APLIKASI BETON RAMAH LINGKUNGAN

PT. ADHIMIX PRECAST INDONESIA

Disampaikan Oleh :

DODY KHRISNA P, ST.

UNIBRAW, 30 April 2014

BIODATA • Nama : Dody Khrisna Pujianto,ST. • Tempat/Tgl lahir : Surabaya / 30-03-1976 • Pendidikan : S1 Civil Engineering • Jabatan : Kepala Divisi Readymix PT. Adhimix Precast Indonesia

Pendahuluan

• Beton merupakan material konstruksi yang senantiasa dikaitkan dengan Isu dampak pemanasan global.

• Bahan penyusun beton :

• Bahan tersebut didapat dengan mengeksploitasi alam, sebagai penyebab terbesar kerusakan alam.

• Produksi semen penyumbang CO2 terbesar urutan kedua dunia dalam proses pembakaran kapur

• Eksploitasi material pasir (tambang galian C) yang cenderung memangkas tumbuh-tumbuhan di atas top soil.

• Penggunaan air tanah dalam jumlah yang besar.

3

Pengertian Beton Ramah Lingkungan

• Hampir semua meterial dasar beton merupakan produk dari hasil merusak lingkungan.

• Perlu diupayakan untuk meminimalkan dampak kerusakan lingkungan yang ditimbulkan, sebelum ada teknologi beton dengan mengganti seluruh bahan yang digunakan.

• Saat ini para ahli tengah mengembangkan bahan beton berbasis polimer untuk menggantikan semen.

• Yang paling aplikatif adalah dengan mengurangi pemakaian semen, pemakaian pasir alam dan pemakaian air dalam campuran beton tanpa merubah kualitas, workabilitas dan durabilitas.

• Sehingga dapat dikatakan beton ramah lingkungan adalah beton dengan sedikit semen, sedikit pasir alam dan sedikit air, tanpa menurunkan quality, workability, durability dan performance

4

Aplikasi Beton Ramah Lingkungan

• Untuk mengaplikasikan beton yang lebih ramah lingkungan untuk saat ini secara prinsip adalah melalui upaya :

1. Mengurangi pemakaian semen pada campuran beton dengan penggunaan admixtures

2. Mengurangi pemakaian air pencampur beton menggunakan admixture dan mengoptimalkan penggunaan maksimum ukuran agregat.

3. Mengurangi pemakaian pasir alam dengan mensubtitusi menggunakan pasir buatan (manufacture sand).

5

1.Mengurangi Pemakaian Semen

Sebagai upaya menghasilkan produk beton yang ramah lingkungan, salah satunya dengan mengurangi pemakaian semen dengan cara melakukan subtitusi dengan mengunakan admixture sebagai bahan campuran beton.

• Admixture : bahan tambah untuk campuran beton yang dapat memberikan sifat khusus melebihi sifat beton konvensional

• Admixture Terdiri dari : 1. Mineral admixture 2. Chemical admixture

6

Mineral Admixtures

• Berupa bahan padat yang dihaluskan • Mengandung senyawa silika atau silika alumina • Jenis Mineral admixture,pozzolan,slag,abu sekam • Karena kehalusannya dan dengan adanya air, maka

senyawa-senyawa tersebut akan bereaksi dengan kalsium hidroksida membentuk senyawa kalsium silikat hidrat (CSH) dan kalsium hidrat yang bersifat hidrolis

7

Klasifikasi Mineral Admixtures (Pozzolan)

• Menurut ASTM C-618, dibedakan berdasarkan komposisi kimia dan sifat fisiknya; 1. Kelas N : Pozzolan alam atau hasil pembakaran

pozzolan alam (tanah diatomic, opaline cherts dan shales, tuff dan abu vulkanik atau pumicite)

2. Kelas C : Fly ash yang mengandung CaO (Calcium Oxide) diatas 10 % (pembakaran lignit atau sub-bitumen batubara)

3. Kelas F : Fly ash yang mengandung CaO (Calcium Oxide) kurang dari 10 % ( pembakaran antrhacite atau bitumen batu bara)

8

a. Penggunaan Fly Ash (Abu Terbang)

• Adalah limbah hasil pembakaran batu bara yang merupakan salah satu jenis mineral admixtures pozzolan yang banyak terdapat di Indonesia, dengan mempertimbangkan aspek kualitas, keekonomisan, ketersediaan dan mempertimbangkan aspek lingkungan jika tidak termanfaatkan, menjadikan fly ash merupakan salah satu material beton sebagai solusi memproduksi beton ramah lingkungan disamping mempunyai nilai tambah untuk campuran beton dibandingkan beton konvensional tanpa admixture.

9

Fly Ash Tidak Termanfaatkan

10

Fisik Fly Ash

11

Diperbesar

Data Komposisi Kimia Fly Ash

12

Diagram Reaksi Fly Ash

SEMEN AIR+Ca(OH)2limbah

FLY ASHSiO2

( Silicon dioksida )Al2O3

(Alumunium dioksida)

Fe2O3( Besi Oksida )

+ Ca(OH)2limbah

CSH

CFH

CAH

Strength

13

Pengaruh Penggunaan Fly Ash

• Peningkatan kekuatan yang lebih besar setelah umur 28 hari

• Sangat baik untuk pengecoran besar (mass concrete) : dapat menurunkan panas hidrasi

• Membuat beton lebih awet (durable) • Terhadap Sifat Beton Segar (fresh concrete) 1. Meningkatkan workability 2. Mengurangi bleeding 3. Mudah dipompa karena plastis dan cohesive 4. Memperlama waktu setting

14

Persyaratan Beton Durable • Berdasarkan ACI-201 : Persyaratan untuk kondisi khusus :

Persyaratan untuk beton yang berhubungan dengan sulfat :

15

Perkembangan Kuat Tekan Beton Dengan Fly ash

16

Pengaruh Fly Ash Terhadap Panas Hidrasi

17

Perkembangan Panas Hidrasi Pada Mass Concrete

GRAFIK MONITORING MATT FOUNDATION MONACO RESIDENCE PROJECT DEPTH 3,5 M

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100

WAKTU ( JAM )

SE

KA

LA

SU

HU

0 C

EL

CIU

S

TP TENGAH TP ATAS TP BAWAH SUHU UDARA

18

Pengaruh Fly Ash Terhadap Slump Beton

19

Non FA Dengan FA

PC PC+FA20 PC+FA30 PC+F400.3 225 215 211 2070.4 213 203 199 1950.5 204 194 190 1860.6 196 186 182 1780.7 190 180 176 172

Kebutuhan Air (ltr/m3)w/c

Pengaruh Fly Ash Terhadap Waktu Setting

2:24

3:36

4:48

6:00

7:12

8:24

0.30 0.40 0.50 0.60 0.70

Init

ial S

ett

ing

Tim

e (

jam

:mn

t)

w/c

Grafik Initial Setting Time

PC

PC + FA20

PC + FA30

PC + FA40

20

Pengaruh Fly Ash Terhadap Kadar Udara

1.10

0.850.75

0.60

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

PC PC + FA20 PC + FA30 PC + FA40

Pros

enta

se K

adar

Uda

rada

lam

Bet

on

21

Aplikasi Pemakaian Fly Ash di Ready Mix

22

Perbandingan Komposisi Beton dengan Fly Ash

Mutu K (kg/cm2) 350 350 350 350Prosentase Fly ash 0 20 30 40w/c 0.569 0.524 0.501 0.460Semen (kg/m3) 348 293 265 247Flyash (kg/m3) 0 73 114 165Air 198 192 190 189

23

Hasil Uji Beton Dengan Fly Ash

24

Data Pengujian Penetrasi Khlorida : Data Pengujian Kedap Air :

Data Pengujian Penyerapan Air :

Percobaan Beton Dengan Fly Ash 50% Terhadap Cementitious

Mutu Beton K-375 kg/cm²Slump 18 cmKomposisi Campuran Beton per M³Semen 200 kgFly Ash 200 kgPasir 947 kgSplit 998 kgAir 104 ltrAdmixture type F 7 ltr

25

Data Test Beton SegarSlump Plain 19 cmSlump 30 menit 19 cmSlump 60 menit 18 cmSlump 90 menit 17 cmSlump 120 menit 12 cm

Initial Setting Time : 6 jam 15 menit

Hasil Test Tekan :Umur 1 hari 92.2 kg/cm²Umur 3 hari 192.9 kg/cm²Umur 7 hari 285.1 kg/cm²Umur 28 hari 438.2 kg/cm²

b. Penggunaan Chemical Admixture

Cara mengurangi pemakaian semen dapat dilakukan dengan menggunakan Chemical Admixture

• Sesuai ASTM C.494, dibagi beberapa type : Type A : Water Reducing Admixture Type B : Retarding Admixture Type C : Accelerating Admixture Type D : Water Reducing and Retarding Admixture Type E : Water Reducing and Accelerating Admixture Type F : Water Reducing High Range Type G : Water Reducing High Range and Retarding

26

Chemical Admixture

• Jumlah pemakaian semen akan dipengaruhi oleh jumlah pemakaian air

• Di samping penggunaan fly ash, untuk mengurangi kebutuhan air dapat dilakukan dengan pemakaian chemical admixtures dengan mempertimbangkan proses pelaksanaan pengecoran

• Besar pengurangan air akibat pemakaian chemical admixtures, tergantung dari type dan dosis chemical admixture yang digunakan

27

Perbandingan Komposisi Tiap Type Chemical Admixture

0.5 0.5 0.5 0.5- D F G

0.3 0.6 0.8204 198 175 183407 395 350 3670 1.19 2.10 2.93

w/cType Admixture

Pemakaian Air ltr/m3Jumlah Semen kg/m3Jumlah Admixture ltr/m3

Dosis %

28

Catatan : Banyak sekali merk chemical admixture, yang masing-masing mempunyai karakter berbeda-beda, sehingga perlu percobaan lebih detail sebelum digunakan.

Pengurangan Air Terhadap Dosis Type F

y = 25.16ln(x) + 26.75R² = 1

0

10

20

30

40

50

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00

Pros

enta

se P

engu

rang

an P

emak

aian

Air

(%

)

Dosis Admixture terhadap Semen (%)

Efek Pemakaian Admixture Type FTerhadap Penggunaan Air

29

3. Mengoptimalkan Maksimum Size Coarse Aggregate

Mengurangi pemakaian semen dapat dilakukan dengan mengoptimalkan pemakaian maksimum butiran coarse aggregat,semakin besar ukuran agregat yang digunakan,semakin kecil jumlah air dan semen yg digunakan, atau sebaliknya, selama syarat maksimum agregat terhadap dimensi dan kondisi tulangan masih terpenuhi

30

Persyaratan Maksimum Ukuran Butiran Coarse Aggregate

• 1/5 Jarak terkecil antar bidang samping cetakan, atau

• 1/3 tebal plat, atau • 3/4 jarak bersih

minimum antar batang tulangan atau tendon pratekan atau selongsong.

31

Hubungan Pemakaian Air Dengan Maksimum Ukuran Butiran Coarse Aggregate (DoE Methode)

32

4. Mengurangi Pemakaian Pasir Alam

• Pasir alam pada umumnya didapat dari eksploitasi alam pada tanah yang produktif

• Tumbuhan sebagai penyerap CO2 menjadi hilang

• Upaya yang dapat dilakukan adalah menggantikan sebagian dengan pasir buatan atau abu batu yang merupakan limbah dari penggilingan batu

33

Kerusakan Alam Akibat Eksploitasi Pasir

34

Gunung Batu dan Usaha Eksploitasi

35

Proses Pencucian Abu Batu Sebagai Upaya Mendapatkan Pasir Buatan

36

Komposisi Campuran Beton Berbagai Mutu Dengan Menggunakan Pasir Alam

Semen Pasir Alami Abu Batu Split 1/2.5 Air Bebas( K ) ( cm ) kg/cm² kg/cm² ( % ) kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 lt/m3 kg/m3

1 100 12±2 30 149 0.866 46 202 918 0 1070 175 2,364 2 125 12±2 30 174 0.832 45 212 898 0 1077 176 2,363 3 150 12±2 30 199 0.799 45 223 878 0 1083 178 2,362 4 175 12±2 30 224 0.768 44 234 859 0 1088 180 2,361 5 200 12±2 30 249 0.738 43 246 841 0 1092 181 2,360 6 225 12±2 30 274 0.709 43 258 823 0 1096 183 2,360 7 250 12±2 30 299 0.681 42 271 805 0 1098 185 2,359 8 275 12±2 30 324 0.654 42 285 788 0 1100 186 2,359 9 300 12±2 30 349 0.629 41 299 771 0 1100 188 2,359

10 325 12±2 30 374 0.604 41 314 754 0 1100 190 2,358 11 350 12±2 30 399 0.580 40 330 738 0 1099 191 2,358 12 375 12±2 30 424 0.558 40 346 722 0 1097 193 2,358 13 400 12±2 30 449 0.536 39 364 707 0 1094 195 2,359 14 425 12±2 30 474 0.515 39 382 691 0 1090 197 2,359 15 450 12±2 30 499 0.495 38 401 676 0 1085 198 2,360 16 475 12±2 30 524 0.475 38 421 661 0 1079 200 2,360 17 500 12±2 30 549 0.456 38 442 646 0 1072 202 2,361 18 525 12±2 30 574 0.439 37 463 631 0 1065 203 2,362 19 550 12±2 30 599 0.421 37 486 616 0 1056 205 2,363

DATA MATERIAL

ABSORPSI BERAT ISI PEMAKAIAN MAX SIZE FM SC

% kg/m3 % mm %1 SEMEN Type I 3.15 1.002 PASIR 1 Pasir Alami 2.61 0.76 1,530 100 2.42 1.753 SPLIT 1 10-25 mm 2.61 1.20 1,440 100 25 6.95 0.67

NO URAIAN JENIS BERAT JENIS

Slump Deviasi TargetFas

S/A Berat betonKomposisi Material ( SSD )

NoMutu

37

Komposisi Campuran Beton Berbagai Mutu Dengan Menggunakan Pasir Alam & Pasir Buatan (50-50)

Semen Pasir Alami Abu Batu Split 1/2.5 Air Bebas( K ) ( cm ) kg/cm² kg/cm² ( % ) kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 lt/m3 kg/m3

1 100 12±2 30 149 0.866 51 202 506 508 976 175 2,366 2 125 12±2 30 174 0.832 50 212 495 497 985 176 2,364 3 150 12±2 30 199 0.799 49 223 484 486 993 178 2,364 4 175 12±2 30 224 0.768 49 234 474 476 1000 180 2,363 5 200 12±2 30 249 0.738 48 246 464 465 1006 181 2,362 6 225 12±2 30 274 0.709 47 258 454 455 1011 183 2,361 7 250 12±2 30 299 0.681 47 271 444 446 1015 185 2,361 8 275 12±2 30 324 0.654 46 285 435 436 1018 186 2,360 9 300 12±2 30 349 0.629 45 299 425 427 1021 188 2,360

10 325 12±2 30 374 0.604 45 314 416 418 1022 190 2,360 11 350 12±2 30 399 0.580 44 330 407 409 1022 191 2,360 12 375 12±2 30 424 0.558 44 346 399 400 1022 193 2,360 13 400 12±2 30 449 0.536 43 364 390 391 1020 195 2,360 14 425 12±2 30 474 0.515 43 382 381 383 1018 197 2,361 15 450 12±2 30 499 0.495 42 401 373 374 1015 198 2,361 16 475 12±2 30 524 0.475 42 421 365 366 1010 200 2,362 17 500 12±2 30 549 0.456 41 442 356 358 1005 202 2,363 18 525 12±2 30 574 0.439 41 463 348 350 999 203 2,364 19 550 12±2 30 599 0.421 41 486 340 342 992 205 2,365

DATA MATERIAL

ABSORPSI BERAT ISI PEMAKAIANMAX SIZE FM SC

% kg/m3 % mm %1 SEMEN Type I 3.15 1.002 PASIR 1 Pasir Alam 2.61 0.76 1,530 50 2.42 1.753 PASIR 2 Abu Batu 2.62 2.46 1,530 50 3.50 3.954 SPLIT 1 10- 5 mm 2.61 1.2 1440 100 25 6.95 0.67

NoMutu Target

FasS/A Berat beton

Komposisi Material ( SSD )

NO URAIAN JENIS BERAT JENIS

Slump Deviasi

38

Grafik Analisa Butiran Pasir Alam, Pasir Buatan dan Kombinasi (50-50)

0

20

40

60

80

100

Pan #100 #50 #30 #16 #8 #4 3/8" 3/4" 1.0" 1.5"

Pas

sin

g P

erce

nta

ge

Sieve Size

Gradasi Pasir Alami Fine Modulus (FM) : 2,42

Grading Limit

Agg Grading

39

0

20

40

60

80

100

Pan #100 #50 #30 #16 #8 #4 3/8" 3/4" 1.0" 1.5"

Pass

ing

Perc

enta

ge

Sieve Size

Grading Abu BatuFine Modulus (FM) : 3,50

Grading Limit

Agg Grading

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

Pan #100 #50 #30 #16 #8 #4 3/8" 3/4" 1.0" 1.5"

Pass

ing P

erce

ntag

e

Sieve Size

Grading Kombinasi Pasir Alam dengan Abu Batu (50-50) : FM 2,96

Grading Limit

Fine Agg

50%

50%

Penutup

• Dari uraian di atas, menunjukkan upaya-upaya yang dapat dilakukan melalui dasar teknologi beton untuk saat ini dalam rangka mengurangi dampak pemanasan global yang ditimbulkan oleh produksi semen sebagai bahan utama beton. Meminimalkan penggunaan semen, mengurangi pemakaian air dan mengurangi pemakaian pasir alam tanpa mengurangi kualitas dengan memanfaatkan bahan-bahan limbah B3 sebagai upaya memproduksi beton yang lebih ramah lingkungan.

• Namun upaya ini kiranya harus pula diintegrasikan dengan perencanaan struktur dan pelaksanaan di lapangan sebagai usaha yang terintegrasi mengurangi dampak pemanasan global akibat semakin pesat pertumbuhan bangunan berbahan beton.

40

Referensi

• American Concrete Institue(ACI) • American Society for Testing and Materials (ASTM) • Perencanaan campuran beton DoE methode • Hasil percobaan laboratorium intern dan exsperience PT. ADHIMIX PRECAST INDONESIA

41

Lampiran….

42

Produk Precast PT. Adhimix Precast Indonesia

43

Proyek – Proyek Yang di Supplay Beton PT. Adhimix Precast Indonesia

44

45