Daya Serap Kerikil

Pengujian daya serap kerikil bertujuan untuk mengetahui

daya serap air pada agregat kasar kerikil yang akan digunakan.

Daya serap agregat kasar dapat ditentukan dengan persamaan:

Daya serap kerikil = 𝐴−𝐵

𝐵 𝑥 100% (2.7)


Keterangan :

A = berat batu kerikil kondisi SSD (gram)

B = berat benda uji kerang oven (gram)

h. Pengujian Kebersihan Agregat terhadap Lumpur

23

Pengujian kebersihan agregat terhadap lumpur bertujuan

untuk mengetahui kadar lumpur yang ada dalam agregat halus

maupun kasar. Agregat yang digunakan dalam pengujian ini

dalam keadaan kering oven dan akan direndam dengan

menggunakan air lalu dikocok dan didiamkan selama 24 jam,

kemudian mengukur tinggi lumpur (A) dan mengukur tinggi

agregat (B), setelah data diperoleh maka hitung dengan rumus

pada persamaan 2.8 berikut:

Kadar Lumpur = (𝐴

𝐵) x 100% (2.8)

(Natania dalam Aprida, 2018)

i. Pengujian Kebersihan Agregat terhadap Bahan Organik

Pengujian kebersihan agregat terhadap bahan organik untuk

mengetahui kadar zat organik yang terkandung dalam agregat

halus maupun kasar. Pengujian kebersihan agregat terhadap bahan

organik yaitu dengan memasukkan agregat kedalam botol hingga

seperempat bagian botol. Memasukkan larutan NaOH 3%

kedalam botol yang telah di isi agregat. Tutup rapat botol lalu

kocok dan diamkan selama 24 jam. Amati warna cairan yang ada

di dalam botol, lalu bandingkan dengan indikator warna

pembanding.

j. Pengujian Gradasi Agregat

Analisa saringan agregat adalah penentuan prosentase berat

butiran agregat yang lolos dari satu set saringan, kemudian

angka-angka tersebut digambarkan pada suatu grafik. Grafik-

grafik tersebut merupakan tingkat kehalusan dari agregat halus

yang digunakan dimana semakin kecil nomor zona pasir maka

kondisi pasir yang digunakan semakin halus. Berikut distribusi

agregat halus pada grafik dalam Gambar 2.11, 2.12, 2.13, 2.14.

24

Gambar 2.11 Gradasi Pasir Zona I


Gambar 2.12 Gradasi Pasir Zona II


25

Gambar 2.13 Gradasi Pasir Zona III


Gambar 2.14 Gradasi Pasir Zona IV


k. pH

Pengujian pH limbah slag aluminium bertujuan untuk

mengetahui derajat keasaman dari limbah slag aluminium.

Pengujian dilakukan dengan metode yang tertera dalam SNI 03-

6426-2000 tentang Metode Pengujian Pengukuran pH Pasta

Tanah Semen untuk Stabilisasi. Secara umum metode

pengukuran pH ini dilakukan menggunakan larutan penyangga

26

standar pH 9,2 dengan rentang ketentuan ketelitian sebesar 0,1

satuan pH. Persamaan yang digunakan sebagai berikut:

𝑝𝐻20 = 𝑝𝐻𝑇 + 0,003 (𝑇 − 20) (2.9)


Keterangan:

pH20 = Nilai pH adukan semen pada saat temperatur 200C

pHT = Nilai pH adukan semen pada saat temperatur T0C

T = Temperatur setelah 60 menit penambahan air

2.7 Perencanaan Campuran Beton

Perencanaan campuran beton dalam penelitian ini menggunakan

metode SNI 03-2834-2000 yang mengadopsi metode DOE 1975

(Development of the Environment). Berikut adalah langkah-langkahnya:

2.7.1. Penetapan Kuat Tekan yang Disyaratkan

Kuat tekan yang disyaratkan (f’c) merupakan kuat tekan yang

ditetapkan oleh perencana struktur berdasarkan benda uji berbentuk

silinder dengan ukuran diameter 150 mm x tinggi 300 mm.

2.7.2. Penetapan Kuat Tekan Rata-Rata

Kuat tekan rata-rata (fcr) dapat dihitung melalui rumus

berikut:

fcr = f’c + M (2.10)

M = 1,64 x Sr (2.11)

Keterangan :

M = nilai tambah

1,64 = tetapan statistik yang nilainya tergantung pada presentasi

kegagalan hasil uji maksimum 5%

Sr = deviasi standar rencana

Bila data uji lapangan untuk menghitung nilai deviasi standar

tidak tersedia, maka kuat tekan rata-rata yang ditargetkan (f’c + 12

27

Mpa). fcr digunakan untuk mencari Faktor Air Semen (FAS) pada

Gambar 2.15.

2.7.3. Penetapan Jenis Semen

Jenis semen bermacam-macam tergantung dari kebutuhan

penggunaan semen. Umumnya ada 5 tipe semen yakni semen tipe I,

II, III, IV, dan V. Pada penelitian ini digunakan semen portan tipe

I.

2.7.4. Penetapan Jenis Agregat

Pada tahap ini digunakan agregat halus pasir menggunakan

pasir lumajang dan agregat kasar menggunakan kerikil dari batu

pecah atau batu alami sesuai kebutuhan.

2.7.5. Penetapan Faktor Air Semen

Angka perbandingan antara berat air bebas dan berat semen

dalam beton disebut sebagai faktor air semen (Badan Standardisasi

Nasional, 2000a). Faktor air semen yang diperlukan untuk

mencapai kuat tekan rata-rata yang ditargetkan berdasarkan pada:

a. Hubungan antara kuat tekan dan faktor air semen yang

diperoleh dari penelitian lapangan sesuai dengan bahan dan

kondisi pekerjaan yang diusulkan.

b. Bila tidak tersedia data hasil penelitian sebagai pedoman dapat

dipergunakan pedoman pada Gambar 2.15 Hubungan Antara

Kuat Tekan dengan FAS

Nilai faktor air semen merupakan kunci dari besarnya nilai

kuat tekan beton yang akan direncanakan. Apabila faktor air semen

terlalu kecil, akan mempersulit pengerjaan adukan beton, namun

apabila teralu besar, dapat menyebabkan rongga udara dalam beton

bertambah. Niai maksimum faktor air semen berkir antara 0,52 –

0,6 dengan target f’c terpenuhi. Faktor lain yang memengaruhi nilai

FAS adafah kandungan semen yang diperlukan untuk mengikat

agregat.

28

Tabel 2.1 Perkiraan Kekuatan Tekan Beton (MPa) dengan semen dan agregat

kasar

Jenis

Semen

Jenis

Agregat

Kasar

Kuat Tekan (MPa)

Bentuk Pada umur (hari)

3 7 28 91

Semen

Portland

Tipe I

Batu tidak

dipecahkan 17 23 33 40

Silinder

Batu Pecah 19 27 37 45

Semen

Portland

Tipe III

Batu tidak

dipecahkan 21 28 38 54

Silinder

Batu Pecah 25 33 44 48

Sumber: Badan Standardisasi Nasional, 2000a

Gambar 2.15 Hubungan Antara Kuat Tekan dengan Faktor Air Semen (FAS)

untuk Benda Uji Silinder (Badan Standardisasi Nasional, 2000a)

29

2.7.6. Penetapan Faktor Air Semen Maksimum

Cara penetapan faktor air semen maksimum selain

berdasarkan Gambar 2.15 dapat mengikuti tabel berikut:

Tabel 2.2 Perkiraan Proporsi Campuran berdasarkan Mutu Beton

Sumber: Susanti dalam Dewi, 2016

Tabel 2.3 Persyaratan Jumlah Semen Minimum dan FAS Maksimum untuk

Berbagai Macam Pembetonan dalam Lingkungan Khusus

Kondisi Lingkungan

Konstruksi

Jumlah Semen

Maksimum

Nilai Faktor Air

Semen Maksimum

Beton dalam ruang bangunan:

a. Keadaan keliling non korosif

b. Keadaan keliling korosif

disebabkan oleh kondensasi

atau uap korosif

275

325

0,6

0,52

Beton diluar ruang bangunan:

a. Tidak terlindung oleh hujan

dan terik matahari langsung

b. Terlindung oleh hujan dan

terik matahari langsung

325

275

0,6

0,6

Jenis

Beton

Mutu Beton

Ukuran Rasio Kadar f’c

(MPa)

bk ‘

(Kg/cm3)

Mutu

Tinggi

50 k600 19 0,35 450

45 k500

37 0,40 395

25 0,40 430

19 0,40 455

38 k450

37 0,425 370

25 0,425 405

19 0,425 430

35 k400

37 0,45 350

25 0,45 385

19 0,45 405

Mutu

Sedang

30 K350

37 0,475 335

25 0,475 365

19 0,475 385

25 K300

37 0,50 315

25 0,50 345

19 0,50 365

20 K250

37 0,55 290

25 0,55 315

19 0,55 335

Mutu

Rendah

15 K175

37 0,60 265

25 0,60 290

19 0,60 305

10 K125

37 0,70 225

25 0,70 245

19 0,70 260

30

Lanjutan Tabel 2.3

Kondisi Lingkungan

Konstruksi

Jumlah Semen

Maksimum

Nilai Faktor Air

Semen Maksimum

Beton yang masuk kedalam tanah:

a. Mengalami keadaan basah

dan kering berganti-ganti

b. Mendapat pengaruh sulfat

alkali dan tanah

325

375

0,55

0,52

Beton yang kontinyu

berhubungan dengan:

a. Air Tawar

b. Air Laut

275

375

0,57

0,52

Sumber: Badan Standardisasi Nasional, 2000a

2.7.7. Slump

Slump beton merupakan penurunan ketinggian pada pusat

permukaan atas beton yang diukur segera setelah cetakan uji slump

diangkat (Badan Standardisasi Nasional, 2008c). Slump Test

merupakan percobaan mengukur kadar air dalam campuran beton

yang nilainya ditetapkan pada proses mix design. Untuk mencegah

penggunaan adukan beton yang terlalu kental atau encer,

dianjurkan menggunakan batas-batas nilai slump dalam tabel

berikut:

Tabel 2.4 Batas Nilai Slump untuk Berbagai Pekerjaan Beton

Uraian Slump (mm)

Maksimum Minimum

Dinding, plat pondasi, dan pondasi

tapak bertulang

125 50

Pondasi telapak tidak bertulang,

kaison dan konstruksi dibawah tanah

90 25

Pelat, balok, kolom, dinding 150 75

Pengerasan jalan 75 50

Pembetonan massal 75 25

Sumber: Departemen Pekerjaan Umum, 1971

Dalam kasus tertentu dapat digunakan nilai-nilai slump yang

tidak tercantum diatas berdasarkan pengawasan dan persetujuan

para ahli dengan syarat sebagai berikut:

a. Beton dapat dikerjakan dengan baik

b. Tidak terjadi pemisahan dari adukan

31

c. Mutu beton yang disyaratkan tetap terpenuhi

2.7.8. Penetapan Kadar Air Bebas

Kadar air bebas dapat ditentukan dengan persamaan:

At = 0,67 Ah + 0,33 Ak (2.12)

(Subakti, A; Irmawan, M; Piscesa, 2012)

Keterangan:

At = Jumlah Air yang dibutuhkan (kg/m3)

Ah = Jumlah Air yang dibutuhkan agregat halus(kg/m3)

Ak = Jumlah Air yang dibutuhkan agregat kasar(kg/m3)

Tabel 2.5 Perkiraan Kadar Air Bebas (kg/m3)

Besar Butir

Maksimum

(mm)

Jenis Agregat

Slump (mm)

0-10 10-30 30-60 60-180

10 Alami 150 180 205 225

Batu Pecah 180 205 230 250

20 Alami 135 160 180 195

Batu Pecah 170 190 210 225

40 Alami 115 140 160 175

Batu Pecah 135 175 190 205

Sumber: Badan Pengendalian Dampak Lingkungan dalam Dewi, 2016

2.7.9. Perhitungan Jumlah Semen

Jumlah Semen dapat dihitung melalui persamaan:

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑆𝑒𝑚𝑒𝑛 = 𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐴𝑖𝑟 𝐵𝑒𝑏𝑎𝑠

𝐹𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝐴𝑖𝑟 𝑆𝑒𝑚𝑒𝑛 (2.13)

2.7.10. Perhitungan Jumlah Semen Minimum

Ditentukan berdasarkan Tabel 2.3

2.7.11. Penentuan Susunan Besar Agregat Halus

Gradasi ditentukan berdasarkan hasil ayakan pada nomor

ayakan yang telah ditentukan kemudian hasilnya disesuaikan pada

Tabel 2.6 berikut untuk menentukan zona yang sesuai.

32

Tabel 2.6 Gradasi Pasir

Ukuran Ayakan Prosentase Lolos Ayakan

(in) (mm)

Gradasi

Zona 1

(Kasar)

Gradasi

Zona 2

(Sedang)

Gradasi

Zona 3

(Halus)

Gradasi

Zona 4

(Sangat

Halus)

3/8 9,5 100 100 100 100

No 4 4,75 90-100 90-100 90-100 95-100

No 8 2,36 60-95 75-100 85-100 95-100

No 16 1,18 30-70 55-90 75-100 90-100

No 30 0,6 15-34 35-59 60-79 80-100

No 50 0,3 5-20 8-30 12-40 15-50

No 100 0,15 0-10 0-10 0-10 0-15

Modulus Kehalusan 4,00-2,27 3,37-2,27 2,78-1,71 2,25-1,35

Sumber: Badan Pengendalian Dampak Lingkungan dalam Dewi, 2016

2.7.12. Penentuan Susunan Besar Agregat Kasar

Agregat kasar ditentukan berdasarkan Tabel 2.7 berikut ini

Tabel 2.7 Persyaratan Gradasi Agregat Kasar

Ukuran Ayakan Prosentase Lolos Ayakan

(in) (mm)

1,5 38 95-100 100 100

¾ 19 35-70 95-100 100

3/8 95 10-40 30-60 50-85

No 4 4,75 0-5 0-10 0-10

Modulus Kehalusan 38-4,75 19-4,76 9,6-4,76

Sumber: Subakti, A; Irmawan, M; Piscesa, 2012

2.7.13. Penentuan Persen Agregat Halus terhadap Agregat Total

Penentuan prosentase agregat halus ditentukan oleh zona dari

agregat halus kemudian diperoleh prosentasi agregat halus berdasarkan

Gambar 2.16 dan 2.17

2.7.14. Perhitungan Berat Jenis Campuran Agregat

Berat jenis campuran digunakan untuk menentukan kebutuhan

agregat dan dapat dihitung dengan persamaan:

Gv = (Ph x BJh) + (Pk + BJk) (2.14)


Keterangan:

33

Gv = Berat jenis campuran agregat SSD (g/cm3)

Ph = Prosentase berat agregat halus

BJh = Berat jenis agregat halus SSD

Pk = Prosentase berat agregat kasar

BJk = Berat jenis agregat kasar SSD

Gambar 2.16 Grafik Prosentase Agregat Halus Terhadap Agregat Keseluruhan dengan

Ukuran Butir Maksimal 10 mm (Badan Standardisasi Nasional, 2000a)



34



2.7.15. Penentuan Berat Isi Beton Segar

Berat isi beton segar dapat ditentukan dengan Gambar 2.18

berikut sesuai dengan kadar air bebas yang sudah ditemukan dari Tabel

2.5 dan berat jenis agregat gabungan.

Gambar 2.19 Grafik Perkiraan Berat Isi Beton Basah (Badan Standardisasi Nasional, 2000a)

35

2.7.16. Perhitungan Kandungan Kebutuhan Agregat Total

Kebutuhan agregat total (halus dan kasar) dihitung dengan

persamaan 2.15 berikut:

Bag = BJbeton – jumlah semen – jumlah air (kg/m3) (2.15)


2.7.17. Perhitungan Kandungan Kebutuhan Agregat Halus dan

Kasar

Kandungan agregat halus atau pasir dan agregat kasar atau batu

pecah dapat dihitung dengan persamaan 2.16 dan 2.17 berikut:

Bh = Bag x Ph (2.16)

Bk = Bag – Bh (2.17)


Keterangan:

Bh = Berat agregat halus (kg/m3)

Bag = Berat agregat total (kg/m3)

Bk = Berat agregat kasar (kg/m3)

Ph = Prosentase Agregat Halus (%)

2.7.18. Pemeriksaan dan Koreksi Proporsi Campuran

Apabila agregat halus dan agregat kasar dalam keadaan jenuh

kering permukaan (SSD), proporsi campuran harus dikoreksi dalam

agregat. Koreksi proporsi campuran dilakukan terhadap kadar air dalam

agregat halus dan agregat kasar menggunakan persamaan 2.18 berikut:

Air = B – ((Ck – Ca)x𝐶

100 ) – ((Dk − Da) x

𝐷

100) (2.18)

Agregat Halus = C + ((Ck – Ca) x 𝐶

100) (2.19)

Agregat Kasar = D + ((Dk – Da) x 𝐷

100) (2.20)


Keterangan:

B = jumlah air (kg/m3)

C = jumlah agregat halus (kg/m3)

36

D = jumlah agregat kasar (kg/m3)

Ca = resapan air pada agregat halus (%)

Da = resapan air pada agregat kasar (%)

Ck = kadar air dalam agregat halus (%)

Dk = kadar air dalam agregat kasar (%)

2.8 Pengujian Beton

Pengujian beton dibagi menjadi 2 jenis yakni pengujian destruktif

dan non-destruktif. Dalam penelitian ini akan digunakan pengujian

destruktif berupa uji tekan.

2.8.1. Pengujian Kuat Tekan Beton

Kuat tekan beton adalah besarnya beban per satuan luas, yang

meyebabkan benda uji beton hancur bila diberi beban dengan gaya tekan

tertentu yang dihasilkan oleh mesin tekan. Pemeriksaan kekuatan tekan

beton biasanya pada umur beton berusia 3, 7, dan 28 hari.

Kuat tekan beton = 𝑃

𝐴 (2.21)

Keterangan :

P = beban maksimum

A = luas penampang

Kuat tekan beton merupakan kuat tekan yang dirancang oleh

perencana struktur berdasarkan benda uji berbentuk silinder dengan

diameter 150 mm dan tinggi 300 mm. Kuat tekan rata-rata yang

ditargetkan dihitung dari deviasi standar yang didapat dari pengalaman

dilapangan selama produksi beton menurut persamaan:

𝑠 = √Σ (𝑓′𝑐𝑖−𝑓′𝑐𝑟)2

𝑛−1 (2.22)

Keterangan :

S = Stadar deviasi

f’ci = kekuatan tekan beton yang didapat dari masing-masing benda uji

f’cr2 = kekuatan tekan beton rata-rata (MPa)

f’c = f’cr – 1,64 s

37

n adalah jumlah nilai hasil uji, yang harus diambil minimal 30 buah

(satu hasil uji adalah nilai rata-rata dari 2 buah benda uji). Dua hasil uji

yang akan digunakan untuk menghitung standar deviasi harus sebagai

berikut:

a. mewakili bahan-bahan prosedur pengawasan mutu, dan kondisi

produksi yang serupa dengan pekerjaan yanh diusulkan

b. Paling sedikit terdiri dari 30 hasil uji yang berurutan atau dua

kelompok hasil uji diambil dalam produksi selama jangka waktu tidak

kurang dari 45 hari

c. Bila data uji lapangan untuk menghitung deviasi standar yang

memenuhi persyaratan diatas tidak tersedia, maka kuat tekan rata-rata

yang ditargetkan f’cr harus diambil tidak kurang dari f’c + 12 MPa.

Dalam pengujian kuat tekan akan terdapat variasi kuat tekan dari

masing-masing benda uji yang dapat terjadi karena beberapa alasan ketika

proses pembuatan beton berlangsung. Berikut penyebab utama variasi

kekuatan beton yang terangkum dalam Tabel 2.8 berikut:

Tabel 2.8 Penyebab Utama Variasi Kekuatan

Variasi dalam perilaku Beton Ketidaksesuaian dalam metode

pengujian

Perubahan dalam rasio air semen

a. Kontrol yang jelek

b. Variasi yang sangat besar dari

kelembaban dalam agregat

c. Perubahan flat

Prosedur pengambilan benda uji yang

tidak tepat

Variasi dalam kebutuhan air

a. Ukuran butir agregat,

penyerapan, bentuk partikel

b. Perilaku semen dan bahan

pencampur

c. Kadar air

d. Waktu antar dan temperatur

Variasi yang dihasilkan oleh teknik

pembuatan, pengangkatan, dan

pemeliharaan silinder yang baru dibuat,

kualitas mold jelek

Variasi dalam karakteristik dan proporsi

bahan-bahan beton:

a. Agregat

b. Semen

c. Pozzolan

d. Bahan pencampur

Perubahan dalamm pemeliharaan

a. Variasi suhu

b. Kelembapan membawa silinder

kedalam laboratorium

Variasi dalam pengangkutan, penempatan

dan pemadatan.

Prosedur pengujian yang kurang baik:

a. Kaping silider

b. Pengujian tekan

Variasi temperatur dan pemeliharaan

Badan Pengendalian Dampak Lingkungan dalam Dewi, 2016

38

2.8.2. Pengujian Kandungan Akhir

Menurut PP nomor 101 Tahun 2014 TCLP merupakan prosedur

laboratorium untuk memprediksi potensi pelindian B3 dari suatu limbah.

Pengujian TCLP umumnya dilakukan untuk melihat potensi toksisitas

logam berat. Pada penelitian ini pengujian kandungan akhir dilakukan

untuk mengidentifikasi kandungan logam berat pada beton normal yang

telah diberi limbah slag aluminium sebagai substitusi semen telah aman

bagi lingkungan atau belum menurut standar TCLP.

2.9 Pengujian Statistik

2.9.1 Metode Parametrik Analysis of Variance (ANOVA)

Pengujian statistik parametrik merupakan ilmu statistik dimana

kekuatan analisisnya berupa perhitungan numerik yang dipakai sebagai

dasar menolak atau menerima hipotesis (Sukestiyarno, 2014). Analisa

parametrik digunakan untuk parameter yang diasumsikan berdistribusi

normal menurut pengujian. Jika data tidak menyebar normal maka metode

statistik nonparametrik dapat digunakan sebagai alternatif. Contoh

pengujian statistik parametrik adalah uji chi-square, uji Z, uji t, dan uji

ANOVA.

2.9.1.1 ANOVA Satu Arah (One Way ANOVA)

Analisis varians satu jalur adalah proses menganalisis data

yang diperoleh dari percobaan dengan berbagai tingkat faktor,

biasanya lebih dari dua tingkat faktor. Tujuan dari analisis ini adalah

untuk mengindentifikasi variabel bebas yang penting dan bagaimana

variabel tersebut dapat mempengaruhi respons (Fajrin, 2016).

Anova satu arah (one way anova) digunakan apabila yang akan

dianalisis terdiri dari satu variabel terikat dan satu variabel bebas.

2.9.2 Metode Nonparametrik Kruskal-Wallis

Uji nonparametrik tidak memerlukan pemenuhan asumsi-asumsi

tentang distribusi populasi, sehingga uji nonparametrik disebut juga uji

39

bebas distribusi (Subekti, 2014). Contoh pengujian nonparametrik adalah

uji Kruskal-Wallis. Uji Kruskal-Wallis diinterpretasikan 2 variabel

berhubungan bila nilai asymp sig. kurang dari nilai probabilitas sebesar

0,05. Nilai asymp sig. yang melebihi nilai probabilitas 5% atau 0,05

diinterpretasikan sebagai data yang tidak berhubungan antar 2 variabel.

2.10 Penelitian Terdahulu

1. Penelitian (Dermawan dan Ashari, 2018)

Penelitian pemanfaatan limbah slag ini merupakan

pengembangan penelitian dari Dermawan dan Azhari yang

berjudul “Studi Komparasi Kelayakan Teknis Limbah B3

Sandblasting Terhadap Limbah B3 Sandblasting Dan Fly Ash

Sebagai Campuran Beton” menggunakan alat universal testing

machine kapasitas 2000 kN. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

penambahan limbah sandblasting pada beton berumur 28 hari

terhadap massa semen sebesar 0%, 5%, 10%, 15% dan 20%

menghasilkan nilai kuat tekan 16,43 MPa, 16,32 MPa; 17,81

MPa; 18,89 MPa; dan 15,24 MPa, maka komposisi limbah

sandblasting yang layak sebagai bahan substitusi dalam

pembuatan beton adalah untuk komposisi 10% dan 15%.

Sehingga komposisi substitusi semen dalam penelitian

pemanfaatan limbah slag aluminium ini akan menggunakan acuan

antara 10% yakni 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12% dan 13%.

2. Penelitian (Nursyafril dkk, 2014)

Penelitian Nursyafril dkk berjudul Pemanfaatan Abu

Limbah Pembakaran Barang Mengandung Aluminium untuk

Bahan Campuran Mortar menggunakan penambahan limbah

sebanyak 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10% dari berat semen.

Penelitian ini bertujuan untuk optimalisasi pemanfaatan abu

limbah aluminium terhadap sifat mortar. Hasil pengujian

menunjukkan bahwa penambahan tersebut meningkatkan tingkat

40

kekentalan mortar dan memperlambat waktu ikat mortar namun

menurunkan nilai kuat tekan. Berdasarkan nilai kuat tekan

mortar dan daya serap air pada umur 28 hari, penambahan

limbah yang paling optimal sebesar 4% yakni mencapai kuat

tekan 13,64 MPa dan penyerapan air sebesar 8,86%.

3. Penelitian (Yahya dkk.., 2018)

Penelitian Yahya dkk Pengaruh Penambahan Serpihan

Aluminium Sebagai Bahan Parsial Semen terhadap Kuat Tekan

dan Kuat Tarik Beton menggunakan penambahan limbah

sebanyak 0%, 5%, 7,5%, dan 10% dari berat semen. Penelitian

ini bertujuan untuk mengetahui sifat mekanik beton yang

dijadikan parameter adalah kuat tekan dan tarik belah beton.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa penambahan tersebut

menurunkan nilai kuat tekan dan tarik belah beton. Penambahan

limbah yang paling optimal sebesar 5% mencapai kuat tekan

11,5 MPa dan kuat tarik belah 1,9 MPa.

4. Penelitian (Galat, Dhawale dan Kitey, 2017)

Penelitian Galat dkk berjudul Performance of Concrete

Using Aluminium Dross menggunakan penambahan limbah

sebanyak 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 30% dari berat semen.

Penelitian ini bertujuan untuk memanfaatkan limbah dross

aluminium sebagai material rekayasa beton. Limbah slag

aluminium yang digunakan berukuran 106 m. Hasil pengujian

menunjukkan bahwa penambahan tersebut meningkatkan kuat

tekan beton pada komposisi 10% dan 15% yang mencapai kuat

tekan pada usia 28 hari sebesar 29,9 dan 28 MPa.

5. Penelitian (Elinwa and Mbadike, 2011)

Penelitian Elinwa dkk berjudul The Use of Aluminium

Waste as Concrete Production menggunakan penambahan

limbah sebanyak 0%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40% dari berat

semen. Penelitian ini bertujuan untuk memanfaatkan limbah

dross aluminium sebagai material rekayasa beton. Limbah slag

41

aluminium yang digunakan berukuran 106 m. Hasil pengujian

menunjukkan bahwa penambahan limbah aluminium pada

komposisi 5%, dan 10% dapat mencapai kuat tekan diatas 20

MPa pada usia 28 hari.

6. Penelitian (Ozerkan dkk., 2014)

Penelitian Ozerkan dkk berjudul The Effect of Aluminium

Dross on Mechanical and Corrosion Properties of Concrete

menggunakan penambahan limbah sebanyak 0%, 5%, 10%,

15%, dan 30% dari berat semen. Penelitian ini bertujuan untuk

memanfaatkan limbah dross aluminium sebagai material

rekayasa beton. Limbah slag aluminium yang digunakan

berukuran 106 m. Hasil pengujian menunjukkan bahwa

penambahan limbah aluminium optimal pada komposisi

maksimal 15% mencapai kuat tekan pada usia 28 hari diatas 20

MPa.

42


43

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

Pada pelaksanaan penelitian dalam tugas akhir mengenai

pemanfaatan limbah slag aluminium ini, memiliki suatu rangkaian

penelitian terstruktur yang disebut metode penelitian. Metode yang

digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen. Metode

eksperimen dilakukan untuk mendapatkan hasil maksimal dari variasi

limbah slag aluminium sebagai substitusi semen sebesar 0%, 6%, 7%, 8%,

9%, 10%, 11%, 12%, dan 13% dari berat semen. Tahapan penelitian ialah

observasi, perumusan masalah, studi literatur, pengumpulan data,

prersiapan limbah slag aluminium, pengujian karakteristik limbah slag

aluminium, pengujian waktu ikat semen, pembuatan beton, perawatan

beton, pengujian kuat tekan, pengujian kandungan akhir, dan analisis data

menggunakan One Way ANOVA atau uji alternatifnya.

3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian

Lokasi dan waktu penelitian pada pembuatan beton normal akan

dijelaskan pada uraian berikut:

3.1.1 Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada lokasi yang berbeda-beda diantaranya:

1. Studi kasus dan penngambilan limbah di Kawasan Home Industry

peleburan logam bekas aluminium Desa Bakalan, Kecamatan

Sumobito Kabupaten Jombang.

2. Pengujian sifat fisis material, slump, waktu ikat, dan kuat tekan

beton di Laboratorium Material dan Struktur Gedung, Kampus ITS

Manyar, Surabaya.

3. Pengujian Pendukung Karakteristik di Laboratorium SEM-EDX

Teknik Mesin, Kampus ITS Sukolilo, Surabaya.

44

4. Pengujian Karakteristik dan kandungan akhir dengan ICP-

OES/AAS/Gravimetri di Laboratorium Sucofindo, Jalan Ahmad

Yani, Surabaya.

3.1.2 Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan selama 6 bulan, dimulai bulan Februari hingga Juli

2019.

3.2. Populasi dan Sampel Penelitian

3.2.1 Populasi Sampel

Populasi dalam penelitian ini adalah 45 benda uji beton normal

dengan limbah slag aluminium sebagai bahan substitusi semen berukuran

tinggi 200 mm x 100 mm

3.2.2 Sampel Penelitian

Sampel yang digunakan pada penelitian kali ini terdiri dari 30 benda

uji beton. Berikut rincian komposisi yang akan digunakan dalam

pembuatan benda uji :

Tabel 3.1 Rincian Komposisi Benda Uji

Komposisi Prosentase

Semen (%)

Prosentase

Limbah

Slag

Aluminium

(%)

Jumlah Spesimen Uji

Kuat Tekan Beton Usia

28 Hari

Total

Spesimen

1 100 0 5 5

2 94 6 5 5

3 93 7 5 5

4 92 8 5 5

5 91 9 5 5

6 90 10 5 5

7 89 11 5 5

8 88 12 5 5

9 87 13 5 5

TOTAL 45

Sumber : Desain Penelitian, 2019

45

3.3. Data Penelitian

3.3.1 Data Primer

Pengumpulan data ini dilakukan dengan observasi secara langsung

ke objek penelitian, yaitu :

Tabel 3.2 Data Primer

No Data Primer Metode

1. Karakteristik Limbah Slag Aluminium Analisa SEM-EDX ; ICP / AAS /

gravimetri

2. Sifat Fisik Material

a. Berat Jenis Semen Modul Teknik Sipil ITS dalam

Natania, (2016)

b. Berat Jenis Limbah Slag

Aluminium

c. Berat Jenis Agregat Halus SNI 03-1970-2008

d. Berat Jenis Agregat Kasar SNI 03-1969-2008

e. Kelembapan Agregat Halus,

dan Limbah Slag Aluminium

SNI 03-1971-2011

f. Kelembapan Agregat Kasar SNI 03-1971-2011

g. Daya Serap Air Agregat Halus SNI 03-1970-2008

h. Daya Serap Air Agregat Kasar SNI 03-1969-2008

i. Kebersihan Agregat Terhadap

Lumpur dan Bahan Organik

SNI 03-4428-1997

j. Gradasi Agregat SNI 03-2834-2000

3. pH Limbah Slag Aluminium Analisa

4. Kondisi Lapangan Kawasan Home

Industry Peleburan Logam Bekas

Observasi; wawancara

Sumber : Desain Penelitian, 2019

3.3.2 Data Sekunder

Pengumpulan data ini dilakukan melalui sumber terpercaya seperti

Material Data Sheet untuk mengumpulkan data sifat fisik dan kimia semen

portland.

3.4. Variabel Penelitian

Tahapan Variabel – variabel pada penelitian ini diuraikan sebagai

berikut

1. Variabel bebas

Variabel bebas pada penelitian ini adalah prosentase

penambahan limbah slag aluminium sebagai substitusi semen

sebagai beton.

46

2. Variabel terikat

Variabel terikat dalam penilitian ini berupa kualitas beton yang

terdiri dari:

a. Waktu final setting time

b. Kuat tekan beton

c. Kandungan logam berat

3. Variabel kontrol

Variabel kontrol dalam penelitian ini adalah beton dengan

substitusi 0% limbah slag Aluminium yang berumur 28 hari.

3.4.1 Definisi Operasional

Untuk memudahkan pemahaman dan pengukuran setiap

variabel yang ada dalam penelitian setiap variabel harus

dirumuskan secara operasional. Adapun definisi operasional

dalam penelitian ini adalah :

Tabel 3.3 Definisi Operasional

No Variabel Definisi

Operasional

Satuan

dan

Kategori

Alat Ukur Skala

1

Variasi

Limbah

Slag

Aluminium

(X)

Persentase

penambahan

limbah Slag

Aluminium

0 %

6 %

7 %

8 %

9 %

10 %

11 %

12%

13%

Neraca Nominal

2 Kualitas

Beton (Y)

Kualitas beton

yang meliputi:

a. Kuat tekan

b. Setting Time

c. Kandungan

Logam

Berat

MPa

Menit

ppm atau

mg/L

Mesin Uji

Kuat Tekan

Jarum Vicat

Alat Uji

Kandungan

Akhr

Rasio

Sumber: Desain Penelitian, 2019

47

3.5. Persiapan Uji

Persiapan uji merupakan persiapan alat dan bahan yang akan digunakan

dalam penelitian pembuatan beton dengan bahan tambahan limbah slag

aluminium alat dan bahannya adalah sebagai berikut:

3.5.1. Persiapan Alat

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya

1. Ayakan nomor 100

2. Neraca

3. Neraca analisis

4. Labu takar

5. Oven

6. Botol sampel

7. Instrumen uji karakteristik (ICP / AAS / Gravimetri)

8. Instrumen uji waktu ikat (jarum vicat)

9. Instrumen uji tekan (Universal Testing Machine kapasitas 2000

KN)

10. Instrumen uji slump

11. Instrumen uji sifat fisik material (massa jenis, daya serap, kadar

air)

12. Timba

13. Pengaduk

14. Rojok

15. Cetakan beton silinder diameter 10 cm tinggi 20 cm

16. Cetok penghalus

3.5.2. Persiapan Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah

1. Limbah slag Aluminium

Limbah yang digunakan berasal dari peleburan aluminium

bekas di Desa Bakalan, Kecamatan Sumobito, Kabupaten

Jombang. Limbah slag aluminium kemudian dihomogenisasi

48

dengan cara diayak menggunakan saringan nomor 100 untuk

mendapatkan butir limbah slag yang halus dan homogen.

2. Semen Portland

Semen Portland yang digunakan adalah semen portland Tipe 1

dengan merk dagang Semen Indonesia.

3. Agregat halus

Agregat halus yang digunakan berasal dari pasir lumajang.

4. Agregat kasar

Agregat kasar yang digunakan berukuran butir maaksimal 30 mm

dari batu pecah atau batu alami.

5. Air

Air yang digunakan dalam proses pencampur bahan berasal dari

tempat pembuatan benda uji.

3.6. Pembuatan dan Perawatan Benda Uji

Pada sub bab ini akan dijelaskan proses pembuatan dan perawatan

benda uji beton berbentuk silinder yang mengacu pada SNI 03-4810-1998,

tahapannya sebagai berikut :

1. Proses persiapan

Seluruh material yang dibutuhkan dicampur sedikit demi sedikit

dengan menggunakan mesin pengaduk sesuai dengan rancangan

campuran material.

2. Proses pencetakan :

a. Menempatkan cetakan pada permukaan yang datar, keras,

bebas dari getaran, gangguan-gangguan lain dan sedekat

mungkin dengan lokasi penyimpanan,

b. Menuangkan adukan beton dalam cetakan dengan

menggunakan sekop atau sendok aduk sesekop penuh atau

sesekop datar dari bejana pengaduk agar diperoleh adukan

yang dapat mewakili campuran tersebut,

49

c. Menusukkan sendok diseputar garis keliling lubang cetakan

agar beton terdistribusi secara merata dan terhindar

terjadinya segregasi,

d. Meratakan beton dengan menggunakan batang penusuk

sebelum mulai pemadatan,

e. Perkiraan pada akhir penuangan bahwa penambahan

sejumlah adukan beton benar-benar cukup.

3. Proses pemadatan

a. Karena benda uji silinder berukuran tinggi 200 mm dan

diameter 100 mm maka proses pemadatan menggunakan

penusukan dengan prosedur sebagai berikut:

b. Memasukkan adukan beton ke dalam cetakan dengan jumlah

lapisan di ekstrapolasi / interpolasi berdasarkan tabel

berikut:

Tabel 3.4 Jumlah Lapisan pada Pembuatan Benda Uji

no

Jenis dan

Tinggi Benda

Uji (mm)

Cara

Pemadatan

Jumlah

Lapisan

Perkiraan

Tebal

Lapisan

(mm)

1.

Silinder

300 Penusukan 3 100

Lebih dari 300 Penusukan Disesuaikan 100

300 sampai

460 Penggetaran 2

Setengah

dari tinggi

benda uji

Lebih dari 460 Penggetaran 3 atau lebih

200 / sedekat

mungkin

dengan yang

dapat

dilakukan

Balok

150 sampai

300 Penusukan 2

Setengah

dari tinggi

benda uji

Lebih dari 200 Penusukan 3 atau lebih 100

150 sampai

300 Penggetaran 1

Setebal

spesimen

Lebih dari 200 Penggetaran 2 atau lebih Mendekati

200

Sumber: Badan Standardisasi Nasional, 1998

c. Menusuk tiap dasar lapisan diseluruh ketebalannya secara

merata dengan batang penusuk sejumlah tusukan sesuai

50

dengan tabel berikut atau dari hasil ekstrapolasi /

interpolasinya :

Tabel 3.5 Jumlah Penusukan untuk Benda Uji Silinder

Diameter Silinder (mm) Jumlah Penusukan tiap Lapis

150 25

200 50

250 75


d. Memukul-mukul bagian luar cetakan pelan-pelan dengan

palu kayu atau karet untuk menutup tiap lubang yang masih

ada sehingga dapat melepas gelembung udara yang mungkin

terperangkap.

4. Proses Penyelesaian :

a. Menghaluskan permukaan beton dengan cara memukul-

mukul,

b. Meatakan dengan roskam sampai rata sengan sisi atas

cetakan dan tidak terjadi penyimpangan lebih dari 3,2 mm.

5. Proses Penyimpanan awal :

a. Memindahkan benda uji segera setelah dipukul-pukul ke

tempat penyimpanan sehingga tak terganggu selama kurun

waktu perawatan awal.

b. Mengangkat dan menopang benda uji dari bawah dengan

sendok semen yang besar atau alat yang serupa, bila benda

uji dibuat dalam cetakan yang penggunaanya satu per satu

hendak dipindah sesegera mungkin.

c. Menandai benda uji untuk mengidentifikasi beton yang

diwakilianya secara positif dan tidak mudah rusak.

6. Proses Perawatan :

a. Perawatan setelah penyelesaian seperti menyelimuti benda

uji dengan pelat atau lembaran plastik kedap air, tidak

reaktif dan bungkus dengan kain basah serta hindari agar

tidak menyentuh permukaan beton,

b. Perawatan untuk pemeriksaan proporsi campuran seperti

kuat tekan dengan cara:

7. Perawatan awal sesudah percetakan :

a. Benda uji disimpan dalam suhu antara 16 sampai 27ºC

dalam lingkungan yang lembab selama 48 jam, harus

terlindung dari sinar matahari langsung atau alat yang

memancarkan panas kemudian benda uji dilepas dari

cetakan dan diberi perawatan standar, jika benda uji tidak

akan diangkut selama 48 jam, cetakan harus dilepas dalam

waktu 24 jam ± 8 jam dan diberi perawatan standar sampai

tiba waktu pengangkutan.

8. Perawatan standar untuk benda uji silinder sebagai berikut :

51

a. Dalam waktu 30 menit sesudah dilepas dari cetakan, benda

uji harus disimpan dalam keadaan lembab pada suhu 23ºC ±

1,7ºC tidak lebih dari 3 jam sebelum pengujian pada suhu

antara 20ºC sampai 30ºC. Benda uji tidak boleh terkena

tetesan atau aliran air, dan disimpan dalam keadaan basah,

yaitu dengan perendaman dalam air kapur jenuh atau dengan

ditutupi kain basah.

b. Perawatan untuk menentukan saat pelepasan cetakan atau

saat struktur boleh menerima beban untuk benda uji silinder

disimpan pada atau sedekat mungkin dengan struktur yang

dan suhu serta kelembabannya harus sama.

c. Proses pengangkutan benda uji ke laboratorium maksimal

selama 4 jam dan harus dilindungi dari kerusakan serta

dijaga kelembapannya.

3.7. Proses Pengujian

3.7.1. Pengujian Karakteristik Limbah Slag Aluminium

Proses pengujian katakteristik limbah slag auminium melalui 2 tahap

yakni tahap pembacaan kandungan unsur menggunakan metode analisa

SEM-EDX kemudian tahap pengukuran kadar kandungan unsur

menggunakan metode analisa ICP / AAS / Gravimetri.

3.7.2. Pengujian pH Limbah Slag Aluminium

Proses pengujian pH limbah slag aluminium mengacu pada SNI 19-

6424-2000. Berikut garis besar prosedur pengujian pH berdasarkan SNI

19-6424-2000:

1. Mengkalibrasi alat ukur pH dengan larutan penyangga standar

sebelum dan sesudah pengukuran

2. Menentukan kesesuaian semen dengan cara mengaduk (50 0,1) gram

pasir standar dan (50 0,1) gram semen dalam gelas kimia,

menambahkan 12,5 mL air suling kemudian diaduk dan dibiarkan 50

menit kemudian diaduk kembali untuk mempermudah masuknya

elektroda.

3. Menyelupkan elektroda dan termometer dengan hati-hati kedalam

adukan semen kemudian menghitung pH nya sesuai dengan

persamaan 2.9.

3.7.3. Pengujian Sifat Fisik Material

52

Proses pengujian sifat fisik material berupa berat jenis, kadar air, dan

kelembapan telah dijelaskan pada bab 2 butir 2.6.1 dengan acuan SNI 15-

2531-1999; SNI 03-1970-2008 ; SNI 03-1969-2008 ; dan SNI 03-1971-

2011.

3.7.4. Pengujian Konsistensi Semen, Setting Time, dan Slump

1. Pengujian konsistensi semen

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kebutuhan air uji waktu

ikat semen. Konsistensi semen sendiri merupakan kadar air pasta semen

yang apabila jarum vicat diletakkan dipermukaannya dalam interval

waktu 30 detik akan terjadi penetrasi sedalam 10 mm. Berikut langkah-

langkah pengujiannya:

a. Menimbang semen 250 gram kemudian menambahkan

air sebanyak 70 ml lalu mengaduk air dan semen

selama 3 menit.

b. Membuat bola pasta dan di lempar sebanyak 6 kali

sejauh 15 cm.

c. Bola pasta dimasukkan kedalam cetakan dan diletakkan

pada alat vicat, dan meletakkan pembacaan pada skala

nol.

d. Batang vicat dilepas bebas dan mencatat nilai penetrasi

setelah 30 detik.

e. Mengulangi langkah 1-4 untuk penambahan air

sebanyak 80 ml, dan 75 ml.

f. Mencari nilai penambahan air yang yang memiliki nilai

penurunan pada saat jarum turun 10 mm.

1. Prosedur pengujian waktu ikat semen (setting time)

Prosedur pengujian waktu ikat semen sebagai berikut

(Badan Standardisasi Nasional, 2002):

a. Menentukan dan menyiapkan volume air suling yang

diperlukan untuk mencapai konsistensi normal semen,

b. Menuangkan air suling kedalam mangkok pengaduk,

kemudian memasukan 300 gram benda uji semen secara

53

perlahan-lahan kedalam mangkok pengaduk yang sama

dan dibiarkan selam 30 detik,

c. Mengaduk campuran air suling dan benda uji selama 30

detik dengan kecepatan pengadukan 140 ± 5 putaran per

menit,

d. Pengadukan dihentikan selama 15 detik, kemudian

membersihkan pasta semen yang menempel dipinggir

mangkok pengaduk,

e. Mengaduk kembali pasta semen selam 60 detik dengan

kecepatan pengadukan 285 10 putaran per menit,

f. Membuat pasta semen berbentuk bola dengan tangan,

sambil dilemparkan sebanyak 6 kali dari tangan kiri ke

tangan kanan dengan jarak kedua tangan ± 15 cm,

g. Memegang cetakan benda uji dengan salah satu tangan,

kenudian melalui lobang dasarnya pasta semen

dimasukkan sampai terisi penuh, kemudian kelebihan

pasta diratakan pada dasar cincin dengan sekali gerakan

telapak tangan,

h. Meletakkan dasar cincin pada pelat kaca, meratakan

permukaan atas pasta dengan sekali gerakan sendok

perata tanpa menekan pasta,

i. Meletakkan thermometer beton diatas benda uji, lalu

disimpan di lemari lembab selama 30 menit, selama

percobaan benda uji dalam cincin & ditahan pelat kaca,

j. Mencatat suhu udara dengan thermometer laboraturium

dan suhu benda uji dengan thermometer beton,

k. Meletakkan benda uji pada alat vicat, sentuhkan ujung

jarum vicat pada tengah-tengah permukaan benda uji

dan kencangkan posisi jarum vicat,

l. Meletakkan pembacaan skala pada nol atau mencatat

angka permulaan dan segera lepaskan jarum vicat;

54

m. Mencatat besarnya penetrasi jarum vicat ke dalam

benda uji setelah 30 detik setiap 15 menit untuk ke detik

lain berbeda pada pemakaian benda uji. Jarak titik-titik

pengujian adalah 6,5 mm dan letaknya minimum 9,5

mm dari tepi cetakan benda uji,

n. Setiap kali dilakukan percobaan penetrasi, jarum vicat

harus dibersihkan,

o. Selama percobaan penetrasi dilakukan, jarum vicat

selalu dalam kondisi lurus dan bebas dari getaran.

p. Waktu ikat awal ditentukan dari grafik penetrasi waktu,

yaitu waktu dimana penetrasi jarum vicat mencapai

nilai 25 mm.

2. Prosedur pengujian slump

Prosedur pengujian slump mengacu pada SNI 03-1972-2008

berikut langkah-langkahnya:

a. Membasahi cetakan dan pelat dengan kain basah

b. Meletakkan cetakan di atas pelat kokoh

c. Mengisi cetakan sampai penuh dengan beton segar dalam 3

lapis dimana tiap lapis berisi kira-kira 1/3 isi cetakan. Setiap

lapis ditususk dengan tongkat pemadat sebanyak 25 tusukan

secara merata (tongkat harus masuk sampai lapisan bagian

bawah tiap-tiap lapisan; pada lapisan pertama) dengan

penusukan lapisan tepi tongkat dimiringkan sesuai dengan

kemiringan cetakan,

d. Meratakan permukaan benda uji dengan tongkat dan semua

sisa benda uji yang jatuh di sekitar cetakan harus dibersihkan,

e. Kemudian cetakan diangkat perlahan-lahan tegak lurus

keatas (seluruh pengujian mulai dari pengisian sampai

cetakan diangkat harus selesai dalam jangka waktu 2,5

menit),

f. Membalikkan cetakan dan diletakkan perlahan-lahan di

samping benda uji,

55

g. Mengukur slump yang terjadi dengan menentukan perbedaan

tinggi cetakan dengan tinggi rata-rata benda uji.

3.7.5 Pengujian Kuat Tekan Beton

Pengujian kuat tekan beton mengacu pada SNI 1974-2011

berikut langkah-langkahnya:

a. Persiapan Perlakuan Benda Uji

Benda uji harus dalam keadaan lembab dan temperatur

ruang. Untuk itu benda uji yang dikeluarkan dari tempat

pelembaban harus segera diuji. Pengujian benda uji untuk umur

beton yang ditentukan memiliki toleransi waktu yang diizinkan

seperti dijelaskan berikut ini

Tabel 3.6 Toleransi Waktu yang Diizinkan

Umur uji Waktu yang diizinkan

12 jam 15 menit atau 2,1%

24 jam 30 menit atau 2,1%

3 hari 2 jam atau 2,8%



90 hari 2 hari atau 2,2%


b. Penempatan benda uji harus datar dan tegak lurus sumbu vertikal

c. Pembebanan

luasan penampang tekan tergantung pada diameter benda

uji silinder diatur dalam tabel berikut:

Tabel 3.7 Diameter Maksimum Permukaan Tekan

Diameter Benda Uji (mm) Diameter Maksimum Permukaan Tekan (mm)

50 105

75 130

100 165

150 255

200 280


Pembebanan dilakukan pada benda uji secara terus-menerus

tanpa kejut dengan memperhatikan rentang beban sampai benda

uji hancur. Nilai pembebanan dicatat untuk dilaporkan sekaligus

mengamati tipe kehancuran dan kondisi visual benda uji beton.

56

Gambar 3.1 Sketsa Tipe Kehancuran Benda Uji


d. Perhitungan

Perhitungan kuat tekan menggunakan persamaan 2.20 dan

hasil kuat tekan tersebut dikalikan dengan faktor koreksi rasio

L/D benda uji.

Tabel 3.8 Faktor Koreksi Rasio L/D Benda Uji

L/D 2,00 1,75 1,50 1,25 1,00

Faktor 1,00 0,98 0,96 0,93 0,87


3.7.6 Pengujian Kandungan Akhir

Uji kandungan akhir pada beton dengan campuran

material berupa limbah slag aluminium bertujuan untuk

menganalisis apakah beton tersebut berbahaya terhadap

lingkungan apabila dipakai sebagai material konstruksi.

57

3.8 Diagram Alir Penelitian

Diagram alir penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.2 berikut ini

MULAI

IDENTIFIKASI DAN

PERUMUSAN MASALAH

STUDI LITERATUR

PENGAMBILAN SAMPEL

STUDI LAPANGAN

UJI KARAKTERISTIK

LIMBAH SLAG

PENGUMPULAN DATA

DATA

SEKUNDER

MATERIAL

DATA SHEET

DATA

PRIMER

SIFAT-SIFAT

FISIK MATERIAL

SIFAT KIMIA

MATERIAL

MIX DESIGN

A

PERSIAPAN ALAT

58

Gambar 3. 2 Diagram Alir Penelitian (Desain Penelitian, 2019)

A

PERSIAPAN BAHAN

LIMBAH

SLAG

SEMEN PASIR KERIKIL AIR

PENGUJIAN KONSISTENSI

SEMEN

PENGUJIAN SETTING TIME

PEMBUATAN SPESIMEN

PENGUJIAN SETTING TIME PERAWATAN (CURING)

PENGUJIAN SETTING TIME UJI KUAT TEKAN BETON

USIA 28 HARI

PENGUJIAN KANDUNGAN AKHIR

ANALISA DATA

KESIMPULAN

SELESAI

PENGUJIAN SLUMP

59

Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian ini adalah:

1. Identifikasi dan Perumusan Masalah

Penelitian ini berfokus mengenai pemanfaatan limbah slag

Aulinium, dengan batasan sampel dari limbah peleburan logam

aluminium di Desa Bakalan, Kecamatan Sumobito, Kabupaten Jombang,

Jawa Timur yang mana selama ini limbah slag yang dihasilkan dari

kegiatan tersebut tidak diolah maupun diserahkan pada pihak ketiga

namun disalahgunakan oleh masyarakat sekitar sebagai material urug

jalan dan tanggul untuk antisipasi banjir dan kebutuhan urug lahan

karena kurangnya pengetahuan masyarakat akan dampak yang

ditimbulkan oleh limbah tersebut.

2. Studi Literatur

Pada tahapan ini dilakukan pendalaman lebih terhadap topik

penelitian yang diangkat pada tugas akhir, untuk lebih memahami dan

mendalami maka diperlukan suatu studi literatur yang berguna untuk

memudahkan dalam pelaksanaan penelitian. Dimana literatur yang

didapatkan dapat bersumber dari jurnal, buku serta referensi dari internet.

Literatur yang digunakan dalam penelitian ini berkaitan dengan

pemanfaatan limbah slag aluminium, serta literatur mengenai beton

mulai cara pembuatan hingga pengujiannya. Dimana studi literatur yang

dibutuhkan dapat dijabarkan sebagai berikut :

a. Limbah B3

b. Limbah slag aluminium

c. Solidifikasi

d. Beton dan bahan penyusun beton

e. Pembutan beton

f. Pengujian karakteristik

g. Pengujian sifat fisik material

h. Pengujian kandungan akhir

i. Pengujian kuat tekan beton

j. Pengujian statistika parametrik dan nonparametrik

60

3. Studi Lapangan

Pada tahapan ini dilakukan pengamatan secara langsung pada

tempat produksi aluminium sekunder yang terdapat di Desa Bakalan,

Kecamatan Sumobito, Kabupaten Jombang, Jawa Timur. Adapun tujuan

dari studi lapangan ini adalah untuk mengetahui kondisi eksisting dan

permasalahan yang ada di lokasi.

4. Pengambilan Sampel

Pengambilan sampel dilakukan dengan cara grab sampling untuk

mendapatkan gambaran umum mengenai karakteristik limbah slag

Aluminium.

5. Pengujian Karakteristik Limbah Slag Aluminium

Pada tahapan ini dilakukan kandungan karakteristik bahan dengan

metode uji SEM-EDX untuk mengetahui kandungan limbah slag

aluminium kemudian dilakukan uji dengan metode ICP-OES (Inductivity

Coupled Plasma-OES) untuk mengetahui nilai kandungan unsur pada

limbah slag aluminium karena uji dengan SEM-EDX hanya mampu

melihat kandungan unsur berdasarkan kulit permukaan yang difoto

menggunakan SEM. Adapun alternatif pengujian selain ICP-OES adalah

menggunakan AAS dan gravimetri

6. Pengumpulan Data

Pengumpulan data primer maupun sekunder beserta metode yang

digunakan telah dijelaskan pada poin 3.3

7. Perancangan Campuran (Mix Design)

Kuat tekan yang direncanakan adalah 25 MPa beton normal mutu

sedang sebagai kontrol. Kadar penambahan limbah slag aluminium

sebesar 6%, 7%, 8 %, 9 %, 10 % , 11 %, 12% dan 13% dari berat semen.

Mix design dilakukan dengan acuan SNI 03-2834-2000 yang mengadopsi

metode DOE dengan sifat fisik agregat sesuai analisa.

8. Persiapan Alat

Persiapan alat telah dijelaskan pada poin 3.5.1

9. Persiapan Bahan

61

Persiapan bahan telah dijelaskan pada poin 3.5.2.

10. Pengujian Konsistensi Semen

Prosedur pengujian konsistensi semen telah dijelaskan pada poin 3.7.4.

11. Pengujian Setting Time (Waktu Ikat Semen)

Prosedur pengujian waktu ikat telah dijelaskan pada poin 3.7.4.

12. Pengujian Slump

Prosedur pengujian slump telah dijelaskan pada poin 3.7.4.

13. Pembuatan Spesimen

Prosedur pembuatan spesimen telah dijelaskan pada poin 3.6.

14. Perawatan Spesimen (Curing)

Prosedur perawatan spesimen telah dijelaskan pada poin 3.6.

15. Pengujian Kuat Tekan Beton Usia 28 hari

Prosedur pengujian kuat tekan beton telah dijelaskan pada poin 3.7.5.

16. Pengujian Kandungan Akhir

Pengujian kandungan akhir dilakukan pada spesimen uji dengan

proporsi limbah slag aluminium sebagai substitusi semen yang memiliki

kuat tekan terbesar.

17. Analisa Data

Analisa data dilakukan menggunakan 2 metode yakni metode

kuantitatif dan metode statistik. Metode kuantitatif meliputi analisa beton

yang ditinjau kuliatasnya berdasarkan SNI. Metode statistik yang

digunakan merupakan metode one way ANOVA (Analysis of Variance)

dan alternatifnya dengan software SPSS. Pengolahan tersebut akan

menghasilkan grafik ataupun data statistik yang akan digunakan untuk

menganalisa apakah variasi komposisi limbah slag aluminium memiliki

pengaruh terhadap kuat tekan pada beton mutu sedang.

18. Kesimpulan dan Saran

Tahap kesimpulan dan saran merupakan tahap terakhir dimana

akan ditarik beberapa kesimpulan terhadap analisa data yang telah

dilakukan sesuai dengan perumusan masalah dan tujuan penelitian.

Saran-saran ditujukan untuk pengembangan penelitian terkait karena

62

penelitian ini masih memiliki keterbatasan waktu dan dana penelitian

dalam meneliti semua aspek terkait permasalahan yang diangkat.

3.9. Jadwal Pelaksanaan Penelitian

Penelitian ini memiliki jadwal pelaksanaan sebagai berikut:

Tabel 3.9 Jadwal Pelaksanaan Penelitian

Kegitan Bulan Ke-

1 2 3 4 5 6

Identifikasi dan Perumusan Masalah

Studi Literatur

Studi Lapangan

Pengambilan Sampel

Uji Karakteristik Limbah Slag Aluminium

Pengumpulan Data

Mix Design

Persiapan Alat

Persiapan Bahan

Pengujian Konsistensi Semen

Pengujian Setting Time

Pengujian Slump

Pembuatan Spesimen

Perawatan Spesimen

Pengujian Kuat Tekan Beton

Pengujian Kandungan Akhir

Analisa Data

Penyusunan Laporan

Sumber: Desain Penelitian, 2019

63

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengujian Karakteristik Limbah Slag Aluminium

Pengujian karakteristik limbah slag aluminium bertujuan untuk

mengidentifikasi kandungan unsur didalam limbah slag aluminium. Pengujian

kandungan awal memiliki tiga tahapan yang pertama pengujian menggunakan alat

SEM-EDX, kedua menggunakan alat ICP, dan ketiga menggunakan analisa XRD.

4.1.1 Hasil Pengujian SEM-EDX Limbah Slag Aluminium

Pengujian SEM (Scanning Electron Microscopy) limbah slag aluminium

dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Perbesaran yang digunakan adalah 1.000x, 5.000x, 10.000x, dan 20.000x

sebagaimana terdapat pada Gambar 4.1.

(a) (b)

(c) (d)

Gambar 4.1 Hasil SEM-EDX (a) perbesaran 1.000 x (b) perbesaran 5.000 x (c) perbesaran 10.000

x (d) perbesaran 20.000 x

(Sumber : Hasil Analisa, 2019)

64

Berdasarkan Gambar 4.1 ukuran slag aluminium dapat diketahui dengan

cara mengukur skala ukuran objek yang terdapat di pojok kanan bawah Gambar

4.1 (a) hingga (d), sehingga dapat diketahui variasi ukuran slag aluminium antara

10-55 m. Pengujian SEM kemudian dilanjutkan dengan EDX (Energy

Dispersive X-Ray) untuk mengidentifikasi unsur penyusun limbah slag aluminium

yang terdapat dalam Gambar 4.2.

Gambar 4.2 Hasil EDX


Unsur-unsur yang terkandung dalam limbah slag aluminium berdasarkan

Gambar 4.2 didominasi oleh logam Al. Unsur-unsur limbah slag aluminium

selengkapnya dijabarkan dalam Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Hasil Analisa EDX

Unsur Hasil Analisa

Berat (%) mg/L Eror (%)

N 7,89 789 11,84

O 31,32 3132 8,84

F 1,14 114 17,22

Na 5,42 542 7,83

Mg 3,04 304 7,14

Al 37,54 3754 4,38

Si 2,94 294 8,15

Cl 5,26 526 5,3

K 1,78 178 10,96

Ca 0,97 97 17,03

Fe 0,96 96 34,85

Cu 1,74 174 25,99

(Sumber: Hasil Analisa, 2019)

65

Unsur terbesar yang terkandung dalam limbah slag aluminium adalah

aluminium. Pembacaan dengan SEM-EDX memiliki kelemahan yakni hanya

membaca berdasarkan kondisi permukaan sampel, tetapi tidak dapat

mengidentifikasi kondisi dalam sampel, sehingga diperlukan analisa lebih lanjut

mengenai unsur tersebut dengan ICP.

4.1.2 Hasil Pengujian ICP Limbah Slag Aluminium

Pengujian ICP dilakukan di Laboratorium Sucofindo, Jalan Ahmad Yani,

Surabaya. Hasil dari pengujian tersebut dapat dilihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Hasil Analisa ICP

Parameter Hasil Analisa Metode

(%) ppm

• Natrium (Na) 3,09 309 US EPA SW-846-3050 B & 7770

• Magnesium (Mg) 0,21 21 US EPA SW-846-3050 B & 7450 A

• Aluminium (Al) 3,91 391 US EPA SW-846-3050 B & 7020

• Silika (Si) 0,70 70 US EPA SW-846-3050 B & 3120 B #)

• Kalsium (Ca) 0,62 62 US EPA SW-846-3050 B & 7140

• Besi (Fe) 0,33 33 US EPA SW-846-3050 B & 7380

• Tembaga (Cu) 0,14 14 US EPA SW-846-3050 B & 7450 A

• Kalium (K) 0,81 81 US EPA SW-846-3050 B & 7020

• pH 8,65 - 4500 H+ B #)

• Klorida (Cl) 5,51 551,22 4500 Cl- B #)

• Fluorida (F) 0,71 71,57 4500 F- D #)

• Nitrogen (N) 0,042 4,20 Kjeldahl Destilation

#) Standard Method 23rd Edition 2017 APHA-AWWA-WEF


Berdasarkan data tersebut dapat dilihat selisih pembacaan unsur antara

SEM-EDX dengan ICP. Hal ini disebabkan, karena SEM-EDX hanya mampu

melakukan pembacaan pada permukaan sampel, sedangkan ICP mampu membaca

kandungan keseluruhan sampel. Unsur dominan dari limbah slag aluminium

adalah Al, Na, dan Cl. Unsur logam berat yang terdapat dalam limbah slag

aluminium adalah Cu dengan konsentrasi 14 ppm, dan F dengan konsentrasi 71,57

ppm. Menurut PP 101 2014 pada lampiran III tentang baku mutu karakteristik

beracun untuk penetapan kategori limbah B3 Cu adalah 60 ppm, dan untuk F

adalah 450 ppm, artinya kandungan Cu dan F dalam lmbah slag aluminium telah

memenuhi baku mutu.

66

4.1.3 Hasil Pengujian XRD Limbah Slag Aluminium

Pengujian XRD bertujuan untuk mengidentifikasi unsur yang saling

berikatan menjadi senyawa. Pengujian XRD dilakukan di Laboratorium Material

dan Metalurgi, Kampus ITS, Sukolilo. Hasil dari pengujian XRD terdapat dalam

Gambar 4.3.

Gambar 4.3 Hasil Analisa XRD


Berdasarkan gambar tersebut, senyawa yang terdapat dalam limbah adalah

Al2O3, AlN, NaCl, AlCuO4, KFeO2, Al2MgO4. Senyawa-senyawa dalam limbah

slag aluminium merupakan senyawa dengan fasa kristal. Senyawa pembentuk

reaksi pozzolan kebanyakan terdiri dari silika oksida dengan fasa amorf, sedikit

silika oksida dengan fasa kristal, dan sedikit aluminium oksida dengan fasa kristal

(Waani dkk., 2017). Senyawa pembentuk reaksi pozzolan selain aluminitum

oksida seperti silika oksida, dan kalsium oksida tidak ditemukan dalam analisa.

Reaksi pozzolan terjadi ketika silika reaktif (SiO2) dan sedikit aluminium oksida

(Al2O3) ditambah dengan air bereaksi dengan Ca(OH)2 menjadi gel kalsium silikat

hidrat disingkat CSH (Soroka, 1993). Kurangnya SiO2 akan menghambat

pembentukan reaksi gel kalsium silikat hidrat (CSH) (Mailar dkk, 2016). Setina,

Gabrene dan Juhnevica (2013), berpendapat bahwa penambahan bahan pozzolan

dalam beton akan meningkatkan kuat tekan beton. Bahan pozzolan dengan

Position [°2Theta] (Copper (Cu))

20 30 40 50 60 70 80

Counts

0

500

1000 XRD

Aluminum Nitride

Halite, syn

Corundum, syn

Aluminum, syn

Copper Aluminum Oxide

Potassium Iron Oxide

Spinel

67

ketahanan kimia tinggi dapat digunakan dalam struktur lingkungan khusus seperti

lingkungan asam. Bahan pozzolan seperti polimer amorf rentan terhadap serangan

kimia dan degradasi fisik. Ketahanan akan zat kimia polimer semi-kristal

umumnya lebih baik daripada polimer amorf (Campo, 2008), sehingga limbah

slag aluminium memiliki keunggulan ketahanan dari zat kimia.

4.2 Hasil Pengujian Sifat Fisik Material dan Mix Design

4.2.1 Hasil Pengujian Sifat Fisik Material

Pengujian sifat fisik material bertujuan untuk mengidentifikasi kualitas

material yang digunakan dalam pembuatan beton. Kualitas material yang semakin

baik, maka semakin bagus pula kualitas beton yang dihasilkan. Rangkuman hasil

pengujian sifat fisik material terdapat dalam Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Rangkuman Hasil Uji Sifat Fisik Material

No Macam Pemeriksaan Nilai Satuan Standar Keterangan

Pasir Lumajang

1 Modulus Kehalusan 3,2 - 2,6 - 3,8 memenuhi

2 Berat Jenis 2,6 g/cm3 2,5-2,6 memenuhi

3 Daya Serap Air 2,7 % - -

4 Kadar Air 3,1 % - -

5 Kadar Lumpur 1,7 % maks 5 % memenuhi

6 Kebersihan terhadap zat organik no 1 - maks no 3 memenuhi

Kerikil Asli

1 Modulus Kehalusan 8 - 5-8 memenuhi

2 Berat Jenis 2,4 g/cm3 2,4-2,7 memenuhi

3 Daya Serap Air 8,1 % - -

4 Kadar Air 7,4 % - -

5 Kadar Lumpur 7,6 % maks 1 % tidak memenuhi

Limbah Slag Aluminium

1 Berat Jenis 2,57 g/cm3 - -

Sumber: Hasil Analisa, 2019

Berdasarkan hasil analisa tersebut, nilai sifat fisik material memenuhi

standar, kecuali kadar lumpur kerikil yang mencapai 8%. Kadar lumpur kerikil

yang tingi dapat mempersulit daya ikat agregat halus dan semen pada kerikil

(Achmad, 2015), sehingga kerikil perlu dicuci hingga bersih dan didapatkan kadar

lumpurnya < 1%.

68

4.2.2 Mix Design

Perencanaan campuran atau mix design yang diacu dalam penelitian ini

adalah SNI 03-2834-2000 tentang tata cara pembuatan rencana campuran beton

normal. Perhitungan perencanaan campuran sebagai berikut.

a. Menentukan kuat tekan yang disyaratkan

• Kuat tekan yang direncanakan dalam penelitian ini adalah 25 MPa

dengan toleransi cacat 5%.

b. Deviasi standar

• Deviasi standar biasanya diketahui menurut data lapangan. Deviasi

standar untuk penelitan atau tanpa data menggunakan nilai 12.

c. Nilai tambah / margin

• Nilai tambah / margin dapat ditentukan dari mengalikan deviasi

standar dengan koefisien nilai margin 1,64 sehingga;

Nilai tambah = 1,64 x 12 = 19,7 MPa

d. Menentukan kuat tekan rata-rata yang ditargetkan

• Kuat tekan rata-rata yang ditargetkan dihitung dari menjumlahkan

nilai kuat tekan yang disyaratkan dengan nilai tambah sehingga;

Kuat tekan rata-rata yang ditargetkan = 25 + 19,7 = 44,7 MPa

e. Menetapkan jenis semen

Jenis semen yang digunakan dalam penelitian ini adalah semen portland

tipe I dengan merk dagang semen gresik.

f. Menetapkan jenis agregat

• Jenis agregat halus yang digunakan dalam penelitian ini adalah

pasir lumajang

• Jenis agregat kasar yang digunakan dalam penelitian ini adalah

kerikil batu pecah dengan spesifikasi ukuran butir lolos saringan

nomor atau ukuran butir maksimal 2,59 cm.

g. Menentukan faktor air semen bebas

• Faktor air semen bebas ditentukan dari Tabel 2.2 Perkiraan

Proporsi Campuran berdasarkan mutu beton sedang dan grafik

dalam gambar 2.15 Hubungan Antara Kuat Tekan dengan Faktor

Air Semen (FAS) untuk Benda Uji Silinder. Setelah didapat nilai

69

FAS dipilih yang terkecil antara 0,50 (hasil tabel) dengan 0,36

(hasil penggambaran grafik) yakni 0,36.

Gambar 4.4 Penentuan Nilai Faktor Air Semen


h. Menetapkan faktor air semen maksimum

• Faktor air semen maksimum yang ditetapkan adalah 0,36

i. Menetapkan nilai slump

• Nilai slump ditetapkan 60-180 mm

j. Menetapkan ukuran agregat maksimum

• Ukuran agregat maksimum 40 mm

k. Menentukan kadar air bebas

• Kadar air bebas ditentukan dengan Tabel 2.5 Perkiraan Kadar Air

Bebas (kg/m3) dan didapatkan nilai 185 kg/m3.

• Kadar air bebas untuk agregat tak dipecah/pasir = 175 kg/m3

0,36

44,7

70

• Kadar air bebas untuk agregat dipecah/kerikil = 205 kg/m3

• Perhitungan kadar air bebas:

2

3𝑊ℎ +

1

3𝑊𝑘 =

2

3𝑥 175

kg

𝑚3+

1

3𝑥205 kg/𝑚3 = 116,67

kg

𝑚3+ 68,83kg/𝑚3

= 185 kg/m3

l. Menentukan jumlah semen

• Ditentukan dengan cara membagi kadar air bebas dengan faktor air

semen maksimum:

185 kg/m3 : 0,36 = 514 kg/m3

m. Menetapkan jumlah semen maksimum

• Jumlah semen maksimum diabaikan

n. Menetapkan jumlah semen minimum

• Berdasarkan Tabel 2.3 jumlah semen minimum adalah 325 kg/m3,

karena perhitungan jumlah semen 614 kg/m3, maka diambil nilai

terbesar = 614 kg/m3.

o. Menentukan faktor air semen yang disesuaikan

• Menggunakan hasil air semen terkecil (grafik 1 dalam Gambar

2.15) = 0,36

p. Menentukan susunan butir agregat halus

• Untuk menentukan susunan butir agregat halus menggunakan hasil

analisa ayakan terdapat pada Tabel 4.4

Tabel 4.4 Analisa Ayakan Pasir Lumajang

Berat

Tertahan

(gram)

Berat

Lolos

(gram)

Jumlah Persen

Saringan Tertahan Lolos

Tertahan

Kumulatif

4,76 0 996,6 0,00 100,00 0,00

2,38 63,3 933,3 6,35 93,65 6,35

1,19 148,7 847,9 14,92 85,08 21,27

0,59 229,4 767,2 23,02 76,98 44,29

0,3 178,3 818,3 17,89 82,11 62,18

0,15 210,6 786,0

PAN 166,3 830,3 16,69 83,31 100,00

CAWAN - - - - -

TOTAL 996,6 100,00 317,41


Fineness Modulus = TOTAL % TERTAHAN KUMULATIF : 100

71

Fineness Modulus = 317 : 100

Fineness Modulus = 3,17

Kemudian data % kumulatif dibandingkan dengan data zona

gradasi pasir yang paling mendekati. Data dalam penelitian ini

termasuk zona gradasi 2.

Tabel 4.5 Hasil Analisa Gradasi Pasir Lumajang

Saringan

%

kumulatif

Lolos

% Lolos Ayakan

Nomor mm

Gradasi

Zona 1

(Kasar)

Gradasi

Zona 2

(Sedang)

Gradasi

Zona 3

(Halus)

Gradasi

Zona 4

(Sangat

Halus)

4 4,76 90 90-100 90-100 90-100 95-100

8 2,38 83,61 60-95 75-100 85-100 95-100

16 1,19 68,69 30-70 55-90 75-100 90-100

30 0,6 45,68 15-34 35-59 60-79 80-100

50 0,3 27,78 5-20 8-30 12-40 15-50

100 0,15 6,65 0-10 0-10 0-10 0-15

Pan pan 0 0 0 0 0


Berdasarkan Tabel 4.5 diatas dapat dibuat grafik zona gradasi pasir

yang terdapat pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5 Zona Gradasi Pasir Lumajang


q. Menentukan persentase agregat halus

• Persentase agregat halus ditentukan dengan Gambar 2.17 dan

didapatkan nilai 38% (ditunjukkan pada Gambar 4.6 dibawah ini),

sedangkan untuk agregat kasar mengikuti nilai persentase agregat

halus.

0

20

40

60

80

100

120

012345

% K

um

ula

tif

Nomor Saringan

Gradasi

Pasir

Batas Atas

Batas

Bawah

72

𝑝𝑒𝑟𝑠𝑒𝑛𝑡𝑎𝑠𝑒 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡 𝑘𝑎𝑠𝑎𝑟 = 100 − 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑒𝑛𝑡𝑎𝑠𝑒 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡 ℎ𝑎𝑙𝑢𝑠

𝑝𝑒𝑟𝑠𝑒𝑛𝑡𝑎𝑠𝑒 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡 𝑘𝑎𝑠𝑎𝑟 = 100 − 38

𝑝𝑒𝑟𝑠𝑒𝑛𝑡𝑎𝑠𝑒 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡 𝑘𝑎𝑠𝑎𝑟 = 62

Gambar 4.6 Penentuan Persentase Agregat Halus


r. Menentukan berat jenis relatif agregat (kondisi SSD)

• Berat jenis relatif agregat didapat dari penjumlahan berat jenis

agregat yang sudah dikalikan dengan persentase agregat

𝑏𝑗 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑓 = ((𝑏𝑗 𝑝𝑎𝑠𝑖𝑟 𝑥 % 𝑎𝑔. ℎ𝑎𝑙𝑢𝑠) + (𝑏𝑗 𝑘𝑒𝑟𝑖𝑘𝑖𝑙 𝑥 % 𝑎𝑔. 𝑘𝑎𝑠𝑎𝑟))

𝑏𝑗 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑓 = ((2,54 𝑥 38%) + (2,4 𝑥 62%))

𝑏𝑗 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑓 = 2,47

s. Menentukan berat jenis beton

• Berat jenis beton didapatkan dari menarik garis vertikal dari titik

kadar air bebas pada Gambar 4.7 berikut, sehingga didapatkan nilai

berat jenis beton sebesar 2.285 kg/m3.

Gambar 4.7 Penentuan Berat Jenis Beton

(sumber: Hasil Analisa, 2019)

222285

0,36

38

222,47

1185

73

t. Menentukan kadar agregat gabungan

• Kadar agregat gabungan didapatkan dari pengurangan antara berat

jenis beton basah dengan kadar air bebas ditambah jumlah semen.

𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡 𝑔𝑎𝑏𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 = 2.285 𝑘𝑔/𝑚3 − (514 + 185)𝑘𝑔/𝑚3

𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡 𝑔𝑎𝑏𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 = 1.586,11 𝑘𝑔/𝑚3

u. Menentukan kadar agregat halus

• Kadar agregat halus didapatkan dari perkalian antara persentase

agregat halus dengan kadar agregat gabungan

𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡 ℎ𝑎𝑙𝑢𝑠 = 38% 𝑥 1586,11 𝑘𝑔

𝑚3

𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡 ℎ𝑎𝑙𝑢𝑠 = 603 𝑘𝑔/𝑚3

v. Menentukan kadar agregat kasar

• Kadar agregat kasar didapatkan dari perkalian antara persentase

agregat kasar dengan kadar agregat gabungan

𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡 𝑘𝑎𝑠𝑎𝑟 = 62% 𝑥 1.586,11 𝑘𝑔

𝑚3

𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡 ℎ𝑎𝑙𝑢𝑠 = 983 𝑘𝑔/𝑚3

w. Proporsi campuran

• Proporsi campuran diperoleh dengan cara membandingkan seluruh

kadar material dengan kadar semen

Tabel 4.6 Proporsi Campuran

Proporsi

Campuran

Semen Air Pasir Kerikil

(kg) (kg) (kg) (kg)

Tiap m3 514 185 603 983

Proporsi (tiap

komposisi :

proporsi

semen)

1 0,36 1,17 1,91


• Koreksi proporsi campuran

• Pasir mempunyai kadar air 3,05% dan penyerapan air

2,71%, maka pasir akan menambah jumlah air campuran

karena kadar air > penyerapan air. Air harus dikurangi /

pasir harus ditambah sebesar :

Pasir = (3,05 − 2,71) x 603 ∶ 100 = 2,05 kg

74

• Kerikil mempunyai kadar air 7% dan penyerapan air 8,1%,

maka kerikil akan menyerap sebagian air campuran,

sehingga air harus ditambah / kerikil harus dikurangi

sebesar:

𝑘𝑒𝑟𝑖𝑘𝑖𝑙 = (8,1 − 7)𝑥 983 𝑘𝑔 ∶ 100 = 10,81 𝑘𝑔

• Proporsi campuran menjadi:

o Semen portland = 514 kg

o Pasir = 603 kg + 2,05 kg = 605,05 kg

o Kerikil = 983 kg – 10,81 kg = 972,19 kg

o Air = 185 kg – 2,05 kg + 10,81 kg = 193,76 kg

Tabel 4.7 Koreksi Proporsi Campuran

Koreksi

Proporsi

campuran

semen air pasir kerikil

(kg) (kg) (kg) (kg)

Tiap m3 514 193,76 605,05 972,19

Proporsi (tiap

komposisi :

proporsi

semen)

1 0,38 1,18 1,89


x. Kebutuhan material

Kebutuhan material disesuaikan dengan ukuran spesimen dan

jumlah spesimen tiap variasi. Setiap variasi terdiri dari 5 spesimen, namun

untuk mengantisipasi adonan yang menempel pada dinding molen

pengaduk, maka jumlah adonan ditambahi 2 spesimen menjadi adukan 7

spesimen tiap variasi. Kebutuhan material dapat dilihat dalam Tabel 4.8.

Tabel 4.8 Kebutuhan Material

No Keterangan Nilai Satuan

1. Diameter cetakan (2 r) 0,1 m

2. Tinggi cetakan (t) 0,2 m

3. Volume cetakan (π x r2 x t) 0,00157 m3

4. Volume 7 cetakan (7 x poin 4) 0,0110 m3

5. Semen 7 cetakan (poin 4 x koreksi proporsi campuran semen

tiap m3)

5,65 Kg

6. Air 7 cetakan (poin 4 x koreksi proporsi campuran air tiap m3) 2,13 Kg

7. Pasir 7 cetakan (poin 4 x koreksi proporsi campuran pasir tiap

m3)

6,66 Kg

8. Kerikil 7 cetakan (poin 4 x proporsi campuran kerikil tiap m3) 10,69 Kg


75

Selanjutnya menghitung kebutuhan material untuk tiap variasi

substitusi semen. Kebutuhan material semen akan berbeda setiap variasi

karena perbedaan persentase substitusi. Hasil perhitungan kebutuhan

material tiap variasi dapat dilihat dalam Tabel 4.9.

Tabel 4.9 Kebutuhan Material Tiap Variasi

no Material

(kg)

V1

(0%)

V2

(6%)

V3

(7%)

V4

(8%)

V5

(9%)

V6

(10%)

V7

(11%)

V8

(12%)

V9

(13%)

1. Semen 5,65 5,31 5,26 5,20 5,14 5,09 5,03 4,97 4,92

2. Limbah 0 0,34 0,40 0,45 0,51 0,57 0,62 0,68 0,73

3. Air 2,13 2,13 2,13 2,13 2,13 2,13 2,13 2,13 2,13

4. Pasir 6,66 6,66 6,66 6,66 6,66 6,66 6,66 6,66 6,66

5. Kerikil 10,69 10,69 10,69 10,69 10,69 10,69 10,69 10,69 10,69


4.3 Hasil Pengujian Waktu Ikat Semen (Setting Time)

Pengujian waktu ikat semen didahului dengan pengujian konsistensi

semen. Pengujian konsistensi semen bertujuan untuk menentukan kadar air yang

sesuai untuk digunakan dalam pengujian waktu ikat semen. Selain sebagai

pendahuluan dari uji waktu ikat, pengujian konsistensi semen juga bertujuan

untuk mengetahui kadar air minimum yang diperlukan untuk mencapai

konsistensi normal semen, dan nantinya akan berhubungan ketika bata beton

mulai mengikat hingga mengeras.

4.3.1 Pengujian Konsistensi Semen

Terdapat 9 pengujian konsistensi semen, sebagai berikut

a. pengujian konsistensi semen variasi 1 (100% semen, 0% limbah)

b. pengujian konsistensi semen variasi 2 (94% semen, 6% limbah)

c. pengujian konsistensi semen variasi 3 (93% semen, 7% limbah)

d. pengujian konsistensi semen variasi 4 (92% semen, 8% limbah)

e. pengujian konsistensi semen variasi 5 (91% semen, 9% limbah)

f. pengujian konsistensi semen variasi 6 (90% semen, 10% limbah)

g. pengujian konsistensi semen variasi 7 (89% semen, 11% limbah)

h. pengujian konsistensi semen variasi 8 (88% semen, 12% limbah)

i. pengujian konsistensi semen variasi 9 (87% semen, 13% limbah)

Hasil dari pengujian konsistensi normal semen terdapat dalam Tabel 4.10

76

Tabel 4.10 Hasil Pengujian Konsistensi Normal Semen

Variasi pengujian Jumlah air (mL) Penurunan (mm)

1 80

10

2 80

3 80

4 80

5 80

6 85

7 85

8 85

9 85


Berdasarkan hasil pengujian diatas terlihat bahwa masing-masing

variasi substitusi semen membutuhkan jumlah air yang berbeda untuk

mendapatkan penurunan jarum vicat sebesar 10 mm. Variasi pengujian 1

(satu) sampai 5 (lima) membutuhkan 80 mL air sedangkan, variasi

pengujian 6 (enam) sampai 9 (sembilan) memerlukan 85 mL air. Data

tersebut dapat diartikan bahwa penambahan substitusi aluminium dapat

meningkatkan kebutuhan air dalam pengujian konsistensi normal semen.

4.3.2. Pengujian Waktu Ikat Semen dengan Variasi Limbah

Pengujian setting time atau waktu pengikatan bertujuan untuk

mengidentifikasi waktu pengikatan awal dan akhir antara semen dengan air yang

dilakukan dengan menggunakan alat vicat. Jumlah air dalam pengujian setting

time mengacu pada hasil pengujian konsistensi normal semen.

a. Pengujian waktu ikat variasi 1 (100% semen + 0% limbah)

Hasil pengujian waktu ikat semen variasi 1 (100% semen + 0% limbah)

tersaji dalam Tabel 4.11.

Tabel 4.11 Waktu Ikat Variasi 1

No Waktu (menit) Waktu Kumulatif (menit) Penurunan (mm)

1 45 45,0 29

2 15 60,0 28

3 15 75,0 15

4 15 90,0 10

5 15 105,0 6

6 15 120,0 0


Waktu pengikatan akhir terjadi pada penurunan jarum vicat 0 mm

atau terjadi pada menit ke-120 sedangkan, waktu pengikatan awal terjadi

77

pada saat jarum vicat mengalami penurunan 25 mm. Interpolasi dilakukan

untuk mendapat data waktu pengikatan awal sebagai berikut.

Tabel 4.12 Interpolasi waktu ikat awal variasi 1

Waktu Kumulatif (menit) Penurunan (mm)

60,0 28

x 25

75,0 15


28 − 25

28 − 15=

60 − 𝑥

60 − 75

3

13=

60 − 𝑥

− 15

−45 = 780 − 13𝑥

13𝑥 = 780 + 45

13𝑥 = 825

𝑥 = 63,5

Waktu pengikatan awal semen variasi 1 adalah 63,5 menit dan

waktu pengikatan akhir semen variasi 1 adalah 120 menit.

b. Pengujian waktu ikat variasi 2 (94% semen + 6% limbah)

Hasil pengujian waktu ikat variasi 2 (94% semen + 6% limbah) tersaji

dalam Tabel 4.13.



1 45 45 18

2 15 60 9

3 15 75 2

4 15 90 1

5 15 105 0




pada saat jarum vicat mengalami penurunan 25 mm. Ekstrapolasi

dilakukan untuk mendapat data waktu pengikatan awal sebagai berikut.



x 25

45 18

60 9


25 − 9

18 − 9=

𝑥 − 60

45 − 60

78

16

9=

𝑥 − 60

−15

𝑥 − 60 = −26,67

𝑥 = 33,33



c. Pengujian waktu ikat variasi 3 (93% semen + 7% limbah)


dalam Tabel 4.15.



1 45 45 12

2 15 60 4

3 15 75 2

4 15 90 1

5 15 105 0





dilakukan untuk mendapat data waktu pengikatan awal sebagai berikut



x 25

45 12

60 4


25 − 4

12 − 4=

𝑥 − 60

45 − 60

21

8=

𝑥 − 60

−15

𝑥 − 60 = −39,38

𝑥 = 20,63



d. Pengujian waktu ikat variasi 4 (92% semen + 8% limbah)



79



1 45 45,0 10

2 15 60,0 2

3 15 75,0 1

4 15 90,0 1

5 15 105,0 0,5

6 15 120,0 0






Tabel 4.18 Ekstrapolasi waktu ikat awal variasi 4


x 25

45 10

60 2


25 − 2

10 − 2=

𝑥 − 60

45 − 60

23

8=

𝑥 − 60

−15

𝑥 − 60 = −43,13

𝑥 = 16,88



e. Pengujian waktu ikat variasi 5 (91% semen + 9% limbah)





1 45 45,0 13

2 15 60,0 2,5

3 15 75,0 2

4 15 90,0 1,5

5 15 105,0 0,25

6 15 120,0 0




80





x 25

45 13

60 2,5


25 − 2,5

13 − 2,5=

𝑥 − 60

45 − 60

22,5

10,5=

𝑥 − 60

−15

𝑥 − 60 = −32,14

𝑥 = 27,86



f. Pengujian waktu ikat variasi 6 (90% semen + 10% limbah)





1 45 45,0 12

2 15 60,0 1

3 15 75,0 1

4 15 90,0 1

5 15 105,0 1

6 15 120,0 0,5

7 15 135,0 0,5

8 15 150,0 0,5

9 15 165,0 0








x 25

45 12

60 1


81

25 − 1

12 − 1=

𝑥 − 60

45 − 60

24

11=

𝑥 − 60

−15

𝑥 − 60 = −32,73

𝑥 = 27,27



g. Pengujian waktu ikat variasi 7 (89% semen + 11% limbah)





1 45 45,0 14

2 15 60,0 6

3 15 75,0 4

4 15 90,0 2

5 15 105,0 1

6 15 120,0 0,5

7 15 135,0 0,5

8 15 150,0 0,5

9 15 165,0 0,5

10 15 180,0 0








x 25

45 14

60 6


25 − 6

14 − 6=

𝑥 − 60

45 − 60

19

8=

𝑥 − 60

−15

𝑥 − 60 = −35,63

𝑥 = 24,38



82

h. Pengujian waktu ikat variasi 8 (88% semen + 12% limbah)





1 45 45,0 12

2 15 60,0 3,5

3 15 75,0 0,25

4 15 90,0 0,25

5 15 105,0 0,25

6 15 120,0 0








x 25

45 12

60 3,5


25 − 3,5

12 − 3,5=

𝑥 − 60

45 − 60

21,5

8,5=

𝑥 − 60

−15

𝑥 − 60 = −37,94

𝑥 = 22,06



i. Pengujian waktu ikat variasi 9 (87% semen + 13% limbah)


dalam Tabel 4.27.



1 45 45 12

2 15 60 4

3 15 75 3

4 15 90 2

5 15 105 1

6 15 120 0


83







x 25

45 12

60 4


25 − 4

12 − 4=

𝑥 − 60

45 − 60

21

8=

𝑥 − 60

−15

𝑥 − 60 = −39,38

𝑥 = 20,63



Pengujian setting time atau waktu ikat diatas dapat diketahui

bahwa substitusi limbah slag aluminium menurunkan waktu pengikatan

semen akhir pada konsentrasi 6% dan 8% namun, meningkatkan waktu

pengikatan semen akhir pada konsentrasi 10% dan 11%. Hasil pengujian

waktu ikat semen dapat dilihat dalam Gambar 4.8.

Gambar 4.8 Hasil Pengujian Waktu Ikat Akhir


120

105 105

120 120

165

180

120 120

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 2 4 6 8 10 12 14

Set

ting T

ime

(min

ute

s)

Aluminium Slag Waste Substitution (%)

84

Reaksi pengerasan semen terjadi melalui tahap pengikatan air didahului

oleh C3A, kemudian C3S, C2S, dan C3AF. Kandungan aluminium yang tinggi

meningkatkan jumlah C3A dalam semen, sehingga waktu pengikatan air (reaksi

hidrasi) oleh C3A bertambah dan mengakibatkan bertambahnya waktu pengikatan

akhir semen (Sebayang, 2010). Hasil tersebut sesuai dengan penelitian yang

dilakukan oleh Mailar dkk. (2016), substitusi limbah aluminium meningkatkan

waktu ikat akhir semen. Campuran beton yang memiliki waktu ikat akhir tinggi

sangat sesuai digunakan pada daerah dengan temperatur tinggi (Soroka, 1993).

4.4 Pengaruh Substitusi Limbah Slag terhadap Kuat Tekan

4.4.1 Hasil Pengujian Kuat Tekan

Pengujian kuat tekan bertujuan untuk mendapatkan kualitas beton normal

yang telah dibuat. Pengujian kuat tekan yang mengacu pada SNI 1984:2011 pada

penelitian ini ditargetkan memenuhi mutu sedang atau berdasarkan perencanaan

campuran memiliki nilai kuat tekan 25 MPa. Pengujian kuat tekan dilakukan di

Laboratorium Material dan Struktur Gedung ITS, Kampus Manyar ketika beton

berusia 28 hari.

Spesimen beton yang dikeluarkan dari perendaman harus segera dilakukan

pengujian. Preparasi pengujian kuat tekan diawali dengan penghalusan permukaan

spesimen yang mengalami pengembangan dengan cara digerinda. Bentuk

spesimen yang mengalami pengembangan volume dapat dilihat pada Gambar 4.9.

Gambar 4.9 Pengembangan Volume Spesimen

(Sumber: Hasil Analisa,2019)

Pengembangan volume yang terjadi pada spesimen beton silinder berkisar

antara 0,2 – 2 cm. Pengembangan tersebut terjadi pada bagian atas spesimen

85

selama masa pembuatan spesimen dan berakhir ketika cetakan spesimen

dilepaskan. Volume spesimen yang mengembang disebabkan oleh porositas

limbah slag aluminium yang tinggi, sehingga menimbulkan pengembangan

volume spesimen (Ozerkan et al., 2014).

Spesimen yang telah digerinda selanjutnya diberi capping belerang.

Capping berfungsi sebagai pemerata permukaan tekan spesimen, sehingga

memudahkan penyerbaran tekanan pada saat sampel diuji kuat tekan. Waktu

pemberian capping paling baik ketika spesimen akan segera diujikan. Hasil

pengujian kuat tekan beton terdapat pada Tabel 4.29.

Tabel 4.29 Hasil Pengujian Kuat Tekan

NO KODE W

(gr)

(mm)

A

(mm2)

KUAT TEKAN (P) V

(m3)

(Kg/m3) (N) (MPa) RERATA

VARIASI 1 / KONTROL (100% SEMEN + 0% LIMBAH)

1 0.1 A 3840,5 100 7854 220000 28,01

34,01

0,0015708 2444,93

2 0.1 B 3852,4 100 7854 263000 33,49 0,0015708 2452,51

3 0.1 C 3827,5 100 7854 312000 39,72 0,0015708 2436,66

4 0.1 D 3893,3 100 7854 255000 32,47 0,0015708 2478,54

5 0.1 E 3749,9 100 7854 319000 40,62 0,0015708 2387,25

6 0.1 F 3792,8 100 7854 306000 38,96 0,0015708 2414,57

7 0.2 A 3805,3 100 7854 214000 27,25 0,0015708 2422,52

8 0.2 B 3733,5 100 7854 249000 31,70 0,0015708 2376,81

9 0.2 C 3799,2 100 7854 289000 36,80 0,0015708 2418,64

10 0.2 D 3818,4 100 7854 231000 29,41 0,0015708 2430,86

11 0.2 E 3855,9 100 7854 264000 33,61 0,0015708 2454,73

12 0.2 F 3781,1 100 7854 283000 36,03 0,0015708 2407,11

VARIASI 2 (94% SEMEN + 6% LIMBAH)

1 6 A 3817,2 100 7854 205000 26,10

27,57

0,0015708 2430,10

2 6 B 3819,3 100 7854 199000 25,34 0,0015708 2431,44

3 6 C 3750,8 100 7854 208000 26,48 0,0015708 2387,83

4 6 D 3731,8 100 7854 246000 31,32 0,0015708 2375,73

5 6 E 3817,2 100 7854 224000 28,52 0,0015708 2430,10

6 6 F 3738,3 100 7854 217000 27,63 0,0015708 2379,87


1 7 A 3764,2 100 7854 193000 24,57

26,00

0,0015708 2396,36

2 7 B 3837,1 100 7854 207000 26,36 0,0015708 2442,77

3 7 C 3702,4 100 7854 217000 27,63 0,0015708 2357,02

4 7 D 3820,4 100 7854 209000 26,61 0,0015708 2432,14

5 7 E 3862,7 100 7854 197000 25,08 0,0015708 2459,07

6 7 F 3746,9 100 7854 202000 25,72 0,0015708 2385,35


1 8 A 3357,4 100 7854 169000 21,52

21,69

0,0015708 2137,38

2 8 B 3485 100 7854 175000 22,28 0,0015708 2218,61

3 8 C 3324,6 100 7854 167000 21,26 0,0015708 2116,50


86

Lanjutan Tabel 4.29 Hasil Pengujian Kuat Tekan

NO KODE W

(gr)

(mm)

A

(mm2)

KUAT TEKAN (P) V

(m3)

(Kg/m3)

(N) (MPa) RERATA


1 9 A 3509,7 100 7854 160000 20,37

22,15

0,0015708 2234,34

2 9 B 3362,9 100 7854 167000 21,26 0,0015708 2140,88

3 9 C 3425,3 100 7854 173000 22,03 0,0015708 2180,61

4 9 D 3445,3 100 7854 209000 26,61 0,0015708 2193,34

5 9 E 3374,3 100 7854 164000 20,88 0,0015708 2148,14

6 9 F 3450 100 7854 171000 21,77 0,0015708 2196,33


1 10 A 3231,2 100 7854 163000 20,75

21,07

0,0015708 2057,04

2 10 B 3459,3 100 7854 161000 20,50 0,0015708 2202,25

3 10 C 3508,7 100 7854 155000 19,74 0,0015708 2233,70

4 10 D 3428,2 100 7854 163000 20,75 0,0015708 2182,45

5 10 E 3255,6 100 7854 174000 22,15 0,0015708 2072,57

6 10 F 3102,6 100 7854 177000 22,54 0,0015708 1975,17


1 11 A 3424,6 100 7854 167000 21,26

21,18

0,0015708 2180,16

2 11 B 3303,8 100 7854 170000 21,65 0,0015708 2103,26

3 11 C 3169,2 100 7854 155000 19,74 0,0015708 2017,57

4 11 D 3188,2 100 7854 162000 20,63 0,0015708 2029,67

5 11 E 3116,4 100 7854 176000 22,41 0,0015708 1983,96

6 11 F 3139 100 7854 168000 21,39 0,0015708 1998,34


1 12 A 3152,3 100 7854 168000 21,39

20,88

0,0015708 2006,81

2 12 B 3099,2 100 7854 161000 20,50 0,0015708 1973,01

3 12 C 3072,8 100 7854 165000 21,01 0,0015708 1956,20

4 12 D 3054,5 100 7854 162000 20,63 0,0015708 1944,55

5 12 E 3190,9 100 7854 161000 20,50 0,0015708 2031,39

6 12 F 3082,8 100 7854 167000 21,26 0,0015708 1962,57


1 13 A 3325 100 7854 167000 21,26

21,07

0,0015708 2116,76

2 13 B 3117,9 100 7854 161000 20,50 0,0015708 1984,91

3 13 C 3637,4 100 7854 176000 22,41 0,0015708 2315,64

4 13 D 3524,4 100 7854 158000 20,12 0,0015708 2243,70


Jumlah spesimen pada variasi 1 (100% semen + 0% limbah) sebanyak 12

spesimen karena proses pembuatan beton dilakukan dalam 2 hari yang berbeda,

sehingga dibutuhkan kontrol berbeda pada masing-masing hari pembuatan beton.

Jumlah spesimen pada variasi 4 (empat) dan 9 (sembilan) kurang dari rencana

spesimen yakni sebanyak 5 (lima) spesimen dikarenakan terdapat 2 (dua)

spesimen yang rusak saat masa perendaman (curing) pada masing-masing variasi,

sehingga tidak layak diujikan kuat tekan.

87

Hasil pengujian kuat tekan tertinggi terdapat pada variasi 1 sebear 34 MPa.

Beton tersubstitusi limbah slag aluminium pada variasi 2 hingga 9 mengalami

penurunan kuat tekan dari kontrolnya. Beton tersubstitusi limbah slag aluminium

hanya mampu mendapatkan nilai kuat tekan terbaik sebesar 27,57 MPa pada

variasi 2 dengan substitusi limbah slag aluminium sebesar 6%. Hasil pengujian

kuat tekan pada masing-masing variasi dibandingkan dalam Gambar 4.10.

Gambar 4.10 Hasil Uji Kuat Tekan

(sumber: Hasil Analisa, 2019)

Penurunan nilai kuat tekan beton normal terjadi seiring bertambahnya

substitusi limbah slag aluminium. Penurunan tersebut terjadi, karena beberapa

faktor. Faktor pertama adalah karakteristik limbah slag aluminium yang memiliki

sedikit kandungan silika, sehingga dapat menghambat terjadinya reaksi pozzolan

kalsium silikat hidrat atau biasa disebut sebagai CSH (Mailar dkkl., 2016). Faktor

kedua adalah fasa limbah slag aluminium berupa kristal aluminium dan sedikit

kristal silika yang tidak mudah bereaksi dengan kalsium dalam semen (Waani et

al., 2017), sehingga membuat permukaan beton berongga dan mengurangi berat

jenis beton. Spesimen beton tersubstitusi dalam penelitian ini memiliki massa

jenis rata-rata 1.941,64 kg/m3. Berat jenis tersebut lebih kecil bila dibandingkan

dengan berat jenis rata-rata spesimen beton kontrol sebesar 2.427,1 kg/m3. Nilai

34.01

27.5726.00

21.69 22.1521.07 21.18 20.88 21.07

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

0 6 7 8 9 10 11 12 13

KU

AT

TE

KA

N

SUBSTITUSI LIMBAH

88

berat jenis berbanding lurus dengan nilai kuat tekan, dimana semakin besar massa

jenis, maka semakin besar kuat tekannya berlaku sebaliknya (Iffat, 2016).

4.4.2 Hasil Pengujian Statistik

Pengujian statistik bertujuan untuk menganalisis apakah substitusi limbah

slag aluminium berpengaruh secara signinikan terhadap kuat tekan beton.

Pengujian statistik direncanakan menggunakan metode One-Way ANOVA dengan

software IBM SPSS versi 24. Pengujian One-Way ANOVA termasuk pengujian

parametrik yang membutuhkan uji pra-syarat berupa uji normalitas.

4.4.2.1 Uji Normalitas

Pengujian normalitas bertujuan untuk mengidentifikasi persebaran data

termasuk data yang persebarannya normal, atau tidak normal. Metode uji

normalitas yang digunakan, adalah metode Kolmogorov-Smirnov, karena jumlah

data sebesar 54 (limapuluh empat) buah atau lebih dari 50 (lima puluh) (Oktaviani

dkk., 2014). Hasil pengujian normalitas Kolmogorov-Smirnov dapat dilihat pada

Tabel 4.30.

Tabel 4.30. Hasil Uji Normalitas Kolmogorov-Smirnov

Tests of Normality

(%)

Kolmogorov-Smirnova Shapiro-Wilk

Statistic df Sig. Statistic df Sig.

Kuat

Tekan

substitusi 0 ,118 12 ,200* ,953 12 ,675

substitusi 6 ,192 6 ,200* ,919 6 ,499

substitusi 7 ,129 6 ,200* ,982 6 ,963

substitusi 8 ,292 3 . ,923 3 ,463

substitusi 9 ,356 6 ,017 ,748 6 ,019

substitusi 10 ,285 6 ,140 ,911 6 ,444

substitusi 11 ,204 6 ,200* ,975 6 ,922

substitusi 12 ,241 6 ,200* ,867 6 ,213

substitusi 13 ,215 4 . ,946 4 ,689

*. This is a lower bound of the true significance.

a. Lilliefors Significance Correction


Berdasarkan Tabel 4.30 pada bagian bertana merah kolom Kolmogorov-

Smirnov, penyebaran data dinilai tidak berdistribusi normal, karena nilai sig. pada

substitusi 9 (sembilan) sebesar 0,017 kurang dari nilai 5% (0,050), selain itu

data pada substitusi 8 (delapan), dan 13 (tigabelas) tidak muncul sehingga

dianggap bernilai 0 (nol) yang kurang dari nilai 5% (0,050). Data dinilai

memiliki persebaran normal, apabila nilai sig. lebih besar dari nilai 5% (0,050).

Data yang tidak berdistribusi normal tidak dapat dilakukan pengujian one-way

89

ANOVA. Alternatif pengujian apabila data tidak tersebar secara normal, dapat

menggunakan analisa non-parametrik Kruskall-Wallis, karena analisa non-

parametrik tidak memerlukan persyaratan data terdistribusi normal.

4.4.2.2 Uji Alternatif (Non-parametrik Kruskall-Wallis)

Pengujan Kruskall-Wallis bertujuan untuk mengidentifikasi ada atau

tidaknya hubungan antara 2 variabel tanpa memerlukan data yang terdistribusi

normal. Interpretasi hasil analisa pengujian Kruskall-Wallis dengan cara

membandingkan nilai Asymp. Sig. dengan nilai probabilitas atau 0,050 bila nilai

Asymp. Sig. lebih kecil dari 0,050, maka H0 ditolak dan Ha diterima, sedangkan

bila nilai Asymp. Sig. lebih besar dari 0,050, maka H0 diterima dan Ha ditolak.

Penelitian ini menggunakan hipotesa sebagai berikut:

H0 = tidak terdapat hubungan antara 2 variabel

Ha = terdapat hubungan antara 2 variabel

Hasil pengujian Kruskall-Wallis terdapat pada Tabel 4.31.

Tabel 4.31 Hasil Pengujian Kruskall-Wallis

Test Statisticsa,b

Kuat Tekan

Chi-Square 11,697

df 3

Asymp. Sig. ,008

a. Kruskal Wallis Test

b. Grouping Variable: (%)


Berdasarkan Tabel 4.31 kolom Asymp. Sig. menunjukkan nilai 0,008 atau

kurang dari nilai probabilitas 0,050, sehigga data dapat diinterpretasikan H0

ditolak dan Ha diterima. Interpretasi dapat dijelaskan sebagai :

Terdapat hubungan antara 2 variabel, yakni substitusi dengan kuat tekan.

Kesimpulan dari interpretasi tersebut berarti substitusi limbah slag

aluminium memiliki hubungan dengan nilai kuat tekan, sehingga substitusi limbah

slag aluminium berpengaruh pada nilai kuat tekan.

90

4.5 Hasil Pengujian Kandungan Akhir

Pengujian kandungan akhir dilakukan di Laboratorium Sucofindo, Jalan

Ahmad Yani, Surabaya menggunakan alat ICP. Hasil dari pengujian tersebut

dapat dilihat pada Tabel 4.32.

Tabel 4.32 Hasil Pengujian Kandungan Akhir

Parameter

Hasil Analisa

Satuan Metoda #) Limbah

Slag

Beton

V2

• Natrium (Na) 309 11 ppm US EPA SW-846-3050 B & 7770

• Magnesium (Mg) 21 43 ppm US EPA SW-846-3050 B & 7450 A

• Aluminium (Al) 391 177 ppm US EPA SW-846-3050 B & 7020

• Silika (Si) 70 92 ppm US EPA SW-846-3050 B & 3120 B #)

• Kalsium (Ca) 62 993 ppm US EPA SW-846-3050 B & 7140

• Besi (Fe) 33 68 ppm US EPA SW-846-3050 B & 7380

• Tembaga (Cu) 14 10.27 ppm US EPA SW-846-3050 B & 7450 A

• Kalium (K) 81 41.53 ppm US EPA SW-846-3050 B & 7020

• pH 8,65 11.55 - 4500 H+ B #)

• Klorida (Cl) 551,22 18.90 ppm 4500 Cl- B #)

• Fluorida (F) 71,57 5.51 ppm 4500 F- D #)

• Nitrogen (N) 4,20 36 ppm Kjeldahl Destilation

#) Standard Method 23rd Edition 2017 APHA-AWWA-WEF


Berdasarkan Tabel 4.32, parameter unsur penyusun limbah slag

aluminium mengalami perubahan nilai, karena adanya material pembuatan beton

yang ditambahkan, sehingga meningkatkan nilai Ca, Si, Mg. Nilai parameter B3

seperti Cu dan F juga mengalami perubahan. Parameter Cu sebelum limbah

disolidifikasi memiliki nilai 14 ppm, sedangkan setelah proses solidifikasi

mengalami penurunan menjadi 10,27 ppm. Parameter F mengalami penurunan

konsentrasi dari 71,57 ppm sebelum proses solidifikasi menjadi 5,51 ppm setelah

proses solidifikasi. Proses solidifikasi merupakan proses im-mobilisasi unsur

logam, sehingga menurunkan potensi unsur dalam mencemari lingkungan

(Aprida, 2018). Proses solidifikasi dalam penelitian ini termasuk dalam

solidifikasi-stabilisasi dengan cara pembetonan.

91

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

Penelitian yang telah dilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai

berikut :

1. Kandungan unsur dari limbah slag aluminium berdasarkan pengujian ICP

terdiri dari Al, Na, Cl, K, F, Si, Ca, Fe, Mg, Cu, dan N, yang didominasi

senyawa Al2O3 dengan pH 8,65. Unsur B3 pada limbah slag aluminium

adalah Cu dan F dengan konsentrasi 14 dan 71,57 ppm.

2. Kualitas dan kuantitas material (mix design) berdasarkan SNI 03-2834-

2000 sebagai berikut:

a. Kualitas material untuk pembuatan beton telah memenuhi standar,

kecuali kadar lumpur kerikil, sehingga kerikil harus dicuci sampai

kadar lumpurnya kurang dari 1%.

b. Kuantitas material untuk pembuatan 1 (satu) buah spesimen dengan

volume 0,00157 m3 tanpa substitusi limbah slag aluminium adalah

807,54 gram semen, 304,48 gram air, 950,79 gram pasir, dan 1.527,73

gram kerikil.

3. Waktu ikat semen akhir (final setting time) pada substitusi limbah slag

aluminium 0%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, dan 13% berturut-turut

sebesar 120 menit, 105 menit, 105 menit, 120 menit, 120 menit, 165

menit, 180 menit, 120 menit, dan 120 menit.

4. Substitusi limbah slag aluminium berpengaruh secara signifikan terhadap

kuat tekan beton menurut uji Kruskall-Wallis dengan nilai kuat tekan

beton rata-rata pada substitusi 0%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, dan

13% berturut-turut sebesar 34,01 MPa; 27,57 MPa; 26,00 MPa; 21,69

MPa; 22,15 MPa; 21,07 MPa; 21,18 MPa; 20,88 MPa; dan 21,07 MPa.

5. Hasil karakterisasi akhir dengan pengujian ICP, didapatkan konsentrasi

unsur B3 Cu sebesar 10,27 ppm, dan unsur B3 F sebesar 5,51 ppm.

92

5.2 SARAN

Saran untuk mengembangkan penelitian ini adalah

1. Tugas akhir ini dapat dikembangkan dengan penambahan nilai variasi

substitusi limbah slag aluminium yang lebih variatif seperti 5%; 10%;

15%; dan 20% agar didapatkan hasil yang lebih heterogen, serta

menambahkan usia pengujian kuat tekan beton pada usia 7, 14, dan 21 hari

untuk mempermudah validasi hasil uji kuat tekan dengan pengawasan

penjamin mutu selama proses pembuatan hingga pengujian beton.

2. Tugas akhir dapat dikembangkan menjadi produk beton yang tidak

memerlukan mutu kuat tekan diatas 20 MPa, seperti paving, batako, dan

beton ringan.

3. Tugas akhir dapat dikembangkan dengan penambahan analisa ekonomi.

93

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, D. (2015) ‘Efek kadar lumpur terhadap kekuatan beton geopolimer’,

POLITEKNOLOGI PNJ. 14(1).

Adeosun, S. O. et al. (2014) ‘Physical and mechanical properties of aluminum

dross’. Advances in Materials. 3(2), pp. 6–10. doi:

10.11648/j.am.20140302.11.

Aprida, L. F. (2018) PEMANFAATAN KANDUNGAN CaO LIMBAH KARBIT

DAN KANDUNGAN SILIKA ABU SEKAM PADI SEBAGAI BAHAN

PEMBUATAN BATA BETON PEJAL. TUGAS AKHIR. PPNS.

Arisandi, P. (2018). Jejak Beracun. Gresik: Ecoton.

Badan Pengendalian Dampak Lingkungan (1995) ‘Badan Pengendalian

Dampak Lingkungan Tentang Analisis Mengenai Dampak

Lingkungan Kepala Badan Pengendalian Dampak Lingkungan ’,.

Jakarta: Sekertariat Negara, pp. 1–23.

Badan Standardisasi Nasional (1998) ‘SNI 03-4810-1998 tentang Metode

Pembuatan dan Perawatan Benda Uji di Lapangan’, Badan Standarisasi

Nasional, pp. 1–8.

Badan Standardisasi Nasional (2000a) ‘SNI 03-2834-2000 tentang Tata Cara

Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal’, Badan Standarisasi

Nasional.

Badan Standardisasi Nasional (2000b) ‘SNI 19-6424-2000 tentang Pengujian pH

Pasta Tanah Semen untuk Stabilisasi’, Badan Standarisasi Nasional.

Badan Standardisasi Nasional (2002) ‘SNI 03-6827-2002 tentang Metode

Pengujian Waktu Ikat Awal Semen Portland dengan Menggunakan Alat

Vicat untuk Pekerjaan Sipil’, Badan Standarisasi Nasional.

Badan Standardisasi Nasional (2008a) ‘SNI 03-1969-2008 tentang Cara Uji Berat

Jenis dan Penyerapan Air Agregat Kasar’, Badan Standarisasi Nasional.

Badan Standardisasi Nasional (2008b) ‘SNI 03-1970-2008 tentang Cara Uji Berat

Jenis dan Penyerapan Air Agregat Halus’, Badan Standarisasi Nasional.

Badan Standardisasi Nasional (2008c) ‘SNI 03-1972-2008 tentang Cara Uji

Slump Beton’, Badan Standarisasi Nasional.

Badan Standardisasi Nasional (2011a) ‘SNI 03-1971-2011 tentang Cara Uji Kadar

Air Total Agregat dengan Pengeringan’, Badan Standarisasi Nasional.

94

Badan Standardisasi Nasional (2011b) ‘SNI 1974-2011 tentang Cara Uji Kuat

Tekan Beton dengan Benda Uji Silinder’, Badan Standarisasi Nasional.

Bina Marga Direktorat Jendaral (2010) Spesifikasi Umum : Divisi 7 Struktur.

Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum.

Departemen Pekerjaan Umum (1971) Peraturan Beton Bertulang Indonesia.

Edited by W. Wangsadinata. Bandung: Departemen Pekerjaan Umum.

Dermawan, D. dan Ashari, Moch. L. (2018) ‘Studi Komparasi Kelayakan Teknis

Pemanfaatan Limbah B3 Sandblasting Terhadap Limbah B3 Sandblasting

Dan Fly Ash Sebagai Campuran Beton. SEMINAR MASTER PPNS.,

01(November), pp. 187–192.

Dewi, R. N. (2016) STUDI PEMANFAATAN LIMBAH B3 KARBIT DAN FLY

ASH SEBAGAI BAHAN CAMPURAN BETON SIAP PAKAI (BSP) (STUDI

KASUS : PT. VARIA USAHA BETON).TUGAS AKHIR. PPNS.

Elinwa, A. U. and Mbadike, E. (2011) ‘The Use of Aluminum Waste for Concrete

Production’.JAABE. (May), pp. 217–220. doi: 10.3130/jaabe.10.217.

Fajrin, J. (2016) ‘APLIKASI METODE ANALYSIS OF VARIANCE ( ANOVA )

UNTUK MENGKAJI PENGARUH PENAMBAHAN SILICA FUME

TERHADAP SIFAT FISIK DAN’. JURNAL REKAYASA SIPIL.

(August). doi: 10.25077/jrs.12.1.11-24.2016.

Galat, N. Y., Dhawale, G. D. and Kitey, M. S. (2017) ‘PERFORMANCE OF

CONCRETE USING ALUMINIUM’. JETIR, 4(07), pp. 5–10.

Iffat, S. (2016) ‘Relation Between Density and Compressive Strength of Hardened

Concrete’, Concrete Research Letter. vol 6 (4). (January).

Irianto, A. (2009) Statistik: Konsep Dasar dan Aplikasinya. Jakarta: Kencana

Prenada Media Group.

Ismunandar (2006) Padatan Oksida Logam, Struktur, Sintesis, dan Sifat-

sifatnya. Bandung: Institut Teknologi Bandung.

Khopkar, S. M. (2003) Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press.

Mailar, G. et al. (2016) ‘Investigation of concrete produced using recycled

aluminium dross for hot weather concreting conditions’, Resource-

Efficient Technologies. Elsevier B.V. doi: 10.1016/j.reffit.2016.06.006.

Michalak, I. and Chojnacka, K. (2011) ‘Using ICP-OES and SEM-EDX in

biosorption studies’, SPRINGER. pp. 65–74. doi: 10.1007/s00604-010-

95

0468-0.

Natania, D. (2016). Studi Pemanfaatan Limbah Karbit PT. Z sebagai Bahan

Campuran dalam Pembuatan Beton Ringan. TUGAS AKHIR. PPNS.

Nuraini, A. D. (2018) PEMANFAATAN KANDUNGAN CaO LIMBAH

KARBIT SEBAGAI BAHAN CAMPURAN DALAM PEMBUATAN

BATA BETON PEJAL.TUGAS AKHIR.PPNS.

Nursyafril dkk (2014) ‘Pemanfaatan Abu Limbah Pembakaran Barang

Mengandung Aluminium untuk Bahan Campuran Mortar’, TEDC Polban,

8, pp. 41–49.

Ozerkan, N. G. et al. (2014) ‘The Effect of Aluminium Dross on Mechanical and

Corrosion Properties of Concrete’,. IJIRSET. 3(3), pp. 9912–9922.

Peraturan Menteri Lingkugan Hidup (2013) ‘Peraturan Menteri Lingkungan

Hidup nomo 14’. Jakarta: Sekertariat Negara.

Puertas, F. and Vazquez, T. (1999) ‘Behaviour of cement mortars containing an

industrial waste from aluminium refining Stability in Ca ( OH ) 2

solutions’,.CEMENT AND CONCRETE RESEARCH. 29, pp. 1673–

1680.

Riski, P. (2018) Jombang, Tempat Penampungan Ilegal Limbah B3 Terbesar di

Jatim, VOA INDONESIA. Available at:

https://www.voaindonesia.com/a/jombang-tempat-penampungan-ilegal-

limbah-b3-terbesar-di-jatim/4425215.html (Accessed: 12 December 2018).

Sebayang, Surya. (2010). 'PENGARUH KADAR ABU TERBANG SEBAGAI

PENGGANTI SEJUMLAH SEMEN PADA BETON ALIR MUTU TINGGI'.

JURNAL REKAYASA. Vol 14 (1). Universitas Lampung.

Setina, J., Gabrene, A. and Juhnevica, I. (2013) ‘Effect of Pozzolanic Additives on

Structure and Chemical Durability of Concrete’,. PROCEDIA

ENGINEERING. 57, pp. 1005–1012. doi: 10.1016/j.proeng.2013.04.127.

Soroka, I. (1993) Concrete In Hot Environment. Taylor & Francis.

Subakti, A; Irmawan, M; Piscesa, B. (2012) Teknologi Beton dalam Praktek I.

1st edn. Surabaya: ITS Press.

Subekti, R. (2014) ‘UJI FRIEDMAN SEBAGAI PENDEKATAN ANALISIS

NONPARAMETRIK UNTUK MENGUJI HOMOGENITAS RATA-RATA’,

Workshop Analisa Data Statistika Lanjut dengan Pendekatan

Nonparametrik, pp. 1–6.

96

Sukestiyarno (2014) Olah Data Penelitian Berbantuan SPSS. Semarang:

Universitas Negeri Semarang.

Tjokrodimuljo, K. (1995) Teknologi Beton. Yogyakara: Fakultas Teknik

Universitas Gajah Mada.

Vogel (1985) Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan

Semimikro. 5th edn. Jakarta: Kalman Media Pustaka.

Waani, J. E. et al. (2017) ‘Substitusi Material Pozolan Terhadap Semen pada Kinerja

Campuran Semen’, 24(3), pp. 237–246. doi: 10.5614/jts.2017.24.3.7.

Widiarto, S. (2009) Bahan Kuliah Kimia Analitik 1 Gravimetri. Available at:

http://staff.unila.ac.id/sonnywidiarto/bahan-kuliah-pdf/kimia-analitik-1/

(Accessed: 24 December 2018).

Yahya, M. R. et al. (2018) ‘Pengaruh Penambahan Serpihan Aluminium Sebagai

Bahan Parsial Semen Terhadap Kuat Tekan dan Kuat Tarik Belah

Beton’,WIDYAKALA. 5(1).

97

LAMPIRAN A

HASIL PENGUJIAN KARAKTERISTIK

98


99

PENGUJIAN SEM EDX (1/2)

100


101

PENGUJIAN SEM EDX (2/2)

102


103

PENGUJIAN ICP (1/1)

104


105

PENGUJIAN XRD (1/3)

106


107

PENGUJIAN XRD (2/3)

108


109

PENGUJIAN XRD (3/3)

110


111

PENGUJIAN KANDUNGAN AKHIR (1/1)

112


113

LAMPIRAN B

HASIL PENGUJIAN MATERIAL DAN MIX DESIGN

114


115

PENGUJIAN MATERIAL (1/12)

116


117


118


119


120


121


122


123


124


125


126


127


128


129


130


131


132


133


134


135


136


137


138


139

MIX DESIGN

140


141

LAMPIRAN C

HASIL UJI KONSISTENSI SEMEN DAN SETTING TIME

142


143

KONSISTENSI SEMEN

144


145

SETTING TIME (1/2)

146


147

SETTING TIME (2/2)

148


149

LAMPIRAN D

DOKUMENTASI KEGIATAN

150


151

1. Pengujian Material

Berat Jenis Pasir Kadar Air Kerikil Berat Jenis Limbah

Ayakan Pasir Zat Organik Pasir Ayakan Kerikil

2. Persiapann Alat dan Bahan

Penimbangan Kerikil Penimbangan Pasir

Pencucian Kerikil

152


153

3. Pengujian Konsistensi Semen dan Waktu Ikat

Pembuatan Bola Pasta Konsistensi Semen Waktu Ikat Semen

4. Pembuatan Spesimen dan Pengukuran Slump

Persiapan Cetakan Silinder Pengadukan Beton

Penuangan Adonan Beton Pengukuran Slump

154


155

5. Curing dan Persiapan Pengujian Kuat Tekan

Curing Beton Penghalusan Permukaan Beton

6. Capping dan Pengujian Kuat Tekan

Pengukuran Beton Pembuatan Capping

Pengujian Kuat Tekan

156


PEMANFAATAN LIMBAH SLAG ALUMINIUM SEBAGAI ...repository.ppns.ac.id/2216/1/1015040007 -...

Documents

Transcript of PEMANFAATAN LIMBAH SLAG ALUMINIUM SEBAGAI ...repository.ppns.ac.id/2216/1/1015040007 -...