PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

23
TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’ Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147 1 PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER Nama : Wahyu Candra Prasetya NRP : 3108 100 147 Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS Dosen Pembimbing : 1. Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA 2. Dr.Eng Januarti Jaya Ekaputri, ST., MT. 3. Dr. Tech. Pujo Aji, ST., MT. Abstrak Beton ringan memiliki berat jenis < 1800 kg/cm 3 . Menurut Tjokrodimuljo, beton ringan diklasifikasikan menjadi 3 yaitu beton ringan non struktural, struktur ringan, dan structural. Material yang digunakan dalam penelitian beton ringan adalah Lusi bakar, kapur non aktif, semen, alumunium powder, dan pasir. Berdasarkan analisa kimia, Lusi merupakan material pozzolan. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode konvensional yaitu dengan membuat campuran sendiri dengan berbagai bahan campuran beton ringan. Urutan pembutan mulai dari pasta dasar (Px, x = prosentase kapur) dengan komposisi binder material semen 10%, lumpur bakar 60-80%, dan kapur 10- 30%. Pasta ringan (Px-y, y = prosentase alumunium powder terhadap semen) dengan campuran alumunium powder sebesar 0,5-1,5%. Mortar (Mx-y-z, z = perbandingan pasir) dengan perbandingan binder dan filler sebesar 1:1. Dari hasil penelitian didapatkan komposisi optimum pada mortar (M 15-0,5-1 ). Dengan kuat tekan sebesar 1,52 MPa dan berat volume 1,04 gram/cm 3 . Kata kunci : beton ringan, lusi bakar, kapur non aktif, alumunium powder BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Gempa bumi merupakan ancaman serius dalam bidang konstruksi di negara kepulauan seperti Indonesia. Besarnya gaya gempa yang dihasilkan dari suatu bangunan berbanding lurus dengan berat bangunan itu sendiri. Semakin berat bangunan, maka gaya gempa semakin besar. Untuk mengurangi gaya gempa maka bangunan didesain seringan mungkin. Beberapa teknologi terus dikembangkan untuk mereduksi berat bangunan, seperti penggunaan baja ringan pada atap dan plafond sebagai pengganti kayu, penggunaan bata beton ringan sebagai pengganti batu bata pada tembok. Beberapa produsen beton ringan di Indonesia terus mengembangkan inovasi beton ringan untuk diaplikasikan pada bangunan. Beton ringan diaplikasikan pada bata, anak tangga, panel dinding dan lantai. Material penyusun beton ringan terdiri air, semen dan agregat. Agregat yang digunakan untuk memproduksi beton ringan pada umumnya berasal dari hasil pembakaran lempung, residu slag, residu batu bara, dan muntahan aktivitas vulkanis (Mulyono,2003). Semen merupakan pozzolan yang berfungsi mengikat material-material penyusun beton ringan sehingga menjadi satu kesatuan. Namun dalam proses produksinya, semen memberikan konstribusi gas emisi CO 2 sekitar 5% dari total emisi gas CO 2 dunia . (Susilorini 2007). Untuk itu diperlukan bahan lain untuk mengurangi pemakaian semen yang mempunyai sifat yang yang menyerupai semen. Salah satu bahan yang potensial untuk mengurangi pemakaian semen adalah lumpur Sidoarjo (Lusi). Besarnya volume lumpur yang keluar dari pusat semburan sangat besar, pada tahun 2006-2007 diperkirakan sebesar 100.000 m 3 /hari bahkan pernah mencapai 180.000m 3 /hari pada Desember 2006, dan cenderung berkurang menjadi sekitar 75.000m 3 /hari pada Juli 2009. Saat ini, pada September 2011, volume semburan diperkirakan sebesar 50.000 m 3 /hari (Harnanto 2011). Penelitian tentang pemanfaatan lumpur Sudoarjo terus dikembangkan. Lumpur Sidoarjo dapat dikembangkan sebagai bahan bangungan, butirannya sangat halus dan memiliki susut tinggi sehingga diperlukan bahan tambahan seperti flyash atau pasir silika untuk meningkatkan kuat tekan dan stabilitasnya. Untuk pembuatan agregat, suhu bakar optimum dapat dicapai pada 1000 o C selama 5-10 menit ( Lasino,2007). Penelitian tentang pemanfaatan lumpur Sidoarjo dengan campuran limbah gypsum untuk inter blok dilakukan oleh Hamzah,2006. Didapatkan komposisi

Transcript of PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

Page 1: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

1

PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON

RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER

Nama : Wahyu Candra Prasetya NRP : 3108 100 147 Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS Dosen Pembimbing :

1. Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA 2. Dr.Eng Januarti Jaya Ekaputri, ST., MT. 3. Dr. Tech. Pujo Aji, ST., MT.

Abstrak

Beton ringan memiliki berat jenis < 1800 kg/cm3. Menurut Tjokrodimuljo, beton ringan diklasifikasikan menjadi 3 yaitu beton ringan non struktural, struktur ringan, dan structural.

Material yang digunakan dalam penelitian beton ringan adalah Lusi bakar, kapur non aktif, semen, alumunium powder, dan pasir. Berdasarkan analisa kimia, Lusi merupakan material pozzolan.

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode konvensional yaitu dengan membuat campuran sendiri dengan berbagai bahan campuran beton ringan.

Urutan pembutan mulai dari pasta dasar (Px, x = prosentase kapur) dengan komposisi binder material semen 10%, lumpur bakar 60-80%, dan kapur 10-30%. Pasta ringan (Px-y, y = prosentase alumunium powder terhadap semen) dengan campuran alumunium powder sebesar 0,5-1,5%. Mortar (Mx-y-z, z = perbandingan pasir) dengan perbandingan binder dan filler sebesar 1:1.

Dari hasil penelitian didapatkan komposisi optimum pada mortar (M15-0,5-1). Dengan kuat tekan sebesar 1,52 MPa dan berat volume 1,04 gram/cm3.

Kata kunci : beton ringan, lusi bakar, kapur non aktif, alumunium powder

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Gempa bumi merupakan ancaman serius dalam bidang konstruksi di negara kepulauan seperti Indonesia. Besarnya gaya gempa yang dihasilkan dari suatu bangunan berbanding lurus dengan berat bangunan itu sendiri. Semakin berat bangunan, maka gaya gempa semakin besar. Untuk mengurangi gaya gempa maka bangunan didesain seringan mungkin. Beberapa teknologi terus dikembangkan untuk mereduksi berat bangunan, seperti penggunaan baja ringan pada atap dan plafond sebagai pengganti kayu, penggunaan bata beton ringan sebagai pengganti batu bata pada tembok. Beberapa produsen beton ringan di Indonesia terus mengembangkan inovasi beton ringan untuk diaplikasikan pada bangunan. Beton ringan diaplikasikan pada bata, anak tangga, panel dinding dan lantai.

Material penyusun beton ringan terdiri air, semen dan agregat. Agregat yang digunakan untuk memproduksi beton ringan pada umumnya berasal dari hasil pembakaran lempung, residu slag, residu batu bara, dan muntahan aktivitas vulkanis (Mulyono,2003). Semen merupakan pozzolan yang berfungsi mengikat material-material penyusun beton ringan sehingga menjadi satu kesatuan. Namun dalam proses produksinya, semen memberikan konstribusi gas emisi CO2 sekitar 5% dari total emisi gas CO2

dunia.(Susilorini 2007). Untuk itu diperlukan bahan lain untuk mengurangi pemakaian semen yang mempunyai sifat yang yang menyerupai semen.

Salah satu bahan yang potensial untuk mengurangi pemakaian semen adalah lumpur Sidoarjo (Lusi). Besarnya volume lumpur yang keluar dari pusat semburan sangat besar, pada tahun 2006-2007 diperkirakan sebesar 100.000 m3/hari bahkan pernah mencapai 180.000m3/hari pada Desember 2006, dan cenderung berkurang menjadi sekitar 75.000m3/hari pada Juli 2009. Saat ini, pada September 2011, volume semburan diperkirakan sebesar 50.000 m3/hari (Harnanto 2011).

Penelitian tentang pemanfaatan lumpur Sudoarjo terus dikembangkan. Lumpur Sidoarjo dapat dikembangkan sebagai bahan bangungan, butirannya sangat halus dan memiliki susut tinggi sehingga diperlukan bahan tambahan seperti flyash atau pasir silika untuk meningkatkan kuat tekan dan stabilitasnya. Untuk pembuatan agregat, suhu bakar optimum dapat dicapai pada 1000oC selama 5-10 menit ( Lasino,2007).

Penelitian tentang pemanfaatan lumpur Sidoarjo dengan campuran limbah gypsum untuk inter blok dilakukan oleh Hamzah,2006. Didapatkan komposisi

Page 2: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

2

optimum untuk pembuatan inter blok yaitu 1 semen : 3 agregat. Untuk perbandingan agregat yaitu, 50% lumpur bakar : 50% pasir dan penambahan 5% limbah gypsum. 1 semen : 1 agregat halus : 2 agregat kasar. Untuk perbandingan agregat halus yaitu, 50% lumpur bakar : 50% pasir dan penambahan 5% limbah gypsum.

Lumpur Sidoarjo (Lusi) yang digunakan dalam penelitian ini dalam kondisi dibakar. Selain menggunakan Lusi bakar, juga ditambahkan kapur non aktif dan alumunium powder. Aluminium powder untuk mempercepat proses pengembangan adonan bahan (Aroni dan Wittman,1992). Diharapkan dapat menghasilkan beton ringan yang dapat digunakan sebagai elemen non struktural dengan target berat jenis sekitar 240-800 kg/m3 dan kuat tekan kurang dari 7 MPa. 1.2. Permasalahan Permasalahan utama : Apakah lumpur Sidoarjo (Lusi) bakar dapat digunakan sebagai bahan campuran beton ringan non struktural dengan target berat jenis sekitar 240-800 kg/m3 dan kuat tekan kurang dari 7 MPa? Detail permasalahan : 1. Apakah Lusi layak digunakan untuk pembuatan

beton ringan? 2. Variasi komposisi yang bagaimana agar

didapatkan nilai yang optimal? 3. Bagaimana sifat fisik dan mekanik beton ringan

dengan campuran Lusi bakar? 4. Apakah beton ringan yang dihasilkan dapat

mencapai target berat jenis sekitar 240-800 kg/m3 dan kuat tekan kurang dari 7 MPa?

1.3. Tujuan Tujuan utama : Mengetahui apakah lumpur Sidoarjo (Lusi) bakar dapat digunakan sebagai bahan campuran beton ringan non struktural dengan target berat jenis sekitar 240-800 kg/m3 dan kuat tekan kurang dari 7 MPa. Detail tujuan : 1. Menegtahui apakah Lusi layak digunakan untuk

pembuatan beton ringan. 2. Mendapatkan variasi komposisi yang bagaimana

agar didapatkan nilai yang optimal. 3. Mengetahui sifat fisik dan mekanik beton ringan

dengan campuran Lusi bakar. 4. Mendapatkan beton ringan yang dihasilkan dapat

mencapai target berat jenis sekitar 240-800 kg/m3 dan kuat tekan kurang dari 7 MPa.

1.4. Manfaat Manfaat dari penelitian, antara lain adalah untuk memberikan gambaran serta acuan bagi masyarakat bahwa material lumpur Porong, Sidoarjo aman dan

layak untuk digunakan sebagai material bahan bangunan.

1.5. Batasan Masalah Batasan dari tugas akhir kali ini adalah : a) Bahan campuran utama yang digunakan antara

lain : - Semen (OPC) - Lumpur Sidoarjo bakar

Lumpur yang di gunakan adalah lumpur kering, yang telah di oven dengan suhu 100oC, kemudian dibakar dengan suhu 800° C dan dihancurkan sampai berbentuk serbuk lolos ayakan 200.

- Pasir Lumajang - Air PDAM

b) Tidak membahas reaksi kimiawi antara zat. c) Penelitian hanya terbatas skala laboratorium. d) Tes XRD dan XRF dilakukan saat benda uji

berumur 28 hari. e) Dalam penentuan nilai optimum tidak

mempertimbangkan faktor biaya.

Page 3: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

3

BAB II STUDI PUSTAKA

2.1. Pengertian Beton Ringan Secara garis besar pembagian beton ringan dapat dibagi tiga yaitu (Tjokrodimuljo, 1996):

Tabel 2.1. Klasifikasi Beton Ringan

Klasifikasi Kuat tekan MPa Berat jenis kg/m3

Non struktural 0,35 - 7 240 - 800

Struktur ringan 7 - 17 800 - 1400

Struktural 17 - ke atas 1400 - 1800

Sumber : Tjokrodimuljo, 1996

Pembuatan beton ringan ada 3 metode yaitu: (Tjokrodimuljo, 1996) 1. Dengan membuat gelembung-gelembung

gas/udara dalam adukan semen sehingga terjadi banyak pori-pori udara di dalam betonnya (beton ringan teraerasi). Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan menambah bubuk alumunium kedalam campuran adukan beton, hal ini membuat penggunaan material menjadi lebih ekonomis.

2. Dengan menggunakan agregat ringan, misalnya tanah liat bakar, batu apung atau agregat buatan sehingga beton yang dihasilkan akan lebih ringan dari pada beton biasa.

3. Dengan cara membuat beton tanpa menggunakan butir-butir agregat halus atau pasir yang disebut beton non pasir.

Keuntungan dari beton ringan antara lain: memiliki nilai tahanan panas (thermal insulation) yang baik, memiliki tahanan suara (peredaman) yang baik, tahan api (fire resistant), transportasi mudah, dan dapat mengurangi kebutuhan bekisting (formwork) dan perancah (scaffolding). Sedangkan kelemahannya adalah nilai kuat tekannya (compressive strength) terbatas sehingga sangat tidak dianjurkan penggunaan untuk perkuatan (struktural). 2.2. Material Penyusun Beton Ringan Material yang akan digunakan dalam membuat beton ringan terdiri dari lusi bakar, agregat halus, semen portland, alumunium powder, kapur (Ca(OH)2), dan air. 2.2.1. Semen OPC Semen portland adalah bahan konstruksi yang paling banyak digunakan dalam pekerjaan beton. Menurut ASTM C150-1985, semen portland didefinisikan sebagai semen hidrolik yang dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yang umumnya mengandung satu atau lebih

bentuk kalsium sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sama dengan bahan utamanya. (Mulyono, 2004). Material utama penyusun semen terdiri dari : 1. Batu kapur yang mengandung komponen CaO 2. Lempung yang mengandung komponen SiO2

(silika), Al2O3 (oksida alumina), dan Fe2O3(oksida besi).

Senyawa utama penyusun semen portland, yaitu : 1. Trikalsium Silikat (3CaO. SiO2) yang disingkat

C3S. 2. Dikalsium Silikat (2CaO.SiO2) yang disingkat

C2S. 3. Trikalsium Aluminat (3CaO.Al2O3) yang disingkat

C3A. 4. Tetrakalsium Aluminnoferit (4CaO.AL2O3.Fe2O3)

yang disingkat C4AF. Karakteristik keempat senyawa penyusun semen portlant sebagai berikut :

Tabel 2.2. Karakteristik Senyawa Penyusun Semen Portland

Keterangan C3S C2S C3A C4AF Penyemenan Kecepatan reaksi Pelepasan Panas Hidrasi

Baik Sedang Sedang

Baik Lambat Sedikit

Buruk Cepat Banyak

Buruk Lambat Sedikit

Sumber : Mulyono, 2003 Ditinjau dari penggunaanya menurut ASTM, semen portland dapat dibedakan menjadi: 1. Tipe I : Semen portland jenis umum (normal

portland cement) yaitu, jenis semen portland untuk penggunaan dalam konstruksi beton secara umum yang tidak memerlukan sifat-sifat khusus.

2. Tipe II : Semen jenis umum dengan perubahan-perubahan (modified portland cement). Jenis ini digunakan untuk bangunan tebal seperti pilar dengan ukuran besar.

3. Tipe III : Semen portland dengan kekuatan awal tinggi (high early strength portland cement). Jenis ini memperoleh kekuatan besar dalam waktu singkat, sehingga dapat digunakan untuk perbaikan bangunan-bangunan beton.

4. Tipe IV : Semen portland dengan panas hidrasi yang rendah (low heat portland cement). Jenis ini merupakan jenis khusus untuk penggunaan yang memerlukan panas hidrasi serendah-rendahnya.

5. Tipe V : Semen portland tahan sulfat (sulfate resisting portland cement). Jenis ini merupakan jenis khusus yang maksudnya hanya untuk penggunaan pada bangunan-bangunan yang terkena sulfat seperti di tanah/air yang tinggi kadar alkalinya.

Page 4: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

4

2.2.2. Kapur non Aktif Kapur (Ca(OH)2) digunakan untuk membantu mempercepat reaksi silika oksida (SiO2) pada campuran lusi bakar dan semen. 2.2.3. Lumpur Sidoarjo Lumpur Lapindo memiliki kandungan silikat (SiO2) yang lebih tinggi dari semen namun kandungan kapurnya (CaO) lebih rendah dari semen. Kandungan lumpur bakar dapat dilihat pada tabel 2.3. Tabel 2.3. Komponen Kandungan Lumpur Bakar dan

Semen Komponen

Kadar % berat lumpur

bakar Kadar % berat semen

portland

SiO2 53,08 19

Al2O3 18,27 5,5

Fe2O3 5,6 3,5

TiO2 0,57 -

CaO 2,07 64

MgO 2,89 1,4

Na2O 2,97 -

K2O 1,44 1,1

SO2 2,96 1,9

Hilang Pijar 10,15 -

Sumber : Triwulan dan Januarti, 2006;Aman Subakti 1995

2.2.4. Agregat Halus Agregat halus adalah batuan halus yang terdiri dari butiran dengan ukuran 0,14-5 mm, yang didapat dari pelapukan batuan secara alami atau dengan cara memecahnya. Syarat-syarat agregat halus adalah sebagai berikut (SNI 03-2847-2002): 1. Agregat halus terdiri dari butir-butir tajam dan

keras. Bersifat kekal artinya tidak mudah lapuk oleh pengaruh cuaca, seperti terik matahari dan hujan.

2. Tidak mengandung lumpur lebih dari 5%,. Lumpur adalah bagian yang bisa melewati ayakan 0,063 mm. Apabila kadar lumpur lebih dari 5%, maka pasir harus dicuci.

3. Tidak mengandung bahan-bahan organik terlalu banyak, hal tersebut dibuktikan dengan percobaan warna NaOH.

4. Berasal dari gradasi yang baik (well graded) yaitu di atas ayakan 4 mm minimal terdapat 2% berat total, di atas ayakan 1 mm minimal terdapat 10% berat total, dan sisa di atas ayakan 0,25 mm berkisar 80%-95% berat total.

2.2.5. Alumunium Powder Tujuan penambahan pasta aluminium untuk mempercepat proses pengembangan adonan bahan (Aroni dan Wittman,1992). Dengan pemberian pasta aluminium dalam adukan maka akan timbul reaksi kimia yang melepas sejumlah gas, dan setelah adukan mengeras maka terbentuk struktur berpori sehingga lebih ringan (Scheffler dan Colombo,2005). Proses kimia menyebabkan terbentuknya gas hydrogen yang membuat adonan mengembang membentuk pori-pori kecil (Subari,dkk.,2006). 2.2.6. Air Menurut SNI 2847 pasal 5.4, air yang dipergunakan untuk pembuatan beton harus bersih, tidak boleh mengandung minyak, asam, alkali, dan garam. Serta zat organik atau bahan lainnya yang dapat yang dapat merusak beton atau tulangan baja. Air tawar yang dapat diminum,pada umumnya dapat dipakai untuk campuran beton. Air tidak boleh mengandung ion khlorida, sebagai syarat tidak boleh melebihi 500 mg per liter air. 2.3. Bata Beton untuk Pasangan Dinding Bata beton adalah suatu jenis unsur bangunan berbentuk bata yang dibuat dari bahan utama semen portland, air, dan agregat, yang dipergunakan untuk pasangan dinding. Bata beton dibedakan menjadi bata beton pejal dan bata beton berlubang.(SNI 03-0349-1989) 1. Bata beton pejal

Bata beton pejal adalah bata yang memiliki penampang pejal 75% atau lebih luas penampang seluruhnya dan memiliki volume pejal lebih dari 75% volume bata seluruhnya.

2. Bata beton berlubang Bata beton berlubang adalah bata yang memiliki luas penampang lubang lebih dari 25% luas penampang batanya dan volume lubang lebih dari 25% volume batas seluruhnya.

Syarat-syarat fisis seperti pada tabel 2.4.

Page 5: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

5

Tabel 2.4. Syarat-syarat Fisis Bata Beton

Syarat Fisis Satuan

Tingkat Mutu Bata Beton Pejal

Tingkat Mutu Bata Beton Berlubang

I II III IV I II III IV

Kuat Tekan Bruto Rata-

rata Minimum

kg/cm2 100 70 40 25 70 50 35 20

Kuat Tekan Bruto

Masing-masing

Benda Uji Minimum

kg/cm2 90 65 35 21 65 45 30 17

Penyerapan Air Rata-rata Maksimum

% 25 35 - - 25 35 - -

Sumber : SNI 03-0349-1989

2.4. USAHA PEMANFAATAN LUSI BAKAR 2.4.1. Pemanfaatan Lumpur Porong sebagai Bahan

Campuran Beton Geopolimer (Triwulan dan Ekaputri 2006)

Kesimpulan : Lusi kering dapat dijadikan filler pada beton geopolimer dengan fly ash murni pada komposisi molaritas NaOH 14 M, sodium silikat/NaOH 2,5% dengan kuat tekan (28 hari) lebih besar dari 30 MPa. 2.4.2. Pemanfaatan Material Lumpur Porong,

Sidoarjo sebagai Interblok Perkerasan Lentir Jalan (Sidqon 2006)

Sid’qon menggunakan limbah gypsum yang dicampur dengan lusi kering dengan hasil seperti pada Tabel 2.5.

Tabel 2.5. Pengaruh Kereaktifan Limbah Gypsum pada Lusi

Perbandingan Campuran Keterangan

Limbah Gypsum Lusi Warna Kelakuan Perilaku

1 1 Lebih Terang Cepat Mengeras Retak

1 2 Agak Terang

Kurang Cepat Mengeras

Agak Retak

1 3 Agak Terang

Kurang Cepat Mengeras Agak Retak

1 4 Gelap Kurang Cepat

Mengeras Agak Retak

Sumber : Sidqon,2006

Dari Tabel di atas dapat dilihat bahwa penambahan jumlah limbah gypsum dalam campuran lusi dapat mempercepat proses pengerasan (pengikatan). Tetapi kemungkinan penambahan limbah gypsum yang berlebih dapat memberikan pengaruh retak pada campuran. Kesimpulan : Mix desain mortar dan paving block (interblock), berdasarkan website pavert yang telah beradaptasi pada peraturan BS 8500-1 : Methods of specifying and guidance for the specifier dan BS 8500-2 : Specification for constituent materials and concrete. Dari penelitian tersebut diperoleh perbandingan optimum untuk lusi bakar sebagai berikut : 1. Untuk mortar digunakan perbandingan semen :

agregat (1:3). Untuk perbandingan agregat yaitu, 50% lusi bakar : 50% pasir dan penambahan 5% limbah gypsum.

2. Untuk interblok digunakan semen : agregat halus : agregat kasar (1:1:2). Untuk perbandingan agregat halus yaitu, 50% lusi bakar : 50% pasir dan penambahan 5% limbah gypsum.

2.4.3. Pemanfaatan Lumpur Sidoarjo untuk Agregat Buatan (Lasino,2007)

Agregat ringan buatan merupakan hasil olaha bahan baku menjadi butiran dengan ukuran tertentu, ringan, keras, dan dapat digunakan sebagai agregat dalam pembuatan beton. Bahan yang digunakan adalah lumpur Sidoarjo dan limbah batu bara. Kedua material dimasukkan ke dalam tungku bakar dengan suhu 800-10000C. Tabel 2.6. di bawah ini menunjukkan komposisi lumpur bakar dan suhu yang digunakan dalam proses pembakaran.

Tabel 2.6. : Proporsi Campuran dan Suhu Bakar

No Proporsi Lusi % Limbah Batu Bara %

Suhu Bakar 0C

1 100 0 800-1000 2 90 10 800-1000 3 80 20 800-1000 4 70 30 800-1000

Sumber : Lasino, 2007 Setelah melalui proses pembakaran dilanjutkan tes XRD untuk mengetahui komposisi kimia lumpur bakar. Dilanjutkan dengan tes kuat tekan (kubus 2,5 x 2,5 x 2,5 cm) dan tes lentur (balok 15 x 2,5 x 2,5cm) diperoleh komposisi optimum dengan prosentase 70% LB : 30% LBB .Benda uji dengan prosentasi di atas kemudian dilakukan tes berat jenis, penyerapan, bobot isi, dan keremukan. Diperoleh hasil seperti pada tabel 2.7.

Page 6: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

6

Tabel 2.7 : Hasil Uji Berat Jenis, Penyerapan, Bobot Isi, dan Keremukan

No Uraian uji Hasil Standar 1 Berat Jenis..................gr/cc 1,38 1-1,8 2 Penyerapan air............% 15,36 Maks 20 3 Bobot Isi - Gembur.......... kg/lt 0,97 - - Padat ..............kg/lt 1,16 - 4 Nilai keremukan 10% (ton) 9,2 7,5-14

Sumber : Lasino, 2007

Dari penelitian ini disimpulkan : 1. Lumpur Sidoarjo dapat digunakan sebagai agregat

ringan buatan. 2. Butiran Lumpur Sidoarjo sangat halus dan

memiliki sifat susut yang tinggi maka ditambahkan limbah batu bara/flyash untuk meningkatkan kuat tekan dan kestabilan.

3. Suhu pembakaran optimum pada 1000 0C dalam waktu 5-10 menit.

2.4.4. Lumpur Sidoarjo : Material Pengganti Semen (Bayuaji,2010)

Lumpur Sidoarjo dioven pada suhu 105 0C selama 24 jam untuk menghilangkan kadar air. Untuk meningkatkan kualitas pozzolan, lumpur dibakar pada suhu 600 0C selama satu jam dengan pembakar elektrik. Mix desain dengan komposisi Pasir : semen = 1 : 1 Air : semen = 1 : 2 Lumpur Sidoarjo = 5%, 10%, 15%, 20% dari semen Setelah dilakukan pengetesan Beton ( Kuat tekan, tarik, dan porositas ) diperoleh komposisi optimum 90% semen dan 10% Lumpur Bakar Sidoarjo.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Untuk menyelesaikan penelitian ini, terdapat beberapa langkah yang harus dikerjakan. Berikut ini adalah diagram alir dalam penelitian pemanfaatan lusi bakar sebagai bahan campuran pada pembuatan beton ringan.

Page 7: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

7

3.1. STUDI LITERATUR Studi literatur yang dimaksudkan antara lain mengumpulkan informasi tentang kelayakan lusi jika dimanfaatkan sebagai bahan material, yaitu tidak diperbolehkan mengandung bahan beracun dan berbahaya (B3), kemudian tentang pemanfaatan apa saja yang sudah dilakukan menggunakan lusi, dan bagaimana proses memanfaatkannya khususnya sebagai beton ringan. Informasi yang didapatkan antara lain dari beberapa jurnal, hasil riset penelitian sebelumnya, dan browsing internet. 3.2. PERSIAPAN MATERIAL Pada tahap ini merupakan tahap untuk mempersiapkan material agar siap untuk dilakukan penelitian. Material yang diperlukan saat melakukan penelitian antara lain :

· Ordinary portland cement (OPC). · Lusi. · Kapur non aktif. · Agregat halus, digunakan pasir Lumajang. · Alumunium Powder. · Air

3.2.1. Semen OPC Semen portland yang digunakan adalah ordinary portland cement dari PT. Surya Beton Indonesia.

Semen yang dipakai dalam penelitian ini seperti pada gambar 3.1.

Gambar 3.1. Semen OPC

3.2.2. Lumpur Sidoarjo (Lusi) Lumpur yang digunakan dalam penelitian ini diambil di area yang cukup dekat dengan pusat semburan karena pada area tersebut lumpur masih dalam kondisi asli, belum tercampur sirtu dari tanggul. Berikut ini adalah layout lokasi pengambilan lumpur pada tanggul 25. Gambar 3.2.

Gambar 3.2. Peta Jawa Timur

Gambar 3.3. Layout Lokasi Pengambilan Lumpur

Sumber: www.bpls.go.id Lumpur dipotong kecil-kecil kemudian dijemur. Setelah kering, dioven selama 24 jam pada suhu 1000C. Kemudian dibakar pada suhu 8000C selama 2 jam. Lumpur dihancurkan dengan bondmill kemudian

Page 8: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

8

diayak lolos ayakan no. 200. Hasilnya seperti pada gambar 3.4.

Gambar 3.4. Lusi setelah Diayak

3.2.3. Kapur non Aktif Kapur non aktif diperoleh dari PT. Sari Bumi Sedayu. Kapur ini diayak dengan ayakan no.200 (75 µm) seperti pada gambar 3.5.

Gambar 3.5. Kapur non Aktif

3.2.4. Agregat Halus Agregat halus yang digunakan adalah pasir Lumajang yang berasal dari PT. Surya Beton Indonesia. Sebelumnya agregat halus diayak dengan ayakan no.8 (2,36 mm) untuk memisahkan kotoran dan batu, seperti pada gambar 3.6.

Gambar 3.6. Pengayakan Pasir

Selanjutnya dilakukan analisa agregat halus yang dilakukan di Laboratorium Beton dan Bahan

Bangunan Teknik Sipil ITS untuk mengetahui karakteristik dari agregat halus tersebut. 3.2.5. Alumunium Powder Alumunium powder dicampur dengan air saat proses pencampuran untuk membuat pasta. Pemakaian alumunium powder ini diambil dari prosentase berat semen. Alumunium powder yang kami pakai dalam penelitian seperti pada gambar 3.7.

Gamabr 3.7. Alumunium Powder

3.2.6. Air Air yang dipakai adalah air yang berasal dari PDAM. Air ini akan dilakukan uji laboratorium untuk menentukan kelayakannya untuk campuran beton. 3.3. Analisa Material Percobaan ini dilakukan untuk memastikan bahwa bahan-bahan dalam penelitian ini telah memenuhi persyaratan. 3.3.1. Analisa Agregat Halus Agregat halus yang digunakan adalah pasir Lumajang yang berasal dari PT. Surya Beton Indonesia. Sebelumnya agregat halus diayak dengan ayakan no.8 (2,36 mm) untuk memisahkan kotoran dan batu, lalu dilakukan pemeriksaan agregat halus sebagai berikut:

Page 9: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

9

3.3.1.1. Percobaan Kelembaban Pasir (ASTM C 556-89)

3.3.1.2. Percobaan Berat Jenis Pasir (ASTM C 128-78)

3.3.1.3. Percobaan Air Resapan Pasir (ASTM C 128-93)

3.3.1.4. Percobaan Berat Volume Pasir (ASTM C 29 / C 29M-91)

3.3.1.5. Percobaan Kebersihan Pasir terhadap Bahan Organik (ASTM C 40-92)

3.3.1.6. Percobaan Kebersihan Pasir terhadap Lumpur (Pengendapan) (ASTM C 33-93)

3.3.1.7. Percobaan Kebersihan Pasir terhadap Lumpur (Pencucian) (ASTM C 117-95)

3.2.1.8.Percobaan Analisa Saringan Pasir (ASTM C 136 – 95 a)

3.3.2. Analisa Semen Semen portland yang digunakan adalah ordinary portland cement dari PT. Surya Beton Indonesia. Analisa semen dilakukan terhadap sifat fisik dan kimia yang dimiliki semen, diantaranya sebagai berikut: 3.3.2.1. Percobaan Berat Jenis Semen

(ASTM C 188-89) 3.3.2.2. Percobaan Waktu Mengikat dan Mengeras

Semen (ASTM C 191-92) 3.3.2.3. Percobaan Konsistensi Normal Semen

Portland (ASTM C 187-86)

3.3.3. Analisa Lusi Bakar 3.3.3.1. Percobaan Berat Jenis Semen

(ASTM C 188-89) 3.3.4. Kapur non Aktif 3.3.4.1. Percobaan Berat Jenis Semen

(ASTM C 188-89) 3.4. Langkah-langkah Penelitian Sebelumnya perlu diketahui bahwa dari setiap campuran yang dibuat perlu diketahui kualitas dari campuran tersebut. Untuk itu dilakukan kontrol kualitas agar nantinya dapat diketahui mutu dari tiap campuran yang dibuat.

Standar deviasi = S2 = Ʃ(�能启)潜坡能囊

Dimana : x = Nilai benda uji µ = Rata-rata n = Jumlah benda uji Berikut ini adalah standar deviasi kontrol beton sesuai dengan kelasnya yang dapat dilihat pada tabel 3.1.

Tabel 3.1. Standar Deviasi Kontrol Beton Standar Deviasi (Mpa) Kelas Kontrol

Kualitas Lapangan Laboratorium < 2.8 <1.4 Istimewa

2.8-3.5 1.4-1.7 Sangat Baik 3.5-4.2 1.7-2.1 Baik 4.2-4.9 2.1-2.4 Cukup

>4.9 >2.4 Kurang Sumber : SNI 03-6815-2002

Berikut ini adalah langkah pengerjaan untuk membuat beton ringan. 3.4.1. Pembuatan Pasta Px dengan Campuran Lusi

Bakar, Semen, Kapur Non Aktif (x) (ASTM C109/C 109M-02)

Bahan yang harus disiapkan antara lain: · Lusi bakar · Ordinary portland cement (OPC) · Kapur (Ca(OH)2). · Air

Komposisi campuran pasta antara semen dan lusi bakar berdasarkan metode konvensional. Maksud dari metode konvensional adalah membuat campuran sendiri dengan menggunakan berbagai macam bahan dan dengan proporsi yang berbeda sehingga didapatkan hasil yang optimal. Hal ini untuk menentukan campuran yang cocok dengan menggunakan bahan campuran lusi. Dalam penelitian ini digunakan komposisi seperti pada tabel 3.2.

Tabel 3.2. Komposisi Campuran Pasta Px

Pasta Material

Semen Kapur Lusi bakar

(Px) (% terhadap berat

binder) (% terhadap berat

binder) (% terhadap berat

binder)

P0 100 0 0

P10 10 10 80

P12.5 10 12.5 77.5

P15 10 15 75

p17.5 10 17.5 72.5

P20 10 20 70

P22.5 10 22.5 67.5

P25 10 25 65

P27.5 10 27.5 62.5

P30 10 30 60

Keterangan :

Page 10: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

10

Variabel x = jumlah persen kapur non aktif dari total berat binder

Misalnya : P10 = pasta dengan 10 % kapur non aktif

Benda uji yang dibutuhkan untuk setiap komposisi adalah 18 buah, dimana 15 benda uji untuk tes kuat tekan dan 3 benda uji untuk tes berat jenis. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel 3.3.

Tabel 3.3. Jumlah Benda Uji Campuran Pasta Px

Jenis Tes Tes Kuat Tekan

Berat Jenis 7 hari 14 hari 28 hari

P0 5 5 5 3

P10 5 5 5 3

P12.5 5 5 5 3

P15 5 5 5 3

P17.5 5 5 5 3

P20 5 5 5 3

P22.5 5 5 5 3

P25 5 5 5 3

P27.5 5 5 5 3

P30 5 5 5 3

Total 180

Langkah-langkah pembuatan pasta Px

1. Lumuri cetakan pasta ukuran 2cm x 4cm yang telah disiapkan dengan oli agar pada saat melepas benda uji dari cetakan tidak sulit. Seperti pada gambar 3.8.

Gamabr 3.8. Melumuri cetakan

2. Masukkan bahan-bahan sesuai dengan mix

desain yang telah ditentukan, reaksikan dengan air, aduk hingga rata sehingga menjadi adonan yang tidak lekat pada wadahnya. Seperti pada gambar 3.9.

Gambar 3.9. Pencampuran Material

3. Masukkan adonan tersebut ke dalam cetakan. 4. Pasta dicetak sebanyak benda uji untuk setiap

mix desain yang sudah direncanakan. 5. Pada saat memasukkan adonan ke dalam

cetakan, disertai dengan melakukan rojokan (tiap 1/3 bagian) dengan alat pemadat ke dalam cetakan tersebut agar pasta dapat menjadi padat dan tidak ada pori-pori. Seperti pada gambar 3.10.

Gambar 3.10. Pengrojokan Pasta

6. Setelah penuh, ratakan permukaan pasta

tersebut. 7. Cetakan bisa dilepas setelah pasta mengeras.

Setelah itu, simpan pasta didalam wadah plastik yang telah diberi label sesuai dengan komposisi yang telah dibuat untuk dilakukan curing secara tertutup.

8. Setelah dilakukan analisa dengan tes terhadap masing-masing pasta, diambil 3 campuran paling optimum untuk membuat pasta Px-y.

Analisa pasta Px 1. Tes XRD (X-RAY DIFRACTION) Tes XRD ini bertujuan untuk mengetahui senyawa-senyawa yang terbentuk dari binder yang telah dibuat. Pengujian ini dilakukan di Laboratorium Research Center ITS, dengan menggunakan mesin X’Pert-MPD PW3040 merk Philips.

2. Tes Kuat Tekan Hancur (ASTM C39) Tes ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan tekan hancur pasta. Pengetesan dilakukan pada umur 7, 14, dan 28 hari, untuk pengetesan kuat

Page 11: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

11

tekan masing-masing benda uji (5 buah). Pengetesan ini dilakukan di Workshop Teknik Sipil ITS dengan menggunakan mesin torsee universal testing machine, type AU-5 kapasitas 5 ton. Hasil yang keluar dari pengetesan sama dengan gaya yang diberikan, sehingga tegangan yang terjadi : �′ = 篇 霹 (�1/规桂挠) �′ = 篇 霹 ×苹 纵�ƅƼ邹

Dimana : �′ = Kuat tekan hancur umur x hari, dalam MPa atau dalam kg/cm2

P = Gaya yang ditunjukan mesin pada saat pengetesan

A = Luas permukaan tekan dalam mm2 atau cm2

g = Percepatan gravitasi = 9.8 m/s2

3. Tes Berat Jenis Pasta Px Merujuk pada ASTM C 127 – 88 Reapp.93

Tes ini dilakukan untuk mengetahui berat jenis pasta dalam kondisi SSD.

Berat jenis beton ringan = 票前票前能票潜 3-13)

Dimana : W1 = Berat beton ringan di udara (gram) W2 = Berat beton ringan di air (gram)

4. Cek Standar Deviasi Pasta Px sebagai Quality Control

Untuk mengetahui kualitas dari pasta yang telah dibuat, perlu dilakukan kontrol kualitas pasta agar nantinya dapat diketahui mutu dari pasta yang telah dibuat.

Standar deviasi = S2 = Ʃ(�能启)潜坡能囊

Dimana : x = Nilai benda uji µ = Rata-rata n = Jumlah benda uji

Standar deviasi kontrol beton sesuai dengan kelasnya yang dapat dilihat pada tabel 3.1. 5. Uji Setting Time (ASTM C 191) Setting time merupakan suatu uji untuk mengetahui pengikatan awal dan pengikatan akhir pada pasta, dimana indikasi pengikatan awal terjadi ketika penurunan jarum vicat tercatat sebesar 25 mm. Sedangkan untuk pengikatan akhir tercatat kurang lebih 0 mm, dengan kata lain tidak terjadi penurunan jarum vicat. Setting time yang dilakukan untuk analisa pasta Px ini hanya untuk pasta Px teroptimum yaitu P15.

6. Uji Porositas Pasta Ada dua macam pori yaitu pori terbuka dan pori tertutup. Pori terbuka yaitu pori yang bersifat permeable (dapat ditembus, baik oleh udara maupun air). Pori tertutup yaitu pori yang bersifat impermeable (tidak dapat ditembus). Pori yang tertutup lebih baik daripada pori yang terbuka karena pori yang tertutup memiliki tekanan hidrostatis yang menambah kuat tekan dan terhindar dari retak, sedangkan pori yang terbuka membuat pasta menjadi keropos (menurunkan kuat tekan). Tes porositas pasta bertujuan untuk mengetahui besarnya pori terbuka dan pori tertutup yang ada di dalam benda uji tersebut.

Mengambil 3 komposisi campuran paling optimum dari masing-masing campuran pasta Px.

3.4.2. Pembuatan Pasta Px-y dengan Campuran

Pasta Px Ditambah dengan Alumunium Powder (y) (ASTM C 109/C 109M-02)

Bahan yang harus disiapkan antara lain: · Lusi bakar · Ordinary portland cement (OPC) · Alumunium powder · Kapur non aktif (Ca(OH)2) · Air

Komposisi campuran pasta ringan Px-y berdasarkan metode konvensional dengan menggunakan komposisi pasta dengan 1 campuran pasta Px paling optimum Dalam penelitian ini digunakan komposisi seperti pada tabel 3.4.

Tabel 3.4. Komposisi Campuran Pasta Px-y

Pasta Material

Semen Kapur Lusi bakar Al Powder

(Px-y) (% terhadap berat binder)

(% terhadap berat binder)

(% terhadap berat binder)

(% terhadap berat semen)

Px-0.5 10 x 100-10-x 0.5

Px-1 10 x 100-10-x 1

Px-1.5 10 x 100-10-x 1.5

Px-0.5 10 x 100-10-x 0.5

Px-1 10 x 100-10-x 1

Px-1.5 10 x 100-10-x 1.5

Px-0.5 10 x 100-10-x 0.5

Px-1 10 x 100-10-x 1

Px-1.5 10 x 100-10-x 1.5

Keterangan : Variabel x = jumlah persen kapur non aktif dari

total berat binder

Page 12: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

12

Variabel y = jumlah berat alumunium powder dari berat semen

Misalnya : Px-0.5 = pasta dengan x % kapur dan 0.5%

alumunium powder Benda uji yang dibutuhkan untuk setiap komposisi adalah 12 buah, 3 untuk tes kuat tekan dan tes berat jenis Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel 3.5.

Tabel 3.5. Jumlah Benda Uji Campuran Pasta Px-y

Kode Benda Uji Jumlahenda uji untuk tes tekan

umur 7 hari

Px-0.5 3

Px-1 3

Px-1.5 3

Px-0.5 3

Px-1 3

Px-1.5 3

Px-0.5 3

Px-1 3

Px-1.5 3

Total 27

Langkah-langkah pembuatan pasta Px-y

1. Lumuri cetakan pasta ukuran 5cm x 5cm x 5 cm yang telah disiapkan dengan oli agar pada saat melepas benda uji dari cetakan tidak sulit.

2. Masukkan bahan-bahan sesuai dengan mix desain yang telah didapatkan dari hasil analisa pasta Px yaitu 3 campuran, reaksikan dengan air, aduk hingga rata sehingga menjadi adonan yang tidak lekat pada wadahnya.

3. Campurkan alumunium powder dengan air, aduk hingga campuran tersebut tercampur merata. Seperti pada gambar 3.11.

Gambar 3.11. Pelarutan Alumunium Powder

4. Masukkan campuran alumunium powder ke

dalam adonan binder,aduk hingga rata. Adonan akan seperti gambar 3.12.

Gambar 3.12. Adonan Pasta (Px-y)

5. Masukkan adonan tersebut ke dalam cetakan

yang telah dilumuri oli sebelumnya. Proses penuangannya seperti pada gambar 3.13.

Gambar 3.13. Penuangan Adonan Pasta (Px-y)

6. Pasta dicetak sebanyak benda uji untuk setiap

mix desain yang sudah direncanakan. 7. Biarkan pasta mengembang kurang lebih

selama 1 jam, seperti pada gambar 3.14.

Gambar 3.14. Pasta (Px-y) Mengembang

8. Masukkan pasta ke dalam alat steam curing

dengan suhu 80°C selama 3 jam seperti pada gambar 3.15.

Gambar 3.15. Steam Curing Pasta (Px-y)

Page 13: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

13

9. Cetakan bisa dilepas setelah pasta mengeras kemudian permukaan atas pasta dirapikan/dipotong.

10. Setelah dilakukan analisa dengan tes terhadap masing-masing pasta, diambil 3 campuran paling optimum untuk membuat mortar Mx-y-z.

Analisa pasta Px-y 1. Tes Kuat Tekan Hancur (ASTM C39) 2. Tes Berat Jenis Pasta Px-y Merujuk pada

ASTM C 127 – 88 Reapp.93 3. Cek Standar Deviasi Pasta Px-y sebagai

Quality Control 4. Uji Porositas Pasta

Mengambil 1 komposisi campuran paling optimum dari masing-masing kombinasi campuran pasta Px-y, dengan untuk pembuatan mortar. 3.4.3. Pembuatan Mortar Mx-y-z dengan

Campuran Pasta Px-y Ditambah dengan Pasir (z)

Bahan yang harus disiapkan antara lain: · Lusi bakar. · Pasir Lumajang. · Ordinary portland cement (OPC) · Alumunium powder · Kapur (Ca(OH)2).

Komposisi campuran mortar ringan Mx-y-z yang digunakan dengan perbandingan antara binder dan pasir sebesar 1:1; 1:1,5; dan 1:2 berdasarkan metode konvensional dengan menggunakan pasta Px-y sebanyak 3 komposisi optimum. Dalam penelitian ini digunakan komposisi seperti pada tabel 3.6.

Tabel 3.6. Komposisi Campuran Mortar Mx-y-z

Mortar Material

Semen Kapur Lusi bakar Alumunium Powder Pasir

(Px-y-z)

(% terhadap

berat binder)

(% terhadap

berat binder)

(% terhadap

berat binder)

(% terhadap

berat semen)

(filler + binder)

Px-y-1 10 x 100 - 10 - x y 1

Px-y-1.5 10 x 100 - 10 - x y 1.5

Px-y-2 10 x 100 - 10 - x y 2

Px-y-1 10 x 100 - 10 - x y 1

Px-y-1.5 10 x 100 - 10 - x y 1.5

Px-y-2 10 x 100 - 10 - x y 2

Px-y-1 10 x 100 - 10 - x y 1

Px-y-1.5 10 x 100 - 10 - x y 1.5

Px-y-2 10 x 100 - 10 - x y 2

Keterangan :

Variabel x = jumlah persen lkapur non aktif dari total berat binder

Variabel y = jumlah berat alumunium powder dari total berat binder

Variabel z = jumlah berat pasir dari total berat binder

Benda uji yang dibutuhkan untuk setiap komposisi adalah 22 buah, dimana 9 benda uji untuk tes kuat tekan dan berat jenis, 9 benda uji untuk tes tarik, 2 benda uji untuk tes susut, dan 2 benda uji untuk tes keausan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel 3.7.

Tabel 3.7. Jumlah Benda Uji Campuran Mortar Mx-y-z

Kode Benda Uji

Jumlah Benda Uji

Tes Tekan umur 7 hari

Tes Tarik

Tes Susut

Tes Keausan

Px-y-1 3 3 2 2

Px-y-1.5 3 3 2 2

Px-y-2 3 3 2 2

Px-y-1 3 3 2 2

Px-y-1.5 3 3 2 2

Px-y-2 3 3 2 2

Px-y-1 3 3 2 2

Px-y-1.5 3 3 2 2

Px-y-2 3 3 2 2

Total 90

Langkah-langkah pembuatan mortar Mx-y-z

1. Lumuri cetakan kubus ukuran 5cm x 5cm x 5 cm yang telah disiapkan dengan oli agar pada saat melepas benda uji dari cetakan tidak sulit.

2. Masukkan bahan-bahan sesuai dengan mix desain yang telah didapatkan dari hasil analisa pasta Px-y yaitu 3 campuran paling optimum, reaksikan dengan air, aduk hingga rata sehingga menjadi adonan yang tidak lekat pada wadahnya.

3. Campurkan alumunium powder dengan air, aduk hingga campuran tersebut berubah menjadi buih.

4. Masukkan campuran alumunium powder ke dalam adonan binder,aduk hingga rata.

5. Campurkan pasir ke dalam adonan binder dan alumunium powder, aduk hingga rata.

6. Masukkan adonan tersebut ke dalam cetakan yang telah dilumuri oli sebelumnya

7. Mortar dicetak sebanyak benda uji untuk setiap mix desain yang sudah direncanakan.

8. Masukkan mortar ke dalam alat steam curing dengan suhu 80°C selama 3 jam.

Page 14: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

14

9. Cetakan bisa dilepas setelah pasta mengeras kemudian permukaan atas pasta dirapikan/dipotong

Analisa mortar Mx-y-z 1. Tes Kuat Tekan Hancur (ASTM C39) 2. Tes Berat Jenis Beton Ringan merujuk pada

ASTM C 127-88 Reapp.93 3. Uji Porositas Pasta 4. Tes Keausan 5. Cek Standar Deviasi Mortar Mx-y-z sebagai

Quality Control 3.5. ANALISA HASIL

Dari hasil pengetesan benda uji yang telah dilakukan sebelumnya dicatat untuk dilihat hasilnya apakah sesuai dengan SNI 03-0349-1989 tentang bata beton untuk pasangan dinding atau masuk ke syarat SNI 03-3449-2002 tentang tata cara perancangan beton ringan dengan agregat ringan yang berfungsi struktural. 3.6. KESIMPULAN

Data yang telah didapat dari hasil penelitian, kemudian ditarik kesimpulan. Kesimpulan ini meliputi hasil tes berat jenis dan kuat tekan dari berbagai variasi campuran, dan kesesuaian hasil tes keseluruhan dari campuran lusi bakar ini digunakan untuk campuran beton ringan non struktural SNI 03-0349-1989 tentang bata beton untuk pasangan dinding atau beton ringan struktural SNI 03-3449-2002 tentang tata cara perancangan beton ringan dengan agregat ringan.

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA DATA

Dalam bab ini akan dipaparkan hasil dari seluruh percobaan yang telah dilakukan untuk kemudian dibahas dan ditarik kesimpulan. Hasil percobaan meliputi hasil uji material, hasil uji pasta, dan hasil uji mortar. Metode hasil pengujian dan analisa data ini berupa tabel, grafik, kemudian dilakukan pembahasan. 4.1. Material Spesifikasi bahan yang digunakan untuk seluruh percobaan ini antara lain :

- Ordinary Portland Cement (OPC) - Lusi bakar yang lolos ayakan no. 200 (75 µm) - Kapur (Ca(OH)2) yang lolos ayakan no. 200

(75 µm) - Agregat halus - Air

4.1.1. Semen Semen merupakan material utama penyusun beton yang berfungsi sebagai pengikat (binder). Sebelum dipakai dalam campuran, semen harus dianalisa terlebih dahulu untuk mengetahui kelayakannya. Analisa semen meliputi :

- Berat jenis - Waktu mengikat dan mengeras - Konsistensi normal - XRF

4.1.1.a. Berat Jenis Percobaan berat jenis dilakukan dua kali untuk mengetahui kevalidan data percobaan. Diperoleh hasil seperti pada tabel 4.1.

Tabel 4.1 . Berat Jenis Semen

Percobaan no 1 2

w1 (Berat semen) (gram) 250 250

w2 (Berat minyak + labu takar) (gram) 555 550

w3 (Berat semen + minyak + labu takar ) (gram) 740 735

Berat jenis (gram/cm3) 3.077 3.077

Rata-rata (gram/cm3) 3.077

Semen yang kami pakai untuk penelitian ini memiliki berat jenis sebesar 3.077 gram/cm3. Berat jenis semen yang disyaratkan oleh ASTM adalah 3.15 gram / cm3. Namun pada kenyataannya, berat jenis semen yang diproduksi berkisar antara 3.05 – 3.25 gram /cm3. Variasi ini akan berpengaruh pada proporsi campuran semen dalam campuran (Mulyono,2003). Jadi semen yang kami pakai masih memenuhi kriteria, diantara 3.05 – 3.25 gram /cm3.

Page 15: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

15

4.1.1.b. Konsistensi normal Hasil dari pengujian konsistensi normal semen OPC diperoleh data seperti pada gambar 4.1.

Gambar 4.1. Grafik Konsistensi Normal Semen OPC

Dari gambar 4.1. diperoleh konsistensi normal semen OPC sebesar 25%. Konsistensi normal ini akan digunakan untuk melakukan pengujian setting time semen. 4.1.1.c. Waktu mengikat dan mengeras Hasil pengujian waktu mengikat dan mengeras semen OPC diperoleh seperti pada gambar 4.2.

Gambar 4.2. Grafik Waktu Mengikat dan Mengeras

Semen OPC Dari gambar 4.2. diperoleh waktu mengikat (setting time awal) setelah 85 menit. Dan waktu mengeras (setting time akhir) setelah 120 menit (2 jam). Waktu mengikat dan mengeras memenuhi persyaratan ASTM. C-150 yaitu untuk waktu mengikat minimal 45 menit dan waktu mengeras maksimal 8 jam.

4.1.1.d. Analisa XRF Dari analisa XRF semen OPC yang dilakukan di Laboratorium Energi, LPPM ITS diperoleh data seperti pada tabel 4.2. Tabel 4.2 . Komposisi Kimia Semen Tipe OPC dalam

(%) dengan Analisa XRF

Semen OPC

CaO SiO2 Fe2O3 Al2O3 MnO K2O SO3 Lain-lain

83.26 5 7.32 0 0.14 0.5 1.8 1.98

Dari data XRF diketahui semen OPC yang kami gunakan dalam penelitian ini mengandung CaO sebesar 83,26% ; SiO2 sebesar 5 % dan Fe2O3 sebesar 7,32%. 4.1.2. Lumpur Bakar Lusi diambil dari Porong, Sidoarjo dan dikeringkan dalam oven pada suhu 100oC. Kemudian Lusi kering ini dihaluskan sehingga lolos saringan nomor 200. Berdasarkan data dari Differential Thermal Analysis (DTA), yang diperlihatkan pada Gambar 4.3. Lusi yang dioven harus dibakar terlebih dahulu. Lusi kering oven kemudian dibakar pada suhu 800oC-850oC selama 2 jam, kemudian dihaluskan sehingga lolos saringan no 200.

Gambar 4.3. Grafik Analisa DTA terhadap Lusi kering

bakar yang telah dihaluskan dan lolos ayakan nomor 200 dilakukan beberapa pengetesan yaitu :

- Berat jenis - XRF - XRD

4.1.2.a. Berat Jenis Berat jenis lumpur bakar sebesar 2.667 gram/cm3.

05

1015202530354045

0 10 20 30

Pen

etra

si (m

m)

Konsistensi (%)

Konsistensi Normal Semen

01020304050

0 50 100 150

Pen

etra

si (m

m)

Waktu (menit)

Setting Time Semen

Page 16: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

16

4.1.2.b. Analisa XRF Dari analisa XRF lumpur Sidoarjo yang dibakar selama 2 jam diperoleh data seperti pada tabel 4.3.

Tabel 4.3. Komposisi Kimia Lumpur Bakar dalam (%)

dengan Analisa XRF

Lumpur Bakar

CaO SiO2 Fe2O3 Al2O3 MnO K2O SO3 Lain-lain

7.14 32 42.22 5.8 0.67 4.51 2.6 5.06

Komposisi kimia lumpur bakar yang dominan adalah Fe2O3, SiO2, CaO, dan Al2O3. Dengan jumlah CaO, SiO2, Fe2O3 dan Al2O3 bebesar 87.16% lumpur bakar termasuk material pozzolan. Karena kandungannya lebih dari 70%. 4.1.2.c. Analisa XRD Hasil analisa XRD lumpur bakar seperti pada gambar 4.4.

Gambar 4.4. Grafik Analisa XRD Lumpur Sidoarjo

Bakar Dari gambar 4.4. diketahui kandungan mineral dominan untuk lumpur bakar antara lain :

- Quartz (SiO2) - Anorthite ordered (CaAl2Si2O8) - Hematite (Fe2O3)

4.1.3. Kapur non Aktif Kapur non aktif lolos ayakan nomor 200. Dilakukan analisa :

- Berat jenis - XRF

4.1.3.a. Berat Jenis Berat jenis kapur non aktif sebesar 2.286 gram /cm3. 4.1.3.b. Analisa XRF Hasil analisa XRF kapur non aktif diperoleh seperti pada tabel 4.4.

Tabel 4.4 . Komposisi Kimia Kapur dalam (%)

dengan Analisa XRF

Kapur

CaO SiO2 Fe2O3 Al2O3 MnO K2O SO3 Lain-lain

97.76 0 0.551 0 0 0.07 0 1.619

Dari analisa XRF diperoleh komposisi utama kapur non aktif adalah CaO sebesar 97.76%. 4.1.4. Pasir Pasir merupakan material yang berfungsi sebagai pengisi (filler) pada mortar. Untuk itu perlu dilakukan analisa untuk mengetahui apakah pasir yang dipakai nantinya layak atau tidak. Analisa meliputi :

- Berat jenis - Kelembaban - Air resapan - Berat volume - Kebersihan pasir terhadap bahan organik - Kebersihan pasir terhadap lumpur (endapan) - Kebersihan pasir terhadap lumpur (pencucian) - Ayakan

4.1.4.a. Berat Jenis Berdasarkan ASTM C 128-93 mengenai berat jenis pasir yang diperbolehkan berkisar antara 2.4 gram/cm3 sampai 2.7 gram/cm3. Sedangkan dari percobaan diperoleh berat jenis pasir sebesar 2.7 gram/cm3. Jadi, pasir yang digunakan memenuhi persyaratan. 4.1.4.b. Kelembaban Berdasarkan ASTM C 556-89 mengenai kelembaban pasir disebutkan bahwa pasir dinyatakan benar-benar kering apabila kelembabapanya kurang dari 0,1%. Sedangkan dari percobaan diperoleh kelembapan pasir sebesar 1,348 %. 4.1.4.b. Air Resapan Berdasarkan ASTM C 128-93 mengenai kadar untuk air resapan pasir yang diperbolehkan berkisar antara 1% sampai 4%. Sedangkan dari percobaan diperoleh kadar air resapan pasir sebesar 1,112%. Jadi, pasir yang digunakan memenuhi persyaratan. 4.1.4.c. Berat Volume Berdasarkan ASTM C 29 / C 29M-91 mengenai berat volume pasir antara percobaan yang dilaukan dengan rojokan dan percobaan tanpa rojokan tidak boleh lebih dari 40 kg/m3. Sedangkan dari percobaan diperoleh perbedaan berat volume antara yang dirojok dengan yang tidak dirojok adalah sebesar 30 kg/m3 . Jadi, pasir yang digunakan memenuhi persyaratan.

Page 17: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

17

4.1.4.d. Kebersihan Pasir Terhadap Bahan Organik Berdasarkan ASTM C 40-92 dalam penentuan kadar zat organik, warna hasil percobaan harus tidak lebih tua dari warna zat pembanding yaitu NaOH. Jika warnanya lebih tua, maka pasir tidak boleh digunakan sebagai material beton karenaa mengandung zat organik yang merugikan beton. Sedangkan dari percobaan yang dilakukan, diketahui bahwa warna yang timbul pada cairan dalam botol lebih cerah dari zat pembanding. Jadi, pasir yang digunakan memenuhi persyaratan. 4.1.4.e. Kebersihan Pasir Terhadap Lumpur (Endapan) Berdasarkan ASTM C 33-93 mengenai batas kadar lumpur yang diperbolehkan adalah tidak boleh lebih dari 3%. Sedangkan dari percobaan diperoleh kadar lumpur sebesar 2,632%. Jadi, pasir yang digunakan memenuhi persyaratan. 4.1.4.f. Kebersihan Pasir Terhadap Lumpur (Pencucian) Berdasarkan ASTM C 117-95 mengenai batas kadar material yang lebih halus dari ayakan no 200 (75 µm) untuk klasifikasi beton yang diperbolehkan adalah tidak boleh lebih dari 5%. Sedangkan dari percobaan diperoleh kadar lumpur sebesar 2,632%. Jadi, pasir yang digunakan memenuhi persyaratan. 4.1.4.g. Analisa Ayakan Dari analisa ayakan pasir diperoleh modulus kehausan sebesar 2,51. Hasil ini memenuhi syarat ASTM C-136-93 yaitu sebesar 2,2 – 3,1. Selain mendapatkan modulus kehalusan, pasir yang dipakai dalam penelitian ini masuk ke dalam gradasi zona 2. Seperti pada gambar 4.5.

Gambar 4.5. Gradasi pasir

Pasir dengan gradasi zona 2 memiliki butiran sedang. 4.1.5. Alumunium Powder 4.1.5.a. Analisa XRF Hasil analisa XRF alumunium powder seperti pada tabel 4.5.

Tabel 4.5 . Komposisi Kimia Alumunium Powder dalam (%) dengan Analisa XRF

Alumunium Powder CaO

SiO2

Fe2

O3 Al2

O3 MnO

K2

O SO

3 Lain-lain

1.1 0 1.03 92.9 0.08

4 0 0 4.886 Dari analisa XRF diketahui kandungan utama alumunium powder adalah Al2O3 sebesar 92.9%. 4.2. Pasta ( Px, x = prosentase kapur) Material penyusun pasta (Px) adalah semen, kapur non aktif, lumpur bakar dan air. 4.2.1. Mix Desain Mix desain yang digunakan adalah metode konvensional. Maksud dari metode konvesional adalah dengan metode coba-coba untuk mendapatkan komposisi campuran yang optimum. 4.2.1.a. Komposisi Air Untuk menentukan kebutuhan pasta (Px) dilakukan percobaan pada pasta P10. Dengan komposisi semen OPC 10%, kapur 10%, dan lumpur bakar 80%. Kebutuhan air dibuat bervariasi mulai dari 40 -50% terhadap binder. Diperoleh hasil seperti pada tabel 4.6.

Tabel 4.6. Kebutuhan Air pada Pasta (Px, x = prosentase kapur)

Pasta Kebutuhan air Keterangan

(Px) (% terhadap binder)

P10 40 workability jelek (terlalu menggumpal)

45 workability bagus (tidak terlalu encer)

50 workability bagus (terlalu encer)

Dari tabel 4.18. dengan kadar air sebesar 45% dari berat binder (semen, kapur, dan lumpur bakar) memiliki workability yang bagus. Tidak terlalu menggumpal dan tidak terlalu encer. Kadar air sebesar 45% digunakan untuk membuat pasta (Px).

0

20

40

60

80

100

120

0 5 10

Pro

sent

ase

lolo

s ay

akan

Ukuran diameter ayakan (mm)

Gradasi Pasir Zona 2

Page 18: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

18

4.2.1.b. Komposisi Binder Binder dalam pasta (Px) terdiri dari semen, kapur non aktif, dan lumpur bakar. Prosentase material tersebut bervariasi. Prosentase semen dibuat konstan sebesar 10% dari berat binder, kapur non aktif 10 -30%, dan lumpur bakar 60 – 80%.

Tabel 4.7. Mix Desain Pasta (Px, x = prosentase kapur)

Pasta Material

Semen Kapur Lusi bakar

(Px) (% terhadap berat

binder) (% terhadap berat

binder) (% terhadap berat

binder)

P10 10 10 80

P12.5 10 12.5 77.5

P15 10 15 75

P17.5 10 17.5 72.5

P20 10 20 70

P22.5 10 22.5 67.5

P25 10 25 65

P27.5 10 27.5 62.5

P30 10 30 60

P0 100 0 0

4.3. Hasil Data dan Analisa Pasta Px 4.3.1. Hubungan Antara Pasta (Px, x = prosentase

kapur) dengan Kuat Tekan Secara keseluruhan, hasil tes kuat tekan pasta (Px) pada umur 7, 114, dan 21 hari diperoleh hasil seperti pada gambar 4.6.

Gambar 4.6. Grafik Hubungan antara Umur Pasta

(Px, x = prosentase kapur) dengan Kuat Tekan

4.3.2. Hubungan Antara Berat Volume dengan Kuat Tekan

Dari data hasil berat volume dan kuat tekan, diperoleh hubungan seperti pada gambar 4.7.

Gambar 4.7. Grafik Hubungan antara Berat Volume dengan Kuat Tekan Pasta (Px, x = prosentase kapur)

4.3.3. Setting Time Hasil setting time pasta P0 dan P15 seperti pada gambar 4.8.

Gambar 4.8. Settimg Time P0 dan P15

Dari gambar 4.8. terjadi perbedaan setting time antara pasta dengan semen murni dan pasta dengan semen 10%, kapur 15%, dan lumpur bakar 75%. Menunjukkan bahwa reaksi hidrasi Pasta P15 lebih lambat jika dibandingkan dengan pasta P0.

0

5

10

15

20

25

30

35

0 10 20 30

Kua

t Tek

an (

MP

a)

Umur Pasta ( Hari )

Hubungan antara Umur Pasta dengan Kuat Tekan

P0

P10

P12.5

P15

P17.5

P20

P22.5

P25

P27.5

P30

1.78; 29.13

1.77; 21.331.76; 23.15

1.75; 26.401.73; 24.021.71; 23.03

1.70; 18.09

1.69; 21.44

1.64; 13.59

1.68; 24.71

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

1.6 1.65 1.7 1.75 1.8K

uat T

ekan

(M

Pa)

Berat Volume (gram/cm3)

Hubungan Berat Volume dengan Kuat Tekan Pasta

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 200 400 600

Pen

etra

si (m

m)

Waktu (menit)

SETTING TIME SEMEN DAN PASTA (P15) SEMEN

(100%)

Pasta (P15)

Page 19: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

19

4.4. Pasta Px-y (Px-y, x = prosentase kapur, y= prosentase alumunium powder)

4.4.1. Mix Desain Mix desain yang digunakan adalah metode konvensional. Maksud dari metode konvesional adalah dengan metode coba-coba untuk mendapatkan komposisi campuran yang optimum. 4.4.1.a. Komposisi Air Untuk menentukan kebutuhan pasta (Px-y) dilakukan percobaan pada pasta P20. Dengan komposisi semen OPC 10%, kapur 20%, dan lumpur bakar 70%. Kebutuhan air dibuat bervariasi mulai dari 60 -70% terhadap binder. Diperoleh hasil seperti pada tabel 4.8.

Tabel 4.8. Kebutuhan Air pada Pasta (Px-y, x = prosentase kapur, y= prosentase alumunium powder)

Pasta Kebutuhan air Keterangan

(Px) (% terhadap binder)

P20-1 60 workability bagus (belum bisa dituang)

65 workability bagus (bisa dituang)

70 workability bagus (terlalu encer)

Dari tabel 4.41. dengan kadar air sebesar 65% dari berat binder (semen, kapur, dan lumpur bakar) memiliki workability yang bagus. Pasta dapat dituang ke dalam cetakan tanpa dirojok. Kadar air sebesar 65% digunakan untuk membuat pasta (Px-y). 4.4.1.b. Komposisi Binder Binder dalam pasta (Px-y) terdiri dari semen, kapur non aktif, dan lumpur bakar. Prosentase material diambil dari pasta P10 (semen 10%; kapur non aktif 10%; lumpur bakar 80%), P15 (semen 10%; kapur non aktif 15%; lumpur bakar 75%), dan P20 (semen 10%; kapur non aktif 20%; lumpur bakar 70%). Pasta tersebut ditambahkan alumunium powder sebesar 0.5%; 1%; dan 1.5% dari berat semen. Diperoleh komposisi mix desain pasta (Px-y) seperti pada tabel 4.9.

Tabel 4.9. Mix Desain Pasta (Px-y, x = prosentase kapur, y= prosentase alumunium powder)

Pasta Material

Semen Kapur Lusi bakar Al Powder

(Px-y) (% terhadap berat binder)

(% terhadap berat binder)

(% terhadap berat binder)

(% terhadap berat semen)

P10-0.5 10 10 80 0.5

P10-1 10 10 80 1

P10-1.5 10 10 80 1.5

P15-0.5 10 15 75 0.5

P15-1 10 15 75 1

P15-1.5 10 15 75 1.5

P20-0.5 10 20 70 0.5

P20-1 10 20 70 1

P20-1.5 10 20 70 1.5

4.4.2. Hasil 4.4.2.a. Hubungan Berat Volume dengan Kuat Tekan Pasta (Px-y, x = prosentase kapur, y= prosentase alumunium powder) Hubungan berat volume dengan kuat tekan pada pasta (Px-y) seperti pada gambar 4.9.

Gambar 4.9. Grafik Hubungan antara Berat Volume

dengan Kuat Tekan Pasta (Px-y, x = prosentase kapur, y= prosentase alumunium powder)

0.891, 0.107

0.677, 0.073

0.594, 0.020

0.745, 0.148

0.617, 0.058

0.508, 0.021

0.655, 0.106

0.593, 0.049

0.481, 0.009

0.000

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

0.120

0.140

0.160

0.000 0.500 1.000

Kua

t Tek

an (

MP

a)

Berat Volume (gram/cm3)

Hubungan antara Berat Volume dengan

Kuat Tekan

P (10-0.5;1;1.5)

P (15-0.5;1;1.5)

P (20-0.5;1;1.5)

P10-0.5

P10-1

P10-1.5

P15-0.5

P15-1

P15-1.5

P20-0.5

P20-1

P20-1.5

Page 20: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

20

4.5. Mortar dengan perawatan Steam Curing (Semen, Kapur, Lumpur Bakar, Alumunium Powder, dan Pasir)

4.5.1. Mix Desain Mix desain yang digunakan adalah metode konvensional. Maksud dari metode konvesional adalah dengan metode coba-coba untuk mendapatkan komposisi campuran yang optimum. 4.4.1.a. Komposisi Air Air yang dibutuhkan sebesar 55% dari berat binder + filler. 4.4.1.b. Komposisi Binder dan Filler Pasta (Px-y-z) terdiri dari semen, kapur non aktif, lumpur bakar, dan pasir. Pasta P10-0.5, P15-0.5, P20-0.5

ditambahkan pasir. Perbandingan antara pasta (Px-y) dengan pasir yaitu 1:1. Diperoleh mix desain mortar (Mx-y-z) seperti pada tabel 4.10.

Tabel 4.10. Mix Desain Mortar

Mortar Material

Semen Kapur Lusi bakar Alumunium

Powder Pasir

(Px-y-z) (% terhadap berat binder)

(% terhadap berat binder)

(% terhadap berat binder)

(% terhadap berat semen)

(filler + binder)

P10-0.5-1 10 10 0 0.5 1

P15-0.5-1 10 15 75 0.5 1

P20-0.5-1 10 20 70 0.5 1

4.5.2. Hasil Pembuatan mortar mengalami kegagalan. Mortar tidak dapat di tes tekan. Karena dalam umur 7 hari, permukaannya belum kering dan tidak bisa mengeras. Tampilan fisik mortar seperti pada gambar 4.10.

Gambar 4.10. Tampilan Fisik Mortar dengan

Perawatan Steam Curing Dari gamabr 4.20. mortar sangat rapuh. Hal ini terjadi karena antar rongga terhubung.

4.6. Mortar tanpa Perawatan Steam Curing (Semen, Kapur, Lumpur Bakar, Alumunium Powder, dan Pasir)

4.6.1. Mix Desain

Mix desain sama seperti mortar dengan perawatan steam curing. Akan tetapi, kadar air dikurangi menjadi 45% dari jumlah filler dan binder. 4.6.2. Berat Volume

Gambar 4.11. Grafik Berat Volume Mortar tanpa

Perawatan Steam Curing Dari gambar 4.11. diperoleh berat volume yang hampir sama. Semakin banyak kapur maka berat volumnya akan semakin kecil.Akan tetapi, berat volumenya masih diatas 1 gram/cm3. Belum sesuai dengan rencana yaitu 0,8 gram/cm3. 4.6.3. Kuat Tekan

Gambar 4.12. Grafik Kuat Tekan Mortar tanpa

Perawatan Steam Curing Dari gambar 4.12. menunjukkan kuat tekan tertinggi pada mortar dengan kandungan kapur 15% dari berat binder. Hasil kuat tekannya sangat kecil sekali dibawah 1 MPa. Untuk mendapatkan sesuai dengan rencana, maka pembuatan mortar diulangan dengan mereduksi air menjadi 45% dengan menggunakan autoclave pada tekanan 150 Psi selama 3 jam.

1.11 1.10 1.07

0.00

0.50

1.00

0 5 10 15 20 25

Ber

at v

olum

e (g

ram

/cm

3)

Prosentase kapur terhadap berat binder

Berat Volume Mortar tanpa Autoclave

0.18

0.27

0.22

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0 5 10 15 20 25

Kua

t tek

an (

MP

a)

Prosentase kapur terhadap berat binder

Kuat Tekan Mortar tanpa Autoclave

Page 21: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

21

4.6.4. Hubungan Antara Berat Volume dengan Kuat Tekan

Gambar 4.13. Grafik Hubungan antara Berat Volume dengan Kuat Tekan Mortar tanpa Perawatan Steam

Curing

Dari gambar 4.13. diperoleh komposisi optimum pada mortar M15-0,5-1. 4.7. Mortar dengan Perawatan Autoclave

(Semen, Kapur, Lumpur Bakar, Alumunium Powder, dan Pasir)

4.7.1. Mix Desain Mix desain sama seperti mortar tanpa perawatan steam curing. 4.7.2. Berat Volume

Gambar 4.14. Grafik Berat Volume Mortar dengan

Perawatan Autoclave Dari gambar 2.14. menunjukkan semakin banyak kapur maka berat volumnya akan semakin kecil.Akan tetapi, berat volumenya masih diatas 1 gram/cm3. Belum sesuai dengan rencana yaitu 0,8 gram/cm3.

4.7.3. Kuat Tekan

Gambar 4.15. Grafik Berat Jenis Mortar dengan

Perawatan Autoclave

Dari gambar 4.15. menunjukkan kuat tekan tertinggi pada mortar dengan kandungan kapur 15% dari berat binder. 4.7.4. Hubungan Antara Berat Volume dengan

Kuat Tekan

Gambar 4.16. Grafik Hubungan antara Berat Volume

dengan Kuat Tekan Mortar dengan Perawatan Autoclave

Dari gambar 4.16. didapatkan komposisi mortar optimum pada M15-0,5-1.

0.18

0.27

0.22

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 1.12

Kua

t tek

an (

MP

a)

Berat Volume (gram/cm3)

Hubungan BV dengan Kuat Tekan

1.08

1.04

0.98

0.96

0.98

1.00

1.02

1.04

1.06

1.08

1.10

0 5 10 15 20 25

Ber

at v

olum

e (g

ram

/cm

3)

Prosentase kapur terhadap berat binder

Berat Volume Mortar dengan Autoclave

1.26

1.521.33

0.00

0.200.400.60

0.801.001.20

1.401.60

0 5 10 15 20 25

Kua

t tek

an (

MP

a)

Prosentase kapur terhadap berat binder

Kuat TekanMortar dengan Autoclave

1.26

1.52

1.33

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

0.95 1.00 1.05 1.10

Kua

t tek

an (

MP

a)

Berat Volume (gram/cm3)

Hubungan BV dengan Kuat Tekan

Page 22: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

22

4.8. Hubungan antara Mortar Tanpa Perawatan dengan Autoclave

4.8.1. Berat Volume

Gambar 4.17. Grafik Hubungan Berat Volume

dengan Kuat Tekan Mortar Tanpa Perawatan dan Autoclave

Dari gambar 4.17. ditampilkan perbandingan berat volume antara mortar tanpa steam (garis merah) dengan perawatan autoclave (garis biru). Mortar tanpa steam/ kondisi normal memiliki berat volume yang lebih besar karena masih terdapat kandungan air yang cukup tinggi. Permukaan tampak kering, namun bagian dalamnya masih basah. 4.8.2. Kuat Tekan

Gambar 4.18. Grafik Hubungan Berat Volume

dengan Kuat Tekan Mortar Tanpa Perawatan dan Autoclave

Gambar 4.18. menunjukkan perbandingan kuat tekan antara mortar tanpa perawatan dengan perawatan autoclave. Pada mortar dengan perawatan autoclave M15-0,5-1 terjadi peningkatan kuat tekan sebesar 563 %. Autoclave sangat berpengaruh sekali terhadap kuat tekan. Selain mematangkan mortar, autoclave juga memberikan tekanan ke seluruh permukaan mortar sehingga mortar akan menjadi padat dan kering. 4.8.3. Hubungan Berat Volume dengan Kuat Tekan

Gambar 4.19. Grafik Hubungan Berat Volume dengan Kuat Tekan Mortar Tanpa Perawatan dan Autoclave

1.08

1.04

0.98

1.111.10

1.07

0.96

0.98

1.00

1.02

1.04

1.06

1.08

1.10

1.12

0 5 10 15 20 25

Ber

at v

olum

e (g

ram

/cm

3)

Prosentase kapur terhadap berat binder

Berat Volume Mortar Autoclave

Tanpa Autoclave

1.26

1.52

1.33

0.180.27 0.22

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

0 5 10 15 20 25

Kua

t tek

an (

MP

a)

Prosentase kapur terhadap berat binder

Kuat Tekan Mortar

Autoclave

Tanpa Autoclave

1.26

1.52

1.33

0.180.270.22

0.000.200.400.600.801.001.201.401.60

0.95 1.00 1.05 1.10 1.15

Kua

t tek

an (

MP

a)

Berat Volume (gram/cm3)

Hubungan BV dengan Kuat Tekan

Autoclave

Tanpa Perawatan

Page 23: PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO BAB I (LUSI) BAKAR …

TUGAS AKHIR ’PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO (LUSI) BAKAR UNTUK CAMPURAN BETON RINGAN DENGAN TAMBAHAN ALUMUNIUM POWDER’

Wahyu Candra Prasetya / 3108 100 147

23

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan Dari penelitian ini dapat disimpulkan :

1. Lusi bakar dapat dimanfaatkan untuk material beton ringan.

2. Penambahan kapur non aktif dan alumunium powder berpengaruh terhadap berat volume. Semakin banyak prosentase maka berat volume pasta semakin kecil.

3. Mortar dengan komposisi binder 1 : filler 1. Komposisi semen 10%, kapur non aktif 15%, lumpur bakar 75% terhadap berat binder dan alumunium powder 0,5% terhadap berat semen; pasir sebesar 100% dari berat filler, menghasilkan kuat tekan optimum.

4. Beton ringan yang dihasilkan belum memenuhi syarat yang direncanakan.

5.2. Saran Dasil penelitian ini belum sesuai dengan yang direncanakan. Untuk itu perlu dilakukan penelitian lebih lanjut agar didapatkan beton ringan sesuai dengan yang direncanakan. Ada bererapa saran yaitu :

1. Menambah prosentase semen menjadi 20%. 2. Perawatan menggunakan autoclave.