## Jurnal Teknik Kimia USU
Journal homepage: https://talenta.usu.ac.id/jtk
Solidifikasi/Stabilisasi  (S/S)  Fly  Ash  yang  Terkontaminasi  Fenol sebagai Bahan Subtitusi dan Pengisi pada Pembuatan Beton
Solidification/Stabilization of Phenol Contaminated Fly Ash as aSubtitute and Filler Material in the Manufacture of Concrete
Fatimah * , Muhammad Zikir
Departemen Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara, JL. Almamater Kampus USU, Medan, 20155, Indonesia * Email: fatimah@usu.ac.id
Article history:

## ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji potensi penggunaan fly ash pembakaran batu bara sebagai bahan substitusi dan bahan filler pada pembuatan beton. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah fly ash dari PT. SOCI MAS, fenol, semen portland tipe I, pasir, kerikil, dan air. Penggunaan fly ash sebagai bahan  substitusi  dilakukan  dengan  variasi  persen sebesar  0%,  5%,  10%,  20%, dan 30% dari berat kebutuhan semen yang digunakan, dan penggunaan fly ash sebagai  bahan filler dilakukan  penambahan  variasi  persen  sebesar  0%,  20%, 40%, 60% dan 65% dari berat kebutuhan semen yang digunakan. Parameter uji terhadap beton adalah beban maksimum, kuat tekan, penyerapan air, uji analisis fenol  dan logam  berat  lepas  setelah  dilakukannya  solidifikasi/stabilisasi.  Hasil terbaik penggunaan fly ash sebagai bahan substitusi didapat pada substitusi 10% yang menghasilkan beban maksimum sebesar 680 kN, kuat tekan sebesar 32,840 MPa, dan penyerapan air 1,275%, sedangkan sebagai  bahan filler hasil terbaik didapat  pada  penggunaan  filler 65%  yang  menghasilkan  beban  maksimum sebesar 825 kN dan kuat tekan sebesar 39,494 MPa dan penyerapan air 0,123%. Hasil uji analisis fenol lepas dan logam Zn, Cu, Ba adalah 0,003 ppm, 0,010 ppm, 0,022 ppm, 0,170 ppm.
Kata kunci: fly ash , fenol, solidifikasi/stabilisasi, subtitusi, filler

## ABSTRACT
This study aims to assess the potential use of fly ash burning coal as a substitution and materials to making concrete filler. Material used in this study were fly ash waste  product  from  PT.  SOCI  MAS,  phenol,  Portland  cement  type  I,  sand, gravel, and water.The use of fly ash as a substitution done with the variation in the percentage of 0%, 5 %, 10 %, 20 %, and 30 % of the weight of a cement used, and  the  use  of  fly  ash  as  a  filler  material  was  carried  out  adding  percentage variation of, 0%, 20 %, 40 %, 60 and 65 % of the weight of a cement used.The parameters  for  concrete  are  maximum  load,  compressive  strength,  water absorption, phenol analysis test amd loose weight metal after solidification/stabilization.  The  best  result  of  using  fly  ash  as  a  substitution acquired at 10 % substitution that produces a maximum load of 680 kN, strong press of 32840 MPa, and the water adsorption of 1.275 %, and as a filler best results obtained on the use of the 65 filler % that produces a maximum of 825 kN and strong press of 39.494, and the water adsorption of 0,123 % MPa. The results of the analysis free phenol and metal such as Zn, Cu, Ba are 0.003 ppm, 0.010 ppm, 0.022 ppm, 0.170 ppm.
Keyword: fly ash, phenol, solidification/stabilization, substitution, filler
Diterima : 24 Januari 2023 Direvisi : 14 Februari 2023 Disetujui : 20 Maret 2023 Mulai online : 24 Maret 2023 E-ISSN: 2337-4888

## How to cite:
Fatimah,  Muhammad  Zikir.  (2023). Solidifikasi/Stabilisasi  (S/S) Fly  Ash yang  Terkontaminasi  Fenol  Sebagai Bahan  Subtitusi  dan  Pengisi  Pada Pembuatan  Beton.  Jurnal  Teknik Kimia USU, 12(1), 54-61.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International. https://doi.org/10.32734/jtk.v12i1.11185

## 1.  Pendahuluan
Batubara merupakan sumber energi yang banyak manfaatnya di dunia. Batubara digunakan sebagai bahan bakar  pembangkit  listrik  sebesar  hampir  40%  di  seluruh  dunia.  Pada  tahun  2001  Indonesia  tercatat menghasilkan batubara sebesar 71 juta ton, naik menjadi 616 juta ton pada tahun 2019 [1]. Proses pembakaran batubara  untuk  menghasilkan  tenaga  dalam  industri  akan  menghasilkan  sisa  pembakaran  yang  disebut  abu terbang ( fly ash ), serta endapan abu ( bottom ash ) yang apabila tidak dimanfaatkan dengan sebaik-baiknya akan dapat mengganggu kesehatan manusia dan lingkungan. Pembakaran batubara menghasilkan sekitar 5% limbah padat berupa fly ash 80%-90% dan bottom ash 10%-20% [2]. Fly ash memiliki kandungan silika yang tinggi yang memiliki daya serap yang besar, memiliki potensi yang besar untuk dijadikan adsorben [3], salah satunya adalah untuk adsorpsi fenol.
Proses penyisihan fenol dengan proses adsorpsi telah banyak dilakukan oleh peneliti terdahulu antara lain mengunakan zeolit alam, fly ash dan cangkang kerang bulu [4]. Namun setelah digunakan adsorben tersebut dibuang sebagai limbah yang dapat menakibatkan dampak lingkungan yang cukup membahayakan terutama polusi udara terhadap kehidupannya sekitarnya. Fly ash yang terkontaminasi fenol dapat dijadikan sebagai bahan campuran pada beton baik sebagai subtitusi maupun filler. Salah satu manfaat dari fly ash adalah sebagai bahan konstruksi seperti blok beton, asphalt concrete , bahan baku keramik, gelas, batu bata, bahan penunjang pada semen, bahan penggosok [3] [5].
Penambahan fly ash pada campuran beton bersifat pozzolan , sehingga bisa menjadi additive mineral yang baik untuk beton. Fly ash dan semen memliliki kesamaan dari sifat kimia berupa kandungan silika, alumina dan kalsium oksida dengan presentase mencapai 89% pada semen dan 80% pada fly ash. Adanya kemiripan sifat-sifat ini menjadikan fly ash sebagai material pengganti untuk mengurangi jumlah semen yang dibutuhkan. Ditinjau  dari  Peraturan  Pemerintah  Nomor  101  Tahun  2014  [6]  dan  segi  kesehatan  lingkungan, fly  ash dikategorikan limbah bahan beracun dan berbahaya (B3). Melihat kandungan bahan yang ada dalam fly ash berupa  logam  berat  dan  logam  beracun,  maka  perlu  adanya  penanganan  terhadap fly  ash ini  agar  tidak berbahaya bagi lingkungan. Stabilisasi/Solidifikasi (S/S) bisa digunakan untuk menstabilkan logam berat dan beracun. S/S limbah menggunakan semen merupakan salah satu alternatif pengolahan limbah dengan tujuan untuk mengurangi pencemaran lingkungan.
Penanganan fly  ash dengan  metode  S/S  telah  banyak  dilakukan  oleh  peneliti-peneliti  terdahulu.  Hasil terbaik yang diperoleh adalah pada penelitian tanpa penambahan fly ash didapat nilai tertinggi uji tekan kuat pada hari ke-56 yaitu 37,8 N/mm 2 [7]. Kuat tekan tertinggi 2,5 MPa yang didapat pada perbandingan 8:2 pada umur 56 hari [8] [9]. Kuat tekan tertinggi yang didapat adalah sebesar 42,14 N/mm 2 pada umur uji 25 hari dengan substitusi fly ash 25%. Kuat tarik tertinggi yang didapat adalah sebesar 6,6 N/mm 2 pada umur uji 25 hari dengan substitusi fly ash 5%. Penyerapan air tertinggi yang didapat adalah sebesar 3,81% dengan substitusi fly ash 30% [10].
Hasil terbaik penggunaan fly ash sebagai bahan substitusi didapat pada substitusi 10% yang menghasilkan beban maksimum sebesar 671,667 kN dan kuat tekan sebesar 32,178 MPa yang cocok digunakan untuk beton bertulang,  sedangkan  sebagai  bahan  filler,  hasil  terbaik  didapat  pada  filler  50%  yang  menghasilkan  beban maksimum  sebesar  790,667  kN  dan  kuat  tekan  sebesar  37,879  MPa  yang  cocok  digunakan  untuk  beton prategang  [11].  Kuat  tekan  beton dengan  campuran  5%  limbah sandblasting dan  30% fly  ash ,  10%  limbah sandblasting dan 25% fly ash dan 15% limbah sandblasting adalah 18,53 MPa dan 16,08 MPa [12]. Peneliti  terdahulu  menunjukkan  bahwa fly  ash dapat  dimanfaatkan  sebagai  bahan  tambahan  pembuatan beton.  Penggunaan fly  ash dapat  mengurangi  penggunaan  semen  dalam  beton  dan  juga  mengurangi  efek polutan di lingkungan. Tujuan dalam penelitian ini adalah mereduksi limbah fly ash dalam pembuatan beton. Oleh  itu,  maka  pada  penelitian  ini  akan  dilakukan  upaya  untuk  memanfaatkan  limbah fly  ash yang  telah digunakan sebagai adsorben penyerapan fenol sebagai bahan substitusi dan pengisi dari semen pada pembuatan beton.

## 2.  Metode Bahan dan Alat
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah  pasir, kerikil, air, semen portland , dan fly ash Batubara  dari  PT.  SOCI  MAS.  Penelitian  dilaksanakan  di  Laboratorium  Beton,  Departemen  Teknik  Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan, Indonesia.
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah  alat spektrofotometer, bak penampung air, cetakan ukuran 15 cm x 30 cm, mesin molen, mesin uji kuat tekan, neraca analitik, oven, satu set  saringan American Society for Testing and Material (ASTM) dan alat atomic absorption spectroscopy (AAS).

## Prosedur Pembuatan Beton
Pembuatan beton dimulai dengan mencampurkan fly ash dan fenol 0,4 %. Fly ash yang mengandung fenol dipanaskan dalam oven pada temperatur 100 o C hingga kadar airnya konstan, kemudian dicampurkan dengan pasir, semen, kerikil dan air, hingga rata dengan variasi komposisi campuran beton dengan bahan substitusi fly ash yaitu jumlah pasir sebanyak 1,67 kg, jumlah kerikil sebesar 2,5 kg, jumlah semen sebesar 0,830 kg, 0,788 kg, 0,747 kg, 0,664 kg dan 0,581 kg, jumlah fly ash sebanyak 0%, 5%, 10%, 20% dan 30%. Pada komposisi campuran beton dengan bahan pengisi fly ash pasir sebanyak 1,67 kg, kerikil sebanyak 2,5 kg, semen sebanyak 0,83 kg dan fly ash sebanyak 0%, 5%, 10%, 20% dan 30%.
Seluruh campuran dimasukkan kedalam mesin penggilingan yang bertujuan untuk memadatkan campuran bahan. Hasil campuran dimasukkan ke dalam cetakan besi berukuran 15 cm x 30 cm. Beton dikeringkan selama 24 jam dalam ruangan terbuka untuk memperoleh kondisi pengerasan optimum. Beton direndam selama 28 hari, kemudian dilanjutkan dengan beberapa pengujian yaitu analisis fenol lepas dengan spektrofotometer dan uji Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP) yang dilakukan di Laboratorium Penelitian Balai Riset dan Standardisasi Industri (BARISTAN) Medan, Indonesia dan uji densitas, uji penyerapan air, dan uji tekan kuat  dilakukan  di  Laboratarium  Beton,  Departemen  Teknik  Sipil,  Fakultas  Teknik,  Universitas  Sumatera Utara, Medan, Indonesia.

## 3.  Hasil Uji Beban Maksimum
Pengaruh Konsentrasi Fly Ash sebagai Bahan Subtitusi terhadap Beban Maksimum Beton Gambar 1a menunjukan komposisi campuran dengan fly ash sebanyak 0% (tanpa substitusi fly ash ) beban maksimum yang dihasilkan 565 kN. Nilai beban maksimum tertinggi didapat pada penggunaan fly ash sebagai substitusi 10% dengan hasil 680 kN atau naik sekitar 16,91 % jika dibandingkan dengan tidak ada substitusi fly  ash .  Sementara  substitusi fly  ash di  atas  10% beban  maksimum  cenderung  menurun. Beban  maksimum terendah  yaitu  pada  substitusi fly  ash 30%  yaitu  sekitar  530  kN  atau  menurun  6,194%  jika  dibandingkan dengan tidak ada substitusi fly ash .
(a)
(b)
Gambar 1. Pengaruh Konsentrasi Fly Ash sebagai (a) Bahan Substitusi dan (b) Bahan Filler terhadap Beban Maksimum Beton
Jumlah  silikon  (Si)  pada  sempel  kandungan  10% fly  ash lebih  besar  bila  dibandingkan  dengan  hasil sampel kandungan 30% fly ash, yang menunjukkan bahwa reaksi pozzolanic terjadi pada sampel kandungan 10% fly ash, sehingga terbentuk ikatan/gugus fungsi C-S-H. Sampel dengan kandungan fly ash 10% memiliki unsur kalsium (Ca) pada beton lebih sedikit dari pada unsur Si pada beton sehingga memungkinkan bahwa reaksi pozzolanic terjadi dengan baik, namun berbeda dengan sampel kandungan 30% fly ash yang unsur Ca- nya lebih besar dari pada unsur Si di dalam beton tersebut sehingga rekasi pozzolanic yang tetap berlangsung, namun  terdapat  sisa  dari  unsur  Ca  yang  memungkinkan  untuk  bereaksi  dengan  unsur  lain  seperti  sulfat sehingga dapat memperlemah beton [13].

## Pengaruh Konsentrasi Fly Ash sebagai Bahan Filler terhadap Beban Maksimum Beton
Gambar  1b  menunjukan  bahwa  semakin  semakin  tinggi  konsentrasi fly  ash semakin  tinggi  beban maksimum yang dihasilkan. Komposisi campuran dengan fly ash sebanyak 0% (tanpa penambahan fly ash ) menunjukkan beban maksimum 565 KN dan terus meningkat seiring dengan bertambahnya penggunaan fly
0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 5 10 20 30 B eb an M ak sim u m ( k N) Konsentrasi Fly Ash (%) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 20 40 60 65 B eb an M ak sim u m ( k N)
Konsentrasi Fly Ash (%)
ash sebagai filler . Peningkatan signifikan terjadi pada persen 40%-60%. Namun pada persen 65% hanya terjadi peningkatan beban maksimum yang sedikit dari persen 60% yaitu dari 798 kN sampai 825 kN atau naik 3,27%.
Fungsi fly ash sebagai filler mampu menambah internal kohesi dan mengurangi porositas sebagai daerah transisi yang merupakan daerah terkecil dalam beton, sehingga beton menjadi lebih kuat. Disamping itu, fly ash akan memberikan konstribusi terhadap perubahan kekuatan yang terjadi pada beton pada umur 28 hari, penambahan kekuatan beton merupakan akibat dari kombinasi antara hidrasi semen dan reaksi pozzolan [14].

## UJI KUAT TEKAN

## Pengaruh Konsentrasi Fly Ash sebagai Bahan Substitusi terhadap Kuat Tekan Beton
Pengujian kuat tekan beton dilakukan pada hari ke-28. Hal ini diyakini telah selesai proses hidrasi semen. Berakhirnya proses hidrasi kekuatan tekan beton akan bertambah sejalan dengan bertambahnya umur. Gambar 2a menampilkan grafik pengaruh konsentrasi fly ash sebagai bahan substitusi terhadap kuat tekan beton.
(a)
(b)
Gambar 2. Pengaruh Konsentrasi Fly Ash sebagai (a) Bahan Substitusi dan (b) Bahan Filler terhadap Kuat Tekan Beton
Gambar 2a menunjukkan bahwa komposisi campuran dengan fly ash sebanyak 0% (tanpa substitusi fly ash ) menunjukkan kuat tekan 27,052 MPa. Nilai kuat tekan tertinggi didapat pada penggunaan fly ash sebagai substitusi  10%  dengan  hasil  32,559  MPa  atau  naik  sekitar  16,913%  jika  dibandingkan  dengan  tidak  ada substitusi fly ash . Sementara substitusi fly ash diatas 10% kuat tekan cenderung menurun. Kuat tekan terendah yaitu pada substitusi fly ash 30% yaitu sekitar 25,370 MPa atau turun sekitar 6,217% jika dibandingkan dengan tidak ada substitusi fly ash .
Substitusi fly ash 10 % ternyata mampu meningkatkan kuat tekan beton dibandingkan dengan beton tanpa penambahan fly ash . Namun demikian, substitusi fly ash pada pembuatan beton secara berlebih justru akan menurunkan  kekuatan  tekan  beton  itu  sendiri.  Hal  ini  terjadi  karena  semakin  besar  jumlah fly  ash yang ditambahkan berarti semakin sedikit jumlah semennya, sehingga trikalsium silikat (C 3 S) dan dikalsium silikat (C 2 S) yang merupakan senyawa yang bertanggung jawab terhadap kekuatan beton akan menurunkan dan daya ikatan  ( setting )  atau  proses  pengikatan  antar  agregat/pasir  tidak  berjalan  dengan  sempurna  [14].  Adanya penurunan daya ikat ini mengakibatkan kekuatan tekan beton yang dihasilkan menjadi berkurang.
Dari  hasil  penelitian,  diperoleh  kondisi  mulai  adanya  penurunan  pada  substitusi  diatas  10%.  Walaupun terjadi penurunan kuat tekan beton tersebut, bila dilihat dari aspek mutunya ternyata sampai pada substitusi 30% kekuatan tekan yang dihasilkan masih sama dengan tanpa penambahan fly ash yaitu mutu sedang (kuat tekan 20 MPa hingga < 35 MPa) cocok digunakan untuk beton struktural.

## Pengaruh Konsentrasi Fly Ash sebagai Bahan Filler terhadap Kuat Tekan Beton
Penggunaan fly ash sebagai bahan filler dapat mempengaruhi kuat tekan beton yang dihasilkan. Gambar 2b  menunjukkan  bahwa  komposisi  campuran  dengan fly  ash sebanyak  0%  (tanpa  penambahan fly  ash ) menunjukkan kuat tekan 27,052 MPa dan terus meningkat seiring dengan bertambahnya penggunaan fly ash sebagai filler . Peningkatan signifikan terjadi pada persen 40%-60%. Namun pada persen 65% hanya terjadi peningkatan kuat tekan yang sedikit dari persen 60% yaitu dari 38,202 MPa menjadi 39,494 MPa atau naik 3,271%.
Semakin tingginya persen fly ash sebagai filler menyebabkan kuat tekan akan meningkat [9]. Pengaruh fly ash sebagai bahan filler mengakibatkan terjadi reaksi pengikatan kapur bebas yang dihasilkan dalam proses hidrasi  semen  oleh  silika  yang  terkandung  dalam fly  ash .  Selain  itu,  butiran fly  ash yang  jauh  lebih  kecil membuat beton lebih padat karena rongga antara butiran agregat diisi oleh fly ash sehingga dapat memperkecil pori-pori yang ada dan memanfaatkan sifat pozzolan dari fly ash untuk memperbaiki mutu beton [15].
0 5 10 15 20 25 30 35 0 5 10 20 30 K u at T ek an ( M P a) Konsentrasi Fly Ash (%) 0 10 20 30 40 50 0 20 40 60 65 k u at T ek an ( M P a) Konsentrasi Fly Ash (%)
Adanya  sifat  pozzolan  pada fly  ash yang  mengandung  silika  reaktif  dapat  berfungsi  untuk  mereduksi kapur  bebas  (Ca(OH) 2 )  hasil  hidrasi  trikalsium  silikat  (C 3 S)  dan  dikalsium  silikat  (C 2 S)  dan  sekaligus menghasilkan produk hidrasi tambahan yang bersifat “perekat.” Adanya tambahan bahan “perekat” ini akan mengisi rongga-rongga kapiler besar yang terbentuk pada proses hidrasi semen portland pada umumnya. Hal ini  mengakibatkan  porositas  dari  pasta  semen  hidrat  maupun  daerah  transisi  antara  pasta  semen  hidrat  dan agregat akan berkurang secara signifikan. Konsekuensinya secara simultan kualitas beton akan meningkat [16].
Beton  dengan bahan filler 10%,  dan  20%  termasuk  dalam  beton  dengan mutu  sedang,  sedangkan untuk beton dengan bahan filler 30%, 40% dan 50% termasuk dalam beton dengan mutu tinggi yang cocok digunakan untuk beton struktural [17].

## UJI PENYERAPAN AIR

## Pengaruh Konsentrasi Fly Ash sebagai Bahan Substitusi terhadap Penyerapan Air Beton
Pengujian penyerapan air beton dilakukan dengan melakukan perendaman sampel beton selama 24 jam setelah  beton  berumur  lebih  dari  28  hari.  Uji  penyerapan  air  bertujuan  untuk  mengetahui  seberapa  besar penyerapan  air  oleh  beton.  Berdasarkan  hasil  uji  penyerapan  air  diperoleh  kecenderungan  makin  besar konsentrasi fly ash maka makin menurun penyerapan airnya.  Untuk lebih jelasnya dapat dilihat  Gambar  3a grafik pengaruh persen fly ash sebagai bahan substitusi terhadap penyerapan air beton. Gambar 3a menunjukkan bahwa konsentrasi fly ash dalam campuran komponen yang semakin banyak akan menyebabkan persen penyerapan air (porositas) beton semakin kecil. Nilai penyerapan air benda uji berkisar antara 1,275 % hingga 1,754 %. Daya serap air terbaik sebesar 1,275 % terjadi pada penggunaan fly ash sebagai bahan substitusi 10 %.
(a)
(b)
Gambar 3. Pengaruh Konsentrasi Fly Ash sebagai (a) Bahan Substitusi dan (b) Bahan Filler terhadap Penyerapan Air Beton
Besar  kecilnya  penyerapan  air  oleh  beton  dipengaruhi  pori  atau  rongga  yang  terdapat  pada  beton. Semakin banyak pori yang terkandung dalam beton maka semakin besar pula penyerapan sehingga ketahanan akan berkurang. Rongga (pori) yang terdapat pada beton terjadi karena kurang tepatnya kualitas dan komposisi material  penyusunannya  [18].  Hubungan  penyerapan  air  dengan  konsentrasi fly  ash adalah  linier,  semakin tinggi konsentrasi fly ash , maka penyerapan air semakin kecil. Hal tersebut disebabkan dari sifat fisika fly ash yang memiliki butiran lebih lembut dari semen hal ini memungkinkan fly ash mampu mengisi pori yang lebih kecil.  Dengan  demikian  beton  yang  dihasilkan  lebih  padat.  Penambahan fly  ash ke  dalam  campuran  beton sebagai bahan subtitusi dapat memperkecil porositas [19]. Hal ini akan menyebabkan daya serap air semakin kecil sehingga daya tahan beton semakin kuat dan tahan lama. Penggunaan fly ash pada beton ringan, dapat meningkatkan sifat baiknya seperti kuat tekan dan kadar penyerapan air [20].

## Pengaruh Konsentrasi Fly Ash sebagai Bahan Filler terhadap Penyerapan Air Beton
Penggunaan fly  ash sebagai  bahan filler dapat  mempengaruhi  penyerapan  air  beton  yang  dihasilkan. Gambar 3b menunjukkan bahwa konsentrasi fly ash dalam campuran komponen yang semakin banyak akan menyebabkan persen penyerapan air (porositas) beton semakin kecil. Nilai penyerapan air benda uji berkisar antara 0,123 % hingga 1,369 %. Daya serap air terbaik sebesar 0,123 % terjadi pada penggunaan fly ash sebagai filler 65 %.
Hubungan penyerapan  air  dengan konsentrasi fly  ash adalah  linier,  semakin  tinggi  konsentrasi fly  ash , maka  penyerapan  air  semakin  kecil.  Hal  tersebut  disebabkan  dari  sifat  fisika fly  ash yang  memiliki  butiran lebih  lembut  dari  semen  yang  menambah  internal  kohesi dan  mengurangi  porositas  sebagai  daerah  transisi yang merupakan daerah terkecil dalam beton [14]. Nilai absorbsi dan abrasi menurun dengan adanya fly ash.
0 0,5 1 1,5 2 0 5 10 20 30 P en ye rap an Air ( % ) Konsentrasi Fly Ash (%) 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 0 20 40 60 65 P en yer ap an Air ( % ) Konsentrasi Fly Ash (%)

## UJI DENSITAS Pengaruh Konsentrasi Fly Ash sebagai Bahan Substitusi terhadap Densitas Beton
Pengujian  densitas  beton  dilakukan  dengan  menggunakan  densitas  bulk  yaitu  massa  dari  kumpulan partikel  padatan  di  sebuah  wadah  dibagi  dengan  volume  dari  wadah  tersebut.  Uji  densitas  bertujuan  untuk mengetahui  seberapa  besar  nilai  kerapatan  material  dari  beton.  Berdasarkan  hasil  uji  densitas  diperoleh kecenderungan makin besar komposisi limbah maka makin menurun densitasnya. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat Gambar 4a grafik pengaruh persen fly ash sebagai bahan substitusi terhadap penyerapan air beton. Gambar  4a  menunjukkan  bahwa  persen  konsentrasi fly  ash dalam  campuran  komponen  yang  semakin banyak  akan  menyebabkan  kerapatan  material  pada  beton  semakin  kecil.  Nilai  Densitas  benda  uji  berkisar antara  1,863  %  hingga  1,957%.  Densitas  terbaik  sebesar  1,957  %  terjadi  pada  penggunaan fly  ash sebagai bahan substitusi 10 %.
Berdasarkan  hasil  pengujian  dapat  diketahui  bahwasanya  kandungan  fly  ash  lebih  dari  10%  dalam campuran beton cenderung memberikan pengaruh terhadap massa jenis beton yang semakin rendah yang juga linier dengan penurunan tekanan beton. Hal ini dikarenakan penggunaan fly ash dan agregat dalam beton yang membuat rongga-rongga udara sehingga beton menjadi ringan [18].
(a)
(b)
Gambar 4. Pengaruh Konsentrasi Fly Ash Sebagai (a) Bahan Substitusi dan (b) Bahan Filler terhadap Densitas Beton
Pengaruh Konsentrasi Fly Ash sebagai Bahan Filler terhadap Densitas Beton Penggunaan fly  ash sebagai  bahan filler dapat  mempengaruhi  densitas  yang  dihasilkan.  Gambar  4b menampilkan grafik pengaruh persen fly ash sebagai bahan filler terhadap densitas. Berdasarkan Gambar 4b dapat  dilihat  bahwa  persen  konsentrasi fly  ash dalam  campuran  komponen  yang  semakin  banyak  akan menyebabkan persen kerapatan material beton semakin kecil. Nilai densitas benda uji berkisar antara 1,862 % hingga 2,254 %. Daya serap air terbaik sebesar 2,254 % terjadi pada penggunaan fly ash sebagai filler 65 %.
Analisis  Konsentrasi  Fenol  Lepas  dan  Logam  Berat  dengan  Metode  Atomic  Absorption  Spectroscopy (AAS)
Pada  analisis  konsentrasi  fenol  lepas  dan  logam  berat  dengan  metode atomic  absorption  spectroscopy (AAS), difokuskan terhadap logam zink (Zn), tembaga (Cu), dan barium (Ba) yang memiliki komposisi kadar logam masing-masing sebesar 95 ppm, 35 ppm dan 474 ppm yang didapat dari hasil analisis karekterisasi fly ash dengan metode XRF ( X-Ray Flouroscence ) [11]. Ketiga logam tersebut telah melebihi baku mutu yang telah  ditetapkan  oleh  Menteri  Negara  Lingkungan  Hidup  [21].  Pengujian  logam  untuk  Zn,  Cu  dan  Ba  ini dilakukan  setelah  perendaman.  Air  hasil  perendaman  kemudian  diuji  konsentrasi  logam  beratnya  dengan menggunakan metode AAS. Analisis konsentrasi ini dimaksudkanuntuk mengetahui seberapa besar logam Zn, Cu, Ba dan fenol yang masih terlepas ke lingkungan atau terpapar ke lingkungan setelah fly ash dimanfaatkan menjadi campuran beton. Hasil analisis konsentrasi logam Zn, Cu, Ba dan fenol pada campuran beton dapat dilihat pada Tabel 4.
Berdasarkan Tabel 4 konsentrasi logam Zn, Cu dan Ba masing-masing adalah <0,010 ppm; <0,022 ppm dan <0.14 ppm serta untuk fenol adalah <0,003 ppm. Fenol dan logam terkurung dengan ikatan semen - pasir dan terjebak di bagian dalam beton dan susah terhidrolisis oleh air. Jika kuat tekan yang dimiliki suatu beton meningkat akibat penambahan limbah maka ikatan antara semen limbah semakin kuat sehingga kadar Zn, Cu
1,7 1,75 1,8 1,85 1,9 1,95 2 0 5 10 20 30 Den sit as ( g/ m l) Konsentrasi Fly Ash (%) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 0 20 40 60 65 De n sit as ( g/m l) Konsentrasi Fly Ash (%)
dan Ba sulit untuk keluar. Kekuatan beton tergantung kekuatan ikat semen dengan limbah dan sifat reaktif dari permukaan limbah dalam berikatan dengan semen [16].
Tabel 4 Hasil Analisis Konsentrasi Logam Zn, Cu dan Ba
Logam Hasil Uji XRF (ppm) [22] Baku Mutu (ppm) [21] Konsentrasi (ppm) Fenol - 0,5-1,0 <0,003 Cu 35 10 <0,010 Zn 95 50 <0,022 Ba 474 100 <0,170 Menurut Keputusan Kepala Badan Pengendalian Dampak Lingkungan Nomor: KEP- 03/BAPEDAL/09/1995  tentang  Persyaratan  Teknis  Pengolahan  Limbah  Bahan  Berbahaya  dan  Beracun menyebutkan bahwa kadar maksimum Zn, Cu, Ba dan fenol hasil S/S masing-masing sebesar 50 ppm, 10 ppm, 100 ppm dan 0,5-1,0 ppm [21]. Demikian konsentrasi logam berat yang lepas dari perendaman beton: <0,010 ppm; <0,022 ppm dan <0,17 ppm masih jauh dibawah baku mutu.

## Gambar 5. Konsentrasi Fenol dan Logam

## 4.  Kesimpulan
Penggunaan fly ash sebagai bahan substitusi pada 10% menghasilkan beton struktural terbaik dengan beban maksimum sebesar 680 kN, kuat tekan sebesar 32,840 MPa dan penyerapan air 1,276 %. Penggunaan fly ash sebagai bahan filler 65% menghasilkan beton prategang , dengan beban maksimum yang di peroleh sebesar 825  kN  dan  kuat  tekan  sebesar  39,494  MPa.  Analisis  konsentrasi  fenol  dan  logam  berat  yang  lepas  dari perendaman beton dilakukan pada benda uji terbaik yaitu pada filler 65% yaitu fenol =0,003 ppm, Cu = 0.010 ppm  Zn  =  0,022  ppm  dan  Ba  =  0.17  ppm  masih  jauh  dibawah  baku  mutu.  Penelitian  kedepannya  dapat dilakukan pengujian mobilisasi logam berat adanya penambahan waktu perendaman lebih dari 28 hari. Hal itu dilakukan untuk memastikan logam berat yang lepas masih memenuhi baku mutu serta adanya pengujian susut pada beton yang dilakukan guna memperoleh umur beton pada saat beban bekerja.

## 5.  Ucapan Terima Kasih
Terima kasih kepada PT. SOCI MAS yang berkenan menyediakan sampel berupa fly ash, Kepala dan Staf Laboratorium Beton,  Departemen Teknik Sipil,  Universitas Sumatera Utara, atas alat yang telah disediakan sehingga penelitian ini dapat berjalan dengan lancar.

## 6.  Konflik Kepentingan
Semua penulis tidak memiliki konflik kepentingan ( conflict of interest ) pada publikasi artikel ini

## Daftar Pustaka
[1] Anonim, Publikasi Statistik Pertambangan Non Minyak dan Gas Bumi , Jakarta: Badan Pusat Statistik, 2020.
[2] D.  R.  W.  Syaka,  “Pembuatan  beton  normal  dengan fly  as h  menggunakan mix desain  yang dimodifikasi,” Skripsi, Universitas Jember, Jember, 2013.
[3] A. Zakaria, H. Rochaeni, W. Djasmasari, Y. Purawamargapratala, and A. Taufiq, “Karakterisasi dan pemanfaatan  abu  terbang  aktivasi  fisika  dalam  menjerap  ion  logam  Cu 2+ ,”  in Prosiding  Pertemuan Ilmiah Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Bahan , 2012, pp. 160–167.
0 0,05 0,1 0,15 0,2 Fenol Cu Zn Ba K ons ent ras i (pp m ) Parameter
[4] J.  H.  Nasution  and  Iriany,  “Pembuatan  adsorben  dari  cangkang  kerang  bulu  yang  diaktivasi  secara termal sebagai pengadsorpsi fenol,” Jurnal Teknik Kimia USU , vol. 4, no. 4, pp. 51–57, 2015.
[5] K. Jitchaiyaphum, T. Sinsiri, and P. Chindaprasirt, “Cellular lightweight concrete containing pozzolan materials,” in Procedia Engineering , 2011, vol. 14, pp. 1157–1164.
[6] Anonim, Peraturan Pemerintah (PP) Tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya Dan Beracun , Jakarta: Peraturan Pemerintah Republik Indonesia, 2014.
[7] A.  Harison,  V.  Srivastava,  and  A.  Herbert,  “Effect  of  fly  ash  on  compressive  strength  of  portland pozzolona cement concrete,” Journal of Academia and Industrial Research , vol. 2, no. 8, pp. 476–479, 2014.
[8] Q. Tang, Y. Liu, F. Gu, and T. Zhou, “Solidification/stabilization of fly ash from a municipal solid waste  incineration  facility  using portland  cement,” Advances  in  Materials  Science  and Engineering , pp. 1–10, 2016.
[9] J.  Lubis,  “Kajian  eksperimental  pemanfaatan  limbah  abu  terbang  ( fly  ash )  PLTU  Labuhan  Angin Sibolga sebagai campuran beton,” Skripsi, Universitas Sumatera Utara, Medan, 2016.
[10] R. Mall, S. Shrama, and R. D. Patel, “Studies of the properties of paver block using fly ash,” IJSRD- International Journal for Scientific Research & Development , vol. 2, no. 10, pp. 59–64, 2014.
[11] Usman,  “Potensi  limbah  abu  terbang  ( fly  ash )  batubara  sebagai  bahan  substitusi  dan  bahan  pengisi ( filler ) pada pembuatan beton,”Skripsi, Universitas Sumatera Utara, Medan, 2018.
[12] D.  Dermawan  and  M.  L.  Ashari,  “Studi  komparasi  kelayakan  teknis  dan  lingkungan  pemanfaatan limbah B3 sandblasting dan fly ash sebagai campuran beton,” Jurnal Presipitasi: Media Komunikasi dan Pengembangan Teknik Lingkungan , vol. 15, no. 1, pp. 25–30, 2018.
[13] W. Kushartomo and N. Hendrawan, “Pengaruh perpaduan copper slag dan abu terbang terhadap sifat mekanis reactive powder concrete ,” in Seminar Nasional Teknologi dan Sains (SNTS) II , 2016, pp. 1– 8.
[14] M.  Munir,  “Pemanfaatan  abu  batubara  ( fly  ash )  untuk hollow  block yang  bermutu  dan  aman  bagi lingkungan,” Tesis, Universitas Diponegoro, Semarang, 2008.
[15] A. B. Saputro, “Kuat tekan dan kuat tarik beton mutu tinggi dengan fly ash sebagai bahan pengganti sebagian semen,” RADIAL - Jurnal Peradaban Sains, Rekayasa Dan Teknologi , vol. 8, no. 1 pp. 25- 33, 2008.
[16] I. M. A. K. Salain, “Penggunaan akselerator pada beton yang menggunakan perekat berupa campuran semen portland tipe  I  dan  abu  terbang,”  in Prosiding  Seminar  Nasional  Teknik  Sipil  1  (SeNaTS 1) , 2015, pp. 113–118.
[17] Pedoman  Konstruksi  dan  Bangunan,  “ Pedoman  Pelaksanaan  Pekerjaan  Beton  untuk  Jalan  dan Jembatan Pd T-07-2005-B,” Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum, 2005.
[18] D.  Sitindaon  and  M.  H.  Harahap,  “Pengaruh  penambahan  styrofoam  pada  pembuatan  beton  ringan menggunakan pasir merah labuhan batu selatan,” Jurnal Einstein , vol. 2, no. 3, pp. 14–19, 2014.
[19] A. R. J. Nabal, L. R. Cahyaningsih, and H. K. P. Pandong, “Pengaruh penambahan fly ash terhadap kuat  tekan  beton  mutu  tinggi,”  Lomba  Kuat  Tekan  Beton  Mutu  Tinggi,  Universitas  Atma  Jaya Yogyakarta, Yogyakarta, 2014.
[20] K.  K.  B.  Siram,  “Cellular  light-weight  concrete  blocks  as  a  replacement  of  burnt  clay  bricks,” International Journal of Engineering and Advanced Technology (IJEAT) , vol. 2, no. 2, pp. 149–151, 2012.
[21] Anonim, Persyaratan Teknis Pengolahan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun . Jakarta: Keputusan Kepala Badan Pengendalian Dampak Lingkungan, 1995.
[22] S. L. Patil, J. N. Kale, and S. Suman, “Fly Ash Concrete: A technical analysis for compressive strength,” International Journal of Advanced Engineering Research and Studies , vol. 2, no. 1, pp. 128–129, 2012.