## CAKRAM
Jurnal Teknik Mesin:

## PENGARUH PENAMBAHAN CAMPURAN ABU BATOK KELAPA TERHADAP KUAT TEKAN, KEKERASAN DAN DAYA SERAP AIR PADA PEMBUATAN BETON
Fifit Astuti , Aliffudin Al Irfan
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Pamulang
E-mail : dosen01140@unpam.ac.id
Masuk : 4 Maret 2021 Direvisi :  29 Maret 2021           Disetujui : 5 April 2021
Abstrak : Beton merupakan campuran antara semen, agregat halus, agregat kasar, dan air sehingga membentuk massa padat. Kualitas benton tergantung pada bahan dasar penyusunnya, cara pelaksanaan dan perawatan beton. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan abu tempurung kelapa tersebut terhadap daya serap air, kuat tekan dan kekerasan pada beton. Pada pengujian ini bahan tambahan abu temburung kelapa dalam pembuatan beton dengan variasi penambahan 0 gram, 3 gram, 5 gram, 7 gram, 9 gram dan 11 gram. Jumlah bahan uji yang dibuat sebanyak 5 buah  pada  setiap  sampel.  Pengujian  dilaksanakan  pada  umur  beton  21  hari.  Berdasarkan  penelitian  diperoleh  bahwa semakin banyak kandungan abu tempurung pada beton, daya serap air beton semakin meningkat. Hasil uji kuat tekan dan kekerasan pada beton diperoleh nilai optimal dengan penambahan abu tempurung kelapa dengan porsentase 5 gram dengan nilai rata-rata uji kuat tekan 31,25 kg/cm² dan nilai rata-rata uji kekerasan diperoleh 400 Brinnel. Hasil ini lebih baik dibandingakan beton normal yang memperoleh nilai uji tekan 22,5 kg/cm² dan hasil nilai rata-rata kekerasan yang diperoleh 50 HD. Pada penambahan abu batok  kelapa porsentase melebihi 5 gram  menyebabkan nilai uji tekan dan kekerasan akan mengalami penurunan.
Kata kunci : abu batok kelapa, beton, kuat tekan , kekerasan, daya serap air
Abstract: Concrete  is  a  mixture  of  cement,  fine  aggregate,  coarse  aggregate,  and  water  to  form  a  solid  mass.  The quality of concrete depends on the basic ingredients of its constituents, the way it is carried out and the concrete is treated.  This  study  aims  to  determine  the  effect  of  adding  coconut  shell  ash  on  water  absorption,  compressive strength  and  hardness  of  concrete.  In  this  test,  additional  material  of  coconut  clay  ash  in  the  manufacture  of concrete with the addition of variations of 0 grams, 3 grams, 5 grams, 7 grams, 9 grams and 11 grams. The number of test materials made of 5 pieces in each sample. The test is carried out at the age of 21 days of concrete. Based on the  research,  it  was  found  that  the  more  shell  ash  content  in  the  concrete,  the  water  absorption  capacity  of  the concrete increased. The results of the compressive strength and hardness test in concrete obtained the optimal value by adding coconut shell ash with a percentage of 5 grams with an average compressive strength test value of 31.25 kg / cm² and an average value of hardness test obtained 56.1 HD. This result is better than normal concrete which has a compressive test value of 22.5 kg / cm² and the average hardness value obtained is 50 HD. Adding coconut shell ash to a percentage of more than 5 grams causes the compressive and hardness test values to decrease.
Keywords: coconut shell ash, concrete, compressive strength, hardness, water absorption
Jurnal Teknik Mesin: CAKRAM 2021 Fifit Astuti, Alifuddin Al Irfan, Pengaruh Penambahan Campuran Abu Batok Kelapa Terhadap Kuat Tekan, Kekerasan dan Daya Serap Air Pada Pembuatan Beton

## PENDAHULUAN
Perkembangan  kontruksi  di  Indonesia  saat  ini  semakin  meningkat.  Beton  merupakan  material  utama  dalam  bidang kontruksi. Beton juga merupakan suatu komposit dari bahan batuan yang direkatkan oleh bahan ikat [1]. Seiring peningkatan pembangunan konstruksi beton maka permintaan  material pengikat dan pengisi beton meningkat. Semen merupakan bahan pengikat beton. Konsumsi semen dalam negeri mengalami kenaikan hingga 29,2% dibandingkan Juni 2019 [2]. Kebutuhan permintaan  semen  yang  tinggi  tidak  diimbangi  dengan  adanya  produksi  semen  yang  berimbang  sehingga  Indonesia  masih menggunakan semen impor untuk memenuhi kebutuhan pembangunan di Indonesia.
Penggunaan  semen  potland  dalam  proses  pembuatan  beton  untuk  konstruksi  dapat  merusak  lingkungan.  Dalam memproduksi  1  ton  semen  potland  itu  akan  menghasilkan  kurang  lebih  1  ton  karbondioksida  ke  atmosfer  [3].  Hal  ini menyebabkan  tidak  ramah  lingkungan  dalam  pengembangan  lingkungan  yang  berkelanjutan.  Oleh  karena  itu,  diperlukan material tambahan yang dapat meningkatkan kualitas beton dan mengurangi pemakaian semen.
Limbah batok kelapa merupakan limbah yang mudah ditemui dimana-mana misalnya di pasar, dapur, pantai dan lain- lain. Produksi kelapa di Indonesia per tahun yakni sebesar 12.915 milyar  butir atau 24% produksi dunia [4].  Pemanfaatan limbah  batok  kelapa  di  Indonesia  masih  sangat  terbatas  berbanding  terbalik  dengan  jumlahnya  yang  sangat  banyak  dan melimpah.  Limbah  batok  kelapa  dapat  dimanfaatkan  menjadi  campuran  dalam  pembuatan  beton  dengan  dilakukan  proses pembakaran terlebih dahulu. Hal ini bertujuan meningkatkan nilai guna limbah batok kelapa dalam proses pembuatan beton.
Tabel 1. Kandungan Oksida Pada Abu Batok Kelapa [5]
Kandungan Kadar (%) SiO 2 37,97 Al 2 O 3 24,12 Fe 2 O 3 15,48 CaO 4,98 MgO 1,89 MnO 0,81 Na 2 O 0,95 K2O 0,83 P 2 O 5 0,32 SO 3 0,71 LOI 11,94
Pada abu hasil pembakaran batok kelapa terkandung campuran dari berbagai oksida mineral yaitu natrium oksida (Na 2 O), kalium Oksida (K 2 O), Magnesium Oksida (MgO), besi oksida (Fe 2 O 3 ),silikon dioksida (SiO 2 ) dan beberapa senyawa lainnya. Unsur  yang  terkandung  dalam  abu  dan  memiliki  efektifitas  senyawa  penyerap  adalah  senyawa  silikon  dioksida  (SiO 2 ). Kandungan SiO 2 pada limbah batok kelapa sekitar 37,97%[5]. Dengan kandungan ini, limbah batok kelapa bersifat pozzolan yang dapat digunakan sebagai bahan pengisi beton. Oleh karena itu, perlu adanya penelitian pengaruh penambahan limbah batok kelapa terhadap kualitas beton. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh komposisi beton terhadap uji kuat tekan, kekerasan dan daya serap air beton.

## METODOLOGI
Pada  penelitian  ini  metode  yang  digunakan  adalah  metode  eksperimen  membandingkan  beton  normal  dengan beton campuran limbah batok kelapa. Tahap persiapan penelitian dilakukan dengan menyiapkan semua alat dan bahan yang dibutuhkan. Alat-alat yang di gunakan dalam pengujian ini adalah timbangan, cetakan dari paralon, sendok semen atau cungkir, garagaji pipa/besi, jangka sorong, gelas mili untuk air, mistar dan alat pendukung yang lainnya . Bahan yang  digunakan  yaitu  semen,  pasir  (agregat  halus),  batu  split  kecil  (agregat  kasar),  air,  limbah  batok  kelapa.  Berikut diagram alir penelitian ini.
Jurnal Teknik Mesin: CAKRAM 2021 Fifit Astuti, Alifuddin Al Irfan, Pengaruh Penambahan Campuran Abu Batok Kelapa Terhadap Kuat Tekan, Kekerasan dan Daya Serap Air Pada Pembuatan Beton
Pengujian Persiapan alat dan bahan Pembuatan beton dengan variasi abu batok kelapa komposisi 3,5,7,9 dan 11 gram Uji daya serap Uji Kekerasan Uji Kuat Tekan Analisa dan Pembahasan
Kesimpulan dan saran

## Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
Tahap perencanaan campuran adukan beton yaitu menghitung kebutuhan bahan dengan menggunakan tabel mix design awal  dan  menghitung  volume  total  bahan  yang  dibutuhkan  untuk  pembuatan  benda  uji  beton.  Tahap  pelaksanaan  berupa persiapan cetakan beton, pencampuran bahan adukan beton seperti Tabel 1, pemeriksaan nilai sebar adukan beton, pembuatan silinder beton, pengeringan, perawatan, penimbangan dan perendaman beton dan pengujian.
Tabel 1. Komposisi Campuran Beton Sample Uji Semen (gram) Pasir (gram) Air (gram) Batu split kecil (gram) Abu Batok Kelapa (gram) Abu Batok Kelapa (%b/b) Beton Normal 25 15 1,9 5 0 0 Beton abk 3 gram 25 15 1,9 5 3 6 Beton abk 5 gram 25 15 1,9 5 5 9,6 Beton abk 7 gram 25 15 1,9 5 7 13 Beton abk 9 gram 25 15 1,9 5 9 16 Beton abk 11 gram 25 15 1,9 5 11 19
Gambar 2. Variasi Benda Uji Beton
Pengujian  beton  campuran  meliputi  uji  daya  serap  air,  uji  kuat  tekan  dan  uji  kekerasan.  Uji  daya  serap  air  dilakukan dengan  perendaman  selama  24 jam  dan  bahan  uji  dibungkus  dengan  kain  majun  agar  penyerapan  air  oleh  bahan  uji  beton menyerap secara sempurna. Bahan uji ditimbang sebelum dan setelah perendaman. Uji kuat tekan dilakukan dengan alat
Compression testing machine, uji ini dilakukan untuk mengetahui daya kuat beton setelah proses pengeringan 21 hari. Sebelum dilakukan  pengujian  permukaan  beton  rata.  Hal  ini  disebabkan  karena  kekasaran  permukaan  beton  berpengaruh  terhadap kekuatan beton [6]. Pengujian kuat tekan ini dilakukan dengan cara meletakkan material atau object yang akan diuji pada mesin uji, Setting compression testing machine, Sebelum pengujian dilakukan, atur kembali object peletakan benda uji, lalu tekan tuas pada mesin alat uji. Setelah pengujian dimulai, penekanan pada object akan dilakukan oleh mesin, lalu hasil dari beban yang ditekan akan muncul pada alat ukur uji tekan mesin apabila object sudah mengalami kerusakan atau retakan. Setelah pengujian telah dilakukan hasil dari seluruh analisa yang dilakukan dapat diketahui.
Uji kekerasan beton dengan alat durometer, dilakukan dengan menyalakan alat durometer dengan menekan tombol on, menempelkan nozzle pada bagian permukaan beton, memberikan beban 800 gram pada alat durometer, diamkan sebentar dan nilai kekerasan akan terlihat pada display monitor alat durometer, mengulangi pengujian di 5 titik berbeda pemukaan beton, Setelah pengujian telah dilakukan hasil dari seluruh analisa yang dilakukan dapat diketahui.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian beton campuran batok kelapa meliputi daya serap air, kuat tekan dan kekerasan. Pada pengujian daya serap beton normal dan beton campuran diperoleh hasil sebagai grafik di bawah ini
Gambar 1. Grafik daya serap air beton
Dari  grafik  1.  diatas  dapat  dilihat  bahwa  dengan  penambahan  abu  batok  kelapa  pada  campuran  pembuatan  beton komposisi  3  gram,  5  gram,  7  gram,  9  gram  dan  11  gram  dari  berat  agregat  yang  digunakan  kesemuanya  mengalami peningkatan dibandingkan dengan beton normal. Semakin banyak campuran abu batok kelapa pada pembuatan beton daya serap air semakin meningkat. Dan daya serap optimal pada campuran 11 gram dengan daya serap meningkat 2,7 kali lipat dibandingkan beton  normal.  Hal  ini  disebabkan  karena  abu  batok  kelapa  dalam  bentuk  halus  bereaksi  dengan  kapur  bebas Ca(OH)2 dan air menjadi suatu massa padat yang tidak larut di dalam air yaitu CSH dan CAH [7].
Reaksi senyawa semen dengan air membentuk senyawa CSH dan Ca(OH)2 yang kemudian senyawa Ca(OH)2 bereaksi dengan abu batok kelapa membentuk CSH dan CAH. Reaksi senyawa semen dengan air sebagai berikut :
C 3 S +H 2 O → CSH + Ca(OH) 2
C 2 S +H 2 O → CSH + Ca(OH) 2
Hasil Ca(OH)2 dari reaksi diatas merupakan hasil sampingan dari reksi hidrasi, bereaksi kembali dengan unsur SiO2 dan Al2O3  dari  abu  batok  kelapa  untuk  mendapatkan  CSH  yang  kebih  banyak  dan  CAH.  Reaksi  abu  batok  kelapa  terhadap Ca(OH)2 dapat dilihat pada reaksi dibawah ini:
Ca(OH) 2 + H 2 O + SiO 2 → CSH
Ca(OH) 2 + H 2 O + Al 2 O 3 → CAH

## Grafik 2. Hasil Kuat Tekan Beton
Berdasarkan Grafik 2. diatas diperoleh bahwa setiap sampel baik beton normal dan beton komposisi abu batok kelapa memiliki data yang berbeda-beda. Pada proses pencampuran komposisi beton terjadi reaksi kimia yang pada umumnya bersifat hidrasi dan menghasilkan suatu pengerasan dan pertambahan kekuatan [8]. Dengan adanya campuran abu batok kelapa kuat tekan beton meningkat sampai pada campuran abu batok sebanyak 5 gram, namun pada campuran abu batok lebih banyak kuat tekan menurun. Penurunan ini menandakan bahwa semakin banyak porsentase penambahan abu batok kelapa diatas 5 gram maka nilai kuat tekannya semakin menurun. Penurunan ini terjadi karena semakin banyak campuran abu batok kelapa sehingga tidak mampu diikat oleh semen (kapur bebas Ca(OH) 2 ). Reaksi antara kapur, air dan silika dapat dilihat di bawah ini: Ca(OH) 2 + H 2 O + SiO 2 → CSH Dengan adanya senyawa CSH ini dapat meningkatkan kekuatan campuran beton.
Grafik 3. Hasil Uji Kekerasan Beton
Berdasarkan Grafik 3 diperoleh bahwa dengan adanya campuran abu batok kelapa kekerasan beton meningkat sampai pada campuran abu batok sebanyak 5 gram, namun pada campuran abu batok lebih banyak kuat tekan menurun. Kekerasan beton optimal pada abu batok kelapa 5 gram dengan nilai kekerasan 400 Brinnel. Hasil ini berbanding lurus dengan hasil uji
kuat tekan pada beton yaitu kuat tekan optimal pada campuran batok sebanyak 5 gram. Hal ini sesuai dengan teori bahwa kekerasan berbanding lurus dengan kuat tekan material.

## KESIMPULAN
1. Pada pengujian daya serap air beton diperoleh semakin tinggi kandungan abu batok kelapa pada beton maka daya serap air semakin meningkat. Hal ini disebabkan karena abu batok kelapa bersifat pazzolan karena mengandung silika.
2. Pada pengujian uji kuat tekan pada beton diperoleh semakin tinggi kandungan abu batok kelapa maka kuat tekan beton semakin meningkat dan optimal pada kandungan batok kelapa 5 gram  dengan nilai kuat beton rata-rata 31,25 kg/cm² sedangkan beton tanpa campuran abu batok kelapa memperoleh nilai rata-rata 22,5 kg/cm².
3. Pada pengujian uji kekerasan diperoleh semakin tinggu kandungan abu batok kelapa maka kekerasannya meningkat dan mendapatkan nilai tertinggi pada beton campuran abu batok kelapa 5 gram dengan 400 Brinnel. Hasil ini berbanding lurus dengan hasil uji tekan pada beton, semakin keras beton makan uji tekan nya juga akan semakin kuat.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]      Sagel,  R,  Isole,  P  dan  Kusuma,  G,  1994.  Pedoman  Pengerjaan  Beton  Berdasarkan  SKSNI  T-15-1991-33. Cetakan Keempat, Erlangga, Jakarata
[2]  Eva Fitriani dan Harso Kurniawan, 2020, Konsumsi Semen Melonjak, diakses pada tanggal 27 Maret 2021 di https://investor.id/business/konsumsi-semen-melonjak
[3]  Aprianti,  Evi,  Payam,  Shafigh,  Syamsul,  Bahri,  and  Javad,  Nodeh  Farahani.,  2015,  Supplementary Cementitious Materials Origin from Agricultural Wastes- A Review, Construction and Building Materials 74 (April): 176-87
[4]   Alamsyah, Andi Nur, 2005. Virgin coconut oil. Agro media pustaka, Jakarta
[5]   Vignesh Kumar, Aruna devi, Manohari, Maria santha. 2014. Experimental Study on Partial Replacement of Cement  with  Coconut  Shell  ash  in  Concrete.  International Journal  of  Science  and  Research.  Virudhunagar, India
[6]   Sujatmiko, Bambang. 2019. Teknologi Beton dan Bahan Bangunan. Media Sahabat Cendikia, Jakarta
[7]   Tri, Mulyono. 2006. Teknologi Beton. Andi Offset, Yogyakarta
[8]    Mulyati,  S.,  Dahlan,  D.,  &  Adril,  E.  (2012).Pengaruh  Persen  Massa  Hasil  Pembakaran  Serbuk  Kayu  dan Ampas Tebu Pada Mortar Terhadap Sifat Mekanik dan Sifat Fisisnya,4(1), 31–39