Download - ISSN: 2087-7986 PUBLIKASI ILMIAH
PUBLIKASI ILMIAH HASIL PENELITIAN
PENULIS
TUTANG MUHTAR
TUMINGAN
PRIYO SUROSO
NUR KHAERAT NUR
IKHLAS KITTA
RUDI HERMAN
YASSIR ARAFAT
MELLY LUKMAN
HAMKAH
SABARUDDIN
EDITOR
MUH.SALEH PALLU LAWALENNA SAMANG
M. W. TJARONGE HERMAN PARUNG
S.A. ADISASMITA M. ARSYAD THAHA
A. BAKRI MUHIDDIN
ISSN: 2087-7986
DITERBITKAN OLEH
PROGRAM DOKTOR TEKNIK SIPIL PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS HASANUDDIN VOLUME XXX-APRIL 2016
Publikasi Ilmiah S3 Teknik Sipil Unhas, April 2016 |11
SIFAT MEKANIK KEKUATAN BETON
MENGGUNAKAN LIMBAH ABU BATUBARA (POND ASH)
SEBAGAI PENGGANTI AGREGAT HALUS
Tumingan1, M. Wihardi Tjaronge2, Victor Sampebulu3 dan Rudy Djamaluddin4
1Mahasiswa Program Doktor Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin,
Jalan Poros Malino, Gowa Sulawesi Selatan, Telp 0812-5304265, email : [email protected] 2 Dosen Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin,
Jalan Poros Malino, Gowa Sulawesi Selatan, Telp 0815-2539401, email:[email protected] 3Dosen Jurusan Teknik Arsitektur, Universitas Hasanuddin,
Jalan Poros Malino, Gowa Sulawesi Selatan, Telp 0813-42705657, email:[email protected]
4Dosen Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin,
Jalan Poros Malino, Gowa Sulawesi Selatan, Telp 0811-460132, email:[email protected]
ABSTRAK Penangangan limbah pembakaran batubara pada pembangkit listrik tenaga uap di Lati kabupaten Berau yang
direkomendasikan badan pengelola dampak lingkungan Provinsi Kalimantan Timur adalah dengan cara
membuang abu batubara ke dalam kolam-kolam yang dialiri air agar abu batubara tidak terbang yang
menimbulkan polusi udara. Endapan atau kumpulan abu batubara dalam kolam pengendap dinamakan Pond
Ash. Penelitian ini memanfaatkan pond ash untuk campuran beton, dengan menguji pengaruh penggunaan
pond ash sebagai pengganti sebagian agregat halus optimum dalam campuran beton, diteliti menggunakan
spesimen berbentuk silinder diameter 100 mm dan tinggi 200 mm. Spesimen dibuat dengan mengambil
perbandingan prosentase pond ash sebesar 0%: 5%: 10%: 15% dan 20% terhadap campuran beton dengan
faktor air semen konstan 0,49 berdasarkan hasil rancangan campuran beton normal f’c 25 MPa. Pengujian
beton keras dilakukan terhadap kuat tekan, kuat tarik belah dan porositas dalam campuran beton. Hasil pengujian menetapkan kadar optimum agregat pond ash dalam campuran beton diperoleh komposisi pond
ash optimum 17,5% pada pengujian kuat tekan dan kuat tarik belah beton. Maka komposisi optimum untuk
bahan campuran pasir 20,0% : pond ash 17,5% : batu pecah 62,5%. Hasil pengujian kuat tekan 25,05 MPa
untuk beton normal dan 27,06 MPa untuk beton pond ash optimum, terjadi peningkatan sebesar 8,05%
terhadap beton normal. Hasil pengujian kuat tarik belah beton diperoleh hasil 2,459 MPa untuk beton normal
dan 2,659 MPa untuk beton pond ash optimum, terjadi peningkatan sebesar 8,15% terhadap beton normal.
Hasil pengujian porositas diperoleh hasil 4,43% porositas beton normal dan menurun berbanding kadar pond
ash nya yakni masing-masing 4,22%; 3,79%; 3,37% dan 3,17% dengan pola non linier.
Kata kunci : Beton pondash, kuat tekan beton, kuat tarik belah beton, porositas beton.
I. PENDAHULUAN
Kalimantan Timur memiliki kekayaan batubara yang sangat berlimpah. Potensi batubara
sangat tinggi namun tidak sebanding dengan keadaan wilayahnya, karena penggunaanya
cenderung di ekspor ke Luar Negeri. Kalimantan Timur masih mengalami krisis listrik
karena kurangnya pembangkit dan pembangkit yang ada 77% berupa PLTD, Keadaan
kelistrikan Kalimantan Timur tahun 2013, membutuhkan energi listrik mencapai 463,85
MW. Sementara ketersediaan daya sistem Mahakam mencapai 208 MW. Berarti tahun
2013 di Kalimantan Timur kekurangan daya 255,85 MW (Kaltim Membangun, 2012).
Salah satu solusi pemenuhan listrik adalah pengoperasian Pembangkit Listrik Tenaga Uap,
tetapi operasional PLTU menghasilkan limbah padat berupa abu batubara. Berdasarkan
bentuk butirannya ada yang lembut seperti debu disebut abu terbang batubara (fly ash
batubara) butirannya terbang terkena tiupan angin, berdimensi sangat halus setara lolos
saringan #200.Limbah abu batubara lainnya berbentuk kasar disebut abu dasar batubara
(bottom ash batubara), butirannya seperti pasir berwarna hitam ke abu-abuan tidak
mengkilat. Fly ash&Bottom ash bersifat non plastis dan tidak berkohesi.
Publikasi Ilmiah S3 Teknik Sipil Unhas, April 2016 |12
Pond ash terdiri darifraksi halus dari abu batubara yang disebut sebagai abu terbang/ fly
ash, yang dikumpulkan di debu elektrostatis (electrostatic precipitators / ESP), dan abu
yang dikumpulkan di dasar boiler yang disebut sebagai abu dasar/ bottom ash. Abudasar,
abu terbang, abu bawah dll dicampur bersama-sama diangkut ke daerah tambak
penimbunan abu dengan memberikanaliran air atau sebaliknya dan disimpan di kolam abu
dalam kondisi tercampur dikenal dengan abu kolam/pond ash (Bhungani, Hiren., 2015).
Flyash dan bottom ash dicampur dengan air dan dibuang di kolam disebut sebagai abu
kolam / pond ash (Bagwan, K M.,2014). Ketika fly ash dan bottom ash atau keduanya
dicampur dalam proporsi dengan sejumlah air untuk membuatnya menjadi bubur dan
disimpan dalam kolam disebut sebagai abu kolam / pond ash (Rathod, Mihir.2015). Semua
PLTU di Kalimantan Timur, sistem pengelolaan limbah abu dilakukan dengan cara
menimbun pada kolam abu / pond ash.
Memperhatikan kondisi tersebut, dalam penelitian ini dicoba mencari solusi pemanfaatan
bahan pond ash untuk bahan pembuatan beton. Berdasarkan gradasinya, pond ash
memenuhi persyaratan agregat halus masuk zona 3, maka dicoba memanfaatkan pond ash
untuk menggantikan sebagian pasir dalam bahan campuran beton.
Permasalahan yang dapat dirumuskan dalam penelitian ini,bagaimana pengaruh bahan
limbah abu batubara (pond ash) sebagai pengganti sebagian agregat halus (pasir)dalam
campuran beton dan berapa proporsi / komposisi yang optimum untuk campuran beton?.
Untuk menjawab permasalahan ini maka tujuan penelitian ini ditegaskan untuk
menentukan komposisi / proporsi pond ash optimum dari variasi kadar pond ashyang
direncanakan terhadap pasir dalam campuran beton dan mengevaluasi karakteristik
campuran beton terhadap kekuatan tekan dan mikrostruktur beton dalam campuran antara
beton normal dan beton pond ash.
II LANDASAN TEORI
2.1 Beton Pond Ash
Betonpond ash adalah batuan hasil daricampuran agregat, semen dan air sebagai hidrasi
ditambah pond ash sebagai pengganti sebagian pasir yang mengeras dengan komposisi
tertentu. Penelitian yang berhubungan dengan limbah abu batubara sebenarnya sudah
banyak tetapi bahan limbah yang digunakan terpisah antara abu terbang batubara dan abu
dasar batubara. Disini dicoba dengan menggabungkan antara kedua jenis abu batubara
tersebut menjadi satu sesuai kondisi di lapangan yang menerapkan pengelolaan limbah abu
batubara ditempatkan menjadi satu kolam pembuangan (pond ash).
Beberapa peneliti yang mencoba memanfaatkan limbah pond ash sbagai bahan beton
antara lain : Bhungani dan Y. V. Akbari (2015), Penggunaan limbah berbahaya (pond ash)
dalam pembuatan beton akan menyebabkan lingkungan yang hijau & teknologi beton
berkelanjutan,kuat tekan beton meningkat sesuai peningkatan umurnya,kekuatan tarik
belah beton dan kekuatan lentur beton meningkat pada penambahan 20% pengganti pasir,
sertapenggunaan pond ash membuat beton lebih ekonomis.Mihir Rathod dan Shipra
Sharma (2015), limbah termal pond ash dan bottom ash dapat digunakan penggantian
agregat halus dalam beton, workability menurun sesuai peningkatan persentase pond
ash,pada kadar pond ash 30 - 40% dalam campuran beton meningkatkan kuat tekan, kuat
lentur dan kekuatan tarik belah beton,tetapi density beton menurun mengikuti peningkatan
persentase penggantian pasir dengan pond ash.Penelitian tentang pemanfaatan bahan pond
ash sebagai pengganti semen (25 - 45%), persentase pond ash meningkat, kekuatan tekan
beton berkurang, hasil penelitian K. M. Bagwan, dan Dr. S. S. Kulkarni (2014).
Publikasi Ilmiah S3 Teknik Sipil Unhas, April 2016 |13
2.2 Material Penyusun Beton
Semen Portland
Sifat-sifat kimia dari bahan pembentuk mempengaruhi kualitas semen yang dihasilkan,
sebagaimana hasil susunan kimia yang terjadi diperoleh senyawa dari semen portland.
Persentase berat dari C3S, C2S, C3A dan C4AF dalam semen portland dapat dihitung
dengan rumus yang awalnya dikembangkan oleh Bogue dan diadopsi dari ASTM C150.
Hidrasi semen sangat komplek sehingga reaksi dari masing-masing unsur semen dalam
bentuk silikat (C3S dan C2S) dan aluminat (C3A dan C4AF) dianalisa masing-masing
secara tunggal.
Air. Dalam pembuatan beton, air merupakan salah satu faktor penting, karena air dapat
bereaksi dengan semen, yang akan menjadi pasta pengikat agregatdan sebagai pelumas
antar butir-butir agregat agar mudah dikerjakan (diaduk, dituang dan dipadatkan) saat
beton segar, mempengaruhi kuat desak beton.Kelebihanair menyebabkan penurunan
kekuatan beton,juga mengakibatkan beton menjadi bleeding. Hal ini menyebabkan
kurangnya lekatan antara lapis-lapis beton dan merupakan bagian yang lemah.
Agregat. Kandungan agregat dalam beton mencapai 60%-75% dari volume beton.
Agregat dibedakan menjadi dua yakni agregat kasar yaitu agregat yang memiliki ukuran
butir lebih dari 5 mm, dapat berupa kerikil alami hasil disintegrasi alami batuan atau batu
pecah yang dihasilkan oleh industri pemecah batu. Dan agregat halus yaitu agregat dengan
butiran kurang dari 5 mm, dapat berupa pasir alam sebagai hasil disintegrasi alami batuan
atau pasir yang dihasilkan oleh industri pemecah batu.
2.3 Sifat-sifat Mekanik Beton
Sifat-sifat mekanik beton diawali dengan pengujian-pengujian terhadap kekuatan tekan,
kekuatan tarik, karakteristik tegangan-regangan (modulus elastisitas), porositasdan sifat-
sifat fisik diantaranya proses pengerasan, deformasi, respon terhadap kondisi
lingkungan.Hal ini sangat penting karena merupakan gambaran mengenai kualitas beton
Kekuatan/sifat-sifat beton keras ini dapat dikemukakan sebagai berikut :
a. Kuat tekan
Sifat yang paling penting dari beton adalah kuat tekan beton, eartberhubungannya dengan
sifat-sifat lain, maksudnya apabila kuat tekan beton tinggi, sifat-sifat lainnya juga
baik.Kuat tekan beton didefinisikan sebagai besarnya tekanan yang mampu ditahan oleh
luasan permukaan beton sehingga beton tersebut hancur. Persamaan perhitungan kuat
tekan beton dan tata cara pengujian mengacu standar ASTM C 39.
b. Kuat tarik belah beton
Parameter kuat tarik beton secara tepat sulituntuk diukur. Suatu pendekatan yang
umumuntuk mengukur nilai kuat tarik beton dengan pengujian kuat tarik belah beton
yangmemberikan hasil yang mencerminkanbesarnya kuat tarik yang sebenarnya,
hasilnyadigunakan untuk menentukan nilai kuat tarikbeton. Kekuatan tarik belah
betonuntuk mengetahui daya ikatan antara semen dan agregat dari benda uji silinder yang
umum diberikan sebagai kekuatan tarik beton fct, rumusan dalam SNI. 03-2847-2002
nilainya berbanding dengan kekuatan tekan betonf’c.
c. Porositas Beton
Porositas dapat didefinisikan sebagaiperbandingan volume pori-pori (volumeyang dapat
ditempati fluida) terhadapvolume total beton. Ruang pori pada betonumumnya terjadi
akibat kesalahan dalampelaksanaan dan pengecoran seperti: faktorair-semen yang
berpengaruh pada lekatanantara pasta semen dengan agregat,besar kecilnya nilai slump,
pemilihan tipesusunan gradasi agregat gabungan, maupunterhadap lamanya pemadatan.
Publikasi Ilmiah S3 Teknik Sipil Unhas, April 2016 |14
Semakintinggi tingkat kepadatan pada betonmaka semakin besar mutu beton itu
sendiri,sebaliknya semakin besar porositas beton,maka kekuatan beton akan semakinkecil.
Perhitungan nilai porositas mengacu pada ASTM C 642 – 90.
2.4 Kerangka pikir penelitian
Gambar 1. Kerangka pikir penelitian
III. METODE PENELITIAN 3.1 Rancangan Penelitian
Metode pelaksanaan penelitian ini adalah penelitian ekperimental dan analisa tentang
karakteristik mikrostruktur dan sifat mekanik pada beton yang dibuat dengan bahan pond
ash sebagai pengganti agregat halus. Adapun tahapan penelitian ini adalah :
a) Pemeriksaan karakteristik material penyusun beton yakni pemeriksaan agregat halus,
pemeriksaan agregat kasar, pemeriksaan semen serta pemeriksaan air.
b) Rancangan campuran dengan menggunakan metode SNI untuk beton normal.
Ditetapkan mutu beton f’c = 25 MPa.
c) Variasi kadar Pond Ash diambil sebanyak 5 variasi termasuk beton kontrol, yakni: 0%;
5%; 10%; 15% dan 20% terhadap berat agregat campuran, variasi 0% adalah beton
normal sebagai pembanding. Dengan jumlah benda uji/sampel untuk masing-masing
variasi sebanyak 12 (dua belas) buah.
d) Pembuatan benda uji dan pengujian beton segar dengan pengujian slump.
e) Pengujian beton keras terdiri atas pengujian kuat tekan, porositas dan modulus
elastisitas beton dengan mangacu ASTM. Pengujian beton keras dilakukan pada umur
1, 3, 7, 14, 28 dan 90 hari.
f) Analisa mikrostruktur beton dilakukan dengan pengujian SEM dan XRD.
3.2 Bahan dan Peralatan
Bahan yang digunakan untuk penelitian ini ditetapkan menggunakan Semen Portland
Komposite (PCC) Tonasa, air yang digunakan dari air bersih dilingkungan Laboratorium
Bahan Konstruksi Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri, agregat diambil dari plant
borneo ready mix di Samarinda yang diimpor dari Kota Palu Sulawesi Tengah, baik
PLN Persero
Thn 2013 perlu
Daya 463,85 MW
PLTD Mhkm
208 MW
Kekurangan285,5
5 MW
Pemenuhan Listrik
PLTU
T Grogot
2x7 MW
Kariangau
2x100 MW
Tj Batu Tgr
2x7 MW
Lati Berau
2x7 MW
Total242 MW
Pembangkit
Listrik
bahan baku
Batubara
Fly Ash +
Bottom Ash
limbah
Pond Ash
Untuk 2x7 MW
8.000 ton/bln
Batubara.
Dari 4.400 ton
coal ash 60
ton
Untuk produksi
242 MW listrik
140.000 ton
Coal limbah
Coal Ash 1.885
ton/bulan
KONSEPSI
METODOLOGI
RISET FOKUS
Fly Ash dan
Bottom Ash
terpisah
BAHAN PEMBUAT
BETON
MERUBAH
BAHAN
LIMBAH
MENJADI
PRODUK
DISERT
ASI
OUT
COME
Publikasi Ilmiah S3 Teknik Sipil Unhas, April 2016 |15
agregat halus (pasir) maupun agregat kasar (batu pecah). Sedangkan bahan pond ash
diambil dari PLTU PT. Berau coal di Lati kabupaten Berau Kalimantan Timur.
Alat yang digunakan adalah R-ray defraction (XRD), scanning electron microscope (SEM),
universal testing mechine kapasitas 1000 KN. Concrete compression testing mechine,
mesin pencampur bahan (molen/mixer), cetakan berbentuk silinder diameter 10 cm dan
tinggi 20 cm, neraca dan alat bantu lainnya.
3.3 Waktu dan Lokasi Penelitian
Waktu Penelitian berlangsung selama 18 (delapan belas) bulan, mulai bulan Oktober 2013
sampai dengan April 2015.
Lokasi Penelitian dilaksanakan di dua tempat yakni pada Laboratorium Bahan Konstruksi
Politeknik Negeri Samarinda untuk pengujian sifat fisik betonnya dan Laboratorium
Mikrostruktur Universitas Negeri Makassar untuk pengujian kimiawi, SEM dan XRD.
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian awal untuk menentukan komposisi campuran, terlebih dahulu dilakukan
pengujian material penyusun beton (semen, pasir, batu dan pond ash). Hasil penelitian
terhadap bahan beton diperoleh sebagai berikut :
Semen Portland
Sifat-sifat kimia dari bahan pembentuk mempengaruhi kualitas semen, hasil pengujian
susunan kimia dalam bentuk susunan oxida dari semen portland komposit dibandingkan
dengan semen portlan dalam Neville & Brooks(2010) ditunjukkan pada tabel 1 berikut :
Tabel 1. Susunan Oxida Semen Portland (Neville & Brooks, 2010).
Oksida Hasil Uji (%) Syarat Neville (%)
a. Kapur (CaO)
b. Silika (SiO2)
c. Alumunia (Al2O3)
d. Besi (Fe2O3)
e. Magnesia (MgO)
f. Sulfur (SO3)
64,25
19.44
0.52
2.36
0.48
0.35
60 – 67
17 – 25
3 – 8
0,5 – 6
0,1 – 4
0,5 – 1
Agregat. Beberapa sifat karakteristikagregat pasir, batu pecah dan pond ash,berdasarkan
hasil analisis pengujian diperoleh hasil seperti tercantum dalam Tabel 2. Penyerapan pond
ash sangat tinggi mempengaruhi keperluan air untuk campuran.
Tabel 2. Hasil pengujian karakteristik Pasir, Batu pecah dan pond ash.
No Karakteristik Pasir Batu Pecah Pond ash
1 Bobot isi 1,362 1,522 0,859
2 Berat jenis SSD 2,547 2,718 1,868
3 Penyerapan (%) 1,40 0,80 37,93
4 Kadar Air (%) 1,256 1,142 1,275
5 Abrasion Los Angeles (%) --- 16,6 ---
Hasil pengujian analisa saringan agregat untuk menentukangradasi batu pecah, gradasi
pasir dan gradasi pond ash. Gradasi agregat kasar distribusi butirannya untuk diameter
maksimum 20 mm sesuai standar SNI 03-2834-2000terdapat kekurangan butiran
kasarnya,butiran pasir memenuhi dan masuk kategori zona 1, sedangkanpond ashsebagai
pengganti pasir mengacu standar yang digunakan mengikuti standar untuk agregat halus,
hasilnya memenuhi kategori zona 3.
Publikasi Ilmiah S3 Teknik Sipil Unhas, April 2016 |16
Variasi komposisi campuran pada awalnya dihitung dengan cara percobaan prosentase
gradasi gabungan pasir terhadap batu pecah tanpa menambahkan pond ash diperoleh
perbandingan 37,5% pasir dan 62,5% batu pecah.
Dari hasil gradasi gabungan awal, selanjutnya dengan menetapkan prosentase batu pecah
62,5% sebagai komposisi konstan sekaligus sebagai komposisi campuran bahan beton
kontrol, sedangkan variasi selanjutnya prosentase pasir berkurang berbanding dengan
penggantianpond ash sebesar 0%; 5%; 10%; 15% dan 20% terhadap total agregat untuk
campuran beton.
Hasil analisa gabungan agregat bahan campuran beton umtuk 5 variasi, hasil pengujian
kadar air dan penyerapan agregat serta hasil pengujian berat jenis dan penyerapan agregat,
diperhitungakan dalam format rancangan campuran beton sesuai SNI 03-2834-2000,hasil
perhitungan keperluan bahan tiap 1 m3 adalah seperti tabel 3.
Tabel 3. Hasil perhitungan komposisi bahan untuk campuran beton.
No. Komposisi
pond ash
Komposisi bahancampuran (Kg/m3)
Semen Air Pasir Pond ash Agregat kasar
1 0 % 408,16 202,91 664,59 0,00 1.124,33
2 5 % 408,16 234,77 575,98 56,75 1.124,,33
3 10 % 408,16 266,64 487,37 113,50 1.124,33
4 15 % 408,16 298,50 398,75 170,25 1.124,33
5 20 % 408,16 330,36 310,14 227,00 1.124,33
Dari masing-masing komposisi bahan dibuatkan benda uji sesuai bentuk dan ukurannya,
pada pengujian tahap ini adalah untuk menentukan kadar pond ash optimum dari 5 variasi
yang diujikan. Hasil untuk masing-masing pengujian dijelaskan sebagai berikut :
1. Kuat tekan beton
Hasil pengujian kuat tekan beton yang diperoleh antara beton normal dan beton pond
ashditunjukkan pada gambar 2.
Gambar 2. Hubungan kuat tekan beton terhadap umur.
Peningkatan kekuatan tekan beton terlihat bahwa kekuatan tekan untuk semua variasi
beton meningkat dengan bertambahnya umur hidrasi. Peningkatan kuat tekan beton
nampak lebih cepat pada umur hidrasi awal, sampai 28 hari, selanjutnya peningkatannya
cenderung lebih lambat. Hubungan kekuatan tekan beton terhadap umur memiliki pola
peningkatan yang sama antara beton normal maupun beton pond ash. Memperhatikan hal
ini dapat dinyatakan kalau beton pond ash mempunyai karakteristik peningkatan kekuatan
tekan yang sama pada berbagai umur dibandingkan dengan karakteristik peningkatan
kekuatan tekan beton normal.
0
5
10
15
20
25
30
35
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Ku
at tek
an (
MP
a)
Umur (hari)
0%5%10%15%20%
Publikasi Ilmiah S3 Teknik Sipil Unhas, April 2016 |17
Hasil perhitungan rata-rata kekuatan tekan setelah direduksi terhadap umur 28 hari (kecuali
umur 1 hari) untuk menentukan kadar pond ash optimum dengan bantuan grafik polinomial
yang ditunjukkan pada gambar 3.
Gambar 3. Kekuatan tekan beton optimum.
Dari gambar 3 diperoleh hasil kekuatan tekan 25,05 MPa untuk beton normal,kekuatan
tekan maksimum 27,32 MPa untuk beton pond ash15%dan kekuatan tekan optimum
sebesar 27,06 MPa dengan penggantian pond ash sebesar 17,5% terjadi peningkatan kuat
tekan beton sebesar 8,05% terhadap beton normal.
2. Kuat tarik belah beton
Hasil pengujian kuat tarik belah beton untuk beton normal dan beton dengan penggantian
pasir terhadap pond ash diperoleh hasil pada gambar 4.
Gambar 4. Hubungan kuat tarik belah beton terhadap umur.
Pada gambar 4pola peningkatan kuat tarik belah beton sama seperti pola peningkatan kuat
tekan beton dimana kekuatan tarik belah pada umur awal juga rendah untuk beton pond
ash.Memperhatikan hal ini dapat dinyatakan kalau kuat tarik belah beton pond ash
mempunyai karakteristik peningkatan kekuatan tarik belah yang sama pada berbagai umur
dibandingkan dengan karakteristik peningkatan kekuatan tarik belah beton normal.
25.05
25.79
26.60
27.32
26.87
24.5
25.0
25.5
26.0
26.5
27.0
27.5
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0
Kuat
tek
an (
MP
a)
% Pond Ash
1.0
2.0
3.0
4.0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Tar
ik b
elah
(M
Pa)
Umur (hari)
0%
5%
10%
15%
20%
Publikasi Ilmiah S3 Teknik Sipil Unhas, April 2016 |18
Gambar 5. Kekuatan tarik belah beton optimum.
Hasil perhitungan kekuatantarik belah beton rata-rata umur 28 hari untuk menentukan
kadar pond ash optimum dengan bantuan grafik polinomial yang ditunjukkan pada gambar
5, diperoleh hasil dengan kekuatan tarik belah beton 2,459 MPa untuk beton normal,
kekuatan tarik belah beton maksimum 2,666 MPa untuk beton pond ash 15% dan kekuatan
tarik belah beton optimum sebesar 2,659 MPa dengan penggantian pond ash sebesar
16,9% atau terjadi peningkatan kuat tekan beton sebesar 8,15% terhadap kekuatan tarik
belah beton normal.
3. Porositas beton
Hasil analisa pengujian porositas atau rongga dalam campuran beton diperoleh hasil pada
gambar 6. Nilai porositas dalam beton cenderung naik sesuai dengan penambahan kadar
pond ash sebagai pengganti pasir, bahkan cenderung bersifat linier. Porositas terendah
pada beton normal dengan nilai sebesar 4,43%, terendah pada beton pond ash 20% dengan
porositas 3,17%, pola penurunannya non linier.
Gambar 6. Grafik hubungan porositas terhadap kadar pond ash.
V. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisa terhadap sifat mekanik kekuatan beton yang menggunakan bahan
pond ash sebagai pengganti agregat halus terhadap hasil pengujian kuat tekan, kuat tarik
belah dan porositas beton serta pola peningkatan kekuatan terhadap 5 variasi pengujian
dapat disimpulkan :
a. Berdasarkan karakteristik bahan campuran beton pond ashsebagai pengganti pasir
diperoleh komposisi pond ash optimum 17,5% dengan perbandingan/komposisi bahan
2.459
2.549
2.626
2.6662.645
2.40
2.45
2.50
2.55
2.60
2.65
2.70
0 5 10 15 20 25
Ku
at t
arik
bel
ah (
MP
a)
% Pond Ash
4.43
4.22
3.79
3.37
3.17
3.00
3.25
3.50
3.75
4.00
4.25
4.50
0 5 10 15 20 25
% P
oro
sita
s
% Pond Ash
Publikasi Ilmiah S3 Teknik Sipil Unhas, April 2016 |19
pasir 20,0% : pond ash 17,5% : batu pecah 62,5%dengan hasil kekuatan tekan 25,05
MPa untuk beton normal dan 27,06 MPa untuk beton pond ash optimum atau terjadi
peningkatan sebesar 8,05% terhadap beton normal.
b. Berdasarkan pengujian kuat tarik belah diperoleh komposisi campuran beton pond ash
optimum 16,9% dengan perbandingan/komposisi bahan pasir 20,6% : pond ash 16,9% :
batu pecah 62,5% dengan hasil kuat tarik belah 2,459 MPa untuk beton normal dan
2,659 MPa untuk beton pond ash optimum, terjadi peningkatan 8,15% terhadap beton
normal.
c. Hasil pengujian porositas diperoleh hasil 4,43% porositas beton normal dan menurun
non linier berbanding kadar pond ash yakni masing-masing 4,22%; 3,79%; 3,37% dan
3,17% dengan pola tidak linier.
VI. DAFTAR PUSTAKA
1. 1992,Annual Book of ASTM Standars. Section 4 Construction, Volume 04.02 Concrete
Aggregates, Philadelphia.
2. 1999. ASTM C39/C39M - 99, Standard Test Method for Compressive Strength of
Cylindrical Concrete Specimens.
3. 2012, Optimistis Kaltim terang 2013 terwujud. Membangun Kaltim No. 01/XII/2012.
4. Bagwan, K. M., Kulkarni, Dr. S. S. (2014) A Study of Characteristic and Use of Pond
Ash for ConstructionWebsite: www.ijetae.com (ISSN 2250-2459, ISO 9001:2008
Certified Journal, Volume 4, Issue 6, June 2014.
5. Bhungani, Hiren., Akbari. Y. V. (2015) Use Waste Material of Sikka Power Plant-
(Mound Ash) in Concrete Replacement as Fine AggregateIJSRD/Vol. 3/Issue
02/2015/564).
6. http://bisnis.news.viva.co.id/news/read/138777-pltu_200mw_dibangun_di_
kalimantan_timur. Di akses pada tanggal 16 Mei 2015, 18:11
7. http://diskominfo.kaltimprov.go.id/berita-pltu-teluk-balikpapan-ditarget-ber operasi--
2015-.html, Sabtu, 26 Maret 2013). Di akses pada tanggal 16 Mei 2015, 17:42
8. http://lampost.co/berita/pln-hadapi-kendala-tangani-limbah-abu-batubara, Di akses
pada tanggal 16 Mei 2015, 15:21
9. Kadam, M.P., and Patil, DR.Y.D., (2013)Effect of Bottom Ash as sand replacement on
the properties of concrete with different W/C/ ratio, International Journal of Advanced
Technology in Civil Engineering, ISSN: 2231 –5721, Volume-2, Issue-1.
10. Keith, Kevin Paul. (2011)Characterization of the Behavior of High Volume Fly Ash
Concrete. A thesis submitted to the Graduate Faculty of Auburn University in partial
fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science Auburn, Alabama.
December 12, 2011.
11. Kurama, Haldun; Kaya,Mine., (2008)Usage of coal combustion bottom ash in
concrete mixture, Construction and Building Materials 22 (2008) 1922–1928.
12. Nuruddin, M.F; Qazi,Sobia; Shafiq, N; Kusbiantoro, A. (2010)Compressive Strength
& Microstructure of Polymeric Concrete Incorporating Fly Ash & Silica Fume.
Canadian Journal on Civil Engineering Vol. 1, No. 1, February 2010.
13. Prasad, D. S. Rajendra; Maheshwarappa, S. M; Suresh, S, (2011)Effect on
Compressive Strength of Replacing Cement by Fly-ash and RHA with CO2 Curing. In
International Journal of Earth Sciences and Engineering ISSN 0974-5904, Volume 04,
No 06 SPL, October 2011, pp. 959-964.
14. Rathod, Mihir., Sharma, Shipra. (2015) Review on the Use of both Fly-Ash and Pond-
Ash in Concrete Mix Design IJSRD / Vol. 2/Issue 12/2015/056.
Publikasi Ilmiah S3 Teknik Sipil Unhas, April 2016 |20
15. Singh, Malkit; Siddique, Rafat., (2013)Effect of coal bottom ash as partial replacement
of sand on properties of concrete, Resources, Conservation and Recycling 72 (2013)
20– 32.
16. Tumingan; Tjaronge, M W; Djamaluddin, Rudy; dan Sampebulu, Victor.
(2014)Compression Strength Of Concrete With Pond Ash As Replacement Of Fine
Aggregate, ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, Vol. 9, No. 12,
December 2014.
17. Tumingan; Tjaronge, M W; Djamaluddin, Rudy; dan Sampebulu, Victor. (2016)
Penyerapan dan Porositas pada beton menggunakan bahan Pond Ash sebagai
pengganti Pasir, Proseding Seminar Nasional Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri
Jakarta.
Publikasi Ilmiah S3 Teknik Sipil Unhas, Februari 2016 |86
ALAMAT:
Jalan Poros Gowa – Malino KM. 7 Sulawesi Selatan
Tel. 0411-580373, Fax. 0411-580373
Email: [email protected]
http://www.civileng-unhas.ac.id