## Jurnal Talenta Sipil, 4(1), Februari 2021, 74-78
Publisher by Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Batanghari ISSN 2615-1634 (Online), DOI 10.33087/talentasipil.v4i1.51

## Penggunaan Variasi Abu Terbang dan Superplasticizer Dalam Pembuatan Beton Ringan Struktur
I.G.A. Neny Purnawirati * , Fransiska Moi Politeknik Negeri Bali
* Correspondence email: nenypurnawirati@pnb.ac.id, inmoi1909@pnb.ac.id
Abstrak. Penelitian beton ringan dengan pemanfaatan abu terbang sebagai pengganti sebagian semen Portland tipe I dilaksanakan dengan variasi penggantian semen Portland dengan abu terbang mulai dari 0%, 10%, 20%, 30% dan 40%. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui perilaku mekanik beton ringan meliputi : kuat tekan dan modulus elastisitas beton ringan. Perbandingan berat semen :  pasir :  batu apung  yang digunakan adalah 1,00 :  3,07 :  1,14 dengan  fas 0,32  mengacu pada SNI 03-3449-2002 dengan kuat tekan rencana 18 MPa. Penelitian ini menggunakan superplasticizer sebesar 0,4% dari berat semen yang ditambahkan pada saat  pengadukan  beton.  Penelitian  menunjukkan  kuat  tekan  meningkat  dengan  bertambahnya  penggantian  semen  dengan  abu terbang  sampai  dengan  20%  dan  selanjutnya  menurun.  Penggantian  40%  semen  Portland  dengan  abu  terbang  masih  dihasilkan kuat  tekan  yang  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan  yang  tanpa  abu  terbang.  Nilai  kuat  tekan  dan  modulus  elastisitas  yang dihasilkan pada penggantian 20% semen dengan abu terbang berturut-turut sebesar 14,34 MPa dan 10766,71 MPa pada umur 28 hari dan 18,12 MPa dan 11006,56 MPa pada umur 56 hari.
Kata Kunci: Beton ringan, abu terbang, kuat tekan, modulus elastisitas

## PENDAHULUAN
Beton  ringan  dikembangkan  sebagai  salah  satu  upaya  untuk  mengurangi  kelemahan  beton,  yaitu  berat  jenis yang  sangat  tinggi  sehingga  beban  mati  yang  dipikul  pada  suatu  bangunan  akan  menjadi  sangat  besar.  Beton  ringan memiliki kemampuan struktural bila kuat tekannya minimal 17,24 MPa dan berat isi kurang dari 1850 kg/m 3 (SNI 03- 3449-2002).  Beton  ringan  didapat  dengan  menggunakan  agregat  kasar  dengan  berat  jenis  yang  ringan.  Salah  satu agregat  kasar  yang  dapat  digunakan  untuk  beton  ringan  adalah  batu  apung.  Batu  apung  digunakan  sebagai  bahan berporous  sehingga  dapat  dimanfaatkan  sebagai water  carrier pada  campuran  mortar  beton  ringan  sehingga menghasilkan kuat tekan yang baik (Haryanto, 2013). Batu apung sangat ringan dan mempunyai berat isi antara 500- 900 kg/m 3 . Oleh karena itu, material tersebut banyak dijadikan agregat kasar dalam campuran beton ringan. Air pada pembuatan  adukan beton digunakan untuk bereaksi dengan  semen sehingga menghasilkan  proses hidrasi. Jumlah  air yang  dibutuhkan  untuk  proses  hidrasi  tersebut  sekitar  25%  -  30%  dari  berat  semen.  Selain  itu  air  berfungsi  untuk mempermudah sifat pengerjaan beton atau meningkatkan workability beton. Istilah yang digunakan untuk menyatakan perbandingan  berat  air  dengan  berat  semen  dalam  campuran  beton  disebut  dengan  faktor  air  semen  (fas).  Dalam pembuatan beton, untuk menghasilkan kuat tekan yang tinggi diperlukan fas yang rendah. Penggunaan nilai fas yang rendah,  menyebabkan  kesulitan  dalam  pengerjaan  sehingga  pemadatannya  menjadi  tidak  maksimal  dan mengakibatkan  beton  menjadi  keropos.  Untuk  mengatasi  hal  tersebut  dapat  dipergunakan superplasticizer yang sifatnya  meningkatkan workability .  Pozzolan  merupakan  bahan  mineral  yang  mengandung  silika  dan  alumina,  yang jika dihaluskan akan setara dengan butiran semen dan bila dicampur dengan air pada temperatur normal akan bereaksi dengan  kapur  untuk  membentuk  senyawa  Calsium  Silikat  Hidrat  (C-S-H)  dan  Calsium  Aluminium  Hidrat  (C-A-H), sejenis senyawa yang dihasilkan pada proses hidrasi semen (Salain dkk, 2011). Salah satu jenis pozzolan adalah abu terbang  yang  merupakan  hasil  residu  dari  pembakaran  batu  bara.  Abu  terbang  memiliki  sifat  butiran  yang  halus, mengandung  silika  dan  alumina,  dan  bersifat  pozolanik.  Berdasarkan  uraian  tersebut,  maka  dilakukan  penelitian tentang  beton  ringan  dengan  menggunakan  agregat  batu  apung  serta  abu  terbang  sebagai  pengganti  sebagian  semen Portland  dan superplasticizer .  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  apakah  dengan  penggunaan  abu  terbang sebagai pengganti sebagian semen dan superplasticizer dapat  meningkatkan sifat mekanik beton ringan.

## METODE
Penelitian  ini  menggunakan  bahan-bahan  untuk  campuran  beton  ringan  yang  terdiri  dari  semen,  abu  terbang, batu  apung,  pasir,  air, superplasticize r.  Semen  yang  digunakan  adalah  semen  Portland  tipe  I,  abu  terbang  yang digunakan  berasal  dari  PLTU  Muara  Enim-Palembang-Sumatera  Selatan.  Kadar  oksida  semen  Portland  dan  abu terbang ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Properti kimia semen Portland dan abu terbang
Oksida Semen Portland Abu terbang SiO 2 26,19 % 61,94 % Al 2 O 3 4,32 % 5,64 %
I.G.A. Neny Purnawirati dan Fransiska Moi, Penggunaan Variasi Abu Terbang dan Superplasticizer Dalam Pembuatan Beton Ringan Struktur
Fe 2 O 3 3,75 % 6,88 % SO 3 1,77 % 1,77 % CaO 59,92% 9,55 %
Sumber : Data laboratorium (2020)
Batu apung yang digunakan berasal dari desa Ijo Balit-Lombok Timur-NTB, pasir berasal  dari Karangasem- Bali. Untuk properti fisik pasir dan batu apung ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Properti fisik pasir dan batu apung Agregat Sifat fisik Pasir Batu Apung Berat Satuan (gr/cm 3 ) 1,62 0,52 Berat Jenis SSD 2,27 1,11 Penyerapan Air (%) 5,53 31,07 Kadar Lumpur (%) 2,85 - Kadar Air (%) 4,08 4,23 Kekerasan dengan Los Angeles (%) - 40,77
Sumber : Data laboratorium (2020)
Perbandingan berat semen : pasir : batu  apung yang digunakan  adalah 1,00 : 3,07 : 1,14 dengan  nilai fas 0,32 mengacu  pada  SNI  03-3449-2002  dengan  kuat  tekan  rencana  18  MPa.  Penelitian  ini  menggunakan superplasticizer sebesar 0,4% dari berat semen yang ditambahkan pada saat pengadukan beton. Distribusi butiran pasir dan batu apung dirancang  menurut  SNI  03-2834-2000,  yaitu  gradasi  zone  1  untuk  pasir  dan  gradasi  diameter  maksimum  12,5  mm untuk batu apung. Gradasi pasir dan batu apung rancangan tersebut ditunjukkan pada Gambar 1 dan 2.
Gambar 1. Gradasi rancangan pasir
Gambar 2. Gradasi rancangan batu apung
Pencampuran  benda  uji  dilakukan  dengan  menggunakan mixer dan  setelah  itu,  dimasukkan  ke  dalam  cetakan benda uji silinder ukuran diameter 150 mm dan tinggi 300 mm. Benda uji yang telah dicetak dibiarkan dalam cetakan selama 24 jam, kemudian dilakukan perawatan dengan karung goni basah sampai dengan umur uji 28 hari dan 56 hari.
I.G.A. Neny Purnawirati dan Fransiska Moi, Penggunaan Variasi Abu Terbang dan Superplasticizer Dalam Pembuatan Beton Ringan Struktur
Lima  jenis  variasi  beton  ringan  dibuat  dengan  menggunakan  perekat  campuran  semen  Portland  dan  abu  terbang, seperti diperlihatkan pada Tabel 3 (FA = Fly ash (abu terbang) dan SP = Superplasticizer) .
Tabel 3. Variasi beton ringan dengan campuran semen Portland dan abu terbang Kode Variasi beton 28 hari 56 hari BR 1 0% FA+100 % 6 6 BR 2 10% FA + 90% SP 6 6 BR 3 20% FA + 80% SP 6 6 BR 4 30% FA + 70% SP 6 6 BR 5 40% FA + 60% SP 6 6
Sumber : Data laboratorium (2020)
Pengujian  kuat  tekan  dilakukan  dengan  menggunakan  mesin  uji  kuat  tekan  dengan  kapasitas  2000  KN  dan perhitungannya  mengacu  pada  SNI  03-6429-2000.  Pengujian  modulus  elastisitas  dilakukan  secara  simultan  dengan pengujian  kuat  tekan.  Dari  data  perpendekan  beton  dapat  dihitung  regangan  beton  yang  terjadi  pada  suatu  tegangan tertentu. Nilai modulus elastisitas masing-masing benda uji dihitung dengan mengacu pada ASTM C-469.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil perhitungan kuat tekan dan modulus elastisitas beton ringan pada umur 28 hari dan 56 hari, ditunjukkan pada Gambar 3 dan Gambar 4.
Gambar 3. Kuat tekan beton ringan
Gambar 4. Modulus elastisitas beton ringan
Dari  Gambar  3  terlihat  bahwa,  kuat  tekan  beton  ringan  mengalami  peningkatan  dengan  bertambahnya penggantian semen Portland dengan abu terbang. Peningkatan terjadi hingga penggantian 20% semen Portland dengan abu  terbang.  Penggantian  semen  Portland  dengan  abu  terbang  di  atas  20%,  menyebabkan  kuat  tekan  beton  ringan mengalami  penurunan  terhadap  kuat  tekan  dengan  penggantian  20%  semen  Portland  dengan  abu  terbang.  Namun demikian kuat tekan  yang dihasilkan pada penggantian  abu terbang dengan semen Portland di atas 20% masih lebih tinggi  dibandingkan  dengan  tanpa  abu  terbang,  baik  pada  umur  28  hari  dan  56  hari.  Kuat  tekan  beton  ringan cenderung  mengalami  peningkatan  seiring  dengan  bertambahnya  umur  beton,  baik  yang  menggunakan  abu  terbang maupun  tanpa  abu  terbang.  Beton  dengan  umur  56  hari  lebih  tinggi  nilai  kuat  tekannya  dibandingkan  dengan  beton
I.G.A. Neny Purnawirati dan Fransiska Moi, Penggunaan Variasi Abu Terbang dan Superplasticizer Dalam Pembuatan Beton Ringan Struktur
umur  28  hari.  Kuat  tekan  yang  dihasilkan  pada  penggantian  20%  semen  Portland  dengan  abu  terbang  adalah  14,34 MPa, sedangkan beton yang tanpa abu terbang adalah 12,36 MPa pada umur 28 hari. Pada umur 56 hari, kuat tekan yang dihasilkan pada penggantian 20% semen Portland dengan abu terbang adalah 18,12 MPa, sedangkan beton yang tanpa  abu  terbang  adalah  16,04  MPa.  Gejala  yang  sama  juga  dapat  terlihat  pada  nilai  modulus  elastisitas,  seperti diperlihatkan  pada  Gambar  4.  Terlihat  bahwa  bertambahnya  penggantian  semen  Portland  dengan  abu  terbang mengakibatkan  modulus  elastisitas  meningkat  hingga  20%  penggantian  semen  Portland  dengan  abu  terbang. Penggantian di atas 20% abu terbang, menyebabkan modulus elastisitas menurun terhadap modulus elastisitas dengan penggantian 20% semen Portland dengan abu terbang, namun modulus elastisitas  yang dihasilkan masih lebih tinggi dibandingkan dengan modulus elastisitas beton tanpa abu terbang. Modulus elastisitas mengalami peningkatan dengan bertambahnya  umur  beton,  sehingga  modulus  elastisitas  beton  pada  umur  56  hari  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan modulus  elastisitas  beton  pada  umur  28  hari.  Modulus  elastisitas  yang  dihasilkan  pada  penggantian  20%  semen Portland  dengan  abu  terbang  adalah  10766,71  MPa,  sedangkan  beton  tanpa  abu  terbang  adalah  9549,22  MPa  pada umur 28 hari. Pada umur 56 hari, modulus elastisitas yang dihasilkan pada penggantian 20% semen Portland dengan abu terbang adalah 11006,56 MPa, sedangkan beton yang tanpa abu terbang adalah 10459,55 MPa.

## Pembahasan
Abu  terbang  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini,  mampu  meningkatkan  kuat  tekan  dan  modulus  elastisitas beton ringan dengan tanpa abu terbang. Hal ini dapat terjadi sebagai akibat dari alumina dan silica aktif (kandungan senyawa kimia dalam abu terbang) yang bereaksi dengan kapur bebas hasil hidrasi semen membentuk Calsium Silikat Hidrat (C-S-H) dan Calsium  Aluminat Hidrat (C-A-H) (Reaksi pozolanik). C-S-H  dan C-A-H tambahan dari  reaksi pozolanik  meningkatkan  properti  mekanik  pada  beton  itu  sendiri  (Salain,  2007).  Penurunan  kuat  tekan  dan  modulus elastisitas  beton  ringan  dengan  penggantian  di  atas  20%  semen  Portland  dengan  abu  terbang,  disebabkan  karena jumlah  alumina  dan  silica  aktif  dalam  abu  terbang  telah  melampaui  jumlah  kapur  bebas  yang  tersedia.  Dalam penelitian  ini,  penggunaan  0,4% superplasticizer hanya  memberikan  peningkatan  terhadap  nilai  slump,  tetapi  tidak diikuti dengan peningkatan kuat tekan dan modulus elastisitas.
Penggunaan superplasticizer pada  persentase  yang  besar  hanya  akan  memberikan  workabilitas  yang  baik. Superplasticizer akan memberikan peningkatan kuat tekan dan modulus elastisitas pada beton, jika digunakan dengan kadar tertentu. Berdasarkan data uji di laboratorium, superplasticizer mengandung kurang lebih 70% air, sehingga jika digunakan  dalam  kadar  berlebih  akan  meningkatkan  workabilitas  namun  menurunkan  kuat  tekan  dan  modulus elastisitas beton ringan.
Kuat  tekan  dan  modulus  elastisitas  beton  ringan  meningkat  dari  umur  28  hari  ke  umur  56  hari,  pada  beton dengan maupun tanpa penggantian abu  terbang (0% abu terbang). Hal  ini  terjadi karena semen, abu  terbang, dan  air yang  saling  bereaksi  memerlukan  waktu  lebih  lama  untuk  menghasilkan  produk  hidrasi  semen.  Nilai  kuat  tekan maksimum  dan  modulus  elastisitas  maksimum  terdapat  pada  beton  dengan  penggantian  20%  abu  terbang  yaitu berturut-turut  18,12  MPa  dan  11006,56  MPa  pada  umur  56  hari.  Hasil  penelitian  sejenis  dengan  menggunakan  abu terbang  sebagai  pengganti  sebagian  semen  Portland,  yang  dilakukan  oleh  (Nofrisal,  2020)  dimana  hasil  penelitian dengan  menggunakan  abu  terbang  15%,  25%,  dan  40%  lebih  rendah  bila  dibandingkan  dengan  kuat  tekan  mortar tanpa fly ash pada umur 7 hari. Hal ini disebabkan karena perilaku abu terbang dalam reaksi hidrasi berjalan lambat. Sedangkan  pada  umur  28  hari,  kuat  tekan  mortar  dengan  fly  ash  10%  dan  15%  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan mortar tanpa abu terbang.

## SIMPULAN
Kuat  tekan  dan  modulus  elastisitas  beton  ringan  mengalami  peningkatan  hingga  penggantian  20%  semen Portland  dengan  abu  terbang.  Penggantian  di  atas  20%  semen  Portland  dengan  abu  terbang,  menurunkan  kuat  tekan dan modulus elastisitas, namun nilai yang dihasilkan masih lebih tinggi dibandingkan dengan beton ringan tanpa abu terbang.  Kuat  tekan  dan  modulus  elastisitas  maksimum  terdapat  pada  penggantian  20%  semen  Portland  dengan  abu terbang pada umur 56 hari, yakni sebesar berturut-turut 18,12 MPa dan  11006,56 MPa. Penggunaan superplasticizer perlu  diperhatikan,  untuk  menghindari  penurunan  kuat  tekan  dan  perlu  dilakukan  penelitian  terhadap  penggantian semen portland dengan abu terbang antara 10% - 20%.

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim. (2002). SNI 03-3449-2002.Tata Cara Perancangan Campuran Beton Ringan dengan Agregat Ringan. Badan Standarisasi Nasional, Jakarta
Haryanto.  I.  (2013).  Pembuatan  dan  Sifat  Sifat  Teknis  Self  Healing/Sustaining  Road  Pavements  Materials  Berbasis Bahan Lokal dan Limbah
I.G.A. Neny Purnawirati dan Fransiska Moi, Penggunaan Variasi Abu Terbang dan Superplasticizer Dalam Pembuatan Beton Ringan Struktur
Salain,  I.M.A.K.,  Giri,  I.B.D.,  Saraswati,  M.A.A.  (2011). Pemanfaatan  Abu  Terbang  Dalam  Jumlah  Besar  Pada Pembuatan Beton . Prosiding Seminar Nasional AvoER ke 3.Palembang 26-27 Oktober 2011. Saputra,  A.I.  (2010).  “ Pengaruh  Jumlah  Sambungan  Terhadap  Kapasitas  Kolom  Pracetak  Beton  Ringan  dari  Batu Apung” (tugas akhir). Unram, Mataram.
Nofrisal  (2020).  “Pengaruh  abu  terbang  (fly  ash)  PLTU  Sekayan  sebagai  substitusi  pengganti  sebagian  semen  pada kuat tekan mortar. Jurnal Borneo Saintek