BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Batubara

Batubara adalah salah satu bahan bakar fosil. Pengertian umumnya adalah

batuan sedimen yang dapat terbakar, terbentuk dari endapan organik, utamanya

adalah sisa-sisa tumbuhan dan terbentuk melalui proses pembatubaraan. Unsur-unsur

utamanya terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen. Batu bara juga adalah batuan

organik yang memiliki sifat-sifat fisika dan kimia yang kompleks yang dapat ditemui

dalam berbagai bentuk. Analisa unsur memberikan rumus formula empiris seperti

C137H97O9NS untuk bituminus dan C240H90O4NS untuk antrasit

(http://id.wikipedia.org/wiki/Batu_bara).

Potensi batubara di Indonesia cukup besar dan tersebar mulai dari pulau

Sumatera, Kalimantan Jawa,Sulawesi serta Irian. Dalam rangka diversifikasi sumber

energi minyak bumi, pemerintah mencanangkan batubara sebagai salah satu

alternatif. Kendala pemanfaatan batubara adalah terbentuknya limbah berbentuk abu

yang dapat merusak tungku pembakaran (terbentuknya slag) serta jumlah produk

limbah yang dihasilkan.

Batubara secara umum bersifat diamagnetic (tidak bersifat magnet)

mempunyai kerentanan magnetik negative sebesar 10-6 cgs emu dan mineral yang

terkandung didalam batubara bersifat paramagnetic sampai ferromagnetic.

Sedangkan abu merupakan residu hasil pembakaran mineral yang terkandung

didalam batubara. Komposisi mineral tersebut, diklasifikasikan dalam 6 (enam) grup

:lempung, karbonat, sulfide, oksida, klorida dan sulfat. Komposisi kimia abu, pada

umumnya merupakan campuran senyawa silikat dan sulfat (Gurharyanto, 1996).

Universitas Sumatera Utara

2.2. Abu Batubara

Saat ini penggunaan batubara di kalangan industri semakin meningkat, karena

selain harga yang relatif murah juga harga bahan bakar minyak untuk industri

cenderung naik. Penggunaan batubara sebagai sumber energi pengganti BBM, disatu

sisi sangat menguntungkan namun disisi lain menimbulkan masalah, yaitu abu

batubara yang merupakan hasil samping pembakaran batubara. Dari sejumlah

pemakaian batubara akan dihasilkan abu batubara sekitar 2 – 10 % (tergantung jenis

batubaranya, low calory atau hight calory). Sampai saat ini pengelolaan limbah abu

batubara oleh kalangan industri hanya ditimbun dalam areal pabrik saja (ash

disposal).

Abu batubara adalah bagian dari sisa pembakaran batubara yang berbentuk

partikel halus amorf dan abu tersebut merupakan bahan anorganik yang terbentuk

dari perubahan bahan mineral (mineral matter) karena proses pembakaran. Dari

proses pembakaran batubara pada unit penmbangkit uap (boiler) akan terbentuk dua

jenis abu yaitu abu terbang (fly ash) dan abu dasar (bottom ash) Komposisi abu

batubara yang dihasilkan terdiri dari 10 - 20 % abu dasar, sedang sisanya sekitar 80 -

90 % berupa abu terbang. Abu terbang ditangkap dengan electric precipitator

sebelum dibuang ke udara melalui cerobong.

Menurut ACI Committee 226, dijelaskan bahwa abu terbang (fly ash)

mempunyai butiran yang cukup halus, yaitu lolos ayakan No. 325 (45 mili mikron) 5

– 27 % dengan spesific gravity antara 2,15 – 2,6 dan berwarna abu-abu kehitaman.

Abu batubara mengandung silika dan alumina sekitar 80 % dengan sebagian silika

berbentuk amorf. Sifat-sifat fisik abu batubara antara lain densitasnya 2,23 gr/cm3,

kadar air sekitar 4 % dan komposisi mineral yang dominan adalah α-kuarsa dan

mullite. Selain itu abu batubara mengandung SiO2 = 58,75 %, Al2O3 = 25,82 %,

Fe2O3 = 5,30 % CaO = 4,66 %, alkali = 1,36 %, MgO = 3,30 % dan bahan lainnya =

0,81 % (Misbachul Munir,2008). Beberapa logam berat yang terkandung dalam abu

batubara seperti tembaga (Cu), timbal (Pb), seng (Zn), kadmium (Cd), chrom (Cr).

Universitas Sumatera Utara

Tabel 2.1. Kandungan logam berat pada abu batubara

No Jenis abu batubara Kandungan logam berat (ppm) Cu Pb Zn Cd Cr 1 Abu batubara bukit asam 298 19 391 11 224 2 Abu batubara Ombilin 87 15 153 tt 120

Sumber : Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara, Departemen ESDM, 2003

2.3. Fly Ash

Fly ash merupakan material yang memiliki ukuran butiran yang halus,

berwarna keabu-abuan dan diperoleh dari hasil pembakaran batubara. Pada intinya fly

ash mengandung unsur kimia antara lain silika (SiO2), alumina (Al2O3), fero oksida

(Fe2O3) dan kalsium oksida (CaO), juga mengandung unsur tambahan lain yaitu

magnesium oksida (MgO), titanium oksida (TiO2), alkalin (Na2O dan K2O), sulfur

trioksida (SO3), pospor oksida (P2O5

Menurut ASTM C618 fly ash dibagi menjadi dua kelas yaitu fly ash kelas F

dan kelas C. Perbedaan utama dari kedua ash tersebut adalah banyaknya calsium,

silika, aluminium dan kadar besi di ash tersebut. Walaupun kelas F dan kelas C

sangat ketat ditandai untuk digunakan fly ash yang memenuhi spesifikasi ASTM

C618, namun istilah ini lebih umum digunakan berdasarkan asal produksi batubara

atau kadar CaO. Yang penting diketahui, bahwa tidak semua fly ash dapat memenuhi

persyaratan ASTM C618, kecuali pada aplikasi untuk beton, persyaratan tersebut

harus dipenuhi.

) dan Karbon.

Fly ash kelas F: merupakan fly ash yang diproduksi dari pembakaran batubara

anthracite atau bituminous, mempunyai sifat pozzolanic dan untuk mendapatkan sifat

cementitious harus diberi penambahan quick lime, hydrated lime, atau semen. Fly ash

kelas F ini kadar kapurnya rendah (CaO < 10%).

Fly ash kelas C: diproduksi dari pembakaran batubara lignite atau sub-bituminous

selain mempunyai sifat pozolanic juga mempunyai sifat self-cementing (kemampuan

Universitas Sumatera Utara

untuk mengeras dan menambah strength apabila bereaksi dengan air) dan sifat ini

timbul tanpa penambahan kapur. Biasanya mengandung kapur (CaO) > 20% (Sri

Prabandiyani Retno Wardani,2008)

Karakteristik Fly Ash :

a. Dari segi gradasinya, jumlah prosentase yang lolos dari saringan No. 200 (0,074

mm) berkisar antara 60% sampai 90%.

b. Warna dari fly ash dapat bervariasi dari abu- abu sampai hitam tergantung dari

jumlah kandungan karbonnya, semakin terang semakin rendah kandungan

karbonnya.

c. Fly ash bersifat tahan air (hydrophobic) (Ary setiawan,dkk,2009).

2.4. Pemanfaatan fly ash dan bottom ash

Secara umum ukuran fly ash/bottom ash dapat langsung dimanfaatkan di

pabrik semen sebagai substitusi batuan trass dengan memasukkannya pada cement

mill menggunakan udara tekan (pneumatic system). Disamping dimanfaatkan di

industri semen, fly/bottom ash dapat juga dimanfaatkan menjadi campuran asphalt

(ready mix), campuran beton (concerete) dan dicetak menjadi paving block/batako.

Dari suatu penelitian empiric untuk campuran batako, komposisi yang baik adalah

sbb :

− Kapur : 40%

− Fly ash : 10%

− Pasir : 40%

− Semen : 10%

Pabrik semen juga memerlukan fly ash yang digunakan sebagai pengganti

(substitusi) batuan trass yang bersifat pozzolanic untuk pembuatan semen tahan

asam (PPC). Penggunaan fly ash di salah satu pabrik semen berkisar antara 4-6 %

berat raw mill.

Contoh Pemanfaatan Empiris fly ash/bottom ash di Ind. Textile

Universitas Sumatera Utara

Jumlah Batubara (6300 kkal/kg) yg dibakar = 70 ton

Fly ash = 0.5 ton

Bottom ash = 10 -12 ton

Total ash = 10, 5 -12 ton (15-17% dari total batubara yang dibakar)

Bottom ash dapat digunakan kembali, nilai kalorinya = 3000 kkal/kg

Perbandingan bottom ash dgn batubara asli = 2 : 5

(http://b3.menlh

Fly-ash atau abu terbang yang merupakan sisa-sisa pembakaran batu bara,

yang dialirkan dari ruang pembakaran melalui ketel berupa semburan asap, yang telah

digunakan sebagai bahan campuran pada beton. Abu terbang sendiri tidak memiliki

kemampuan mengikat seperti halnya semen. Tetapi dengan kehadiran air dan ukuran

partikelnya yang halus, oksida silika yang dikandung oleh abu terbang akan bereaksi

secara kimia dengan kalsium hidroksida yang terbentuk dari proses hidrasi semen dan

menghasilkan zat yang memiliki kemampuan mengikat.

.go.id/3r/article.php?article_id=6).

Saat ini fly ash banyak dipakai untuk campuran beton, mengingat fly ash

mengandung bahan pozzolan yaitu silikat dan aluminat serta sedikit unsur kalsium.

Abu terbang sangat baik digunakan sebagai bahan pengikat pada campuran mortar

karena bahan penyusun utamanya adalah Silikon dioksida (SiO2), alumunium (Al2O3)

dan Ferrum Oksida (Fe2O3). Dengan menggunakan abu terbang sebanyak 20%-30%

dari berat semen akan dapat meningkatkan kuat tekan beton. Dengan mengurangi

penggunaan semen berarti dapat menurunkan biaya material beton. Beberapa

kegunaan abu terbang yang lain adalah :

1. Penyusun beton untuk jalan dan bendungan

2. Penimbun lahan bekas pertambangan

3. Recovery magnetit, cenosphere, dan karbon

4. Bahan baku keramik, gelas, batu bata, dan refraktori

5. Bahan penggosok (polisher)

6. Filler aspal, plastik, dan kertas

Universitas Sumatera Utara

7. Pengganti dan bahan baku semen

8. Aditif dalam pengolahan limbah (waste stabilization)

9. Konversi menjadi zeolit dan adsorben (Sri Mulyasih,2010)

2.5. Batako

Penggunaan bata merah dan batako sebagai bahan bangunan pembuat dinding

sudah populer dan menjadi pilihan utama masyarakat di Indonesia sampai dengan

saat ini, namun dari bahan-bahan bangunan ini mempunyai kelemahan tersendiri

yaitu berat per meter kubiknya yang cukup besar sehingga berpengaruh terhadap

besarnya beban mati pada struktur bangunan. Menurut Wijanarko, W. 2008 yang

dikutipnya dari Tjokrodimuljo, 1996. Ada beberapa metode yang dapat digunakan

untuk mengurangi berat jenis beton atau membuat beton lebih ringan antara lain

sebagai berikut:

1. Dengan membuat gelembung-gelembung gas/udara dalam adukan semen

sehingga terjadi banyak pori-pori udara di dalam betonnya. Salah satu cara yang

dapat digunakan adalah dengan menambah bubuk aluminium kedalam

campuran adukan beton.

2. Dengan menggunakan agregat ringan, misalnya tanah liat, batu apung atau

agregat buatan sehingga beton yang dihasilkan akan lebih ringan dari pada

beton biasa.

3. Dengan cara membuat beton tanpa menggunakan butir-butir agregat halus atau

pasir yang disebut beton non pasir. (Wijanarko.W, 2008).

Batako tergolong suatu komposit dengan matriks adalah perekat (semen) dan

pengisinya (filler) adalah agregat (batu kecil atau pasir). Proses penguatan atau

pengerasan pada batako sangat tergantung pada perbandingan (ratio berat) air : sekam

padi, normalnya bervariasi dari 0,8 – 1,2. Batako dikualifikasikan menjadi dua

golongan yaitu batako normal dan batako ringan. Sedangkan untuk batako ringan

adalah batako yang memiliki densitas < 1,8 gr/cm3, begitu juga kekuatan mekaniknya

Universitas Sumatera Utara

biasanya disesuaikan pada penggunaan dan pencampuran bahan bakunya (mix

design). Jenis batako ringan terbagi menjadi dua bagian yaitu: batako ringan berpori

( aerated concrete) dan batako ringan non aerated.

Batako yang baik adalah setiap batako permukaannya rata dan saling tegak

lurus serta mempunyai kuat tekan yang tinggi. Persyaratan batako menurut PUBI-

(1982) pasal 6 antara lain adalah “permukaan batako harus mulus, berumur minimal

satu bulan, waktu pemasangan harus sudah kering, berukuran panjang ±400 mm,

lebar ±200 mm, tebal 100 – 200 mm, kadar air 25 – 35% dari berat, dengan kuat

tekan 2 – 7 MPa (PUBI, 1982).

2.6. Semen

Semen adalah bahan-bahan yang memperlihatkan sifat-sifat karakteristik

mengenai pengikatan serta pengerasannya jika dicampur dengan air, sehingga

terbentuk pasta semen. Tujuan dari penggunaan semen adalah mencampurkan butir-

butir batu sedemikian sehingga menjadi massa yang padat. Penggunaannya antara

lain adalah untuk pembuatan beton, adukan untuk beton dan barang-barang lain.

Fungsi semen secara umum adalah untuk merekatkan butiran-butiran agregat

agar terjadi suatu massa yang padat. Kandungan silikat dan aluminat pada semen

merupakan unsur utama pembentuk semen yang mana apabila bereaksi dengan air

akan menjadi media perekat. Media perekat ini kemudian akan memadat dan

membentuk massa yang keras (Tjokrodimuljo, 1996).

Semen yang beredar di pasaran harus memenuhi standar tertentu untuk

menjamin konsistensi mutu dan kualifikasi produk. SNI merupakan standar yang

wajib dijadikan acuan untuk semen yang dipasarkan di seluruh wilayah Indonesia.

Jenis semen yang beredar di pasaran meliputi semen Portland Putih, semen Portland

mengacu pada SNI 15-2049-2004, semen Portland Komposit mengacu pada SNI 15-

7064-2004 dan semen Portland Pozolan mengacu pada SNI 15-0302-2004 (Tri

Universitas Sumatera Utara

Mulyono,2005).Standar Nasional Indonesia membagi semen Portland menjadi 5 jenis

(Syarif Hidayat, 2009), yaitu :

1. Jenis I, yaitu semen Portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan

persyaratan-persyaratan khusus.

2. Jenis II, yaitu semen Portland yang penggunaannya memerlukan ketahanan

terhadap sulfat atau kalor hidrasi sedang.

3. Jenis III, semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan kekuatan tinggi

pada tahap permulaan setelah pengikatan terjadi.

4. Jenis IV, semen Porland yang dalam penggunaannya memerlukan kalor hidrasi

rendah.

5. Jenis V. Semen Porland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan tinggi

terhadap sulfat.

Semen dapat dibedakan menjadi 2 kelompok (Shinroku Saito, 1985), yaitu :

1. Semen non-hidrolik , tidak dapat mengikat dan mengeras di dalam air akan tetapi

dapat mengikat dan mengeras di udara. Contoh : kapur tohor, aspal, gypsum.

2. Semen hidrolik, mempunyai kemampuan untuk mengikat dan mengeras di dalam

air. Contoh : semen Portland, semen Terak, semen alam. Semen yang digunakan

untuk campuran beton ini adalah semen Portland yang merupakan campuran

Silikat Kalsium dan Almunium Kalsium yang dapat berhidrasi bila terdapat air

(semen tidak mengeras karena pengeringan tetapi oleh reaksi hidrasi kimia yang

melepaskan panas).

Reaksi hidrasi kimia :

Aluminium Kalsium : Ca3Al2O6 + 6H2O → Ca3Al2(OH)

Silikat Kalsium : Ca12

2SiO4 + x H2O → Ca2SiO4 . x H2

Material semen adalah material yang mempunyai sifat-sifat adhesif dan

kohesif yang diperlukan untuk mengikat agregat-agregat menjadi suatu massa yang

padat yang mempunyai kekuatan yang cukup. Apabila semen dicampur dengan air

O (Ferdinan L.S and

Andrew.P, 1985).

Universitas Sumatera Utara

dan membentuk suatu adukan yang halus, bahan tersebut lambat laun akan mengeras

sampai menjadi padat. Proses ini dikenal sebagai proses pemadatan dan pengerasan.

Semen dikatakan telah memadat apabila telah mencapai kekakuan yang cukup untuk

memikul suatu tekan tertentu yang diberikan, setelah itu ia akan berproses terus untuk

suatu jangka waktu yang cukup lama hingga mengeras, yaitu untuk mendapatkan

kekuatan yang lebih besar. Air didalam adukan melarutkan material pada permukaan

butir-butir semen dan membentuk suatu koloida yang secara berangsur-angsur

bertambah volume dan kekakuannya.

Proses hidrasi akan terus berlangsung lebih dalam ke dalam butir-butir semen,

dengan kecepatan yang makin lama makin berkurang, sesuai dengan berlangsungnya

proses pengakuan dan pengerasan dari massa tersebut. Supaya terjadi proses hidrasi

secara lengkap pada sejumlah semen, menurut H. Rusch, secara kimiawi diperlukan

jumlah air yang beratnya kurang lebih 25 % dari berat semen tersebut. Proses

kimiawi yang terjadi pada proses pemadatan dan pengerasan akan melepaskan panas,

yang dikenal sebagai panas dari hidrasi.

Batu kapur merupakan elemen utama untuk semua jenis semen. Jenis semen

dengan berbagai mutu diperoleh dengan mengatur komposisi kapur atau dengan

mengatur kapur dengan komponen-komponen lain dari semen.

Dengan membakar bahan mentah yang bersangkutan maka bahan tersebut

akan kehilangan air dan karbon dioksida, bahan baru hasil pembakaran mempunyai

kemampuan untuk menyerap air lagi apabila digiling halus, sehingga setelah itu bila

dicampur dengan air bahan halus tersebut dapat membentuk dirinya kembali menjadi

batu.

Waktu perawatan berlangsung sejak air dibubuhkan pada semen sampai

pengikatan awal dari pasta semen permulaan serta lamanya proses perawatan

bergantung pada jenis semen yang digunakan dan cara pengerjaannya. Selama waktu

perawatan bahan yang bersangkutan tidak boleh dipengaruhi oleh getaran mekanis,

Universitas Sumatera Utara

guncangan atau panas, sebab kekuatannya dapat berkurang sehingga tidak sesuai lagi

dengan persyaratan

Proses pengerasan berlangsung sejak tercapainya pengikatan awal. Lamanya

proses pengerasan serta penambahan kekuatan berlangsung untuk jangka waktu yang

lama. Bahan yang bersangkutan memerlukan perlakuan yang hati-hati dan tidak boleh

dipengaruhi oleh perlakuan-perlakuan kasar dari luar.

2.7. Air

Secara umum air yang digunakan untuk campuran beton harus bersih, tidak

boleh mengandung minyak, asam alkali, zat organis atau bahan lainnya yang dapat

merusak beton. Sebaiknya dipakai air tawar yang dapat diminum. Air yang digunakan

dalam pembuatan beton pra-tekan dan beton yang akan ditanami logam aluminium

(termasuk air bebas yang terkandung dalam agregat ) tidak boleh mengandung

ionklorida dalam jumlah yang membahayakan ( Mulyono, T., 2005 ).

2.8. Agregat

Agregat adalah bahan pengisi yang berfungsi sebagai penguat. Biasanya,

Agregat berkisar 60 % sampai 80 % total volume beton (Thornton, 1985). Agregat

merupakan bahan yang bersifat kaku dan memiliki stabilitas volume dan durabilitas

yang baik dari pada semen.

Untuk menghasilkan beton yang baik, agregat halus maupun agregat kasar

harus memiliki gradasi atau komposisi ukuran yang proporsional. Selain itu, tekstur

permukaan agregat yang kasar akan menghasilkan kuat lekat yang lebih baik bila

berinteraksi dengan pasta semen. Permukaan agregat harus bersih dan bebas dari

lumpur dan tanah liat, serta tidak mengandung bahan yang bersifat organik maupun

non organik yang dapat menyebabkan terjadinya pelapukan beton. Selain itu pasir

Universitas Sumatera Utara

juga berpengaruh terhadap sifat tahan susut dan keretakan pada produk bahan

bangunan campuran semen (Van Vlack, 2004).

Agregat kasar adalah batuan yang ukuran butirnya lebih besar dari 4,80 mm

(4,75 mm) dan agregat halus adalah batuan yang lebih kecil dari 4,80 mm (4,74 mm).

Agregat dengan ukuran lebih besar dari 4,80 mm dibagi lagi menjadi dua : yang

berdiameter antara 4,80 – 40 mm disebut kerikil beton dan yang lebih dari 40 mm

disebut kerikil kasar. (Mulyono T, 2005).

2.9. Sludge

Sludge merupakan padatan hasil pengolahan limbah cair yang berasal dari bak

sedimentasi yang perlu dilakukan penangannya atau tempat penyimpanan. Sludge ini

selain mengandung berbagai jenis mikroorganisme juga mengandung berbagai jenis

senyawa organik yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme. Lumpur yang

dibiarkan di tempat terbuka tanpa penanganan lebih lanjut berpotensi sebagai sumber

pencemar.

Pemanfaatan lumpur sebagai pupuk tanaman merupakan salah satu alternatif

yang dapat dilakukan sebagai upaya untuk pengelolaan lingkungan. Limbah sludge

ini dapat dimanfaatkan sebagai pupuk tanaman karena mangadung kadar zink yang

tinggi. Pemanfaatan limbah lumpur sebagai pupuk juga harus memperhatikan kondisi

yang mendukung aktivitas mikroorganisme dalam proses melepaskan nutrien yang

dapat dimanfaatkan untuk tanaman, yaitu kondisi lembab dan hangat, serta

kecukupan bahan makanannya. Meski berpotensi sebagai pupuk, namun ”sludge”

mempunyai berbagai sifat yang kurang baik yaitu : tekstur yang halus, unsur hara.

Universitas Sumatera Utara

2.10. Karakteristik Batako

2.10.1. Sifat Fisis

2.10.1.1. Densitas

Densitas adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin

tinggi densitas (massa jenis) suatu benda , maka semakin besar pula massa setiap

volumenya. Densitas rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi total

volumenya. Sebuah benda yang memiliki densitas lebih tinggi akan memiliki volume

yang lebih rendah dari pada benda bermassa sama yang memiliki densitas lebih

rendah. Air memiliki densitas yang dipandang sebagai referensi nilai pada kondisi

standar suhu 40

Perhitungan densitas menggunakan persamaan :

C tekanan 1 atmosfer secara internasional massa jenis air 1 gr/cm3.

ρ = 𝑚𝑉

………………….(2.1)

dimana : ρ = densitas benda (g/cm3)

m = massa benda ( g)

V = volume benda (cm)

2.10.1.2. Penyerapan Air

Besar kecilnya penyerapan air oleh beton sangat dipengaruhi oleh pori atau

rongga yang terdapat pada beton. Semakin banyak pori-pori yang terkandung dalam

beton maka akan semakin besar pula penyerapan sehingga ketahanannya akan

berkurang. Rongga (pori) yang terdapat pada beton terjadi karena kurang tepatnya

kualitas dan komposisi material penyusunnya. Pengaruh rasio yang terlalu besar

dapat menyebabkan rongga, karena terdapat air yang tidak bereaksi dan kemudian

menguap dan meninggalkan rongga (Bishop dan Smallman, 1991).

Penyerapan air dirumuskan sebagai berikut :

Universitas Sumatera Utara

Penyerapan air = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 𝑗𝑒𝑛𝑢ℎ−𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 𝑘𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 𝑘𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔

x 100 % ……………(2.2)

2.11. Sifat Mekanik

2.11.1. Kekuatan Tekan (Compressive Strength).

Pemeriksaan kuat tekan mortar dilakukan untuk mengetahui secara pasti akan

kekuatan tekan mortar dari mortar yang sebenarnya apakah sesuai dengan kuat tekan

yang direncanakan atau tidak.

Standar yang digunakan pada pengujian ini adalah ASTM C 270-2004 dan

ASTM C 780. Alat yang digunakan pada tes uji tekan mortar adalah Tokyo Testing

Machine Type-20E MGF No. 6079. Pembebanan diberikan sampai benda uji runtuh,

yaitu pada saat beban maksimum bekerja. Beban maksimum dicatat sebagai Fmax.

Kuat tekan (compressive strength) batako merupakan perbandingan besarnya

beban maksimum yang dapat ditahan bahan dengan luas penampang bahan yang

mengalami gaya tersebut.

Secara matematis besarnya kuat tekan suatu bahan (Shinroku Saito,1985):

AFP max

= ……..(2.3)

dimana:

P = Kuat tekan (N/m2)

F = Gaya maksimum (N)

A = Luas permukaan (m2)

Tekanan adalah suatu kuantitas scalar. Satuan dalam Sistem Internasional (SI) dari

tekanan adalah Pascal yang sering disingkat Pa, 1 Pa = 1 Newton/meter2.

Universitas Sumatera Utara

2.11.2. Kekuatan Patah (Bending Strength)

Kekuatan patah sering disebut Modulus of Rapture (MOR) yang menyatakan

ukuran ketahanan bahan terhadap tekanan mekanis dan tekanan panas (thermal

stress). Pengukuran kekuatan patah sampel digunakan dengan metode titik tumpu

(triple point bending), nilai kekuatan patah dapat ditentukan dengan standar ASTM

C.733-79

Persamaan kekuatan patah (Bending Strength) suatu bahan dinyatakan dengan

persamaan sebagai berikut :

Kekuatan patah = : 3𝑃𝐿2𝑏ℎ2

……(2.4)

Dimana : P = Gaya tekan (kgf)

L = Jarak 2 penumpuan (cm)

b dan h = dimensi sampel (lebar dan tinggi) (cm)

Gambar 2.1. Contoh Benda Uji Bending Strength

(Bishop dan Smallman, 1991).

Universitas Sumatera Utara

2.11.3.Uji Hammer Test

Hammer test yaitu suatu alat pemeriksaan mutu beton tanpa merusak beton.

Disamping itu dengan menggunakan metode ini akan diperoleh cukup banyak data

dalam waktu yang relatif singkat dengan biaya yang murah.

Metode pengujian ini dilakukan dengan memberikan beban intact (tumbukan)

pada permukaan beton dengan menggunakan suatu massa yang diaktifkan dengan

menggunakan energi yang besarnya tertentu. Jarak pantulan yang timbul dari massa

tersebut pada saat terjadi tumbukan dengan permukaan beton benda uji dapat

memberikan indikasi kekerasan juga setelah dikalibrasi, dapat memberikan pengujian

ini adalah jenis "Hammer". Alat ini sangat berguna untuk mengetahui keseragaman

material beton pada struktur. Karena kesederhanaannya, pengujian dengan

menggunakan alat ini sangat cepat, sehingga dapat mencakup area pengujian yang

luas dalam waktu yang singkat. Alat ini sangat peka terhadap variasi yang ada pada

permukaan beton, misalnya keberadaan partikel batu pada bagian-bagian tertentu

dekat permukaan.

Oleh karena itu, diperlukan pengambilan beberapa kali pengukuran disekitar

setiap lokasi pengukuran, yang hasilnya kemudian dirata-ratakan British Standards

(BS) mengisyaratkan pengambilan antara 9 sampai 25 kali pengukuran untuk setiap

daerah pengujian seluas maksimum 300 mm2.

Secara umum alat ini bisa digunakan untuk:

- Memeriksa keseragaman kwalitas beton pada struktur.

- Mendapatkan perkiraan kuat tekan beton. (Mawardi Lubis 2003)

2.12. Pengujian Morfologi dengan Scanning Electron Microscopy (SEM)

Scanning Elektron Mikroskopy (SEM) merupakan alat yang dapat membentuk

bayangan permukaan. Morfologi suatu benda uji dapat dipelajari dengan mikroskop

Universitas Sumatera Utara

elektron pancaran karena jauh lebih mudah mempelajari struktur permukaan atau

morfologi itu secara langsung (Stevens, 2001).

Berkas elektron dengan diameter 5-10 nm diarahkan pada spesimen. Interaksi

berkas elektron dengan spesimen menghasilkan beberapa fenomena yaitu hamburan

balik berkas elektron, sinar X, elektron sekunder dan absorpsi elektron. Teknik SEM

pada hakekatnya merupakan pemeriksaan dan analisa permukaan. Data atau tampilan

yang diperoleh adalah data dari permukaan atau dari lapisan yang tebalnya sekitar 20

µm dari permukaan.

Gambar permukaan yang diperoleh merupakan tofografi dengan segala

tonjolan, lekukan dan lubang pada permukaan. Gambar tofografi diperoleh dari

penagkapan elektron sekunder yang dipancarkan oleh spesimen. Sinyal elektron

sekunder yang dihasilkan ditangkap oleh detector yang diteruskan ke monitor. Pada

monitor akan diperoleh gambar yang khas menggambarkan mofologi spesimen.

Selanjutnya gambar di monitor dapat dipotret dengan menggunakan film hitam putih

atau dapat pula direkam ke dalam suatu disket. Sampel yang dianalisa dengan teknik

ini harus mempunyai permukaan dengan konduktivitas tinggi. Karena polimer

mempunyai konduktivitas rendah maka bahan perlu dilapisi dengan bahan konduktor

(bahan pengantar) yang tipis. Bahan yang biasa digunakan adalah perak, tetapi juga

dianalisa dalam waktu yang lama, lebih baik digunakan emas atas campuran emas

dan palladium (Rafli, 2008).

Universitas Sumatera Utara