efektivitas penggunaan abu sekam padi sebagai pengganti …

Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa

162 Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo

EFEKTIVITAS PENGGUNAAN ABU SEKAM PADI

SEBAGAI PENGGANTI SEBAGIAN SEMEN

DALAM PEMBUATAN BETON

Wahyu Aji Pamungkas

Program Studi Teknik Sipil, Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo

[email protected]

ABSTRAK

Beton merupakan suatu material yang secara umum menjadi bahan utama dalam suatu bangunan

terutama pada bagian bangunan yakni struktur. Bahan beton tersebut diperoleh dengan cara

mencampur semen portland, air, agregat, dan terkadang bahan tambah yang bervariasi mulai

dari bahan kimia, bahan berserat, sampai bahan bangunan non-kimia pada perbandigan tertentu.

Pengembangan inovasi yang dilakukan diera sekarang trus mengalami penyempurnaan

pemanfaatan abu sekam padi untuk campuran beton kini sedang dikembangkan. Penelitian ini

dilakukan untuk mengetahui komposisi optimum penambahan abu sekam padi terhadap kuat tekan

beton, dengan penambahan kadar abu sekam padi 8%, 9%, 10%, 11%, dan 12%. Benda uji yang

digunakan adalah silinder berdiameter 15 cm dengan tinggi 30 cm sebanyak 18 buah dan

pengujian dilakukan pada umur 28 hari. Hasil analisis data pengujian kuat tekan beton dengan

abu sekam menunjukkan adanya peningkatan kuat tekan pada variasi 10% sebesar 25,70 Mpa

(1,48%) dibandingkan beton normal 22,39 Mpa. Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa

penggunaan abu sekam padi dapat mengurangi penggunaan semen pada campuran beton.

Kata Kunci : abu sekam padi, beton, kuat tekan, semen

PENDAHULUAN

Beton merupakam suatu campuran antara semen, agregat halus dan agregat kasar,

dan air dengan tambahan adanya rongga-rongga udara. Campuran bahan-bahan yang

membentuk beton harus ditetapkan sedemikian rupa, sehingga menghasilkan beton yang

mudah dikerjakan, memenuhi kuat tekan rencana setelah mengeras dan cukup ekonomis

(Lakum, 2009). Kekuatan beton pada dasarnya sangat dipengaruhi oleh beberapa hal

diantaranya mutu agregat halus dan kasar, jenis semen, rasio w/c, dan lainnya.

Gabah biasanya mengandung ± 35% sekam dan 65% beras (BPS dan Kementrian

Pertanian, 2005-2007). Di samping beras, pertanian padi juga menghasilkan jerami,

merang, dan sekam. Sekam merupakan bahan buangan yang pembuangannya sering

menjadi masalah. Cara yang biasanya dilakukan untuk membuang sekam padi adalah

dengan cara membakar di tempat terbuka. Melalui pembakaran secara terkontrol sekam

diubah menjadi abu yang dapat menjadi sumber silika dalam bentuk amorphous.

Dari tabel 1 terlihat bahwa abu sekam padi mempunyai kandungan silika hingga

95,48%. Komposisi silika yang cukup besar pada abu sekam padi, membuat abu sekam


Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo 163

padi menjadi bersifat pozzolan yang bila dicampur dengan semen menghasilkan kekuatan

yang lebih tinggi.

Tabel 1. Komposisi Kimia Abu Sekam Padi

Bahan

Temperatur

Origin° (%)

400° (%)

600° (%)

700° (%)

1000° (%)

SiO2 88.01 88.05 88.67 92.15 95.48

MgO 1.17 1.13 0.84 0.51 0.59 SO3 1.12 0.83 0.81 0.79 0.09 CaO 2.56 2.02 1.73 1.60 1.16 K2O 5.26 6.48 6.41 3.94 1.28

Na2O 0.79 0.76 1.09 0.99 0.73 TiO2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Fe2O3 0.29 0.74 0.46 0.00 0.43

Sumber : HWANG, C.L, (2002)

Faktor air semen (fas) adalah perbandingan berat air dan berat semen yang

digunakan dalam adukan beton. Faktor air semen yang tinggi dapat menyebabkan beton

yang dihasilkan mempunyai kuat tekan yang rendah dan semakin rendah faktor air semen

kuat tekan beton semakin tinggi. Namun demikian, nilai faktor air semen yang semakin

rendah tidak selalu berarti bahwa kekuatan beton semakin tinggi. Nilai faktor air semen

yang rendah akan menyebabkan kesulitan dalam pengerjaan, yaitu kesulitan dalam

pelaksanaan pemadatan yang akhirnya dapat menyebabkan mutu beton menurun. Oleh

sebab itu ada suatu nilai faktor air semen optimum yang menghasilkan kuat desak

maksimum. Umumnya nilai faktor air semen minimum untuk beton normal sekitar 0,4

dan maksimum 0,65 (Mulyono, 2003).

Nilai kuat tekan beton didapatkan melalui tata cara pengujian standar

menggunakan mesin uji dengan cara memberikan beban tekan bertingkat dengan

kecepatan peningkatan beban tertentu dengan benda uji berupa silinder dengan ukuran

diameter 150 mm dan tinggi 300 mm. Selanjutnya benda uji ditekan dengan alat uji

sampai pecah. Beban tekan maksimum pada saat benda uji pecah dibagi luas penampang

benda uji merupakan nilai kuat desak beton yang dinyatakan dalam suatu Mpa atau

kg/cm2. Tata cara pengujian yang umum dipakai adalah standar ASTM C 39. Rumus yang

digunakan untuk untuk perhitungan kuat tekan beton adalah :

fʹc = 𝑃

𝐴

keterangan :

fʹc = kuat desak beton (Mpa)

P = beban maksimum (N)

A = luas penampang benda uji (mm2)



Beton kinerja tinggi merupakan suatu inovasi pembuatan beton dalam usaha

untuk menciptakan beton yang memiliki kinerja yang lebih baik dari beton konvensional

(Raharja, dkk 2013). Abu sekam padi merupakan limbah hasil penggilingan padi yang

tidak terpakai bila tidak diolah dapat mencemari lingkungan. Abu sekam padi mudah

didapatkan di seluruh wilayah di Indonesia karena padi sebagai makanan pokok

penduduk Indonesia. Karakteristik abu sekam padi yang cukup halus dengan kandungan

silika aktif yang tinggi menjadi dasar penggunaan abu sekam padi sebagai bahan

pengganti sebagian semen dalam campuran beton. Penggantian sebagian semen

menggunakan abu sekam padi merupakan salah satu upaya menjadikan beton lebih ramah

lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan abu sekam

padi sebagai pengganti sebagian semen ditinjau dari kuat tekan dan modulus elastisitas

beton kinerja tinggi. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan total 18

benda uji. Benda uji berbentuk silinder beton dengan diameter 7,62 cm (3 inch) dan tinggi

15,24 cm (6 inch) dan menggunakan variasi komposisi abu sekam padi 0% , 2,5% , 5% ,

7,5% , 10% dan 15%. Setiap jenis campuran beton dibuat 3 benda uji. Mutu beton yang

direncanakan adalah fc’ = 80 MPa. Uji kuat tekan dan modulus elastisitas dilakukan pada

umur 28 hari. Dari hasil uji dan perhitungan oleh Raharja, dkk (2013) didapat kuat tekan

beton yang disajikan dalam Tabel 2.

Tabel 2. Kuat tekan beton campuran abu sekam padi

No Kode

Keterangan Kuat tekan

Kuat tekan

rata-rata

Benda uji (Mpa) (Mpa)

1

BKTN A Beton dengan kadar abu sekam

padi 0%

87,96

85,55 BKTN B 82,79

BKTN C 85,89

2


padi 2,5%

92,10

88,65 BKTN B 84,86

BKTN C 89,00

3


padi 5%

90,03

91,41 BKTN B 96,24

BKTN C 87,96

4


padi 7,5%

97,28

94,17 BKTN B 90,03

BKTN C 95,21

5


padi 10%

100,38

101,07 BKTN B 104,52

BKTN C 98,31

6


padi 15%

80,72

84,17 BKTN B 89,00

BKTN C 82,79



METODE PENELITIAN

Prosedur yang dilakukan dalam penelitian yaitu, persiapan seluruh bahan material

seperti semen, pasir, krikil, dan abu sekam padi. Selanjutnya proses pencampuran semen,

pasir, dan batu agar menjadi beton segar. kemudian beton segar di campur dengan bahan

tambah berupa abu sekam padi dengan berbagai variasi 8%, 9%, 10%, 11%, 12% yang

diambil atau dikurangi dari berat semen. Selanjutnya siapkan cetakan berbentuk silinder

dengan ukuran diameter 30 cm dan tinggi 15 cm. Kemudian masukkan beton segar

dengan berbagai variasi tersebut kedalam cetakan. setelah 1 x 24jam lepas cetakan.

Selanjutnya proses pengeringan dilakukan dengan cara didiamkan selama 24 jam dalam

suhu kamar (27°C). Kemudian proses perendaman dilakukan agar terjadi proses hidrasi

antara semen dengan air. Tahap terakhir pengujian beton dilakukan pada saat beton

berumur 28 hari.

Untuk memperjelas alur kegiatan dalam penelitian ini dibuat bagan alir penelitian

seperti terlihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Bagan alir penelitian



Pengujian kuat tekan beton dilakukan untuk mengetahui kuat tekan hancur dari

benda uji. Pengujian kuat tekan dilakukan saat sampel berumur 28 hari. Jumlah beton

yang di uji adalah 18 beton dengan bentuk silinder. Yang terdiri dari 3 buah beton

normal, 3 buah beton dengan campuran 8% abu sekam padi, 3 buah beton dengan

campuran 9% abu sekam padi, 3 beton dengan campuran 10% abu sekam padi, 3 buah

beton dengan campuran 11% abu sekam padi, 3 buah beton dengan campuran 12% abu

sekam padi.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Adukan Campuran Beton

Komposisi bahan campuran beton di tentukan melalui perhitungan mix desain

terlebih dari hasil grafik pengujian agregat halus dan kasar. Penentuan berat kebutuhan

semen ditentukan dengan perbandingan faktor air semen dan kebutuhan semen maksimal,

untuk kebutuhan pasir kerikil menggunakan grafik untuk menentukan zona gradasi

berikut dan hasil dari pengukuran berat jenis keduanya. Penggunaan abu sekam padi

menggunakan perbandingan terhadap volume pasir mix desain dapat dilihat pada Tabel 3.

Kebutuhan bahan penyusun benda uji silinder 3 dan plat beton.

Tabel 3. Kebutuhan bahan penyusun benda uji silinder

Benda uji beton dan

kadar variasi

Volume

(m3)

Kebutuhan Proporsi Campuran

Air (ltr) Semen

(kg)

Pasir

(kg)

Kerikil

(kg)

Abu

sekam

(kg)

0 % Abu Sekam 0,016 3,6 8,151 12,08 19,73 0

8 % Abu Sekam 0,016 3,6 7,526 12,08 19,73 0,625

9 % Abu Sekam 0,016 3,6 7,418 12,08 19,73 0,733

10 % Abu Sekam 0,016 3,6 7,336 12,08 19,73 0,815

11 % Abu Sekam 0,016 3,6 7,255 12,08 19,73 0,896

12 % Abu Sekam 0,016 3,6 7,173 12,08 19,73 0,978

Jumlah 0,096 21,6 44,859 72,48 118,38 4,047

Penggunaan semen berkurang seiring penambahan kadar abu sekam padi pada

campuran beton seperti terlihat pada Gambar 1. grafik hubungan jumlah/kadar semen

dengan abu sekam padi.

Pengujian slump

Pengujian slump bertujuan untuk mengetahui kekentalan adukan beton dari nilai

slump agar dapat memenuhi syarat yang ditentukan. Kekentalan adukan beton dapat

diperiksa dengan menguji beton segar sebelum dituang. Dengan cara diambil langsung



dari mesin pengaduk menggunakan ember atau alat yang tidak menyerap air. Pengujian

ini dilakukan dengan menggunakan kerucut yang berdiameter atas 10 cm, diameter

bawah 20 cm dan tinggi 30 cm. Penggunaan adukan beton yang terlalu kental maupun

encer, dianjurkan pada batas yang ditunjukan dalam Tabel 4. dan pada penelitian ini hasil

Slump test di tunjukan pada Tabel 5.

Gambar 1. Hubungan jumlah semen dengan abu sekam padi

Pengujian slump bertujuan untuk mengetahui kekentalan adukan beton dari nilai

slump agar dapat memenuhi syarat yang ditentukan. Kekentalan adukan beton dapat

diperiksa dengan menguji beton segar sebelum dituang. Dengan cara diambil langsung

dari mesin pengaduk menggunakan ember atau alat yang tidak menyerap air. Pengujian

ini dilakukan dengan menggunakan kerucut yang berdiameter atas 10 cm, diameter

bawah 20 cm dan tinggi 30 cm. Penggunaan adukan beton yang terlalu kental maupun

encer, dianjurkan pada batas yang ditunjukan dalam Tabel 4. dan pada penelitian ini hasil

Slump test di tunjukan pada Tabel 5. berikut :

Tabel 4. Nilai slump test untuk berbagai pekerjaan kontruksi ((PBI 1971 N.I.-2)

No Elemen Struktur Slump maks

(cm)

Slump min

(cm)

1 Plat Pondasi, Pondasi telapak bertulang 12,5 5,0

2 Pondasi telapak tidak bertulang, kaison dan konstrusi di

bawah tanah 9,0 2,5

3 Plat [lantai ], balok, kolom dan dinding 15,0 7,5

4 Jalan beton bertulang 7,5 5,0

5 Pembetonan massal 7,5 2,5



Pengujian nilai slump diperlukan untuk mengetahui tingkat workabilitas adukan

beton dengan adanya penambahan abu sekam padi. Hasil pengujian nilai slump beton

segar dengan kadar variasi 0% hasil pengujian 0 cm, variasi 8% hasil pengujian 3 cm,

variasi 9% hasil pengujian 0%, variasi 10% hasil pengujian 1 cm, variasi 11% hasil

pengujian 0 cm, variasi 12% hasil pengujian 0 cm. Pada beton variasi 8% terjadi

penurunan slump dikarenakan proses penjenuhan material kurang maksimal sehingga

material masih mengandung air yang lebih. Pada Gambar 2. pengujian slump dengan

penurunan 0 cm. Seperti pada Tabel 5. nilai ini tidak memenuhi persyaratan yang PBI

1971 N.I.-2 karna campuran abu sekam padi terlalu menyerap air alhasil nilai Slump

tidak dapat seperti persyaratan PBI 1971 N.I-2.

Tabel 5. Nilai slump test pada benda uji

Gambar 2. Proses pengujian Slump tes pada beton segar

Pengujian kuat tekan beton dilakukan pada beton umur 28 hari dengan

menggunakan Compression Testing Machine (CTM) untuk mengetahui besar kuat tekan

maksimum yang dapat ditahan oleh beton sampai beton retak atau hancur. Seperti

No Kadar Variasi yang di tambahkan Hasil Uji Slump (cm)

1 8% 3

2 9% 0

3 10% 1

4 11% 0

5 12% 0



nampak pada Gambar 3 Bahan uji berbentuk silinder dengan ukuran diameter 15×30 cm.

Rekapitulasi hasil uji kuat tekan dapat dilihat pada Tabel 6.

Gambar 3. Benda uji beton

Tabel 6. Hasil uji kuat tekan beton

No

Kadar

Penambahan

abu sekam

padi

Berat

beton

silinder

(Kg)

Kode

Benda

Uji

Umur

Beton

Kuat

Tekan

(MPa)

Kuat

Tekan

Rata-Rata

Kuat Tekan

Rata-Rata+

Deviasi

(MPa) (MPa)

1 0%

12,7 ASP. 0% 28 20,61

18,22 22,39 12,6 ASP. 0% 28 18,46

12,3 ASP. 0% 28 15,57

2 8%

12,2 ASP. 8% 28 10,87

11,50 14,78 12,3 ASP. 8% 28 13,36

12,3 ASP. 8% 28 10,25

3 9%

12,3 ASP. 9% 28 19,59

20,19 22,84 12,4 ASP. 9% 28 19,65

12,3 ASP. 9% 28 21,35

4 10%

12,4 ASP.10% 28 24,01

23,12 25,70 12,3 ASP.10% 28 22,14

12,4 ASP.10% 28 23,21

5 11%

12,4 ASP.11% 28 18,17

18,40 21,98 12,2 ASP.11% 28 16,59

12,3 ASP.11% 28 20,44

6 12%

12,2 ASP.12% 28 16,99

15,65 19,06 12,1 ASP.12% 28 13,65

12,2 ASP.12% 28 16,31

Menghitung nilai rata rata kuat tekan beton dengan nilai deviasi

Standar Defiasi = √∑( 18,21)/(3 − 1)= 2,53

Nilai Kuat tekan beton (x) =18,21 + ( 1,645x 2,53)= 22,39 Mpa



Pada pengujian 28 hari dapat diketahui kuat tekan rata-rata beton dengan kadar

variasi penambahan 0% menghasilkan kuat tekan beton yakni 22,39 Mpa, untuk kadar

8% menghasilkan kuat tekan beton yakni 14,78 Mpa, kadar variasi 9% menghasilkan kuat

tekan beton yakni 22,84 Mpa, kadar variasi 10% menghasilkan kuat tekan beton yakni

25,70 Mpa, kadar variasi 11% menghasilkan kuat tekan beton yakni 21,98 Mpa, kadar

variasi 12% menghasilkan kuat tekan beton yakni 19,06 Mpa. Hasil pengujian kuat tekan

beton seperti terlihat pada Gambar 1.

Dari Gambar 1. kuat tekan beton mengalami peningkatan pada kadar variasi abu

sekam padi 9% dan 10% berturut-turut 2,01% dan 14,78%. Pada kadar abu sekam 8%,

11%, 12 % mengalami penurunan berturut-turut yaitu 33,99%, 1,83% dan 14,87%.

KESIMPULAN

Dari data hasil pengujian, analisis data, dan pembahasan beton dengan abu sekam

padi sebagai bahan pengganti sebagian semen kadar variasi bahan tambah 8%, 9%, 10%,

11%, 12%, dapat ditarik kesimpulaan sebagai berikut:

Penambahan variasi kadar abu sekam terhadap berat semen meningkatkan kuat

tekan beton. Peningkatan terjadi pada penambahan kadar abu sekam 9% dan 10%

berturut-turut sebesar 22,84 Mpa dan 25,70 Mpa. Pada kadar abu sekam 8%, 11%, 12 %

mengalami penurunan berturut-turut yaitu 14,78 Mpa, 21,98 Mpa, dan 19,06 Mpa.

Mix desain beton abu sekam pada hasil penelitian ini dapat menghemat

penggunaan semen yakni pada kadar abu sekam 8% dapat mengurangi 0,625 kilo gram

semen, kadar abu sekam 9% dapat mengurangi 0,733 kilo gram semen, kadar abu sekam

10% dapat mengurangi 0,815 kilo gram semen, kadar abu sekam 11% dapat mengurangi

0,896 kilo gram semen, kadar abu sekam 12% dapat mengurangi 0,978 kilo gram semen.

Kuat tekan beton optimum yang dapat dicapai sebesar 24,01 Mpa dengan variasi

kadar abu sekam padi 10%

DAFTAR PUSTAKA

Bbpadi Litbang Pertanian 2017. Manfaat Sekam.

http://bbpadi.litbang.pertanian.go.id/indek.php/berita/info-teknologi/content/419-

manfaat-sekam Diakses pada tanggal 20 Mei 2018.

Departemen Pekerjaan Umum. 1982. Persyaratan Umum Bahan Bangunan Di Indonesia

(PUB – 1982), Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung.

Hidayat,Rahmat.2016.https://digilib.uns.ac.id/dokumen/download/56640/MjU0Nz

c3/Pemanfaatan-Limbah-Terak-Sebagai-Bahan-Bangunan-Penganti-



PasirTerhadap-Kuat-Tekan-Beton-dengan-Metode-Pencampuran-

Perbandingan-123-abstrak.pdf. Diakses pada tanggal 24 Mei 2018.

Lakum,Khoirul.2009.Pemanfaatan Abu Sekam Padi Sebagai Campuran Untuk

Peningkatan Kekuatan Beton.Universitas Sumatera Utara.Medan.

Murdock L. J, Brook, K, M.. 1986. Bahan Dan Praktek Beton, Terjemahan lr. Stephanus

Hindarko. Erlangga, Jakarta.

Raharja,Sri.As’ad,Sholihin.Sunarmasto.Des-2013.Pengaruh Penggunaan Abu

Sekam Padi Sebagai Bahan Penganti Sebagian Semen Terhadap Kuat

Tekan Dan Modulus Elastisitas Beton Kinerja Tinggi.Universitas Sebelas

Maret Surakarta.Surakarta.

Standar Nasional Indonesia.2000.Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran

Beton Normal. Jakarta.

Tjokrodimuljo,M.E.,Ir.Kardiyono.1996.Teknologi Beton.Universitas Gadjah

mada.Yogyakarta.

efektivitas penggunaan abu sekam padi sebagai pengganti …

Documents