## Pemanfaatan Abu Kerak Boiler Hasil Pembakaran Limbah Kelapa Sawit Sebagai Pengganti Parsial Pasir pada Pembuatan Beton
Epi Prianti 1) , Mariana Bara’allo Malino 1)* , Boni Pahlanop Lapanporo 1)
1) Program Studi Fisika Jurusan Fisika FMIPA Universitas Tanjungpura Jl.Prof.Dr.H.Hadari Nawawi Pontianak *Email: marianabaraallomalino@physics.untan.ac.id

## Abstrak
Telah dilakukan penelitian tentang pemanfaatan abu kerak boiler hasil pembakaran limbah kelapa sawit sebagai  bahan  pengganti  parsial  pasir  pada  pembuatan  beton.  Pembuatan  beton  dilakukan    dengan memvariasikan kandungan kerak boiler pada komposisi campuran beton 0%, 5%, 10%, 15%, 25%, 50% dan 100%.  Pengujian terhadap pasir  dan abu kerak  boiler meliputi uji XRF, massa jenis,  penyerapan  air dan kadar lumpur. Pengujian  komposisi kimia  dari SiO 2 ,CaO dan  Al 2 O 3 pada pasir dan abu kerak  boiler menggunakan  XRF.  Hasil  analisis  menunjukkan  kuat  tekan  optimum  beton  dengan  komposisi  yang mengandung  abu  kerak  boiler  25%  yakni  17,83  MPa.  Hasil  optimum  dari  penelitian  untuk  beton  yang diuji tergolong dalam standar mutu tipe beton 225 yang dapat diaplikasikan pada pengecoran bangunan- bangunan seperti landasan lapangan terbang, gedung bertingkat dan pengecoran jalan.
Kata Kunci :abu kerak boiler, beton, kuat tekan, uji XRF, kelapa sawit
1. Latar Belakang
Provinsi Kalimantan Barat merupakan salah satu  penghasil  kelapa  sawit  terbesar  di Indonesia  dengan  luas  area  mencapai  5,02  juta hektar    dan  dengan  jumlah    produksi  buah kelapa  sawit  mencapai  1.007.985  ton  pertahun. Produksi  kelapa  sawit  selain  menghasilkan minyak  juga  menghasilkan  produk  samping berupa  limbah  kelapa  sawit.  Limbah  yang dihasilkan dari pengolahan kepala sawit  sekitar 60  %  dari  jumlah  produksi  buah  kelapa  sawit (Mulia, 2007).
Hasil  pembakaran  limbah  kelapa  sawit menyisakan produk samping seperti abu layang sebesar  kurang  lebih  100  kg/minggu  dan  abu kerak  boiler  sekitar  lebih  3  sampai  dengan  5 ton/minggu  (Mulia,  2007).    Sisa  pembakaran abu  kerak  boiler  yang  relatif    banyak  tersebut dapat  dimanfaatkan  sebagai  bahan  pengganti pada batako. Hal tersebut dikarenakan kandungan  yang  terdapat  pada  abu  kerak  hasil pembakaran  boiler  dari  cangkang  kelapa  sawit mengandung  unsur  kimia    SiO 2 31,45  %,  dan CaO  15,2%  dan  Al 2 O 3 sebanyak  1,6%  (Jamizar, 2013). Menurut Tjokrodimuljo (1998) abu kerak boiler cangkang kelapa sawit mengandung silika yang tinggi  yakni sekitar 89,9 %.
Menurut  Mulia  (2007)  kandungan    SiO 2 pada  pasir  mencapai  90  %  oleh  karena  itu penelitian ini akan mengkaji tentang pemanfaatan abu kerak sebagai bahan pengganti  parsial  pasir  pada  pembuatan  beton. Jika  hendak  digunakan  sebagai  bahan  subtitusi semen,  suatu  material  haruslah  mengandung senyawa  kapur dalam jumlah yang relatif  besar karena  pada  dasarnya  semen  berfungsi  sebagai pengikat dan yang terutama menjalankan fungsi
tersebut  adalah  senyawa  kapur.  Hasil  yang diperoleh  Jamizar  (2013)  yang  menggunakan abu  kerak  boiler  sebagai  substitusi  semen menunjukkan nilai kuat tekan justru  mengalami penurunan  dan  kuat  tekan  maksimum  terjadi pada    penambahan  25%  abu  kerak  boiler dengan  nilai kuat tekan 11,3 MPa.
Variabel  penelitian  yang  diambil  adalah kadar  abu  kerak  dalam  campuran  dengan komposisi  adukan  antara  semen,  pasir  dan kerikil mengacu pada  komposisi beton tipe 175 yang  diproduksi  oleh  PT.  Duta  Indo  Lestari. Parameter-parameter yang diujikan adalah kuat tekan,  massa  jenis  pasir,  massa  jenis  kerikil, massa  jenis  abu  kerak,  komposisi  kimia  pasir dan  komposisi  kimia  abu.  Kuat  tekan  mortar umumnya berkisar antara 3 MPa sampai 17 MPa dengan  massa  jenis  antara  1,80-2,20  g/cm 3 (Tjokrodimuljo, 1998).
2. Metodologi

## Alat dan Bahan
Alat-alat  yang  digunakan  adalah  ayakan agregat,  penumbuk,  cetakan  beton  ukuran  15x 15x15cm,  gelas  ukur,  neraca  ohaus,    batang pemadat,  labu  erlenmeyer  dan  sieve  saccer.  Alat pengujian yang digunakan  adalah alat uji tekan, mesin  pengetar  (sieve  saccer)  yang  digunakan untuk    uji  agregat  halus  dan  uji  berat  jenis. Bahan-bahan  yang  digunakan  adalah  air,  abu kerak  boiler  kelapa  sawit,  semen,  pasir  dan kerikil.

## Penentuan kandungan abu kerak boiler dan pasir menggunakan XRF
Analisis  kandungan  abu  kerak  boiler  dan pasir menggunakan
instrumen XRF
merk       PANalytical tipe minipal 4.

## Pengujian  Mutu Pasir
Penentuan  massa  jenis  pasir  diperoleh dengan  cara  menguji  erlenmeyer  dengan  500 gram  agregat  halus  kemudian  diisi  air  hingga agregat  berada    dalam  keadaan  saturated  and surface-dry  (SSD).  Erlenmeyer  diaduk  hingga tidak  terdapat  gelembung  udara  kemudian ditambahkan  air  hingga  batas  maksimum. Erlenmeyer  yang  telah  berisi  air  dan  pasir direndam  dalam  bak  perendaman  selama  24 jam  dan  selanjutnya  ditimbang,  dikeringkan dalam oven dengan suhu 120°C, didinginkan dan ditimbang  kembali  untuk  mendapatkan  bobot kering . Masaa jenis pasir dihitung menggunakan persamaan 1 ( Brigita, 2012 ) .
= + − (1)
dengan  A  adalah  bobot    kondisi  SSD  (saturted and  surface  dry),  B  adalah  bobot  piknometer  + air  +  contoh  SSD  saturted  and  surface  dry)  ,  C adalah  berat  piknometer  +  air  Serta  D  adalah bobot kering yang dinyatakan dalam gram. Penentuan  kadar  lumpur  pada  pasir  yang mengacu  pada  ASTM  C117-30  yaitu  pasir  yang telah  dikeringkan  sebanyak  500  gram,  dicuci dan ditiriskan lalu dipanaskan dalam oven pada suhu 120°C. Kadar lumpur ditentukan berdasarkan Persamaan 2 ( Brigita, 2012 ) .
= − 100%                         (2)
dengan    A  adalah  bobot  awal  agregat  (g)  dan  B adalah bobot akhir agregat yang telah dicuci (g). Analisa  gradasi  yaitu  pasir  sebanyak  500 gram  dimasukkan  kedalam  ayakan.  Standar lolos ayakan bagi pasir adalah 3,75 mm.

## Pengujian mutu abu kerak boiler
Pengujian  mutu abu  kerak boiler mengacu pada pengujian yang dilakukan pada pasir yaitu penentuan massa jenis
menggunakan Persamaan 1, penentuan kadar lumpur berdasarkan Persamaan 2 dan analisis gradasi.

## Pengujian Bata Beton
Pengujian  serapan  air    yang  mengacu pada  Naibaho,  2009  : SNI,  1996.  Beton  yang sudah  berumur  28  hari  dibersihkan  dari kotoran, kemudian ditimbang dan dicelupkan ke dalam  wadah  yang  berisi  air  selama  48  jam. Sampel kemudian dikeluarkan dari perendaman, dilap  dengan  kain,  dan  ditimbang  untuk mendapatkan nilai basah.
Uji  tekan  mengacu  pada  SNI, 1996.  Beton ditekan  hingga  hancur  dengan  menggunakan mesin  uji  tekan.  Penentuan  kuat  tekan  beton dihitung menggunakan Persamaan 3.
 = (3)
dengan  adalah  tegangan  (Pa),  F  adalah    gaya beban (N), dan A adalah luas penampang (m 2 ).

## Pembuatan Beton
Pembuatan  adukan  beton    dilakukan dengan  memvariasikan  komposisi  abu  boiler dalam  campuran.  Semua  bahan  yang  telah dimixer  dimasukkan  ke  dalam  cetakan  yang berukuran 15 x 15 x 15 cm, dipadatkan menggunakan  alat  pemadat  beton  dan  hasilnya kemudian  dikeluarkan  dari  cetakan.  Beton kemudian  direndam  di  dalam  air  selama  masa perawatan  yaitu  28  hari.  Komposisi  abu  kerak boiler  dalam  pencampuran  beton  seperti ditunjukkan  dalam  Tabel  1  dengan  faktor  air semen adalah 0,72 g/cm 3 .
Tabel 1 Komposisi adukan beton
dengan PC adalah semen portland, A adalah abu kerak boiler dan   P  adalah  pasir serta  K adalah kerikil.

## 3.    Hasil dan Pembahasan

## Karakterisasi  Pasir
Karakterisasi  pada  pasir  bertujuan  untuk mengetahui  karakteristik  pasir  sehingga  dapat diketahui  kualifikasi  pasir  yang  berpengaruh terhadap  mutu  beton.  Karakterisasi  pasir berupa  penentuan  senyawa    utama  yang dianalisis  menggunakan  X-Ray  Fluoroscence (XRF),  kadar air,  massa jenis, kadar lumpur dan penggradasian pasir.
Hasil  penentuan  kandungan  senyawa  utama dalam  pasir  menggunakan  XRF  dapat  dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2 Kandungan senyawa utama dalam pasir Senyawa Kandungan  (%) SiO 2 57.7 Al 2 O 3 - CaO 1.54 Berdasarkan penentuan komposisi kandungan  senyawa  utama  pada  pasir  terlihat bahwa  SiO 2 mempunyai  komposisi  yang  relatif besar. SiO 2 berfungsi sebagai bahan pengisi pada pembuatan beton yang akan berpengaruh dalam kekuatan beton.
Tipe Adukan Komposisi Adukan PC:A:P:K I 1: 0: 2 :3 II 1: 0,1: 1,9: 3 III 1: 0,2: 1,8: 3 IV 1: 0,3: 1,7: 3 V 1: 0,5: 1,5: 3 VI 1: 1: 1: 3 VII 0: 1: 2: 3
Hasil  pengujian  fine  modulus,  massa  jenis, kadar  lumpur,  penyerapan  air  pada  pasir  dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3 Hasil uji mutu pasir sebagai agregat halus Parameter Satuan Hasil Persyaratan Fine modulus % 3,18 2,3 – 3,1 Massa jenis g/cm 3 2,60 >2,5 Kadar lumpur % 1,5 < 5 % Penyerapan air % 0,42 < 1 %
Sumber persyaratan:  Samekto dan Rahmadiyato 200 1 ;  ASTM  C117-30;  ASTM C128-93; ASTMC33-92a
Analisis  gradasi  pada  pasir  bertujuan mengetahui  pembagian  setiap  butir  pasir  yang akan  digunakan  dalam  pencampuran  beton. Analisis  ini  menggunakan  ayakan  mulai  dari ukuran  38  mm  sampai  0,15  mm.  Menurut  Paul dan  Atoni  (2007)  gradasi  yang  semakin  padat akan  menghasilkan  beton  yang  lebih  baik  dan ekonomis.  Hasil  fine  modulus  yang  dihasilkan adalah  sebesar  3,18.  Menurut  ASTM  C33-92a nilai  fine  modulus  yang  baik  digunakan  yaitu berkisar antara  2,2-3,1 %. Pasir pada penelitian lebih  besar  0,08  %  daripada  yang  disyaratkan yaitu 3,1 %. Bisa digunakan dengan pertimbangan  menunjukan  kondisi  nyata  di lapangan  3,18  %  memiliki  tingkat  kepadatan yang relatif baik.
Hasil    penentuan  massa  jenis  pasir  pada penelitian  sebesar  2,60  g/cm 3 .  Menurut  ASTM C33-92 bahwa massa jenis pasir yang baik untuk pencampuran beton adalah lebih dari 2,5 g/cm 3 sehingga  dapat  dikatakan  bahwa  pasir  yang digunakan  dalam  penelitian  ini  memiliki kerapatan  molekul  yang  baik  dan  memenuhi klasifikasi  sebagai  bahan  dasar  pembuatan beton.
Menurut Samekto dan Rahmadiyanto (2001), kadar  lumpur  pada  pasir  tidak  boleh  melebihi 5%.  Kadar  lumpur  yang  lebih  dari  5% mengakibatkan  ikatan  hidrogen  pasta  semen dan  pasir  berkurang  akibat  pengaruh  lumpur sebagai pengotor. Hasil kadar lumpur pada pasir yang  diperoleh  adalah  1,5  %  yang  menunjukan bahwa  pasir  yang  digunakan    untuk  memenuhi syarat dalam pembuatan beton.
Penentuan  penyerapan  air  pada  pasir bertujuan  mengetahui  persentase  air  yang diserap pasir diukur terhadap berat kering pasir tersebut.  Menurut  ASTM  C33-92a  penyerapan air  yang  baik  untuk  beton  tidak  lebih  dari  1% dan  diperoleh  pada  analisa  kadar  air  yaitu 0,42%.  Penyerapan  air  yang  melebihi  1  %
menyebabkan  rongga  udara  yang  terbentuk semakin banyak.

## Karakterisasi Abu Kerak Boiler
Karakterisasi awal terhadap abu kerak boiler bertujuan  untuk  mengetahui  karakteristik  abu sehingga  dapat  dipakai  sebagai  perbandingan kualitas pasir yang diujikan.
Tabel  3  menunjukkan  kandungan  SiO 2 , Al 2 O 3 , dan CaO yang terkandung pada abu kerak boiler yang diperlukan dalam pembuatan beton. Abu kerak boiler dapat digunakan sebagai bahan pengganti pasir dalam pembuatan  beton  karena memiliki  senyawa  yang  berperan  dalam pembuatan beton.
Tabel 4 Kandungan senyawa utama pada abu kerak boiler Senyawa Kandungan (%) SiO 2 29,9 Al 2 O 3 1,9 CaO 26,9
SiO 2 dalam  abu  merupakan  senyawa  dengan kandungan  terbesar  dibanding  komponen utama  yang  lain,  sehingga  dapat  difungsikan sebagai  pengganti  pasir  untuk  pengisi  pada pembuatan beton. Pasir dengan kandungan  SiO 2 yang besar dapat digunakan sebagai pengikat.
Tabel 5 Pengujian mutu abu kerak boiler bebagai agregat halus Parameter Satuan Hasil Persyaratan Fine modulus % 3,65 2.3 – 3,1 Massa jenis g/cm 3 2,11 >2,5 Kadar lumpur % 3,6 < 5 % Penyerapan air % 0,28 < 1 %
Sumber  persyaratan:  Samekto  dan  rahmadiyanto, 2001; ASTM C117- 30;ASTM C128-93;ASTMC33-92a.
Fine  modulus  yang  dihasilkan  abu  lebih besar  0,54%,  dari  syarat  batas  maksimum  fine modulus    agregat.  Fine  modulus  kurang  dari 2,3% dapat dikategorikan sebagai lumpur dan di atas  standar  3,1%  dapat  dikategorikan  sebagai agregat kasar.
Hasil  massa  jenis  abu  sebesar  2,11  g/cm 3 , lebih  rendah  dari  massa  jenis  yang  dimiliki pasir. Menurut ASTM C128-93, massa jenis yang baik  untuk  pembuatan  beton  di  atas  2,50  % sehingga termasuk agregat kasar.
Pada  penelitian  yang  dilakukan  diperoleh penyerapan  air  pada  abu  sebesar  0,28%.  Nilai penyerapan air yang dihasilkan abu kerak boiler memenuhi  syarat  mencegah  atau  mengurangi rongga kosong dalam beton.

## Pengujian Kuat Tekan
Hasil  pengujian  kuat  tekan  beton  dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Hasil pengujian kuat tekan beton pada sampel.
Hasil  pada  tabel  menunjukkan  kuat  tekan  yang di hasilkan semakin bertambah seiring pertambahan abu kerak boiler hingga 25% (tipe V).
Beton  dengan  komposisi  adukan  I  yang menghasilkan  kuat  tekan    sebesar  14,36  MPa, dapat  diaplikasikan  untuk  pembuatan  taman. Komposisi  adukan  I  merupakan  beton  dengan mutu K175 sesuai standar PT. Duta Indo Lestari. Beton  dengan  komposisi  adukan  tipe  II menghasilkan  kuat  tekan  beton  15,57  MPa, dapat diaplikasikan untuk permukaan jalan, tipe III,  IV  dan  V  dapat  diaplikasikan  untuk pembuatan lantai dasar rumah, gedung bertingkat  dan  pengecoran  jalan.    Tipe  VI  dan VII  hanya  bisa  diaplikasikan  untuk  pengecoran ringan  dan  tidak  untuk  menahan  beban  berat seperti  sebagai  paving  blok,  untuk  tempat pejalan kaki (SNI, 1986).
Tipe adukan V menghasilkan kekuatan beton optimum yaitu 17,83 MPa.  Kandungan senyawa SiO 2 memegang  peranan  yang  sangat  penting dan  dapat  mempengaruhi  kekuatan  beton. Menurut  Wiryasa  (2008)  batas  maksimun kandungan  SiO 2 yang  terdapat  pasir  untuk pembuatan  beton  berkisar  30%,  sehingga  abu kerak  boiler  ini  termasuk  dalam  agregat  yang baik  dan  memenuhi  standar  pengganti  parsial pasir.
Berdasarkan  komposisi  kandungan  kimia, abu  kerak  boiler  lebih  unggul  dibandingkan pasir  karena  CaO  dalam  abu  berperan membantu  semen  sebagai  bahan  pengikat. Demikian pula  Al 2 O 3 sangat  berpengaruh  dalam mempercepat pengerasan pada beton.
Penurunan kuat tekan beton terjadi pada tipe VI  dan  VII    yaitu    10,98  MPa  dan  7,36  MPa. Penurunan  kuat  tekan  pada  beton  tersebut dipengaruhi oleh massa jenis  dan kadar lumpur. Kadar  lumpur  yang  melebihi  syarat  dapat menjadi  pengotor  beton  yang  mengakibatkan ikatan hidrogen pasta semen dan pasir  menjadi berkurang.  Selain  itu  Fine  modulus  abu  yang
diperoleh pada penelitian lebih besar dari  pasir, sehingga  menyebabkan  pembentukan  rongga udara di dalam beton.
4. Simpulan
1.  Komposisi  I,  II,  III,  IV  ,  V  memenuhi  standar mutu 175  yaitu standar untuk kuat tekan 14 MPa.
2. Kuat tekan optimun diperoleh pada komposisi V  yaitu  yang  menggandung  25  %  abu  kerak boiler  dengan  kuat  tekan  17,  83  Mpa  sesuai standar mutu K225.
3. Beton  pada  komposisi  I  sampai  V  dapat diaplikasikan  untuk  pengecoran  bagunan seperti  gedung  bertingkat  dan  pengecoran jalan  sedangkan  komposisi  VI  dan  VII  bisa diaplikasikan  pada  pengecoran  lantai  dasar bagunan.

## Daftar pustaka
American  Standart  Testing  And  Material  C33- 92a, Spesifikasi Standar untuk Agregat Beton.
Badan  Standar  Nasional.,1996  Standar  Nasional Indonesia 03-0691 Bata Beton.
Brigita,  E.,  2012,  Penggunaan  Lumpur  Hasil
Pengelolahan  Perusahaan  Daerah  Air Minum (Pdam) Sebagai Bahan Campuran  Pembuatan  Bata  Beton, Jurusan Kimia FMIPAUniversitas Tanjungpura , Pontianak, (Skripsi). Jamizar,    Iskandar,  G.  R.,  dan  Prima,  Y.P.,    2013, Pemanfaatan Abu Kerak Boiler Cangkang Kelapa Sawit Sebagai Bahan Tambahan (Admixture) Semen
Terhadap  Kuat  Tekan  Mortar  ,Prodi
Tehnik  Sipil  FT  UNP,  J.  Teknik  sipil 3(1).
Mulia,    A.,  2007,    Pemanfaatan  Tandan  Kosong dan  Cangkang  Kelapa  Sawit  Sebagai Briket  Arang,  Universitas  Sumutera  , Medan (Tesis).
Naibaho, R.,  2009, Pembuatan dan Karakterisasi Paving  Block  Sebagai  Beton  dan Kontruksi dengan Menggunakan Campuran  Oil  Sludge  dan  Semen, Fakultas  Magister  Sains  Universitas Sumatera Utara, Medan.
Samekto,  W.,    dan  Rahmadiyanto,  C.,  200, Teknologi Beton, Kansius, Yogyakarta. Tjokrodimuljo,  K.,  1992,    Bahan  Bagunan  Dan Kontruksi  Beton,  Penerbit  Keluarga Besar Mahasiswa Teknik Sipil, Universitas Gajahmada.
Wiryasa,  N.M.A.;  Sugita,  I.N.  dan  Wedasana,  A.S, 2008,  Pemanfaatan  Lumpur  Lapindo sebagai  Bahan  Substitusi  Semen  pada Pembuatan  Paving  Block,  J.  Ilmiah Tehnik Sipil.
14.36 15.57 16.3 17.48 17.83 10.98 7.36 0 5 10 15 20 I II III IV V VI VII K u a t Te ka n ( M Pa ) Komposisi adukan