Konferensi Nasional Teknik Sipil 4 (KoNTekS 4)

Sanur-Bali, 2-3 Juni 2010

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 253

PEMANFAATAN SERBUK BATU TABAS SEBAGAI PENGGANTI

SEBAGIAN SEMEN

I W. Intara

1, I M. A.K. Salain.

2 dan N.M.A. Wiryasa

2.

1Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Bali, Jalan Kampus Bukit Jimbaran Badung, Bali

2Program Magister dan Program S-1 Fakultas Teknik Universitas Udayana

ABSTRAK Penelitian tentang pemanfaatan serbuk batu tabas sebagai pengganti sebagian semen telah dilaksanakan dengan menggunakan benda uji beton berbentuk silinder Ø = 150 mm dan h = 300 mm. Benda uji dibuat dengan menggunakan perbandingan perekat : pasir : batu pecah dalam perbandingan berat 1 : 1.93 : 2.67 dan faktor air perekat sebesar 0.52, persentase penggantian semen dengan serbuk batu tabas mulai dari 0%, 5%, 10%, 15%, 20% dan 25%. Distribusi butiran pasir dan batu pecah dirancang menurut SNI 03-2384-2000; gradasi zona 2 untuk agregat halus dan gradasi dengan diameter maksimum 20 mm untuk agregat kasar. Pengujian yang dilakukan menyangkut uji tekan dan permeabilitas beton pada umur 28 dan 56 hari dengan menggunakan masing-masing lima buah benda uji. Hasil pengujian pada umur 28 hari belum menunjukkan adanya kemampuan serbuk batu tabas sebagai pengganti sebagian semen, perkembangan positif baru terlihat pada hasil uji yang berumur 56 hari, terutama pada persentase penggantian semen 5% dan 10%. Pada penggantian sebesar 5 dan 10% tersebut terlihat; kuat tekan beton meningkat terhadap 0% batu tabas (100% semen) sebesar 18% dan 3% serta koefisien permeabilitas menurun sebesar 40% dan 9%. Dapat pula disimpulkan bahwa untuk mendapatkan kuat tekan yang lebih besar dan permeabilitas yang lebih kecil dari beton normal (100% semen), maka semen dalam campuran beton dapat digantikan dengan serbuk batu tabas sebesar 5-10%. Kata kunci: batu tabas, kuat tekan, permeabilitas

1. PENDAHULUAN

Belakangan ini di beberapa tempat di Bali banyak terdapat pengrajin batu tabas, yang memproses batu tabas sedemikian rupa untuk dibentuk menjadi hiasan dan ornament bangunan suci (pura ataupun merajan). Selain

menghasilkan produksi tersebut, pengolahan batu tabas menyisakan limbah yang cukup banyak (±30% dari batu asalnya) baik dalam bentuk potongan-potongan kecil maupun dalam bentuk serbuk halus (powder). Sampai saat ini limbah batu tabas yang berupa serbuk halus belum dimanfaatkan. Pengrajin batu tabas ini tersebar di beberapa tempat di antaranya; Karangasem, Gianyar, Denpasar, Badung dan Tabanan, yang mendapatkan bahan mentah dari satu tempat yaitu kecamatan Selat kabupaten Karangasem.

Secara petrograpis batu tabas merupakan batuan beku dalam dari jenis basalt yang disebut scoriae basaltik warnanya abu-abu kehitaman [Taylor dalam Sunaryo,2007]. Senyawa kimia pembentuk batu basalt yaitu: Al2O3, SiO2, TiO2, K2O, MnO2, MgO, dan CaO (Dinas pertambangan Jatim, 2008). Penelitian pemanfaatan serbuk batu tabas sebagai cementitious material dalam campuran beton belum pernah dilakukan. Meskipun senyawa pembentuk batu tabas sangat mirip dengan yang terkandung di dalam beberapa cementitous material seperti: fly ash, silicafume dan slag. Penelitian terhadap penggunaan fly ash sebagai pengganti semen sebesar 25% dapat meningkatkan kuat tekan beton sebesar 8,78% pada umur 56 hari (Barkiah, 2003). Penggunaan copper slag sebagai pengganti semen sebanyak 20% meningkatkan kuat tekan beton rata-rata sebesar 11,39%, juga meningkatkan kuat tarik dan geser secara bervariasi [Suryabermansyah, 2002]. Terkait dengan permasalahan serta data-data yang mendukung tersebut di atas, maka akan diadakan penelitian terhadap pemakaian serbuk batu tabas sebagai cementitious material dalam campuran beton, yaitu dengan cara menggantikan sejumlah semen dengan serbuk batu tabas. Penelitian ini dilaksanakan dengan tujuan untuk mendapatkan korelasi antara persentase serbuk batu tabas yang menggantikan semen dalam campuran beton terhadap kuat tekan dan permeabilitas. Manfaat utama yang diharapkan dari peneltitian ini adalah menjadikan serbuk batu tabas sebagai bahan alternatif yang dapat menggantikan sebagian semen khususnya dalam campuran beton, sehingga memberikan nilai tambah bagi limbah batu tabas.

I W. Intara, I M. A.K. Salain dan N.M.A. Wiryasa

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 254

2. BAHAN DAN METODE PENGUJIAN

Penelitian ini menggunakan bahan-bahan untuk campuran beton normal yang terdiri dari air, semen, agregat halus dan agregat kasar ditambah serbuk batu tabas sebagai bahan pengganti sebagian semen. Air untuk mencampur beton merupakan air PDAM. Untuk perekat hidrolik menggunakan semen portland tipe I. Sebagai agregat digunakan pasir dan batu pecah yang distribusi butirannya dirancang menurut SNI 03-2384-2000; dengan ketentuan memenuhi gradasi Zone 2 untuk agregat halus dan gradasi dengan butir maks 20 mm untuk agregat kasar. Beberapa sifat fisik bahan yang digunakan dalam penelitian ini dicantumkan dalam tabel 2.1. Benda uji beton berupa silinder dengan ukuran diameter 150 mm dan tinggi 300 mm dibuat sebanyak 5 buah untuk masing-masing perlakuan dan umur. Beton dibuat dalam perbandingan berat 1 perekat : 1.93 pasir : 2.67 batu pecah , dimana perekat berupa campuran semen portland dan serbuk batu tabas dengan persentase 0%, 5%, 10%, 20% dan 25% dan faktor air perekat 0,52. Pencampuran beton dengan menggunakan mesin pencampur dimana sebelum dicampur agregat disiapkan dalam kondisi Saturated Surface Dry (SSD). Benda uji yang telah dicetak dibiarkan dalam cetakannya selama 24 jam dan selanjutnya dibuka dari cetakannya untuk dilakukan perawatan. Perawatan dilaksanakan dengan merendam benda uji dalam air selama 14 hari dan selanjutnya ditaruh di dalam ruangan sampai waktu pelaksanaan pengujian : 28 dan 56 hari. Uji tekan menggunakan mesin tekan Controls kapasitas 2000 kN sedangkan uji permeabilitas memakai Concrete Permeability Apparatus C530.

Tabel 2.1 Sifat Fisik Bahan Pembentuk Beton

Bahan

Sifat fisik

PC Agregat halus Agregat kasar Serbuk batu tabas

Berat jenis SSD - 2,56 2,32 2,61

Berat Volume (gr/cc) 1,235 1,58 1,21 1,52

Penyerapan air (%) - 4,69 3,93 5,26

Kadar lumpur (%) - 1,44 0,30 -

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengujian Kuat Tekan beton Hasil pengujian tekan diperlihatkan pada gambar 3.1 berikut ini.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0% 5% 10% 15% 20% 25%

Persentase serbuk batu tabas

Ku

at

tek

an

ra

ta-r

ata

(M

Pa

)

Umur 28 hr Umur 56 hr

Gambar 3.1 Hubungan antara persentase batu tabas dengan kuat tekan beton

Berdasarkan hasil pengujian seperti terlihat pada gambar 3.1 bahwa pada umur 28 hari terjadi penurunan kuat tekan seiring dengan peningkatan persentase batu tabas. Hal ini dapat disebabkan karena kehadiran cementitous material

Pemanfaatan Serbuk Batu Tabas Sebagai Pengganti Sebagian Semen

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 255

menghambat proses hidrasi pada umur awal (PEDC, 1987), sehingga proses pengerasan yang terjadi belum sempurna. Hal ini sesuai penelitian yang dilakukan oleh Barkiah I (2003), I.M.A.K Salain (2007) dan Subakti (1994)

dalam Barkiah I (2003). Pada umur 56 hari diperoleh bahwa pada penggunaan 5% SBT kuat tekan yang dihasilkan lebih tinggi (18,57%) dibandingkan dengan benda uji standar (0%SBT). Perkembangan kuat tekan beton dengan penggunaan SBT lebih besar dari 5% cendrung menurun terhadap kuat telkan SBT 5%. Namun demikian kuat tekan dengan 10% SBT masih lebih tinggi (2,39%) dibandingkan dengan kuat tekan benda uji standar. Peninggkatan kuat tekan yang lebih tinggi dari pada benda uji standar akibat dari Alumina dan silika aktif yang bereaksi dengan kapur bebas hasil hidrasio semen terbentuk CAH dan gel CSH. Terbentuknyas enyawa ini menambah kepadatan beton, sehingga pada umur 56 hari kekuatan beton dengan 5% SBT lebih tinggi dari pada benda uji standar. Lebih rendahnya kuat tekan beton dengan SBT lebih dari 10% dibandingkan dengan benda uji standar dapat disebabkan karena jumlah SBT jauh melampaui jumlah kapur bebas yang tersedia. Namun demikian, untuk setiap variasi penggantian semen potland dengan serbuk batu tabas kuat tekan meningkat dengan bertambhnya umur hidrasi. Fenomena perkembangan kekuatan yang diuraikan di atas sesuai dengan hasil penelitian Barkiah I (2003), I.M.A.K

Salain (2007), Subakti (1994) dalam Barkiah I (2003)dan Retno A (2004).

Pengujian permeabilitas beton Hasil pengujian permeabilitas diperlihatkan pada gambar 3.2 berikut ini.

0.0E+00

5.0E-09

1.0E-08

1.5E-08

2.0E-08

2.5E-08

3.0E-08

3.5E-08

0% 5% 10% 15% 20% 25%

Persentase serbuk batu tabas

Ko

efi

sie

n p

erm

eab

ilit

as (

cm

/dt)

umur 56 hari umur 28 hr

Gambar 3.2 Hubungan antara persentase batu tabas dengan koefisien permeabilitas beton

Berdasarkan hasil pengujian terlihat bahwa pada umur 28 hari terjadi peningkatan koefisien permeabilitas seiring dengan peningkatan persentase serbuk batu tabas (SBT), Namun demikian pada umur 56 hari pada beton dengan penggunaan 5% dan 10%SBT terjadi penurunan koefisien permeabilitas berturut-turut sebesar 40,18% dan 9,13% terhadap benda uji standar. Pada umur tersebut dan penggunaan SBT lebih besar dari 10% nilai permeabilitas lebih tinggi dibandingkan dengan beton standar. Namun demikian secara umum nilai koefisien permeabilitas menurun dengan bertambahnya umur hidrasi. Perkembangan permeabilitas ini berhubungan dengan proses hidrasi yang terjadi didalam beton dengan perekat campuran berupa semen portland dan serbuk batu tabas seperti yang diuraikan pada hasil uji kuat tekan beton.

4. KESIMPULAN

Dari hasil penelitian mengenai pengaruh Persentase serbuk batu tabas sebagai pengganti sebagian semen terhadap kuat tekan beton dan permeabilitas beton dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Pada pengujian tekan silinder beton pada umur 28 hari belum menunjukan pengaruh serbuk batu tabas dalam perkembangan kuat tekan maupun permeabilitas beton.

2. Perkembangan positif terjadi pada umur 56 hari Substitusi semen dengan serbuk batu tabas sebesar 5% dan 10% menghasilkan kuat tekan beton yang lebih besar daripada kuat tekan beton yang tanpa substitusi, yaitu sebesar 18,57% dan 2,39%, sedangankan permeabilitas menurun sebesar 40,18% dan 9,13%. Pada

I W. Intara, I M. A.K. Salain dan N.M.A. Wiryasa

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 256

persentase selanjutnya terjadi penurunan kuat tekan dan peningkatan koefisien permeabilitas terhadap beton standar.

3. Serbuk batu tabas masih bisa sebagai pengganti sebagian semen sampai dengan 10% untuk mendapatkan mutu beton yang setara dengan beton standar.

DAFTAR PUSTAKA

Angraini R, (2004), Pengaruh Perubahan Temperatur Terhadap Senyawa Kimia Pada Beton Mutu Tinggi Dengan

Silica Fume, Universitas Merdeka, Malang Anonim, (2008), Potensi Bangunan, www_pertambangan-jatim Anonim,(1987), Teknologi Bahan , DepDikBud PEDC, Bandung Anonim,(2004), Semen portland SNI 15-2049-2004, Badan Standardisasi Nasional, Jakarta. Anonim,(2004), Semen portland pozolan SNI 15-0302-2004, Badan Standardisasi Nasional, Jakarta. Barkiah I, (2003), Studi Laju Peningkatan Kekuatan Tekan Beton yang memakai Abu Terbang, Fakultas Teknik

Unlam, Banjarmasin Bermansyah S, (2002), Sifat mekanis Beton Mutu Tinggi Dengan Campuran Copper Slag Sebagai Cementitious

Material, Teknik Sipil Universitas Syiah Kuala. Muljono T, (2004), Teknologi Beton, Andi, Yogyakarta Murdock, L.J. dan Brook, K.M. (1991) Bahan dan Pratek beton. terjemahan Stephanus Hendarko. Jakarta:

Erlangga. Salain I.M.A.K., 2007, Perbandingan Kuat Tekan dan Permeabilitas Beton yang Menggunakan Semen Portland

Pozolan dengan yang menggunakan Semen Portland Tipe I, Seminar dan Pameran HAKI .Sunaryo G, (2007), Rancangan Campuran Batu Padas Buatan Jenis Kelating Dengan Memanfaatkan Limbah Batu

Tabas, Tesis Magister Teknik Sipil Universitas Udayana, Denpasar.