## PENGARUH SUBSTITUSI LIMBAH KARBIT TERHADAP KARAKTERISTIK BETON

## Hendra Taufik, Zulfikar Djauhari, Mardani Sebayang, Mahdi Muhandis
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Unversitas Riau Kampus Bina Widya Km. 12,5 Simpang Baru Pekanbaru Riau
E-mail: taufik2701@gmail.com zulfikar@yahoo.com, SebayangM@gmail.com, muhandis22@yahoo.co.id

## Abstrak
Limbah  karbit  merupakan  sisa  dari  reaksi  karbit  terhadap  air  yang  menghasilkan  gas  asitelin  (C2H2)  yang kemudian  dibakar  untuk  menghasilkan  panas  yang  diperlukan  dalam  pengelasan.  Limbah  karbit  merupakan  bahan Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) yang jika tidak diolah akan sangat berbahaya bagi lingkungan. Indutri Bengkel Las di  Kabupaten  Bengkalis  banyak  menghasilkan  B3  ini  sehingga  harus  diolah  dengan  seksama.  Penelitian  ini  bertujuan mengkaji  pemanfaatan  limbah  karbit  sebagai  bahan  substitusi  semen  pada  campuran  beton.  Parameter  yang  dikaji adalah kuat tekan, porositas, absorpsi, dan permeabilitas beton. Persentase limbah karbit yang digunakan adalah sebesar 5%,  10%,  15%,  dan  20%  dari  berat  semen.  Selanjutnya  dilakukan  perbandingan  terhadap  beton  yang  tidak menggunakan limbah karbit. Pengujian dilakukan menggunakan benda uji kubus berukuran 15×15×15 cm dengan total jumlah  sampel  sebanyak  40  sampel.  Delapan  sampel  digunakan  untuk  masing-  masing  variasi  pengujian  kuat  tekan, porositas,  absorpsi,  dan  permeabilitas  dilakukan  pada  beton  berumur  28  hari.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa pemakaian limbah karbit 5% memberikan peningkatan terhadap kuat tekan beton dan memperkecil porositas, absorpsi, dan kedalaman rembesan beton. Kuat tekan  yang diperoleh pada umur 28 hari untuk  variasi pemakaian limbah karbit 0%, 5%, 10%, 15%, dan 20% masing-masing adalah sebesar 22,10 MPa; 25,08 MPa; 18,78 MPa; 18,08 MPa dan 16,01 MPa.  Pengujian  porositas  yang  diperoleh  untuk  masing-masing  variasi  adalah  sebesar  7,48%;  6,81%;  8,09%;  8,80%; dan  10,72%.  Pengujian  absorpsi  yang  diperoleh  untuk  masing-masing  variasi  adalah  sebesar  3,38%;  3,10%;  3,73%; 4,07%; dan 5,06%. Pengujian rembesan yang diperoleh untuk masing-masing variasi adalah sebesar 2,83 cm; 2,63 cm; 3,43 cm; 3,47 cm; dan 8,50 cm.
kata kunci : limbah karbit, substitusi semen, porositas

## PENDAHULUAN
Limbah  karbit  merupakan  sisa  dari  reaksi karbit terhadap air yang menghasilkan gas asitelin (C2H2) yang kemudian dibakar untuk menghasilkan  panas  yang  diperlukan  dalam pengelasan.  Banyaknya  limbah  karbit  yang dihasilkan  oleh  pabrik  las akan  berdampak  buruk bagi  lingkungan  jika  tidak  diolah  dengan  baik seperti  polusi  udara,  meracuni  tanah  dan  air. Berdasarkan  data  yang  diperoleh  (Dewi,  2016) terdapat  beberapa  lokasi  penimbunan  limbah karbit sebesar 300 ton di Batam.
Limbah  karbit  atau  kapur buangan  industri acetilin  digolongkan  dalam  jenis  kapur  padam yang  banyak  mengandung  CaO,  dimana  CaO  ini merupakan  bahan  dasar  dalam  pembuatan  semen sebesar 60%-65% dan bahan dasar lainnya seperti
silika,  alumina,  dan  oksida  besi  (Dermawan, 2013).
Tujuan  penelitian  ini  akan  digunakan  limbah karbit di Bengkalis sebagai bahan substitusi dalam pembuatan beton:
1. Menganalisis  Persentase  optimum  campuran limbah karbit untuk campuran semen.
2. Menganalisis Porositas yang terjadi akibat pemakaian limbah karbit.
3. Menganalisis rembesan maksimum beton akibat limbah karbit.

## Tinjauan Pustaka
Beton  adalah  campuran  antara  semen portland , agregat  halus  (pasir),  agregat  kasar  (batu  pecah),
dan air dengan atau tanpa campuran bahan tambah lain.

## Bahan-bahan Penyusun Beton

## a. Semen
Semen berfungsi untuk merekatkan butirbutir agregat agar terjadi suatu massa yang kompak/ padat dan juga untuk mengisi rongga-rongga di antara butiran agregat. Menurut Mulyono (2013) semen dapat dibedakan berdasarkan susunan kimianya maupun kehalusan butirnya.
Perbandingan  bahan-bahan  utama  penyusun semen portland adalah kapur (CaO) sekitar 60% - 65%, silika (SiO2) sekitar 20% - 25%, dan oksida serta  alumina  (Fe2O3  dan  Al2O3)  sekitar  7%  - 12%.

## b. Agregat Halus
Agregat halus atau pasir diartikan sebagai butiran- butiran mineral yang bentuknya mendekati bulat dengan ukuran butiran lebih kecil dari 4,75 mm atau lolos saringan no. 4 standar ASTM C 33. Persyaratan agregat halus secara umum menurut SII.0052 dalam Mulyono (2013) adalah sebagai berikut.
 Susunan  butir  agregat  halus  mempunyai kehalusan antara 1,5 - 3,8.
 Kadar  zat    organik  yang    terkandung  yang ditentukan  dengan  mencampur  agregat  halus dengan  larutan  natrium  sulfat  (NaSO4)  3% jika  dibandingkan  dengan  warna  standar/ pembanding  tidak  lebih  tua  dari  pada  warna standar
 Butir-butir  halus  bersifat  kekal,  artinya  tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca. Sifat kekal  agregat  halus  dapat  diuji  dengan larutan  jenuh  garam.  Jika  dipakai  natrium sulfat  bagian  yang  hancur  maksimum  10% berat,  sedangkan  jika  dipakai  magnesium sulfat yang hancur maksimum 15% berat.
 Agregat  halus  tidak  boleh  mengandung lumpur lebih dari 5% (terhadap berat kering). Jika  kadar  lumpur  melebihi  5%  pasir  harus dicuci.

## c. Agregat Kasar
Agregat  kasar  adalah  agregat  yang  memiliki ukuran  butiran  antara  5  mm  sampai  40  mm  (SNI Beton,  2002)  atau  yang  tertahan  saringan  no.4 (ASTM C33, 1982) lebih besar atau sama dengan 4,75  mm.  Syarat-syarat  agregat  kasar  adalah sebagai berikut:
 Agregat  kasar  harus  terdiri  dari  butir-butir keras dan tidak berpori. Agregat kasar yang mengandung  butir-butir  pipih  hanya  dapat dipakai,  apabila  jumlah  butir-butir  pipih tersebut  tidak  melebihi  20%  dari  berat agregat  seluruhnya.  Butir-butir  agregat kasar  harus  bersifat  kekal,  artinya  tidak pecah atau hancur oleh pengaruh- pengaruh cuaca.
 Agregat  kasar  tidak  boleh  mengandung lumpur  lebih  dari  1%  (ditentukan  terhadap berat  kering).  Apabila  kadar  lumpur melampaui  1%,  maka  agregat  kasar  harus dicuci.
 Agregat kasar tidak boleh mengandung zat- zat  yang  dapat  merusak  beton,  seperti  zat- zat yang relatif alkali.
 Besar  butir  agregat  maksimum  tidak  boleh lebih  dari  pada  1/5  jarak  terkecil  antara bidang-bidang  samping  cetakan,  1/3  dari tebal  pelat  atau  3/4  dari  jarak  bersih minimum batang- batang tulangan.
d. Air
Air  harus  selalu  ada  di  dalam  beton cair, tidak  hanya  untuk  hidrasi  semen  tetapi  juga untuk mengubah semen menjadi pasta sehingga betonnya  lecak  ( workable ).  Jumlah  air  yang diperlukan untuk kelecakan tertentu tergantung pada  sifat  material  yang  digunakan.  Untuk bereaksi  dengan  semen,  air  hanya  diperlukan hanya  25%  dari  berat  semen  (Dermawan, 2013).
Menurut  SNI  03-2847-2002  syarat  standar air yang digunakan untuk beton adalah:
 Air  yang  digunakan  pada  campuran  beton harus  bersih  dan      bebas  dari  bahan-bahan merusak  yang  mengandung  oli,  asam, alkali,  garam,  bahan  organik,  atau  bahan- bahan  lainnya  yang  merugikan  terhadap beton atau tulangan.
 Air  pencampur  yang  digunakan  pada beton  tidak  boleh  mengandung  ion klorida lebih dari 0,5 gram/ liter.
 Tidak  mengandung  senyawa  sulfat  lebih dari 1 gram/ liter.
 Air yang tidak dapat diminum tidak boleh digunakan  pada  beton,  kecuali  ketentuan berikut terpenuhi :
- Pemilihan  proporsi  campuran  beton harus  didasarkan  pada  campuran
beton  yang  menggunakan  air  dari sumber yang sama,
- Hasil pengujian pada umur 7 dan 28 hari  pada  benda  uji  yang  dibuat  dari adukan  dengan  air  yang  tidak  dapat diminum, harus mempunyai kekuatan  sekurang-kurangnya  sama dengan 90% dari  kekuatan benda uji yang  dibuat  dengan  air yang  dapat diminum.

## d. Limbah Karbit
Limbah    karbit    adalah    sisa    dari  reaksi karbit  terhadap  air  yang  menghasilkan  gas asitelin (C 2 H 2 ). Limbah karbit yang digunakan  dalam  penelitian  diperoleh  dari bengkel  las  yang  terletak  di  jalan  delima, Pekanbaru.  Dilakukan  pengujian  senyawa kimia yang terkandung dalam limbah karbit di Balai Penyelidikan dan Pengembangan Teknologi
Kegunungapian
Yogyakarta.
Pengujian  menunjukkan  bahwa  limbah  karbit banyak  mengandung  CaO  sebesar  46,79%. Komposisi  kimia  limbah  karbit  dapat  dilihat pada Tabel 1 sebagai berikut:

## Tabel 1. Hasil analisa Limbah Karbit
Komposisi Kimia Persen Berat (%) CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO HD/LOI 46,79 13,25 0,98 0,22 0,08 29,58 Sumber : BPPTK, Yogyakarta 2014

## Sifat-sifat mekanis pada beton
a. Kuat Tekan (SNI 03-1974-1990)
Kuat  tekan  beton  (f’c)  adalah kemampuan beton  untuk  menerima  gaya  tekan  per satuan luas, walaupun dalam beton terdapat tegangan  tarik  yang  kecil  diasumsikan bahwa  semua  tegangan  tekan  di  dukung oleh beton tersebut (Ade, 2014).
Kekuatan tekan beton merupakan karakteristik  sifat  mekanik  dari  beton,  dapat dihitung  dengan  Persamaan  (1)  sebagai berikut:
f’c=                                                       (1)
dengan:
f’c = kuat tekan beton (MPa) P = beban maksimum (N) 2 A = luas tertekan benda uji (mm )

## b. Permeabilitas (SK SNI S-36-1990-03)
Kekedapan    adalah      kemampuan  beton  untuk menahan  masuknya  air  kedalam  beton.  Beton yang baik adalah beton yang memiliki kekedapan air yang tinggi (permeabilitas kecil). Permeabilitas  beton  adalah  kemampuan  beton untuk dapat meloloskan air.
Tingginya  permeabilitas  dapat  terjadi  karena adanya  rongga-rongga  udara  yang  terdapat  pada beton. Rongga-rongga tersebut dikarenakan adanya gelembung-gelembung udara yang tersekap saat proses pemadatan atau ruangan yang ditinggalkan  disebabkan  oleh  penguapan air  yang berlebihan.
c. Porositas dan absorpsi (ASTM C-642-90)
Absorpsi adalah suatu proses  penyerapan air oleh pori-pori ruang suatu material kontruksi. Pori-pori kecil menyebabkan daya lekat antar butiran tinggi dan  penyerapan  airnya  lebih  sedikit,  sehingga kuat  tekan  yang  dihasilkan  tinggi.  Nilai  absorpsi beton  menunjukkan  tingkat  penyerapan  air  oleh pori ruang suatu beton.
Porositas adalah perbandingan antara volume pori dengan  volume  material  total  (volume  air  jenuh), besarnya porositas tergantung dari material bahan kontruksi.  Beton  dengan  pori-pori  yang  kecil memiliki  kepadatan  yang  tinggi,  sehingga  daya lekat  antar  butiran  tinggi  dan  menyebabkan  kuat tekan  yang  dihasilkan  tinggi.  Nilai  porositas menunjukkan tingkat kepadatan butiran pori pada suatu beton.

## METODE PENELITIAN
Pengujian beton dilakukan dengan membandingkan  campuran  beton  normal  dengan beton  yang  ditambahkan  dengan  limbah  karbit. Perbandingan  komposisi  karbit  dimulai  dari  5%, 10%,  15%  dan  20%.  Masing-masing  benda  uji dibuat  sebanyak  5  benda  uji,  dengan  total keseluruhan benda  uji  yakni 40 sampel. 25 benda uji  dipakai  untuk  uji  kuat  tekan,  absorpsi,  dan
porositas.  Sedangkan  15  benda  uji  dipakai  untuk tes permeabilitas.
Penelitian ini diawali dengan  pengujian karakteristik bahan dasar material beton.
a. Agregat Kasar
 Pemeriksaan  berat  jenis absorpsi
 Pemeriksaan berat volume
 Pemeriksaan kadar air
 Pemeriksaan analisa saringan
 Pemeriksaan keausan
b. Agregat halus
 Pemeriksaan  berat  jenis absorpsi
 Pemeriksaan berat volume
 Pemeriksaan kadar air
 Pemeriksaan analisa saringan pemeriksaan kadar lumpur
Selanjutnya  dilakukan  perencanaan  mix design    beton    menggunakan    metode    DoE, pembuatan  benda  uji,  dan  perawatan  dengan kuat  tekan  rencana  f’c  20  MPa  pada  umur perawatan 28 hari. Setelah umur beton  mencapai  28  hari,  dilakukan  pengujian slump, kuat tekan, porositas, absorpsi, dan permeailitas pada beton.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Slump
Pengujian  slump  dilakukan  setelah campuran keluar dari molen pengadukan yang bertujuan  untuk  mengetahui  kelecakan  dari campuran  tersebut.  Hasil  pengujian  slump untuk  masing-masing  persentase  limbah karbit dapat dilihat pada Gambar 1 berikut.
Gambar 1. Hubungan slump beton terhadap persentase

## limbah karbit
porositas.  Sedangkan  15  benda  uji  dipakai  untuk
Penelitian ini diawali dengan  pengujian karakteristik bahan dasar material beton.
jenis  dan Pemeriksaan berat volume Pemeriksaan analisa saringan jenis dan Pemeriksaan berat volume

## Pemeriksaan analisa saringan
ar lumpur
Selanjutnya  dilakukan  perencanaan  mix design    beton    menggunakan    metode    DoE, pembuatan  benda  uji,  dan  perawatan  dengan kuat  tekan  rencana  f’c  20  MPa  pada  umur
Setelah umur beton  mencapai  28  hari,  dilakukan  pengujian at tekan, porositas, absorpsi, dan
Pengujian  slump  dilakukan  setelah campuran keluar dari molen pengadukan yang bertujuan  untuk  mengetahui  kelecakan  dari campuran  tersebut.  Hasil  pengujian  slump masing  persentase  limbah karbit dapat dilihat pada Gambar 1 berikut.
Gambar 1. Hubungan slump beton terhadap persentase

## b. Kuat Tekan
Kuat  tekan  beton  tergantung  pada  sifat bahan  dasar  material  pembentuk,  nil perbandingan  bahan,  cara  pengadukan,  cara pemadatan serta cara perawatan selama proses pengerasan.  Dari  pengujian  hasil kuat tekan beton  didapat  nilai  kuat  tekan  rata dapat dilihat pada Gambar 2 di bawah ini.

## Gambar 2. Hubungan kuat tekan beton terhadap persentase limbah karbit
Kuat  tekan  beton  dengan  5%  limbah  karbit mengalami  peningkatan  kuat  tekan  rata sebesar  25,08  MPa.  Peningkatan  nilai  kuat  tekan rata-rata  beton  pada  substitusi  5%  limbah  karbit terjadi  karena  senyawa  Ca(OH) dari  campuran  air  dengan  kalsium  silikat  pada semen  bereaksi  dengan  SiO limbah karbit menghasilkan kalsium silikat hidrat yang  berfungsi  sebagai  perekat  dalam  beton. Penurunan kuat tekan beton terjadi pemakaian  limbah  karbit  5%  dari  berat  semen. Sisa limbah karbit yang tidak habis ini merupakan bahan kapur tohor (CaO) yang karbit.

## c. Porositas
Dari  hasil  pengujian  porositas  beton  didapat grafik perbandingan antara porositas beton persentase  limbah  karbit  yang  ditunjukkan  pada Gambar 3 berikut ini.
Kuat  tekan  beton  tergantung  pada  sifat-sifat bahan  dasar  material  pembentuk,  nilai perbandingan  bahan,  cara  pengadukan,  cara pemadatan serta cara perawatan selama proses pengerasan.  Dari  pengujian  hasil kuat tekan beton  didapat  nilai  kuat  tekan  rata-rata  yang dapat dilihat pada Gambar 2 di bawah ini.

## Hubungan kuat tekan beton terhadap persentase limbah karbit
Kuat  tekan  beton  dengan  5%  limbah  karbit mengalami  peningkatan  kuat  tekan  rata-rata sebesar  25,08  MPa.  Peningkatan  nilai  kuat  tekan rata  beton  pada  substitusi  5%  limbah  karbit senyawa  Ca(OH)2  yang  dihasilkan dari  campuran  air  dengan  kalsium  silikat  pada semen  bereaksi  dengan  SiO2  yang  berasal  dari limbah karbit menghasilkan kalsium silikat hidrat yang  berfungsi  sebagai  perekat  dalam  beton. Penurunan kuat tekan beton terjadi setelah variasi pemakaian  limbah  karbit  5%  dari  berat  semen. Sisa limbah karbit yang tidak habis ini merupakan bahan kapur tohor (CaO) yang karbit.
Dari  hasil  pengujian  porositas  beton  didapat grafik perbandingan antara porositas beton dengan persentase  limbah  karbit  yang  ditunjukkan  pada
Gambar 3. Hubungan porositas beton terhadap persentase limbah karbit
Nilai  porositas  beton  dengan  0%  limbah karbit  diperoleh  sebesar  7,48%  dan  terjadi penurunan dengan 5% limbah karbit dengan nilai 6,81%. Pemakaian  10%,  15%,  20%  limbah karbit mengakibatkan  terjadinya  peningkatan  porositas dengan  nilai  rata-rata  berturut-turut  8,09%, 8,80%, dan 10,72%. Hal ini dikarenakan semakin meningkatnya
daya lekat beton yang mengakibatkan  berkurangnya  pori-pori  pada beton.

## d.  Absorpsi
Dari  hasil  pengujian  absorpsi  beton didapat  grafik  perbandingan  antara  absorpsi beton  dengan  persentase  limbah  karbit  yang ditampilkan pada Gambar 4 berikut ini.
Gambar 4. Hubungan absorpsi beton terhadap persentase limbah karbit
Nilai  absorpsi  beton  dengan  0%  limbah karbit  diperoleh  sebesar  3,38%  dan  terjadi penurunan dengan 5% limbah karbit dengan nilai 3,10%.  Penurunan  nilai  absorpsi  terjadi  seiring dengan  porositas  yakni  semakin  kecil  porositas, semakin kecil pula nilai absorpsinya.

## e.  Permeabilitas
Dari hasil pengujian rembesan beton didapat  grafik  perbandingan  antara  rembesan beton  dengan  persentase  limbah  tidak  aktif  dari limbah  karbit  yang  dapat  dilihat  pada  Gambar  5 berikut ini.

## Gambar 5. Hubungan Rembesan beton terhadap persentase limbah karbit
Nilai  rembesan  beton  terkecil  terdapat  pada substitusi  limbah  karbit  5%  dan  tertinggi  pada substitusi  20%.  Hal  ini  disebabkan  pada substitusi  limbah  karbit  5%  menimbulkan  pori- pori  yang  lebih  kecil  sehingga  sulit  untuk ditembus  oleh air.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  pengujian  dan  pembahasan yang  dilakukan    terhadap  beton dengan pemakaian  limbah  karbit  sebagai  substitusi semen,  maka  dapat  diambil  kesimpulan  sebagai berikut.
1. Nilai  kuat  tekan  optimum  terjadi  pada penambahan  persentase  limbah  karbit  5% yakni  sebesar  25,08  MPa  dibandingkan dengan  0%  limbah  karbit  sebesar  22,10
MPa.
2. Beton  dengan  pemakain  limbah  karbit  5% mengalami    penurunan    porositas  dengan nilai  rata-rata  sebesar  6,81%  dibandingkan dengan  nilai  0%  limbah karbit  dengan  nilai rata-rata  7,48%.  Pemakaian  10%,  15%, 20% limbah karbit mengakibatkan terjadinya  peningkatan  porositas  dengan nilai rata-rata  berturut-turut  8,09%,  8,80%, dan  10,72%.  rata  3,38%.  Penurunan  nilai absorpsi  terjadi  pada  penggunaan  limbah

## karbit.
3. Beton dengan penggunaan limbah karbit 20%  mengalami  rembesan maksimum sebesar  8,50  cm.  Rembesan  akan meningkat seiring dengan kenaikan pada porositas beton.

## SARAN
1. Perlu penelitian lebih lanjut dengan persentase  limbah  karbit  yang  lebih  kecil agar  mendapatkan  nilai  persentase  yang lebih teliti.
2. Perlu  dilakukan  penelitian  lebih  lanjut terhadap  pengaruh  substitusi  limbah  karbit terhadap  durabilitas  beton.
3. Perlu  dilakukan  penelitian  lebih  lanjut dengan  penambahan  limbah  karbit  tanpa mengurangi komposisi semen untuk
membandingkan  pengaruh  antara  substitusi dengan  penamabahan  limbah  karbit  yang bertujuan untuk
memaksimalkan pemanfaatan limbah karbit.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  sedalam  dalamnya  kepada Bengkel  Las  Bengkalis  dan  semua  pihak  yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang telah membantu terlaksananya penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
______.  2014. Hasil  Analisa  Kimia  Limbah Karbit. Yogyakarta:  Balai  Penyelidikan  dan Pengembangan  Teknologi  Kegunungapian Yogyakarta . ______. 1990. SK  SNI  S-36-1990-03 Spesifikasi Beton  Bertulang Kedap Air. Jakarta:
Departemen Pekerjaan Umum. ______. 2002. SNI 03-2847-2002 Tata   Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung . Bandung: Badan Standar Nasional.
Ade,  S.  2014. Studi  Tegangan  Tarik  Beton . Yogyakarta: Penerbit Andi Dermawan,  K.  2013. Studi  pemanfaatan  limbah karbit  dan  Fly  ash  untuk  campuran  beton siap  pakai .  Jurusan  Presipitasi  Fakultas Teknik. Semarang: Universitas Diponegoro.
Dewi, NR. 2016. 34 Studi pemanfaatan limbah B3 Karbit dan Fly Ash. Jurnal Undip Mulyono,  T. 2013. Teknologi  Beton .  Yogyakarta: Penerbit Andi.