STUDI SIFAT MEKANIK PAVING BLOCK TERBUAT DARI LIMBAH ...

STUDI SIFAT MEKANIK PAVING BLOCK TERBUAT DARI LIMBAH

ADUKAN BETON DAN SERBUK KACA

Rida Madya Tresna Febria Resniyanto, Essy Ariyuni, Elly Tjahjono

Teknik sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia

ABSTRAK

Limbah sisa adukan beton dan limbah kaca seringkali menjadi sampah dan

berpotensi merusak lingkungan karena sifatnya yang sulit terurai. Padahal kedua bahan

tersebut mempunyai potensi untuk dimanfaatkan, salah satunya sebagai pengganti agregat dan

semen pada paving block. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui seberapa besar pengaruh

penambahan limbah adukan beton dan serbuk kaca terhadap sifat-sifat mekanik paving block.

Pembuatan paving block dibuat dari limbah adukan beton, semenPC type I, dan serbuk kaca

yang berasal dari sisa botol heinkein dan anker bir. Benda uji penelitian dibuat dengan

perbandingan komposisi semen dan agregat 1:4,5 dengan 4 perlakuan subtitusi serbuk kaca

yaitu 0%, 10%, 20%, dan 30% dari berat semen. Pengujian kuat tekan dan kuat lentur

dilakukan pada hari ke-7,14,28 sedangkan pengujian penyerapan air dilakukan pada hari ke-

14, 28, 49 dan 56.

Dari hasil pengujian, didapatkan bahwa penambahan serbuk kaca 10% dari berat

semen mempunyai komposisi terbaik untuk menghasilkan kekuatan yang optimum. Dimana

kuat tekan paving block pada umur 28 hari mencapai 13,625 Mpa dan mengalami peningkatan

sebesar 25,86% dari paving block tanpa mengunakan campuran serbuk kaca.

Kata Kunci : Paving Block; Limbah Adukan Beton; Serbuk Kaca; Kaca hijau.

ABSTRACT

Residual concrete sludge waste and glass waste is often a waste and potentially

damaging to the environment because it is difficult to unravel. Yet, both materials have the

potential to be used, as a substitute for aggregate and cement on paving block for example.

The purpose of this study was to determine how much impact from the addition of waste

concrete and glass powder on the mechanical properties of paving block. Paving blocks were

made of concrete waste, Portland Cement type I, and glass powder taken from the rest of

heinkein and Anker beer bottles. Research specimens were made with cement and aggregate

composition ratio of 1:4,5 and different amount of substitution using glass powder. Glass

powder ratios are as follow: 0%, 10%, 20%, and 30% of cement weight. Compressive and

flexural strength testing were performed on day 7, 14, 28 while the water absorption test were

performed on day 14, 28, 49 and 56.

From the test results, it was found that the specimen with the addition of glass

powder by 10% of cement weight has the best composition resulted in producing optimum

power. Compressive strength of paving blocks at day 28 reached 13.625 MPa, produced an

increase by 25,86% compared to the paving block without using mixture of glass powder.

Keywords : Paving Block; Concrete Sludge Waste; Glass Powder; Green Glass

Studi Sifat ..., Rida Madya Tresna Febria Resniyanto, FT UI, 2012

2

PENDAHULUAN

Pada saat ini beton siap pakai (ready mix) sedang marak digunakan untuk pembuatan

kontruksi bangunan, namun pada penerapannya sering terjadi kelebihan supply dan sisanya

terkadang dibuang di sembarang tempat, sehingga dapat mengurangi kesuburan tanah dan

merusak keseimbangan ekosistem (Suhawanto, 2005). Sama halnya seperti limbah botol yang

dibuang disembarang tempat sehingga bisa menimbulkan berbagai kerusakan lingkungan.

Permasalahan kerusakan alam yang diakibatkan oleh pembuangan limbah beton dan limbah

botol tersebut mendorong peneliti untuk memanfaatkan atau mendaur ulang limbah tersebut

untuk dijadikan sesuatu yang bermanfaat bagi masyrakat dan menjadi alternatif yang dapat

menggantikan sebagian atau seluruh agregat alam di dalam campuran beton

Pada saat sekarang ini bahan bangunan dengan komposisi semen, air dan pasir sudah banyak

dikembangkan antara lain adalah pada pembuatan paving blok. Paving block adalah

komposisi bahan bangunan yang terbuat dari campuran semen Portland atau bahan perekat

sejenis, air dan agregat halus dengan atau tanpa bahan tambahan lainnya yang tidak

mengurangi mutu dari pada beton tersebut (SK.SNI S-04-1989-F,DPU). Paving block sendiri

merupakan bahan bangunan yang dikembangkan dari bahan mortar yang diberi perlakuan

pada proses pembuatannya seperti dipadatkan (cara pressing yang banyak dilakukan),

digetarkan, dan atau keduanya. Paving block banyak digunakan untuk trotoar, area

bermain/taman, perkerasan kelas jalan ringan, serta penutup permukaan lain yang fungsinya

masih mampu menyerap air dipermukaan. Kemudahan dalam pemasangan dan perawatan

menjadi pertimbangan kenapa paving block banyak disukai.

Perkembangan teknologi pada masa kini memicu terciptanya inovasi dalam merekayasa suatu

material. Salah satu usaha pengembangannya adalah mendaur ulang limbah beton dengan

tambahan serbuk kaca dari sisa botol heinkein dan bir bintang yang menjadi bahan utama

dalam pembuatan paving block.

Kesimpulan dari penelitian tersebut adalah peneliti mencoba menggabungkan kedua bahan

recycled tersebut menjadi bahan utama dalam pembuatan paving block mengingat agregat sisa

adukan beton dan kaca berwarna hijau merupakan limbah dari suatu kegiatan atau produk

yang dapat dimanfaatkan. Pemanfaatan limbah sisa adukan beton dan serbuk kaca ini

bertujuan mendatangkan efek ganda pada tindak penyelamatan lingkungan. Selain

mengurangi dampak terhadap lingkungan jika bahan sisa ini dibuang begitu saja, juga

mengurangi bahkan menggantikan penggunaan material alam sebagai bahan utama dalam

pembuatan paving block. Diharapkan penelitian ini mampu membuat bahan-bahan tersebut


3

menjadi bahan jadi yang bermanfaat dan memberikan nilai ekonomis yang tinggi bagi

masyarakat.

TINJAUAN TEORITIS

Paving block

Paving Block atau blok beton terkunci menurut SII.0819-88 adalah suatu komposisi

bahan bangunan yang terbuat dari campuran semen portland atau bahan perekat hidrolis

lainnya, air dan agregat dengan atau tanpa bahan tambahan lainnya yang tidak mengurangi

mutu beton tersebut

Mutu dan standar paving block SNI 03-0691-1996

1. Sifat Tampak

a. mempunyai bentuk yang sempurna.

b. tidak retak-retak dan cacat.

c. bagian sudut dan rusuknya tidak mudah direpihkan dengan kekuatan tangan.

2. Bentuk dan Ukuran

a. Berdasarkan bentuknya paving block dapat dibedakan menjadi dua yaitu bentuk segi

empat dan segi banyak.

b. Ketebalan 6 cm, 8 cm dan 10 cm,

c. Warna umumnya abu-abu atau sesuai dengan pesanan konsumen.

d. Toleransi ukuran yang disyaratkan adalah ± 2 mm untuk ukuran lebar bidangdan ± 3

mm untuk tebalnya serta kehilangan berat bila diuji dengan natrium sulfat maksimum

1%.

3. Syarat Mutu Paving Block

Persyaratan paving block di Indonesia diatur dalam SNI 03-0691-1996 mengacu pada

peraturan tersebut, mutu paving block diklasifikasikan menjadi:

a. Bata beton mutu A, digunakan untuk jalan.

b. Bata beton mutu B, digunakan untuk peralatan parkir.

c. Bata beton mutu C, digunakan untuk pejalan kaki.

d. Bata beton mutu D, digunakan untuk taman dan penggunaan lainnya.


4

Tabel 1: Mutu paving block ( 03-0691-1996 )

Mutu Kuat Tekan(Mpa) Ketahanan Aus

(mm/menit)

Penyerapan Air

rata-rata

maks

Rata-rata Min Rata-rata Min (%)

A 40 35 0,09 0,103 3

B 20 17 0,13 0,149 6

C 15 12,5 0,16 0,184 8

D 10 8,5 0,219 0,251 10

Karakteristik Limbah sisa adukan beton

(A) (B)

Agregat sisa adukan beton merupakan material yang sudah bukanlah murni agregat

alam, melainkan terdapat bahan-bahan lain berupa semen dan air yang menyatu menjadi

pasta. Sebagaimana diperoleh dari penelitian sebelumnya (Dhir, 1998, dan Hansen, 1992).

pada penelitian yang dilakukan diperoleh hasil :

1. Gradasi

Bentuk dan tekstur serta diameter butiran agregat daur ulang sama dengan agregat alam.

hal ini dikarenakan ukuran butiran dapat diatur pada alat pemecahnya dan saringannya.

2. Kandungan Mortar dan Pasta Semen

Kandungan mortar dan pasta semen yang mengeras, yang ada pada agregat daur ulang

berkisar antara 20-35% untuk agregat kasar dan untuk agregat halus kurang lebih 45-

60%. kandungan mortar dan pasta semen tersebut mengakibatkan kekerasannya menurun

dan adanya pasta semen yang mengeras disekeliling agregat alam juga mengakibatkan

permukaannya lebih licin sehingga bidang temu pada material beton agregat daur ulang

menjadi lebih banyak. hal ini menunjukan sifat yang berbeda dengan agregat alam, dan

akan berpengaruh terhadap kekuatan tekan beton yang dibentuknya.

Gambar 1: (A) Limbah sisa adukan beton (B) Limbah sisa adukan beton yang sudah disaring


5

3. Berat Jenis

Berat jenis agregat daur ulang lebih rendah dari agregat alam, yaitu 2100-2500 kg/m3

untuk agregat daur ulang (Hansen, 1992) sedangkan agregat alam mempunyai berat jenis

2400-3000 kg/m3 (Neville, 1996).

4. Penyerapan Air

Penyerapan air atau absorpsi yang terjadi pada agregat daur ulang sebesar 3-10%

(Hansen, 1992) sedangkan absorpsi agregat alam sebesar 0,2 % - 4,5% (Neville, 1996).

Karateristik Kaca Berwarna Hijau

Kaca adalah sebuah bahan yang mempunyai kandungan kimia silica yang tinggi.

Selama beberapa tahun terakhir, telah diadakan

penelitian untuk mengembangkan material baru, seperti

agregat kaca, di dalam bahan konstruksi. Di samping

itu, terdapat sejumlah alasan dari segi lingkungan,

diupayakan agar limbah kaca tidak terus bertambah dan

memenuhi tempat tempat pembuangan. Unsur pokok

dari kaca adalah silica. Terdapat indikasi bahwa terjadi pengembangan (expansion) pada

volume beton. Pada beton konvensional, perubahan volume dapat terjadi pada saat sebelum

maupun setelah setting selesai, berupa penyusutan ataupun pengembangan pada beton yang

menggunakan agregat kaca, shrinkage dapat digunakan sebagai salah satu indikator mengenai

penyusutan dan pengembangan yang terjadi ataupun kombinasi dari kedua fenomena tersebut.

Salah satu kendala penggunaan agregat kaca pada beton adalah terjadinya Alkali Silica

Reaction (ASR) antara pasta semen dan agregat kaca. ASR adalah proses kemofisika yang

memungkinkan terjadinya kerusakan secara mekanis, pengembangan dan terjadinya ekspansi

atau sebuah rekasi kimia yang terjadi partikel agregat antara larutan alkali pada pasta semen

dan silika pada partikel agregat ( dalam hal ini kaca ). Tetapi dalam survey yang dilakukan di

kota New York menunjukkan hal yang berbeda, limbah kaca terdiri dari 62 % kaca bening, 19

% kaca yang berwarna hijau, 14 % kaca yang berwarna kekuningkuningan dan 5% kaca

lainnya yang dicampurkan pada masing-masing beton. Dari penelitian yang telah dilakukan,

kaca bening menyebabkan beton mengalami ekspansi yang lebih besar, tetapi hal berbeda

berbeda ditunjukkan beton yang telah dicampurkan dengan kaca yang berwarna hijau, dari

hasil penelitian bahwa kaca hijau ternyata tidak reaktif, tetapi malah mengurangi ekspansi

dari pasir yang agak reaktif. Kesimpulan dari penelitian tersebut adalah kaca berwarna hijau

yang digiling halus, merupakan cara yang murah untuk menekan efek dari ASR. Semakin

Gambar 2 : Botol heinkein


6

halus kaca yang berwarna hijau digiling, maka tingkat keefektifannya semakin meningkat.

Columbia University juga telah melakukan riset yang menyelidiki penggunaan agregat kaca

pada beton. Aspek penting dari ASR pada beton dengan agregat kaca juga telah dipelajari.

Warna dari agregat kaca juga mempunyai peranan penting. Agregat kaca yang berwarna hijau

ternyata tidak menyebabkan ekspansi.

METODE PENELITIAN

Diagram Alir Penelitian

KADAR 0%

PERSIAPAN

BAHAN

MULAI

PENAMBAHAN

SERBUK KACA

Air Semen Agregat

Halus

1. Berat Jenis Semen

2. Konsistensi Semen

3. Waktu Ikat Semen

1.Berat Jenis Pasir

2. Pencucian Pasir

3. Gradasi Pasir

KADAR 10% KADAR 20% KADAR 30%

PENGUJIAN KUAT

TEKAN, LENTUR

DAN ABSORPSI

DATA PENGUJIAN

ANALISA

PENGUJIAN

SELESAI

PENARIKAN

KESIMPULAN


7

Metode Penelitian

Metode yang digunakan adalah metode exsperimental. Tahapan dalam penelitian ini

sebagai berikut :

1. Studi Literatur

Penulis mencari referensi dan riset yang berhubungan dengan bata beton yang dihasikan

oleh campuran limbah beton dan serbuk kaca kemudian mempelajarinya. Hasil yang

didapat dari studi literatur ini telah dijabarkan pada bab sebelumya.

2. Pengujian Material

Pengujian material agregat limbah adukan beton akan dilakukan di Laboratorium Struktur

dan Material Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia

3. Persiapan dan Pembuatan Benda Uji

Pembuatan benda uji dilakukan di pabrik paving block di jalan joe no. 38 Rt 002 Rw 03

Jagakarsa Lenteng Agung. Sebelum proses pembuatan penulis menyiapkan sampel

paving block untuk dilakukannya tes kuat tekan dan kuat lentur pada umur 7 hari, 14 hari,

dan 28 hari. serta absorpsi pada umur bata beton mencapai 14 hari, 28 hari, 49 hari dan

56 hari. Masing- masing sampel berjumlah 5 buah untuk tes kuat tekan, 5 buah untuk

kuat lentur dan 5 buah untuk tes penyerapan air (absorpsi). Sampel disiapkan dengan

variasi dengan variasi kandungan serbuk kaca 0%, 10%, 20% dan 30%. Jumlah sampel

dan variasinya dijabarkan dalam tabel berikut :

No Kadar Serbuk Jumlah Benda Uji

Kuat Tekan

Jumlah Benda Uji

Kuat Lentur

Jumlah Benda Uji

Absorpsi

1 0%

5 Buah (7 hari) 5 Buah (7 hari) 5 Buah (14 hari)



5 Buah (56 hari)

2 10%




5 Buah (56 hari)

3 20%




5 Buah (56 hari)

4 30%




5 Buah (56 hari)

Jumlah 60 Buah 60 Buah 80 Buah

Tabel 2 : Jumlah benda uji untuk setiap variasi kadar serbuk kaca


8

4. Pengumpulan Data

Penulis akan melakukan tes tekan, tes lentur dan tes penyerapan air pada tiap sampel

yang telah dibuat kemudian akan mencatat hasilnya.

5. Analisa

Setelah didapatkan data, penulis akan menganalisa dan membandingkan sifat kuat tekan,

kuat lentur dan absorpsi dari setiap data tersebut. Selain itu juga dilakukan perbandingan

terhadap literatur yang telah dipelajari sebelumnya.

Pengadaan Bahan Daur Ulang

Pada langkah ini akan dilakukan pengambilan limbah sisa pengadukan beton dari PT

Adhimix yang sudah tidak terpakai lagi.

Standar Pengujian

Semua prosedur pengujian yang dilakukan pada penelitian ini berdasarkan standar yang

berlaku yaitu American Society for Testing and Materials ( ASTM ). Adapun standar

pengujian yang dilakukan adalah sebagai berikut :

1. Pengujian limbah sisa adukan beton yang sudah menjadi agregat halus

a. Analisa Spesific Gravity dan Absorpsi dari agregat halus ( ASTM C 128-04 )

b. Pemeriksaan berat isi agregat ( ASTM C29/29M-97 )

c. Analisa saringan agregat halus ( ASTM C136-05 )

d. Pemeriksaan bahan lewat saringan no. 200 ( ASTM C117-04 )

2. Pengujian agregat kaca

Pengujian terhadap material kaca tidak ditinjau secara spesifik karena sebelumnya telah

dilakukan tes uji untuk mendapatkan kandungan kimia yang terdapat pada kaca. Kami

mengambil kesimpulan dari penelitian-penelitian sebelumnya yang mana kaca yang

berwarna hijaulah yang tidak menyebabkan ekspansi, kaca ini pun bukan hanya tidak

reaktif, tetapi mengurangi ekspansi dari pasir yang agak reaktif. Pada penelitian ini

digunakan kaca berwarna hijau yang digiling halus dengan menggunakan mesin abrasi

(los angeles) sampai lolos saringan No.200, hal ini berguna agar serbuk kaca tersebut

bisa bereaksi dengan semen untuk menghasilkan kekuatan yang optimum dan juga

merupakan cara mudah untuk menekan efek dari ASR. Semakin halus kaca yang

berwarna hijau digiling, maka tingkat keefektifannya semakin meningkat.

3. Pengujian paving block meliputi :

a. Kuat tekan sesuai dengan ASTM C 39/C 39M – 04


9

Pengujian kuat tekan beton dilakukan pada umur 7 hari, 14 hari, dan 28 hari dengan

menggunakan 3 kadar tambahan kaca yang berbeda. Setiap pengujian diperlukan 5

sampel paving block berukuran 20 x 10 x 8 cm

b. Kuat lentur dengan ASTM 78-02

Pengujian kuat lentur dilakukan sebanyak 3 kali untuk setiap kadar kaca yang dipakai,

yaitu pada hari ke 7, 14 dan 28. Setiap pengujian dibutuhkan 5 sampel paving block

dengan ukuran sama.

c. Absorpsi

Pengujian penyerapan air (absorpsi) dilakukan sebanyak dua untk setiap kadar kaca

yang dipakai, yaitu pada hari ke 14, 28, 49, dan 56. Setiap pengujian dibutuhkan 5

sampel paving block berukuran sama.

Jumlah Material yang Digunakan

Perbandingan semen dan agregat pada paving block adalah perbandingan berat. Rata-

rata berat paving block dengan ukuran 20 cm x 10 cm x 8 cm adalah sekitar 3 kg.

Perbandingan berat semen dan agregat, dengan rasio semen agregat 1 : 4,5 dalam benda uji

adalah sebagai berikut :

Semen = 1/5,5 x 3 kg = 0,545 kg

Agregat = 4,5/5,5 x 3 kg = 2,455 kg

Jumlah paving block untuk tiap campuran adalah 45 buah, sehingga berat semen dan agregat

yang dibutuhkan untuk tiap campuran adalah :

Semen = 0,545 kg x 45 buah = 24,525 kg

Agregat = 2,545 kg x 45 buah = 114,525 kg

Dan jumlah air yang digunakan untuk tiap campuran, dengan nilai W/C sebesar 0,3 adalah :

Air = 24,525 kg x 0,3 = 7,3575 kg

Sehingga total semen, agregat dan air yang digunakan untuk 180 buah sampel paving block

adalah :

Semen = 24,525 kg x 4 = 102,1 kg

Agregat = 114,525 kg x 4 = 458,1 kg

Air = 7,3575 kg x 4 = 29,43 kg

Berat serbuk kaca yang digunakan adalah 0%, 10%, 20%, dan 30% dari berat semen,

sehingga jumlah serbuk kaca yang dibutuhkan untuk tiap campuran yaitu :

Serbuk kaca : 0% 24,525 kg x 0% = 0 kg

10% 24,525 kg x 2% = 2,4525 kg


10

20% 24,525 kg x 3% = 4,905 kg

30% 24,525 kg x 4% = 7,3575 kg

Tabel Error! No text of specified style in document. : Jumlah material dalam

pembuatan paving block

Type PC Agregat Serbuk Kaca Uji Jumlah Sampel

Type 1 1 4,5 0 % (berat semen)

Kuat Tekan 15

Kuat Lentur 15

Absorpsi 20

Jumlah

Bahan (kg) 102,1 458,1 0

50

Type PC Agregat Serbuk Kaca Uji JumlahSampel


Kuat Tekan 15

Kuat Lentur 15

Absorpsi 20

Jumlah

Bahan (kg) 102,1 458,1 2,4525

50



Kuat Tekan 15

Kuat Lentur 15

Absorpsi 20

Jumlah

Bahan (kg) 102,1 458,1 4,905

50



Kuat Tekan 15

Kuat Lentur 15

Absorpsi 20

Jumlah

Bahan (kg) 102,1 458,1 7,3575

50

Pembuatan Benda Uji Paving Block

Pembuatan paving menggunakan mesin pencetak paving yang dilaksanakan di pabrik

paving block dan pengujian sifat mekanik yaitu kuat tekan, kuat lentur, dan absorpsi akan

diuji di Laboratorium Properties dan Material Fakultas Teknik Universitas Indonesia.

Bahan dan Alat

Adapun bahan yang digunakan dalam penelitian ini sebagai berikut :

1. agregat halus dari sisa Beton Daur Ulang

2. semen

3. air

4. serbuk kaca sisa botol bir bintang


11

Peralatan yang digunakan dalam pembuatan paving ini sebagai berikut :

1. Mesin Pengaduk

2. Cetakan Paving Block

3. Ayakan Pasir Besar

4. Satu set saringan agregat halus

5. Sekop

6. Sendok Semen

7. Ember

8. Dll

Proses Pembuatan Benda Uji Paving Block

1. Sisa limbah BDU dihancurkan dan diayak untuk mendapatkan pasir BDU dengan

menggunakan mesin.

2. Pasir BDU yang sudah diayak kemudian diayak kembali dengan menggenakan ayakan

kecil/saringan No.200 untuk mendapatkan pasir BDU yang halus.

3. Pasir BDU yang sudah diayak dengan saringan No.200 dan semen diaduk sampai rata

dengan menggunakan mesin pengaduk dan setelah rata ditambahkan air

4. Adonan pasir BDU, semen dan air tersebut diaduk kembali sehingga didapat adukan yang

rata dan siap dipakai.

5. Adukan yang siap dipakai ditempatkan di mesin

pencetak batako/paving block dengan menggunakan

sekop dan di atasnya boleh ditambahkan pasir halus

hasil ayakan (bergantung pada jenis produk

batako/paving block yang akan dibuat).

6. Dengan menggunakan lempengan besi khusus

tersebut dipres/ditekan sampai padat dan rata

mekanisme tekan pada mesin cetak

Gambar 4 : Alat-alat penelitian

Gambar 5 : Paving Block yang telah dicetak


12

7. Batako/paving block mentah.yang sudah jadi tersebut kemudian dikeluarkan dari cetakan

dengan cara menempatkan potongan papan di atas seluruh permukaan alat cetak.

8. Berikutnya alat cetak dibalik dengan hati-hati Skala produksi dan keunggulan produk akhir

sehingga batakolpaving block mentah tersebut keluar dari alat cetaknya.

9. Proses berikutnya adalah mengeringkan batako/paving block mentah dengan cara diangin-

anginkan atau di jemur di bawah terik matahari sehingga didapat batako/ paving block

yang sudah jadi.

Pengujian Paving Block

Uji Kuat Tekan

Pengujian tekan ini diatur dalam SNI 03-0691-1996. Dalam uji kuat tekan digunakan

masing-masing 5 buah dalam setiap variasi kadar serbuk kaca.

Kuat tekan dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Kuat tekan

Keterangan :

P : beban tekan, N

L : luas bidang tekan mm2

Kuat tekan rata-rata dari contoh bata beton dihitung dari jumlah kuat tekan dibagi jumlah

contoh uji.

Uji Kuat Lentur

Dalam pengujian kuat lentur digunakan masing-masing 5 buah benda uji dalam setiap

variasi serbuk kaca.

Nilai modulus of rupture yang terjadi pada sepertiga

bentang dari panjang balok dapat dihitung dengan rumus

MOR = , dimana :

MOR = Modulus runtuh (Mpa)

P = Beban yang diberikan (N)

a = Jarak ujung benda uji hingga ke retakan (mm)

b = Lebar penampang paving block

d = Tebal paving block

Gambar 6 : Gambaran uji kuat tekan

Gambar 7 : Gambaran uji kuat lentur


13

Penyerapan Air ( Absorpsi )

Dalam pengujian kuat lentur digunakan masing-masing 5 buah benda uji dalam setiap

variasi serbuk kaca. Lima buah benda uji tersebut direndam dalam air hingga jenuh (24 jam),

ditimbang beratnya dalam keadaan basah. Kemudian dikeringkan dalam dapur pengering

selama kurang lebih 24 jam, pada suhu kurang lebih 105 ºC. Penyerapan air dihitung sebagai

berikut :

Penyerapana air

A : berat bata beton basah

B : berat bata beton kering

HASIL DAN ANALISA PENELITIAN

Pengujian Berat Jenis dan Absorpsi Agregat Halus Sisa Adukan Beton

Percobaan ini berdasarkan ASTM C 128-04. Tujuan dari percobaan ini adalah

untuk menentukan bulk dan apparent specific gravity dan absorpsi dari agregat halus guna

mendapat volume agregat halus yang dibutuhkan dalam pembuatan benda uji. Berikut ini

adalah tabel data dari pengujian analisa specific gravity dan absorpsi agregat halus daur

ulang.

Dari data-data tersebut dapat dihitung nilai berat jenis curah (Bulk Specific Gravity), berat

jenis jenuh kering permukaan (SSD), berat jenis semu (Apparent Specific Gravity) dan

penyerapan (Absorption) dari agregat halus daur ulang berdasarkan ASTM C 128-04.

Berikut ini adalah hasil perhitungannya :

Bulk specific gravity CB

A

500 1,772926

SSD CB 500

500 2,183406

Apparent specific gravity CAB

A 3,007407

Absorption %100500

A

A 23,1527

Berat benda uji oven dry A 406 gram

Berat piknometer + air B 645 gram

Berat piknometer + air + benda uji C 916 gram

Tabel 4 : Hasil percobaan analisa specific gravity dan absorpsi dari agregat

halus


14

Pengujian Berat Isi Agregat Halus Sisa Adukan Beton

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan berat isi agregat halus dimana berat isi

merupakan perbandingan berat dengan isi atau volume. Berdasarkan ASTM C29/29M-97

dijelaskan bahwa ada tiga metode yang digunakan untuk mencari berat isi agregat halus.

Metode-metode tersebut ialah berat isi lepas, berat isi dengan cara penumbukan, dan berat isi

dengan cara penggoyangan. Berikut ini adalah tabel data dari pengujian berat isi agregat halus

daur ulang.

A.Berat Wadah 1039 gram

B.Berat Wadah + Air 3055 gram

C.Berat Isi Lepas 3167 gram

D.Berat Isi dengan Penusukan 3537 gram

E.Berat Isi dengan Penggoyangan 3651 gram

F.Volume Wadah 2016 cm3

Berat isi Nilai Rongga Udara

Berat Isi Lepas (C-A/F) Gram/cm3 1,05 40,46%

Berat isi dengan

penusukan (D-A/F) Gram/cm

3 1,23 30,11%

Berat isi dengan

penggoyangan (E-A/F) Gram/cm

3 1,29 26,92%

Dari tabel terlihat bahwa metode yang memiliki nilai berat isi paling besar yaitu 1.29 dan

rongga udara yang paling kecil yaitu sebesar 26,92% adalah berat jenis dengan cara

penggoyangan. Hal ini dikarenakan komponen antar agregat halus saling memadat dan

memiliki volume yang lebih besar jika dibandingkan dengan kedua metode lainnya.

Pengujian Analisa Saringan Agregat Halus Sisa Adukan Beton

Tujuan dari pengujian analisa saringan dengan agregat halus ialah untuk menentukan

pembagian butir agregat halus dengan menggunakan saringan. Prosedur dan pengujian analisa

saringan ini diatur dalam SNI 03-1968-1990. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan

agregat halus sebanyak 500 gr.

Tabel 5 : Hasil percobaan berat isi agregat halus


15

Berikut ini adalah tabel data dan hasil perhitungan dari pengujian analisa saringan

agregat halus daur ulang :

Tabel 6 : Hasil percobaan analisa saringan agregat halus

No Saringan

Berat

Tertahan

(gram)

%

Tertahan

%

Kumulatif

Tertahan

%

Kumulatif

Lewat

4 0 0 0 100

8 44 8,8 8,8 91,2

16 62 12,4 21,2 78,8

30 95 19 40,2 59,8

50 66 13,2 53,4 46,6

100 82 16,4 69,8 30,2

200 33 6,6 76,4 23,6

Pan 118 23,6 100 0

Total 500 100

Fineness

Modulus 1,934

Gambar 8 : Grafik analisa saringan agregat halus

Dari perhitungan tabel dan grafik diatas tersebut didapat nilai fineness modulus sebesar 1,934.

Nilai fineness modulus didapat dari perhitungan sebagai berikut :

100

)100.8.( nonoFM

Keterangan:

FM = Fineness modulus

Σ(no.4 – no.100) = Persentase kumulatif sampel yang tertahan dari saringan no.8 sampai

no.100

08.8

21.2

40.2

53.4

69.876.4

100

010

30

60

85

100 100 100

0 210

25

50

80

95 100

0

20

40

60

80

100

1 3 5 7

Ku

mu

lati

f Te

rtah

an (

%)

No. Saringan

Grafik Analisa Saringan

Data Lab

ASTM Max

ASTM Min

No.4 No.8 No.16 No.30 No.50 No.100 No.200 Pan


16

Pengujian Pemeriksaan Bahan Lewat Saringan No. 200

Pengujian ini memiliki tujuan untuk menentukan jumlah bahan atau partikel lain

(lumpur atau partikel kecil lainnya) yang terdapat pada agregat halus lewat saringan no.200

dengan cara pencucian. Menurut SNI-03-4142-1996 berat minimum agregat yang lolos

saringan no.4 dalam pengujian ini sebesar 500 gr. Sebelum dilakukan pengujian sample ini

terlebih dahulu dilakuakan pengovenan selama 24 jam untuk menciptakan kondisi oven dry.

Setelah itu agregat halus dicuci melewati saringan no.16 dan 200. Kemudian agregat yang

lolos saringan tersebut dioven selama 24 jam dan ditimbang.

Berikut ini data yang diperoleh dalam pengujian ini :

Tabel 7 : Hasil Pengujian Pemeriksaan Bahan Lewat Saringan No.200

Berat Awal 500 gram

Akhir 421 gram

Kadar Lumpur 18,76%

pengujian kadar lumpur pada agregat limbah sisa adukan beton ini memiliki nilai

18,76% dimana standar yang diijinkan memiliki batas maksimal kadar lumpur sebesar 5%.

Hal ini mungkin terjadi mengingat agregat yang digunakan merupakan bahan recycled yaitu

limbah sisa adukan beton dimana menurut (hansen,1992) penyerapan air pada agregat daur

ulang mempunyai nilai 3 - 10% dibandingkan agregat alam (pasir) yang mempunyai nilai

absorpsi sebsar 0,2 - 4,5%.

Hasil Pengujian Kuat tekan

Gambar 9 : Grafik kuat tekan gabungan untuk semua umur uji

8.665

10.825 10.2

7.5

10.67511.55

10.658.724

11.1

13.62512.485

10.875

y = 4,7003ln(x) + 8,6403

y = 3,9603ln(x) + 10,416

y = 5,6215ln(x) + 11,03202468

10121416

0% 10% 20% 30%

Ku

at

Tek

an

(M

Pa)

Persentase Serbuk Kaca (%)

Grafik Kuat Tekan Dengan Persentase

Serbuk Kaca untuk Semua Umur

7 hari

14 hari

28 hari

Log. (7 hari)

Log. (14 hari)

Log. (28 hari)


17

Hasil Pengujian Kuat Lentur

Gambar 10 : Grafik kuat lentur gabungan untuk semua umur uji

Hasil Pengujian Penyerapan Air

Gambar 11 : Grafik penyerapan air gabungan untuk semua umur uji

Analisa Hasil Penelitian

Analisa Kuat Tekan

Dari hasil penelitian yang dilakukan di Laboratorium Struktur dan Material Fakultas

Teknik Universitas Indonesia. Pada umur 7 hari kuat tekan tertinggi dicapai oleh paving block

dengan penambahan serbuk kaca 10% dengan kuat tekan rata-rata mencapai 10,825 Mpa

1.2421

2.251.8164 1.3828

2.73042.9765

2.1211

1.3125

4.2421 4.289

2.56642.0156

y = 2,249ln(x) + 1,0959

y = 1,7595ln(x) + 2,8471

y = 1,4841ln(x) + 4,1939

0

1

2

3

4

5

0% 10% 20% 30%Mo

du

lus

of

Ru

ptu

re (

MP

a)

Persentase Serbuk Kaca(%)

Grafik Kuat Lentur dengan Persentase


7 hari

14 hari

28 hari

Log. (7 hari)

Log. (14 hari)

Log. (28 hari)

20.3256

17.215 18.2617 17.987718.5935

13.04814.4556 13.7042

16.450114.5836

15.789316.9413

15.39922348

11.849513.5673 13.771

y = 1,9962ln(x) + 20,273y = -2,239ln(x) + 18,249

y = -1,342ln(x) + 16,15y = -1.071ln(x) + 14.4970

5

10

15

20

25

0% 10% 20% 30%

Pen

yer

ap

an

(%

)

Persentase Serbuk Kaca (%)

Grafik Penyerapan Air dengan Persentase


14 hari

28 hari

49 hari

56 hari

Log. (14 hari)

Log. (28 hari)

Log. (49 hari)

Log. (56 hari)


18

dibandingkan dengan paving block tanpa penambahan serbuk kaca yang mempunyai kuat

tekan rata-rata sebesar 8,665 Mpa dan persentase lainnya yaitu 20% dan 30% dengan kuat

tekan rata-rata 10,2 Mpa dan 7,2 Mpa.

Terjadi peningkatan kuat tekan pada semua variasi serbuk kaca yang diberikan

diumur 14 hari, dimana peningkatan kuat tekan terbesar didapatkan oleh paving block tanpa

penambahan serbuk kaca yang meningkat sekitar 23,19% dari kuat tekan paving block pada

umur 7 hari. Sedangkan penambahan serbuk kaca sebanyak 10%, 20% dan 30% mengalami

peningkatan sekitar 6,69%, 4,4% dan 16,32% dari kuat tekan paving block pada umur 7 hari.

Pada umur 28 hari kuat tekan paving block dengan persentase 10% serbuk kaca mencapai

kekuatan optimum sama seperti halnya beton yang bisa mencapai kekuatan optimum pada

umur ke 28 hari yaitu sebesar 13,625 Mpa dengan peningkatan sekitar 17,96% dari kuat tekan

rata-rata pada umur 14 hari sedangkan variasi lainnya juga mengalami peningkatan sebesar

3,98 % pada paving block tanpa penambahan serbuk kaca, peningkatan 17,23 % untuk

persentase 20% serbuk kaca dan peningkatan sekitar 24,6% untuk persentase 30% serbuk

kaca.

Dari data-data dan grafik diatas diketahui bahwa penambahan serbuk kaca 10% dari

berat semen merupakan komposisi terbaik untuk mencapai kuat tekan optimum. Berdasarkan

SNI 03-0691-1996 Bata Beton (Paving Block), paving block dengan campuran serbuk kaca

sebesar 10%, dengan kuat tekan rata-rata sebesar 13,625 MPa, dapat dimasukkan ke dalam

kategori mutu C.

Analisa Kuat Lentur

Dari penelitian yang telah dilakukan didapatkan nilai kuat lentur tertinggi paving

block pada penambahan persentase 10% serbuk kaca, dengan kuat lentur rata-rata sebesar

2,25 Mpa pada umur 7 hari. Pada umur 14 hari kuat lentur paving block dengan persentase

10% serbuk kaca mencapai 2,976 Mpa atau meningkat sekitar 32,28% sedangkan pada umur

28 hari paving block dengan penambahan persentase 10% ini mempunyai kuat lentur rata-rata

sebesar 4,289 Mpa atau meningkat sebesar 44,11% dari kuat lentur pada hari 14 hari dan

meningkat sebesar 90,62% dari kuat lentur rata-rata pada umur 7 hari.

Analisa Absorpsi

Pengujian penyerapan air pada paving block dilakukan pada hari ke-14, 28, 49 dan

56 hari. Dari data dan grafik yang ada diketahui bahwa penyerapan air benda uji menurun

seiring bertambahnya umur uji. Pada hari ke-14 nilai penyerapan air pada paving block

dengan penambahan persentase serbuk kaca 10% mencapai nilai terendah yaitu sebesar

17,215% dibandingkan dengan variasi penambahan serbuk kaca lainnya. Pada uji penyerapan


19

air umur ke-56 paving block dengan penambahan serbuk kaca sebanyak 10% ini mempunyai

penyerapan air rata-rata 11,8495%, turun sekitar 45,28% dari penyerapan rata-rata paving

block pada hari ke-7

Nilai absorpsi tertinggi terjadi pada paving block tanpa tambahan serbuk kaca

dengan umur benda uji 14 hari yaitu sebesar 20,3256%, nilai ini jauh dari standar mutu sesuai

SNI 03-0691-1996 yang mana absorpsi maksimum yang diperbolehkan sebesar 10%. Hal ini

mungkin terjadi karena pemberian pressing pada paving block yang tidak merata sehingga

masih terdapat rongga-rongga yang tidak terisi oleh agregat yang mengakibatkan penyerapan

air yang berlebihan, hal ini mungkin juga terjadi mengingat agregat yang digunakan

merupakan bahan recycled yaitu limbah sisa adukan beton yang mana menurut (hansen,1992)

penyerapan air pada agregat daur ulang mempunyai nilai 3 - 10% dibandingkan agregat alam

(pasir) yang mempunyai nilai absorpsi sebsar 0,2 - 4,5%.

Pemanfaatan Limbah Daur Ulang Untuk Bahan Bangunan

Dalam hasil penelitian yang telah dilakukan, bahwa manfaat dari pengunaan limbah

daur ulang bisa digunakan oleh industri paving block. berikut ini adalah persyaratan bata

beton( paving block) menurut SNI 03-0691-1996

Bata beton A digunakan untuk jalan

Bata beton B digunakan untuk peralatan parkir

Bata beton C digunakan untuk pejalan kaki

Bata beton D digunakan untuk taman dan penggunaan lainnya.

Syarat Mutu :

Tabel 8: Syarat mutu Paving Blok menurut SNI

Mutu Kuat Tekan(Mpa) Ketahanan Aus

(mm/menit)

Penyerapan Air

rata-rata

maks

Rata-rata Min Rata-rata Min (%)

A 40 35 0,09 0,103 3

B 20 17 0,13 0,149 6

C 15 12,5 0,16 0,184 8

D 10 8,5 0,219 0,251 10

Dari persyaratan mutu paving block diatas, bisa disimpulkan bahwa paving block

dengan penambahan serbuk kaca 10% yang mempunyai kuat tekan sebesar 13,625 Mpa pada

umur 28 masuk klasifikasi paving block mutu C yang digunakan untuk pejalan kaki.


20

Kesimpulan

Berikut ini adalah kesimpulan yang didapat dari hasil pengujian kuat tekan, kuat lentur

dan absorpsi yang dilakukan dilaboratorium :

1. Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu menggunakan pressing dengan nilai

100 kg/cm2 dengan perbandingan semen agregat sebesar 1 : 4,5 dan nilai faktor air semen

0,3

2. Material yang digunakan dalam campuran paving block ini sebagian besar telah

memenuhi standar ASTM maupun standar SNI. Tetapi pengujian kadar lumpur pada

agregat limbah sisa adukan beton ini memiliki nilai 18,76% dimana standar yang

diijinkan memiliki batas maksimal kadar lumpur sebesar 5%. Banyaknya lumpur akan

mempengaruhi pengikatan agregat oleh semen yang dapat menurunkan kekuatan paving

block.

3. Hasil uji kuat tekan pada umur 28 hari menunjukan bahwa pengunaan persentase 10%

serbuk kaca dari berat semen merupakan komposisi optimal karena mempunyai kuat

tekan terbesar yaitu sebesar 13,625 Mpa.

4. Pada pengujian kuat lentur didapatkan peningkatan yang cukup signifikan pada umur 28

hari dimana paving block dengan penambahan persentase 10% serbuk kaca ini

mempunyai kuat lentur rata-rata sebesar 4,289 Mpa atau meningkat sebesar 44,11% dari

kuat lentur pada hari 14 hari dan meningkat sebesar 90,62% dari kuat lentur rata-rata

pada umur 7 hari.

5. Untuk pengujian penyerapan air (absorpsi) dilakukan pada hari ke-14, 28, 49 dan 56 hari.

Dari data dan grafik yang ada diketahui bahwa penyerapan air benda uji menurun seiring

bertambahnya umur uji hal ini dikarenakan semen dan agregat yang semakin mengikat

seiring bertambahnya hari. Pada hari ke-56 nilai penyerapan air pada paving block

dengan penambahan persentase serbuk kaca 10% mencapai nilai terendah yaitu sebesar

11,8495%.

6. Penggunaan serbuk kaca yang berasal dari peleburan botol heinkein dan bir bintang dapat

meningkatkan kualitas mutu paving. Paving yang menggunakan variasi 10% serbuk kaca

merupakan komposisi yang terbaik untuk menghasilkan kuat tekan optimum.

Saran

Adapun saran-saran yang dapat penulis berikan berkaitan dengan penelitian yang telah

dilakukan adalah ;


21

1. Perlu dilakukan penelitian tentang standar-standar dalam pengolahan limbah sisa adukan

beton ini sehingga dapat memenuhi syarat sebagai agregat halus.

2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai variasi penekanan (pressing) yang

diberikan dalam pembuatan paving block ini.

3. Variasi serbuk kaca yang digunakan berkisar antara 8% – 12% dengan interval kurang

dari 1%. Hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan nilai optimum serbuk kaca yang lebih

akurat.

4. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai komposisi semen agregat dan faktor air

semen yang tepat untuk mendapatkan kuat tekan yang lebih tinggi.

5. Perlu dilakukan penelitian terhadap keekonomisan dari penggunaan limbah sisa adukan

beton dan serbuk kaca ini sehingga penggunaanya dapat dimanfaatkan oleh industri

sebagai sebuah produk bahan bangunan yang ramah lingkungan.

DAFTAR PUSTAKA

Claudia Müller, Eva Fitriani, Halimah, dan Ira Febriana. 2006. Modul Pelatihan Pembuatan

Ubin Atau Paving Blok Dan Batako. Kantor Perburuhan International (ILO). Jakarta.

Dowson, A.J. (1996). Mix Design for Concrete Block Paving. S.Marshall & Sons Ltd, UK.

Erwin Riduan. 2004. Beton Ramah Lingkungan dengan Menggunakan Limbah Beton Sebagai

Agregat Kasar dan Limbah Kaca Sebagai Bahan Tambahan (Filler) dalam Beton.

Departemen Teknik Sipil. Universitas Indonesia. Depok.

Erwin, R dan Ninik CEY, 2003, Teknologi Pembuatan dan Pola Pemasangan Paving untuk

Mengoptimalkan Kualitas Paving-Blocks, Prosiding Simposium Nasional II RAPI,

UMS, Surakarta.

Hadiwinata Arie dan Ferry Susanto. 2010. Penggunaan Semen Portland Dengan Semen

Pozzolan Ditambah Campuran Serbuk Kaca dan Fly Ash Dalam Pembuatan Paving

Block. ITS. Bandung.

Harianto Hardjosaputro, Andi Ciputera. 2007. Penggunaan Limbah Beton Sebagai Agregat

Pada Campuran Beton Baru. Seminar Nasional Sustainibility dalam Bidang

Material, Rekayasa, dan Konstruksi Material. Bandung

Laboratorium Struktur dan Material FTUI. 2008. Pedoman Praktikum Pemeriksaan Bahan

Beton dan Mutu Beton. Universitas Indonesia. Depok.

Suharwanto. 2005. Perilaku Mekanik Beton Agregrat Daur Ulang : Aspek Material –

Struktural. PhD Theses . Departemen of Civil Engineering. ITB. Bandung.


STUDI SIFAT MEKANIK PAVING BLOCK TERBUAT DARI LIMBAH ...

Documents

Transcript of STUDI SIFAT MEKANIK PAVING BLOCK TERBUAT DARI LIMBAH ...