KARAKTERISTIK BETON RINGAN KUAT TEKAN 35 MPa MENGGUNAKAN LIMBAH KERTAS SEBAGAI SUBSTITUSI PARSIAL AGREGAT HALUS - PDF

Preview

Summary

KARAKTERISTIK BETON RINGAN KUAT TEKAN 35 MPa MENGGUNAKAN LIMBAH KERTAS SEBAGAI SUBSTITUSI PARSIAL AGREGAT HALUS SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Guna Memperoleh Gelar Diploma Empat (D-4) Pada Politeknik Negeri Ujung Pandang Oleh RANGGA P. TANDIPAYUK 412 12 014 PROGRAM STUDI D-IV JAS...

Description

KARAKTERISTIK BETON RINGAN KUAT TEKAN 35 MPa MENGGUNAKAN LIMBAH KERTAS SEBAGAI SUBSTITUSI PARSIAL AGREGAT HALUS

SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Guna Memperoleh Gelar Diploma Empat (D-4) Pada Politeknik Negeri Ujung Pandang

Oleh RANGGA P. TANDIPAYUK 412 12 014

PROGRAM STUDI D-IV JASA KONSTRUKSI JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG MAKASSAR 2016

ii

iii

ABSTRAK (Rangga P. Tandipayuk) “Karakteristik Beton Ringan Kuat Tekan 35 MPa Menggunakan Limbah Kertas sebagai Substitusi Parsial Agregat Halus”, Makassar (Dr. Eng. Adiwijaya, S.ST., M.T dan Martha Manganta, S.T., M.T.)

Penelitian ini dilakukan untuk menginvestigasi pengaruh penambahan limbah kertas pada karakteristik beton. Limbah kertas diproduksi menjadi bulir kertas dimanfaatkan sebagai bahan pengganti agregat halus dengan persentase substitusi 25% (P25-0) dan 50% bulir kertas (P50-0). Tujuh jenis variasi campuran beton menggunakan semen PCC dan Silica Fume sebagai binder (bahan pengikat). Jumlah benda uji untuk kuat tekan dan modulus elastisitas sebanyak 42 spesimen silinder (=10 cm, t=20cm) dan kuat lentur sebanyak 9 spesimen balok (10x10x40 cm). 24 jam setelah spesimen beton dicetak, benda uji dirawat dalam air. Kemudian, sampai pada umur tertentu 7 hari dan 28 hari, kuat tekan dan modulus elastisitas serta kuat lentur beton diuji menggunakan Compression Testing Machine, Flexural Strength Machine, Universal Testing Machine dan LVDT. Hasil penelitian menunjukkan bahwa beton dengan atau tanpa penambahan bulir kertas mengalami kenaikan kuat tekan sampai dengan umur 28 hari. Pergantian bulir kertas sebagai agregat halus dapat mereduksi berat isi beton hingga mencapai 3.87%. Penambahan bulir kertas pada campuran beton menurunkan kuat tekan beton (dibanding beton normal), tetapi dapat meningkatkan kuat lentur sebesar 6.79% pada spesimen P25-0. Ini mengindikasikan bahwa bulir kertas berpotensi digunakan sebagai bahan pengganti agregat halus dalam produksi beton dengan kuat tekan minimal 37 MPa dengan persentase substitusi bulir kertas sebesar ± 25%. kata kunci : beton, bulir kertas, berat isi, kuat tekan, kuat lentur

iv

ABSTRACT (Rangga P. Tandipayuk) “The Characteristics of Lightweight Concrete with Compressive Strength 35 MPa Using Wasted Paper as a Partial Substitution of Fine Aggregate”, Makassar (Dr. Eng. Adiwijaya, S.ST., M.T amd Martha Manganta, S.T., M.T.)

This study was conducted to investigate the effect of wasted paper addition in concrete characteristics. Waste paper was produced into paper pulp and be used as a substitution of fine aggregate to the substitution percentage of 25% (P25-0) and 50% (P50-0) of paper pulp. Seven types of concrete mix variations using PCC cement and Silica Fume as a binder. Number of specimen for compressive strength and modulus of elasticity is 42 cylinder specimens (=10 cm, h=20 cm) and flexural strength is 9 beam specimens (10x10x40 cm). 24 hours after concrete specimens molded, specimens will be treated in water. Then, until a certain age of 7 days and 28 days, the compressive strength, modulus of elasticity and the flexural strength of concrete will be tested using Compression Testing Machine, Flexural Strength Machine, Universal Testing Machine and LVDT. The research results showed that the concrete with or without the addition of paper pulp has increased the compressive strength up to the 28 days. The substitution of paper pulp as fine aggregate can reduce the concrete density up to 3.87%. The addition of paper pulp in a concrete mix has decreased the compressive strength (compare to normal concrete), but can increase the flexural strength of 6.79% on the specimen P25-0. This indicates that the paper pulp could potentially be used as a substitute material for fine aggregate in the production of concrete with a minimum compressive strength of 37 MPa with paper pulp substitution percentage about 25%. keywords : concrete, paper pulp, density, compressive strength, flexural strength

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur senantiasa penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan Rahmat dan Hidayah-Nya kepada penulis sampai saat ini, sehingga penulis dapat menyelesaikan Proposal Skripsi dengan judul “ Karakteristik Beton Ringan Kuat Tekan 35 MPa Menggunakan Limbah Kertas sebagai Substitusi Parsial Agregat Halus” ini. Penulis menyadari bahwa dalam proses awal hingga terselesainya laporan ini, banyak pihak yang telah terlibat dan berperan serta untuk mewujudkan terselesainya laporan ini, karena itu penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima kasih yang setinggi-tingginya kepada Yth. : 1) Bapak Dr. Ir. Hamzah Yusuf, M.Sc. selaku Direktur Politeknik Negeri Ujung Pandang. 2) Bapak Dr. Eng. Adiwijaya, S.ST., M.T. dan Ibu Martha Manganta, S.T., M.T yang merupakan pembimbing I dan pembimbing II yang selama ini dengan tekun dan sabar serta segala jerih payah, bimbingan dan bantuan yang tulus ikhlas yang diberikan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 3) Ibu Mardiana Amir, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi D4 Jasa Konstruksi.

vi

4) Segenap dosen dan staf karyawan di Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Ujung Pandang yang tidak sempat saya sebutkan namanya satu persatu. 5) Keluarga kecil penulis, Bapak Dr. Ir. Lodewyk S. Tandipayuk, M.S. dan Ibu Prof. Dr. Ir. Haryati, M.S. selaku orang tua dan Gayangboro Tandipayuk selaku adik dari penulis yang selama ini dengan penuh kasih sayang merawat penulis hingga dapat menyelesaikan program pendidikan ini. Seluruhnya penulis persembahkan kepada kedua orang tua penulis yang sangat penulis cintai dan sayangi. 6) Abdul Rahim Rola, Ahmad Haryanto, Yansen, Yahya, Fithrah Idris, Indah Hanindita, Delwim Libranito, Amirullah, Syafar dan Svenson yang telah menemani dan membantu seluruh pengerjaan penelitian yang penulis laksanakan hingga terselesaikannya laporan skripsi ini. 7) Rekan-rekan Mahasiswa Teknik Sipil Politeknik Negeri Ujung Pandang, khususnya kelas 5 D-IV angkatan 2012 yang telah memberikan semangat dan dukungan. 8) Bagi sahabat penulis Steve Ryan, Jeane Linda Rosari, S.Kom., Melinda Anthoneta Soplantila, A.Md., Evelin Markus, S.S., Brigitta Aprillya Kartika, Tiffany Tandioga, S.ST., Venansia Aveline, Juniarty Sofie, Melsy Arsita A.Md.Kep., dan Andrew Malaha yang selalu memberi dukungan, bantuan dan semangat kepada penulis baik dalam keadaan susah maupun senang dalam penyusunan skripsi ini.

vii

9) Rekan-rekan pengurus dan anggota PKKPN-UP yang senantiasa memberikan semangat dan doa tidak hentinya kepada penulis dan seluruh teman-teman penulis yang sedang berjuang dalam menyelesaikan tugas akhir di Politeknik Negeri Ujung Pandang. 10) Rekan-rekan penulis dari Komunitas One Piece Indonesia (KOPI) SULSEL

X Nakama MKZ dan Komunitas One Piece Makassar (OPM)

yang tidak sempat saya sebutkan satu persatu, yang telah memberikan semangat dan dukungan kepada penulis. 11) Seluruh pihak-pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu persatu, yang telah membantu penulis hingga laporan skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Penulis menyadari bahwa di dalam laporan ini masih terdapat banyak kekurangan dan masih memerlukan perbaikan, baik. Hal ini tidak lain disebabkan karena keterbatasan ilmu dan kemampuan yang dimiliki oleh penulis dalam menyelesaikan laporan ini, karenanya berbagai masukan dan saran yang sifatnya membangun sangatlah penulis harapkan demi kesempurnaan laporan ini. Harapan penulis agar Laporan ini dapat memberikan manfaat kepada kita semua dan terkhusus kepada penulis sendiri, Amin. Makassar,

Oktober 2016

Penulis

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL............................................................................................ i HALAMAN PENGESAHAN PEMBIMBING ................................................... ii PENERIMAAN PANITIA UJIAN ..................................................................... iii ABSTRAK .......................................................................................................... iv ABSTRACT ......................................................................................................... v DAFTAR ISI ....................................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xi DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah ....................................................................... 1 B. Rumusan Masalah ................................................................................. 3 C. Batasan Masalah ................................................................................... 4 D. Tujuan Penelitian .................................................................................. 4 E. Manfaat Penelitian ................................................................................ 5 F. Sistematikan Penulisan ......................................................................... 5

ix

BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Tinjauan Umum .................................................................................... 7 B. Teori Tentang Beton ............................................................................. 7 C. Beton Ringan (Lightweight Concrete) .................................................. 21 D. Kertas .................................................................................................... 22 E. Silica Fume / Mikrosilika...................................................................... 27 F. Penelitian Sejenis Sebelumnya ............................................................. 32 BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Tinjauan Umum .................................................................................... 35 B. Bahan, Alat, Waktu dan Tempat ........................................................... 35 C. Diagram Alir Penelitian ........................................................................ 39 D. Tipe Penelitian dan Sumber Data ......................................................... 41 E. Prosedur Penelitian ............................................................................... 42 F. Variasi Agregat dan Jumlah Benda Uji ................................................ 51 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Pengujian Karakteristik Material ................................................. 52 B. Rancangan Campuran Beton (Mix Design) .......................................... 55 C. Hasil Pengujian Karakteristik Beton ..................................................... 56 D. Analisa dan Pembahasan....................................................................... 62 BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ........................................................................................... 73 B. Saran ..................................................................................................... 74

x

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 75 LAMPIRAN ......................................................................................................

76

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Faktor-faktor yang mempengaruhi Kekuatan Beton ........................ 9 Gambar 2 Tipe-tipe Keruntuhan Slump berdasarkan Nilai FAS ....................... 11 Gambar 3 Hubungan Kuat Tekan dan Umur Beton .......................................... 13 Gambar 4 Proses Terjadinya Pengikatan dan Beton ......................................... 14 Gambar 5 Bentuk Visual Kertas ........................................................................ 23 Gambar 6 Bentuk Visual Silica Fume ............................................................... 29 Gambar 7 Kertas (Paper Pulp) .......................................................................... 36 Gambar 8 Mikrosilika (Silica Fume) ................................................................. 37 Gambar 9 Diagram Alir Penelitian .................................................................... 40 Gambar 10 Uji Kuat Tekan Beton ..................................................................... 47 Gambar 11 Uji Kuat Lentur Beton 1/3 Bentang ................................................ 49 Gambar 12 Uji Kuat Tekan Tekan dan Modulus Elastisitas ............................. 50 Gambar 13 Peningkatan Kuat Tekan Beton Normal (NC) di Umur 7 dan 28 Hari ............................................................................................. 58 Gambar 14 Peningkatan Kuat Tekan Beton Kertas 25% (P25) di Umur 7 dan 28 Hari ............................................................................................. 59 Gambar 15 Peningkatan Kuat Tekan Beton Kertas 50% (P50) di Umur 7 dan

xi

28 Hari ............................................................................................. 60 Gambar 16 Pola Keruntuhan Beberapa Spesimen Hasil Uji Kuat Lentur ......... 61 Gambar 17 Pengaruh Bulir Kertas terhadap Berat Isi Beton............................. 62 Gambar 18 Model Penyebaran Bulir Kertas di dalam Beton ............................ 63 Gambar 19 Pengaruh Bulir Kertas terhadap Kuat Tekan Umur 28 Hari........... 64 Gambar 20 Pengaruh Bulir Kertas terhadap Modulus Elastisitas ..................... 65 Gambar 21 Pengaruh Bulir Kertas terhadap Kuat Lentur Beton ....................... 66 Gambar 22 Pengaruh Silica Fume terhadap Kuat Tekan Beton Kertas ............ 67 Gambar 23 Hubungan antara Kuat Tekan - Berat Isi ........................................ 68 Gambar 24 Hubungan Tegangan - Regangan Beton Kertas.............................. 69 Gambar 25 Hubungan Tegangan - Regangan Beton Kertas dengan Silica Fume................................................................................................ 70 Gambar 26 Hubungan Kuat Tekan vs. Modulus Elastisitas .............................. 71

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Matriks Sampel Pengujian..................................................................... 51 Tabel 2 Hasil Pengujian Komposisi Senyawa Semen PCC dan SF ................... 52 Tabel 3 Rekapitulasi Hasil Pengujian Karakteristik Agregat Halus (Pasir) ....... 53 Tabel 4 Rekapitulasi Hasil Pengujian Karakteristik Agregat Kasar (Batu Pecah) .......................................................................................... 54 Tabel 5 Proporsi Material Campuran Beton (Mix Proportion) .......................... 55 Tabel 6 Nilai Pengujian Slump Semua Variasi (Slump Test) ............................. 56 Tabel 7 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton dan Modulus Elastisitas ................ 57 Tabel 8 Hasil Pengujian Kuat Lentur ................................................................. 61 Tabel 9 Rasio antara Modulus Elastisitas - Kuat Tekan - Kuat Lentur Beton ... 72

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Hasil Pengujian Karakteristik Agregat .......................................... 76 Lampiran 2 Hasil Pengujian Karakeristik Beton ............................................... 96 Lampiran 3 Mix Proportion .............................................................................. 108 Lampiran 4 Dokumentasi Penelitian ................................................................. 110

xiv

xv

BAB I PENDAHULUAN

A.

Latar Belakang Masalah Seiring dengan pesatnya pertumbuhan pengetahuan dan teknologi di bidang konstruksi ini akan terus mendorong kita untuk lebih memperhatikan standar mutu serta produktivitas kerja yang dapat berperan serta dalam meningkatkan sebuah pembangunan konstruksi dengan lebih berkualitas. Insfrastruktur-infrastruktur dan fasilitas umum dituntut untuk semakin maju, seperti jembatan, perumahan, bangunan high-rise, konstruksi jalan dan berbagai fasilitas lainnya. Diperlukan suatu bahan bangunan yang memiliki keunggulan yang lebih baik untuk membangun semua

infrastruktur tersebut, yaitu penggunaan teknologi

beton.

Dikarenakan bahan tersebut memiliki beberapa keuntungan seperti bentuk yang dapat menyesuaikan dengan kebutuhan, spesifikasi teknis dan daya tahan yang kuat, kecepatan pelaksanaan konstruksi serta yang terpenting ramah lingkungan. Melihat saat ini problematika sampah di Kota Makassar seperti umumnya kota-kota besar di Indonesia. Kota Makassar merupakan salah satu ibu kota Provinsi dengan pengolahan persampahan yang kurang baik. Sampah merupakan material sisa yang sudah tidak dipakai, tidak disenangi atau sesuatu yang harus dibuang, yang umumnya berasal dari kegiatan yang dilakukan oleh masyarakat. Dalam berkegiatan, masyarakat

1

memproduksi sampah karena semakin banyak sampah yang dihasilkan oleh masyarakat maka perlu diadakan pengolahan sampah, dengan tujuan mengubah sampah menjadi material yang memiliki nilai ekonomis atau mengolah sampah agar menjadi material yang tidak membahayakan bagi lingkungan hidup. Berdasarkan penelitian terdahulu, di Kota Makassar, tempat menampung sampah yang diproduksi oleh penduduk Kota Makassar, berlokasi di Tamangapa. Karakteristik fisik sampah di TPA Tamangapa yang berupa komposisi sampah diperoleh sampah organik 80.71%, plastik 9.23%, kertas 7.03%, kain 0.03%, kayu 0.17%, kaca 0.22%, kaleng/besi 2.12%, karet 0.50%. Sedangkan densitas atau pemadatan sampah yakni 0,19 kg/ltr (Zubair & Haeruddin, 2012). Melihat data tersebut terungkap bahwa salah satu potensi pencemaran lingkungan yang harus dikelola dengan baik adalah pencemaran tanah akibat limbah kertas yang terdapat di lingkungan. Permasalahannya yaitu penumpukan limbah kertas dalam jumlah yang besar. Biasanya limbah kertas tersebut hanya ditumpuk ataupun dibakar dan belum dapat dikelola dengan baik, sehingga apabila terkontaminasi secara langsung dengan tanah dalam jumlah besar, akan menimbulkan pencemaran tanah, bau, dan gangguan bagi masyarakat sekitar serta akan mengganggu kestabilan unsur hara dalam tanah. Seiring dengan teknologi yang berkembang pesat ini, maka tingkat kreatifitas masyarakat dalam dunia konstruksi pun akan semakin meningkat. Perkembangan teknologi ini mulai dimanfaatkan untuk

2

mengolah potensi sumber daya alam yang ada, salah satunya ialah limbah kertas. Limbah kertas sendiri saat ini tersedia dalam jumlah yang tidak sedikit oleh karena itu pemanfaatan kertas limbah sebagai bahan baku beton mungkin merupakan salah satu alternatif yang dapat diaplikasikan pada struktur beton. Selain itu pemanfaatan kertas limbah ini juga dapat mengatasi permasalahan pembuangan limbah kertas sekaligus mendukung program pemerintah dalam pengadaan bahan konstruksi bangunan yang murah, dan ringan yang diharapkan dapat meningkatkan karakteristik beton. Berdasarkan uraian latar belakang masalah di atas, maka penulis mencoba meneliti dan membahas akan hal tersebut di dalam Skripsi yang berjudul : “ Karakteristik Beton Ringan Kuat Tekan 35 MPa Menggunakan Limbah Kertas sebagai Substitusi Parsial Agregat Halus. ”

B.

Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah yang sudah dijelaskan di atas maka permasalahan yang dapat dirumuskan adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana pengaruh limbah kertas sebagai pengganti agregat halus terhadap karakteristik beton ? 2. Bagaimana

pengaruh

silica

fume

(mikrosilika)

terhadap

karakteristik beton yang dicampur dengan limbah kertas ?

3

C.

Batasan Masalah Untuk memberikan arah yang jelas dari penelitian ini agar sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai dan karena keterbatasan waktu serta luasnya permasalahan yang ada, maka penulis membatasi beberapa hal yaitu : 1. Metode mix design yang akan digunakan dalam peneli...