PEMANFAATAN LIMBAH SERBUK KAYU (SAWDUST) SEBAGAI PENGGANTI AGREGAT HALUS PADA CAMPURAN BETON

M. Anshari Rahman

Mahasiswa Teknik Sipil, Universitas Lambung Mangkurat, Jl. A. Yani. Banjarbaru, Banjarbaru 70714.

Email: anshari.rahman11@gmail.com

Abstrak

Beton merupakan material utama untuk konstruksi yang banyak digunakan di seluruh dunia. Dalam menyediakan bahan-bahan beton akan menghasilkan limbah. Salah satunya adalah keberadaan limbah serbuk gergaji kayu (sawdust). Untuk itu, banyak hal yang telah dilakukan dalam rangka mendaur ulang guna mengatasi masalah keberadaan limbah ini. Salah satunya adalah teknologi beton serbuk kayu. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui workability, nilai kuat tarik serta memanfaatkan limbah serbuk kayu. Serbuk kayu yang digunakan adalah jenis kayu meranti. Serbuk kayu harus melalui proses mineralisasi sebelum dicampur dalam campuran beton. Beton campuran serbuk kayu ditambahkan dalam proporsi yang berbeda. Dalam hal ini, serbuk kayu digunakan menggantikan agregat halus berdasarkan volume agregat halus. Adapun variasi subtitusi serbuk kayu yang digunakan adalah 0%; 2,5%; 5%, 7,5%; 10%. Benda uji berupa silinder Ø 15 cm x 30 cm dan kuat tekan rencana 25 MPa. Setelah melalui masa perawatan selama 28 hari, hasil pengujian diperoleh berupa kenaikan pada nilai slump. Penurunan bobot isi sebesar 0,47%; 1,42%; 2,39%; 3,88% dari beton normal sehingga beton yang menggunakan serbuk kayu menjadi semakin ringan dibandingkan beton normal. Penurunan nilai kuat tekan sejalan dengan peningkatan kadar serbuk kayu sebesar 1,96%; 5,28%; 7,89%; 12,09% dari beton normal. Penurunan nilai kuat tarik sebesar 0,67%; 1,62%; 2,73%; 3,87% dari beton normal. Hasil penelitian menunjukkan kuat tekan, kuat tarik belah dan bobot isi mengalami penurunan dengan bertambahnya persentase serbuk kayu yang ditambahkan pada campuran beton..Kata kunci: Serbuk kayu, kuat tekan, kuat tarik, proses mineralisasi.

Pendahuluan

Sejalan dengan makin pesatnya pembangunan di Indonesia, maka bahan-bahan bangunan yang digunakan seperti semen, pasir, batu bata dan lain sebagainya juga semakin banyak. Sedangkan bahan bahan tersebut di alam sangat terbatas jumlahnya. Seiring dengan perkembangan ilmu dan teknologi kita dapat menciptakan berbagai macam rekayasa dengan memanfaatkan bahan-bahan di sekitar kita untuk terciptanya bahan bangunan tepat guna dan ramah lingkungan.

Beton merupakan material utama untuk konstruksi yang banyak digunakan diseluruh dunia. Banyak upaya yang dilakukan dimulai dari penerapan teknologi ramah lingkungan (Green Technology), bangunan ramah lingkungan (Green Building) yang mengadopsi reduce (mengurangi), reuse (menggunakan ulang), recycle (daur ulang) untuk bangunan yang ramah lingkungan.

Beton merupakan gabungan dari bahan penyusunnya yang terdiri dari bahan semen hidrolik (portland cement), agregat kasar, agregat halus, air dan bahan tambah (admixture atau additive) yang membentuk massa padat. Sifat-sifat, karakteristik material penyusun beton, nilai perbandingan bahan-bahan, cara pengadukan maupun cara pengerjaan selama penuangan

adukan beton, cara pemadatan dan cara perawatan selama proses pengerasan akan mempengaruhi sifat, kekuatan dan keawetan dari beton yang dibuat.

Serbuk kayu (sawdust) adalah limbah industri penggergajian kayu. Selama ini limbah serbuk kayu banyak menimbulkan masalah dalam penanganannya yang selama ini dibiarkan membusuk, ditumpuk dan dibakar yang kesemuanya berdampak negatif terhadap lingkungan sehingga penanggulangannya perlu dipikirkan (Wikipedia, diakses pada Minggu 8 November 2015).

Pemanfaatan limbah kayu sekarang ini digunakan sebagai bahan pembuat lemari dan bercocok tanam. Pada penelitian ini, limbah kayu dimanfaatkan untuk pengganti sebagian agregat halus yang digunakan pada campuran beton. Di mana komposisi beton normal seperti pasir dan kerikil merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui yang akan habis jika diambil secara terus menerus.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui workabilitas, berat isi, kuat tekan, dan kuat tarik beton yang menggunakan serbuk kayu dengan proses mineralisasi dan membandingkannya dengan beton normal.

Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai sumbangan informasi dan pengetahuan bagi semua pihak terutama yang berhubungan dengan penelitian beton yang menggunakan serbuk kayu dan menemukan solusi agar mendapatkan penggunaan beton yang lebih ramah lingkungan dan memenuhi kuat tekan rencana sebagai bahan rekomendasi tentang layak atau tidaknya serbuk kayu digunakan sebagai subtitusi pasir dalam pembuatan beton.

Bahan dan Metode :Bahan :

1. Semen Portland :Menurut SNI 15-2049-2004, semen portland didefinisikan sebagai semen

hidrolis yang dihasilkan dengan cara menggiling terak semen portland terutama yang terdiri atas kalsium silikat yang bersifat hidrolis dan di giling bersama-sama dengan bahan tambahan berupa satu atau lebih bentuk kristal senyawa kalsium sulfat dan boleh ditambah dengan bahan tambahan lain.

Agar semen tetap memenuhi syarat meskipun disimpan dalam waktu lama, cara penyimpanan semen perludiperhatikan. Semen harus terbebas dari bahan kotoran dari luar, semen dalam kantong harus disimpan dalam gudang tertutup, terhindar dari basah dan lembab dan tidak bercampur dengan bahan lain. Urutan penyimpanan harus diatur sehingga semen yang lebih dahulu masuk gudang terpakai lebih dahulu. (Mulyono, 2003).

2. Agregat Halus (Pasir) :Agregat halus (pasir) ialah agregat yang semua butirnya lolos ayakan no. 4 (4,8

mm) dan tertahan di ayakan no. 100 (0,15 mm).Agregat halus (pasir) yang dipakai dalam campuran beton diperoleh dari quarry

Sei Wampu, Binjai. Pemeriksaan yang dilakukan terhadap agregat halus meliputi:a. Analisa ayakan pasir;b. Pemeriksaan kadar air pasir;c. Pemeriksaan kadar lumpur (pencucian pasir lewat ayakan no.200);d. Pemeriksaan kandungan organik (colometric test);e. Pemeriksaan kadar liat (clay lump);f. Pemeriksaan berat isi pasir;g. Berat jenis dan absorbsi pasir.

3. Agregat Kasar :Agregat kasar adalah agregat yang semua butirnya llos ayakan ukuran 38mm

dan tertahan di ayakan no.4 (4,8 mm).Agregat kasar (batu pecah) yang dipakai dalam campuran beton diperoleh dari

quarry Sei Wampu, Binjai. Pemeriksaan yang dilakukan pada agregat kasar meliputi :

a. Analisa ayakan kerikil;b. Pemeriksaan kadar air kerikil;c. Pemeriksaan kadar lumpur (pencucian lewat ayakan no.200);d. Pemeriksaan keausan menggunakan mesin pengaus Los Angeles;e. Pemeriksaan berat isi kerikil;f. Berat jenis dan adsorbsi batu pecah.

4. Air :Air diperlukan dalam pembuatan beton untuk memicu proses kimiawi semen,

membasahi agregat dan memberikan kemudahan dalam pekerjaan beton. Semen tidak bisa menjadi pasta tanpa air. Air harus selalu ada di dalam beton cair, tidak saja untuk hidrasi semen, tetapi juga untuk mengubahnya menjadi suatu pasta sehingga betonnya lecak (workable).

Air yang digunakan untuk campuran beton harus bersih, tidak boleh mengandung minyak, asam, alkali, zat organik atau bahan lainnya yang dapat merusak beton atau tulangan. Sebaiknya dipakai air merusak beton atau tulangan. Sebaiknya dipakai air tawar yang dapat diminum.

Air yang digunakan untuk pembuatan benda uji adalah air yang berasal dari sumber air yang bersih. Secara pengamatan visual air yang baik dalam pembuatan beton yaitu air yang jernih, tidak berwarna dan tidak mengandung kotoran-kotoran seperti minyak dan zat organik lainnya. Dalam penelitian ini, air yang dipakai adalah air yang berasal dari PDAM Tirtanadi di Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik USU.

5. Serbuk Kayu :Serbuk gergajian kayu adalah salah satu jenis bahan limbah yang bersifat

organik yang merupakan limbah yang terdapat pada lingkungan industri penggergajian kayu atau pengrajin furniture yang saat ini belum optimal pemanfaatannya.

Serbuk gergaji kayu adalah serbuk kayu yang berasal dari kayu yang dipotong dengan gergaji. Serbuk yang akan digunakan memerlukan pengolahan yang disebut proses mineralisasi. Proses ini digunakan untuk mengurangi zat ekstraktifnya seperti gula, tanin dan asam-asam organik dari tumbuh-tumbuhan agar daya lekatan dan pengerasan semen tidak terganggu.

Pemeriksaan yang dilakukan pada serbuk kayu adalah pemeriksaan kadar air serbuk kayu awal (sebelum proses mineralisasi), pemeriksaan kadar air serbuk kayu akhir (setelah proses mineralisasi) dan pemeriksaan berat isi serbuk kayu dalam keadaan longgar.

Metode :A. Perencanaan Campuran (Mix Design) :Perencanaan campuran beton dimaksudkan untuk mengetahui komposisi atau proporsi

bahan-bahan penyusun beton. Proporsi bahan-bahan penyusun beton ini ditentukan melalui sebuah perancangan beton (mix design). Hal ini dilakukan agar proporsi campuran dapat memenuhi syarat teknis secara ekonomis. Dalam menentukan proporsi campuran dalam penelitian ini digunakan metode Departemen Pekerjaan Umum yang berdasarkan pada SK SNI T-15-1990-03.

Tabel 1. Komposisi Campuran Beton

Jenis Volume (m3)

Semen (kg)

Pasir (kg)

Kerikil (kg) Air (kg) Serbuk Kayu

(kg)402,2 648,8 1153,4 185

BN 0,102 41,02 66,18 117,65 18,87 0BSK 2,5% 41,02 64,52 117,65 18,87 0,198BSK 5,0% 41,02 62,87 117,65 18,87 0,395

BSK 7,5% 41,02 61,21 117,65 18,87 0,593BSK

10,0% 41,02 59,56 117,65 18,87 0,791

B. Pembuatan Benda Uji :Pembuatan benda uji terdiri dari lima variasi campuran, yaitu campuran normal tanpa

bahan tambahan, campuran dengan subtitusi serbuk kayu 2,5%; 5%; 7,5%; 10% dari volume pasir. Benda uji berupa silinder diameter 15 cm x 30 cm sebanyak 16 buah dengan rincian 8 sampel untuk pengujian kuat tekan dan 8 sampel untuk pengujian kuat tarik belah.

C. Pengujian Benda Uji :1. Pengujian slump berdasarkan SNI 03-1972-1990. Untuk pengujian slump

menggunakan beton segar dan kerucut Abrams.2. Pengujian bobot isi berdasarkan SNI 03-1973-1990. Untuk pengujian bobot isi

menggunakan beton segar dan bejana.3. Pengujian kuattekan berdasarkan SNI 03-1974-1990. Pengujian dilakukan pada

umur beton 28 hari untuk tiap variasi beton sebanyak 8 buah. Pengujian kuat tekan beton dilakukan dengan menggunakan mesin kompres elektrik berkapasitas 200 ton yang digerakkan secara manual.

4. Pengujian kuat tarik belah berdasarkan SNI 03-2491-2002. Pengujian kuat tarik belah dilakukan dengan menggunakan Tensile Splitting Test (TST) yaitu suatu pembelahan silinder oleh suatu desakan kearah diameternya untuk mendapatkan kuat tarik belah. Pada mesin penguji ditambahkan suatu batangan agar dapat membagi beban merata pada panjang silinder. Pengujian dilakukan pada umur 28 hari.

Prosedur :1. Pengujian Slump

Pengujian slump adalah pengujian paling sederhana dan yang paling sering dilakukan. Karena kelecakkan beton segar sering dilakukan. Karena kelecakkan beton segar sering diidentikkan dengan slumpnya.

Dari Tabel 2, dapat dilihat bahwa penggantian sebagian pasir dengan serbuk kayu mempengaruhi nilai slump yang terjadi, dimana dengan peningkatan persentase pemakaian serbuk kayu menghasilkan nilai slump yang meningkat. Hal ini dikarenakan kadar air yang tinggi pada serbuk kayu saat proses mineralisasi (perendaman dalam air kapur) sebelum dimasukkan ke dalam campuran beton.

2. Pengujian Bobot Isi Beton Segar

Berdasarkan tabel dan grafik di atas, diperoleh hasil bahwa terjadi penurunan bobot isi beton pada penambahan kadar serbuk kayu 2,5%; 5%; 7,5%; 10%. Penurunan bobot ini sebesar 0,47%; 1,42%; 2,39%; 3,88% dari beton normal sehingga beton yang menggunakan serbuk kayu menjadi semakin ringan dibandingkan beton normal.

Beton menjadi semakin ringan seiring bertambahnya serbuk kayu. Ini dikarenakan berat isi serbuk kayu 9 kali lipat lebih ringan dibandingkan dengan berat isi pasir. Dikarenakan penambahan serbuk kayu pada penelitian ini kecil, maka penurunan berat jenis tidak terlalu signifikan. Menurut SNI 03-2847-2002, beton normal mempunyai berat satuan 2200 – 2500 kg/m³. Maka, beton termasuk beton normal. Apabila persentase serbuk kayu ditambahkan, maka berat jenis beton akan semakin kecil sehingga beton akan tergolong sebagai beton ringan (BJ ≤ 1900 kg/cm³).

3. Pengujian Kuat Tekan.Kekuatan tekan adalah kemampuan beton untuk menerima gaya tekan

persatuan luas. Kuat tekan rencana dalam penelitian ini sebesar 25 MPa.Berikut merupakan rekapitulasi hasil pengujian kuat tekan beton dari lima

macam campuran yang dicoba, seperti pada tabel berikut:

Dari hasil pengujian silinder beton pada umur 28 hari terjadi penurunan nilai kekuatan beton yang signifikan sejalan penambahan serbuk kayu dengan variasi 2,5%; 5%; 7,5% dan 10%.

Adapun penurunan kuat tekan beton pada penelitian ini terjadi karena sisa air pada serbuk kayu pada saat proses mineralisasi yang mengakibatkan kadar air pada campuran beton bertambah (faktor air semen ditambah sisa air dari serbuk kayu pada proses mineralisasi) sehingga campuran beton menjadi terlalu cair dan berdasarkan pengujian kadar air dan penyerapan, serbuk kayu 10 x lebih besar dibandingkan dengan pasir, dengan penyerapan yang besar ini sebelum dicampur serbuk kayu dikondisikan terlebih dahulu dalam kondisi jenuh agar tidak terjadi penyerapan yang besar terhadap air semen serta tidak adanya standar kadar air sebelum dicampurkan dalam campuran beton. Besarnya air yang diserap oleh serbuk kayu, akan mempengaruhi kekuatan beton, karena akan terjadi penguapan pada pengeringan beton. Penguapan air pada

serbuk kayu membuat rongga-rongga pada beton sehingga akan mengakibatkan kekuatan beton akan berkurang.

4. Pengujian Kuat Tarik BelahPengujian ini disebut juga Splitting test atau Brazillian test karena metode ini

diciptakan di Brazil.Berikut merupakan rekapitulasi hasil pengujian kuat tekan beton dari lima

macam campuran yang dicoba, seperti pada tabel berikut:

Dari hasil pengujian kuat tarik belah beton pada silinder beton pada umur 28 hari di peroleh hasil bahwa terjadi penurunan tegangan rekah beton pada penambahan kadar penggunaan serbuk kayu 2,5%; 5%; 7,5% dan 10%. Penurunan nilai kuat tarik belah sebesar 0,67%; 1,62%; 2,73%; 3,87% dari beton normal.

Pembahasan :Dari hasil penelitian yang diperoleh dan dari hasil pembahasan yang telah dilakukan dapat disimpulkan hal hal sebagai berikut:a. Penggunaan serbuk kayu dengan proses mineralisasi pada campuran beton dengan subtitusi 2,5%; 5%; 7,5% dan 10% dari agregat halus dapat meningkatkan nilai slump.b. Dari hasil pengujian bobot isi beton segar diperoleh hasil bahwa terjadi penurunan bobot isi beton pada penambahan kadar serbuk kayu 2,5%; 5%; 7,5% dan 10%. Penurunan bobot isi sebesar 0,47%; 1,42%; 2,39%; 3,88% dari beton normal sehingga beton yang menggunakan serbuk kayu menjadi semakin ringan dibandingkan beton normal.c. Dari hasil pengujian kuat tekan silinder beton pada umur 28 hari diperoleh hasil bahwa terjadi penurunan kekuatan beton yang signifikan sejalan penambahan serbuk kayu dengan variasi 2,5%; 5%; 7,5% dan 10% dari volume agregat halus. Adapun penurunan nilai kuat tekan menjadi 1,96%; 5,31%; 7,89%; 12,09% dari beton normal.d. Dari hasil pengujian kuat tarik belah silinder beton pada umur 28 hari diperoleh hasil bahwa terjadi penurunan tegangan rekah beton sejalan penambahan serbuk kayu dengan variasi 2,5%;

5%; 7,5% dan 10% dari volume agregat halus. Adapun penurunan nilai kuat tarik menjadi 0,67%; 1,62%; 2,73%; 3,87% dari beton normal.e. Kuat tekan rencana tercapai yaitu sebesar 25 Mpa pada beton normal dan beton serbuk kayu dengan kadar 2,5% dan 5%.

Kesimpulan :Dalam penelitian ini bahan pengganti yaitu serbuk kayu dengan proses mineralisasi tidak dapat menggantikan pasir untuk konstruksi yang menahan beban besar tetapi bisa digunakan untuk plesteran.

Saran : Berdasarkan kesimpulan dan pembahasan sebelumnya maka dapat disarankan sebagai berikut:a. Perlu kiranya diteliti pengaruh serbuk kayu dengan proses mineralisasi terhadap uji elastisitas dan kuat lentur (flexture test) beton.b. Penelitian lebih lanjut diperlukan pada pembuatan beton dengan bahan isian serbuk gergaji dengan perbandingan campuran, persentase serbuk gergaji dan berat jenis bahan/kayu yang berbeda serta harus ditentukan standar kadar air serbuk kayu setelah proses mineralisasi sebelum pencampuran ke dalam beton.c. Diperlukan ditemukannya suatu cara atau metode yang khusus untuk mengolah serbuk gergaji sehingga kandungan zat ekstraktif dan zat-zat lain yang berpengaruh buruk pada pengerasan semen dapat di eliminer sekecil mungkin.

Daftar Rujukan :

Fauzi, Muhammad Fachri & Nursyamsi. “PEMANFAATAN LIMBAH SERBUK KAYU (SAWDUST) SEBAGAI SUBTITUSI AGREGAT HALUS PADA CAMPURAN BETON”. Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan.

Gunawan, Endra; Bakri; Sanusi, Djamal. “SIFAT FISIK DAN MEKANIK KOMPOSIT KAYU SEMEN-SERBUK GERGAJI”.

Hartono. “KAJIAN PEMAKAIAN BATA SEMEN DENGAN AGREGAT LIMBAH GERGAJIAN KAYU SEBAGAI BAHAN DINDING KONSTRUKSI GEDUNG”. Politeknik Negeri Semarang, Jl. Prof. H. Soedarto, S.H Tembalang, Semarang.

Indra, Melvin Julius; Tjondoro, Christianto; & Sugiharto, Handoko. “PEMANFAATAN ABU LIMBAH GERGAJI SEBAGAI CAMPURAN BETON”.

Isnarno. “PEMANFAATAN LIMBAH GERGAJI (SERBUK KAYU) SEBAGAI BAHAN CAMPURAN PEMBUATAN BATACO”.

Royani, Itsna Fauziah; Basuki,, Achmad; Sunarmasto. “KAJIAN KUAT TEKAN, KUAT TARIK, KUAT LENTUR, DAN REDAMAN BUNYI PADA PANEL DINDING BETON RINGAN DENGAN AGREGAT LIMBAH PLASTIK PET DAN LIMBAH SERBUK KAYU”.

Siswadi; Rapa, Alfeatra; Puspitasari, Dhian. “PENGARUH PENAMBAHAN SERBUK KAYU SISA PENGGERGAJIAN TERHADAP KUAT DESAK BETON”.

Sutrisna, Dedi. “PENGARUH PENAMBAHAN SERBUK GERGAJI KAYU JATI TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT LEKAT, DAN ADSORBSI PADA MORTAR SEMEN”.