Beton Ramah Lingkungan (1)

7/26/2019 Beton Ramah Lingkungan (1)

http://slidepdf.com/reader/full/beton-ramah-lingkungan-1 1/11

BETON RAMAH LINGKUNGAN (1)

Dr.Ir. FX. Supartono (2)

Abstrak

Makalah ini menyampaikan keperluan untuk penghematan energi dan mengurangi emisi gasrumah kaca di dalam proses pengadaan material beton, yang seperti diamanatkan olehProtokol Kyoto, untuk mengarah ke pengadaan beton yang lebih ramah lingkungan.Pengembangan produksi beton yang berkelanjutan dapat dicapai antara lain denganmengurangi penggunaan sebagian semen portland, dan menggantinya dengan bahan-bahanlimbah mineral yang bersifat cementitious seperti abu terbang, ground granulated blastfurnace slag, atau silicafume. Pengurangan konsumsi semen portland akan memberikan

keuntungan langsung bagi konservasi lingkungan berupa konservasi sumber batu kapur,konservasi energi, BBM, batu bara, dan juga mengurangi emisi gas rumah kaca khususnyaCO2 . Lebih dari itu, substitusi sebagian semen dengan beberapa bahan limbah mineral yangberkualitas akan menghasilkan beton yang berkinerja tinggi, awet, ekonomis, dan mendukung pembangunan beton yang berkelanjutan serta mekanisme pembangunan bersih.

Kata kunci: beton berkinerja tinggi, pembangunan beton yang berkelanjutan, beton ramahlingkungan, semen portland, abu terbang, slag, silicafume.

Abstract

This paper presents the needs to save energy and control the emission of green house gasesrelated to cement concrete production, as required by the Kyoto Protocol. The sustainabledevelopment of cement concrete is possible to be achieved by decreasing the use of portlandcement, which can be partly replaced by mineral waste materials such as fly ash, groundgranulated blast furnace slag, or silicafume. The control on the portland cement consumptionwill provide a direct benefit on the conservation of limestone reserves, energy, fuel, coal, aswell as to decrease the emission of green house gases, in particular CO2 . Besides, the use ofmineral waste materials for replacing part of portland cement in concrete mixing will be able to produce the high performance concrete with sustainable development combined withdurability and economy, in the direction of clean development mechanism.

Key words: high performance concrete, sustainable concrete development, clean develop-ment mechanism, portland cement, fly ash, slag, silicafume.

1. PENDAHULUAN

Dalam membuat beton untuk struktur bangunan, seringkali orang berpendapat bahwa semenportland adalah sumber penentu kekuatan beton, sehingga bila ingin membuat beton bermututinggi, maka perlu porsi semen yang tinggi. Namun satu hal sering dilupakan bahwa semenportland merupakan material pembentuk beton yang memerlukan energi terbesar dalam

1 Disampaikan di dalam Seminar HAKI di Jakarta, 22 – 23 Agustus 2006.

2 Lektor Kepala pada Departemen Teknik Sipil Univ Indonesia dan Tarumanagara, Direktur PT. Partono Fondas Engineering

Consultant.



proses produksinya, yaitu 8 – 9 MJ/kg, dan sekaligus pencemar lingkungan terbesar karenaselama proses pembakarannya (yang sebagian besar menggunakan batu bara atau bahanbakar minyak) telah melepaskan gas CO2 dalam jumlah yang cukup besar sehingga dapatmemperburuk ”efek rumah kaca” di bumi ini.

Disamping itu, selama proses hidrasi dan pengerasannya, semen melepaskan energi yangcukup besar dalam bentuk ”panas hidrasi”, sehingga penggunaan semen yang terlampaubanyak dapat menurunkan kinerja beton, seperti antara lain:

• panas hidrasi menjadi lebih tinggi

• susut beton menjadi lebih besar

• lebih berpotensi terjadi retak susut dan retak thermal

• keawetan (durability ) beton menurun

Sebagai contoh, penulis menjumpai Gelagar-I beton pracetak prategang untuk jembatan yangdibuat dari beton bermutu fc’ = 70 MPa silinder (atau setara dengan K800). Untuk mencapaimutu beton yang sangat tinggi tersebut, kontraktor telah merancang beton denganmenggunakan semen portland sejumlah 625 kg/m3 beton. Akibatnya setelah mengeras,

terjadi banyak retak-retak susut berupa retak rambut sebelum gelagar tersebut dibebani ataudiprategang sehingga meragukan Pemberi Tugas mengenai kehandalan mutu betonnya(Gambar 1). Padahal setelah dilakukan pengujian core drill , terbukti bahwa mutu betonmencapai rata-rata 80 MPa (artinya memenuhi spesifikasi kuat tekan). Jadi tampak di sinibahwa mutu beton yang sangat tinggi ternyata tidak diikuti oleh kinerja lain yang tinggi pula.

Gambar 1. Retak susut pada beton bermutu tinggi yang menggunakan terlampau banyak semen

Pengertian untuk hal ini ternyata belum pula didukung oleh SNI Rancang Campuran Beton(1990), yang saat ini belum memberikan alternatif lain selain semen portland dalammerancang campuran beton, sehingga bila mengikuti cara-cara SNI untuk merancang

campuran beton bermutu tinggi, otomatis akan diperoleh porsi semen yang tinggi

[1]

.

Jadi sebenarnya penggunaan semen yang terlampau banyak mempunyai sisi negatif baikpada aspek teknologi beton maupun aspek lingkungan, khususnya bahwa hal itu tidakmendukung usaha pembangunan beton yang berkelanjutan (sustainable concretedevelopment ), yang dicirikan oleh usaha konservasi sumber daya alam dan mengurangipencemaran lingkungan, yang merupakan topik utama makalah ini.

2. PROTOKOL KYOTO DAN EFEK RUMAH KACA

Efek rumah kaca adalah suatu fenomena peningkatan suhu permukaan bumi yangdisebabkan karena naiknya konsentrasi gas karbondioksida (CO2) dan gas-gas lain di

atmosfer. Kenaikan konsentrasi gas CO2 ini disebabkan oleh pembakaran batu bara, bahanbakar minyak (BBM), dan bahan bakar organik lainnya yang melampaui kemampuantumbuhan-tumbuhan dan laut untuk mengabsorbsinya.



Menurut perkiraan, bila kecenderungan emisi gas rumah kaca khususnya CO2 tetap sepertisekarang, maka akan menyebabkan peningkatan pemanasan global antara 1,5 - 4,5o Celciussekitar tahun 2030. Meningkatnya suhu permukaan bumi akan mengakibatkan adanyaperubahan iklim yang sangat ekstrim di bumi. Pemanasan global akan mengakibatkanmencairnya gunung-gunung es di daerah kutub yang dapat menimbulkan naiknya permukaanair laut. Efek rumah kaca juga akan mengakibatkan meningkatnya suhu air laut sehingga airlaut mengembang dan terjadi kenaikan permukaan laut yang dapat mengakibatkan negarakepulauan seperti Indonesia akan terendam sebagian pulau-pulaunya.

Efek rumah kaca, dan akibat-akibatnya yang mungkin ditimbulkan seperti disebutkan di atas,telah mendorong lahirnya Protokol Kyoto. Protokol ini telah disepakati dalam Konferensi ke-3negara-negara yang ikut dalam Konvensi Perubahan Iklim PBB (The United Nations FrameWork Convention on Climate Change / UNFCCC) yang diselenggarakan di Kyoto, Jepangpada tanggal 11 Desember 1997.

Protokol Kyoto mewajibkan negara-negara yang tergabung di dalam UNFCCC untuk

meratifikasi, memberikan persetujuan ataupun aksesi, serta memiliki kewajiban untukmengurangi tingkat emisi gas rumah kaca (Green House Gases / GHGs), khususnya CO2,minimal 5,5 % dari tingkat emisi tahun 1990, selama tahun 2008 sampai tahun 2012. ProtokolKyoto juga mengatur mekanisme teknis pengurangan emisi gas rumah kaca yang dikenaldengan Mekanisme Pembangunan Bersih (Clean Development Mechanism / CDM).

3. KONSUMSI ENERGI UNTUK PENGADAAN MATERIAL BETON

Beton klasik, yang pada dasarnya terdiri dari campuran semen portland, pasir, agregat kasar,dan air, pada umumnya telah mengkonsumsi energi 4000 – 5200 MJ per m3 untuk pengadaanmaterialnya, belum termasuk proses pengadukannya [2] . Dalam konsumsi energi tersebut,semen portland menempati porsi yang cukup besar yaitu sekitar 90% (8 – 9 MJ/kg), dan

hanya 10% energi yang digunakan untuk pengadaan material lainnya (Gambar 2).

Sebagai contoh, Tabel 1 menunjukkan konsumsi energi untuk produksi suatu beton bermutufc’ = 30 MPa, dan Tabel 2 untuk produksi beton bermutu 60 MPa. Dari Tabel 1 dan Tabel 2,dapat dicatat dua hal:

• Makin tinggi mutu suatu beton (campuran klasik), makin besar konsumsi energi daripengadaan materialnya.

• Semen menempati porsi konsumsi energi yang terbesar.

SEMEN8 – 9 MJ/kg

[90%]

AGREGAT KASAR[8%]

PASIR [1,5%]

AIR [0,5%]

Gambar 2.Proporsi konsumsi energi

untuk pengadaan material1 m3 beton



Tabel 1. Konsumsi energi 1 m3 beton 35 MPa Tabel 2. Konsumsi energi 1 m

3 beton 60 MPa

ProporsiEnergiSatuan

Energi ProporsiEnergiSatuan

EnergiMaterial

[kg] [MJ/kg] [MJ]

Material

[kg] [MJ/kg] [MJ]

Semen 475 8 3800 Semen 610 8 4880

Pasir 675 0.08 54 Agregathalus 672 0.08 54

Agregatkasar

1100 0.32 352 Agregat

kasar928 0.32 297

Air 190 0.1 19 Air 170 0.1 17

Jumlah energi per m3 beton 4225 Admixtures 9 0.75 7

Jumlah energi per m3 beton 5255

Penggunaan kadar semen yang tinggi akan mengakibatkan pula emisi gas CO2 yang tinggipula, yang pada akhirnya akan memperburuk kondisi lingkungan ”efek rumah kaca” di bumiini.

Jadi, bila diinginkan suatu penghematan energi dan sekaligus mengurangi emisi gas rumahkaca (GHGs) yang seperti diamanatkan oleh Protokol Kyoto, khususnya untuk pengadaanmaterial beton, maka pengurangan penggunaan semen portland merupakan suatu keharusanyang perlu dipertimbangkan (namun tidak perlu mengurangi kinerja beton), agar didapat suatubeton yang lebih ramah lingkungan.

4. KECENDERUNGAN BETON BERMUTU TINGGI

Dengan perkembangan teknologi beton modern, beton sudah menjadi suatu material yangmenarik untuk digunakan pada struktur-struktur besar seperti jembatan berbentang panjang,karena beberapa aspek kelemahannya sudah dapat diminimalkan, dan kekuatan serta kinerja

lainnya ditingkatkan menjadi beton berkinerja tinggi. Pada akhir abad ke-20, telah dibangunberbagai jembatan berbentang panjang yang menggunakan menara beton dan sebagiangelagar beton, seperti jembatan Great Belt East di Denmark (Gambar 3), operasional padatahun 1998, yang mempunyai panjang bentang 1624 meter dan tinggi menara 254 meter daribeton bermutu 50 MPa (merupakan menara beton tertinggi di dunia saat ini untuk jembatan); jembatan Tsing Ma di Hongkong, operasional pada tahun 1997, dengan panjang bentang1377 meter yang menggunakan menara beton 80 MPa (Gambar 4), dan lain sebagainya.

Dalam waktu dekat, menara jembatan Sutong yang saat ini sedang dalam tahap konstruksi di

Jiangsu Province, China (Gambar 5), yang tingginya mencapai 300,4 meter, akan dibuat daribeton berkinerja tinggi 60 MPa (rencana selesai tahun 2008), dan akan memecahkan rekortinggi menara beton untuk jembatan.

Gambar 3. Jembatan Great Belt East di Korsor,Denmark [J. Virola]

Gambar 4. Jembatan Tsing Ma di Hongkong[Elkem]



Karena tuntutan geometris dan metode konstruksinya, telah ada pula beberapa jembatanbeton yang menggunakan beton bermutu sangat tinggi dan berkinerja tinggi, seperti jembatan Akihabara di Jepang yang menggunakan beton bermutu sangat tinggi 120 MPa (Gambar 6).Lebih dari itu, jembatan Sakata Mirai di Jepang (Gambar 7) dibuat dengan menggunakanbeton bermutu ultra tinggi 180 MPa, yang menggunakan bahan ”Ductal” produksi Prancis

berupa bahan polimer reaktif (reactive polymer compound ) yang dicampur dengan serat baja(steel fiber ) [3] .

Dalam pada itu di Indonesia, untuk jembatan Grand Wisata (cable stayed ) yang saat inisedang dalam tahap konstruksi di Bekasi, Jawa Barat, menaranya menggunakan betonberkinerja tinggi 60 MPa, khususnya disyaratkan berkinerja pemadatan mandiri (selfcompacting concrete), karena mempertimbangkan kesulitan pemadatan manual pada posisi

menara yang tinggi dan miring (Gambar 8).

Gambar 5. Jembatan Sutong di

Jiangsu, China [SDI]

Gambar 6. Jembatan Akihabara di Jepang[Otsuka]

Gambar 7. Jembatan Sakata Mirai di Jepang[Otsuka]

Gambar 8.Jembatan cable stayedGrand Wisata di Bekasi[Partono Fondas]



5. CARA MENGURANGI PORSI SEMEN DENGAN TAMBAHAN ADITIF MINERAL

5.1 BAHAN LIMBAH MINERAL SEBAGAI ADITIF CEMENTITIOUS

Ada beberapa limbah mineral seperti limbah pembakaran batubara yaitu abu terbang (flyash), limbah produksi metal seperti ground granulated blast furnace slag (GGBFS) dansilicafume, yang dapat digunakan sebagai bahan aditif cementitious (yang dapat berperilakuseperti semen) sehingga dapat menggantikan sebagian porsi semen di dalam campuranbeton, dan yang efektif untuk memperbaiki/meningkatkan kinerja beton.

5.2 ABU TERBANG

Abu terbang atau fly ash, yang merupakan bahan limbah dari proses pembakaran batu bara,dapat merupakan bahan aditif yang baik untuk campuran beton. Karena banyak industri danPLTU di Indonesia yang menggunakan batu bara sebagai bahan bakar, maka ”produksi” abuterbang cukup melimpah, dan sering dianggap tidak lagi mempunyai nilai ekonomis.Diperkirakan ”produksi” abu terbang di Indonesia tidak kurang dari 4 juta ton per tahun.

Melihat komposisi abu terbang pada segitiga kalsium-silika-alumina (Gambar 9), maka abuterbang merupakan bahan sejenis pozzolan yang mempunyai kadar SiO2 sekitar 45 – 65%.

Bila abu terbang ditambahkan pada campuran beton, ternyata SiO2 yang dikandungnya dapatbereaksi dengan Ca(OH)2 yang dihasilkan dari proses hidrasi C3S dan C2S, menghasilkan gelCSH baru, namun dalam kadar yang agak rendah (lihat persamaan (1) dan (2)).

2(3CaO.SiO2) + 6H2O 3CaO.2SiO2.3H2O (gel CSH-1) + 3Ca(OH)2 (1)

Ca(OH)2 + SiO2(abu terbang) + H2O gel CSH-2 (2)

Dengan demikian, penambahan abu terbang pada campuran beton akan dapat meningkatkankinerja beton seperti antara lain:

• Mengurangi sebagian konsumsi energi dan emisi CO2 untuk pengadaan semen porland

• Meningkatkan ketahanan beton terhadap korosi sulfat dan penetrasi klorida

• Mengurangi panas hidrasi dan susut beton

• Meningkatkan keawetan (durability ) beton secara jangka panjang.

Memang benar bahwa penambahan abu terbang sebagai pengganti sebagian semen akansedikit memperlambat proses pengembangan kekuatan beton pada umur awal, namun hal ini

dapat diatasi dengan menambahkan accelerator atau menggunakan semen yang mempunyaibutiran lebih halus (super-fine cement ). Namun demikian kekuatan akhir beton yangmenggunakan abu terbang pada dasarnya akan sama dengan beton semen klasik.

Gambar 9.Komposisi abu terbang didalam segitiga kalsium-silika-alumina

FLY ASH



Beberapa proyek besar telah menggunakan abu terbang sebagai aditif mineral di dalamadukan beton untuk menghasilkan beton berkinerja tinggi, seperti pada konstruksi jembatanGreat Belt East di Denmark (Gambar 3, beton 50 MPa), di mana ditambahkan abu terbangdalam proporsi 15% dari total cementitious, sehingga dihasilkan beton berkinerja tinggi, yangditunjukkan terutama oleh kekuatan yang tinggi, panas hidrasi yang rendah (< 320 kJ/kgsesuai persyaratan spesifikasi teknik proyek), dan permeabilitas klorida yang rendah.

Demikian pula untuk proyek Jembatan cable stayed Grand Wisata di Bekasi (Gambar 10),untuk beton bermutu tinggi 60 MPa dengan kinerja pemadatan mandiri (self compacting ),penulis membatasi penggunaan semen < 500 kg/m3, dan untuk itu ditambahkan 20% abuterbang (fly ash) dan 2% silicafume. Sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 3, beton dengancampuran bahan limbah mineral ini dapat lebih hemat energi 16,8% dibandingkan denganbeton semen klasik untuk kekuatan yang sama. Disamping itu, kinerja self compacting telahpula menghemat energi pemompaan dan pemadatan sehingga secara keseluruhan betontersebut telah dirancang untuk lebih ramah lingkungan.

Tabel 3. Perbandingan konsumsi energi untuk pengadaan material 1 m3 beton 60 MPa

Proporsi IEnergi

Satuan I Energi I Proporsi IIEnergi

Satuan II Energi IIMaterial I[kg] [MJ/kg] [MJ]

Material II[kg] [MJ/kg] [MJ]

Semen 610 8 4880 Semen 500 8 4000

Fly ash 100 0.05 5

Silicafume 10 0.1 1

Agr. halus 672 0.08 54 Agr. halus 656 0.08 52

Agr. kasar 928 0.32 297 Agr. kasar 904 0.32 289

Air 170 0.1 17 Air 170 0.1 17

Admixtures 9 0.75 7 Admixtures 9 0.75 7

Jumlah Energi per m3 Beton I 5255 Jumlah Energi per m

3 Beton II 4371

Penghematan Energi = Energi / Energi I = 16.8%

Gambar 10.Jembatan cable stayedGrand Wisata dalam tahappelaksanaan



5.3 GGBFS

GGBFS (Ground granulated blast furnace slag ) adalah limbah dari tungku pembakaranbersuhu tinggi pada industri metal. GGBFS dapat berupa iron slag (terak besi), nickel slag(terak nikel), atau copper slag (terak tembaga). Di dalam segitiga kalsium-silika-alumina,GGBFS yang diaktifkan (misalnya dengan tras atau kapur) dapat mempunyai komposisi yangberdekatan dengan semen portland (Gambar 11). Karena komposisinya yang mendekatisemen, iron slag atau copper slag , bila dihaluskan dan diaktifkan, dapat merupakan bahanaditif dan sekaligus pengganti sebagian semen di dalam adukan beton dengan porsi yangcukup besar (seringkali dalam praktek dapat mencapai porsi 20 – 65%).

Pengurangan porsi semen yang cukup besar dan digantikan oleh GGBFS dapat memberikanberbagai keuntungan sebagai berikut:- Mengurangi konsumsi energi untuk pengadaan material beton, dan dapat berlaku dalam

porsi yang cukup besar bila GGBFS digunakan sebagai material substitusi semen dalamporsi besar (aspek lingkungan)

- Mengurangi emisi gas rumah kaca (aspek lingkungan dari produksi semen)- Menggunakan bahan limbah GGBFS merupakan langkah konkrit dari penerapan teknologimaterial berkelanjutan (sustainable material technology ), yang berarti menguntungkan

pelestarian lingkungan yang berkelanjutan (aspek lingkungan)- Mengurangi panas hidrasi, susut dan rangkak beton sehingga memperbaiki kinerja beton

(aspek teknologi beton)- Harga beton menjadi lebih murah (aspek ekonomis).

Berbagai proyek telah menunjukkan keberhasilan dalam menggunakan GGBFS sebagai aditifmineral untuk menghasilkan beton berkinerja tinggi, seperti pada konstruksi jembatan TsingMa di Hongkong (beton 80 MPa) dan terowongan bawah laut Sydney Harbour di Sydney, Australia (beton 65 MPa), di mana porsi semen yang digantikan GGBFS mencapai sekitar65%. Berarti dengan komposisi semen 30%, GGBFS 65%, dan silicafume 5% (total 100%

cementitious), dapat dihasilkan beton berkinerja tinggi, yang ditunjukkan terutama olehkekuatan beton yang tinggi dan permeabilitas klorida yang rendah (sesuai persyaratanspesifikasi konstruksi di laut).

Tabel 4 menunjukkan contoh perbandingan konsumsi energi untuk pengadaan material perm3 beton berkekuatan 80 MPa, dengan dan tanpa menggunakan bahan limbah GGBFS untukkasus jembatan Tsing Ma (Gambar 12), di mana penggunaan GGBFS ternyata dapatmenghemat energi sebesar 63% untuk pengadaan material beton [4] .

Gambar 11. Komposisi GGBFS di dalamsegitiga kalsium-silika-alumina

Gambar 12. Menara jembatan Tsing Ma diHongkong [Elkem]

SLAG



Tabel 4. Perbandingan konsumsi energi untuk pengadaan material 1 m3 beton berkekuatan 80 MPa

pada kasus jembatan Tsing Ma

Proporsi IEnergi

Satuan I Energi I Proporsi IIEnergi

Satuan II Energi IIMaterial I[kg] [MJ/kg] [MJ]

Material II[kg] [MJ/kg] [MJ]

Semen 500 8 4000 Semen 135 8 1080

GGBFS 290 0.5 145

Silicafume 25 0.1 3 Silicafume 25 0.1 3

Agr. halus 682 0.08 55 Agr. halus 710 0.08 57

Agr. kasar 940 0.32 301 Agr. kasar 980 0.32 314

Air 175 0.1 18 Air 175 0.1 18

Admixtures 8 0.75 6 Admixtures 8 0.75 6

Jumlah Energi per m3 Beton I 4383 Jumlah Energi per m

3 Beton II 1623

Penghematan Energi = Energi / Energi I = 63%

Karena Indonesia mempunyai pabrik baja dan tembaga, maka ”produksi” GGBFS sebagailimbah cukup banyak tersedia. Diperkirakan ”produksi” iron slag dan copper slag di Indonesiatidak kurang dari 1,5 juta ton per tahun, yang dianggap tidak lagi mempunyai nilai ekonomis,namun sebenarnya dapat dimanfaatkan untuk industri beton.

5.4 SILICAFUME

Silicafume, atau disebut juga mikrosilika, yang merupakan produk limbah dari suatu prosesindustri silicon metal , merupakan bahan yang hampir murni terdiri dari silika (dengan kadarSiO2 mencapai 85% - 95%). Karena komposisinya tersebut, silicafume dapat menjadi aditifmineral yang sangat baik dan berdayaguna tinggi di dalam adukan beton, terutama untukmenghasilkan beton bermutu tinggi dan berkinerja tinggi.

Ukuran butiran silicafume sangat halus, berkisar 0,1 – 1 μ m, jauh lebih halus dari butiransemen. Dengan demikian, bila ditambahkan pada pasta semen, maka butiran silicafume akandapat mengisi rongga-rongga di antara butiran semen sehingga beton menjadi lebih kompakdan padat.

Disamping itu, bila silicafume yang bersifat seperti superpozzolan (yang pada umumnyamengandung lebih dari 85% SiO2) ditambahkan pada adukan beton, akan dapat bereaksidengan Ca(OH)2 yang dihasilkan dari proses hidrasi C3S dan C2S, untuk menghasilkan gelCSH yang baru (gel CSH-2) [1] dan membentuk suatu kesatuan ikatan gel yang padat dansangat kuat di dalam beton (lihat persamaan (1) dan (2)).

Dengan demikian secara umum, berdasarkan hasil-hasil penelitian yang dilakukan,penggunaan silicafume sebagai aditif mineral akan dapat memperbaiki banyak aspek dalamkinerja beton, antara lain:

• Meningkatkan kekuatan beton

• Meningkatkan kekedapan beton dan ketahanan terhadap korosi sulfat

• Mengurangi susut dan rangkak beton

• Meningkatkan keawetan (durability ) beton secara jangka panjang• Mengurangi konsumsi energi untuk pengadaan material beton (dalam porsi terbatas).



Namun karena harganya cukup mahal, kadar penambahan silicafume biasanya hanyaditerapkan sekitar 2 – 10% dari berat semen.

5.5 PORTLAND COMPOSITE CEMENT PCC

PCC merupakan suatu variasi produk semen, yang pada dasarnya merupakan semenportland tipe I yang dicampur dengan bahan-bahan aditif bersifat cementitious. Di Indonesia,PCC diproduksi berdasarkan SNI 15-7064-2004.

Bahan campuran untuk PCC di Indonesia pada saat ini sebagian besar menggunakan abuterbang dan bahan-bahan cementitious lainnya (dalam jumlah yang lebih kecil), dengan porsisemen portland berkisar 80 – 85%.

Mengingat komposisinya, PCC dapat dikategorikan sebagai suatu variasi semen yangmendukung produksi beton ke arah yang lebih ramah lingkungan.

6. BETON BERKINERJA PEMADATAN MANDIRI SCC

Beton dengan kinerja pemadatan mandiri atau self compacting concrete (SCC) merupakansuatu konsep inovatif untuk menghasilkan beton yang dapat ”mengalir” namun tetap kohesifdan bermutu tinggi.

Sebagaimana diketahui, salah satu permasalahan dalam pelaksanaan cor beton adalahproses pemadatannya, terutama untuk posisi yang tinggi atau bentuk cetakan (bekisting)yang sulit (misalnya ada patahan), atau bila tulangannya rapat, seperti contoh menara jembatan cable stayed Grand Wisata yang posisi menaranya tinggi dan miring sertatulangannya rapat terkombinasi dengan angkur stay cables (Gambar 8 dan 10), sehingga sulitmemadatkan dan berpotensi diperoleh hasil pengecoran beton yang keropos. Dalammenghadapi kendala tersebut, penggunaan self compacting concrete merupakan solusi agar

beton dapat dituangkan/dicor dengan mudah (dengan energi pemompaan yang lebih kecil)dan cepat tanpa perlu banyak dipadatkan/digetarkan seperti biasanya. Dalam hal ini, betonakan dengan mudah mengalir bahkan melalui tulangan yang rapat tanpa mengalami bleeding atau segregasi.

Pada dasarnya, self compacting concrete (SCC), yang diproduksi dengan menggunakanbahan tambahan superplasticizer berbasis polimer, silicafume, dan bahan tambahan lain yangspesifik, serta ukuran agregat yang terbatas (biasanya < 20 mm), dapat memberikankeuntungan sebagai berikut [1 ] :a. Pada beton segar (fresh concrete):

• Tingkat kelecakan (workability ) yang tinggi, sehingga beton pada saat dituangkan,akan melewati tulangan yang rapat dan memenuhi semua tempat di dalam cetakan,

dan padat secara mandiri (minim penggetaran)• Kemudahan dalam pengecoran, khususnya untuk pemompaan ke posisi yang tinggi

b. Pada beton yang sudah mengeras (hardened concrete):

• Beton yang padat dan cenderung kedap air

• Kekuatan yang tinggi dan susut yang rendah bila digunakan w/c yang rendah

• Keawetan jangka panjang yang lebih baik.c. Penghematan energi untuk pemompaan dan penggetaran (Gambar 13 menunjukkan

pemompaan SCC untuk menara jembatan cable stayed Grand Wisata).d. Pengurangan tingkat kebisingan, sehingga dapat meningkatkan kenyamanan para pekerja

ataupun lingkungan sekitar.

Sebagai ilustrasi, Gambar 14 menunjukkan “aliran” beton pada saat uji coba penuangan diproyek jembatan Grand Wisata, dan Gambar 15 menunjukkan pengujian kemampuan beton“mengalir”, berupa pengujian pada meja uji aliran beton ( flow spread table).



7. CATATAN AKHIR

1. Mengikuti himbauan dari Protokol Kyoto, perlu kiranya bagi dunia konstruksi beton di

Indonesia untuk mulai menerapkan teknologi beton yang lebih hemat energi danhemat pencemaran lingkungan, untuk menuju ke arah pengembangan teknologi betonyang berkelanjutan (sustainable concrete technology ).

2. Dalam wujud nyatanya, konsep beton yang lebih ramah lingkungan dapat diterapkanantara lain melalui pengurangan penggunaan semen portland di dalam beton, danmenggantinya dengan bahan-bahan limbah mineral yang bersifat cementitious sepertiabu terbang, ground granulated blast furnace slag , atau silicafume.

3. Dengan teknik pencampuran yang tepat guna, pengurangan kadar semen di dalambeton tidak perlu mengurangi kinerja dan kekuatan beton, malahan sebaliknya dapatmeningkatkan nilai ekonomis dan memperbaiki kinerja beton khususnya keawetanbeton (durability ).

4. Penggunaan PCC (Portland Composite Cement ) dan SCC (self Compacting Concrete)

dapat pula merupakan suatu solusi untuk beton yang lebih ramah lingkungan.5. Perlu diusahakan penghematan energi di pabrik-pabrik semen, misalnya dengan

menurunkan konsumsi energi dari 8 – 9 MJ/kg menjadi 7 MJ/kg, dengan cara sepertimenggunakan mesin-mesin yang hemat energi, atau melakukan proses pra-kalsinasi( pre-calcination), atau cara-cara lain agar didapat penghematan energi secaralangsung dalam proses produksi semen portland.

DAFTAR PUSTAKA

1. FX. Supartono: “Kecenderungan masa depan beton berkinerja tinggi”, Seminar FTUI-Indocement, Jakarta, 29 November 2005.

2. P. Srinivasan: “Energy efficiency in concrete production”, ACECON-2005, Mumbai, India,23 – 25 September 2005.

3. K. Otsuka: “Latest technical trends of the concrete bridge construction in Japan”, ACECON-2005, Mumbai, India, 23 – 25 September 2005.

4. Elkem Microsilica: “Tsing Ma Bridge, Hong Kong”, C4-14 Reference Project, 2001.

Gambar 13. Pemompaan SCCdi proyek jembatanGrand Wisata

Gambar 14. Uji coba penuanganbeton SCC

Gambar 15. Pengujian kinerjaaliran beton SCC(flow spread table)

Documents

Beton Ramah Lingkungan (1)