pembuatan beton dengan campuran limbah …... · daftar simbol. ... diagram alir prosedur...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

PEMBUATAN BETON DENGAN CAMPURAN LIMBAH PLASTIK DAN KARAKTERISASINYA

Disusun Oleh :

YESSI RISMAYASARI

NIM M0207068

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian

persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Fisika

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Januari, 2012


commit to user

ii


commit to user

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa isi intelektual skripsi saya yang berjudul “

PEMBUATAN BETON DENGAN CAMPURAN LIMBAH PLASTIK DAN

KARAKTERISASINYA” adalah hasil kerja saya atas arahan pembimbing dan

sepengetahuan saya hingga saat ini, isi skripsi tidak berisi materi yang telah

dipublikasikan atau ditulis oleh orang lain atau materi yang telah diajukan untuk

mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas Sebelas Maret atau di Perguruan Tinggi

lainnya, jika ada maka telah dituliskan di daftar pustaka skripsi ini dan segala bentuk

bantuan dari semua pihak telah ditulis di bagian ucapan terimakasih. Isi skripsi ini

boleh dirujuk atau difotokopi secara bebas tanpa harus memberitahu penulis.

Surakarta, 3 Januari 2012

YESSI RISMAYASARI


commit to user

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. ii

HALAMAN PERNYATAAN .............................................................................iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN........................................................................ iv

ABSTRAK............................................................................................................ v

ABSTRACT..........................................................................................................vi

KATA PENGANTAR ........................................................................................ vii

DAFTAR ISI .......................................................................................................viii

DAFTAR TABEL ................................................................................................ ix

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ x

DAFTAR SIMBOL. .............................................................................................xi

DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................ xii

BAB I PENDAHULUAN……………………………………………………..1

1.1 Latar Belakang Masalah................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah. ........................................................................... 3

1.3 Batasan Masalah .............................................................................. 3

1.4 Tujuan Penelitian ............................................................................. 3

1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................... 4

BAB II LANDASAN TEORI ……………………………………………5

2.1 Beton ................................................................................................ 5

2.2 Agregat............................................................................................. 5

2.3 Semen............................................................................................... 6

2.4 Air .................................................................................................... 7

2.5 Plastik............................................................................................... 7

2.6 Kuat tekan ........................................................................................ 8


commit to user

2.7 Impact .............................................................................................. 9

2.8 Konduktivitas thermal..................................................................... 11

2.9 Kerapatan ........................................................................................ 16

BAB III METODOLOGI PENELITIAN…………………………. …………...17

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................... 17

3.2 Alat dan Bahan yang Digunakan .................................................... 17

3.2.1 Alat................... .................................................................... 17

3.2.2 Bahan.................................................................................... 18

3.3 Prosedur Penelitian ......................................................................... 19

3.4 Pengumpulan Data .......................................................................... 21

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN…. …………………...24

4.1 Kuat Tekan...................................................................................... 24

4.2 Impact.. ........................................................................................... 26

4.3 Konduktivitas Termal.. ................................................................... 28

4.4 Kerapatan.. ...................................................................................... 31

BAB V PENUTUP.. ........................................................................................... 33

5.1 Kesimpulan.. ................................................................................... 33

5.2 Saran.. ............................................................................................. 33

DAFTAR PUSTAKA.. ........................................................................................ 34

LAMPIRAN.. .......................................................................................................35


commit to user

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Jenis- jenis Semen Portland ................................................................. 6


commit to user

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Animasi Alat Izod Impact Tester .. ................................................. 10

Gambar 2.2. Konduksi Kalor antara Daerah dengan Temperatur T1 dan T2........ 12

Gambar 2.3. Konduksi Termal pada Dinding Bidang.. ....................................... 14

Gambar 2.4. Kurva Suhu.. ................................................................................... 15

Gambar 3.1. Diagram Alir Prosedur Penelitian.. ................................................. 19

Gambar 4.1. Gambar Cetakan Kuat Tekan.. ........................................................ 24

Gambar 4.2. Gambar Benda Uji Kuat Tekan....................................................... 24

Gambar 4.3. Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember

Plastik dengan Kuat Tekan………………………………………...25

Gambar 4.4. Gambar Cetakan Impact...................................................................26

Gambar 4.5. Gambar Benda Uji Impact… .......................................................... 27


Plastik dengan Energi ……..……………………………………...27

Gambar 4.7. Gambar Cetakan Konduktivitas Thermal........................................ 28

Gambar 4.8. Gambar Benda Uji Konduktivitas Thermal.. ................................. 29


Plastik dengan Konduktivitas Thermal……………..……………..30

Gambar 4.10.Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah

Ember Plastik dengan Massa Jenis………………………………..32


commit to user

DAFTAR SIMBOL

P = Tekanan

F = Beban maksimum

A = Luas penampang

m = Massa

g = Percepatan gravitasi

a = Jarak titik pusat pendulum dengan benda uji sebelum tumbukan

b = Jarak titik pusat pendulum dengan benda uji setelah tumbukan

w = Berat pendulum

R = Jarak dari pusat rotasi ke pusat gravitasi

E = Energi yang dibutuhkan untuk memecahkan benda uji

T = Temperatur

t = Tinggi

L = Tebal benda uji

λ = Konduktivitas thermal

v = Volume

ρ = Kerapatan

Ep = Enegi potensial

Ei = Energi awal sebelum tumbukan

Ef = Energi akhir setelah tumbukan


commit to user

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 : Rancangan Campuran Beton (Mix Design)……………………..36

Lampiran 2 : Hasil Perhitungan Kuat Tekan…………………………………..38

Lampiran 3 : Hasil Perhitungan Impact……………............................................42

Lampiran 4 : Hasil Perhitungan Konduktivitas Termal………………………..45

Lampiran 5 : Hasil Perhitungan Kerapatan……………………………………86

Lampiran 6 : Gambar ………………………………………………………….90


commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Zaman semakin maju dan berkembang, IPTEK memberikan pengaruh

besar bagi seluruh aspek kehidupan. Salah satunya adalah pengaruh IPTEK dalam

bidang tehnik sipil terutama dalam hal teknologi konstruksi. Di mana dapat kita

lihat telah berdiri kokoh seperti gedung-gedung bertingkat, jalan, jembatan,

bandar udara, bangunan lepas pantai, stadion, terowongan, dan lain-lain termasuk

pembuatan patung. Adapun elemen konstruksi dari bangunan-bangunan tersebut

adalah berupa kayu, besi, baja, beton, genting, kaca, dan sebagainya. Dewasa ini

beton sering kita jumpai sebagai elemen konstruksi bangunan yang sangat penting

dan sangat luas penggunaannya.

Pemakaian beton sudah populer, pada perkembangannya beton dicampuri

dengan beberapa bahan tambahan baik berupa bahan kimia maupun non kimia di

antaranya, Abu Ampas Tebu (AAT), abu sekam padi, styrocon dan polimer.

Beton diperoleh dengan cara mencampurkan semen portland, air, agregat dan

kadang-kadang bahan tambah yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia,

tambahan, sampai bahan bangunan non-kimia pada perbandingan tertentu

campuran tersebut bilamana dituangkan dalam cetakan kemudian dibiarkan maka

akan mengeras seperti batuan.

Kekuatan, keawetan dan sifat beton tergantung pada sifat-sifat bahan-

bahan dasar, nilai perbandingan bahan-bahannya, cara pengadukan maupun cara

pengerjaan selama penuangan adukan beton, cara pemadatan dan cara perawatan

selama proses pengerasan (Kardiyono, 1996).

Polimer sebagai bahan tambahan dalam pembuatan beton merupakan suatu

zat kimia yang terdiri dari molekul-molekul yang besar dengan karbon dan

hidrogen sebagai molekul utamanya. Bahan polimer dapat diperoleh dari limbah

plastik yang didaur ulang. Penggunaan bahan tersebut sekaligus bertujuan

memanfaatkan limbah plastik, di samping mencari alternatif pengganti semen.


commit to user

2

Ide dasar penelitian beton polimer pada awalnya berdasarkan pemikiran

ingin mencari beton yang dalam hal-hal tertentu memiliki sifat lebih baik dari

beton semen. Ternyata dari literatur diketahui, polimer memiliki sifat seperti

semen (Suraatmadja, 2000).

Suraatmadja (2000), meneliti tentang beton polimer. Pada penelitian

tersebut beton polimer memiliki kelebihan dan kekurangan. Kelebihan dari

penelitian tersebut di antaranya bahwa beton polimer memiliki sifat kedap air,

tahan terhadap larutan agresif seperti bahan kimia, bisa mengeras di dalam air

sehingga bisa digunakan untuk memperbaiki bangunan-bangunan di dalam air.

Sedangkan kekurangannya yaitu harga pembuatan beton polimer masih belum

bisa lebih rendah dari harga pembuatan beton semen. Hal ini terjadi karena

mahalnya bahan kimia yang digunakan untuk mencampur polimer dalam

pembuatan beton. Namun pada penelitian kali ini akan dilakukan penambahan

polimer tanpa menggunakan bahan kimia.

Henry Miller (2009), meneliti tentang penggunaan limbah plastik sebagai

pengganti bahan baku beton yang selama ini harus diperoleh melalui proses

penambangan (mining) dan menciptakan produk yang lebih baik. Henry Miller

menggunakan bentuk butiran limbah plastik sebagai bahan campuran beton. Tidak

seperti plastik biasa, limbah plastik dapat dicampur tanpa efek yang merugikan,

pemanasan penggabungan tidak diperlukan.

Bambang Mahendya Lestariono, meneliti tentang penggunaan limbah

botol plastik (PET) sebagai campuran beton untuk meningkatkan kapasitas tarik

belah dan geser. Kadar Polyethylene terephthalate (PET) yang ditambahkan pada

beton mutu normal dalam volume fraksi adalah 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,5%, 0,7%

dan 1%.

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya yaitu pembuatan

beton polimer, maka dalam penelitian ini dilakukan pembuatan beton dengan

penambahan bahan polimer alternatif yaitu limbah ember plastik hitam. Variasi

persentase penambahan limbah ember plastik hitam dalam penelitian ini adalah

0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10 % dari massa semen. Dengan adanya penelitian “

Pembuatan Beton Dengan Campuran Limbah Plastik dan Karakterisasinya”


commit to user

3

diharapkan diperoleh beton dengan sifat mekanik yang lebih baik dari beton yang

tanpa menggunakan bahan tambah lainnya dan dapat memperbaiki sifat beton

tanpa mengurangi mutunya serta membantu mengurangi limbah plastik yang

selama ini banyak mencemari lingkungan.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah dari penelitian

ini adalah sebagai berikut:

a. Apakah beton dapat dibuat dengan campuran limbah ember plastik jenis

polypropylene?

b. Bagaimanakah hasil karakterisasi beton yang dibuat?

1.3. Batasan Masalah

Permasalahan pada penelitian ini dibatasi pada:

a. Semen yang dipakai adalah Semen Portland tipe I asal Gresik, Jawa Timur.

b. Agregat yang dipakai adalah agregat halus berupa pasir yang berasal dari

daerah Klaten dan agregat kasar berupa kerikil yang berasal dari daerah

Karanganyar.

c. Plastik yang digunakan merupakan limbah ember plastik yang berwarna

hitam. Variasi campurannya yaitu 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10% dari massa

semen.

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

a. Pembuatan beton dengan variasi campuran limbah ember plastik 0%, 2%,

4%, 6%, 8%,10% dari massa semen.

b. Mengetahui nilai karakterisasi beton dengan dan tanpa campuran limbah

ember plastik dengan memakai uji kuat tekan, uji impact, uji konduktivitas

thermal, dan uji kerapatan.


commit to user

4

1.5. Manfaat Penelitian

Hasil Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat antara lain:

1 Bagi Mahasiswa

a. Menambah pengetahuan dan wawasan mengenai penggunaan ilmu

fisika secara nyata di bidang industri.

b. Meningkatkan dan memperluas daya penalaran mahasiswa dalam

memecahkan permasalahan secara ilmiah.

2 Bagi Ilmu Pengetahuan

a. Mengetahui variasi campuran limbah ember plastik pada pembuatan

beton yang baik.

b. Memanfaatkan limbah ember plastik.

3 Bagi Masyarakat

Pemanfaatan bagi masyarakat yaitu limbah ember plastik hitam yang

berlimpah yang dapat digunakan sebagai bahan campuran beton sebagai

pengganti semen sehingga biaya yang dibutuhkan lebih sedikit. Selain itu

masyarakat sadar akan manfaat limbah ember plastik yang sebelumnya

dianggap sebagai sampah sehingga dapat membantu mengurangi pencemaran

lingkungan.


commit to user

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Beton

Beton merupakan campuran antara semen portland atau semen hidrolis

yang lain, agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan

tambahan yang membentuk massa padat (Sudarmoko, 1997). Beton normal

memiliki massa jenis 2200 kg sampai 2500 kg sedangkan beton ringan

memiliki massa jenis tidak lebih dari 1900 kg (SNI-03-2847, 2002).

Beton ringan diperoleh dengan cara pemberian gelembung udara ke dalam

campuran betonnya. Sehingga pembuatan beton ringan dapat dilakukan dengan

cara berikut (Kardiyono, 1996) :

a. Membuat gelembung-gelembung gas/udara dalam adukan semen

sehingga akan terjadi banyak pori-pori udara di dalam beton.

b. Menggunakan agregat ringan, misalnya tanah liat bakar, batu apung.

Dengan demikian beton yang terjadipun akan lebih ringan daripada

beton biasa.

c. Membuat beton dengan tanpa butir-butir agregat halus. Oleh karena itu

beton ini disebut “beton non pasir” dan hanya dibuat dari semen dan

agregat kasar saja dengan butir maksimum agregat kasar sebesar 20 mm.

Beton demikian mempunyai pori-pori yang hampir seragam.

2.2. Agregat

Agregat merupakan butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan

pengisi beton. Agregat ini kira-kira menempati sebanyak 70%-80% dari volume

beton (Gensel. et.al., 2010).

Cara membedakan jenis agregat yang paling banyak dilakukan ialah

dengan didasarkan pada ukuran butir-butirnya. Agregat yang mempunyai

ukuran butir-butir besar disebut agregat kasar, sedangkan agregat yang ukuran

butir-butir kecil disebut agregat halus. Sebagai batasnya ukuran butir dengan


commit to user

6

diameter 4,75 mm atau 4,80 mm. Agregat yang diameternya lebih besar dari

4,80 mm disebut agregat kasar, dan agregat yang diameternya lebih kecil dari

4,80 mm disebut agregat halus.

Secara umum, agregat kasar sering disebut sebagai kerikil, kericak, batu

pecah, atau split. Sedangkan agregat halus disebut pasir, baik berupa pasir alami

yang diperoleh langsung dari sungai atau tanah galian, atau dari hasil

pemecahan batu (Kardiyono, 1996).

2.3.Semen

Ada dua macam semen, yaitu semen hidrolis dan semen non-hidrolis.

Semen hidrolis adalah semen yang akan mengeras bila bereaksi dengan air,

tahan terhadap air dan stabil di dalam air setelah mengeras sedangkan semen

non-hidrolis adalah semen yang dapat mengeras tetapi tidak stabil dalam air.

(Nugroho, dkk., 2007). Semen Portland merupakan semen hidrolis yang

dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker dengan bahan utama terdiri dari

silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis dengan gips sebagai bahan tambah.

Berdasarkan tujuan pemakaiannya semen portland di Indonesia dibagi

menjadi 5 jenis, yaitu:

Tabel 2.1 Jenis- jenis semen Portland

( Kardiyono, 1996)

Jenis Semen Karakteristik Umum

Jenis ISemen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus

Jenis IISemen portland yang penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang

Jenis IIISemen portland yang penggunaannya memerlukan persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan

Jenis IVSemen portland yang penggunaannya menuntut panas hidrasi rendah

Jenis VSemen portland yang penggunaannnya menuntut persyaratan sangat tahan terhadap sulfat


commit to user

7

Fungsi semen adalah untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi

suatu massa yang padat. Selain itu untuk mengisi rongga-rongga di antara

butiran agregat. Semen hanya kira-kira mengisi 10 % saja dari volume beton

(Kardiyono, 1996).

2.4. Air

Air merupakan bahan dasar pembuat beton yang penting namun harganya

paling murah. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen dan sebagai bahan

pelumas antara butir-butir agregat agar dapat mudah dikerjakan dan di padatkan.

Untuk bereaksi dengan semen, air yang diperlukan hanya sekitar 25 % massa

semen saja. Tetapi kenyataannya nilai faktor air semen yang dipakai sulit

kurang dari 0,35. Kelebihan air ini digunakan sebagai pelumas namun tambahan

air untuk pelumas ini tidak boleh terlalu banyak karena kekuatan beton akan

rendah.

Dalam pemakaian air untuk beton itu sebaiknya air memenuhi syarat

sebagai berikut (Kardiyono, 1996):

a. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2

gram/liter.

b. Tidak mengandung garam-garam yang dapat merusak beton (asam, zat

organik, dan sebagainya) lebih dari 15 gram/liter.

c. Tidak mengandung khlorida (Cl) lebih dari 0,5gram/liter.

d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.

2.5. Plastik

Plastik adalah suatu polimer yang mempunyai sifat-sifat unik dan luar

biasa. Polimer adalah suatu bahan yang terdiri dari unit molekul yang disebut

monomer (Mujiarto, 2005).

Plastik merupakan salah satu hasil penemuan manusia yang paling banyak

digunakan hingga saat ini. Plastik digunakan dalam skala besar dalam produksi

seperti botol untuk minuman, peralatan bayi, wadah untuk makanan, selang,


commit to user

8

pipa bangunan, botol kecap, botol sampo, kantong pembungkus, sikat gigi, alat

makan (sendok, garpu, piring, mangkok, gelas), hingga mainan anak- anak

( Hamonangan, 2009).

Plastik mempunyai berbagai sifat yang menguntungkan, diantaranya (Azizah, 2009):

a. Umumnya kuat namun ringan.

b. Secara kimia stabil (tidak bereaksi dengan udara, air, asam, alkali dan

berbagai zat kimia lain).

c. Merupakan isolator listrik yang baik.

d. Mudah dibentuk, khususnya dipanaskan.

e. Biasanya transparan dan jernih.

f. Fleksibel/plastis

g. Harganya relatif murah.

Plastik dapat dikelompokkan menjadi dua golongan yaitu plastik

termoplast dan plastik termoset. Plastik termoplast merupakan plastik yang

dapat dicetak berulang-ulang, sebagai contoh : PP (Polypropylene), PE, ABS

(Acrylonitrile Butadiene Styrene), nylon, PET (Polyethylene Perephtalate),

BPT, Polyacetal (POM), PC dll. Sedangkan plastik termoset merupakan plastik

yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali,

sebagai contoh ; PU (Poly Urethene), UF (Urea Formaldehyde), MF (Melamine

Formaldehyde), polyester, epoksi dll.

2.6. Kuat tekan

Tekanan (P) didefinisikan sebagai gaya (F) per satuan luas bidang (A),

dinyatakan dengan persamaan:

(2.1)


commit to user

9

Satuan SI dari tekanan adalah N/m2 atau pascal (Pa) (Giancoli, 2001). Kuat tekan

adalah suatu parameter yang menunjukkan besarnya beban per satuan luas yang

menyebabkan benda uji hancur oleh gaya tekan tertentu.

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kuat tekan beton yaitu

(Kardiyono, 1996):

a. Faktor air semen dan kepadatan

Semakin rendah nilai faktor air semen (fas) maka semakin tinggi kuat tekan

betonnya. Tetapi apabila fas terlalu rendah adukan beton akan sulit

dipadatkan. Kepadatan adukan beton sangat mempengaruhi nilai kuat tekan

beton setelah mengeras.

b. Umur beton

Kekuatan beton bertambah sesuai dengan bertambahnya umur dari beton

tersebut.

c. Jenis semen

Jenis semen yang digunakan dalam pembuatan beton harus sesuai dengan

tujuan dan penggunaannya.

d. Sifat agregat

Sifat agregat yang berpengaruh terhadap kekuatan beton adalah kekasaran

permukaan dan ukurannya. Pemakaian butir agregat yang terlalu besar akan

mengurangi kekuatan beton karena butiran agregat akan mengurangi luas

permukaan beton sehingga kelekatan antara butiran agregat kurang kuat.

2.7. Impact

Impact tester merupakan alat yang digunakan untuk mengukur reaksi

pukulan yang meliputi Strength (kekuatan), Atickness (kelekatan), Buttleness

(kerapukan). Pendulum digunakan untuk memukul dan memecah benda uji.

Energi yang dibutuhkan untuk memecah benda uji dihitung menggunakan prinsip

kekekalan energi. Energi yang dibutuhkan, dihitung ketika pendulum menganyun

keatas setelah benda uji pecah. Analisa gambar proses pemecahan benda uji dapat

dilihat pada gambar 2.1.


commit to user

10

Mula-mula pendulum dinaikkan, pendulum dalam keadaan diam ini

mempunyai Energi Potensial:

mgaE p (2.2)

Dengan m : massa dari pendulum (kg), g : percepatan grafitasi ) , a : jarak

titik pusat pendulum dengan benda uji sebelum tumbukan (m), b : jarak titik

pusat pendulum dengan benda uji setelah tumbukan (m).

Gambar 2.1.

Animasi Alat Izod Impact Tester (Ogawa, 1987)

Pendulum yang telah dibebaskan maka, energi potensial akan menurun dan energi

kinetik akan meningkat. Dari analisa Gambar (2.1) di atas maka :

)cos1( Ra )cos1( Rb

Energi awal sebelum tumbukan :

mgaE p

R

αβ

Pendulum

Specimenn


commit to user

11

Jika W = mg maka dapat diperoleh persamaan:

)cos1( WREi (2.3)

Pendulum dilepaskan dari posisi ini sehingga dapat memukul benda uji.

Setelah pendulum memukul dan mematahkan benda uji, maka pendulum akan

mengayun ke atas membentuk sudut ke posisi atau arah yang lain dengan sisa

energi. Energi yang masih tersisa setelah tumbukan :

mgbE p

Jika W = mg maka dapat diperoleh persamaan:

)cos1( WRE f (2.4)

Energi yang dibutuhkan untuk mematahkan benda uji, apabila tekanan

dan hambatan udara diabaikan maka energi yang diperlukan untuk mematahkan

benda uji, diberikan oleh persamaan :

coscos WREEE fi (2.5)

Di mana : W : berat pendulum (kg m/s2)

R : jarak dari pusat rotasi ke pusat gravitasi (m)

E : Energi yang dibutuhkan untuk mematahkan sempel (J)

Energi yang dibutuhkan untuk mematahkan benda uji besar menunjukkan bahwa

benda uji tersebut keras (Ogawa, 1987).

2.8. Konduktivitas thermal

Kalor merupakan proses dimana sesuatu yang dipindahkan diantara

sebuah sistem dan sekelilingnya akibat perbedaan temperatur. Perpindahan kalor

terjadi apabila ada dua sistem yang temperaturnya berbeda bersinggungan.

Konduksi merupakan perpindahan kalor dari suatu bagian benda padat ke bagian

lain benda padat yang sama, atau dari benda padat yang satu ke benda padat yang


commit to user

12

lain karena terjadi persinggungan tanpa terjadi perpindahan molekul dari benda

padat itu sendiri (Halauddin, 2006).

Apabila suatu objek dipanaskan, pada bagian ujung yang panas, molekul-

molekul di tempat itu bergerak lebih cepat dan menumbuk molekul-molekul di

sekitarnya yang bergerak lebih lambat. Molekul-molekul tersebut mentransfer

sebagian dari energinya ke molekul-molekul lain, yang lajunya kemudian

bertambah. Molekul-molekul ini kemudian juga mentransfer sebagian energinya

dengan molekul-molekul lain sepanjang objek. Konduksi kalor hanya terjadi

apabila terdapat perbedaan temperatur (Giancoli, 1988). Menurut (Bentz et.al,.

2010) bahwa kerapatan dan jenis agregat dapat berpengaruh terhadap

konduktivitas termal.

Gambar 2.2.Konduksi Kalor antara Daerah dengan Temperatur T1 dan T2. Jika T1 Lebih

Besar dari T2 Kalor Mengalir ke Kanan (Giancoli, 2001)

Aliran kalor menuju objek uniform Gambar 2.2, laju aliran kalor ΔQ per

selang waktu Δt dinyatakan dalam persamaan berikut:

(2.6)

Di mana A merupakan luas penampang lintang benda, l merupakan jarak

antara kedua ujung, yang mempunyai temperatur T1 dan T2, dan k merupakan

konstanta pembanding yang disebut konduktivitas termal, yang merupakan

karakteristik material tersebut. Dalam beberapa kasus (seperti ketika k atau A

tidak dianggap konstan), perlu dipertimbangkan batas dari pelat yang sangat tipis

dengan ketebalan dx. Maka persamaan (2.6) berubah menjadi:


commit to user

13

(2.7)

Di mana dT/dx merupakan gradien temperatur dan dimasukkan tanda

negatif karena arah aliran kalor berlawanan dengan gradien (Giancoli, 1988). Zat-

zat yang nilai k nya besar merupakan zat yang menghantarkan kalor dengan cepat

yang dinamakan konduktor yang baik. Biasanya dimiliki oleh logam. Sedangkan

zat-zat yang memiliki k kecil, seperti wol, fiberglass, polyurethane dan bulu,

merupakan penghantar kalor yang buruk yang dinamakan isolator (Giancoli,

2001).

Menurut Ogawa (1987), persamaan (2.8) di atas dapat ditetapkan pada

kondisi stasioner. Jika Q (kcal), L (m), T (°C), A (m2) dan t (hr), maka satuan dari

konduktivitas termal (λ) adalah kcal/mhr°C. Apabila konduktivitas termal pada

suhu mula-mula To °C adalah λo dan konduktivitas termal pada suhu T °C adalah λ

maka hubungan keduanya ditunjukkan oleh persamaan:

(2.8)

Adapun α menunjukkan nilai koefisien temperatur.

Di bawah keadaan stasioner, tidak tergantung terhadap waktu sehingga

konstan. Dengan kata lain, kuantitas tersebut dapat dinyatakan sebagai

(2.9)

Sehingga di bawah keadaan stasioner persamaan (2.7) berubah menjadi

(2.10)

Jika persamaan (2.3.2) disubstitusikan ke persamaan (2.10) akan menjadi :

(2.11)

Jika diintegralkan dalam jangkauan suhu T1 sampai persamaan T2,

yaitu dari persamaan (2.11) akan

diperoleh persamaan:

(2.12)


commit to user

14

Nilai mewakili sebuah nilai-nilai λ antara T1 dan T2. Jika

nilainya diambil sebagai rata-rata λav dan (T1 - T2) dinyatakan sebagai ∆T yang

mewakili perbedaan temperatur, ditinjau dari persamaan (2.10) maka persamaan

(2.12) menjadi

(2.13)

Gambar 2.3.Konduksi Termal pada Dinding Bidang

(Ogawa, 1987)

Konduksi termal di dalam sebuah zat padat yang memiliki sebuah luasan

transmisi termal tetap pada Gambar 2.3, A tidak tergantung dengan L. Dengan

mengintegralkan dalam jangkauan L1 sampai L2, maka persamaan (2.13) akan

menjadi:

(2.14)

Nilai L mewakili ketebalan bahan di mana konduktivitas termal berada. Dengan

menggunakan masing-masing formula, memungkinkan untuk dibuat suatu

konduktivitas termal benda padat secara sederhana yang tidak tergantung pada

konveksi dan radiasi. Maka persamaan aliran termal dapat dinyatakan sebagai:

dan (2.15)

(simbol R menunjukkan bahan I) dan (simbol X menunjukkan bahan II)

Pada sistem terisolasi qR = qx = q , sehingga

(2.16)

Dari persamaan (2.16), A adalah sama di kedua sisi, jika

RXRR LTT ,,, dan Lx diketahui, akan diperoleh λx yaitu:


commit to user

15

(2.17)

Normalnya suatu kontak permukaan memperlihatkan penurunan suhu. Hal ini

disebabkan oleh resistansi kontak akibat adanya suatu lapisan yang tidak melekat

dengan ketat seperti diperlihatkan pada Gambar 2.4:

Gambar 2.4. Kurva Suhu(Ogawa, 1987)

Jika Rc dianggap resistansi kontak serta Ra dan Rb nilai resistansi dari potongan

kedua bahan jenis II dengan ketebalan La (bahan D) dan Lb (bahan E), maka

resistansi total:

dan

(2.18)

Rb-Ra menunjukkan resistansi dari potongan bahan jenis II (spesimen sempel)

yang memiliki ketebalan (Lb – La). Akan tetapi karena resistansi adalah kebalikan

dari konduksi maka persamaan (2.18) akan menjadi

(2.19)

Persamaan berikut dapat ditetapkan:

; (2.20)

λa’ dan λb

’ mewakili konduktivitas termal dengan melibatkan derajat konduksi dari

potongan bahan jenis II ( dengan ketebalan La dan Lb ) dan jarak bebas diantara

bahan jenis I dan II. Dari persamaan (2.20) diperoleh λa’ dan λb

’ sebagai berikut:

; (2.21)


commit to user

16

dan dari persamaan (2.20), (2.21) diperoleh:

(2.22)

Maka konduktivitas termal dapat dituliskan dengan persamaan berikut ini:

(2.23)

2.9. Kerapatan

Kerapatan didefinisikan sebagai massa per satuan volume, yang dapat

dituliskan kedalam suatu persamaan (Giancoli, 1988) :

(2.24)

Di mana m merupakan massa (kg) dan V merupakan volume bahan ( ).

Kebanyakan zat padat mengembang sedikit apabila dipanaskan dan

menyusut sedikit apabila dipengaruhi pertambahan tekanan eksternal, perubahan

dalam volume ini relatif kecil sehingga dapat dikatakan bahwa kerapatan

kebanyakan zat padat hampir tidak bergantung pada temperatur dan tekanan

(Tipler, 1998).


commit to user

17

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Bahan Bangunan Fakultas

Teknik dan di Laboratorium Pusat MIPA Universitas Sebelas Maret.Waktu

pelaksanaan skripsi di tempuh selama 12 bulan dimulai dari bulan Januari 2011

berakhir pada bulan Desember 2011.

3.2. Alat dan Bahan

3.2.1. Alat

a. Compresion Testing Machine merk Control kapasitas tekan maksimum 2000

kN dengan ketelitian 5 N.

b. Izod Impact Tester merek Toyo Seiki Seisaku-Sho.

c. Thermal Conductivity Measuring Apparatus seri HVS-40-200S merek Ogawa

Seiki (silinder standar Cu: λR = 320 kcal/mhr0C).

d. Bak air untuk merendam benda uji selama perawatan.

e. Neraca dengan ketelitian 10 gr dan neraca digital dengan ketelitian 1 gr

f. Cetakan kayu berbentuk kubus (sisi = 15 cm).

g. Cetakan kayu berbentuk balok (panjang = 8 cm, lebar = 2 cm, tinggi = 2 cm).

h. Cetakan besi berbentuk silinder (diameter = 4 cm, tinggi = 0,2 cm dan

diameter= 4 cm, tinggi = 0,4 cm).

i. Gelas ukur kapasitas 1 liter dengan ketelitian 1 ml.

j. Jangka Sorong dengan ketelitian 0,05 mm.

k. Stopwatch.

l. Ayakan diameter = 0,15 mm dan ayakan diameter =0,3 mm.

m. Cangkul.

n. Kertas minyak.

o. Cetok.

p. Ember.


commit to user

18

3.2.2. Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini di antaranya :

a. Kerikil

Kerikil sebagai agregat kasar, merupakan material paling dominan karena

komposisinya paling besar dalam pembuatan beton. Dalam penelitian ini,

kerikil yang digunakan berasal dari Karanganyar.

b. Pasir

Pasir sebagai agregat halus, merupakan material yang berfungsi mengisi pori-

pori pada kerikil. Pasir dalam penelitian ini berasal dari Klaten yang

merupakan material alami gunung Merapi

c. Semen Portland

Semen portland mempunyai peranan yang sangat penting karena merupakan

bahan pengikat material penyusun beton jika bereaksi dengan air. Pada

penelitian ini digunakan semen portland tipe I yang berasal dari Gresik, Jatim.

d. Plastik

Plastik merupakan bahan tambah untuk beton. Dalam penelitian ini, plastik

yang digunakan merupakan limbah ember plastik hitam. Plastik tersebut

selanjutnya dicacah menggunakan mesin pencacah plastik.

3.3. Metode Penelitian

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimen.

Pada penelitian ini dibuat beton dengan campuran limbah ember plastik hitam.

Pelaksanaan penelitian ini dibagi menjadi beberapa tahapan, yaitu persiapan

bahan, pembuatan benda uji, perawatan, dan pengujian.

Adapun penelitian ini dapat dilihat secara skematis dalam bentuk bagan

alir di bawah ini


commit to user

19

Gambar 3.1 Diagram alur prosedur penelitian

Pembuatan benda uji

Beton dibuat dengan campuran pasir, kerikil, semen,

air dan juga limbah ember plastik. Di sini limbah

ember plastik dicacah menggunakan alat pencacah

plastik.

- Kuat tekan : kubus (15х15х15)cm- Impact :balok (8х2х2)cm- Konduktivitas thermal: silinder diameter 4

cm dan tebal masing-masing 0,2 cm dan 0,4 cm

- Kerapatan : kubus (15х15х15)cm

Pengujian benda uji pada umur 28

hari

Analisa data

Perawatan

Test Impact Konduktivitas thermal

KerapatanKuat tekan

Kesimpulan

Persiapan alat dan penyediaan bahan


commit to user

20

1. Persiapan Bahan

Pada tahap ini seluruh bahan yang dibutuhkan dipersiapkan terlebih

dahulu, di antaranya semen, air, pasir, kerikil dan limbah ember plastik.

Perbandingan massa bahan yaitu 1 semen : 2 pasir : 3 kerikil, dengan jumlah air

0,5 dari massa semen. Limbah ember plastik yang diperlukan sebanyak 0%, 2%,

4%, 6% , 8%, 10% dari massa semen. Untuk mengetahui banyaknya bahan yang

diperlukan maka dilakukan perhitungan mix design berdasarkan massa jenis dari

masing-masing bahan.

2. Pembuatan Benda Uji

Pada tahap ini bahan yang telah dipersiapkan, diaduk secara manual

dengan cangkul. Pertama-tama kerikil dan pasir diaduk, kemudian semen

dimasukkan. Setelah ketiga bahan tersebut tercampur merata, air dimasukkan

sedikit demi sedikit sambil diaduk. Kemudian limbah ember plastik dimasukkan

pada adukan tersebut dan terus diaduk hingga semua bahan tercampur homogen.

Langkah terakhir yaitu mencetak adukan dalam bentuk kubus (15x15x15) cm,

balok dengan ukuran (panjang = 8 cm, lebar = 2 cm, tinggi = 2 cm), dan silinder

dengan ukuran (diameter = 4 cm, tinggi = 0,2 cm) dan (diameter = 4 cm, tinggi =

0,4 cm).

3. Perawatan

Pada tahap ini dilakukan perawatan terhadap benda uji yang telah dibuat

pada tahap sebelumnya. Perawatan ini dilakukan dengan cara merendam benda uji

ke dalam air pada bak perendaman di hari kedua selama 25 hari, kemudian

diangin-anginkan hingga benda uji berumur 28 hari dan siap dilakukan pengujian.

Perawatan beton berfungsi untuk menjaga agar permukaan beton selalu lembab

sehingga proses hidrasi berlangsung dengan baik dan proses pengerasan terjadi

sempurna, ditandai dengan tidak terjadi retak-retak pada beton dan mutu beton

dapat terjamin.


commit to user

21

4. Pengujian

Pada tahap ini dilakukan pengujian kuat tekan, test impact ,konduktivitas

termal dan kerapatan setelah beton mencapai umur 28 hari.

a. Kuat tekan

Benda uji yang digunakan dalam pengujian ini adalah kubus dengan sisi

15 cm sebanyak 5 buah untuk setiap variasinya. Pengujian ini bertujuan untuk

mengetahui kemampuan beton dengan campuran limbah ember plastik dalam

menerima beban.

b. Impact

Pengujian ini bertujuan untuk mengukur reaksi pukulan meliputi Strength

(kekuatan), Atickness (kelekatan), Buttleness (kerapukan). Benda uji yang

digunakan adalah balok dengan ukuran (panjang = 8 cm, lebar = 2 cm, tinggi = 2

cm) sebanyak 5 buah untuk setiap variasinya.

c. Konduktivitas termal

Benda uji yang digunakan untuk pengujian ini adalah sepasang silinder

dengan diameter 4 cm, tinggi 0,2 cm dan 0,4 cm sebanyak 5 pasang untuk setiap

variasinya. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan beton dengan

campuran limbah ember plastik dalam menghantarkan panas.

d. Kerapatan

Pengujian ini berfungsi untuk mengetahui besarnya massa jenis (density)

limbah ember plastik. Benda uji yang digunakan adalah kubus dengan sisi 15 cm

sebanyak 5 buah untuk setiap variasinya.

Sedangkan untuk pengujiannya, dapat dilakukan dengan cara sebagai

berikut :

a. Pengujian Kuat Tekan

Alat yang digunakan yaitu CTM (Compression Testing Machine).

Adapun langkah-langkah pengujiannya sebagai berikut:

1. Menyiapkan seperangkat CTM.

2. Meletakkan benda uji di landasan CTM.


commit to user

22

3. Memeriksa manometer dengan memutar jarum merah hingga berhimpit

pada jarum hitam pada skala nol.

4. Menghidupkan mesin dan handel disetel pada posisi menekan.

5. Mengamati pergerakan jarum manometer.

6. Mencatat nilai maksimum beban yang dapat ditahan (P) oleh benda uji.

7. Menghitung besarnya kuat tekan beton sesuai Persamaan (2.1).

b. Pengujian Impact

Pengujian ini menggunakan Izod Impact Tester merek Toyo Seiki

Seisaku-Sho, LTD buatan Tokyo Jepang. Langkah-langkah pengujiannya

adalah sebagai berikut:

1. Menaikkan pendulum pada sandarannya

2. Memasang sempel pada tempat sempel.

3. Melepaskan pendulum

4. Menghentikan pendulum dan memasang kembali kesandarannya.

5. Mencatat nilai sudut yang dihasilkan karena pendulum memecah sempel.

6. Menghitung energi yang diperlukan memecah sempel sesuai Persamaan

(2.5).

c. Pengujian Konduktivitas Termal

Alat yang digunakan yaitu Thermal Conductivity Measuring

Apparatus (silinder standar Cu: λR=320 kcal/mhr0C). Adapun langkah-langkah

pengujiannya yaitu:

1. Menyiapkan alat Thermal Conductivity Measuring Apparatus.

2. Meletakkan benda uji pada tempatnya.

3. Mencatat perubahan temperatur (T1 – T10).

4. Menentukan gradien temperatur (ΔTa dan ΔTb)

5. Melakukan perhitungan sesuai Persamaan (2.23).

d. Pengujian Kerapatan

Alat yang digunakan pada pengujian ini adalah mistar dengan

ketelitian 0,1 cm dan neraca dengan ketelitian 10 gr. Berikut ini adalah

langkah-langkah pengujian, diantaranya:

1. Menimbang benda uji (m).


commit to user

23

2. Mengukur sisi (s) dari benda uji.

3. Menghitung volume (V) dari benda uji.

4. Mencatat hasil yang diperoleh dan kemudian melakukan perhitungan

sesuai Persamaan (2.24).


commit to user

24

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Kuat Tekan

Pengujian kuat tekan menggunakan lima buah benda uji kubus dengan sisi 15

cm untuk tiap variasi limbah ember plastik. Pengujian dilakukan setelah umur beton

mencapai 28 hari. Pertama-tama setelah benda uji dicetak, lalu direndam selama 28

hari dengan tujuan agar beton yang dihasilkan tidak mudah rapuh kemudian benda uji

diangin-anginkan (hindari sinar matahari langsung) agar kering selama 2 hari.

Setelah itu dilakukan pengujian kuat tekan pada umur 28 hari. Parameter yang

diperlukan adalah besarnya beban maksimal yang mampu diterima oleh beton.

Berikut ini merupakan gambar cetakan dan benda uji untuk kuat tekan:

Gambar 4.1. Cetakan Kuat Tekan

Gambar 4.2. Benda Uji Kuat Tekan


commit to user

25

Gambar 4.1. di atas menunjukkan gambar cetakan kuat tekan yang berbentuk

kubus dengan ukuran (15x15x15)cm sedangkan gambar 4.2. menunjukkan gambar

benda uji kuat tekan.

Hasil pengujian kuat tekan beton dengan penambahan limbah ember plastik

berumur 28 hari dapat dilihat pada gambar berikut ini:

Gambar 4.3.Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember Plastik dengan Kuat

Tekan

Kuat tekan diperoleh dengan menghitung rasio beban maksimal yang diterima

oleh beton dan luas permukaan bidang yang diberi beban. Semakin besar beban yang

mampu diterima beton maka semakin besar nilai kuat tekannya. Gambar 4.3

menunjukkan bahwa penambahan variasi limbah ember plastik 4% memiliki nilai

kuat tekan terbesar. Dari perhitungan diperoleh nilai kuat tekan beton dengan

penambahan limbah ember plastik tertinggi sebesar (21,8 ± 0,2) x 106 N/m2 dan

beton dengan penambahan limbah ember plastik dengan kekuatan terendah sebesar

(16 ± 0,1) x 106 . Penambahan limbah ember plastik pada variasi 4% memiliki nilai

kuat tekan yang paling besar dan tergolong beton normal. Pada penambahan limbah


commit to user

26

ember plastik variasi 4 % memiliki nilai kuat tekan yang paling besar, berdasarkan

rumus bahwa kuat tekan berbanding terbalik dengan luas permukaan beton. Sehingga

semakin besar luas permukaan maka semakin kecil nilai kuat tekan dan sebaliknya.

Pada dasarnya plastik dan juga agregat tidak bisa melekat maka untuk melekatkannya

dibutuhkan senyawa kimia. Berdasarkan faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan

beton, semakin besar ukuran agregat maka akan mengurangi kekuatan beton. Jadi

semakin banyak penambahan limbah ember plastik maka semakin kecil nilai

kekuatan beton.

4.2 . Impact

Uji impact dilakukan dengan mengukur energi yang diperlukan oleh bandul

izod impact tester untuk memecah benda uji menjadi 2. Semakin tinggi energi yang

dibutuhkan untuk memecah benda uji, menandakan semakin keras benda uji tersebut.

Benda uji yang digunakan dalam pengujian impact adalah 5 buah balok dengan

ukuran panjang x lebar x tinggi = (8x2x2)cm untuk tiap variasi limbah ember plastik.

Gambar 4.4. di atas menunjukkan gambar cetakan impact yang berbentuk balok

dengan ukuran panjang x lebar x tinggi = (8x2x2)cm sedangkan gambar 4.5.

menunjukkan gambar benda uji impact. Berikut ini merupakan gambar cetakan dan

benda uji impact :

Gambar 4.4.Cetakan Impact


commit to user

27

Gambar 4.5. Benda Uji Impact

Dari hasil uji impact dapat dihitung besar energi dengan variasi limbah ember

plastik maka didapatkan grafik sebagai berikut:

Gambar 4.6.Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember Plastik dengan Energi

Dari grafik di atas maka dapat diketahui bahwa pada penambahan limbah

ember plastik 4% memiliki energi yang paling besar yaitu sebesar (8,7± 0,3)

Joule. Sehingga dapat disimpulkan bahwa pada penambahan limbah ember plastik


commit to user

28

sebesar 4 % merupakan benda uji yang paling keras maka untuk memecahkannya

memerlukan energi yang paling besar. Jika ditinjau dari grafik, penambahan 4 %

memiliki energi yang paling besar. Hal ini disebabkan karena pada penambahan ini

memiliki komposisi yang baik sehingga menyebabkan beton merupakan beton yang

paling keras diantara semua variasi yang ada. Oleh karena itu untuk memecahkannya

memerlukan energi yang paling besar. Sedangkan jika ditinjau dari grafik hubungan

antara variasi penambahan limbah ember plastik dengan energi, setelah penambahan

4% mengalami penurunan. Karena uji impact berkaitan dengan uji kuat tekan maka

dapat disimpulkan bahwa pada dasarnya plastik dan juga agregat tidak bisa melekat

maka untuk melekatkannya dibutuhkan senyawa kimia. Berdasarkan faktor-faktor

yang mempengaruhi kekuatan beton, semakin besar ukuran agregat maka akan

mengurangi kekuatan beton. Jadi semakin banyak penambahan limbah ember plastik

maka semakin kecil nilai impact yang dihasilkan.

4.3. Konduktivitas Thermal

Pengujian konduktivitas thermal digunakan untuk mengetahui besarnya

kemampuan beton dengan campuran limbah ember plastik dalam menghantarkan

panas. Berikut ini merupakan gambar cetakan dan benda uji konduktivitas thermal:

Gambar 4.7.Cetakan Konduktivitas Thermal


commit to user

29

Gambar 4.8.Benda Uji Konduktivitas Thermal

Pada pengujian konduktivitas termal digunakan dua pasang silinder. Silinder

pertama berdiameter 4 cm dengan tinggi 0,4 cm dan silinder kedua berdiameter 4 cm

dengan tinggi 0,2 cm. Gambar 4.7. di atas menunjukkan gambar cetakan

konduktivitas thermal yang berbentuk silinder dengan masing-masing berdiameter 4

cm dengan tinggi 0,4 cm dan 0,2 cm sedangkan gambar 4.8. menunjukkan gambar

benda uji konduktivitas thermal.

Pada penelitian kali ini, material penyusunnya di antaranya semen, pasir,

kerikil, air, dan limbah ember plastik. Semua material tersebut bersifat isolator panas.

Semakin tinggi komposisi limbah ember plastik nilai kerapatan beton menjadi

berkurang sehingga membuat nilai konduktivitas termal benda uji juga menjadi kecil.

Pada penelitian kali ini, peneliti membuat 10 sampel dengan diambil data terbaik

sebanyak 5 sampel dengan menggunakan 6 variasi penambahan limbah ember plastik,

dimana variasi tersebut adalah 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10%. Gambar 4.9.

menunjukkan hubungan antara penambahan variasi komposisi limbah ember plastik

dengan nilai konduktivitas thermal. Nilai terbaik tersebut dapat diketahui dengan

melihat data dari pengujian dan pengolahan data. Apabila nilai penurunan suhu antar

termokopel kecil maka data tersebut adalah data yang baik dan hasil pengolahan data

yang nilainya mendekati satu dengan lainnya dalam satu variasi yang digunakan.

Hasil pengujian konduktivitas termal pada beton yang dicampuri limbah

ember plastik berumur 28 hari sebagai berikut:


commit to user

30

Gambar 4.9 .Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember Plastik dengan

Konduktivitas Termal

Dari penelitian ini hasil penambahan limbah ember plastik 0% saja dapat

menghasilkan nilai konduktivitas termal yang lebih kecil yaitu (6,1 ± 0,5) x 10-5

kkal/ms°C. Konduktivitas termal limbah ember plastik terendah dan terbaik adalah

(7,2 ± 0,5) x 10-5kkal/ms°C pada penambahan limbah ember plastik 2% dan nilai

konduktivitas terbaik (6,45 ± 0,5) x 10-5kkal/ms°C pada penambahan limbah ember

plastik 4%. Hal tersebut dikarenakan untuk aplikasi beton dengan penambahan

limbah ember plastik sebagai dinding harus merupakan insulatif yang baik

(konduktivitasnya rendah). Seperti contohnya pada dinding perumahan pada

umumnya sifat tersebut akan membuat suhu di dalam ruangan tidak terpengaruh oleh

panas di luar rumah. Nilai dari konduktivitas termal beton dengan penambahan

limbah ember plastik lebih kecil dibandingkan dengan nilai konduktivitas termal

beton normal pada literatur. Hal ini disebabkan perbedaan bahan penyusun beton

yang digunakan. Jika ditinjau dari grafik, penambahan limbah ember plastik pada 4 %

memiliki nilai tertinggi karena pada penambahan 4 % memiliki kerapatan yang baik

sehingga panas bisa merata sedangkan setelah penambahan 4 % memiliki kerapatan


commit to user

31

yang kurang baik sehingga nilai konduktivitasnya mengalami penurunan. Pada

penambahan 10 % yang terjadi plastik meleleh, sehingga dapat disimpulkan bahwa

untuk konduktivitas thermal, penambahan limbah ember plastik yang terlalu banyak

tidak baik.

4.4. Kerapatan

Pengujian kerapatan menggunakan lima buah benda uji berbentuk kubus

dengan sisi 15 cm. Pengukuran kerapatan yaitu dengan cara menimbang benda uji

pada saat berumur 28 hari. Sehingga besarnya massa dari benda uji merupakan

parameter yang penting pada pengujian ini. Hasil pengujiannya dapat dilihat pada

Gambar 4.10. Pengujian kerapatan dilakukan untuk mengetahui perubahan massa

yang terjadi akibat persentase penambahan limbah ember plastik yang berbeda.

Sehingga dapat diketahui nilai dari massa jenis beton dengan penambahan limbah

ember plastik.

Dari Gambar 4.10. dapat diketahui bahwa massa jenis beton mengalami

penurunan terhadap penambahan limbah ember plastik. Kerapatan erat hubungannya

dengan kepadatan. Beton normal mengandung rongga-rongga udara yang diakibatkan

oleh adanya gelembung udara yang terbentuk selama atau sesudah proses pencetakan.

Penambahan limbah ember plastik dalam beton dianggap sebagai rongga udara

sehingga dengan adanya limbah ember plastik akan menambah jumlah rongga udara

pada beton. Hal tersebut mengakibatkan penurunan massa dari beton yang dihasilkan

sehingga massa jenis beton juga akan berkurang.

Beton dengan penambahan limbah ember plastik yang memenuhi kriteria

beton ringan adalah beton dengan presentase penambahan limbah ember plastik 6%,

8% dan 10%. Nilai dari massa jenis beton dengan penambahan limbah ember plastik

tersebut secara berturut-turut (18 ± 4) x 102 kg/m3 , (17 ± 4) x 102 kg/m3, (16 ± 6) x

102 kg/m3 .


commit to user

32

Gambar 4.10.Grafik Hubungan antara Variasi Penambahan Limbah Ember Plastik dengan

Massa Jenis

Jika ditinjau dari grafik, grafik hubungan antara variasi penambahan limbah

ember plastik dengan massa jenis mengalami penurunan. Hal ini disebabkan karena

semakin banyak penambahan limbah ember plastik maka massa jenisnya semakin

kecil sehingga beton menjadi semakin ringan.


commit to user

33

BAB V

PENUTUP

A. KESIMPULAN

Dari penelitian yang telah dilakukan, dapat ditarik beberapa kesimpulan

sebagai berikut:

1. Telah dibuat beton dengan variasi penambahan limbah ember plastik

jenis polypropylene dengan variasi 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10 % dari

massa semen portland tipe 1.

2. Nilai massa jenis dengan rentang (16 ± 6) x 102 kg/m³ sampai (22 ± 4) x

102 kg/m³, nilai kuat tekan dengan rentang (16 ± 0,1) x 106 N/m² sampai

(21,8 ± 0,2) x 106 N/m² untuk nilai tertinggi pada penambahan 4%

sebesar (21,8 ± 0,2) x 106, impact dengan rentang (3,5 ± 0,3) Joule

sampai (8,7± 0,3) Joule untuk nilai tertinggi pada penambahan 4%

sebesar (8,7± 0,3) dan konduktivitas thermal dengan rentang (1,17

± 0,5) x 10-5 kkal/ms°C sampai (6,0 ± 0,5) x 10-5 kkal/ms°C untuk nilai

tertinggi pada penambahan 4% sebesar ( 7,3± 0,9) x 10-5 kkal/ms°C

3. Untuk penelitian selanjutnya jika ingin memperoleh beton yang

memenuhi kriteria beton ringan menggunakan penambahan ember plastik

lebih dari 6 %.

B. SARAN

1. Berdasarkan grafik hasil uji kuat tekan dan impact ada perubahan ekstrim

pada penambahan limbah ember plastik2 %-6% sehingga perlu pengujian

lagi.

2. Sebaiknya untuk limbah ember plastik dibuat dalam bentuk bubuk

sehingga pada saat pencampuran dengan agregat, semen bisa merata.

pembuatan beton dengan campuran limbah …... · daftar simbol. ... diagram alir prosedur...

Documents