Available online at: http://ojs.cahayamandalika.com/index.php/teacher Akreditasi Sinta 5, SK. Nomor: 152/E/KPT/2023

## PEMANFAATAN ABU LIMBAH KULIT KOPI TORAJA SEBAGAI SUBSTITUSI PARSIAL SEMEN TERHADAP KUAT TEKAN BETON
Israel Padang1, Zwengli Lodi Honta2
1,2 Jurusan Teknik Sipil Universitas Kristen Indonesia Toraja *Corresponding Author e-mail: israelpadang@ukitoraja.ac.id, zwengly@ukitoraja.ac.id
Article History Received:21 Maret Revised: 21 April Published:14 Mei
Keywords:
concrete,  coffee  skin ash, compressive strength
Abstract: The  construction  industry  needs  continuous  innovation  that  can  reduce negative impacts on the environment. One of the innovations examined in this study is the use of Toraja coffee pulp ash, which is agricultural waste, as a substitute for some cement in the concrete mixture. Coffee skin ash is the result of burning coffee skin waste in the coffee bean grinding process. This waste is very large in Toraja but its utilization is very limited. The purpose of this study was to determine how the influence of variations in the use of Toraja coffee skin ash as a partial substitution of cement on the compressive strength of concrete. This research is an experimental study, where the variation of Toraja coffee skin ash used is 0%, 5%, 7.5%, and 10% by weight of cement. Cylindrical specimens 15 cm x 30 cm each were made 12 pieces each and pressed  tested  on  days  3,  7,  14  and  28  days.  A  total  of  48  test  specimens.  The compressive  test  results  show  that  the  compressive  strength  of  each  variation increases as the concrete ages. Normal concrete compressive strength 0% variation at  age  28  reaches  a  planned  life  of  25.45  Mpa,  5%  variation  of  22.62  Mpa,  7.5% variation  of  24.13  Mpa  and  10%  variation  of  20.02  Mpa.  Variations  in  the  use  of Toraja  coffee  bark  ash  as  a  partial  substitution  of  cement  have  an  impact  on  the compressive  strength  value  of  concrete.  The  compressive  strength  of  all  specimens with the use of coffee skin as a partial substitution of cement is maximum at a variation of 7.5%, but still below the compressive strength of normal concrete or without cement substitution. Kata Kunci: beton,  abu  kulit  kopi, kuat tekan
Abstrack: Industri  konstruksi  membutuhkan  inovasi  berkelanjutan  yang  dapat mengurangi  dampak  negatif  terhadap  lingkungan.  Salah  satu  inovasi  yang  diteliti dalam penelitian ini adalah penggunaan abu ampas kulit kopi Toraja, yang merupakan limbah  pertanian,  sebagai  bahan  pengganti  sebagian  semen  dalam  campuran  beton. Abu  kulit  kopi  merupakan  hasil  pembakaran  limbah  kulit  kopi  pada  proses penggilingan  biji  kopi.  Limbah  ini  jumlahnya  sangat  banyak  di  Toraja  namun pemanfaatannya  sangat  terbatas.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui bagaimana  pengaruh  variasi  penggunaan  abu  kulit  kopi  Toraja  sebagai  substitusi parsial semen terhadap kuat tekan beton. Penelitian ini bersifat studi eksperimental, dimana variasi abu kulit kopi Toraja yang digunakan adalah 0%, 5%, 7,5%, dan 10% terhadap  berat  semen.  Benda  uji  berbentuk  silinder  15  cm  x  30  cm  dibuat  masing- masing 12 buah setiap variasinya dan diuji tekan pada hari 3, 7, 14 dan 28 hari. Total benda  uji  sebanyak  48  buah.  Hasil  uji  tekan  memperlihatkan  kuat  tekan  masing- masing  variasi  mengalami  kenaikan  seiring  pertambahan  umur  beton.  Kuat  tekan beton normal variasi 0% pada umur 28 mencapai umur rencana 25,45 Mpa, variasi 5% sebesar 22, 62 Mpa, Variasi 7,5% sebesar 24,13 Mpa dan Variasi 10 % sebesar 20,02 Mpa.  Variasi  penggunan  abu  kulit  kopi  Toraja  sebagai  substitusi  parsial  semen mempunyai dampak pada nilai kuat tekan beton. Kuat tekan semua benda uji dengan penggunaan kulit kopi sebagai substitusi parsial semen maksimum pada variasi 7,5%, namun masih di bawah kuat tekan beton normal atau tanpa substitusi semen.

## Pendahuluan
Industri konstruksi merupakan salah satu sektor yang terus berkembang seiring dengan pertumbuhan  populasi  dan  perkembangan  ekonomi.  Dalam  konteks  ini,  inovasi  dan pengembangan material konstruksi menjadi sangat penting untuk memenuhi kebutuhan yang semakin  meningkat.  Salah  satu  material  yang  mendapat  perhatian  dalam  beberapa  tahun
245
This is an open-access article under the CC-BY-SA License .
terakhir adalah abu kulit kopi, terutama di daerah Toraja, Indonesia. Abu kulit kopi Toraja merupakan  produk  sampingan  dari  industri  kopi  yang  potensial  untuk  digunakan  dalam konstruksi  sebagai  substitusi  parsial  semen.  Penggunaan  abu  kulit  kopi  sebagai  bahan tambahan dalam beton menawarkan beberapa manfaat, termasuk potensi untuk meningkatkan kekuatan dan ketahanan beton serta mengurangi dampak lingkungan dari limbah industri kopi.
Meskipun telah dilakukan beberapa penelitian tentang penggunaan abu kulit kopi dalam beton, masih ada kebutuhan akan lebih banyak studi yang mendalam untuk memahami secara menyeluruh pengaruhnya terhadap sifat-sifat mekanik dan keberlanjutan beton. Oleh karena itu,  penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengeksplorasi  potensi  abu  kulit  kopi  Toraja  sebagai substitusi  parsial  semen  terhadap  kuat  tekan  beton.Penggunaan  beton  yang  masif  pada pembangunan  infrastruktur  berdampak  pada  peningkatan  produksi  dan  penggunaan  semen sebagai  bahan  utama  beton.  Peningkatan  produksi  semen  berdampak  pada  peningkatan produksi  gas  buangan  yang  menyebabkan  naiknya  suhu  bumi  akibat  efek  rumah  kaca.
Diketahui bahwa 7% dari produksi emisi gas rumah kaca CO2 berasal dari produksi semen, dan setiap pengurangan 1 ton produksi semen menghasilkan pengurangan 1 ton emisi gas CO2 (Malhotra,  1999  dalam  Waani  dan  Elizabeth:  2017).  Dengan  demikian  dapatlah  dipahami bahwa  di  masa  sekarang,  telah  dilakukan  berbagai  penelitian  untuk  mendapatkan  material pengganti (substitute) maupun pelengkap (complement) yang dapat mengurangi penggunaan semen tanpa mengorbankan kualitas beton yang dihasilkan. Beton harus memiliki kuat tekan tertentu agar dapat digunakan secara efektif dalam pembangunan infrastruktur.
Kopi merupakan komoditas yang sangat banyak terdapat di Indonesia. Pada tahun 2021, Badan Pusat Statistik (BPS) mencatat bahwa produksi kopi Indonesia mencapai 765.415 ton, menjadikan Indonesia sebagai negara penghasil kopi nomor dua di dunia, di bawah Kolombia. Data  BPS  Tana  Toraja  mencatat  bahwa  pada  tahun  2021  Kabupaten  Tana  Toraja menyumbangkan 3.567,82 ton dari total produksi kopi Sulawesi Selatan, atau sekitar 9,9% dari total  produksi  kopi  Sulsel  dan  cenderung  terus  meningkat.  Ini  berarti  bahwa  masih  sangat terbuka peluang bagi pengembangan budidaya kopi di Tana Toraja. Pada teknik pengolahan biji kopi saat ini, dari total panen akan menghasilkan sekitar 65% biji kopi siap olah dan 35% limbah kulit kopi (data
Kementrian
Pertanian :https://www.pertanian.go.id/home/?show=news&act=view&id=3198)  artinya,  berdasarkan data sebelumnya, maka sepanjang tahun 2021 saja, Tana Toraja menghasilkan 1.248,737 ton limbah kulit biji kopi; jumlah yang sangat besar. Proses pengolahan kopi dibedakan menjadi dua  yakni  proses  kering  dan  proses  basah.  Pada  cara  kering  pengupasan  daging  buah,  kulit tanduk  dan  kulit  kulit  ari  dilakukan  setelah  kopi  kering,  sedangkan  pada  proses  basah, pengupasan buah dilakukan sewaktu kulit kopi masih basah (Ridwansyah, 2003).
Limbah padat yang dihasilkan dari pengolahan kopi berasal dari kulit buah kopi, daging buah, serta kulit ari dan kulit tanduk biji tersebut. Limbah padat yang dihasilkan mengandung kadar air yang cukup tinggi karena pada proses pengolahan kopi adanya pencampuran dengan air,  sehingga  jumlah  limbah  padat  dapat  mencapai  630  kg/ha  (Ridwansyah,  2003).  Limbah kulit  biji  kopi  yang  berlimpah  tersebut  hingga  kini  belum  dimanfaatkan  secara  optimal. Umumnya kulit biji kopi hanya ditumpuk di sekitar lokasi pengolahan, sehingga menimbulkan bau  busuk  dan  cairan  yang  mencemari  lingkungan.  Sementara  ini,  kulit  biji  kopi  baru dimanfaatkan sebagai pupuk kompos, bahan baku biogas, media tanam jamur, pakan ternak, karbon aktif dan produksi bioetanol (Rathinavelu, Grazioni, 2005).
Beberapa penelitian terdahulu telah menjadikan abu ampas kopi sebagai bahan posolan substituen parsial pada beton. Beberapa di antaranya adalah penelitian yang dilakukan oleh Yulius Rief Alkahly dan Meutia Syahfitri (Studi Eksperimen Penggunaan Abu Ampas Kopi Sebagai Material Pengganti Parsial Semen Pada Pembuatan Beton, 2016), Hartini (Uji Kuat Tekan Beton Dengan Pemanfaatan Abu Ampas Kopi Sebagai Substitusi Parsial Semen, 2021), Namrah  dan  Abd  Muis  B.  (Pengaruh  Abu  Ampas  Kopi  Dengan  Bahan  Tambah  No  Drop
Plaston Terhadap Kuat Tekan dan Kuat Tarik Belah Beton, 2022), dan Ataya Nabila Panjaitan, dkk (Pengaruh Abu Ampas Kopi Terhadap Kuat Tekan, Porositas Sebagai Pengganti Semen Pada Pembuatan Beton, 2020). Pada penelitian-penelitian tersebut, diperoleh data peningkatan kuat tekan beton dengan penambahan abu ampas kopi sebagai material posolan substituen pada beton dengan presentasi tertentu, dibandingkan dengan beton normal. Rata-rata penambahan 5- 10% abu ampas kopi pada campuran beton memberikan hasil yang signifikan.

## Metode Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode elsperimental, yaitu dengan melakukan  percobaan  langsung  di  laboratorium.  Penelitian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui pengaruh  penambahan  abu  kulit  kopi  dengan  substitusi  penggunaan  sebagian  semen  pada campuran  beton.  Pengujian  ini  hanya  dikhususkan  untuk  mengetahui  perubahan  kuat  tekan beton dengan menggunakan abu kulit kopi yang mensubstitusi semen dengan kadar 0%, 5%, 7,5% dan 10% terhadap berat semen. Benda uji silinder ukuran 15 cm x 30 cm dibuat sebanyak 48 buah masing-masing 12 buah per variasi dan diuji tekan pada umur beton 3, 7, 14 dan 28 hari.
Adapun prosedur penelitian sebagai berikut:
1. Persiapan Bahan Agregat kasar, Agregat halus, Semen, Kulit Kopi dan Air dipersiapkan dan diletakkan di laboratorium.
2. Pengujian bahan-bahan campuran beton.
a. Gradasi agregat halus dan agregat kasar (ASTMC136-92) Pemeriksaan ini bertujuan untuk menentukan pemisahan butir agregat halus dengan menggunakan saringan. Setelah memperoleh pembagian butir agregat selanjutnya dilakukan analisis perhitungan gradasi  saringan  agregat  halus  untuk  memperoleh  nilai  modulus  kehalusan  (Fineless Modulus) agregat tersebut.
b. Berat jenis agregat halus dan agregat kasar (ASTM C 127-88) Pemeriksaan ini bertujuan untuk menentukan berat jenis agregat halus dalam kondisi SSD dan kondisi kering sesuai standar yang telah ditetapkan.
c. Kadar air agregat halus dan agregat kasar (ASTMC566-89) Pemeriksaan ini dimaksud untuk menentukan kadar air yang terdapat pada agregat halus sesuai standar yang telah ditentukan.
d. Kadar  lumpur  agregat  halus  [ASTMC142-78(1990)]  Tujuan  pemeriksaan  ini  untuk menentukan  kadar  lumpur  yang  terdapat  pada  agregat  halus  sebelum  dilakukan pencucian. Nilai kadar lumpur yang harus dimiliki agregat halus ini harus kurang dari 5%.
e. Berat Volume / Bobot isi (ASTMC29M-91a) Tujuan pemeriksaan ini untuk menentukan berat isi atau bobot isi agregat kasar dan agregat halus dalam kondisi lepas dan padat
3. Pembuatan rencana campuran (mix design) dengan kuat tekan rencana f'c=25 MPa.
4. Pembakaran Kulit Kopi
a. Siapkan kulit kopi yang kering;
b. Bakar kulit kopi sampai menjadi abu;
c. Setelah kulit kopi menjadi abu, selanjutnya disaring dengan menggunakan ayakan no.200;
d. Abu kulit kopi yang diambil adalah yang lolos ayakan no.200.
e. Lakukan pencampuran dengan semen sesuai dengan hasil mix designsebanyak 5%, 7,5% dan 10% terhadap berat semen.
5. Pembuatan benda uji (beton)
a. Pengujian beton segar dengan melakukan uji Slump.
b. Beton  segar  dicetak  kedalam  cetakan  silinder  dengan  diameter  15cm  dan  tinggi 30cm.
6. Perawatan benda uji yang dilakukan dengan cara perendaman. Sebelum diuji pada hari ke 3,7,14 dan 28 hari.
7. Analisis data. Data yang didapat mulai dari saat penelitian sampai dengan akhir penelitian diolah  dalam  bentuk  tabel  dan  diselesaikan  sesuai  dengan  persamaan-  persamaan  yang diperlukan sesuai dengan standar yang berlaku. Hasil analisis berupa tabel, grafik dan gambar serta penarikan kesimpulan dan saran atas hasil yang didapat.
Gambar 1. Simulasi uji tekan

## Hasil dan Pembahasan
1. Pemeriksaan Fisik Agregat Kasar Tabel. 2. Hasil pemeriksaan fisik agregat kasar
2. Pemeriksaan Fisik Agregat Halus
Tabel 3 . Hasil Pemeriksaan Sifat Fisik Agregat Halus

## 3. Mix Design
Mix desain campuran beton berdasarkan mutu rencana 25 Mpa sebagai berikut:

## Tabel 4 Proporsi campuran beton

## 4. Pengujian Slump
Setelah mendapatkan komposisi campuran beton, dilakukan pembuatan benda uji beton di laboratorium. Sebelum benda uji dicetak, dilakukan uji beton segar dengan metode Uji Slump (Slump Test). Proses pengujian Slump dapat dilihat pada Gambar 2 dan hasil uji slump pada masing-masing campuran, didapatkan nilai seperti pada Tabel 5.

## 5. Pengujian Kuat Tekan
Dari hasil uji slump yang didapat, sudah memenuhi kriteria awal dengan nilai slump rencana 20-100 mm, maka dilanjutkan dengan mencetak benda uji kedalam cetakan dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm seperti pada Gambar 3 . Setelah dicetak, beton segar dibiarkan mengeras selama 1x24 jam lalu dikeluarkan dari cetakan dan direndam dalam air. Pengujian tekan dilakukan pada hari ke 3, 7 , 14 dan 28 hari. Proses pencetakan, perendaman dan pengujian tekan dapat dilihat pada Gambar 4, dan hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 6 .

## Kesimpulan
Berdasarkan hasil uji kuat tekan beton dapat dilihat bahwa kuat tekan beton dengan variasi penggunaan abu kulit kopi Toraja pada umur 28 hari memiliki kuat tekan yang nilainya masih di bawah kuat tekan beton normal. Kinerja kuat tekan beton mencapai 78% - 84 % dari kuat tekan beton normal. Kuat tekan beton maksimum diperolah pada variasi penggunaan abu kulit kopi Toraja sebesar 7,5% dengan kuat tekan beton 24,13 Mpa atau mencapai kinerja 84% dari beton normal.

## Referensi
Alkahly,  Y.R.,  &  Syahfitri,  M.  (2016).  Studi  Eksperimen  Penggunaan  Abu  Ampas  Kopi Sebagai Material Pengganti Parsial Semen Pada Pembuatan Beton.
Alkhaly,  A.,  &  Syahfitri,  N.  (2016).  Pengaruh  penambahan  abu  sekam  padi  sebagai  bahan tambah terhadap kuat tekan beton. Jurnal Teknik Sipil, 23(1), 1-6.
Arbi,  H.  (2012).  Pengaruh  penambahan  abu  sekam  padi  terhadap  kuat  tekan  beton.  Jurnal Teknik Sipil, 19(1), 1-8.
ASTM C125-1995. (1995). Standard terminology relating to concrete and concrete aggregates. ASTM International.
ASTM  C618-84.  (1984).  Standard  specification  for  fly  ash  and  raw  or  calcined  natural pozzolan  for  use  as  a  mineral  admixture  in  portland  cement  concrete.  ASTM International.
Ataya  Nabila  Panjaitan,  Rizky  Suci  Ramadhani,  &  Ernie  Shinta  Y  Sitanggang.  (2021).
PENGARUH ABU AMPAS KOPI TERHADAP KUAT TEKAN, POROSITAS SEBAGAI PENGGANTI  SEMEN  PADA  PEMBUATAN  BETON.  Jurnal  Ilmiah  Teknik  Sipil Agregat , 1 (1), 1–5. https://doi.org/10.51510/agregat.v1i1.84
Badan    Pusat  Statistik.  (2021).  Produksi  kopi  menurut  provinsi  (ton),  2017-2021. https://www.bps.go.id/statictable/2014/02/21/1549/produksi-kopi-menurut-provinsi- ton-2017-2021.html
Badan Standardisasi Nasional. (2000). SNI 03-2834-2000: Tata cara pembuatan beton normal. Jakarta: BSN.
Ferguson, P. M. (1991). Concrete construction handbook. McGraw-Hill.
Hartini.  (2021).  Uji  Kuat  Tekan  Beton  Dengan  Pemanfaatan  Abu  Ampas  Kopi  Sebagai Substitusi Parsial Semen.
Kementerian  Pertanian.  (n.d.).  Limbah  kulit  kopi  jadi  bahan  baku  pembuatan  bioplastik.
https://www.pertanian.go.id/home/?show=news&act=view&id=3198 Kementrian Pertanian. (n.d.). Retrieved from https://www.pertanian.go.id/home/?show=news&act=view&id=3198
Latif, A., Suryanto, B., & Wibowo, A. (2008). Beton mutu tinggi: konsep dan aplikasi. Andi.
Malhotra, V. M. (1999). Making concrete greener with fly ash. Concrete International, 21(5),
61-66
Muliye  Tarekegn,  Kabtamu  Getachew,  Goshu  Kenea,  “Investigasi  Eksperimental  Kekuatan Karakteristik Beton dengan Penggantian Sebagian Semen dengan Sekam Kopi Hibrida dan Abu Ampas Tebu”, Kemajuan Ilmu dan Teknik Material, vol. 2022, ID Artikel 5363766, 12 halaman, 2022. https://doi.org/10.1155/2022/5363766
Mulyono, T. (2004). Teknologi beton. Andi.
Namrah & Abd Muis B. (2022). Pengaruh Abu Ampas Kopi Dengan Bahan Tambah No Drop Plaston Terhadap Kuat Tekan dan Kuat Tarik Belah Beton.
Nugraha, A., Suryanto, B., & Wibowo, A. (2007). Beton pracetak: konsep dan aplikasi. Andi. Panjaitan,  A.N.,  et  al.  (2020).  Pengaruh  Abu  Ampas  Kopi  Terhadap  Kuat  Tekan, Porositas Sebagai Pengganti Semen Pada Pembuatan Beton.
Ridwansyah, I. (2003). Pengolahan limbah padat industri pengolahan kopi menjadi pupuk organik granul. Jurnal Teknologi Lingkungan, 4(2), 99-106.
S.Wimaya, A.Candra,S.Winarto Fakultas Teknik, Universitas Kadiri JURMATEKS Vol 3 No 2 Tahun 2020. Modifikasi Beton Fc 9,8 Mpa Menggunakan Abu Ampas Kopi. SNI 03- 1974-1990. (1990). Cara uji kuat tekan beton. Badan Standarlisasi Nasional.