pemanfaatan lumpur sidoarjo sebagai bahan campuran pada...
TRANSCRIPT
O L E H :P E RT I W I M E G A H S A R I3 11 0 1 0 5 0 3 5
D O S E N P E M B I M B I N G :P R O F. D R . I R . T R I W U L A N , D E AD R . E N G J A N U A RT I J AYA E K A P U T R I , S T. , M T.
PEMANFAATAN LUMPUR BAKAR SIDOARJO SEBAGAI BAHAN CAMPURAN PADA PEMBUATAN
BETON RINGAN DENGAN MENGGUNAKAN TAMBAHAN BUIH DAN SERAT ALAM
Latar Belakang . . .
Pertumbuhan pengetahuan dan teknologi yangsemakin pesat di bidang konstruksi mendorong kitalebih memperhatikan standar mutu serta produktivitaskerja untuk dapat berperan serta dalam meningkatkansebuah pembangunan konstruksi dengan lebihberkualitas. Salah satu yang kita kenal adalah BetonRingan (lightweightconcrete).
Dalam penelitian ini kami akan memanfaatkan lumpurSidoarjo untuk campuran beton ringan, mengingatketersediaan lumpur Sidoarjo yang sangat melimpahdengan volume semburan lumpur yang dihasilkanmencapai 126.000 m3 per hari.
Perumusan Masalah . . .
Berapa perbandingan optimum campuran antaralumpur bakar Sidoarjo, semen, dan buih dalam pasta ringan?
Berapa perbandingan optimum campuran antaralumpur bakar Sidoarjo, semen, buih, dan serat alam(serat kenaf) dalam mortar ringan?
Berapa air yang dibutuhkan untuk komposisicampuran yang telah ditentukan?
Tujuan Penelitian . . .
Mengetahui kadar optimum campuran antaralumpur bakar Sidoarjo, semen, dan buih dalam pasta ringan.
Mengetahui kadar optimum campuran antaralumpur bakar Sidoarjo, semen, buih, dan serat alam(serat kenaf) dalam mortar ringan.
Mendapatkan kebutuhan air untuk komposisicampuran yang ditentukan.
Manfaat Penelitian . . .
Lumpur Sidoarjo dapat digunakan sebagai bahantambahan dalam pembuatan beton ringan olehmasyarakat.
Penelitian ini dapat menjadi referensi untukmelakukan penelitian lebih lanjut tentang material yang dapat ditambahkan sebagai campuran betonringan.
Mendapatkan komposisi campuran material yang tepat untuk beton ringan dengan menggunakanlumpur Sidoarjo.
Batasan Masalah. . .
Bahan Utama- Lumpur Sidoarjo- Semen- Air
Bahan Tambahan- Serat Kenaf- foam (Buih)
Komposisi Menggunakan metode konvensional Sistem curing dilakukan dengan menggunakan autoclave
dengan tekanan 13.8 bar selama 2 jam Tidak membahas reaksi kimiawi antara zat. Penelitian hanya terbatas skala laboratorium.
Material Penyusun. . .
Lumpur Bakar
Semen Portland Tipe I
Buih
Serat Kenaf
Klasifikasi Beton Ringan. . .
Klasifikasi Berat Jenis (kg/m3) Kuat Tekan (MPa)
Non-struktural 240 – 800 0.35 – 7
Struktur ringan 800 – 1400 7 – 17
Struktural 1400 – 1800 > 17
Menurut Tjokrodimuljo, 1996 Klasifikasi Beton Ringan dibagimenjadi 3 bagian, yaitu :
Metode Pembuatan Beton Ringan. . .
Membuat gelembung-gelembung gas/udara dalamadukan semen sehingga terjadi banyak pori-poriudara di dalam betonnya (beton ringan teraerasi).
Menggunakan agregat ringan Membuat beton tanpa menggunakan butir-butir
agregat halus atau pasir(Tjokrodimuljo, 1996 )
START
Studi Literatur
Persiapan material
( A ) Membuat Pasta Normal dengan komposisi perbandinganSemen (PC) : Lumpur Bakar (LB)
Tes Konsistensi Normal
Diagram Alir . . .
Diagram Alir . . .( Lanjutan)
OPC : LB35% : 65%
OPC : LB 40% : 60%
OPC : LB 45% : 55%
OPC : LB 50% : 50%
OPC : LB 5% : 95%
OPC : LB20% : 80%
OPC : LB15% : 85%
OPC : LB 10% : 90%
OPC : LB 25% : 75%
OPC : LB 30% : 70%
A
Mendapatkan komposisi Pasta Normal Optimum
(PNO)
Diagram Alir . . .( Lanjutan)
( B ) Membuat Pasta Ringan dengan 5 komposisi teroptimum dari Pasta Normal (PN) dan ditambah buih dengan 3 variasi,
PNO + Buih
PNO1 + 1/75 buihPNO1 + 1/65 buihPNO1 + 1/55 buih
PNO2 + 1/55 buih
PNO3 + 1/55 buih
PNO2 + 1/65 buih
PNO3 + 1/65 buih
PNO2 + 1/75 buih
PNO3 + 1/75 buih
PNO4 + 1/55 buih
PNO5 + 1/55 buih
PNO4 + 1/65 buih
PNO5 + 1/65 buih
PNO4 + 1/75 buih
PNO5 + 1/75 buih
A
Diagram Alir . . .( Lanjutan)
AutoclaveSelama 2jam
Tiap variasi terdiri dari 3 benda uji kubus untuk tes tekan5cm x 5cm x 5cm
Tes Tekan umur 7 hari
Mendapatkan komposisioptimum Pasta Ringan (PRO)
B
Diagram Alir . . .( Lanjutan)
( C ) Membuat Mortar Ringan dengan 5 komposisi teroptimum dariPasta Ringan (PR) dan ditambah serat dengan 3 variasi,
PRO + Serat alam (se buih rat kenaf)
B
PRO1/75 + 0.3% serat
PRO1/75 + 0.3% serat
PRO1/75 + 0.3% serat
PRO1/75 + 0.3% serat
PRO1/75 + 0.3% serat
PRO1/75 + 0.2% serat
PRO1/75 + 0.2% serat
PRO1/75 + 0.2% serat
PRO1/75 + 0.2% serat
PRO1/75 + 0.2% serat
PRO1/75 + 0.1% serat
PRO1/75 + 0.1% serat
PRO1/75 + 0.1% serat
PRO1/75 + 0.1% serat
PRO1/75 + 0.1% serat
Diagram Alir . . .( Lanjutan)
AutoclaveSelama 3jam
Tes Tekan umur 7 hari
Mendapatkan komposisi optimum Pasta Ringan Berserat (MR)
OK
Syarat klasifikasi Beton Ringan
Diagram Alir . . .( Lanjutan)
Kesimpulan
FINISH
Analisa Harga
Hasil dan Analisa . . .
Analisa Material Pasta Normal Pasta Ringan Pasta Ringan Berserat Analisa Harga
Analisa Material . . .
Lumpur Bakar Sidoarjo- Berat Jenis = 2.67 gr/cm3
- Material optimum yang terkandung yaitu SiO2 , Fe2O3, CaO, dan Al2O3
Semen Portland Tipe I- Berat Jenis = 3.07 gr/cm3
- Material optimum yang terkandung yaitu CaO, Fe2O3, SiO2 , dan Al2O3
Pasta Normal (PN) . . .
KomposisiSemen Lb Air
(%) total berat binder
(%) total berat binder
(%) total berat binder
PN-5 5 95 38 7,14, 28 hari
PN-10 10 90 38 7,14, 28 hari
PN-15 15 85 36 7,14, 28 hari
PN-20 20 80 36 7,14, 28 hari
PN-25 25 75 35 7,14, 28 hari
PN-30 30 70 35 7,14, 28 hari
PN-35 35 65 35 7,14, 28 hari
PN-40 40 60 34 7,14, 28 hari
PN-45 45 55 34 7,14, 28 hari
PN-50 50 50 34 7,14, 28 hari
Benda Uji Keterangan
Kuat Tekan
01020304050607080
50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
Kuat
Teka
n (M
Pa)
% Lumpur Bakar
Hubungan Antara Pasta dan Kuat Tekan
7 hari 14 hari 28 hari
Pada grafik diatas dapat diketahui bahwa semakinbertambahnya lumpur bakar pada binder maka kuat tekansemakin tinggi. Kuat tekan optimum berada pada komposisiPN-50 (50% semen dan 50% LB) yaitu sebesar 62 Mpa padaumur 28 hari.
1.50
1.60
1.70
1.80
1.90
2.00
50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
Bera
t Vol
ume
(gr/
cm3)
Lumpur Bakar (%)
Hubungan Antara Pasta dan Berat Volume
Berat Volume
Hubungan antara berat volume dan penambahanlumpur berbanding terbalik, semakin banyak lumpur makaberat volume pada benda uji pasta normal semakin ringan.Berat volume optimum sebesar 1.94 gr/cm3 dengankomposisi 50% semen : 50% LB.
Pasta Ringan (PR) . . .
Semen Lb AIR Buih(%) total
berat binder
(%) total berat
binder
(%) berat semen
(ml) total berat binder
PR-101/55 1/55PR-101/65 1/65PR-101/75 1/75PR-201/55 1/55PR-201/65 1/65PR-201/75 1/75PR-301/55 1/55PR-301/65 1/65PR-301/75 1/75PR-401/55 1/55PR-401/65 1/65PR-401/75 1/75PR-501/55 1/55PR-501/65 1/65PR-501/75 1/75
Benda Uji Keterangan
10 90 55 7 hari
20 80 55 7 hari
30 70 55 7 hari
40 60 55 7 hari
50 50 55 7 hari
Kuat Tekan
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
1.33 1.53 1.73
PR-50
PR-40
PR-30
PR-20
PR-10
Grafik Foam terhadap Kuat Tekan
Foam
Kua
t Tek
an (M
Pa)
Pada grafik diatas dapat diketahui bahwa semakinbertambahnya buih pada binder maka kuat tekan akansemakin rendah. Kuat tekan optimum berada pada komposisiPR-40 (40% semen dan 60% LB) yaitu sebesar 5.2 Mpa padaumur 7 hari.
0.60
0.65
0.70
0.75
0.80
0.85
0.90
0.95
1.00
1.33 1.53 1.73
PR-50
PR-40
PR-30
PR-20
PR-10
Foam
Grafik Foam terhadap Berat Volume
Ber
at V
olum
e (g
r/cm
3 )
Berat Volume
Hubungan antara berat volume dan penambahan buihdapat dilihat pada grafik, semakin banyak penambahan buihmaka berat volume pada benda uji pasta normal semakinringan. Berat volume optimum sebesar 0.98 gr/cm3 dengankomposisi 50% semen : 50% LB dengan penambahan 1/75buih dari berat binder.
Pasta Ringan Berserat (MR) . . .
Semen Lb AIR Buih Kenaf(%) total
berat binder
(%) total berat
binder
(%) berat
semen
(ml) total berat binder
(%) total berat
binder
MR-100.1 10 90 55 1/75 0.10MR-200.1 20 80 55 1/75 0.10MR-300.1 30 70 55 1/75 0.10MR-400.1 40 60 55 1/75 0.10MR-500.1 50 50 55 1/75 0.10
Benda Uji Keterangan
7 hari
Semen Lb AIR Buih Kenaf(%) total
berat binder
(%) total berat
binder
(%) berat
semen
(ml) total berat binder
(%) total berat
binder
MR-100.2 10 90 55 1/75 0.20MR-200.2 20 80 55 1/75 0.20MR-300.2 30 70 55 1/75 0.20MR-400.2 40 60 55 1/75 0.20MR-500.2 50 50 55 1/75 0.20MR-100.3 10 90 55 1/75 0.30MR-200.3 20 80 55 1/75 0.30MR-300.3 30 70 55 1/75 0.30MR-400.3 40 60 55 1/75 0.30MR-500.3 50 50 55 1/75 0.30
Benda Uji Keterangan
7 hari
7 hari
Kuat Tekan
Pada grafik diatas dapat diketahui bahwa penambahanfiber (serat kenaf) pada pasta ringan berserat yang optimumyaitu sebanyak 0.2% dari total berat binder dengan hasil kuattekan 5.25 MPa pada komposisi MR40, pada umur 7 hari.
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
0 0.1 0.2 0.3 0.4
Ku
at T
ekan
(M
pa)
Fiber (%)
Kuat Tekan Pasta Ringan Berserat
MR-10 MR-20 MR-30 MR-40 MR-50
Berat Volume
Pada grafik diatas dapat diketahui bahwa hubunganantara penambahan fiber (serat kenaf) dengan berat volumepada pasta ringan berserat yaitu semakin banyak serat yangditambahkan maka benda uji akan semakin ringan.
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
0 0.1 0.2 0.3 0.4
Ber
at V
olum
e (g
r/cm
3 )
Fiber (%)
Berat Volume Pasta Ringan Berserat
MR-10 MR-20 MR-30 MR-40 MR-50
Kesimpulan . . .
1. Hasil penelitian yang telah dilakukan ternyata kandungan mineraldari lumpur bakar Sidoarjo sama dengan kandungan mineralsemen, hal ini berarti lumpur bakar sidoarjodapat direaksikandengan semen.
2. Pada pembuatan pasta normal didapatkan hasil kuat tekan optimumpada pasta PN-50 umur 28 hari dengan komposisi pasta normal 50%semen dan 50% lumpur bakar yaitu sebesar 62 MPa.
3. Pada pembuatan pasta ringan didapatkan hasil kuat tekan optimumumur 7 hari pada pasta PR-401/75 dengan komposisi pasta ringan 40%semen dan 60% lumpur bakar ditambah dengan buih sebagaipengembang dengan prosentase 1/75 dari berat binder yaitu sebesar5.20 MPa. Hasil ini berbeda sangat jauh dengan kuat tekan pastanormal (PN) pada umur 7 hari dikarenakan penambahanbuih, sehingga muncul rongga-rongga udara di dalam pasta yangmembuat kuat tekan menjadi rendah, tetapi dengan adanyapenambahan buih dapat mengurangi berat jenisnya.
4. Pada pembuatan pasta ringan berserat didapatkan hasil kuat tekanoptimum pada umur 7 hari pada mortar MR-400.2 dengan komposisipasta ringan berserat 40% semen dan 60% lumpur bakar denganpenambahan buih 1/75 dan fiber (serat kenaf) 0.2% dari berat binderyaitu sebesar 5.25 MPa. Hasil ini didapatkan lebih besar dari pastaringan meskipun tidak ada peningkatan lebih banyak.
5. Untuk seluruh sampel pada pasta normal (PN), pasta ringan (PR), danpasta ringan berserat (MR) telah memenuhi syarat sebagai betonringan, yaitu memiliki berat jenis yang telah masuk dalam rentang800 - 1400 kg/m3.