PEMBUATAN BETON TIPIS DENGAN CAMPURAN

CANGKANG KELAPA SAWIT SEBAGAI AGREGAT

OLEH :

ANDRIYANA

1215011013

RATNA HIDAYATI

1215011088

SHOLAHUDDIN TRIWIDINATA

1215011103

VIDYA ANNISAH PUTRI

1215011110

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

2014

BAB I

PENDAHULUANI. Latar BelakangKelapa sawit merupakan tumbuhan tropis golongan palma yang termasuk tanaman tahunan. Meningkatnya produksi kelapa sawit akan menghasilkan limbah yang cukup banyak dari kelapa sawit itu sendiri, salah satu limbah dari kelapa sawit adalah cangkangnya. Limbah tersebut akan menyebabkan lingkungan menjadi rusak apabila dibiarkan berserakan begitu saja.

Cangkang kelapa sawit merupakan bagian paling keras pada komponen yang terdapat pada kelapa sawit. Cangkang kelapa sawit mempunyai struktur kulit yang sangat tebal dan keras serta banyak mengandung zat kersik (SiO2).Cangkang kelapa sawit dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar, sebagai pengeras jalan atau dibuat arang untuk industri pabrik karbon aktif. Pemanfaatan cangkang sawit sebagai bahan bakar dapat langsung digunakan atau dibuat arang. Dalam jumlah banyak cangkang dapat dimanfaatkan dalam industri yang membutuhkanya. II. Identifikasi MasalahDalam pemrosesan buah kelapa sawit menjadi ekstrak minyak sawit akan menghasilkan limbah padat yang cukup besar yaitu dalam bentuk serat, cangkang maupun tandan kosong. Namun limbah cangkang kelapa sawit ini masih belum dimanfaatkan secara optimal oleh masyarakat. Padahal limbah cangkang sawit dapat digunakan sebagai salah satu bahan penunjang konstruksi karena cangkang kelapa sawit memiliki kandungan zat kersik (SiO2) yang merupakan salah satu unsur kimia terbesar yang terkandung dalam semen portland.III. Rumusan Masalah

a. Apakah cangkang kelapa sawit dapat digunakan sebagai pengganti agregat dalam pembuatan beton tipis ?

b. Bagaimana pengaruh penggunaan cangkang kelapa sawit sebagai agregat terhadap campuran beton tipis ?

IV. Tujuan PenelitianTujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :a. Untuk mengetahui apakah cangkang kelapa sawit dapat digunakan sebagai agregat dalam pembuatan beton tipis.b. Untuk mengetahui pengaruh penggunaan cangkang kelapa sawit terhadap campuran beton tipis.c. Untuk mengurangi limbah cangkang kelapa sawit.V. Manfaat PenelitianAdapun manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut :a. Dapat memberikan informasi mengenai pemanfaatan limbah cangkang kelapa sawit sebagai bahan campuran beton tipis.

b. Dapat memberikan informasi mengenai pengaruh penggunaan cangkang kelapa sawit terhadap campuran beton tipis.c. Dapat mengurangi limbah cangkang kelapa sawit.

VI. Batasan Masalah

Untuk membuat penelitian lebih terfokus lagi, maka batasan masalah dalam penelitian ini dibatasi oleh :

a. Cangkang kelapa sawit dijadikan sebagai agregat kasar dari beton tipis.

b. Uji yang dilakukan adalah uji kuat tekan dan uji kuat tarik.BAB 2TINJAUAN PUSTAKA2.1 Kelapa SawitKelapa sawit merupakan tumbuhan yang berasal dari Afrika Barat. Kelapa sawit pertama masuk ke Indonesia pada tahun 1848, dibawa oleh seorang warga Belanda dari Mauritius dan Amsterdam. Bibit kelapa sawit yang berasal dari kedua tempat tersebut masing-masing berjumlah dua batang dan pada tahun itu juga ditanam di Kebun Raya Bogor. Hingga saat ini dua dari empat pohon tersebut masih hidup dan diyakini sebagai nenek moyang kelapa sawit yang ada di Asia Tenggara (Hadi Mustafa, 2004).

Kelapa sawit memliki tinggi yang dapat mencapai 24 meter. Bunga dan buahnya berupa lebat, serta bercabang banyak. Buahnya kecil dan apabila masak, berwarna merah kehitaman. Daging buahnya padat. Daging dan kulit buahnya mengandungi minyak. Minyaknya itu digunakan sebagai bahan minyak goreng, sabun, dan lilin. Tempurungnya digunakan sebagai bahan bakar dan arang. Kelapa sawit yang berkembang biak dengan biji, tumbuh di daerah tropis, pada ketinggian 0 - 500 meter di atas permukaan laut. Kelapa sawit menyukai tanah yang subur dan tempat terbuka, dengan kelembapan tinggi. Kelembapan tinggi itu antara lain ditentukan oleh adanya curah hujan yang tinggi, sekitar 2,000-2,500 mm setahun. (wikipedia,2009).

Gambar. Kelapa Sawit

Gambar. Detail Kelapa Sawit

2.1.1 Cangkang Kelapa SawitTempurung kelapa sawit merupakan salah satu limbah pengolahan minyak kelapa sawit yang cukup besar, yaitu mencapai 60% dari produksi minyak. Tempurung buah kelapa sawit dapat dimanfaatkan sebagai arang aktif. Arang aktif dimanfaatkan oleh berbagai industri, antara lain industri minyak, karet, gula dan farmasi. Selain itu tempurung kelapa sawit digunakan hanya sebagai bahan bakar pembangkit tenaga uap dan bahan pengeras jalan (Fauzi,Yan &dkk,2002)

Prinsip pemisahan biji dari cangkangnya adalah karena adanya perbedaan berat jenis antara inti dan cangkang. Caranya adalah dengan mengapungkan biji-biji yang telah dipecahkan dalam larutan lempung yang mempunyai berat jenis 1,16. Dalam keadaan ini inti kelapa sawit akan mengapung dalam larutan dan cangkang akan mengendap di dasar. Inti dan cangkang diambil secara terpisah kemudian dicuci sampai bersih. Alat yang digunakan untuk memisahkan inti dari cangkangnya disebut hydrocyclone separator.Inti buah dimasukkan ke silo dan dikeringkan pada suhu 800C. Selama pengeringan harus selalu dibolak-balik agar keringnya merata.

Gambar. Cangkang Kelapa Sawit

2.1.2 Abu Cangkang Kelapa SawitDalam pemrosesan buah kelapa sawit menjadi ekstrak minyak sawit,menghasilkan limbah padat yang sangat banyak dalam bentuk serat, cangkang dan tandan buah kosong, dimana untuk setiap 100 ton tandan buah segar yang diproses ,akan di dapat lebih kurang 20 ton cangkang, 7 ton serat dan 25 ton tandan kosong. Untuk membantu pembuangan limbah dan pemulihan energi,cangkang dan serat ini digunakan lagi sebagai bahan bakar untuk menghasilkan uap pada penggilingan minyak sawit.setelah pembakaran dalam ketel uap,akan dihasilkan 5% abu (oil palm ashes) dengan ukuran butiran yang halus. Abu hasil pembakaran ini biasanya dibuang dekat pabrik sebagai limbah padat dan tidak dimanfaatkan.Jika unsur silika (SiO2) ditambahkan dengan campuran beton, maka unsur silika tersebut akan bereaksi dengan kapur bebas Ca(OH)2 yang merupakan unsur lemah dalam beton menjadi gel CSH baru. Gel CSH merupakan unsur utama yang mempengaruhi kekuatan pasta semen dan kekuatan beton.

Bambang Subiyanto (Subiyanto.B, 2007) melaporkan bahwa pengaruh penggantian sebagian agregat kasar kerikil dengan agregat arang cangkang sawit dapat menurunkan kuat tekan beton yang menunjukkan selain pengaruh persentase penggantian juga dipengaruhi oleh metode perawatan. Gambar 3 berikut menggambarkan hasil uji kuat tekan beton dengan agregat kasar arang cangkang sawit 0%, 50 % dan 100% dengan agregat kasar arang cangkang sawit 0%, 50% dan 100% dengan variasi perawatan direndam dalam ruangan lembab.Gambar 3. Kuat tekan beton arang cangkang sawit pada umur 7 dan 28 hariA : Beton Normal perawatan ruang lembabB : Beton Normal Perawatan dengan cara perendamanC : Beton dengan agregat kasar 50% arang cangkang sawit dirawat dalam ruang lembabD : Beton dengan agregat kasar 50% arang cangkang sawit dirawat dengan perendamanE : Beton dengan agregat kasar 100% arang cangkang sawit dirawat dalam ruang lembabF : Beton dengan agregat kasar 100% arang cangkang sawit dirawat dengan perendamanGambar 3 menunjukkan bahwa penggunaan arang cangkang sawit sebagai bahan cam- puran beton tidak dapat menghasilkan kuat tekan yang memadai sebagai beton struk- tural namun masih memungkinkan untuk digunakan sebagai beton ringan nonstruk- tural.2.2 Penelitian TerdahuluPenelitian yang memanfaatkan arang cangkang sawit sudah beberapa kali dilakukan, berikut beberapa penelitian tersebut;Narayanan, et al (2007), melakukan penelitian dengan judul Flexural Behaviour of Precast Slab Made of Ops Lightweight Concrete; Hasil pengujiannya menunjukkan initialcrack load beton OPS mendekati 50% initial crack load beton coarse aggregate sandstone dan Granit begitu juga failure load yang dicapai.Fitriyani (2010) melakukan penelitian dengan judul penelitian Pengaruh Abu Cangkang Kelapa Sawit Sebagai Bahan Tambahan Pada Pembuatan Batako, dalam penelitian ini ditambahkan abu cangkang kelapa sawit pada campuran batako dengan komposisi 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% dari berat pasir yang digunakan, hasil pengujian menunjukkan Kuat tekan batako dengan campuran abu cangkang kelapa sawit pada komposisi 10% dan 20% hampir menyamai kuat tekan batako normal, penyerapan air batako dengan menggunakan abu cangkang kelapa sawit yaitu 15,03%-23,13% lebih besar dari batako normal, densitas pada batako dengan menggunakan abu cangkang kelapa sawit yaitu 1,69 gr/cm3-1,41gr/cm3 lebih rendah dari batako normal.Tahun 2009 Syaifullah Ali dari jurusan teknik sipil Politeknik Negeri Padang melakukan penelitian yaitu mengenai Karakteristik Marshall Campuran Hot Rooled Sheet (HRS) yang Mengandung Cangkang Kelapa Sawit Sebagai Agregat Kasar. Melalui penelitiannya dia mencoba mencari alternatif bahan lain yang dapat digunakan sebagai agregat dalam campuran aspal, dia mencoba memanfaatkan limbah cangkang kelapa sawit sebagai pengganti sebagian agregat kasar dalam campuran HRS.

Dari semua hasil yang diperoleh ternyata karakteristik campuran HRS dapat dipenuhi, sehingga cangkang kelapa sawit yang selama ini hanya sebagai limbah yang dibuang begitu saja dapat digunakan sebagai pengganti sebagian agregat kasar dalam campuran beraspal terutama campuran HRS-WC.

Arifal Hidayat, ST, MT dan Anton Ariyanto, M.Eng juga melakukan penelitian mengenai Pengaruh Penambahan Cangkang Kelapa Sawit Terhadap Kuat Tekan Beton Fc 30 MPa. Dalam penelitiannya mereka mencoba memanfaatkan limbah cangkang kelapa sawit sebagai pengganti sebagian agregat kasar pada campuran beton. Dengan penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan beton dengan mutu yang baik dan tidak menurunkan nilai kekuatan beton, selain itu juga dapat mengurangi dampak negative dari limbah cangkang kelapa sawit terhadap lingkungan. Perencanaan campuran brton menggunakan DoE (Departement of Enviroment) yang berlaku di Indonesia.

Berdasarkan penelitian diperoleh peningkatan kuat tekan beton dengan penggunaan cangkang kelapa sawit yaitu dengan presentase 5% dari berat agregat kasar.

F. Elsa Putra (2003), telah mengadakan penelitian terhadap cangkang kelapa sawit guna mendapatkan suatu bahan baru untuk beton. Dari penelitian tersebut dihasilkan beton ringan struktural yang diperoleh dengan mengganti agregat kasar (kerikil) dengan material yang lebih ringan yaitu cangkang kelapa sawit.Dwina Archenita (2004) juga telah melakukan penelitian dengan memanfaatkan cangkang kelapa sawit ini sebagai pengganti agregat kasar untuk bahan perkerasan jalan pada campuran Asphaltic Concrete (AC) dengan metode marshall. Dari penelitian ini diperoleh hasil yang memenuhi spesifikasi untuk campuran AC pada komposisi agregat 25%.2.3 Beton RinganBerat jenis beton dengan agregat ringan yang kering udara sangat bervariasi, tergantung pada pemilihan agregatnya, apakah pasir alam atau agregat pecah yang ringan halus yang dipergunakan. Berat jenis sebesar 1850 kg/m3 dapat dianggap sebagai batasan atas dari beton ringan yang sebenarnya, meskipun nilai ini kadang- kadang melebihi.(Murdock,L.J,1991).Secara garis besar bila diringkas pembagian penggunaan beton ringan dapat dibagi tiga yaitu:

(1) Untuk nonstruktur dengan berat jenis antara 240 kg/m3 sampai 800 kg/m3 dan kuat

tekan antara 0.35 MPa sampai 7 MPa yang umumnya digunakan seperti untuk dinding pemisah atau dinding isolasi.

(2) Untuk struktur ringan dengan berat jenis antara 800 kg/m3 sampai 1400 kg/m3 dankuat tekan antara 7 MPa sampai 17 MPa yang umumnya digunakan seperti untuk dinding yang juga memikul beban.

(3) Untuk struktur dengan berat jenis antara 1400 kg/m3 sampai 1800 kg/m3 dan kuat

tekan lebih dari 17 MPa yang dapat digunakan sebagaimana beton normal. (Wisnuwijanarko,2008)

2.4 SemenSemen adalah bahan anorganik yang mengeras pada pencampuran dengan air. Yang paling sering digunakan sebagai perekat pada bahan bangunan adalah semen portland. Semen portland dibuat dari serbuk halus mineral kristalin yang komposisi utamanya adalah kalsium dan aluminium silikat. Penambahan air pada mineral ini menghasilkan suatu pasta yang jika mengering akan mempunyai kekuatan seperti batu. (Surdia,T.,1999).

Semen Portland adalah semen hidrolis yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidraulis bersama bahan-bahan tambahan yang biasa digunakan yaitu gypsum. (Segel,R,.Ing P.K & G.H,kusuma,1997)Semen portland dibuat dari serbuk halus mineral kristalin yang komposisi utamanya adalah kalsium atau batu kapur (CaO), Alumunia (Al2O3), Pasir silikat (SiO2) dan bahan biji besi (FeO2) dan senyawa-senyawa MgO dan SO3, penambahan air pada mineral ini akan menghasilkan suatu pasta yang jika mengering akan mempunyai kekuatan seperti batu.(Nawy.G.Edward, 1990).2.4.1 Jenis-Jenis SemenSemen merupakan hasil industri yang sangat kompleks, dengan campurn serta susunan yang berbeda-beda. Semen dapat dibedakan menjadi dua kelompok, yaitua. Semen non-hidrolikSemen non hidrolik tidak dapat mengikat dan mengeras di dalam air, akan tetapi dapat mengeras di udara.Contoh utama dari semen non hidrolik adalah kapur.

b. Semen hidrolikSemen hidrolik mempunyai kemampuan untuk mengikat dan mengeras di dalam air. contoh dari semen hidrolik yaitu:1. Kapur hidrolik

2. Semen Pozollan

3. Semen Terak4. Semen Alam5. Semen Portland

6. Semen Portland Pozzolan

7. Semen Putih8. Semen Alumina2.5 AgregatAgregat adalah bahan-bahan campuran beton yang saling diikat oleh perekat semen. Agregat yang umum dipakai adalah pasir; kerikil dan batu-atu pecah. Pemilihan agregat tergantung dari:

Syarat-syarat yang ditentukan beton

Persedian lokasi pembuatan beton

Perbandingan yang telah ditentukan antara biaya dan mutu

(Sagel,R.&dkk,1997)

2.5.1 Jenis-jenis Agregat

Secara umum agregat dikelompokkan menjadi 2 kelompok, yaitu agregat kasar dan halus;1. Agregat KasarAgregat disebut agregat kasar apabila ukurannya sudah melebihi in.(6 mm). Sifat agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan daya tahannya terhadap disentegrasi beton, cuaca dan efek-efek perusak lainnya. Agregat kasar mineral ini harus bersih dari bahan-bahan organik dan harus mempunyai ikatan yang baik dengan gel semen (Nawy,G.E.,1990). Agregat kasar ini biasanya dinamakan kerikil, spilit, batu pecah, kricak dan lainnya.2. Agregat HalusAgregat halus merupakan pengisi yang berupa pasir. Agregat halus yang baik harus bebas dari bahan organik dan lempung. Pasir yang digunakan dalam campuran beton jika dilihat dari sumbernya dapat berasal dari sungai ataupun dari galian tambang (quarry). Di daerah tertentu, pasir dapat mengandung mineral-mineral berat. Pasir kasar alami biasanya dapat memenuhi syarat gradasi zona I dari British Standart (B.S), tetapi mineral halusnya yang berukuran lebih kecil dari 0,3 mm tidak cukup banyak. Pasir yang masuk zona II dan III dapat juga ditemukan dalam pasir alami, tetapi biasanya banyak mengandung silt dan tanah liat. Agregat halus (pasir alam) yang berasal dari sumber ini biasanya berbutir halus dan berbentuk bulat-bulat akibat proses gesekan, sehingga daya lekat antara butirannya agak kurang. Agregat seperti ini cocok dipakai untuk campuran plesteran karena butir-butirnya halus (Mulyono,T.,2004).

2.6 Kekuatan AgregatKekuatan beton tidak lebih tinggi dari kekuatan agregat, oleh karena itu sepanjang kekuatan tekan agregat lebih tinggi dari beton yang akan dibuat maka agregat tersebut masih cukup aman digunakan sebagai campuran beton. Beton mutu tinggi yang mengalami konsentrasi tegangan lokal cenderung mempunyai tegangan lebih tinggi dari pada kekuatan seluruh beton.Faktor Yang Mempengaruhi Kekuatan AgregatKekuatan agregat dapat bervariasi dalam batas yang besar.Butir-butir agregat dapat bersifat kurang kuat karena dua hal:

1. Karena terdiri dari bahan yang lemah atau terdiri dari partikel yang kuat tetapi tidak baik dalam hal pengikatan. Granite misalnya terdiri dari bahan yang kuat dan keras yaitu kristal quarts dan feldspar, tetapi bersifat kurang kuat dan modulus elastisitasnya rendah. Hal ini terjadi karena butir-butir granit tidak terikat dengan baik.

2. Porositas yang besar. Porositas yang besar mempengaruhi keuletan yang menentukan ketahanan terhadap benda kejut.

Cara Pengujian Kekuatan AgregatUntuk menguji kekuatan agregat dapat menggunakan bejana Rudelloff ataupun los Angelos Test. Bejana Rudelloff yang banyak digunakan di negara Inggris berupa bejana yang berbentuk silinder baja dengan garis tengah bagian dalam 11.8 cm dan tingginya 40 cm dengan dilengkapi stempel pada dasarnya. Cara pengujiannya butiran agregat dimasukan kedalam silinder tersebut dan diletakkan stempel kemudian ditekan dengan gaya tekan 20 ton selama 20 menit. Bagian yang hancur yang lebih kecil dari 2 mm kemudian ditimbang. Beratnya merupakan ukuran dari kekuatan agregat yang dinyatakan dalam persen hancur. Semakin banyak bagian yang hancur semakin rendah kekuatan agregat tersebut.(Mulyono,T.,2004)

Kuat tarik-belah beton benda uji silinder beton ialah nilai kuat tarik tidak langsung dari benda uji beton berbentuk silinder yang diperoleh dari hasil pembebanan benda uji tersebut yang diletakkan mendatar sejajar dengan permukaan meja penekan mesin uji. Kuat tarik belah seperti inilah yang diperoleh melalui metode pengujian kuat tarik-belah dengan Universal Testing Machine (UTM).

Gambar. Alat Uji Kuat Tarik Belah

Penelitian menggunakan dilakukan dengan menggunakan sampel beton berbentuk silinder dengan mutu beton yang sudah direncanakan, sehingga dapat diperoleh besaran-besaran yang akan diteliti. Adapun besaran yang dipakai sebagai acuan untuk mengetahui kuat tarik beton adalah nilai kuat tarik yang didapatkan dari hasil splitting test dengan alat UTM (Universal Testing Machine).

Pengujian kekuatan tekan beton dilakukan dengan menggunakan mesin tekan. Hasil massa beban maksimum akan terbaca dalam satuan ton. Benda uji diletakkan pada bidang tekan mesin secara sentris. Pembebanan dilakukan secara perlahan sampai beton mengalami kehancuran.

Gambar. Alat Uji Kuat Tekan Beton