1
1. PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Pembangunan di Indonesia dari tahun ketahun semakin meningkat, dalam hal ini tentu akan mempengaruhi perkembangan dunia teknologi bahan bangunan terutama dalam bidang konstruksi. Semakin pesatnya pembangunan di Indonesia akan memunculkan keperluan pemakaian beton yang cukup besar, dalam hal ini perlunya menciptakan beton mutu tinggi dengan memanfaatkan limbah di sekitar kita yang pemanfaatannya pun masih kurang maksimal. Kebutuhan bahan penyusun beton berupa semen dalam industri konstruksi cukup besar dan mengeluarkan biaya yang mahal, maka diperlukan bahan pengganti bahan penyusunnya yang bisa digunakan untuk menambah kekuatan beton. Dinding untuk bangunan gedung umumnya terdiri atas beton ringan. Beton merupakan material komposit dari proses pencampuran semen Portland, agregat halus, agregat kasar, air, dan/tidak dengan bahan tambahan yang mengeras seiring perkembangan waktu menjadi benda padat. Komposisi beton terdiri dari semen, agregat halus, agregat kasar, air dan rongga udara. Beton ringan merupakan material terbuat dari adonan kapur, pasir, silika, semen, air berikut bahan pengembangan yang dicampur dalam proses “Steam Curing” yakni sintesa kimiawi gas hidrogen yang menciptakan pori-pori kecil pada cetakan adonan beton ringan. Meski berbasis beton, namun justru memiliki berat jenis lebih ringan ketimbang material baja, beton bertulang, batu bata, batako bahkan kayu. Bila beton ringan digunakan sebagai elemen non struktur seperti dinding, partisi maka beban yang diterima elemen struktural seperti plat, justru dapat mengurangi massa total struktur yang menyebabakan beban menjadi lebih kecil sehingga desain akan menjadi lebih ringan (Joseph Hebel, 1943). Beton ringan dapat dibuat dengan berbagai cara, antara lain dengan: menggunakan agregat ringan (fly ash, batu apung, expanded polystyrene – EPS, dll). Pada umumnya berat beton ringan berkisar antara 600 – 1600 kg/m3. Karena itu keunggulan beton ringan utamanya ada pada berat, sehingga apabila digunakan pada proyek bangunan tinggi (high rise building) akan dapat secara signifikan mengurangi berat sendiri bangunan. Bonggol jagung merupakan limbah pertanian yang pemanfaatannya kurang maksimal. Karena kurangnya pengetahuan terhadap pemanfaatan bonggol jagung
2
ini biasanya para petani hanya membuang dan membakar limbah tersebut untuk bahan pembakar bata merah. Limbah pembakaran bonggol jagung memiliki unsur yang bermanfaat untuk peningkatan mutu beton, karena mempunyai sifat pozolan dan mengandung silika yang sangat menonjol, bila unsur ini dicampur dengan semen akan menghasilkan kekuatan yang lebih tinggi (Ika Bali, Agus Prakoso. 2002 : hal 76). Bahan dasar semen terdiri dari bahan – bahan yag terutama mengandung kapur, silika, alumina, dan oksida besi, maka bahan – bahan ini menjadi unsur pokok semen. Oksida- oksida tersebut berinteraksi satu sama lain membentuk serangkaian produk yang lebih komplek yaitu Trikalsium silikat (C3S), Dilkalsium silikat (C2S), Trikalsium aluminat (C3A) dan Tetrakalsium aluminoferit (C4AF). Penggunaan serbuk bonggol jagung memiliki sifat peredam panas yang baik untuk dinding dengan tingkat efisiensi sekitar 12 % (Manurung, 2004). Intensitas radiasi matahari di Indonesia rata-rata sekitar 4,8 kWh/m2 per hari (Irawan,2009) sehingga dari penggunaan beton bercampur serbuk tongkol jagung dapat menahan 576 Wh/m2 per hari. Dengan penggunaan 10 m2 dari dinding beton dengan campuran serbuk bonggol jagung dapat menahan radiasi sekitar 5,76 kWh perhari sehingga dapat menghemat energi operasional AC sekitar 48% dari penggunaan dinding beton. Pada penelitian yang dilakukan (Chandra, 2013) menunjukan beton dengan abu bonggol mempunyai kuat desak yang tinggi dibanding dengan beton normal. Hasil nilai kuat desak 56 hari pada BN: 36,46 MPa; BJ4%: 37,67 MPa; BJ8%: 34,88 MPa; BJ12%: 34,28 MPa. Sedangkan nilai modulus elastisitas beton abu bonggol jagung lebih besar dibanding dengan beton normal. Hasil nilai modulus elastisitas beton abu bonggol jagung 0%, 4%, 8%, dan 12% berturut-turut sebesar 23634,61 MPa; 23886,83 MPa; 24407,83 MPa; 23653,23 MPa. Kekuatan tekan beton yang dipersyaratkan adalah kekuatan tekan beton karakteristik 10 N/mm2 pada beton berumur 28 hari sesuai dengan struktur bangunan yang akan dibangun. Dari penelitin-penelitian tersebut maka muncullah gagasan untuk pembuatan beton ringan dari limbah bonggol jagung yang sudah diproses melalui
3
pembakaran diharapkan dapat menggantikan sebagian bahan baku semen, menghasilkan beton yang kuat dan ramah lingkungan.
1.2 TUJUAN Program Kreativitas Mahasiswa Gagasan Tertulis (PKM-GT) ini bertujuan sebagai berikut : 1. Memberikan solusi pemanfaatan limbah bonggol jagung sebagai pengganti semen 2. Memanfaatkan limbah bonggol jagung menjadi beton ringan
1.3 MANFAAT PKM-GT ini bermanfaat sebagai berikut : 1. Dapat memberikan solusi alternatif bagi masyarakat dalam menangani permasalahan limbah bonggol jagung 2. Dapat membantu pemanfaatan limbah dan pemberdayaan masyarakat awam terhadap limbah 3. Untuk mengembangkan teknologi dalam bidang bahan konstruksi
2. GAGASAN a. Kondisi Kekinian Selama ini pemanfaatan limbah bonggol jagung dari hasil pertanian masih sangat terbatas untuk makanan ternak, dibuang, bahkan hanya dibakar begitu saja tanpa menghasilkan inovasi tertentu. Namun sebenarnya hasil pembakaran limbah bonggol jagung ini diperoleh abu bonggol jagung yang dapat di gunakan untuk fly ash sebagai pengganti sebagian semen. Pemanfaatan dari abu bonggol jagung dalam pembuatan beton ringan diharapkan dapat memberikan solusi masalah terhadap limbah pertanian yang sangat melimpah. Selain dapat mengurangi pencemaran lingkungan terhadap limbah pertanian, abu bonggol jagung dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan kualitas beton ringan. Fly ash dari abu bonggol jagung yang digunakan adalah yang lolos saringan no. 200 (0,075 mm). Abu bonggol jagung yang ditambahkan pada
4
campuran beton masing – masing 2,5%, 5%, 7,5%, dan 10% dari berat semen. Hasil pengujian menunjukkan abu bonggol jagung memiliki kandungan silika sebesar 11,57%. Penambahan abu bongkol jagung dalam adukan beton mempengaruhi kuat tekan beton, yaitu semakin banyak abu yang ditambahkan kuat tekan beton menurun seiring dengan peningkatan porositas. Kekuatan tekan beton yang dipersyaratkan adalah kekuatan tekan beton karakteristik 10 N/mm2 pada beton berumur 28 hari sesuai dengan struktur bangunan yang akan dibangun. Tetapi meski demikian kekuatan tekan beton juga masih dipengaruhi oleh antara lain faktor air semen, umur beton, jenis semen yang digunakan, jumlah semen, dan sifat agregat. Campuran beton biasanya direncanakan untuk memberikan kuat desak rata-rata 28 hari setelah pencampuran, yang akan memberikan keuntungan dalam karakteristik akan kekuatan minimum persyaratan perencanaannya. Kuat kubus mengikuti suatu distribusi normal, sehingga bila jumlah kubus yang dibuat mencukupi, hanya ada beberapa yang sangat tinggi kekuatannya. Pada konsep “kekuatan minimum” terjadi 1,5 % - 2,5 % kegagalan atas kekuatan kubus, begitu pula dengan silinder.
b. Cara Kerja Ada beberapa persiapan bahan yang harus dilakukan sebelum pembuatan sampel uji, antara lain : 1. Semen 2. Agregat, agregat ini menempati sekitar 70%-75% dari total volume beton sehingga kualitas beton akan tergantung pada kualitas agregatnya. Bentuk, tekstur dan gradasi agregat mempengaruhi kelecakan, pengikatan dan pengerasan beton segar, sedangkan sifat fisik, kimia dan mineral mempengaruhi kekuatan, kekerasan dan ketahanan dari beton. 3. Air, tidak mengandung organik (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter, tidak mengandung garam-garam yang dapat merusak beton (asam, zat organik, dll) lebih dari 15 gram/liter, tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter, tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.
5
4. Abu Bonggol Jagung Proses penelitian dapat dilukiskan dalam gambar 1 : Mulai Persiapan
Tinjauan Pustaka
Persiapan alat dan bahan
Membuat benda uji kuat tekan
Pengujian kuat desak dan kuat lentur pada umur beton 28 hari Analisis hasil uji kuat tekan
Membuat kesimpulan
Selesai Gambar 1 Proses Penelitian
c. Pihak-Pihak yang dapat Mengimplementasikan Gagasan Gagasan ini dapat terwujud dengan partisipasi aktif oelh pihak-ihak sebagai pada gambar di bawah ini. 1. Riset / peneliti dari instansi tertentu 2. Masyarakat atau petani 3. Teknis dan bahan 4. Distributor beton ringan
6
d. Langkah-Langkah Strategis Implementasi Gagasan 1. Identifikasi potensi pengembangan produksi beton ringan. 2. Membuat kebijakan realisasi pembuatan beton ringan dengan bahan limbah abu bonggol jagung. 3. Membuat realisasi teknis dan bahan dalam pembutan beton ringan dengan limbah abu bonggol jagung. 4. Mendistribusikan beton ringan yang dihasilkan ke wilayah yang membutuhkan. 5. Riset lebih lanjut terkait kekuatan beton ringan dengan bahan limbah abu bonggol jagung.
3. KESIMPULAN Inti Gagasan Pemanfaatan limbah abu bonggol jagung sebagai bahan pembuatan beton ringan merupakan terobosan dan inovasi baru dengan menggabungkan beberapa referensi penelitian terdahulu yang menggunakan limbah sebagai bahan utamanya. Sebagai bahan konstruksi yang ramah lingkungan dapat menjadi solusi masyarakat akan pengolahan dan pemanfaatan limbah disekitarnya yang kemudian diharapkan dapat dikembangkan lagi lebih lanjut. Tantangan yang harus dihadapi adalah melakukan penelitian lebih lanjut terhadap berbagai pengolahan limbah tersebut agar optimal digunakan di dunia konstruksi Indonesia.
Teknik Implementasi Gagasan Gagasan ini dapat diimplementasikan dengan baik apabila didukung oleh hal-hal sebagai berikut : 1. Pemerintah bekerjasama dengan masyarakat untuk mengimplementasikan gagasan pemanfaatan limbah abu bonggol jagung sebagai bahan pembuatan beton ringan. 2. Diperlukan riset untuk memperjelas biaya, manfaat, dan dampak dari penggunaan bahan tambahan atau bahan pengganti sebagian semen pada beton ringan dengan memanfaatkan limbah abu bonggol jagung.
7
DAFTAR PUSTAKA Arofi, Anam. 2014. “Pemanfaatan Campuran Serbuk Tongkol Jagung sebagai Bahan Peredam Panas pada Dinding Beton dengan Metode Mixing untuk Aplikasi Bangunan Eco Building” Chandra, Roy Adi. 2013. “Kajian Kuat Desak dan Modulus Elastisitas Beton dengan Penambahan Abu Bonggol Jagung sebagai Zat Additive”
