## ANALISIS KUAT TEKAN, KUAT TARIK DAN SIFAT FISIS SEMEN ORGANIK TERBUAT DARI BAHAN LIMBAH DAUR ULANG
Muhammad Syarif
Dosen Prodi Arsitektur, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar Email: muhsyarif00@gmail.com.

## ABSTRAK
Semen  organik  merupakan  semen  alternatif  terbaru  selain  semen  portland,  dibuat  dari  mendaur  ulang sampah  organik,  limbah  batu  bara  berupa  fly  ash  dan  bottom  ash  serta  mensubtitusi  tanah  mediteran dan tanah liat. Penelitian ini sebagai langkah kebijakan dalam  penyelamatan lingkungan. Pengujian kuat tekan  dan  kuat  tarik  belah  beton  silinder  menggunakan  semen  organik  dan  sebagai  pembandingnya menggunakan semen portland melalui metode water curing dan dry curing pada umur 3,7,14,21 dan 28 hari. Hasil uji tekan beton menggunakan semen organik diperoleh  8,52 MPa pada metode water curing dan 14,52 MPa pada metode dry curing, sedang pada beton yang  menggunakan semen portland yaitu 22,37 MPa pada metode water curing dan 19,71 MPa pada metode dry curing. Hasil uji kuat tarik belah menggunakan semen organik  pada umur beton 28 hari mencapai 0,96 MPa pada metode water curing dan  1,22  MPa  pada  metode  dry  curing.  Adapun  yang  menggunakan  semen  portland  yaitu    2,03  MPa pada  metode  water  curing  dan  2,03  MPa  pada  metode  dry  curing.  Hasil  uji  fisis  berat  jenis  semen organik adalah 3,01 gr/ml sedang untuk semen portland adalah  3.16 gr/ml.  Berat jenis semen organik 3,05 gr/ml dan berat jenis semen portland yaitu 3,15 gr/ml.  Kehalusan butiran semen organik  yang lolos pada ayakan 200 mesh sebanyak 56%, lebih halus dari semen portland yaitu  52%. Berat padat semen organik 1200 kg/m 3 lebih ringan dari semen portland yang mencapai 1250 kg/m 3 . Waktu ikat awal semen organik  adalah  105  menit  dan  waktu  ikat  akhir  semen  organik  adalah  ke  225.  Untuk  semen  portland waktu ikat awalnya adalah 90 menit sedang waktu ikat akhirnya mencapai 180 menit.
Kata kunci: semen organik; semen portland; tanah mediteran; sampah organik.

## PENDAHULUAN
Bahan  alternatif  yang  sedang  menjadi perhatian  dewasa  ini  adalah  pemanfaatan limbah-limbah  industri  dan  limbah  rumah tangga sebagai salah satu langkah penyelamatan  lingkungan.  Limbah  industri maupun  limbah  rumah  tangga  untuk  bahan campuran pembuatan suatu bahan bangunan dan diharapkan  mampu mencapai spesifikasi yang  layak  sebagaimana  layaknya  jenis material yang telah dipergunakan sebelumnya.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  penyela matan  lingkungan  dari  penumpukan  limbah sampah  yang  tidak  memberikan  banyak konstribusi  dalam  kehidupan  masyarakat selama  ini  dan  sekaligus  sebagai  usaha penemuan bahan bangunan alternatif terbarukan. Kebutuhan bahan bangunan perlu disikapi  dengan  melakukan  penelitian  untuk pemanfaatan dan penemuan bahan bangunan  yang  mampu  menjadi  bahan alternatif.  Kajian  ekperimental  yang  telah dilakukan  serangkaian  dengan  hal  tersebut adalah  mensubtitusi  tanah  mediteran  dengan
limbah  melalui  sistim  daur  ulang  sampah organik  yaitu  limbah  sampah  rumah  tangga, limbah  batu  bara  berupa  fly  ash  dan  bottom ash,    serta  tanah  mediteran  dan  tanah liat/ clay menjadi  semen  organik,  yaitu  semen alternatif terbaru selain semen portland.
Kota  makassar    telah  memproduksi sampah  sebesar    4.000  m³  per  hari (Oktovianus,  2015).  Sampah  dari  hari  kehari semakin  meningkat  produksinya  sejalan dengan pertumbuhan penduduk yang semakin  meningkat  (Umar,    2009).  Dengan melalui proses pembakaran, sampah organik akan menjadi abu yang mengandung  unsur    SiO2  sebanyak  23%- 46%,  Al2O3  sebanyak  13%-29%  dan  CaO sebanyak  12%-31%  (Priyatna,  2009).  Dalam mempermudah  penguraian  sampah  organik dan  anorganik  maka  peran  masyarakat sangat dibutuhkan (Wompere, 2012).
Meningkatnya  produksi  sampah  maka secara berangsur-angsur memberikan dampak  negatif  terhadap  lingkungan  dan penduduk (Waryono, 2009). Tingginya volume  sampah  sehingga  dipandang  perlu
umtuk  melakukan  pengelolaan (Suarna, 2008).
Peningkatan  kebutuhan  akan  perumahan maupun infrastruktur secara otomatis menuntut  kebutuhan  akan  bahan  bangunan yang  semakin  meningkat  pula.  Peningkatan akan  kebutuhan  bahan  bangunan  harus disikapi  dengan  pemanfaatan  dan  penemuan bahan  bangunan  yang  mampu  memberikan alternatif. (Syarif Muhammad,  dkk, 2017).
Semen  organik  merupakan  semen  alternatif terbaru  selain  semen  portland yang merupakan  kajian  ekperimental  yang  telah dilakukan  sebagai  bentuk  pemanfaatan  daur ulang  sampah  organik,  limbah  fly  ash,limbah bottom  ash  dan  subtitusi  tanah  mediteran serta tanah liat (Syarif Muhammad,  2017).
Semen  yang  mengandung  unsur  mineral sebagai  pengganti  sebagian  semen  Portland dikenal  sebagai  semen  komposit,  semen campuran  atau  semen  alternatif.  Komponen mineral  yang  ditambahkan  disebut  mineral tambahan yang bersifat reaktif dan berkontribusi  terhadap  proses  hidrasi  proses. Terak  atau  fly  ash  paling  banyak  digunakan serta  tambahan  mineral  lainnya  berupa pozzolans  alami  dan microsilica/silica  fume (Winter B Nicholas, 2014).
Nilai  kuat  tarik  lentur  terbesar  pada  beton umur  14  hari  dengan    penambahan  abu ampas  tebu  sebanyak  5%  maka  beton  akan memiliki  kuat  tarik  lentur  sebesar  6.221  MPa atau  mengalami  kenaikan  kekuatan  2.45% dari beton tanpa menggunakan tambahan abu ampas tebu (Gerry Phillip Rompas dkk, 2013). Penggunaan  fly  ash  jenuh  merupakan  salah satu cara untuk mengurangi penguapan tinggi dalam proses hidrasi terhadap       kepadatan semen  dalam  beton  (Victor  Sampebulu, 2012).
Tanah  mediteran  adalah  tanah  yang  sifatnya tidak subur dan yang terbentuk dari pelapukan batu kapur yang memiliki kandungan  kalsium  dan  magnesium,  jenis tanah  mediteran  tidak  banyak  memberi keuntungan    untuk  pertanian  namun  jenis tanah  ini  sangat  baik  digunakan  untuk  bahan bangunan. (Sanico Maria, 2012).
METODE PENELITIAN
Pengukuran  nilai  kuat  tekan  dan  nilai kuat tarik belah beton silinder pada pengujian ini  menggunakan  metode  water  curing  dan metode  dry  curing  terhadap  beton  benda  uji yang berbentuk silinder dengan  ukuran tinggi 20  cm  dan  diameter    10  cm.  Pengujian  kuat tekan  beton  dilaksanakan  pada  umur  benda uji 3 hari, 7 hari, 14 hari, 21 hari, dan 28 hari sedang  untuk  pemeriksaan  kuat  tarik  belah pada  umur  benda  uji  28  hari.  Jumlah  benda uji  kuat  tekan  untuk  beton  menggunakan semen  organik  maupun  untuk    semen portland  masing-masing  dibuat  15  buah. Sedang  untuk    pengujian  kuat  tarik  belah masing-masing  sebanyak  2  buah.  Pengujian dilakukan dengan  menggunakan alat Universal  Testing  Machine  (UTM).  Uji  kuat tekan  berdasarkan  ASTM  C  39/C39M-05. Untuk membentuk konsentrat semen organik, semua  bahan  utama  dikompositkan  dan dibakar hingga suhu 1400 0 C.

## A                               B

## C                                D

## E
Gambar 1. Tanah Mediteran (A), Sampah Organik (B),      Tanah  Liat  (C),    Fly  ash    (D), Bottom Ash  (E)

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Konsentrat  semen  organik  dibentuk dengan memanfaatkan substitusi bahan alami berupa  tanah  mediteran  dan  daur  ulang
limbah organik yang merupakan limbah rumah tangga,  fly  ash,  bottom  ash  dan  tanah  liat. Dalam  melakukan  pengujian  kuat  tekan ( compressive  strength )  dan  pengujian  kuat tarik  belah ( splitting test ) maka beton silinder sebagai  sampel  uji  memiliki  variabilitas karakteristik  yang  sangat  mempengaruhi kekuatan  yang  terbentuk  pada  beton  saat dilakukan  pengujian  kekuatan  terhadap  daya dukung tekan dan tariknya.
Kuat  tekan  beton  adalah  besarnya  beban persatuan  luas  yang  menyebabkan  benda  uji beton hancur bila dibebani dengan gaya tekan tertentu, yang dihasilkan oleh mesin tekan.
Uji Kuat Tekan ( Compressive Strength )
Hasil pengujian kuat tekan silinder beton yang  menggunakan  semen  portland  pada metode  water  curing  menghasilkan  22,37 MPa  sedang  untuk  metode  dry  curing menghasilkan 19,71 MPa. Untuk beton semen organik  pada metode  perawatan  water  curing menghasilkan  8,52  MPa  sedang  untuk metode  dry  curing  menghasilkan  14,52  Mpa. Gambar  2  merupakan  grafik  hasil  pengujian kuat tekan ( compressive strength ) .
Gambar  2. Grafik  perbandingan  hasil  uji  kuat tekan  beton  menggunakan  semen organik  dan  yang  menggunakan semen portland
Besarnya  nilai  kuat  tekan  benda  uji  yang dihasilkan  dihitung  dengan  acuan  standar normatik  menggunakan  rumus  sesuai  ASTM C-39/39M-05  dan  SNI  03-6815-2002  dengan rumus :
=       P   (kg/cm²)
A (1)
Dengan :
=  Tegangan  tekan  karakteristik beton (kg/cm²),
P  =   Gaya tekan  (Kg)
A  =    Luas    penampang  bidang  tekan silinder beton (cm²).
Gambar  3  merupakan  proses  pengujian  kuat tekan  beton  silinder  yang  menggunakan semen  organik  dan  yang  menggunakan semen portland.

## Gambar  3. Proses  pengujian  kuat  tekan  beton silinder
Uji Kuat Tarik Belah ( Tensile Spliting Test )
Perlakuan  uji  kuat  tarik    belah  atau tensile  splitting  cylinder  test .    yang  menyatakan ukuran  ketahanan  material  terhadap  tekanan mekanis  dan  tekanan  panas  (thermal  stress). Dalam    pengujian  kuat  tarik  belah  silinder dinyatakan  bahwa  kekuatan  tarik  beton  (ft) biasanya  berkisar  0,05  sampai  0,1  dari  nilai kuat tekannya (Munaf Rezaldy Dicky, 2011).
Besarnya nilai kuat tarik belah benda uji yang dihasilkan  dihitung  dengan  menggunakan rumus    berdasarkan  acuan  normatif  dari ASTM  C-496-965  dan  SNI  03-2491-2002 sebagai berikut :
Kuat Tarik Belah  f ct  = 2 x P LD (2)
Dengan:   fct  = Kuat tarik-belah (MPa),
P  =  Beban uji maksimum (N) L  =  Panjang Benda Uji  (mm)
D  = Diameter  benda uji (mm)
Kuat  tarik  belah  yang  menggunakan  semen portland  dengan  metode  perawatan  water curing  menghasilkan  2,03  MPa  sedang  yang menggunakan  semen  organik  adalah  0,96 MPa. Gambar 4 merupakan grafik perbandingan  kuat  tarik  metode  water  curing pada  sampel  beton  yang  menggunakan semen  organik  dan  yang  menggunakan semen portland.
Gambar  4. Grafik  perbandingan  kuat    tarik  beton silinder metode water curing
Kuat  Tarik  belah  pada  metode  dry  curing menghasilkan  1,59  Mpa  untuk  beton  yang menggunakan  semen  portland  dan  1,22  MPa untuk  beton  yang  menggunakan  semen organik. Gambar 5 adalah grafik perbandingan kuat tarik beton silinder metode dry curing.
Gambar  5. Grafik  perbandingan  kuat    tarik  beton silinder metode dry curing

## Kehalusan butiran
Semakin halus semen, maka permukaan  butirannya  akan  semakin  luas sehingga  persenyawaannya  dengan  air  akan semakin  cepat  dan  membutuhkan  air  dalam jumlah yang besar pula.
Nilai  kegemburan/kehalusan  untuk  semen organik  yang  lolos  pada  ayakan  200  mesh sebanyak  56  %  dengan  berat  padat  1200 kg/m 3 sedang untuk semen portland sebanyak 52% dengan berat padat 1250 kg/m 3 . Menurut Kimberly  Kurtis  (2010),  bahwa  berat  jenis ( specific gravity ) semen portland sebesar 3,15
gr/ml.  Dari  hasil  penelitian  ini  diperoleh  berat jenis semen organik sebesar 3,05 gr/ml.
Gambar  6  A  adalah  proses  pengujian kehalusan  semen  organik.  Gambar  6  B merupakan  proses  pengukuran  berat  jenis semen organik.
A B
Gambar 6. Proses pengujian kehalusan dan berat jenis semen organik

## Waktu ikat
Semen sebagai perekat hidrolis memiliki sifat  mengikat  air  sehingga  semen  akan mengeras  apabila  senyawa  yang  terkandung didalamnya  telah  bereaksi  dengan  air.  Waktu ikat  adalah  waktu  yang  diperlukan  semen untuk  mengeras  terhitung  dari  mulai  bereaksi dengan  air  dan menjadi  pasta semen, hingga pasta  semen  cukup  kaku  untuk  menahan tekanan  sebagaimana  yang  ditunjukkan  pada gambar    7.  Waktu  ikat  semen  dibedakan menjadi 2 yaitu :
waktu pengikatan awal (initial setting)
Pengujian  waktu  pengikatan  awal (initial setting) semen portland    diuji  dengan metode jarum  vicat  diameter  1  mm  yang  menembus pasta  semen  sedalam  24  mm  terjadi  pada menit ke-90 setelah jarum tersebut dilepaskan.  Kadar  air  yang  digunakan  untuk pengujian  pengikatan  adalah  kadar  air konsistensi normal (25%). Pengujian konsistensi  normal  mengacu  pada  ASTM  C- 187-04.  Waktu  ikat  awal  semen  organik dengan  metode  jarum  vicat  diameter  1  mm yang  menembus  pasta  semen  sedalam  25 mm  berlangsung  pada  menit  ke-105  setelah jarum  tersebut  dilepaskan.  Kadar  air  yang digunakan  untuk  pengujian  pengikatan  awal semen  organik  adalah  kadar  air  konsistensi normal (37 %).Menurut standar ASTM C-191-
04  dan  ASTM  C-191-08,  waktu  pengikatan awal tidak boleh kurang dari 45 menit.

## Waktu pengikatan akhir (final setting).
Pengujian  waktu  pengikatan  akhir (final setting) semen portland berada pada menit ke 180,  sedang  untuk  semen  organik  berada pada menit ke 225.  Menurut standar SNI 03- 6827-2002 waktu pengikatan akhir tidak boleh lebih dari 375 menit.
Gambar 7. Grafik waktu ikat awal dan akhir
Gambar  8  merupakan  silinder  beton yang  dibuat  dari  konsentrat  semen  organik dan  semen  portland.  Pada  gambar  tersebut juga    menunjukkan  proses  pengukuran  suhu dan  berat  benda  uji.  Dalam  pengujian  ini menggunakan  pembanding  sampel  beton yang  bahan  utamanya  menggunakan  semen portland .
A B
C D
Gambar  8.  Pengukuran  suhu  beton  silinder dengan  semen  organik    (A), Pengukuran berat beton  silinder dengan semen  organik  (B), Silinder  beton  semen  organik hasil    uji  tarik  belah  (C),  Silinder beton  semen  portland    hasil  uji tarik belah (D)

## SIMPULAN
Dari  hasil  pengujian  kuat  tekan  dan kuat tarik belah beton silinder yang menggunakan konsentrat semen organik telah diperoleh  indikasi  kemampuan  menahan beban tekan dan tarik serta memiliki sifat fisis yang  menyerupai  kemampuan  daya  dukung pada beton semen portland meskipun kemampuan daya tahan semen organik masih berada  dibawah  daya  tahan  semen  portland yang dalam hal ini digunakan sebagai sampel pembanding. Adapun hasil pengujian sifat fisis yang  dimiliki  semen  organik  berdasarkan kajian  empiris  adalah  mendekati  acuan normatif  pada  Standar  Nasional  Indonesia (SNI) dan ASTM.
Untuk memperoleh pendekatan kelayakan  yang  lebih  maksimal  terhadap semen organik sebagai semen alternatif maka dipandang  perlu  untuk    melakukan  kajian eksperimental  lanjutan  agar  kualitas  semen organik  dapat  sesuai  yang  diharapkan berdasarkan acuan American Standard Testing  And  Material  (ASTM) dan  Standar Nasional Indonesia (SNI).

## DAFTAR PUSTAKA
American  Society  for  Testing  and  Material/ASTM.  (2006). Designation  C  187-04 Standard  Test  Normal Consistency Of Hydraulic Cement. Copyright ASTM, PA19428-2959 United states.
American Society for Testing and Material, (ASTM), Designation C 39/C39M-05, Standard Test Methods For Compressive  Strength  Of  Cylindrical  Concrete  Specimens,  Licensee  Purdue  University/ 5923082001, 2009 06/25/2009.
American Society for Testing and Material, (ASTM), Designation C 496//C966M-17, Standard Test Methods For  Splitting  Tensile  Strength  Of  Cylindrical  Concrete  Specimens,  Licensee  Purdue University/5923082001, 2009 06/25/2009.
American  Society  for  Testing  and  Material/  ASTM.  (2008). Designation  C  191- 04,”Standard  Test  Methods For Time Of Setting Of Hydraulic Cement by Vicat Needle”. P 1-10, Current Edition Approved, June 1, 2008. Published July 2008. Annual book Of ASTM Standards, Vol 14.01
American  Society  for  Testing  and  Material/ASTM.  (2008). Designation  C  191- 08,”Standard  Test  Methods For Time Of Setting Of Hydraulic Cement by Vicat Needle”. P 1-8, Current Edition Approved, June 1, 2008. Published July 2008. Annual book Of ASTM Standards, Vol 14.01
Standar  Nasional  Indonesia,  SNI  03-6827-2002.  Metode  Pengujian  Waktu  Ikat  Awal  Semen  Portland Dengan Menggunakan Alat Vicat.
Standar Nasional Indonesia,(1990). SNI 03-6815-2002. Metode Pengujian Kuat Tekan Beton Standar Nasional Indonesia,(2001). SNI 03-2491-2002. Metode Pengujian Kuat Tarik Belah Beton Gerry Phillip Rompas, dkk. Jurnal Sipil Statik Vol.1 No.2, hal (82-89). ISSN 2337-6732 (Januari 2013). Munaf Rezaldy Dicky, dkk (2011). Buku “Material Semen dan Beton” Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, Penerbit Institut Teknologi Bandung (ITB).
Priyatna  dalam  Edi  Hartono.  (2009).  Penggunaan  Campuran  Abu  Sampah  Organik  dan  Limbah  Karbit sebagai Bahan Pengganti Semen pada Mortar.  Universitas Sumatra Utara Vol. 12, No.1, 86-91.
Sampebulu’  Victor.  (2012).  “ Influence  Of  High  Temperature  On  The  Workability  Of  Fresh  Ready-Mixed Concrete ” ITB  Engineering, Vol. 44, No. 1,  2012, 21-32 ISSN 1978-3051.
Syarif  Muhammad et  al .,  (2017). “A  study  Of  Cement  Made From  Recycled  Gerbage  Materials  Compared With Portland Cement” .  The  Third  International  Cenference  on  Sustainable  Infrastructure  and  Built Environment (SIBE-2017) in Institut Teknologi Bandung (ITB), held on September 26-27-2017.
Syarif  Muhammad,  (2017). “Karakteristik Sampah Organik dan Tanah Mediteran Menjadi Semen Organik”. Prosiding  Vol  2,  ISBN  978-602-60662-3-7,  MTR  23-29.  Konferensi  Nasional  Teknik  Sipil 11 (KONTEKS-11) di Universitas Tarumana-gara Jakarta, tgl 26-27 Oktober 2017.
Winter B Nicholas. “Understanding Cement, Low Concrete Strenght, Ten Potential Cement-Related Causes” Copyright WHD Microanalysis Consultan Ltd.  United Kingdom (2014)
Wompere  Marten. (2012).  ”Butuh  Regulasi  Pengelolaan  Sampah”.  Diakses  dari  http://www. jurnas.com/halaman/ 16/2012-01-13/195452.
Kurtis  Kimberly,  (2010). Tests  on  Portland  Cement. School  of  Civil  Engineering  Georgia  Institute  of Technology Atlanta, Georgia. (book, page 1-27).
Sanico  Maria, 2012. “Tanah Mediteran”  http:// laptopchep.blogspot.co.id/2012/01/tanah -mediteran.
Oktovianus,  (2015).  Pengelolaan  Sampah  di  Kota  Makassar  Dengan  Bank  Sampah.  http://artikel- opiniku.blogspot. co.id/2015 /08/pengelolaan sampah di kota makassar .html.
Suarna,  I  Wayan.(2011). “Model  Penanggula-ngan  Masalah  Sampah  Perkotaan  dan  Pedesaan”.  Pusat Penelitian  Ilmiah  Lingkungan  Hidup  Universitas  Udayana.  Dies  Natalis  2008  Universitas  Udayana, diakses dari http://www.dies.unud.ac.id/wp
Umar,  Ibnu. (2009). “Pengelolaan Sampah Secara Terpadu Diwilayah Perkotaan”. Artikel Nasional, diakses diakses  dari;https://  uwityangyoyo.  wordpress.  com/2009/04/05  /pengelolaan-sampah-secara- terpadu-di-wila-yah- perkotaan.
Waryono,Tarsoen. (2009)  “Konsepsi  Pena-nganan  Sampah  Perkotaan  Secara  Terpadu  Berkelanjutan”. Kumpulan  Makalah  periode  1987-2008,  https://staff.blog.ui.  ac.id/tarsoen.waryono/files/2009/12/46- konsepsi-penanga-nan-sampah-perko-taan.