## Studi Perancangan Campuran Beton Menggunakan Abu Batu Sebagai Agregat Halus

## MUHAMMAD MALIK IBRAHIM, PRIYANTO SAELAN
Jurusan Teknik Sipil Institut Teknologi Nasional Bandung Email: m.malik.ibrahim2504@gmail.com

## ABSTRAK
Salah  satu  limbah  yang  dapat  digunakan  sebagai  pengganti  bahan  pembuat beton  adalah  abu  batu.  Abu  batu  merupakan  limbah  dari  proses  pemecahan bongkahan  batu.  Ditinjau  dari  ukuran  butirannya  maka  abu  batu  merupakan agregat halus. Abu batu memiliki penyerapan air yang lebih tinggi daripada pasir alami, maka dari itu untuk mendapatkan kelecakan campuran beton yang sama dengan kelecakan campuran beton menggunakan pasir alami, penggunaan abu batu sebagai agregat halus dalam campuran beton perlu tambahan air. Namun hal  ini  akan  menyebabkan  faktor  air-semen  bertambah.  Sehingga  hasil  kuat tekan akan menurun. Hal ini sesuai dengan hubungan antara kuat tekan beton dengan  faktor  air-semen.  Perekayasaan  yang  dilakukan  adalah  dengan menaikkan  faktor  granular  (G)  dan  menaikkan  kuat  tekan  rencana  berdasarlan teori Dreux. Abu batu pada penelitian ini digunakan sebagai substitusi pasir alami dengan  proporsi  0%,  20%,  40%,  60%,  80%,  dan  100%.  Hasil  penelititan  ini memperlihatkan  penggunaan  abu  batu  sebagai  agregat  halus  lebih  dari  40% akan sangat drastis menurunkan kuat tekan beton.
Kata kunci : perekayasaan, substitusi, campuran beton, abu batu, agregat halus

## ABSTRACT
One  of  the  wastes  that  can  be  used  as  a  substitute  for  concrete  materials  is stone ash. Stone ash is a waste from the process of stone crusher. Consider from the size of the grain, stone ash as fine aggregate. Stone ash has a higher water absorption than natural sand, therefore to get the concrete workability that is the same as the concrete workability using natural sand, the use of stone ash as fine aggregate in the concrete mixture needs additional water. But this will cause the cement-water ratio to increase. So that the compressive strength will decrease. This is following  the relationship between the compressive strength of concrete and the cement-water ratio. Engineering is done by increasing the granular factor (G) and increasing the compressive strength of the plan based on Dreux theory. Stone  ash  in  this  study  was  used  as  a  substitute  for  natural  sand  with  a proportion of 0%, 20%, 40%, 60%, 80%, and 100%. The results of this research show that the use of stone ash as fine aggregate of more than 40% will greatly reduce the compressive strength of the concrete .
Keywords : engineering, substitute, concrete mixture, stone ash, fine aggregate

## 1. PENDAHULUAN
Penelitian  abu  batu  sebagai  agregat  halus  pengganti  pasir  alami  dalam  campuran  beton telah dilakukan oleh Kurnyawan dan rekan (2014). Abu batu  pada  penelitian ini digunakan sebagai substitusi agregat halus alami (pasir alami) dengan proporsi 0%, 20%, 40%, 60%, 80%,  dan  100%.  Untuk  mendapatkan  kelecakan  campuran  beton  yang  sama  dengan kelecakan  campuran  beton  menggunakan  pasir  alami,  penggunaan  abu  batu  memerlukan tambahan air karena penyerapan air abu batu lebih tinggi daripada pasir alami. Hal ini akan menyebabkan  faktor  air-semen  menjadi  bertambah.  Hasil  dari  penelitian  menunjukkan penurunan  kuat  tekan  beton.  Hal  ini  sesuai  dengan  hubungan  antara  kuat  tekan  beton dengan  faktor  air-semen.  Persentase  penambahan  air  pada  penelitian  sebelumnya  akan digunakan  pada  perekayasaan  campuran  beton  pada  penelitian  ini  untuk  mendapatkan kelecakan  campuran  beton  yang  sama  dengan  kelecakan  campuran  beton  menggunakan pasir alami. Sedangkan perekayasaan yang dilakukan adalah menaikkan faktor granular (𝐺) dan menaikkan kuat tekan rencana berdasarkan teori dreux.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1 Agregat Halus dalam Campuran Beton
Agregat  Halus  adalah  pasir  alam  sebagai  hasil  desintegrasi  secara  alami  dari  batuan  besar menjadi  butiran  batuan  yang  berukuran  kecil.  Agregat  halus  didefinisikan  sebagai  butiran batuan  yang  mempunyai  ukuran  terbesar  5,0  mm  atau  tertahan  di  saringan  no.  4.  Hasil desintegrasi  alami  ini  menghasilkan  butiran  agregat  halus  yang  berbentuk  cenderung membulat dan bertekstur kasar.
Fungsi  agregat  halus  dalam  campuran  beton  adalah  membentuk  mortar  yang  mengikat agregat kasar seperti diperlihatkan pada Gambar 1 . Keruntuhan beton akibat beban tekan terjadi pada mortar. Dengan demikian maka agregat halus dalam campuran beton berfungsi selain  sebagai  bahan  pengisi  yang  membentuk  mortar  yang  mengikat  agregat  kasar  juga berfungsi membentuk kekuatan beton.

## Gambar 1. Fungsi agregat halus dalam campuran beton
(Sumber: Al-Attar, T.S., 2013)
Agar  agregat  halus  dalam  campuran  beton  dapat  berperan  sesuai  keutamaannya,  agregat halus harus memenuhi syarat-syarat menurut SK SNI S-04-1989-F. Syarat tersebut adalah:

## Studi Perancangan Campuran Beton Menggunakan Abu Batu Sebagai Agregat Halus
a. Agregat  halus  harus  terdiri  dari  butiran-butiran  tajam,  keras,  dan  bersifat  kekal  artinya tidak  hancur  oleh  pengaruh  cuaca  dan  temperatur,  seperti  terik  matahari,  hujan,  dan lain-lain.
b. Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5% berat kering, apabila kadar lumpur  lebih  besar  dari  5%,  maka  agregat  halus  harus  dicuci  bila  ingin  dipakai  untuk campuran beton.
c. Agregat halus tidak boleh mengandung banyak bahan organik terlalu banyak dan harus dibuktikan dengan percobaan warna dari ABRAMS-HARDER dengan larutan NaOH 3%.
d. Angka kehalusan ( fineness modulus) untuk agregat halus antara 1,5-3,5.
Agregat  halus  harus  terdiri  dari  butiran  yang  beraneka  ragam  ukuran  butirnya  sesuai Tabel 1 .
Tabel 1. Gradasi Agregat Halus Ukuran Saringan SNI 03-2843-2000 ASTM C-33 Pasir Kasar Pasir Sedang Pasir Agak Halus Pasir Halus Fine Aggregate SNI [cm] ASTM Gradasi No. 1 Gradasi No. 2 Gradasi No. 3 Gradasi No. 4 Sieve Analysis 9,6 3/8 in 100 - 100  100 - 100 100 - 100 100 - 100 100 - 100 4,8 no. 4 90  - 100  90  - 100 90  - 100 95  - 100 95  - 100 2,4 no. 8 60  -  95 75  - 100 85  - 100 95  - 100 80  - 100 1,2 no. 16 30  -  70 55  -  90 75  - 100 90  - 100 50  -  85 0,6 no. 30 15  -  34 35  -  59 60  -  79 80  - 100 25  -  60 0,3 no. 50 5   -  20 8   -  30 12  -  40 15  -  50 5   -  30 0,15 no. 100 0   -  10 0   -  10 0   -  10 0   -  15 0   -  10

## 2.2 Metode Perancangan Campuran Cara Dreux
Dreux  Gorrise    merumuskan  kuat  tekan  beton  ditentukan  oleh  kekuatan  mortar,  rasio air-semen,  dan  jumlah  agregat  dalam  campuran  beton  dan  dinyatakan  dengan Persamaan 1 .
𝑓 𝑐 = 𝐺 ∗ 𝑓 𝑝𝑐 ∗ (𝑐/𝑤 − 0,5) ...(1)
dengan: 𝑓 𝑐 = kuat tekan silinder beton pada umur 28 hari, 𝑓 𝑝𝑐 = kekuatan tekan mortar semen pada umur 28 hari, 𝐺 = faktor granular atau faktor kekompakan butiran,
𝑐/𝑤 = rasio berat semen terhadap air.
Besarnya faktor granular oleh Dreux Gorrise dirumuskan seperti pada Tabel 2 .
Tabel 2. Nilai Faktor Granular ( 𝑮 )
Kualitas Agregat Diameter Agregat Kasar [mm] 𝑫 < 16  25 < 𝑫 < 40 𝑫 ≥ 63 Baik Sekali 0,55 0,60 0,65 Normal 0,45 0,50 0,55 Dapat Dipakai 0,35 0,40 0,45

## 2.3 Penelitian Lebih Lanjut Mengenai Faktor Granular ( 𝑮 )
Penelitian lebih lanjut mengenai faktor granular (𝐺) telah dilakukan oleh Thesia (2013) yang dikaitkan  dengan  komposisi  agregat  dalam  campuran  beton.  Formulasi  faktor  granular (𝐺) dinyatakan dalam Persamaan 2 .
𝐺 = 𝑘 ∗ 𝑣 𝑝𝑎𝑠𝑖𝑟 ...(2) dengan: 𝐺 = faktor granular, 𝑘
= konstanta yang nilainya diberikan pada Tabel 3 , 𝑣 𝑝𝑎𝑠𝑖𝑟 = volume pasir dalam 1 m 3 beton.
Tabel 3. Nilai 𝒌 untuk 0,40 ≤ 𝑮 ≤ 0,60
(Sumber: Thesia, Z., 2013)

## 2.4 Penelitian Sebelumnya Mengenai Penggunaan Abu Batu
Penelitian  penggunaan  abu  batu  sebagai  agregat  halus  dalam  campuran  beton  telah dilakukan  oleh  Kurnyawan  dan  rekan  (2014).  Pada  penelitian  yang  dilakukan  Kurnyawan pengurangan  jumlah  pasir  yang  digunakan  dalam  campuran  beton  ditentukan  berdasarkan penambahan persentase abu batu. Persentase abu batu yang digunakan adalah 0%, 20%, 40%, 60%, 80%, dan 100%. Pada kebutuhan material penelitian ini terdapat penambahan air seiring dengan bertambahnya persentase abu batu. Hal ini disebabkan karena abu batu memiliki  daya  serap  air  yang  lebih  tinggi  daripada  pasir  alami.  Kebutuhan  material  pada penelitian yang dilakukan Kurnyawan dan rekan dapat dilihat pada Tabel 4 .

## Tabel 4. Kebutuhan Material

## (Sumber: Kurnyawan, D., 2014)
Penambahan  air  pada  campuran  beton  abu  batu  akan  menyebabkan  faktor  air-semen menjadi  bertambah,  sehingga  kuat  tekan  beton  abu  batu  menjadi  menurun.  Hal  ini  sesuai
No 𝒗 𝒑𝒂𝒔𝒊𝒓 𝒗 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒂𝒈𝒓𝒆𝒈𝒂𝒕 ⁄ 𝒌 1. ≤ 0,26 3 2. 0,26 - 0,29 2 3. 0,29 - 0,39 1,8 4. 0,39 - 0,43 1,5 5. 0,43 - 0,49 1,8 6. ≥ 0,5 1,5
No.
Perlakuan Kebutuhan Mix Design Abu Batu [%] Pasir [%] Semen [kg] Abu Batu [kg] Pasir [kg] Kerikil [kg] Air [liter] Slump Rata-rata [cm] 1 0 100 10,665 0 17,587 41,132 7,412 9 2 20 80 10,665 3,448 14,069 41,132 7,481 9,5 3 40 60 10,665 6,897 10,552 41,132 7,550 11,5 4 60 40 10,665 10,345 7,035 41,132 7,619 10,5 5 80 20 10,665 13,793 3,517 41,132 7,688 11 6 100 0 10,665 17,242 0 41,132 7,757 12
hubungan  kuat  tekan  beton  dengan  faktor  air-semen.  Penurunan  kuat  tekan  beton  hasil penelitian Kurnyawan dan rekan (2014) disajikan pada Gambar 2 .

## Gambar 2. Hubungan kuat tekan dan proporsi perbandingan abu batu-pasir
(Sumber: Kurnyawan, D., 2014)
Hasil  penelitian  yang  dilakukan  Kurnyawan  dan  rekan  (2014)  menunjukkan pennggunaan  abu  batu  pada  campuran  beton  sebagai  agregat  halus  dengan  proporsi substitusi  sebesar  100%  akan  menghasilkan  kuat  tekan  sebesar  72%  dari  kuat  tekan campuran beton menggunakan pasir alami.

## 2.5 Perekayasaan Campuran Beton Abu Batu Sebagai Agregat Halus
Ditinjau  berdasarkan  rumus  Dreux,  untuk  mempertahankan  kuat  tekan  beton  abu  batu agar tidak terjadi penurunan maka perlu ada suatu variabel yang diperbesar. Dalam hal ini faktor granular ( 𝑮 ) dapat diperbesar. Faktor granular diperbesar berdasarkan rumus Dreux  mengikuti  persentase  penambahan  air.  Perekayasaan  lain  adalah  dengan menaikkan  kuat  tekan  rencana  dengan  menggunakan  data  penurunan  kuat  tekan penelitian sebelumnya untuk mencapai kuat tekan yang ditargetkan.

## 3. METODOLOGI PENELITIAN

## 3.1 Prosedur Penelitian
Prosedur  penelitian  mengenai  studi  perancangan  campuran  beton  menggunakan  abu  batu sebagai agregat halus disajikan dalam tahapan-tahapan pada Gambar 3 .

## Gambar 3. Bagan alir prosedur penelitian

## 3.2 Data Penelitian
Data sekunder yang digunakan berasal dari penelitian yang dilakukan Kurnyawan dan rekan (2014)  berupa  persentase  penambahan  air  pada  campuran  beton  abu  batu  yang  disajikan pada Tabel  4 ,  serta  persentase  penurunan  kuat  tekan  campuran  beton  abu  batu  yang disajikan pada Gambar 2 . Data primer terdiri dari hasil pemeriksaan sifat fisik material yang disajikan pada Tabel 5 serta data komposisi campuran beton yang disajikan pada Tabel 6 , Tabel 7 , dan Tabel 8 .
Mulai
Topik Penelitian
“Studi Perancangan Campuran Beton Menggunakan Abu
Batu Sebagai Agregat Halus”
Persiapan Alat dan Bahan untuk Pengujian Agregat Halus dan Agregat Kasar Semen dan Air Pengujian Sifat Fisik Agregat  Berat Jenis
Kaji Literatur
Peralatan  Timbangan  Cawan
 Mixer Beton
 Kerucut Abrams
 Batang Besi Penusuk
 Cetakan Silinder
 Universal Testing Machine Perancangan Campuran Beton Menggunakan Abu Batu sebagai Pasir dengan Proporsi 0%, 20%, 40%, 60%, 80%, dan 100% ; Kuat Tekan 30 MPa dengan Slump Rencana 30-60 mm dan 60-180mm Pembuatan Campuran Beton
Pengujian Nilai Slump Pembuatan Benda Uji Berberntuk Silinder Perawatan Benda Uji Selama 28 Hari Pengujian Kuat Tekan Beton
Pengujian Berat Jenis Semen Analisis Data Hasil Pengujian Kesimpulan Selesai

## Studi Perancangan Campuran Beton Menggunakan Abu Batu Sebagai Agregat Halus

## Tabel 5. Hasil Pemeriksaan Sifat Fisik
No Pemeriksaan Abu Batu  Agregat Halus  Agregat Kasar 1 Berat Jenis SSD 2,55 2,55 2,71 2 Berat Jenis Kering 2,475 2,41 2,66
Tabel 6. Komposisi Campuran Beton dengan 𝑮 Dinaikkan dan Slump 30-60 mm Bahan % Abu Batu 0 20 40 60 80 100 Semen [kg] 338,2 338,2 338,2 338,2 338,2 338,2 Pasir [kg] 771,63 626,7  475,54  320,69  162,67 0 Abu Batu [kg] 0 156,68  317,03  481,04  650,7  822,47 Batu Pecah [kg]  1007,63  990,47  973,32  956,2  936,44  919,38 Air Tambah [kg] 20 21,9 23,8 25,7 27,6 29,5 Air [kg] 190 190 190 190 190 190
Tabel 7. Komposisi Campuran Beton dengan 𝑮 Dinaikkan dan Slump 60-180 mm Bahan % Abu Batu 0 20 40 60 80 100 Semen [kg] 364,9 364,9 364,9 364,9 364,9 364,9 Pasir [kg] 776,41  622,33  473,64  318,35  192,83 0 Abu Batu [kg] 0 155,58  315,76  477,52  771,3  977,77 Batu Pecah [kg]  931,59  919,75  899,99  885,57  698,97  676,89 Air Tambah [kg] 31 33,05 35,1 37,15 39,2 41,25 Air [kg] 205 205 205 205 205 205
Tabel 8. Komposisi Campuran Beton dengan 𝒇𝒄 Dinaikkan dan Slump (60-180) mm Bahan % Abu Batu 0 20 40 60 80 100 Semen [kg] 364,9 364,9 364,9 364,9 364,9 364,9 Pasir [kg] 776,41  622,33  473,64  318,35  192,83 0 Abu Batu [kg] 0 155,58  315,76  477,52  771,3  977,77 Batu Pecah [kg]  931,59  919,75  899,99  885,57  698,97  676,89 Air Tambah [kg] 31 33,05 35,1 37,15 39,2 41,25 Air [kg] 205 205 205 205 205 205

## 3.3 Variabel Penelitian
Variabel dalam penelitian ini adalah:
1. Proporsi abu batu yang digunakan sebesar 0%, 20%, 40%, 60%, 80%, dan 100%.
2. Nilai slump rencana campuran beton sebesar 30-60 mm dan 60-180 mm.

## 4. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

## 4.1 Hasil Penelitian
Hasil penelitian ini disajikan pada Gambar 4 , Gambar 5 , dan Gambar 6 .
Gambar 4. Hubungan antara kuat tekan dengan proporsi abu batu metode 𝑮 dinaikkan, slump 30-60 mm
Gambar 5. Hubungan antara kuat tekan dengan proporsi abu batu metode 𝑮 dinaikkan, slump 60-180 mm 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 0 20 40 60 80 100 Ku at T ek an [ M P a] Proporsi Abu Batu [%] Kuat Tekan Rata-rata 14 Hari [MPa] Kuat Tekan Prediksi 14 Hari [MPa] 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 0 20 40 60 80 100 Ku at T ek an [ M P a] Proporsi Abu Batu [%]
Kuat Tekan Rata-rata 14 Hari [MPa] Kuat Tekan Prediksi 14 Hari [MPa]

## Studi Perancangan Campuran Beton Menggunakan Abu Batu Sebagai Agregat Halus
Gambar 6. Hubungan antara kuat tekan dengan proporsi abu batu metode 𝒇 𝒄 dinaikkan, slump 60-180 mm

## 4.2 Pembahasan
Adapun pembahasan dari hasil penelitian di atas sebagai berikut:
1. Kuat  tekan  acuan  (abu  batu  0%)  pada  campuran  beton  abu  batu  dengan  metode 𝐺 dinaikkan  dan slump  (30-60)  mm  mencapai  kuat  tekan  prediksi  dan  terjadi  penuruan yang  landai  hingga  proporsi  abu  batu  sebesar  40%  tetapi  tidak  terlalu  jauh  dari  kuat tekan  prediksi.  Untuk  campuran  beton  dengan  proporsi  abu  batu lebih  dari  40%  tejadi penurunan kuat tekan yang drastis.
2. Kuat  tekan  acuan  (abu  batu  0%)  pada  campuran  beton  abu  batu  dengan  metode 𝐺 dinaikkan  dan slump  (60-180)  mm  tidak  mencapai  kuat  tekan  prediksi,  hal  ini  diduga disebabkan  oleh  bentuk  benda  uji  yang  tidak  baik  atau  permukaannya  tidak  rata sehingga pada saat ditekan pola keruntuhan miring dan menyebabkan kuat tekan tidak mencapai  kuat  tekan  prediksi.  Pada  campuran  ini  terjadi  pola  penurunan  yang  sama dengan  campuran  sebelumnya,  pada  proporsi  abu  batu  20%  kuat  tekan  melebihi  kuat tekan prediksi, kemudian terjadi penurunan kuat tekan yang landai hingga proporsi abu batu 40% dan turun drastis pada campuran beton  dengan proporsi abu batu lebih dari 40%.
3. Pada campuran dengan metode perekayasaan menaikkan kuat tekan rencana hasil kuat tekan  aktual  tidak  ada  yang  mencapai  kuat  tekan  prediksi.  Sehingga  untuk  melakukan campuran  beton  abu  batu  menggunakan  metode  ini,  kuat  tekan  rencana  perlu ditingkatkan  lebih  besar  lagi.  Namun  hal  ini  akan  membutuhkan  semen  yang  lebih banyak, sehingga dapat meningkatkan biaya pembuatan campuran beton abu batu.
4. Bentuk  butiran  pada  abu  batu  berbeda  dengan  butiran  pasir  alami.  Butiran  pada  abu batu  dominan  berbentuk  pipih.  Hal  ini  diduga  menyebabkan  keruntuhan  geser  pada campuran  beton  bukan  hanya  terjadi  pada  pasta  semen  terhadap  agregat  halus  tetapi didahului patahnya butiran abu batu. Sehingga semakin banyak proporsi abu batu pada campuran beton sebagai agregat halus akan semakin menurunkan kuat tekan beton. Hal ini membuktikan pengaruh kepipihan abu batu tidak terlalu signifikan pada proporsi abu batu hingga 40%.
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 0 20 40 60 80 100 Ku at T ek an [ M P a] Proporsi Abu Batu [%]
Kuat Tekan Rata-rata 14 Hari [MPa] Kuat Tekan Prediksi 14 Hari [MPa]

## 5. KESIMPULAN
Berdasarkan  analisis  dan  pembahasan  hasil  penelitian,  dapat  diambil  kesimpulan sebagai berikut:
a. Abu  batu  dapat  digunakan  untuk  mensubstitusi  agregat  halus  pada  campuran  beton hingga kadar 40%.
b. Mengingat  pengaruh  abu  batu  dapat  mengurangi  kuat  tekan  beton  maka  agar  kuat tekan  beton  tersebut  tidak  berkurang,  metode  yang  digunakan  adalah  metode  Dreux dengan peningkatan faktor granular (𝐺) .

## DAFTAR RUJUKAN
Al-Attar, T.S. (2013). A Quantitative Evaluation of Bond Strength Between Coarse Aggregate and Cement Mortar in Concrete. European Scientific Journal, 9(6), 46-61. Badan  Standardisasi  Nasional.  (1989). SK  SNI  S-04-1989-F  tentang  Spesifikasi  Bahan Bangunan  Bagian  A  Bahan  Bangunan  Bukan  Logam.  Jakarta:  Badan  Standardisasi Nasional.
Kurnyawan, D., Aswatama, K., & Suyoso, H. (2014). Pengaruh Abu Batu Sebagai Pengganti Pasir untuk Pembuatan Beton. UNEJ JURNAL, I(1), 1-3.
Thesia, Z. (2013). Studi Mengenai Perancangan Campuran Beton Cara Dreux Gorrise. Tugas Akhir. Bandung: Jurursan Teknik Sipil - Institut Teknologi Nasional - Bandung.