## Eksperimen Beton Mutu Tinggi Berbahan Fly Ash sebagai Pengganti Sebagian Semen

## Fauna Adibroto, Etri Suhelmidawati, Azri Azhar Musaddiq Zade
Polytechnic State of Padang, West Sumatera
Email: etri.sarins@gmail.com
Abstract- Various research in concrete sector has been done as an effort to increase quality of concrete, materials  and  method,  materials  technology  and  implementation  techniques  obtained  from  the  results  of the experiments and experiments are intended to answer the increasing demands on the use of concrete and  overcome  the  constraints  that  often  occur  in  the  implementation  of  work  in  the  field.  One  way  to increase  the  strength  of  concrete  is  to  use  a  cement  replacement  that  is  fly  ash.The  purpose  of  this research  is  to  know  the  influence  of  partial  cement  replacement  effect  with  fly  ash  to  the  concrete compressive  strength,  in  order  to  be  applicated  for  rigid  pavement  in  road  design.  The  variations  of composition  in  the  addition  of  fly  ash  is  0%,  10%,  12.5%,  15%,  20%  and  25%  of  the  weight  of  cement. Concrete  compressive  strength  is  40  MPa  and  tested  at  7  days  and  28  days.  This  research  tested concrete with cylinder test object (diameter 150 mm and height 300 mm) with 30 sample and consist of 6 variation. From this research, optimum compressive strength at 10% variation is 30,770 MPa. The lowest compressive strength is in the 25% variation with 20,046 MPa.The highest compressive strength obtained from the research is 30.770 Mpa.

## Keywords : Concrete, fly ash, compressive stength
Abstrak- Berbagai penelitian dan percobaan dibidang beton dilakukan sebagai upaya untuk meningkatkan kualitas  beton,  teknologi  bahan  dan  teknik-teknik  pelaksanaan  yang  diperoleh  dari  hasil  penelitian  dan percobaan  tersebut  dimaksudkan  untuk  menjawab  tuntutan  yang  semakin  tinggi  terhadap  pemakaian beton  serta  mengatasi  kendala-kendala  yang  sering  terjadi  pada  pelaksanaan  pekerjaan  di  lapangan. Salah satu cara untuk meningkatkan kekuatan beton adalah dengan menggunakan pengganti semen yaitu abu  terbang.  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  sejauh  mana  pengaruh  penggantian sebagian  semen  dengan  abu  terbang  terhadap  mutu  kuat  tekan  beton,  sehingga  bias  digunakan  untuk perencanaan perkerasan kaku pada jalan raya. Komposisi variasi penambahan abu terbang sebanyak 0%, 10%,  12,5%,  15%,  20%  dan  25%  dari  berat  semen.  Mutu  beton  yang  direncanakan  40  MPa  yang  diuji pada umur 7 hari dan 28 hari. Penelitian ini menguji beton dengan benda uji selinder ( diameter 150 mm dan tinggi 300 mm ) sebanyak 30 sampel dan terdiri dari 6 variasi. Dari penelitian ini didapatkan kuat tekan optimum  pada  variasi  10%  yaitu  sebesar  30,770  MPa.  Kuat  tekan  yang  terendah  terdapat  pada  variasi 25% yaitu sebesar 20,046 MPa. Kuat tekan tertinggi yang didapat dari penelitian yaitu 30,770 Mpa.
Kata kunci: Beton, fly ash, kuat tekan

## 1.  PENDAHULUAN
Pembangunan  merupakan  upaya  yang dilakukan secara terus-menerus yang diarahkan  pada  peningkatan  taraf  hidup masyarakat  dan  kesejahteraan  secara  umum. Dalam  pelaksanaannya,  perkembangan  ilmu pengetahuan  dan  teknologi  memacu  adanya pengembangan kreatifitas setiap orang sebagai  modal  agar  pembangunan  dapat dilaksanakan  secara  labih  baik.  Seiring dengan  hal  tersebut,  peningkatan  mutu, efisiensi, dan produktivitas dari setiap kegiatan pembangunan  terutama  yang  terkait  dengan sektor  fisik  mutlak  harus  dilakukan,  seperti halnya  sektor  bangunan  yang  saat  ini  terus mengalami peningkatan.
Dalam dunia konstruksi
bangunan, penelitian untuk mendapatkan produk konstruksi  yang  lebih  baik  terus  dilakukan. Beton  yang  merupakan  salah  satu  material penting dari sebuah bangunan. Pada dasarnya beton  terbentuk  dari  dua  bagian  utama  yaitu pasta semen dan agregat. Pasta semen terdiri dari  semen  Portland,  air  dan  bahan  campur tambahan  (admixture).  Sedangkan  agregat terdiri  dari  agregat  kasar  (batu  pecah)  dan agregat halus (pasir). Beton banyak digunakan karena keunggulan-keunggulannya  antara  lain kuat tekan beton mutu tinggi.
Beton merupakan material yang kuat dalam kondisi  tekan  dan  lemah  dalam  kondisi  tarik, merupakan  elemen  struktur  yang  paling banyak  digunakan  dalam  bangunan  karena bahannya  yang  mudah  didapat,  mudah  dibuat dan harganya murah.Kualitas beton tergantung  pada  bahan-bahan  penyusunnya, namun untuk membuat beton mutu tinggi yang
sesuai  dengan  yang  diinginkan  tidak  serta merta diperoleh dengan hanya mencampurkan semen  portland  atau  jenis  semen  yang  lain, agregat kasar, agregat halus, dan  air.
Peningkatan kualitas campuran beton akan menghasilkan  beton  mutu  tinggi.  Pemakaian beton  mutu  tinggi  dan  berkinerja  tinggi merupakan  material  bangunan  yang  sudah banyak digunakan dalam pelaksanaan struktur bangunan bertingkat tinggi. Kualitas  yang baik pada  campuran  beton  dengan  bahan  tambah (admixture),  bertujuan  untuk  mengubah  satu atau  lebih  sifat-sifat  bahan  penyusun  beton yang  baik  dalam  keadaan  segar  maupun setelah  keras,  seperti  bahan  tambah  abu terbang ( fly ash ).
Abu  terbang  atau  fly  ash  adalah  produk sampingan  dari  industri  Pembangkit  Listrik Tenaga  Uap  (PLTU)  yang  menggunakan batubara sebagai bahan bakar, berupa butiran halus  ringan,  bundar,  tidak  porous  serta bersifat pozzolanik .  Penambahan  abu  terbang  ( fly ash )  pada  campuran  beton  bersifat pozzolan , sehingga  bisa  menjadi  additive  mineral  yang  baik untuk  beton. Pozzolan adalah  bahan  yang mengandung silika atau silika dan alumunium yang bereaksi  secara  kimia  dengan  kalsium  hidroksida pada temperatur biasa membentuk senyawa bersifat
cementitious .
Penelitian  ini  mencoba  memanfaatkan kondisi  alam  Indonesia  maupun  pemanfaatan bahan-bahan lokal yang memungkinkan dilaksanakannya  pembuatan  beton  bermutu tinggi.  Usaha  penelitian  perlu  dilakukan  untuk mendapatkan  suatu  alternatif  baru  dalam teknologi beton, dengan menggunakan semen yang seefisien mungkin yaitu dengan
menggantikan  sebagian  semen  dengan  abu terbang  ( fly  ash )  sehingga  pemakaian  abu terbang ( fly ash ) diharapkan dapat menghasilkan  kuat  tekan  beton  yang  lebih tinggi .

## 2. KAJIAN TEORI
Beton  adalah  campuran  antara  semen portland  atau  semen  hidraulik  yang  lain, agregat  halus,  agregat  kasar  dan  air,  dengan atau  tanpa  bahan tambahan  yang membentuk masa  padat  (SNI-03-2847-2002).  Beton  mutu tinggi  adalah  beton  dengan  perlakuan  khusus dan  persyaratan  yang  seragam  yang  tidak dapat  selalu  dicapai  secara  rutin  hanya dengan  penggunaan  material  konvensional dan pencampuran secara normal, penempatan dan  cara  perawatannya  ( American  Concrete InstituteNo.211.4R-93 ).
Sesuai  dengan  perkembangan  teknologi beton  yang  demikian  pesat,  ternyata  kriteria beton  mutu  tinggi  juga  selalu  berubah  sesuai dengan  kemajuan  tingkat  mutu  yang  berhasil dicapai.  Pada  tahun  1950an,  beton  dengan kuat  tekan  30  MPa  sudah  dikategorikan sebagai beton mutu tinggi. Pada tahun 1960an hingga  awal  1970an,  kriterianya  lebih  lazim menjadi  40  MPa.  Saat  ini,  disebut  mutu  tinggi untuk  kuat  tekan  diatas  50  MPa,  dan  80  MPa sebagai  beton  mutu  sangat  tinggi,  sedangkan 120  MPa  bisa  dikategorikan  sebagai  beton bermutu  ultra  tinggi  (Budi2008,  Ervianto  2016, Gunaedi 2013, Lincolen 2017, Mardiono 2010, Suhelmidawati 2003, Umbroh 2014).

## 3.  METODA PENELITIAN
Penelitian Beton Mutu Tinggi (High Strength Concrete) ini dilakukan di
Laboratorium  Bahan  Jurusan  Teknik  Sipil
Politeknik  Negeri  Padang,  yang  meliputi pengujian pendahuluan dan pengujian lanjutan.Dalam  penelitian  ini  digunakan  bahan material  berupa  semen  Portland  tipe  I,  air, agregat  kasar  (kerikil),  halus  (pasir)  dan  abu terbang (fly ash) tipe F.
Rincian  bahan  campuran  beton  pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Semen Portland tipe I merek PT. Semen Padang
2. Agregat kasar berasal dari Laboratorium Bahan  Jurusan  Teknik  Sipil  Politeknik Negeri Padang
3. Agregat halus berasal dari Laboratorium Bahan  Jurusan  Teknik  Sipil  Politeknik Negeri Padang
4. Air  diambil  dari  Laboratorium  Bahan Jurusan  Teknik  Sipil  Politeknik  Negeri
Padang 5. Abu terbang ( fly ash ) tipe F berasal dari PLTU Sijantang Kota Sawahlunto
Jumlah  sampel  dan  kadar  Fly  Ash  yang terdapat  didalamnya  bisa  dilihat  pada  tabel berikut:

## Tabel 3.1 Jumlah Benda Uji
Jenis
Benda Uji Kadar Fly Ash (%) Jumlah Benda Uji Umur Rencana 7 hari 28 hari BN 0 3 3 BMT 1 10 3 3 BMT 2 12,5 3 3 BMT 3 15 3 3 BMT 4 20 3 3 BMT 5 25 3 3 Total Benda Uji 18 12 30
Pengujian pendahuluan dimaksudkan untuk menguji  karakterisitik  dari  material  dasar  yang digunakan  dalam  pembuatan  beton,  apakah
memenuhi  persyaratan  atau  tidak.  Kemudian data-data tersebut
digunakan
dalam perhitungan  rencana  campuran  beton  (mix design). Perencanaan campuran ( mix design ) sesuai dengan standar ACI 211.4R-93 dengan variasi  penggantian  semen  dengan  bahan pozzolan  ( fly  ash )  yang  digunakan  adalah sebesar 10%, 12,5%, 15%, 20%, dan 25% dari total volume semen.
Dalam  penelitian  ini  dilakukan  pengujian pada  beton  segar  ( fresh  concrete )  yaitu pengujian  Slump  Test.  Selain  pengujian  pada beton  segar  juga  dilakukan  pengujian  pada beton keras ( hardened concrete ) yaitu pengujian kuat tekan beton dengan sampel 15 x 30 cm pada umur 7 dan 28 hari.

## 4.  ANALISA HASIL UJI LABORATORIUM
Pengujian  kuat  tekan  beton  ini  dilakukan dengan  mesin  uji  tekan  sampai  kondisi  beton uji  rusak.  Untuk  memperjelas  penyajian  hasil penelitian, berikut ini akan diuraikan ringkasan hasil pengujian.

## Tabel 4.1 Nilai Slump Pada Tiap Variasi
No Jenis Benda Uji Kadar Fly Ash (%) Nilai slump rata- rata 7 hari 28 hari 1 BN 0 6,30 6,25 2 BMT 1 10 6,75 - 3 BMT 2 12,5 7,00 - 4 BMT 3 15 5,33 5,50 5 BMT 4 20 5,83 5,33 6 BMT 5 25 7,33 6,00 Hasil  penelitian  yang  berupa  data-data kasar, selanjutnya dianalisis untuk
mengetahui pengaruh bahan pengganti
sebagian semen dengan menggunakan fly ash yang  berasal  dari  PLTU  Sijantang  Kota Sawahlunto  terhadap  kuat  tekan  beton.  Pada Tabel  4.1,  terlihat  nilai  slump  yang  diperoleh masuk

## Tabel 4.2 Rekapitulasi Hasil Penelitian
Jenis Benda Uji Kadar Fly Ash (%) Umur Benda Uji (MPa) Kuat Tekan rata-rata pada 28 hari (MPa)
7 Hari 28 Hari BN (1) 0 21,745 29,426 28,134 (2) 22,133 25,258 (3) 29,385 29,718 BMT 1 (1) 10 21,324 32,810 30,770 (2) 21,981 33,820 (3) 16,683 25,690 BMT 2 (1) 12,5 13,351 20,540 28,040 (2) 19,972 30,730 (3) 21,355 32,850 BMT 3 (1) 15 18,408 25,263 25,839 (2) 16,712 26,657 (3) 16,930 25,596 BMT 4 (1) 20 15,157 23,951 24,601 (2) 15,447 24,529 (3) 16..204 23,658 BMT 5 (1) 25 14,291 18,716 20,046 (2) 15,912 21,241 (3) 14,923 21,847
Berdasarkan  hasil  pengujian  kuat  tekan  yang telah  dilakukansebagaimana  di  Tabel  4.2 danGambar  4.1,  nilai  kuat  tekan  rata-rata tertinggi  didapat  pada  sampel  BMT  1  yaitu beton  yang  menggunakan  variasi fly ash sebesar  10%  dengan  kuat  tekan  rata-rata 30,770 MPa, dan kuat tekan rata-rata terendah didapat  pada  sampel  BMT  5  yaitu  beton  yang menggunakan  variasi fly  ash sebesar  25% dengan  kuat  tekan  rata-rata  20,046  MPa. Berdasarkan data hasil penelitian diatas, dapat diambil  kesimpulan  bahwa  nilai  kuat  tekan
beton mengalami peningkatan sampai umur 28 hari  dengan  kuat  tekan  tertinggi  30,770  MPa pada variasi fly ash 10% kemudian diikuti oleh variasi fly ash 12,5%. 15%, 20%, dan 25%.
Gambar 4.1. Grafik Hasil Nilai Kuat Tekan
Dari  grafik  4.1  diatas,  dapat  dilihat  bahwa kuat  tekan  pada  sampel  beton  tanpa fly  ash (BN)  memiliki  nilai  kuat  tekan  yang  tinggi  di awal  sedangkan  beton  yang  menggunakan fly ash memiliki  nilai  kuat  tekan  dibawahnya.  Ini membuktikan  bahwa  sifat  dari  campuran bahan fly  ash pada  beton  yaitu  memiliki  nilai ikat  awal  yang  rendah.  Namun  seiring berjalannya  waktu  kuat  tekan  beton  normal mengalami  perlambatan,  sebaliknya  beton dengan  campuran  bahan fly  ash mengalami peningkatan  kuat  tekan  yang  cukup  tinggi karena  aktifitas  dari pozzolan nya  yang  terus berlanjut.

## 5.  KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  data  hasil  penelitian  diatas dan  hasil  penelitian-penelitian  yang  sudah dilakukan,  dapat  diambil  kesimpulan  bahwa nilai  kuat  tekan  beton  dapat  mengalami peningkatan sampai umur 28 hari dengan kuat tekan  tertinggi  30,770  MPa  pada  variasi  10% kemudian  diikuti  variasi  12,5%,  15%,  20%,
25%. Kuat tekan tertinggi 30,770 MPa dengan variasi Fly Ash 10%, melebihi kuat tekan beton normal  pada  umur  28  hari  yaitu  28,134  MPa. Sehingga  berdasarkan  hasil  uji  kuat  tekan  ini, penggunaan  variasi  Fly  Ash  10%  bias digunakan  untuk  perencanaan  perkerasan jalan kaku, sebagaimana tujuan dari penelitian ini.
Ada beberapa saran yang bisa diambil yaitu dalam  pembuatan High  Strength  Concrete
diperlukan campuran material
yang berkualitas. Ketelitian dalam perencanaan ( mix design ),  sumber  material,  jenis,  serta  dalam penimbangan  material  sangat  menentukan kualitas  dan  kekuatan  beton.  Selain  itu  perlu adanya penelitian mengenai proses perawatan beton  mutu  tinggi  ( High  Strength  Concrete ) dengan  cara  dibakar  atau  dipanaskan  dalam oven, mengingat abu terbang ( fly ash ) memiliki ketahanan terhadap suhu  yang ekstrim. Untuk umur  perawatan  beton,  diperlukan  pengujian hingga 56  hari perendaman mengingat proses pengikatan abu terbang ( fly ash ) ini tidak sama dengan  semen  yang  hanya  memerlukan  28 hari  umur  perawatan.  Perlu  adanya  zat  aditif tambahan seperti Bestmittel, Expanded Polystyrene,  Super  plasticizer Sika  Viscocrete dan  bahan  tambahan  lainnya  seperti  abu sekam  padi  atau  serat  kaca  untuk  menunjang dan meningkatkan nilai kuat tekan beton.

## DAFTAR PUSTAKA
American  Concrete  Institute  (ACI)  No.211.4R- 93, Guide  for  Selecting  Proportions  for High  Strength  Concrete  With  Portland Cement  and  Fly  Ash ,  ACI  Committee 211.
Budi,  Aswin, Kuat  Tekan  dan  Kuat  Tarik  Beton Mutu  Tinggi  dengan  Fly  Ash  sebagai Bahan  Pengganti sebagian  Semen
0 5 10 15 20 25 30 35 7 HARI 28 HARI BN
BMT 1 FA 10% BMT 2 FA 12,5% BMT 3 FA 15% BMT 4 FA 20% BMT 5 FA 25% HASIL KUAT K u a t Te k a n (M Pa ) Umur Beton
dengan  f’c  45  MPa .  Yogyakarta  : Universitas Islam Indonesia, 2008
Departemen  Pekerjaan  Umum,  Tata  Cara
Pembuatan  Rencana  Campuran  Beton Normal, SNI 03-2834-1993, Departemen Pemukiman dan Prasarana Wilayah, Badan Penelitian Dan
Pengembangan, Jakarta, 2002
Ervianto,  Mochammad,  Fadillaway  dan  Hakas Prayuda, Kuat Tekan Beton Mutu Tinggi menggunakan  Bahan  Tambah  Abu Terbang  (Fly  Ash)  dan  zat  aditif (Bestmittel) .  Yogyakarta  :  Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, 2016
Gunaedi  dan  Rahmat  Hidayat, Pengaruh  Fly Ash  pada  Kuat  Tekan  Campuran  Beton menggunakan  Expanded  Polystyrene sebagai Substitusi Parsial Pasir . Jakarta : Universitas Binus, 2013
Lincolen,  Kevin, Pengaruh  Abu  Terbang
sebagai  Bahan  Pengganti  Semen  pada
Beton  Beragregat  Halus  Bottom  Ash.
Bandar Lampung : Universitas Lampung, 2017 Mardiono, Pengaruh Pemanfaatan Abu Terbang  (Fly  Ash)  dalam  Beton  Mutu Tinggi . Jakarta
: Universitas Gunadharma Jakarta, 2010
R. E. Davis, R. W. Carlson, J. W. Kelly dan H.
E.  Davis, Properties  of  Cements  and Concretes containing Fly
Ashes.
American  Concrete  Institute  Journal, 33 : pp. 577-612, 1937
SuhelmidawatiEtri, Penelitian  Beton  Mutu
Sangat  Tinggi  (Ultra  High  Strength Concrete) . Padang : Universitas Andalas, 2003
Standar  Nasional  Indonesia  (SNI)  No.  03- 6468-2000  Pd  T-18-1999-03, Tata  Cara Perencanaan Campuran Beton Berkekuatan  Tinggi  Dengan  Semen Portland  dan  Abu  Terbang ,  Badan
Standardisasi Nasional, Jakarta, 2010.
Umbroh, Alfian Hendri, Pengaruh Pemanfaatan  Abu  Terbang  (Fly  Ash) dari  PLTU  II  Sulawesi  Utara  sebagai
Substitusi  Parsial  Semen  terhadap  Kuat Tekan Beton . Manado : Universitas Sam Ratulangi, 2014