TINJAUAN KUAT TEKAN BETON DENGAN

PEMANFAATAN LUMPUR KERING TUNGKU EX. LAPINDO

SEBAGAI PENGGANTI SEMEN

Tugas Akhir

untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil

Yuli Suprianto

NIM : D 100 080 026

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2012

i

TINJAUAN KUAT TEKAN BETON DENGAN

PEMANFAATAN LUMPUR KERING TUNGKU EX. LAPINDO

SEBAGAI PENGGANTI SEMEN

Tugas Akhir

untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil

Yuli Suprianto

NIM : D 100 080 026

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2012

ii

iii

iv

MOTTO

“Barang siapa merintis jalan mencari ilmu maka Allah akan memudahkan baginya

jalan ke surga.”

HR. Muslim

“Harapan adalah mimpi orang-orang yang terbangun.”

Matthew Prior

“Salah satu kunci kesuksesan adalah percaya diri.

Sebuah kunci percaya diri adalah persiapan.”

Arthur Ashe

“Perbedaan antara kegagalan dan kesuksesan adalah melakukan sesuatu yang

hampir benar dan melakukan sesuatu dengan sangat benar.”

Edward Simmons

“Kita sebagai manusia tidak diberi hak untuk menentukkan sesuatu,

yang berhak menentukan sesuatu adalah Allah SWT.

Kita hanya diberi hak hanya untuk senantiasa berusaha dan terus berusaha.”

Anonim

“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan.”

QS. Asy-Syarh : 5

v

PERSEMBAHAN

Puji syukur alhamdulillahirobbil’alamin.

Atas segala rahmat dan karunia yang telah Allah SWT berikan, sehingga saya

dapat melewati segala proses dalam menyelesaikan studi untuk mencapai derajat

Sarjana S-1 Teknik Sipil.

Tugas Akhir ini saya dedikasikan kepada :

Ibu dan Bapak beserta kakak saya tercinta, terimakasih atas segala dukungan,

bimbingan, dan nasehatnya selama ini.

Seluruh keluarga besar Program Studi Teknik Sipil Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

Seluruh teman-teman di Progdi Teknik Sipil FT UMS tanpa terkecuali,

teman-teman Assisten Dosen di Laboratorium Teknik Sipil Universitas

Muhammadiyah Surakarta, teman-teman pengurus Keluarga Mahasiswa

Teknik Sipil 2008-2012 Universitas Muhammadiyah Surakarta, serta para

penghuni kost As-Syfa yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu. Terima

kasih banyak atas segala macam bentuk saran, kritik, dan bantuannya.

vi

PRAKATA

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada kehadirat Allah SWT

atas rahmat serta hidayah yang telah diberikan, sehingga penulis dapat

menyelesaikan tugas akhir dalam menempuh studi di Program Studi Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta ini untuk memenuhi

syarat mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil.

Dengan terselesainya tugas akhir ini, penulis mengucapkan terima kasih

atas bantuan, petunjuk, arahan, bimbingan dan kerjasamanya baik secara langsung

ataupun tidak langsung kepada yang terhormat :

1. Bapak Ir. H. Agus Riyanto, M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Ir. Suhendro Trinugroho, MT., selaku Ketua Program Studi Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta dan Dosen

Pembimbing I.

3. Ibu Yenny Nurchasanah, ST, MT., selaku Dosen Pembimbing II yang

memberikan bimbingan dan pengarahan.

4. Bapak Ir. H. Aliem Sudjatmiko, MT., selaku Dosen Penguji yang juga telah

memberikan masukan dan pengarahan.

5. Bapak Ir. H. Henry Hartono, MT., Bapak Budi Setiawan, ST., MT., Bapak

Basuki ST., MT., sebagai Dosen Tamu yang telah memberikan beberapa

pengarahan.

6. Bapak Anto Budi Listyawan, ST, M.Sc., selaku Pembimbing Akademik.

7. Bapak Joko Setyawan, S.T., selaku laboran yang telah banyak memberikan

bantuan pemikiran dan bimbingannya selama proses penelitian.

8. Keluarga Bp. Iswahyudi di Madiun yang telah membantu dalam pengambilan

sampel bahan penelitian dan Bp. Wijiyanto di Grogol Sukoharjo yang telah

mengijinkan dan membantu dalam proses pembakaran sampel penelitian di

tempat pembakaran produksi batu batanya.

vii

9. Bapak, Ibu, Kakak dan seluruh keluarga tercinta, yang senantiasa

memberikan berupa dukungan moril dan ataupun materiil.

10. Teman seperjuangan selama pengerjaan tugas akhir dari awal sampai akhir,

yaitu sdr. Aryudya Okta Pradhana dan sdr. Helmi Tri Haryanto, serta teman-

teman yang telah membantu dalam proses penelitian, yaitu sdr. Rohmat, sdr.

Arya Nugraha, sdr. Wahyu Hidayat, sdr. Gurmito, sdr. Adi Prasetyo, sdr.

Imam Safi’i, sdr. Hasbi, sdr. Tri Sadono, Sdr. Topik, sdr. Haryono, sdri.

Ambar, sdri. Tyas, dll.

11. Seluruh teman-teman di Progdi Teknik Sipil FT UMS khususnya angkatan

2008 dan teman-teman di Laboratorium Teknik Sipil FT UMS, serta para

penghuni kost As-Syfa yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu atas

segala bentuk dukungannya.

Semoga segala bantuan yang telah diberikan senantiasa mendapatkan ridho dari

Allah SWT. Amin.

Penulis menyadari dan mohon dimaklumi atas penulisan tugas akhir yang

mungkin masih ada beberapa kekurangan, baik mengenai materi ataupun cara

penyajian. Atas segala kurang dan lebihnya, penulis berharap semoga tugas akhir

ini dapat bermanfaat dan berguna dalam meningkatkan wawasan dan ilmu

pengetahuan. Amiiin.

Surakarta, Juli 2012

Penulis

viii

DAFTAR ISI

Halaman

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

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

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR .................................................... iii

MOTTO ................................................................................................................. iv

PERSEMBAHAN .................................................................................................... v

PRAKATA ............................................................................................................. vi

DAFTAR ISI ......................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL .................................................................................................. xi

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiv

DAFTAR NOTASI ................................................................................................ xv

ABSTRAKSI ....................................................................................................... xvi

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

A. Latar Belakang ................................................................................... 1

B. Rumusan Masalah .............................................................................. 2

C. Tujuan Penelitian ............................................................................... 2

D. Manfaat Penelitian ............................................................................. 2

E. Batasan Masalah ................................................................................ 3

F. Keaslian Penelitian ............................................................................ 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... 5

A. Penelitian Sejenis ............................................................................... 5

B. Beton .................................................................................................. 6

C. Kelebihan dan Kekurangan Beton ..................................................... 6

D. Faktor Pengaruh Kuat Tekan Beton .................................................... 6

1. Faktor air semen (fas) .................................................................... 6

2. Kepadatan ...................................................................................... 8

3. Umur beton ................................................................................... 9

4. Jenis dan jumlah semen ................................................................. 9

ix

5. Sifat agregat ................................................................................ 11

E. Lumpur Sidoarjo .............................................................................. 13

BAB III LANDASAN TEORI ............................................................................ 15

A. Uraian ................................................................................................ 15

B. Material Pembentuk Beton .............................................................. 15

1. Semen .......................................................................................... 15

1a). Susunan kimia semen ............................................................ 15

1b). Jenis-jenis semen Portland ................................................... 16

2. Agregat ........................................................................................ 16

2a). Persyaratan agregat halus ................................................... 17

2b). Persyaratan agregat kasar ................................................... 17

3. Air ............................................................................................... 18

4. Lumpur Sidoarjo sebagai pengganti semen ................................ 19

C. Perancangan Campuran Adukan Beton ........................................... 19

D. Pengujian Kuat Tekan Beton ........................................................... 23

BAB IV METODE PENELITIAN ...................................................................... 25

A. Uraian Umum .................................................................................. 25

B. Bahan dan Alat ................................................................................. 25

1. Bahan Penelitian .......................................................................... 25

2. Peralatan Penelitian ..................................................................... 27

C. Tahapan Penelitian ........................................................................... 32

D. Pelaksanaan Penelitian ..................................................................... 35

1. Pemeriksaan Bahan ..................................................................... 35

1a). Pemeriksaan kualitas agregat halus (pasir) ......................... 35

1b). Pemeriksaan kualitas agregat kasar (batu pecah) ............... 37

1c). Pemeriksaan ikatan awal (uji vicat) ..................................... 38

2. Perhitungan Perancangan Campuran Adukan Beton .................. 39

3. Pengolahan Beton ........................................................................ 39

4. Perawatan (Curing) ..................................................................... 40

5. Pengujian Kuat Tekan Beton ...................................................... 40

x

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 41

A. Hasil Pemeriksaan Bahan ................................................................ 41

1. Pemeriksaan Agregat Halus (Pasir) ............................................. 41

2. Pemeriksaan Agregat Kasar (Batu Pecah) ................................... 42

3. Uji Visual Semen dan Pemeriksaan Ikatan Awal (Uji Vicat) ...... 42

4. Uji Visual Air ............................................................................... 42

B. Hasil Perancangan Campuran Adukan Beton ................................... 43

C. Hasil Tes Slump ................................................................................ 43

D. Hasil Uji Kimia Serbuk Halus Lumpur Sidoarjo .............................. 44

E. Hasil Uji Kuat Tekan Silinder Beton ................................................ 44

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 49

A. Kesimpulan ....................................................................................... 49

B. Saran ................................................................................................. 50

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel II.1. Kandungan kimia lumpur Sidoarjo dan semen ................................. 13

Tabel II.2. Hasil pengujian toksikologi lumpur Sidoarjo ................................... 14

Tabel III.1. Nilai deviasi standar .......................................................................... 20

Tabel III.2. Hubungan faktor air semen dan kuat tekan rata-rata

silinder beton pada umur 28 hari ...................................................... 20

Tabel III.3. Faktor air semen maksimum ............................................................. 21

Tabel III.4. Nilai slump ........................................................................................ 21

Tabel III.5. Ukuran maksimum agregat ............................................................... 22

Tabel III.6. Perkiraan kebutuhan air berdasarkan nilai slump

dan ukuran maksimum agregat ......................................................... 22

Tabel III.7. Perkiraan kebutuhan agregat kasar per m3 beton,

berdasarkan ukuran maksimum agregat dan modulus

halus pasir ......................................................................................... 22

Tabel IV.1. Kode benda uji silinder beton ........................................................... 39

Tabel V.1. Kebutuhan material campuran adukan beton .................................... 43

Tabel V.2. Kebutuhan material 1 silinder beton setiap variasi adukan beton .... 43

Tabel V.3. Hasil pengujian gravimetri lumpur Sidoarjo .................................... 44

Tabel V.4. Data hasil pengujian kuat tekan beton normal (SBN) ..................... 45

Tabel V.5. Data hasil pengujian kuat tekan beton lusi 2,5 % (SBL-2,5) ........... 45

Tabel V.6. Data hasil pengujian kuat tekan beton lusi 5 % (SBL-5) ................. 45

Tabel V.7. Data hasil pengujian kuat tekan beton lusi 7,5 % (SBL-7,5) ........... 46

Tabel V.8. Data hasil pengujian kuat tekan beton lusi 10 % (SBL-10) ............. 46

Tabel V.9. Data hasil pengujian kuat tekan beton lusi 12,5 % (SBL-12,5) ....... 46

Tabel V.10. Data rata-rata hasil pengujian kuat tekan variasi silinder beton ...... 47

xii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar II.1. Hubungan faktor air-semen dan kuat tekan silinder beton ............. 7

Gambar II.2. Pengaruh faktor air-semen terhadap laju kenaikan kuat

tekan beton ..................................................................................... 8

Gambar II.3. Pengaruh kepadatan pada kuat tekan beton beton.......................... 9

Gambar II.4. Kuat tekan beton untuk berbagai jenis semen .............................. 10

Gambar II.5. Pengaruh jumlah semen terhadap kuat tekan beton pada

faktor air semen sama................................................................... 11

Gambar II.6. Pengaruh kandungan semen terhadap kuat tekan beton

pada nilai slam 75 – 100 mm ....................................................... 11

Gambar II.7. Pengaruh agregat terhadap kuat tekan beton ................................ 12

Gambar II.8. Peta Jawa Timur ........................................................................... 13

Gambar II.9. Lokasi lumpur Sidoarjo ................................................................ 14

Gambar III.1. Skema pengujian kuat tekan beton silinder .................................. 23

Gambar IV.1. Semen Portland ............................................................................ 25

Gambar IV.2. Pasir .............................................................................................. 26

Gambar IV.3. Batu pecah .................................................................................... 26

Gambar IV.4. Serbuk halus Lusi kering tungku ................................................. 26

Gambar IV.5. Gelas ukur dan picnometer........................................................... 27

Gambar IV.6. Timbangan.................................................................................... 27

Gambar IV.7. Ayakan/saringan ........................................................................... 28

Gambar IV.8. Vibrator (Mesin penggetar).......................................................... 28

Gambar IV.9. Vacuum pump ............................................................................... 29

Gambar IV.10. Oven ............................................................................................. 29

Gambar IV.11. Mesin Los Angeles ....................................................................... 30

Gambar IV.12. Concrete mixer ............................................................................. 30

Gambar IV.13. Cetakan silinder beton .................................................................. 31

Gambar IV.14. Compression-Tension Machine .................................................... 31

Gambar IV.15. Peralatan penunjang ..................................................................... 31

xiii

Gambar IV.16. Bagan alir penelitian .................................................................... 34

Gambar V.1. Grafik kuat tekan rata-rata variasi silinder beton ......................... 47

Gambar V.2. Grafik hubungan kuat tekan rata-rata dengan prosentase

lusi pengganti semen .................................................................... 48

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Proses Pengolahan Lumpur Sidoarjo............................................ L-1

Lampiran 2 Pemeriksaan Kualitas Bahan ........................................................ L-3

Lampiran 3 Perencanaan Campuran Adukan Beton ...................................... L-16

Lampiran 4 Proses Pembuatan Beton Silinder ............................................... L-19

Lampiran 5 Pengujian Kuat Tekan Silinde Beton ........................................ L-21

Lampiran 6 Hasil Uji Gravimetri Serbuk Lumpur Lapindo Sidoarjo ............ L-26

Lampiran 7 Hasil Uji F-TIRE Serbuk Lumpur Lapindo Sidoarjo ................. L-27

Lampiran 8 Kartu Konsultasi Tugas Akhir ................................................... L-29

xv

DAFTAR NOTASI

sd = nilai deviasi standar

f’cr = kuat tekan rata-rata (MPa)

f’c = kuat tekan maksimum beton (MPa)

m = nilai margin (MPa)

Pmaks = beban maksimum (N)

A = luas permukaan benda uji silinder (mm2)

W = berat (kg; gr)

V = volume (cm3)

c = berat jenis beton (gr/cm3)

xvi

ABSTRAKSI

TINJAUAN KUAT TEKAN BETON DENGAN PEMANFAATAN

LUMPUR KERING TUNGKU EX. LAPINDO SEBAGAI

PENGGANTI SEMEN

Peristiwa luapan lumpur panas yang terjadi di di Porong, Kabupaten Sidoarjo,

Jawa Timur, hingga saat ini masih menyisakan dampak terhadap lingkungan yang harus

dicari alternatif jalan keluarnya dengan cara memanfaatkan lumpur tersebut yang dikenal

dengan nama lumpur Sidoarjo. Menurut hasil penelitian, lumpur Sidoarjo terutama yang

sudah kering, ternyata mengandung unsur semen 59 persen. Lumpur Sidoarjo tersebut

mengandung zat silika yang cukup tinggi dan zat-zat lain yang terkandung seperti pada

semen. Zat silika merupakan salah satu komposisi yang terdapat pada semen sebagai

bahan pengisi yang berperan dalam kekuatan semen. Penelitian ini dilakukan dengan

memanfaatkan lumpur Sidoarjo sebagai bahan lokal yang cara pengolahannya dengan

teknologi sederhana sebagai bahan pengganti semen pada campuran adukan beton.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh kuat tekan beton pada umur

28 hari dengan variasi lumpur Sidoarjo kering tungku 0%, 2,5%, 5%, 7,5%, 10%, 12,5%

terhadap berat semen. Pengolahan lumpur Sidoarjo ini dengan mengkondisikan kering

tungku pada pembakaran batu bata dan dihaluskan hingga bentuknya menyerupai serbuk

semen. Benda uji yang dibuat setiap variasi berjumlah 5 buah, sehingga jumlah total

benda uji pada penelitian ini sebanyak 30 buah. Dari hasil pengujian, kuat tekan rata-rata

berturut-turut adalah 22,409 MPa, 31,180 MPa, 32,538 MPa, 29,992 MPa, 27,049 MPa,

20,825 MPa. Sehingga hasil penelitian dengan pemanfaatan lumpur Sidoarjo kering

tungku sebagai pengganti semen memiliki kecenderungan dapat meningkatkan kuat tekan

beton. Pada penelitian ini nilai kuat tekan optimum terjadi pada prosentase 5% yaitu

32,538 MPa dan dengan prosentase pemakaian lusi hingga 10% nilai kuat tekannya masih

lebih tinggi dari nilai kuat tekan beton normal. Prosentase serbuk halus lumpur Sidoarjo

(lusi) kering tungku maksimal yang nilai kuat tekannya sama dengan nilai kuat tekan

beton normal adalah 11,8%. sedangkan prosentase dengan nilai kuat tekan yang sama

dengan nilai kuat tekan rencana beton normal adalah 10,8%.

Kata kunci : kering tungku, kuat tekan beton, lumpur Sidoarjo, pengganti semen.