PEMBUATAN BETON DENGAN CAMPURAN LIMBAH …... · DAFTAR SIMBOL. ... Diagram Alir Prosedur...
Transcript of PEMBUATAN BETON DENGAN CAMPURAN LIMBAH …... · DAFTAR SIMBOL. ... Diagram Alir Prosedur...
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
PEMBUATAN BETON DENGAN CAMPURAN LIMBAH PLASTIK DAN KARAKTERISASINYA
Disusun Oleh :
YESSI RISMAYASARI
NIM M0207068
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian
persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Fisika
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
Januari, 2012
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa isi intelektual skripsi saya yang berjudul “
PEMBUATAN BETON DENGAN CAMPURAN LIMBAH PLASTIK DAN
KARAKTERISASINYA” adalah hasil kerja saya atas arahan pembimbing dan
sepengetahuan saya hingga saat ini, isi skripsi tidak berisi materi yang telah
dipublikasikan atau ditulis oleh orang lain atau materi yang telah diajukan untuk
mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas Sebelas Maret atau di Perguruan Tinggi
lainnya, jika ada maka telah dituliskan di daftar pustaka skripsi ini dan segala bentuk
bantuan dari semua pihak telah ditulis di bagian ucapan terimakasih. Isi skripsi ini
boleh dirujuk atau difotokopi secara bebas tanpa harus memberitahu penulis.
Surakarta, 3 Januari 2012
YESSI RISMAYASARI
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. ii
HALAMAN PERNYATAAN .............................................................................iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN........................................................................ iv
ABSTRAK............................................................................................................ v
ABSTRACT..........................................................................................................vi
KATA PENGANTAR ........................................................................................ vii
DAFTAR ISI .......................................................................................................viii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ ix
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ x
DAFTAR SIMBOL. .............................................................................................xi
DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................ xii
BAB I PENDAHULUAN……………………………………………………..1
1.1 Latar Belakang Masalah................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah. ........................................................................... 3
1.3 Batasan Masalah .............................................................................. 3
1.4 Tujuan Penelitian ............................................................................. 3
1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................... 4
BAB II LANDASAN TEORI ……………………………………………5
2.1 Beton ................................................................................................ 5
2.2 Agregat............................................................................................. 5
2.3 Semen............................................................................................... 6
2.4 Air .................................................................................................... 7
2.5 Plastik............................................................................................... 7
2.6 Kuat tekan ........................................................................................ 8
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2.7 Impact .............................................................................................. 9
2.8 Konduktivitas thermal..................................................................... 11
2.9 Kerapatan ........................................................................................ 16
BAB III METODOLOGI PENELITIAN…………………………. …………...17
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................... 17
3.2 Alat dan Bahan yang Digunakan .................................................... 17
3.2.1 Alat................... .................................................................... 17
3.2.2 Bahan.................................................................................... 18
3.3 Prosedur Penelitian ......................................................................... 19
3.4 Pengumpulan Data .......................................................................... 21
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN…. …………………...24
4.1 Kuat Tekan...................................................................................... 24
4.2 Impact.. ........................................................................................... 26
4.3 Konduktivitas Termal.. ................................................................... 28
4.4 Kerapatan.. ...................................................................................... 31
BAB V PENUTUP.. ........................................................................................... 33
5.1 Kesimpulan.. ................................................................................... 33
5.2 Saran.. ............................................................................................. 33
DAFTAR PUSTAKA.. ........................................................................................ 34
LAMPIRAN.. .......................................................................................................35
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Jenis- jenis Semen Portland ................................................................. 6
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Animasi Alat Izod Impact Tester .. ................................................. 10
Gambar 2.2. Konduksi Kalor antara Daerah dengan Temperatur T1 dan T2........ 12
Gambar 2.3. Konduksi Termal pada Dinding Bidang.. ....................................... 14
Gambar 2.4. Kurva Suhu.. ................................................................................... 15
Gambar 3.1. Diagram Alir Prosedur Penelitian.. ................................................. 19
Gambar 4.1. Gambar Cetakan Kuat Tekan.. ........................................................ 24
Gambar 4.2. Gambar Benda Uji Kuat Tekan....................................................... 24
Gambar 4.3. Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember
Plastik dengan Kuat Tekan………………………………………...25
Gambar 4.4. Gambar Cetakan Impact...................................................................26
Gambar 4.5. Gambar Benda Uji Impact… .......................................................... 27
Gambar 4.6. Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember
Plastik dengan Energi ……..……………………………………...27
Gambar 4.7. Gambar Cetakan Konduktivitas Thermal........................................ 28
Gambar 4.8. Gambar Benda Uji Konduktivitas Thermal.. ................................. 29
Gambar 4.9. Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember
Plastik dengan Konduktivitas Thermal……………..……………..30
Gambar 4.10.Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah
Ember Plastik dengan Massa Jenis………………………………..32
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
DAFTAR SIMBOL
P = Tekanan
F = Beban maksimum
A = Luas penampang
m = Massa
g = Percepatan gravitasi
a = Jarak titik pusat pendulum dengan benda uji sebelum tumbukan
b = Jarak titik pusat pendulum dengan benda uji setelah tumbukan
w = Berat pendulum
R = Jarak dari pusat rotasi ke pusat gravitasi
E = Energi yang dibutuhkan untuk memecahkan benda uji
T = Temperatur
t = Tinggi
L = Tebal benda uji
λ = Konduktivitas thermal
v = Volume
ρ = Kerapatan
Ep = Enegi potensial
Ei = Energi awal sebelum tumbukan
Ef = Energi akhir setelah tumbukan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 : Rancangan Campuran Beton (Mix Design)……………………..36
Lampiran 2 : Hasil Perhitungan Kuat Tekan…………………………………..38
Lampiran 3 : Hasil Perhitungan Impact……………............................................42
Lampiran 4 : Hasil Perhitungan Konduktivitas Termal………………………..45
Lampiran 5 : Hasil Perhitungan Kerapatan……………………………………86
Lampiran 6 : Gambar ………………………………………………………….90
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Zaman semakin maju dan berkembang, IPTEK memberikan pengaruh
besar bagi seluruh aspek kehidupan. Salah satunya adalah pengaruh IPTEK dalam
bidang tehnik sipil terutama dalam hal teknologi konstruksi. Di mana dapat kita
lihat telah berdiri kokoh seperti gedung-gedung bertingkat, jalan, jembatan,
bandar udara, bangunan lepas pantai, stadion, terowongan, dan lain-lain termasuk
pembuatan patung. Adapun elemen konstruksi dari bangunan-bangunan tersebut
adalah berupa kayu, besi, baja, beton, genting, kaca, dan sebagainya. Dewasa ini
beton sering kita jumpai sebagai elemen konstruksi bangunan yang sangat penting
dan sangat luas penggunaannya.
Pemakaian beton sudah populer, pada perkembangannya beton dicampuri
dengan beberapa bahan tambahan baik berupa bahan kimia maupun non kimia di
antaranya, Abu Ampas Tebu (AAT), abu sekam padi, styrocon dan polimer.
Beton diperoleh dengan cara mencampurkan semen portland, air, agregat dan
kadang-kadang bahan tambah yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia,
tambahan, sampai bahan bangunan non-kimia pada perbandingan tertentu
campuran tersebut bilamana dituangkan dalam cetakan kemudian dibiarkan maka
akan mengeras seperti batuan.
Kekuatan, keawetan dan sifat beton tergantung pada sifat-sifat bahan-
bahan dasar, nilai perbandingan bahan-bahannya, cara pengadukan maupun cara
pengerjaan selama penuangan adukan beton, cara pemadatan dan cara perawatan
selama proses pengerasan (Kardiyono, 1996).
Polimer sebagai bahan tambahan dalam pembuatan beton merupakan suatu
zat kimia yang terdiri dari molekul-molekul yang besar dengan karbon dan
hidrogen sebagai molekul utamanya. Bahan polimer dapat diperoleh dari limbah
plastik yang didaur ulang. Penggunaan bahan tersebut sekaligus bertujuan
memanfaatkan limbah plastik, di samping mencari alternatif pengganti semen.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
Ide dasar penelitian beton polimer pada awalnya berdasarkan pemikiran
ingin mencari beton yang dalam hal-hal tertentu memiliki sifat lebih baik dari
beton semen. Ternyata dari literatur diketahui, polimer memiliki sifat seperti
semen (Suraatmadja, 2000).
Suraatmadja (2000), meneliti tentang beton polimer. Pada penelitian
tersebut beton polimer memiliki kelebihan dan kekurangan. Kelebihan dari
penelitian tersebut di antaranya bahwa beton polimer memiliki sifat kedap air,
tahan terhadap larutan agresif seperti bahan kimia, bisa mengeras di dalam air
sehingga bisa digunakan untuk memperbaiki bangunan-bangunan di dalam air.
Sedangkan kekurangannya yaitu harga pembuatan beton polimer masih belum
bisa lebih rendah dari harga pembuatan beton semen. Hal ini terjadi karena
mahalnya bahan kimia yang digunakan untuk mencampur polimer dalam
pembuatan beton. Namun pada penelitian kali ini akan dilakukan penambahan
polimer tanpa menggunakan bahan kimia.
Henry Miller (2009), meneliti tentang penggunaan limbah plastik sebagai
pengganti bahan baku beton yang selama ini harus diperoleh melalui proses
penambangan (mining) dan menciptakan produk yang lebih baik. Henry Miller
menggunakan bentuk butiran limbah plastik sebagai bahan campuran beton. Tidak
seperti plastik biasa, limbah plastik dapat dicampur tanpa efek yang merugikan,
pemanasan penggabungan tidak diperlukan.
Bambang Mahendya Lestariono, meneliti tentang penggunaan limbah
botol plastik (PET) sebagai campuran beton untuk meningkatkan kapasitas tarik
belah dan geser. Kadar Polyethylene terephthalate (PET) yang ditambahkan pada
beton mutu normal dalam volume fraksi adalah 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,5%, 0,7%
dan 1%.
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya yaitu pembuatan
beton polimer, maka dalam penelitian ini dilakukan pembuatan beton dengan
penambahan bahan polimer alternatif yaitu limbah ember plastik hitam. Variasi
persentase penambahan limbah ember plastik hitam dalam penelitian ini adalah
0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10 % dari massa semen. Dengan adanya penelitian “
Pembuatan Beton Dengan Campuran Limbah Plastik dan Karakterisasinya”
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
diharapkan diperoleh beton dengan sifat mekanik yang lebih baik dari beton yang
tanpa menggunakan bahan tambah lainnya dan dapat memperbaiki sifat beton
tanpa mengurangi mutunya serta membantu mengurangi limbah plastik yang
selama ini banyak mencemari lingkungan.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah dari penelitian
ini adalah sebagai berikut:
a. Apakah beton dapat dibuat dengan campuran limbah ember plastik jenis
polypropylene?
b. Bagaimanakah hasil karakterisasi beton yang dibuat?
1.3. Batasan Masalah
Permasalahan pada penelitian ini dibatasi pada:
a. Semen yang dipakai adalah Semen Portland tipe I asal Gresik, Jawa Timur.
b. Agregat yang dipakai adalah agregat halus berupa pasir yang berasal dari
daerah Klaten dan agregat kasar berupa kerikil yang berasal dari daerah
Karanganyar.
c. Plastik yang digunakan merupakan limbah ember plastik yang berwarna
hitam. Variasi campurannya yaitu 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10% dari massa
semen.
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
a. Pembuatan beton dengan variasi campuran limbah ember plastik 0%, 2%,
4%, 6%, 8%,10% dari massa semen.
b. Mengetahui nilai karakterisasi beton dengan dan tanpa campuran limbah
ember plastik dengan memakai uji kuat tekan, uji impact, uji konduktivitas
thermal, dan uji kerapatan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
1.5. Manfaat Penelitian
Hasil Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat antara lain:
1 Bagi Mahasiswa
a. Menambah pengetahuan dan wawasan mengenai penggunaan ilmu
fisika secara nyata di bidang industri.
b. Meningkatkan dan memperluas daya penalaran mahasiswa dalam
memecahkan permasalahan secara ilmiah.
2 Bagi Ilmu Pengetahuan
a. Mengetahui variasi campuran limbah ember plastik pada pembuatan
beton yang baik.
b. Memanfaatkan limbah ember plastik.
3 Bagi Masyarakat
Pemanfaatan bagi masyarakat yaitu limbah ember plastik hitam yang
berlimpah yang dapat digunakan sebagai bahan campuran beton sebagai
pengganti semen sehingga biaya yang dibutuhkan lebih sedikit. Selain itu
masyarakat sadar akan manfaat limbah ember plastik yang sebelumnya
dianggap sebagai sampah sehingga dapat membantu mengurangi pencemaran
lingkungan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Beton
Beton merupakan campuran antara semen portland atau semen hidrolis
yang lain, agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan
tambahan yang membentuk massa padat (Sudarmoko, 1997). Beton normal
memiliki massa jenis 2200 kg sampai 2500 kg sedangkan beton ringan
memiliki massa jenis tidak lebih dari 1900 kg (SNI-03-2847, 2002).
Beton ringan diperoleh dengan cara pemberian gelembung udara ke dalam
campuran betonnya. Sehingga pembuatan beton ringan dapat dilakukan dengan
cara berikut (Kardiyono, 1996) :
a. Membuat gelembung-gelembung gas/udara dalam adukan semen
sehingga akan terjadi banyak pori-pori udara di dalam beton.
b. Menggunakan agregat ringan, misalnya tanah liat bakar, batu apung.
Dengan demikian beton yang terjadipun akan lebih ringan daripada
beton biasa.
c. Membuat beton dengan tanpa butir-butir agregat halus. Oleh karena itu
beton ini disebut “beton non pasir” dan hanya dibuat dari semen dan
agregat kasar saja dengan butir maksimum agregat kasar sebesar 20 mm.
Beton demikian mempunyai pori-pori yang hampir seragam.
2.2. Agregat
Agregat merupakan butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan
pengisi beton. Agregat ini kira-kira menempati sebanyak 70%-80% dari volume
beton (Gensel. et.al., 2010).
Cara membedakan jenis agregat yang paling banyak dilakukan ialah
dengan didasarkan pada ukuran butir-butirnya. Agregat yang mempunyai
ukuran butir-butir besar disebut agregat kasar, sedangkan agregat yang ukuran
butir-butir kecil disebut agregat halus. Sebagai batasnya ukuran butir dengan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
diameter 4,75 mm atau 4,80 mm. Agregat yang diameternya lebih besar dari
4,80 mm disebut agregat kasar, dan agregat yang diameternya lebih kecil dari
4,80 mm disebut agregat halus.
Secara umum, agregat kasar sering disebut sebagai kerikil, kericak, batu
pecah, atau split. Sedangkan agregat halus disebut pasir, baik berupa pasir alami
yang diperoleh langsung dari sungai atau tanah galian, atau dari hasil
pemecahan batu (Kardiyono, 1996).
2.3.Semen
Ada dua macam semen, yaitu semen hidrolis dan semen non-hidrolis.
Semen hidrolis adalah semen yang akan mengeras bila bereaksi dengan air,
tahan terhadap air dan stabil di dalam air setelah mengeras sedangkan semen
non-hidrolis adalah semen yang dapat mengeras tetapi tidak stabil dalam air.
(Nugroho, dkk., 2007). Semen Portland merupakan semen hidrolis yang
dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker dengan bahan utama terdiri dari
silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis dengan gips sebagai bahan tambah.
Berdasarkan tujuan pemakaiannya semen portland di Indonesia dibagi
menjadi 5 jenis, yaitu:
Tabel 2.1 Jenis- jenis semen Portland
( Kardiyono, 1996)
Jenis Semen Karakteristik Umum
Jenis ISemen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus
Jenis IISemen portland yang penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang
Jenis IIISemen portland yang penggunaannya memerlukan persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan
Jenis IVSemen portland yang penggunaannya menuntut panas hidrasi rendah
Jenis VSemen portland yang penggunaannnya menuntut persyaratan sangat tahan terhadap sulfat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
Fungsi semen adalah untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi
suatu massa yang padat. Selain itu untuk mengisi rongga-rongga di antara
butiran agregat. Semen hanya kira-kira mengisi 10 % saja dari volume beton
(Kardiyono, 1996).
2.4. Air
Air merupakan bahan dasar pembuat beton yang penting namun harganya
paling murah. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen dan sebagai bahan
pelumas antara butir-butir agregat agar dapat mudah dikerjakan dan di padatkan.
Untuk bereaksi dengan semen, air yang diperlukan hanya sekitar 25 % massa
semen saja. Tetapi kenyataannya nilai faktor air semen yang dipakai sulit
kurang dari 0,35. Kelebihan air ini digunakan sebagai pelumas namun tambahan
air untuk pelumas ini tidak boleh terlalu banyak karena kekuatan beton akan
rendah.
Dalam pemakaian air untuk beton itu sebaiknya air memenuhi syarat
sebagai berikut (Kardiyono, 1996):
a. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2
gram/liter.
b. Tidak mengandung garam-garam yang dapat merusak beton (asam, zat
organik, dan sebagainya) lebih dari 15 gram/liter.
c. Tidak mengandung khlorida (Cl) lebih dari 0,5gram/liter.
d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.
2.5. Plastik
Plastik adalah suatu polimer yang mempunyai sifat-sifat unik dan luar
biasa. Polimer adalah suatu bahan yang terdiri dari unit molekul yang disebut
monomer (Mujiarto, 2005).
Plastik merupakan salah satu hasil penemuan manusia yang paling banyak
digunakan hingga saat ini. Plastik digunakan dalam skala besar dalam produksi
seperti botol untuk minuman, peralatan bayi, wadah untuk makanan, selang,
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
pipa bangunan, botol kecap, botol sampo, kantong pembungkus, sikat gigi, alat
makan (sendok, garpu, piring, mangkok, gelas), hingga mainan anak- anak
( Hamonangan, 2009).
Plastik mempunyai berbagai sifat yang menguntungkan, diantaranya (Azizah, 2009):
a. Umumnya kuat namun ringan.
b. Secara kimia stabil (tidak bereaksi dengan udara, air, asam, alkali dan
berbagai zat kimia lain).
c. Merupakan isolator listrik yang baik.
d. Mudah dibentuk, khususnya dipanaskan.
e. Biasanya transparan dan jernih.
f. Fleksibel/plastis
g. Harganya relatif murah.
Plastik dapat dikelompokkan menjadi dua golongan yaitu plastik
termoplast dan plastik termoset. Plastik termoplast merupakan plastik yang
dapat dicetak berulang-ulang, sebagai contoh : PP (Polypropylene), PE, ABS
(Acrylonitrile Butadiene Styrene), nylon, PET (Polyethylene Perephtalate),
BPT, Polyacetal (POM), PC dll. Sedangkan plastik termoset merupakan plastik
yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali,
sebagai contoh ; PU (Poly Urethene), UF (Urea Formaldehyde), MF (Melamine
Formaldehyde), polyester, epoksi dll.
2.6. Kuat tekan
Tekanan (P) didefinisikan sebagai gaya (F) per satuan luas bidang (A),
dinyatakan dengan persamaan:
(2.1)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
Satuan SI dari tekanan adalah N/m2 atau pascal (Pa) (Giancoli, 2001). Kuat tekan
adalah suatu parameter yang menunjukkan besarnya beban per satuan luas yang
menyebabkan benda uji hancur oleh gaya tekan tertentu.
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kuat tekan beton yaitu
(Kardiyono, 1996):
a. Faktor air semen dan kepadatan
Semakin rendah nilai faktor air semen (fas) maka semakin tinggi kuat tekan
betonnya. Tetapi apabila fas terlalu rendah adukan beton akan sulit
dipadatkan. Kepadatan adukan beton sangat mempengaruhi nilai kuat tekan
beton setelah mengeras.
b. Umur beton
Kekuatan beton bertambah sesuai dengan bertambahnya umur dari beton
tersebut.
c. Jenis semen
Jenis semen yang digunakan dalam pembuatan beton harus sesuai dengan
tujuan dan penggunaannya.
d. Sifat agregat
Sifat agregat yang berpengaruh terhadap kekuatan beton adalah kekasaran
permukaan dan ukurannya. Pemakaian butir agregat yang terlalu besar akan
mengurangi kekuatan beton karena butiran agregat akan mengurangi luas
permukaan beton sehingga kelekatan antara butiran agregat kurang kuat.
2.7. Impact
Impact tester merupakan alat yang digunakan untuk mengukur reaksi
pukulan yang meliputi Strength (kekuatan), Atickness (kelekatan), Buttleness
(kerapukan). Pendulum digunakan untuk memukul dan memecah benda uji.
Energi yang dibutuhkan untuk memecah benda uji dihitung menggunakan prinsip
kekekalan energi. Energi yang dibutuhkan, dihitung ketika pendulum menganyun
keatas setelah benda uji pecah. Analisa gambar proses pemecahan benda uji dapat
dilihat pada gambar 2.1.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
Mula-mula pendulum dinaikkan, pendulum dalam keadaan diam ini
mempunyai Energi Potensial:
mgaE p (2.2)
Dengan m : massa dari pendulum (kg), g : percepatan grafitasi ) , a : jarak
titik pusat pendulum dengan benda uji sebelum tumbukan (m), b : jarak titik
pusat pendulum dengan benda uji setelah tumbukan (m).
Gambar 2.1.
Animasi Alat Izod Impact Tester (Ogawa, 1987)
Pendulum yang telah dibebaskan maka, energi potensial akan menurun dan energi
kinetik akan meningkat. Dari analisa Gambar (2.1) di atas maka :
)cos1( Ra )cos1( Rb
Energi awal sebelum tumbukan :
mgaE p
R
αβ
Pendulum
Specimenn
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
Jika W = mg maka dapat diperoleh persamaan:
)cos1( WREi (2.3)
Pendulum dilepaskan dari posisi ini sehingga dapat memukul benda uji.
Setelah pendulum memukul dan mematahkan benda uji, maka pendulum akan
mengayun ke atas membentuk sudut ke posisi atau arah yang lain dengan sisa
energi. Energi yang masih tersisa setelah tumbukan :
mgbE p
Jika W = mg maka dapat diperoleh persamaan:
)cos1( WRE f (2.4)
Energi yang dibutuhkan untuk mematahkan benda uji, apabila tekanan
dan hambatan udara diabaikan maka energi yang diperlukan untuk mematahkan
benda uji, diberikan oleh persamaan :
coscos WREEE fi (2.5)
Di mana : W : berat pendulum (kg m/s2)
R : jarak dari pusat rotasi ke pusat gravitasi (m)
E : Energi yang dibutuhkan untuk mematahkan sempel (J)
Energi yang dibutuhkan untuk mematahkan benda uji besar menunjukkan bahwa
benda uji tersebut keras (Ogawa, 1987).
2.8. Konduktivitas thermal
Kalor merupakan proses dimana sesuatu yang dipindahkan diantara
sebuah sistem dan sekelilingnya akibat perbedaan temperatur. Perpindahan kalor
terjadi apabila ada dua sistem yang temperaturnya berbeda bersinggungan.
Konduksi merupakan perpindahan kalor dari suatu bagian benda padat ke bagian
lain benda padat yang sama, atau dari benda padat yang satu ke benda padat yang
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
lain karena terjadi persinggungan tanpa terjadi perpindahan molekul dari benda
padat itu sendiri (Halauddin, 2006).
Apabila suatu objek dipanaskan, pada bagian ujung yang panas, molekul-
molekul di tempat itu bergerak lebih cepat dan menumbuk molekul-molekul di
sekitarnya yang bergerak lebih lambat. Molekul-molekul tersebut mentransfer
sebagian dari energinya ke molekul-molekul lain, yang lajunya kemudian
bertambah. Molekul-molekul ini kemudian juga mentransfer sebagian energinya
dengan molekul-molekul lain sepanjang objek. Konduksi kalor hanya terjadi
apabila terdapat perbedaan temperatur (Giancoli, 1988). Menurut (Bentz et.al,.
2010) bahwa kerapatan dan jenis agregat dapat berpengaruh terhadap
konduktivitas termal.
Gambar 2.2.Konduksi Kalor antara Daerah dengan Temperatur T1 dan T2. Jika T1 Lebih
Besar dari T2 Kalor Mengalir ke Kanan (Giancoli, 2001)
Aliran kalor menuju objek uniform Gambar 2.2, laju aliran kalor ΔQ per
selang waktu Δt dinyatakan dalam persamaan berikut:
(2.6)
Di mana A merupakan luas penampang lintang benda, l merupakan jarak
antara kedua ujung, yang mempunyai temperatur T1 dan T2, dan k merupakan
konstanta pembanding yang disebut konduktivitas termal, yang merupakan
karakteristik material tersebut. Dalam beberapa kasus (seperti ketika k atau A
tidak dianggap konstan), perlu dipertimbangkan batas dari pelat yang sangat tipis
dengan ketebalan dx. Maka persamaan (2.6) berubah menjadi:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
(2.7)
Di mana dT/dx merupakan gradien temperatur dan dimasukkan tanda
negatif karena arah aliran kalor berlawanan dengan gradien (Giancoli, 1988). Zat-
zat yang nilai k nya besar merupakan zat yang menghantarkan kalor dengan cepat
yang dinamakan konduktor yang baik. Biasanya dimiliki oleh logam. Sedangkan
zat-zat yang memiliki k kecil, seperti wol, fiberglass, polyurethane dan bulu,
merupakan penghantar kalor yang buruk yang dinamakan isolator (Giancoli,
2001).
Menurut Ogawa (1987), persamaan (2.8) di atas dapat ditetapkan pada
kondisi stasioner. Jika Q (kcal), L (m), T (°C), A (m2) dan t (hr), maka satuan dari
konduktivitas termal (λ) adalah kcal/mhr°C. Apabila konduktivitas termal pada
suhu mula-mula To °C adalah λo dan konduktivitas termal pada suhu T °C adalah λ
maka hubungan keduanya ditunjukkan oleh persamaan:
(2.8)
Adapun α menunjukkan nilai koefisien temperatur.
Di bawah keadaan stasioner, tidak tergantung terhadap waktu sehingga
konstan. Dengan kata lain, kuantitas tersebut dapat dinyatakan sebagai
(2.9)
Sehingga di bawah keadaan stasioner persamaan (2.7) berubah menjadi
(2.10)
Jika persamaan (2.3.2) disubstitusikan ke persamaan (2.10) akan menjadi :
(2.11)
Jika diintegralkan dalam jangkauan suhu T1 sampai persamaan T2,
yaitu dari persamaan (2.11) akan
diperoleh persamaan:
(2.12)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
Nilai mewakili sebuah nilai-nilai λ antara T1 dan T2. Jika
nilainya diambil sebagai rata-rata λav dan (T1 - T2) dinyatakan sebagai ∆T yang
mewakili perbedaan temperatur, ditinjau dari persamaan (2.10) maka persamaan
(2.12) menjadi
(2.13)
Gambar 2.3.Konduksi Termal pada Dinding Bidang
(Ogawa, 1987)
Konduksi termal di dalam sebuah zat padat yang memiliki sebuah luasan
transmisi termal tetap pada Gambar 2.3, A tidak tergantung dengan L. Dengan
mengintegralkan dalam jangkauan L1 sampai L2, maka persamaan (2.13) akan
menjadi:
(2.14)
Nilai L mewakili ketebalan bahan di mana konduktivitas termal berada. Dengan
menggunakan masing-masing formula, memungkinkan untuk dibuat suatu
konduktivitas termal benda padat secara sederhana yang tidak tergantung pada
konveksi dan radiasi. Maka persamaan aliran termal dapat dinyatakan sebagai:
dan (2.15)
(simbol R menunjukkan bahan I) dan (simbol X menunjukkan bahan II)
Pada sistem terisolasi qR = qx = q , sehingga
(2.16)
Dari persamaan (2.16), A adalah sama di kedua sisi, jika
RXRR LTT ,,, dan Lx diketahui, akan diperoleh λx yaitu:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
(2.17)
Normalnya suatu kontak permukaan memperlihatkan penurunan suhu. Hal ini
disebabkan oleh resistansi kontak akibat adanya suatu lapisan yang tidak melekat
dengan ketat seperti diperlihatkan pada Gambar 2.4:
Gambar 2.4. Kurva Suhu(Ogawa, 1987)
Jika Rc dianggap resistansi kontak serta Ra dan Rb nilai resistansi dari potongan
kedua bahan jenis II dengan ketebalan La (bahan D) dan Lb (bahan E), maka
resistansi total:
dan
(2.18)
Rb-Ra menunjukkan resistansi dari potongan bahan jenis II (spesimen sempel)
yang memiliki ketebalan (Lb – La). Akan tetapi karena resistansi adalah kebalikan
dari konduksi maka persamaan (2.18) akan menjadi
(2.19)
Persamaan berikut dapat ditetapkan:
; (2.20)
λa’ dan λb
’ mewakili konduktivitas termal dengan melibatkan derajat konduksi dari
potongan bahan jenis II ( dengan ketebalan La dan Lb ) dan jarak bebas diantara
bahan jenis I dan II. Dari persamaan (2.20) diperoleh λa’ dan λb
’ sebagai berikut:
; (2.21)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
dan dari persamaan (2.20), (2.21) diperoleh:
(2.22)
Maka konduktivitas termal dapat dituliskan dengan persamaan berikut ini:
(2.23)
2.9. Kerapatan
Kerapatan didefinisikan sebagai massa per satuan volume, yang dapat
dituliskan kedalam suatu persamaan (Giancoli, 1988) :
(2.24)
Di mana m merupakan massa (kg) dan V merupakan volume bahan ( ).
Kebanyakan zat padat mengembang sedikit apabila dipanaskan dan
menyusut sedikit apabila dipengaruhi pertambahan tekanan eksternal, perubahan
dalam volume ini relatif kecil sehingga dapat dikatakan bahwa kerapatan
kebanyakan zat padat hampir tidak bergantung pada temperatur dan tekanan
(Tipler, 1998).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Bahan Bangunan Fakultas
Teknik dan di Laboratorium Pusat MIPA Universitas Sebelas Maret.Waktu
pelaksanaan skripsi di tempuh selama 12 bulan dimulai dari bulan Januari 2011
berakhir pada bulan Desember 2011.
3.2. Alat dan Bahan
3.2.1. Alat
a. Compresion Testing Machine merk Control kapasitas tekan maksimum 2000
kN dengan ketelitian 5 N.
b. Izod Impact Tester merek Toyo Seiki Seisaku-Sho.
c. Thermal Conductivity Measuring Apparatus seri HVS-40-200S merek Ogawa
Seiki (silinder standar Cu: λR = 320 kcal/mhr0C).
d. Bak air untuk merendam benda uji selama perawatan.
e. Neraca dengan ketelitian 10 gr dan neraca digital dengan ketelitian 1 gr
f. Cetakan kayu berbentuk kubus (sisi = 15 cm).
g. Cetakan kayu berbentuk balok (panjang = 8 cm, lebar = 2 cm, tinggi = 2 cm).
h. Cetakan besi berbentuk silinder (diameter = 4 cm, tinggi = 0,2 cm dan
diameter= 4 cm, tinggi = 0,4 cm).
i. Gelas ukur kapasitas 1 liter dengan ketelitian 1 ml.
j. Jangka Sorong dengan ketelitian 0,05 mm.
k. Stopwatch.
l. Ayakan diameter = 0,15 mm dan ayakan diameter =0,3 mm.
m. Cangkul.
n. Kertas minyak.
o. Cetok.
p. Ember.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
3.2.2. Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini di antaranya :
a. Kerikil
Kerikil sebagai agregat kasar, merupakan material paling dominan karena
komposisinya paling besar dalam pembuatan beton. Dalam penelitian ini,
kerikil yang digunakan berasal dari Karanganyar.
b. Pasir
Pasir sebagai agregat halus, merupakan material yang berfungsi mengisi pori-
pori pada kerikil. Pasir dalam penelitian ini berasal dari Klaten yang
merupakan material alami gunung Merapi
c. Semen Portland
Semen portland mempunyai peranan yang sangat penting karena merupakan
bahan pengikat material penyusun beton jika bereaksi dengan air. Pada
penelitian ini digunakan semen portland tipe I yang berasal dari Gresik, Jatim.
d. Plastik
Plastik merupakan bahan tambah untuk beton. Dalam penelitian ini, plastik
yang digunakan merupakan limbah ember plastik hitam. Plastik tersebut
selanjutnya dicacah menggunakan mesin pencacah plastik.
3.3. Metode Penelitian
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimen.
Pada penelitian ini dibuat beton dengan campuran limbah ember plastik hitam.
Pelaksanaan penelitian ini dibagi menjadi beberapa tahapan, yaitu persiapan
bahan, pembuatan benda uji, perawatan, dan pengujian.
Adapun penelitian ini dapat dilihat secara skematis dalam bentuk bagan
alir di bawah ini
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
Gambar 3.1 Diagram alur prosedur penelitian
Pembuatan benda uji
Beton dibuat dengan campuran pasir, kerikil, semen,
air dan juga limbah ember plastik. Di sini limbah
ember plastik dicacah menggunakan alat pencacah
plastik.
- Kuat tekan : kubus (15х15х15)cm- Impact :balok (8х2х2)cm- Konduktivitas thermal: silinder diameter 4
cm dan tebal masing-masing 0,2 cm dan 0,4 cm
- Kerapatan : kubus (15х15х15)cm
Pengujian benda uji pada umur 28
hari
Analisa data
Perawatan
Test Impact Konduktivitas thermal
KerapatanKuat tekan
Kesimpulan
Persiapan alat dan penyediaan bahan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
1. Persiapan Bahan
Pada tahap ini seluruh bahan yang dibutuhkan dipersiapkan terlebih
dahulu, di antaranya semen, air, pasir, kerikil dan limbah ember plastik.
Perbandingan massa bahan yaitu 1 semen : 2 pasir : 3 kerikil, dengan jumlah air
0,5 dari massa semen. Limbah ember plastik yang diperlukan sebanyak 0%, 2%,
4%, 6% , 8%, 10% dari massa semen. Untuk mengetahui banyaknya bahan yang
diperlukan maka dilakukan perhitungan mix design berdasarkan massa jenis dari
masing-masing bahan.
2. Pembuatan Benda Uji
Pada tahap ini bahan yang telah dipersiapkan, diaduk secara manual
dengan cangkul. Pertama-tama kerikil dan pasir diaduk, kemudian semen
dimasukkan. Setelah ketiga bahan tersebut tercampur merata, air dimasukkan
sedikit demi sedikit sambil diaduk. Kemudian limbah ember plastik dimasukkan
pada adukan tersebut dan terus diaduk hingga semua bahan tercampur homogen.
Langkah terakhir yaitu mencetak adukan dalam bentuk kubus (15x15x15) cm,
balok dengan ukuran (panjang = 8 cm, lebar = 2 cm, tinggi = 2 cm), dan silinder
dengan ukuran (diameter = 4 cm, tinggi = 0,2 cm) dan (diameter = 4 cm, tinggi =
0,4 cm).
3. Perawatan
Pada tahap ini dilakukan perawatan terhadap benda uji yang telah dibuat
pada tahap sebelumnya. Perawatan ini dilakukan dengan cara merendam benda uji
ke dalam air pada bak perendaman di hari kedua selama 25 hari, kemudian
diangin-anginkan hingga benda uji berumur 28 hari dan siap dilakukan pengujian.
Perawatan beton berfungsi untuk menjaga agar permukaan beton selalu lembab
sehingga proses hidrasi berlangsung dengan baik dan proses pengerasan terjadi
sempurna, ditandai dengan tidak terjadi retak-retak pada beton dan mutu beton
dapat terjamin.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
4. Pengujian
Pada tahap ini dilakukan pengujian kuat tekan, test impact ,konduktivitas
termal dan kerapatan setelah beton mencapai umur 28 hari.
a. Kuat tekan
Benda uji yang digunakan dalam pengujian ini adalah kubus dengan sisi
15 cm sebanyak 5 buah untuk setiap variasinya. Pengujian ini bertujuan untuk
mengetahui kemampuan beton dengan campuran limbah ember plastik dalam
menerima beban.
b. Impact
Pengujian ini bertujuan untuk mengukur reaksi pukulan meliputi Strength
(kekuatan), Atickness (kelekatan), Buttleness (kerapukan). Benda uji yang
digunakan adalah balok dengan ukuran (panjang = 8 cm, lebar = 2 cm, tinggi = 2
cm) sebanyak 5 buah untuk setiap variasinya.
c. Konduktivitas termal
Benda uji yang digunakan untuk pengujian ini adalah sepasang silinder
dengan diameter 4 cm, tinggi 0,2 cm dan 0,4 cm sebanyak 5 pasang untuk setiap
variasinya. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan beton dengan
campuran limbah ember plastik dalam menghantarkan panas.
d. Kerapatan
Pengujian ini berfungsi untuk mengetahui besarnya massa jenis (density)
limbah ember plastik. Benda uji yang digunakan adalah kubus dengan sisi 15 cm
sebanyak 5 buah untuk setiap variasinya.
Sedangkan untuk pengujiannya, dapat dilakukan dengan cara sebagai
berikut :
a. Pengujian Kuat Tekan
Alat yang digunakan yaitu CTM (Compression Testing Machine).
Adapun langkah-langkah pengujiannya sebagai berikut:
1. Menyiapkan seperangkat CTM.
2. Meletakkan benda uji di landasan CTM.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
3. Memeriksa manometer dengan memutar jarum merah hingga berhimpit
pada jarum hitam pada skala nol.
4. Menghidupkan mesin dan handel disetel pada posisi menekan.
5. Mengamati pergerakan jarum manometer.
6. Mencatat nilai maksimum beban yang dapat ditahan (P) oleh benda uji.
7. Menghitung besarnya kuat tekan beton sesuai Persamaan (2.1).
b. Pengujian Impact
Pengujian ini menggunakan Izod Impact Tester merek Toyo Seiki
Seisaku-Sho, LTD buatan Tokyo Jepang. Langkah-langkah pengujiannya
adalah sebagai berikut:
1. Menaikkan pendulum pada sandarannya
2. Memasang sempel pada tempat sempel.
3. Melepaskan pendulum
4. Menghentikan pendulum dan memasang kembali kesandarannya.
5. Mencatat nilai sudut yang dihasilkan karena pendulum memecah sempel.
6. Menghitung energi yang diperlukan memecah sempel sesuai Persamaan
(2.5).
c. Pengujian Konduktivitas Termal
Alat yang digunakan yaitu Thermal Conductivity Measuring
Apparatus (silinder standar Cu: λR=320 kcal/mhr0C). Adapun langkah-langkah
pengujiannya yaitu:
1. Menyiapkan alat Thermal Conductivity Measuring Apparatus.
2. Meletakkan benda uji pada tempatnya.
3. Mencatat perubahan temperatur (T1 – T10).
4. Menentukan gradien temperatur (ΔTa dan ΔTb)
5. Melakukan perhitungan sesuai Persamaan (2.23).
d. Pengujian Kerapatan
Alat yang digunakan pada pengujian ini adalah mistar dengan
ketelitian 0,1 cm dan neraca dengan ketelitian 10 gr. Berikut ini adalah
langkah-langkah pengujian, diantaranya:
1. Menimbang benda uji (m).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
2. Mengukur sisi (s) dari benda uji.
3. Menghitung volume (V) dari benda uji.
4. Mencatat hasil yang diperoleh dan kemudian melakukan perhitungan
sesuai Persamaan (2.24).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Kuat Tekan
Pengujian kuat tekan menggunakan lima buah benda uji kubus dengan sisi 15
cm untuk tiap variasi limbah ember plastik. Pengujian dilakukan setelah umur beton
mencapai 28 hari. Pertama-tama setelah benda uji dicetak, lalu direndam selama 28
hari dengan tujuan agar beton yang dihasilkan tidak mudah rapuh kemudian benda uji
diangin-anginkan (hindari sinar matahari langsung) agar kering selama 2 hari.
Setelah itu dilakukan pengujian kuat tekan pada umur 28 hari. Parameter yang
diperlukan adalah besarnya beban maksimal yang mampu diterima oleh beton.
Berikut ini merupakan gambar cetakan dan benda uji untuk kuat tekan:
Gambar 4.1. Cetakan Kuat Tekan
Gambar 4.2. Benda Uji Kuat Tekan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
Gambar 4.1. di atas menunjukkan gambar cetakan kuat tekan yang berbentuk
kubus dengan ukuran (15x15x15)cm sedangkan gambar 4.2. menunjukkan gambar
benda uji kuat tekan.
Hasil pengujian kuat tekan beton dengan penambahan limbah ember plastik
berumur 28 hari dapat dilihat pada gambar berikut ini:
Gambar 4.3.Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember Plastik dengan Kuat
Tekan
Kuat tekan diperoleh dengan menghitung rasio beban maksimal yang diterima
oleh beton dan luas permukaan bidang yang diberi beban. Semakin besar beban yang
mampu diterima beton maka semakin besar nilai kuat tekannya. Gambar 4.3
menunjukkan bahwa penambahan variasi limbah ember plastik 4% memiliki nilai
kuat tekan terbesar. Dari perhitungan diperoleh nilai kuat tekan beton dengan
penambahan limbah ember plastik tertinggi sebesar (21,8 ± 0,2) x 106 N/m2 dan
beton dengan penambahan limbah ember plastik dengan kekuatan terendah sebesar
(16 ± 0,1) x 106 . Penambahan limbah ember plastik pada variasi 4% memiliki nilai
kuat tekan yang paling besar dan tergolong beton normal. Pada penambahan limbah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
ember plastik variasi 4 % memiliki nilai kuat tekan yang paling besar, berdasarkan
rumus bahwa kuat tekan berbanding terbalik dengan luas permukaan beton. Sehingga
semakin besar luas permukaan maka semakin kecil nilai kuat tekan dan sebaliknya.
Pada dasarnya plastik dan juga agregat tidak bisa melekat maka untuk melekatkannya
dibutuhkan senyawa kimia. Berdasarkan faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan
beton, semakin besar ukuran agregat maka akan mengurangi kekuatan beton. Jadi
semakin banyak penambahan limbah ember plastik maka semakin kecil nilai
kekuatan beton.
4.2 . Impact
Uji impact dilakukan dengan mengukur energi yang diperlukan oleh bandul
izod impact tester untuk memecah benda uji menjadi 2. Semakin tinggi energi yang
dibutuhkan untuk memecah benda uji, menandakan semakin keras benda uji tersebut.
Benda uji yang digunakan dalam pengujian impact adalah 5 buah balok dengan
ukuran panjang x lebar x tinggi = (8x2x2)cm untuk tiap variasi limbah ember plastik.
Gambar 4.4. di atas menunjukkan gambar cetakan impact yang berbentuk balok
dengan ukuran panjang x lebar x tinggi = (8x2x2)cm sedangkan gambar 4.5.
menunjukkan gambar benda uji impact. Berikut ini merupakan gambar cetakan dan
benda uji impact :
Gambar 4.4.Cetakan Impact
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
Gambar 4.5. Benda Uji Impact
Dari hasil uji impact dapat dihitung besar energi dengan variasi limbah ember
plastik maka didapatkan grafik sebagai berikut:
Gambar 4.6.Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember Plastik dengan Energi
Dari grafik di atas maka dapat diketahui bahwa pada penambahan limbah
ember plastik 4% memiliki energi yang paling besar yaitu sebesar (8,7± 0,3)
Joule. Sehingga dapat disimpulkan bahwa pada penambahan limbah ember plastik
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
sebesar 4 % merupakan benda uji yang paling keras maka untuk memecahkannya
memerlukan energi yang paling besar. Jika ditinjau dari grafik, penambahan 4 %
memiliki energi yang paling besar. Hal ini disebabkan karena pada penambahan ini
memiliki komposisi yang baik sehingga menyebabkan beton merupakan beton yang
paling keras diantara semua variasi yang ada. Oleh karena itu untuk memecahkannya
memerlukan energi yang paling besar. Sedangkan jika ditinjau dari grafik hubungan
antara variasi penambahan limbah ember plastik dengan energi, setelah penambahan
4% mengalami penurunan. Karena uji impact berkaitan dengan uji kuat tekan maka
dapat disimpulkan bahwa pada dasarnya plastik dan juga agregat tidak bisa melekat
maka untuk melekatkannya dibutuhkan senyawa kimia. Berdasarkan faktor-faktor
yang mempengaruhi kekuatan beton, semakin besar ukuran agregat maka akan
mengurangi kekuatan beton. Jadi semakin banyak penambahan limbah ember plastik
maka semakin kecil nilai impact yang dihasilkan.
4.3. Konduktivitas Thermal
Pengujian konduktivitas thermal digunakan untuk mengetahui besarnya
kemampuan beton dengan campuran limbah ember plastik dalam menghantarkan
panas. Berikut ini merupakan gambar cetakan dan benda uji konduktivitas thermal:
Gambar 4.7.Cetakan Konduktivitas Thermal
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
Gambar 4.8.Benda Uji Konduktivitas Thermal
Pada pengujian konduktivitas termal digunakan dua pasang silinder. Silinder
pertama berdiameter 4 cm dengan tinggi 0,4 cm dan silinder kedua berdiameter 4 cm
dengan tinggi 0,2 cm. Gambar 4.7. di atas menunjukkan gambar cetakan
konduktivitas thermal yang berbentuk silinder dengan masing-masing berdiameter 4
cm dengan tinggi 0,4 cm dan 0,2 cm sedangkan gambar 4.8. menunjukkan gambar
benda uji konduktivitas thermal.
Pada penelitian kali ini, material penyusunnya di antaranya semen, pasir,
kerikil, air, dan limbah ember plastik. Semua material tersebut bersifat isolator panas.
Semakin tinggi komposisi limbah ember plastik nilai kerapatan beton menjadi
berkurang sehingga membuat nilai konduktivitas termal benda uji juga menjadi kecil.
Pada penelitian kali ini, peneliti membuat 10 sampel dengan diambil data terbaik
sebanyak 5 sampel dengan menggunakan 6 variasi penambahan limbah ember plastik,
dimana variasi tersebut adalah 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10%. Gambar 4.9.
menunjukkan hubungan antara penambahan variasi komposisi limbah ember plastik
dengan nilai konduktivitas thermal. Nilai terbaik tersebut dapat diketahui dengan
melihat data dari pengujian dan pengolahan data. Apabila nilai penurunan suhu antar
termokopel kecil maka data tersebut adalah data yang baik dan hasil pengolahan data
yang nilainya mendekati satu dengan lainnya dalam satu variasi yang digunakan.
Hasil pengujian konduktivitas termal pada beton yang dicampuri limbah
ember plastik berumur 28 hari sebagai berikut:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
Gambar 4.9 .Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember Plastik dengan
Konduktivitas Termal
Dari penelitian ini hasil penambahan limbah ember plastik 0% saja dapat
menghasilkan nilai konduktivitas termal yang lebih kecil yaitu (6,1 ± 0,5) x 10-5
kkal/ms°C. Konduktivitas termal limbah ember plastik terendah dan terbaik adalah
(7,2 ± 0,5) x 10-5kkal/ms°C pada penambahan limbah ember plastik 2% dan nilai
konduktivitas terbaik (6,45 ± 0,5) x 10-5kkal/ms°C pada penambahan limbah ember
plastik 4%. Hal tersebut dikarenakan untuk aplikasi beton dengan penambahan
limbah ember plastik sebagai dinding harus merupakan insulatif yang baik
(konduktivitasnya rendah). Seperti contohnya pada dinding perumahan pada
umumnya sifat tersebut akan membuat suhu di dalam ruangan tidak terpengaruh oleh
panas di luar rumah. Nilai dari konduktivitas termal beton dengan penambahan
limbah ember plastik lebih kecil dibandingkan dengan nilai konduktivitas termal
beton normal pada literatur. Hal ini disebabkan perbedaan bahan penyusun beton
yang digunakan. Jika ditinjau dari grafik, penambahan limbah ember plastik pada 4 %
memiliki nilai tertinggi karena pada penambahan 4 % memiliki kerapatan yang baik
sehingga panas bisa merata sedangkan setelah penambahan 4 % memiliki kerapatan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
yang kurang baik sehingga nilai konduktivitasnya mengalami penurunan. Pada
penambahan 10 % yang terjadi plastik meleleh, sehingga dapat disimpulkan bahwa
untuk konduktivitas thermal, penambahan limbah ember plastik yang terlalu banyak
tidak baik.
4.4. Kerapatan
Pengujian kerapatan menggunakan lima buah benda uji berbentuk kubus
dengan sisi 15 cm. Pengukuran kerapatan yaitu dengan cara menimbang benda uji
pada saat berumur 28 hari. Sehingga besarnya massa dari benda uji merupakan
parameter yang penting pada pengujian ini. Hasil pengujiannya dapat dilihat pada
Gambar 4.10. Pengujian kerapatan dilakukan untuk mengetahui perubahan massa
yang terjadi akibat persentase penambahan limbah ember plastik yang berbeda.
Sehingga dapat diketahui nilai dari massa jenis beton dengan penambahan limbah
ember plastik.
Dari Gambar 4.10. dapat diketahui bahwa massa jenis beton mengalami
penurunan terhadap penambahan limbah ember plastik. Kerapatan erat hubungannya
dengan kepadatan. Beton normal mengandung rongga-rongga udara yang diakibatkan
oleh adanya gelembung udara yang terbentuk selama atau sesudah proses pencetakan.
Penambahan limbah ember plastik dalam beton dianggap sebagai rongga udara
sehingga dengan adanya limbah ember plastik akan menambah jumlah rongga udara
pada beton. Hal tersebut mengakibatkan penurunan massa dari beton yang dihasilkan
sehingga massa jenis beton juga akan berkurang.
Beton dengan penambahan limbah ember plastik yang memenuhi kriteria
beton ringan adalah beton dengan presentase penambahan limbah ember plastik 6%,
8% dan 10%. Nilai dari massa jenis beton dengan penambahan limbah ember plastik
tersebut secara berturut-turut (18 ± 4) x 102 kg/m3 , (17 ± 4) x 102 kg/m3, (16 ± 6) x
102 kg/m3 .
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
Gambar 4.10.Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember Plastik dengan
Massa Jenis
Jika ditinjau dari grafik, grafik hubungan antara variasi penambahan limbah
ember plastik dengan massa jenis mengalami penurunan. Hal ini disebabkan karena
semakin banyak penambahan limbah ember plastik maka massa jenisnya semakin
kecil sehingga beton menjadi semakin ringan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
BAB V
PENUTUP
A. KESIMPULAN
Dari penelitian yang telah dilakukan, dapat ditarik beberapa kesimpulan
sebagai berikut:
1. Telah dibuat beton dengan variasi penambahan limbah ember plastik
jenis polypropylene dengan variasi 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10 % dari
massa semen portland tipe 1.
2. Nilai massa jenis dengan rentang (16 ± 6) x 102 kg/m³ sampai (22 ± 4) x
102 kg/m³, nilai kuat tekan dengan rentang (16 ± 0,1) x 106 N/m² sampai
(21,8 ± 0,2) x 106 N/m² untuk nilai tertinggi pada penambahan 4%
sebesar (21,8 ± 0,2) x 106, impact dengan rentang (3,5 ± 0,3) Joule
sampai (8,7± 0,3) Joule untuk nilai tertinggi pada penambahan 4%
sebesar (8,7± 0,3) dan konduktivitas thermal dengan rentang (1,17
± 0,5) x 10-5 kkal/ms°C sampai (6,0 ± 0,5) x 10-5 kkal/ms°C untuk nilai
tertinggi pada penambahan 4% sebesar ( 7,3± 0,9) x 10-5 kkal/ms°C
3. Untuk penelitian selanjutnya jika ingin memperoleh beton yang
memenuhi kriteria beton ringan menggunakan penambahan ember plastik
lebih dari 6 %.
B. SARAN
1. Berdasarkan grafik hasil uji kuat tekan dan impact ada perubahan ekstrim
pada penambahan limbah ember plastik2 %-6% sehingga perlu pengujian
lagi.
2. Sebaiknya untuk limbah ember plastik dibuat dalam bentuk bubuk
sehingga pada saat pencampuran dengan agregat, semen bisa merata.