PENGARUH PEMANFAATAN ABU AMPAS TEBU SEBAGAI SUBSTITUSI PARSIAL SEMEN DALAM CAMPURAN BETON DITINJAU TERHADAP KUAT TARIK LENTUR DAN MODULUS ELASTISITAS
Dewasa ini perkembangan konstruksi di Indonesia semakin meningkat. Menurut artikel Kementrian Perindustrian Republik Indonesia akibat terjadinya peningkatan pembangunan konstruksi beton maka permintaan terhadap kebutuhan semen juga mengalami peningkatan bahkan konsumsi semen mencapai 48 juta ton pada tahun 2011 atau naik 17,7% dari tahun 2010. Kebutuhan permintaan semen yang tinggi tidak diimbangi dengan adanya produksi semen yang berimbang sehingga Indonesia masih menggunakan semen impor untuk memenuhi kebutuhan pembangunan di Indonesia. Menjawab kebutuhan ini maka perlu dipikirkan suatu alternatif bahan pengganti semen dalam sebuah konstruksi beton untuk dapat mengurangi pemakaian semen. PT PG Gorontalo merupakan pabrik gula yang juga memasok kebutuhan gula di Indonesia. Limbah ampas tebu yang dihasilkan adalah 1,5 m3/jam. Limbah yang dihasilkan hanya dihampar di pekarangan dan tidak dimanfaatkan sehingga dapat mencemari udara karena ukurannya yang halus sehingga muda berterbangan. Dari hasil pengujian oleh Balai Riset dan Standarisasi Industri Manado di peroleh kandungan silikat abu ampas tebu sebesar 68,5% sehingga memiliki sifat pozzolan. Menurut standar ASTM C 125-07 (2007), pozzolan ialah bahan yang mempunyai silika atau silika alumina yang memiliki sedikit atau tidak ada sifat semen tetapi apabila dalam bentuk butiran yang halus dan dengan kehadiran kelembaban, bahan ini dapat bereaksi secara kimia dengan kalsium hidroksida pada suhu biasa untuk membentuk senyawa bersifat semen. Dengan ukuran butiran yang halus dan kandungan silikat yang tinggi maka limbah ampas tebu dapat di manfaatkan sebagai bahan pengganti semen. Pemanfaatan limbah abu ampas tebu sebagai bahan pengganti semen juga mengurangi pencemaran lingkungan karena berkurangnya emisi gas rumah kaca khususnya CO2 akibat produksi semen.
Dengan adanya pemanfaatan abu ampas tebu(AAT) sebagai substitusi parsial semen diharapkan dapat meningkatkan kekuatan beton khususnya kekuatan tarik lentur yang pada dasarnya relatif kecil sehingga dapat mengurangi retak-retak pada beton serta meningkatkan harga modulus elastisitas yang berpengaruh terhadap kekakuan struktur. Selain itu dapat mengurangi biaya pembangunan konstruksi beton khususnya pada daerah disekitar pabrik.
LANDASAN TEORI : Abu Ampas Tebu (AAT) Abu ampas tebu adalah abu yang diperoleh dari ampas tebu yang telah diperas niranya dan telah melalui proses pembakaran pada ketel-ketel uap di mana ampas tebu ini digunakan sebagai bahan bakar pada ketel uap di pabrik PT PG Tulangohula Gorontalo. Ketel uap merupakan sumber pembangkit tenaga untuk menggerakan alat penggilingan tebu. Adapun proses terjadinya abu ampas tebu adalah sebagai berikut : - Setelah tebu ditebang kemudian diangkut ke pabrik gula. - Batang-batang tebu tersebut kemudian digiling untuk dikeluarkan air gulanya sehingga tersisa ampas tebu yang dalam keadaan kering. - Ampas tebu ini kemudian dengan peralatan mekanik diangkut ke dapur pembakaran ketel-ketel uap. - Apabila ampas tebu tersebut telah terbakar halus/ habis abu tersebut dikeluarkan dari dapur pembakaran untuk kemudian dibuang. Abu inilah yang merupakan limbah yang akan dimanfaatkan sebagai substitusi parsial semen dalam campuran beton.
Abu ampas tebu yang dihasilkan harus dibakar kembali dengan suhu pembakaran lebih dari 600⁰C sehingga abu ampas tebu mengalami perubahan warna dari yang semula berwarna hitam karena masih mengandung karbon berubah warna menjadi cokelat agak kemerahan di mana dalam keadaan ini abu ampas tebu memiliki kandungan silikat yang tinggi. Kemudian abu yang telah dibakar diayak pada ayakan no.200 untuk memperoleh ukuran butiran yang sama dengan semen. dengan butiran partikel yang halus maka hidrasi akan semakin cepat, karena hidrasi dimulai dari permukaan butir. Saat awal pencampuran beton maka semen yang bercampur dengan air akan mengalami reaksi hidrasi awal di mana senyawa C3S yang bereaksi dengan H2O akan menghasilkan gel perekat yaitu C3S2H3 yang merupakan senyawa yang mempe-ngaruhi kekuatan terbesar beton dan juga akan melepaskan kapur Ca(OH)2 yang tidak dikehendaki oleh beton yang telah mengeras karena tidak menambah kekuatan beton dan akan menimbulkan bintik-bintik putih pada permukaan beton. Dengan adanya abu ampas tebu yang mengandung SiO2 yang digunakan pada campuran beton kemudian akan bereaksi dengan kapur Ca(OH)2 yang dibebaskan dari reaksi hidrasi antara semen dengan air sehingga menghasilkan seyawa C3S2H3 yang berfungsi sama seperti semen sebagai perekat sebagaimana ditunjukkan dalam persamaan reaksi berikut. 3Ca(OH)2+2SiO2→CaO.2SiO2.3H2O 3CH+2S →C3S2H3. Kekuatan Tarik Lentur Beton Kuat tarik lentur beton adalah kemampuan balok beton yang diletakkan pada dua perletakan untuk menahan gaya dengan arah tegak lurus sumbu benda uji yang diberikan padanya, sampai benda uji patah. Sistem pembebanan pada pengujian tarik lentur yaitu benda uji dibebani sedemikian rupa sehingga hanya akan mengalami keruntuhan akibat lentur murni (sistem two point loading).
Gambar 1 Sistem Pembebanan Dua Titik kekuatan tarik lentur (fr) dapat dihitung dengan rumus: fr=(6.Mu)/(b.h2) (1) Dimana : b = lebar penampang balok (mm)
h = tinggi penampang balok (mm) Mu = Momen maksimum yang terjadi (N mm) dan nilai Mu didapat dari Mu = P/2 x B (2)Modulus Elastisitas Beton Modulus elastisitas adalah rasio dari tegangan normal tarik atau tekan terhadap regangan. Menurut ASTM C 496-94(2) dari hasil pengujian di laboratorium menetapkan modulus elastisitas sebagai rasio tegangan saat mencapai 40 % dari tegangan runtuh terhadap regangan yang bersesuaian dengan tegangan pada kondisi tersebut. Modulus elastisitas tergantung pada umur beton, sifat-sifat agregat dan semen, kecepatan pembebanan, jenis dan ukuran dari benda uji. Kuat Tekan Beton Kuat tekan beton adalah besarnya beban per satuan luas, yang menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani dengan gaya tekan tertentu yang dihasilkan oleh mesin tekan. Kuat desak beton merupakan sifat terpenting dalam kualitas beton dibanding dengan sifat-sifat lain. Kekuatan desak beton ditentukan oleh pengaturan dari perbanding-an semen, agregat kasar dan halus, air dan berbagai jenis campuran. Perbandingan dari air semen merupakan faktor utama dalam menentukan kekuatan beton. Semakin rendah perbandingan air semen, semakin tinggi kekuatan desaknya. Suatu jumlah tertentu air diperlukan untuk memberikan aksi kimiawi dalam pengerasan beton, kelebihan air meningkatkan workability akan tetapi menurunkan kekuatan. Selain itu juga di tentukan oleh kecepatan pembebanan serta kondisi pada saat pembebanan. Nilai kekuatan beton dapat di hitung dengan persamaan sebagai berikut. Fcr = P/ADimana : Fcr = kuat tekan beton (MPa) P = beban runtuh yang di terima benda uji (N) A = luas penampang benda uji (mm2)
Kesimpulan Dari hasil
penenelitian ini diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
1. Pemanfaatan limbah ampas tebu untuk mengurangi pencemaran
lingkungan.
2. Substitusi parsial semen dengan AAT tidak memberikan pengaruh
peningkatan kuat tarik lentur beton.
3. Semakin besar substitusi abu ampas tebu maka semakin rendah
workability campuran beton atau atau campuran
beton semakin sulit untuk dikerjakan.
