Detail Penelitian


Pemanfaatan Fly Ash sebagai Pengganti Sebagian Semen dalam Pembuatan Beton dengan Perawatan Air Laut

Tahun 2026 Ketua: Muhammad Huzair T, S.T., M.T. Skema Riset Dasar
Pemanfaatan Fly Ash sebagai Pengganti Sebagian Semen dalam Pembuatan Beton dengan Perawatan Air Laut

Beton merupakan salah satu material utama yang banyak digunakan dalam pembangunan infrastruktur, seperti gedung, jalan, jembatan, dan berbagai fasilitas konstruksi lainnya. Dalam pembuatannya, semen berperan sebagai bahan pengikat utama yang memengaruhi kekuatan beton. Namun, proses produksi semen membutuhkan energi yang besar dan menghasilkan emisi karbon dioksida (CO₂), sehingga diperlukan inovasi untuk mengurangi penggunaan semen melalui pemanfaatan material alternatif.

 

Salah satu material yang berpotensi digunakan adalah fly ash, yaitu material halus hasil samping pembakaran batu bara yang memiliki kandungan silika dan alumina. Kandungan tersebut memungkinkan fly ash berkontribusi terhadap pembentukan senyawa pengikat dalam beton melalui reaksi pozzolanik. Pada penelitian ini, fly ash yang digunakan berasal dari limbah pembakaran batu bara pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Teluk Balikpapan.

Gambar 1. (a) Bentuk fisik fly ash PLTU Teluk Balikpapan; (b) Hasil uji XRF fly ash PLTU Teluk Balikpapan

Adapun penggunaan air laut sebagai media perawatan (curing) didasarkan pada konstruksi di wilayah pesisir dan kelautan yang menjadi relevan karena beton berpotensi terpapar lingkungan yang mengandung ion klorida dan sulfat. Kandungan garam dalam air laut dapat memengaruhi perkembangan sifat mekanik dan mikrostruktur beton. Selain itu, penggunaan air laut sebagai alternatif media perawatan berpotensi mengurangi kebutuhan air tawar, meskipun pengaruhnya terhadap kualitas beton masih memerlukan kajian lebih lanjut.

 

Penelitian ini menggunakan empat variasi campuran beton, yaitu beton tanpa fly ash sebagai beton kontrol serta beton dengan substitusi fly ash sebesar 10%, 20%, dan 30% terhadap massa bahan pengikat. Benda uji berbentuk silinder berdiameter 100 mm dan tinggi 200 mm, kemudian dirawat dengan cara direndam dalam air laut selama 28 hari. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian slump untuk mengetahui konsistensi beton segar dan pengujian kuat tekan untuk mengetahui kemampuan beton dalam menahan beban tekan.

 

Hasil penelitian menunjukkan bahwa seluruh variasi campuran beton memenuhi target nilai slump sebesar 10 ± 2 cm. Beton kontrol menghasilkan nilai slump sebesar 11,3 cm, sedangkan beton dengan substitusi fly ash sebesar 10%, 20%, dan 30% masing-masing menghasilkan nilai slump sebesar 9,5 cm, 10,1 cm, dan 10,0 cm. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan fly ash hingga 30% masih menghasilkan konsistensi beton segar yang sesuai dengan target penelitian.

[GAMBAR-2]

Sementara itu, hasil pengujian kuat tekan menunjukkan bahwa beton kontrol menghasilkan kuat tekan tertinggi sebesar 25,03 MPa. Pada beton dengan substitusi fly ash sebesar 10%, 20%, dan 30%, diperoleh kuat tekan masing-masing sebesar 14,81 MPa, 16,17 MPa, dan 15,55 MPa. Berdasarkan hasil tersebut, penggunaan fly ash menyebabkan penurunan kuat tekan dibandingkan beton kontrol. Meskipun demikian, variasi substitusi fly ash sebesar 20% menghasilkan kuat tekan tertinggi di antara seluruh campuran yang menggunakan fly ash.

 

Penurunan kuat tekan tersebut dapat berkaitan dengan berkurangnya jumlah semen sebagai bahan pengikat utama serta perkembangan reaksi pozzolanik fly ash yang membutuhkan waktu untuk memberikan kontribusi terhadap kekuatan beton. Oleh karena itu, pengujian pada umur perawatan yang lebih panjang diperlukan untuk mengetahui perkembangan kekuatan beton secara lebih menyeluruh.

 

Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan bahwa pemanfaatan fly ash sebagai pengganti sebagian semen memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai alternatif material konstruksi, meskipun pada umur perawatan 28 hari seluruh variasi substitusi masih menghasilkan kuat tekan lebih rendah dibandingkan beton kontrol.

Gambar 3. Hasil pengujian kuat tekan beton

Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi dasar bagi pengembangan penelitian lanjutan mengenai pemanfaatan material hasil samping industri dalam teknologi beton, khususnya dengan mempertimbangkan penggunaan bahan pengikat alternatif, peningkatan kuat tekan, serta ketahanan beton pada lingkungan pesisir dan laut.

 

Dokumentasi

Dokumentasi uji karakteristik agregat

 

Tim Peneliti

  1. Muhammad Huzair T, S.T., M.T. (Teknik Sipil/JTSP/ITK)
  2. Dwi Aneka Kartini, S.T., M.T. (Teknik Sipil/JTSP/ITK)
  3. Iitra Achbar Sahdian, M.T (Teknik Lingkungan/JTK/ITK)

Manfaat Penelitian

1. Meningkatkan nilai guna fly ash sebagai material hasil samping pembakaran batu bara yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan substitusi parsial semen dalam pembuatan beton.

2. Memberikan alternatif penggunaan bahan pengikat yang berpotensi mengurangi kebutuhan semen dalam campuran beton.

3. Mendukung inovasi teknologi beton melalui pemanfaatan material alternatif yang berpotensi mengurangi dampak lingkungan dari penggunaan semen.

4. Memberikan informasi mengenai pengaruh variasi substitusi fly ash sebesar 10%, 20%, dan 30% terhadap konsistensi beton segar dan kuat tekan beton.

5. Menyediakan data awal mengenai karakteristik kuat tekan beton dengan substitusi fly ash yang dirawat menggunakan air laut selama 28 hari.