## PENGARUH VARIASI FLY ASH SEBAGAI PENGGANTI SEBAGIAN SEMEN DENGAN COPPER SLAG PENGGANTI SEBAGIAN PASIR UNTUK BETON MUTU 42 MPA
Ferdian Adhitia 1) dan Dewi Pertiwi 1)
1) Jurusan Teknik Sipil, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya, Jawa Timur
ferdianadhitia@gmail.com

## ABSTRACT
At the smelting plant of PT Smelting Company Gresik produces waste in the form of copper  slag.  Copper  slag  waste  has  several  advantages  including  increasing  concrete compressive  strength,  reducing  heat  hydration,  increasing  resistance  to  sulfate  in seawater, reducing alkali-silica and chloride attack. Probolinggo power plant there is the waste product from burning coal. The waste is divided into two types. The flying waste is fly ash obtained by being captured by other particle filtration equipment before the exhaust gas reaches the coal chimney. Whereas the waste that goes down is called bottom ash. This study  uses  copper  slag  waste  as  a  partial  replacement  for  sand  with  fly  ash  as  a  partial replacement for cement. The variant used are 40% copper slag, 40% copper slag + 5% fly ash, 40% copper slag + 7.5% fly ash, 40% copper slag + 10% fly ash. Copper slag comes from PT. Smaleting Company Gresik, while the fly ash from PT. Paiton. Tests carried out at PT. SCG Readymix. Test carried out at the age of 14 days, 28 days and 56 days. Normal concrete  compressive  strength  was  obtained  more  than  42  MPa,  the  highest  compressive strength  at  a  variation  of  40%  copper  slag  +  10%  fly  ash  with  compressive  strength  of 58.13 MPa at the age of 56 days.

## Keywords: copper slag, fly ash, compressive strength

## ABSTRAK
Pada pabrik peleburan tembaga PT Smelting  Company Gresik meghasilkan limbah berupa  copper  slag.  Limbah  copper  slag  memiliki  beberapa  keuntungan  antara  lain meningkatkan  kuat  tekan  beton,mengurangi  panas  hidrasi,  meningkatkan  ketahanan terhadap sulfat dalam air laut, mengurangi serangan alkali-silika dan klorida. Pada PLTU Paiton  Probolinggo  terdapat  hasil  limbah  dari  pembakaran  batu  bara.  Limbah  tersebut terbagi  dua.  Limbah  yang  terbang  tersebut  adalah  fly  ash  yang  didapatkan  dengan  cara ditangkap oleh peralatan filtrasi partikel lain sebelum gas buang mencapai cerobong asap batu  bara.  Limbah  yang  turun  kebawah  disebut  bottom  ash.  Penelitian  ini  menggunakan limbah copper slag sebagai pengganti sebagian  pasir dengan fly ash pengganti sebagian semen. Variasi yang digunakan adalah 40% copper slag, 40% copper slag + 5% fly ash, 40%  copper  slag  +  7.5%  fly  ash,  40%  copper  slag  +  10%  fly  ash.  Copper  slag  berasal dari  PT.  Smelting  Company  Gresik,  sedangkan  fly  ash  dari  PT.  Paiton.Pengujian dilakukan di PT. SCG Readymix. Pengujian dilakukan pada umur 14 hari, 28 hari, dan 56 hari.  Kuat  tekan  beton  normal  diperoleh  melebihi  42  Mpa,  dimana  kuat  tekan  tertinggi pada variasi 40% copper slag + 10% fly ash dengan kuat tekan 58.13 MPa pada umur 56 hari.
Kata kunci: terak tembaga, abu terbang, kuat tekan
P-ISSN: 2303-2693 E-ISSN: 2581-2939

## PENDAHULUAN
Beton  mutu  tinggi  sangat  diperlukan untuk  mendukung  struktur  utama  pada bangunan gedung misalnya kolom struktural,  balok  induk, shearwall ,  dan lain-lain.
Pada  pabrik  peleburan  tembaga  PT. Smelting  Company  Gresik  meghasilkan limbah berupa copper slag . Limbah copper slag memiliki beberapa  keuntungan antara lain meningkatkan kuat tekan beton,mengurangi panas hidrasi, meningkatkan  ketahanan  terhadap  sulfat dalam  air  laut,  mengurangi  serangan alkali-silika dan klorida.
Pada  PLTU  Paiton  Probolinggo terdapat hasil limbah dari pembakaran batu bara. Limbah yang terbang tersebut adalah fly  ash yang  didapatkan  dengan  cara ditangkap  oleh  peralatan  filtrasi  partikel lain sebelum gas buang mencapai cerobong asap batu bara.
.Pada  penelitian  ini  memanfaatkan fly  ash sebagai  bahan  pengisi  dan copper slag sebagai  pengganti  sebagian  pasir untuk campuran beton mutu tinggi dengan kuat tekan rencana 42 MPa.

## KAJIAN PUSTAKA Penelitian Terdahulu
Sebayang (2010)
melakukan penelitian  memanfaatkan  limbah fly  ash
dengan variasi 0%, 3%, 6%, 9%, 12%, dan 15%.  Kuat  tekan  yang  dihasilkan  pada umur  28  hari  tertinggi  pada  variasi  9% sebesar 41.882 MPa.
Karimah (2016)
melakukan penelitian  dengan  memanfaatkan  limbah copper  slag .  Kuat  tekan  rencana  25  MPa. Variasi  yang  digunakan  adalah  0%,  20%, 40%,  60%,  80%  dan  100%.  Kuat  tekan tertinggi  pada  variasi  60% copper  slag sebesar 42.73 MPa.
Mauladi (2014) melakukan penelitian  dengan  memanfaatkan  limbah industri copper  slag sebagai  pengganti pasir  untuk  campuran  beton.  Kuat  tekan rencana  sebesar  18.675  MPa.  Variasi copper  slag yang  digunakan  0%,  10%, 20%, 30%, dan 35%. Dari hasil penelitian didapatkan  nilai  kuat  tekan  tertinggi  pada umur  28  hari  29.237  MPa  pada  variasi copper slag 30 %.
Limbah Copper Slag (CS)
Limbah copper slag merupakan hasil dari  sisa  peleburan  tembaga.  Limbah  ini memiliki bentuk yang hampir sama dengan pasir  alami.  Limbah  tersebut  harus  ada pengelolahan agar tidak mencemari lingkungan.  Oleh  karena  itu  pemanfaatan limbah ini sangat diperlukan.
Keuntungan dari penggunaan copper slag :
1. Meningkatkan kuat tekan beton.
2. Meningkatkan ketahanan terhadap sulfat dala m air laut.
3. Menurunkan suhu dan memperkecil porositas.
4. Tidak  bersifat  korosif  terhadap tulangan beton.
5. Kandungan SiO 2 ketika bereaksi dengan  semen  akan  menjadi
bahan perekat yang kuat.
Fly Ash (FA) Limbah fly  ash adalah  salah  satu limbah  dari  sisa  pembakaran  batu  bara. PLTU  Paiton  menggunakan  batu  bara sebagai  bahan  utama.  Sehingga  banyak menghasilkan  limbah  batu  bara.  Batu  bara menghasilkan  2  limbah  yaitu fly  ash dan bottom  ash . Fly  ash didapat  dengan  cara ditangkap oleh alat filtrasi partikel sebelum gas  buang  ke  cerobong  asap.  Sedangkan bottom  ash limbah  yang  turun  kebawah. Komposisi abu batu bara terdiri dari fly ash 80-90% dan bottom ash 10-20%. Terdapat 3  kelas  yang  berbeda,  yaitu  (Mulyono, 2010):
1. Fly ash kelas F
Fly  ash kelas  F  merupakan fly ash yang  mengandung  CaO  lebih kecil  dari  10%  yang  dihasilkan  dari pembakaran  antrasit  atau  bituminus batubara.
2. Fly ash kelas C
Fly  ash ini  disebut  juga  dengan high-calcium  fly  ash . Fly  ash kelas ini  memiliki  kadar  CaO  yang  tinggi, sehingga memiliki sifat cementisius.
3. Fly ash kelas N
Fly  ash ini  memiliki  sifat pozzolan yang baik.

## Kuat Tekan Beton
Kuat tekan beton adalah perbandingan  antara  tingkatan  beban  yang diberikan dengan luas penampang. Faktor- faktor  yang  mempengaruhi  hasil  dari  kuat tekan  beton  antara  lain  material,  metode yang digunakan, tata pelaksanaan pembuatan beton, dan perawatan.
Nilai  kuat  tekan  beton  didapatkan dengan  cara  pengujian  standar  yaitu memberikan beban tekan bertingkat dengan  kecepatan  peningkatan  beban tertentu terhadap benda uji. nilai kuat tekan beton  yang  dinyatakan  dalam  MPa  atau kg/cm 2 . Tata cara pengujian pada umumnya  memakai  standar  ASTM  C.39 atau  sesuai  yang  diisyaratkan  oleh  PBI 1989.  Rumus  yang  digunakan  untuk perhitungan kuat tekan beton adalah:
f’ c = P/A  ......................................  (1) dimana:
f’ c =  kuat tekan beton (MPa)
P =  Beban maksimum (kN)
P-ISSN: 2303-2693 E-ISSN: 2581-2939
A  =  luas  penampang  benda  uji
(mm 2 )

## METODE PENELITIAN
Gambar 1. Alur Penelitian

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel  1  menunjukkan  kuat  tekan beton  pada umur 14 hari, dimana semakin banyak prosentase fly ash yang digunakan, kuat tekan beton mengalami peningkatan.
Tabel 1. Kuat Tekan pada Umur 14 hari
Variasi Kuat tekan (N/mm 2 ) Kuat tekan rata rata (N/mm 2 ) Beton Normal 32.27 30.86 29.44 40%CS+0%FA 34.54 34.16 33.97 33.97 40% CS+5% FA
34.54
36.42 35.10 39.63 40% CS+7.5% FA 35.67 36.60 35.67 38.50 40% CS+10% FA 41.33 39.82 38.50 39.63
Tabel 2. Kuat Tekan Rata-Rata 28 hari
Variasi Kuat tekan (N/mm 2 ) Kuat tekan rata rata (N/mm 2 ) Beton Normal 39.63 39.44 39.63 39.06 40%CS+0%FA
40.76
41.14 41.33 41.33 40%CS+5%FA
42.46
42.65 42.46 43.03 40%CS+7.5%FA 43.59 43.22 42.46 43.59 40%CS+10%FA 44.73 47.93 53.78 45.29
Mulai Studi literatur Persiapan bahan ( fly ash , copper slag , pasir, semen, kerikil, air)
Uji material Copper slag : 1. Analisa
saringaan 2. Berat jenis dan resapan 3. Kadar lumpur dan kadar air 4. Bahan organik
Pasir: 1. Analisa saringaan 2. Berat jenis dan resapan 3. Kadar lumpur dan kadar air 4. Bahan organik
Kerikil: 1. Analisa saringaan 2. Berat jenis dan resapan 3. Kadar lumpur dan kadar air 4. Bahan organik
Mix Desain f’ c 42 MPa dengan menggunakan metode ACI (American Concrete Institute)
Membuat benda uji + slump test sebanyak 45 buah  dengan tiap variasi 9 buah benda uji
Perawatan ( curing ) Benda Uji dalam air Selama 56 Hari
Tes Kuat Tekan Beton di Usia 14 Hari, 28 Hari, dan 56 Hari
Analisa Hasil Kesimpulan Selesai
Tabel  2  menunjukka  kuat  tekan beton  normal  pada  umur  28  hari  belum mencapai kuat tekan beton rencana karena agregat  kasar  yang  digunakan  hanya  satu jenis  yaitu  ukuran  10-20  mm,  sehingga masih  terdapat  rongga  pada  beton.  Pada variasi  40% CS  + 0% FA kuat  tekan hampir  mencapai  target  kuat  tekan rencana.

## Tabel 3. Kuat Tekan Rata-Rata 56 hari
Variasi Kuat tekan (N/mm 2 ) Kuat tekan rata rata (N/mm 2 ) Beton Normal 42.46 42.74 43.03 40%CS+0%FA 49.26 46.80
44.16
46.99 40% CS+5% FA 50.39 48.31
50.39
44.16
40% CS+7.5% FA 49.26
51.71 52.65 53.22 40% CS+10% FA 55.48
58.13 57.75 61.14
Dari  Tabel  3  diketahui  bahwa  kuat tekan  beton  dengan  variasi  mulai  40% CS + 0% FA pada umur 56 hari mencapai kuat tekan beton diatas 42 MPa.
Gambar 2 menunjukkan bahwa pada umur 28 hari kuat tekan yang menggunakan  variasi  limbah copper  slag dan fly  ash mengalami  peningkatan  kuat tekan  beton  disbanding  kuat  tekan  beton
teoritis.  Hal  tersebut  dikarenakan  limbah copper  slag mengandung  silika  serta kandungan  besi  yang  lebih  tinggi  dari pasir. Selain itu copper slag juga berfungsi sebagai filler untuk  mengisi  rongga  beton. Penggunaan  variasi  CS  40%  +  FA  10% menghasilkan kuat tekan beton tertinggi.
Gambar 2. Perbandingan Kuat Tekan Beton

## SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian didapatkan beberapa kesimpulan:
1. Berdasarkan hasil pengujian kuat  tekan  beton  pada  umur  56 hari dengan menggunakan limbah copper  slag sebagai pengganti  sebagian  pasir  dan limbah fly  ash didapatkan  hasil kuat  tekan  beton  diatas  kuat tekan  beton  rencana  42  MPa. Kuat Tekan beton dengan variasi 40%  CS  +  0%  FA  46.8  MPa, 40%  CS  +  5%  FA  48.31  MPa,
P-ISSN: 2303-2693 E-ISSN: 2581-2939
40% CS + 7.5% FA  51.71 MPa,
40% CS + 10% FA 58.13 MPa.
2. Perbandingan  kuat  tekan  beton normal  dengan  kuat  tekan  beton yang menggunakan variasi
limbah copper  slag dan  limbah fly  ash .  Kuat  tekan  mengalami peningkatan  berturut  turut  pada variasi  40%  CS  +  0%  FA, variasi  40%  CA  +  5%  FA, variasi  40%  CS  +  7.5%  FA, variasi  40%  CS  +  10%  FA
sebesar 9.499%, 13.032%,
20.987%, 36.008% terhadap beton normal.
3. Nilai FAS berpengaruh terhadap kuat  tekan  beton.  Kuat  tekan tertinggi pada  variasi 40% copper  slag +  10% fly  ash menggunakan nilai FAS 0.4.

## Saran
Untuk  penelitian  yang  lebih  lanjut disarankan:
1. Perlu  adanya  penelitian  lebih lanjut dengan penambahan variasi limbah, nilai FAS
disamakan,  serta  penambahan zat aditif.
2. Sebelum  dilakukan  pengujian kuat tekan,
harus
memperhatikan  beberapa  hal
seperti  pengangkatan  benda  uji
dari  tempat curring , capping beton  agar  menghasilkan  kuat tekan yang maksimal.

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim. ASTM  C39  Standard  Test Methods for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens . Karimah,  R.  (2016). Kajian  Penggunaan Copper  Slag  Sebagai  Agregat  Halus Beton .  Universitas  Muhammadiyah Malang.
Mauladi, M.S. (2014). Pemanfaatan Copper  Slag  Sebagai  Substitusi Pasir  Pada  Campuran  Beton  Mutu K-225 . Tugas Akhir, Jurusan Teknik
Sipil Universitas Sriwijaya.
Mulyono,  T.  (2004). Teknologi  Beton .
ANDI: Yogyakarta.
Panitia  Pembaharuan  Peraturan  Beton
Bentulang Indonesia. (1971). Peraturan Beton Bertulang Indonesia .  Bandung:  Departemen Pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik.
Sebayang, S. (2010). Pengaruh Kadar Abu Terbang Sebagai Pengganti
Sejumlah  Semen  Pada  Beton  Alir
Mutu  Tinggi .  Tugas  Akhir,  Jurusan Teknik Sipil Universitas Lampung.