Skip to content Skip to sidebar Skip to footer

Widget Atas Posting

Teknologi Beton Daur Ulang

Teknologi Beton Daur Ulang
Hampir semua material yang digunakan untuk pembuatan beton menggunakan material dari alam sehingga dengan pengunaan beton yang banyak maka terjadi penambangan besar-besaran terhadap batuan alam sebagai bahan pembentuk beton

Sejalan dengan meningkatnya ekonomi rakyat berdampak terhadap pesatnya pembangunan, sehingga kebutuhan beton sebagai bahan konstruksi semakin meningkat, demikianpun halnya dengan material pembentuk beton.

Hal ini menyebabkan semakin sedikit kapasitas material yang disediakan oleh alam. Tidaklah heran jika saat ini begitu banyak berdiri perusahaan untuk pengolahan benda daur ulang yang dapat dimanfaatkan kembali khususnya bahan baku dari alam yang dimana semakin terbatas jumlahnya di alam, antara lain daur ulang plastik dan daur ulang kertas.

Dilain pihak, alam merupakan penghasil terbesar agregat, semakin lama persediaan semakin berkurang, bahkan ada wilayah di Indonesia, alamnya tidak memliki bebatuan untuk bahan baku beton seperti agregat kasar (kerikil) dan agregat halus (pasir), sehingga perlu dipikirkan pemecahannya agar kebutuhan agregat dapat dipenuhi.

Salah satu tindakan untuk meningkatkan sustainability (keberlanjutan)  pada produksi beton adalah dengan menurunkan ketergantungan pada agregat alami dan memaksimalkan sampah sisa pembongkaran bangunan sebagai material daur ulang.

Definisi agregat daur ulang menurut ACI Educational Bulletin EI-07 (2007) adalah agregat yang didapatkan dari dari beton yang rusak, dibuang tulangannya dan dihancurkan dalam ukuran dan gradasi yang lebih spesifik.

Kinerja material dan kinerja struktur beton agregat daur ulang cenderung berbeda dibandingkan kinerja beton beragregat normal. Berdasarkan beberapa hasil studi eksperimental, agregat daur ulang yang berupa agregat kasar mengandung mortar sebesar 25 % hingga 45 %, sedangkan agregat daur ulang berupa agregat halus mengandung mortar 70 % hingga 100 %.

Kandungan mortar tersebut mengakibatkan berat jenis agregat menjadi lebih kecil, lebih poros atau berpori, sehingga kekerasannya berkurang, bidang temu (interface) yang bertambah, dan unsur-unsur kimia agresif lebih mudah masuk dan merusak.
Potongan agregat daur ulang (Dosho, 2007)
Potongan agregat daur ulang (Dosho, 2007)
Disamping itu, pada agregat daur ulang juga terdapat retak mikro, dimana retak tersebut dapat ditimbulkan oleh tumbukan mesin pemecah batu (stone crusher) pada saat proses produksi agregat daur ulang, yang tidak dapat membelah daerah lempengan atau patahan pada agregat alam. Retak tersebut tertahan oleh kekangan mortar yang menyelimuti agregat alam.

Sifat Fisik dan Kimia Beton Daur Ulang

Beberapa perbedaan kualitas, sifat-sifat fisik dan kimia agregat daur ulang tersebut menyebabkan perbedaan sifat-sifat (propertis) material beton yang dihasilkan.

Perbedaan yang diamati diantaranya adalah menurunnya kuat tekan, modulus elastisitas, dan kuat tariknya. Selain itu kemiringan kurva hubungan tegangan-regangan uniaksial dan multiaksial menjadi landai pada saat sebelum beban puncak dan menjadi curam setelah beban puncak.

Hal ini diakibatkan oleh lemahnya ketegaran retak dan bertambahnya jumlah bidang temu, yang memperlemah ikatan antara agregat kasar dan mortar. Disamping itu, hubungan tegangan-regangan puncak multi aksial juga menjadi menurun.

Perbedaan sifat-sifat material beton agregat daur ulang tersebut mengakibatkan beberapa perbedaan persamaan yang menggambarkan hubungan antara kuat tarik dan kuat tekan, modulus elastisitas dan kuat tekan, dan model konstitutif tegangan-regangan beton uniaksial, tegangan-regangan puncak multiaksial. Beberapa persamaan dan model konstitutif telah diperoleh dari hasil studi eksperimental untuk menggambarkan perbedaan sifat-sifat dan perilaku mekanik beton agregat daur ulang.

Perbedaan sifat-sifat dan perilaku mekanik material beton agregat daur ulang juga berpengaruh pada kinerja dan perilaku mekanik elemen struktur yang dibentuknya.

Perbedaan kinerja dan perilaku mekanik elemen struktur tersebut diantaranya adalah kemampuan deformabilitas, nilai daktilitas, nilai kekakuan, dan pola retak. Deformabilitas elemen struktur beton agregat daur ulang menjadi lebih besar pada saat beban yang sama, nilai daktilitas dan kekakuan menjadi kecil, dan pola retak menjadi lebih banyak hingga ke daerah momen dan geser (antara perletakan dan titik beban), bila dibandingkan dengan kinerja dan perilaku beton agregat alam.

Hasil uji kuat tekan beton yang dilakukan Ahmad Junaidi (2015) didapat kuat tekan beton karakteristik untuk beton yang menggunakan agregat kasar split alam dengan ukuran 10-20 mm, 20-30 mm, 30-40 mm, secara berturut-turut adalah 251,2 kg/cm2, 242,666 kg/cm2, dan 237,155 kg/cm2.

Sedangkan untuk beton yang menggunakan agregat kasar split bekas dengan ukuran 10-20 mm, 20-30mm, 30-40 mm, didapat hasil kuat tekan beton karakteristik secara berturut-turut adalah 243,389 kg/cm2, 231,022 kg/cm2, dan 225,956 kg/cm2.

Hasil pengujian kuat tekan SCC pada penelitian Kurnia Widiantoro (2011) menunjukkan bahwa apabila dikombinasikan dengan agregat alami pecah, agregat daur ulang dapat menurunkan nilai kuat tekan sebesar 12,26% (dari 50,74 MPa menjadi 44,52 Mpa).

Namun apabila dikombinasikan dengan agregat alami bulat, kuat tekan meningkat 62,78% (dari 27,35 MPa menjadi 44,52 MPa). Nilai modulus elastisitas cenderung fluktuatif baik pada SCC kombinasi agregat alami pecah dengan agregat daur ulang (kenaikan terbesar +27,08% untuk penggunaan 40% agregat daur ulang dan penurunan terbesar -36,01% untuk penggunaan 60% agregat daur ulang) maupun SCC kombinasi agregat alami bulat dengan agregat daur ulang (kenaikan terbesar +63,64% untuk penggunaan 80% agregat daur ulang dan penurunan terbesar -21,82% pada kadar 40%).

Hasil pengujian kuat lentur SCC kombinasi agregat alami pecah dengan agregat daur ulang fluktuatif namun cenderung naik, dengan kenaikan tertinggi pada penggunaan 80% daur ulang, yakni naik 61,29% dan kenaikan terendah terjadi pada penggunaan 100% daur ulang, yakni 9,68%. Kuat lentur SCC kombinasi agregat alami bulat dengan daur ulang mencapai nilai tertinggi pada kadar 0% dan mencapai nilai terendah pada kadar 20% dan 100%.


Proses Pembuatan Material Beton Daur Ulang

Beton sisa dari runtuhan bangunan di hancurkan menjadi bongkahan-bongkahan beton dengan menggunakan alat berat. Beton bekas di masukkan dalam crusher sehingga menjadi agregat dengan ukuran yang diinginkan

Dalam proses crushing ini, tulangan beton yang terdapat dalam limbah beton dipisahkan pada sebuah separator yang dilengkapi dengan magnet, dan mampu menarik material yang mengandung besi keluar dari agregat crushing. Sehingga, agregat yang dihasilkan benar-benar bersih dari tulangan beton.

Setelah itu, bahan beton baru yang telah didapat dari pengolahan didalam mesin cold recycler bisa digunakan kembali untuk membuat beton baru.

Proses produksi agregat daur ulang hampir sama dengan proses produksi agregat alami. Perbedaan yang mendasar terletak pada proses memisahkan agregat dari komponen yang tidak diinginkan, seperti besi tulangan, kayu, kertas, dan sebagainya. Langkah utama pada proses produksi agregat daur ulang yaitu: pemilihan pendahuluan (preliminary sorting), penghancuran awal (primary crushing), pemisahan dari komponen yang tidak diinginkan (impurity removal process), penghancuran tahap kedua (secondary crushing) dan pengayakan menjadi ukuran tertentu (sieving into different sizes).

Proses preliminary sorting bertujuan untuk memisahkan material yang dapat didaur ulang dan yang tidak. Material yang dapat didaur ulang selanjutnya akan dihancurkan ke dalam ukuran tertentu, sedangkan yang tidak dapat didaur ulang dapat digunakan sebagai bahan timbunan / reklamasi.

Setelah melalui preliminary sorting, kemudian dilakukan primary crushing, yaitu menghancurkan material hingga berukuran ± 200 mm. Alat yang dapat digunakan adalah jaw crusher atau impact crusher.

Kebanyakan tempat produksi agregat daur ulang di Britania menggunakan jaw crusher sedangkan di beberapa negara eropa lainnya menggunakan impact crusher.

Perbedaan mendasar antara jaw crusher dan impact crusher adalah pada faktor reduksinya, secara umum impact crusher memiliki faktor reduksi yang besar. Faktor reduksi adalah perbandingan antara ukuran partikel yang masuk dengan ukuran partikel yang keluar.

Proses yang dilakukan setelah primary crushing adalah pemisahan komponen yang tidak diinginkan (impurity removal process). Pada proses ini, komponen yang tidak diinginkan akan dibuang. Menurut O’Mahony (1990), yang termasuk dalam impurity removal process adalah: membuang bagian yang mengandung besi menggunakan elektromagnet (electromagnetic removing steel), menyaring (dry sieving), dan pemisahan dengan menggunakan air (wet separation).
Electromagnetic removing steel
Electromagnetic removing steel
Pada proses electromagnetic removing steel umumnya magnet berada di atas conveyor belt di antara primary crusher dan secondary crusher. Pada proses dry sieving, partikel yang sangat halus dipisahkan, dan nantinya dapat dikombinasikan kembali untuk membuat agregat bergradasi baik. Kerugian utama pada proses dry sieving adalah banyaknya jumlah debu yang dihasilkan.

Komponen lain yang memiliki berat jenis rendah misalnya : kayu, kertas, dan lain-lain, dipisahkan dengan metode wet separation yakni pemisahan dengan menggunakan air seperti tampak pada Gambar berikut, 
Wet separation
Wet separation
Apabila setelah melalui proses di atas masih terdapat komponen yang tidak diinginkan (tidak terangkat magnet dan tidak terapung di air, contohnya: kaca, porselen, keramik dan lain-lain), maka dilakukan pemilihan secara manual menggunakan tangan operator pada agregat yang berjalan di atas conveyor belt. Hal ini penting dilakukan mengingat adanya standar spesifikasi di beberapa negara mengenai jumlah maksimal dari komponen yang tidak diinginkan (impurities).

Proses secondary crushing dilakukan dengan menggunakan alat bernama cone crusher yang dapat menghancurkan agregat hingga ukuran < 40 mm. Gambar dan potongan cone crusher dapat dilihat pada Gambar berikut,
Cone crusher
Cone crusher
Agregat dari hasil secondary crushing kemudian diayak ke dalam ukuran yang berbeda-beda (40 mm, 20 mm, 10 mm, 5 mm) dan selanjutnya dikumpulkan pada tempat penimbunan agregat (stockpile) berdasarkan ukurannya.
References
Deni Anwar. 2014. Pengaruh Penggunaan Agregat Daur Ulang Terhadap Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas Beton Berkinerja Tinggi Grade 80.
Eni Febriani. 2013. Pengaruh Pemanfaatan Pecahan Beton Sebagai Alternatif Pengganti Agregat Kasar Sebagai Campuran Beton K-250 Kg/cm2.
Hardjasaputra, Harianto, A. Ciputera dan F. Sutanto. 2008. Pengaruh Penggunaan Limbah Konstruksi Sebagai Agregat Kasar dan Agregat Halus Pada Kuat Tekan Beton Daur Ulang. Prosiding Konferensi Nasional Teknik Sipil 2 (KonTekS2), Univ. Atma Jaya Yogyakarta, Pp. 433-445.
Kurnia Widiantoro .2011.  Pengaruh Penggunaan Material Daur Ulang pada Beton Memadat Mandiri terhadap Kuat Tekan, Modulus Elastisitas, dan Kuat Lentur . Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.
Suharwanto. 2005. Perilaku Mekanik Beton Agregat Daur Ulang Aspek Material-Struktural. Departemen Teknik Sipil, Institut Teknologi Bandung. 

M Hadi H, ST.
M Hadi H, ST. Sharing and building, berharap dapat berpartisipasi walaupun dalam hal kecil untuk kemajuan pengetahuan

Post a Comment for "Teknologi Beton Daur Ulang"