BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Beton Beton didapat dari pencampuran bahan-bahan agregat halus dan kasar yaitu pasir, batu atau bahan lainnya, dengan menambah secukupnya bahan perekat/pengikat semen, dan air sebagai bahan pembantu guna keperluan reaksi kimia selama proses pengerasan dan perawatan beton berlangsung. Beton merupakan suatu material yang menyerupai batu yang diperoleh dengan membuat suatu campuran yang mempunyai proporsi tertentu dari semen, pasir dan koral atau agregat lainnya, dan air untuk membuat campuran tersebut menjadi keras dalam cetakan sesuai dengan bentuk dan dimensi struktur yang diinginkan. Kumpulan meterial tersebut terdiri dari agregat halus dan agregat kasar. Semen dan air berinteraksi secara kimiawi untuk mengikat partikel – partikel agregat tersebut menjadi suatu massa yang padat. Nilai kuat beton relatif tinggi dibanding dengan kuat tariknya, dan beton merupakan bahan bersifat getas. Nilai kuat tariknya hanya berkisar 9%-15% saja dari kuat tekannya. Pada penggunaan sebagai komponen struktural bangunan, umumnya beton diperkuat dengan batang tulangan baja/besi sebagai bahan yang dapat bekerja sama dan mampu membantu kelemahannya, terutama pada bagian yang menahan gaya tarik. Dengan demikian tersusun pembagian tugas, dimana batang tulangan baja/besi bertugas memperkuat dan menahan gaya tarik, sedangkan beton hanya diperhitungkan untuk menahan gaya tekan. Komponen struktur beton dengan kerjasama seperti itu disebut sebagai beton bertulangan baja/besi atau lazim disebut beton bertulang saja. Universitas Sumatera Utara
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Beton
Beton didapat dari pencampuran bahan-bahan agregat halus dan kasar yaitu
pasir, batu atau bahan lainnya, dengan menambah secukupnya bahan perekat/pengikat
semen, dan air sebagai bahan pembantu guna keperluan reaksi kimia selama proses
pengerasan dan perawatan beton berlangsung.
Beton merupakan suatu material yang menyerupai batu yang diperoleh dengan
membuat suatu campuran yang mempunyai proporsi tertentu dari semen, pasir dan
koral atau agregat lainnya, dan air untuk membuat campuran tersebut menjadi keras
dalam cetakan sesuai dengan bentuk dan dimensi struktur yang diinginkan. Kumpulan
meterial tersebut terdiri dari agregat halus dan agregat kasar. Semen dan air
berinteraksi secara kimiawi untuk mengikat partikel – partikel agregat tersebut
menjadi suatu massa yang padat.
Nilai kuat beton relatif tinggi dibanding dengan kuat tariknya, dan beton
merupakan bahan bersifat getas. Nilai kuat tariknya hanya berkisar 9%-15% saja dari
kuat tekannya. Pada penggunaan sebagai komponen struktural bangunan, umumnya
beton diperkuat dengan batang tulangan baja/besi sebagai bahan yang dapat bekerja
sama dan mampu membantu kelemahannya, terutama pada bagian yang menahan
gaya tarik. Dengan demikian tersusun pembagian tugas, dimana batang tulangan
baja/besi bertugas memperkuat dan menahan gaya tarik, sedangkan beton hanya
diperhitungkan untuk menahan gaya tekan. Komponen struktur beton dengan
kerjasama seperti itu disebut sebagai beton bertulangan baja/besi atau lazim disebut
beton bertulang saja.
Universitas Sumatera Utara
Faktor – faktor yang membuat beton banyak digunakan karena memiliki
keunggulan – keunggulannya antara lain :
1. Kemudahan pengolahannya
yaitu dalam keadaan plastis, beton dapat diendapkan dan diisi dalam
cetakan.
2. Material yang mudah didapat
Sebagian besar dari material – material pembentuknya, biasanya tersedia
dilokasi dengan harga murah atau pada tempat yang tidak terlalu jauh dari
lokasi konstruksi.
3. Kekuatan tekan tinggi
Seperti juga kekuatan tekan pada batu alam, yang membuat beton cocok
untuk dipakai sebagai elemen yang terutama memikul gaya tekan, seperti
kolom dan konstruksi busur.
4. Daya tahan yang tinggi terhadap api dan cuaca merupakan bukti dari
kelebihannya.
Perancangan beton perlu dilakukan untuk menentukan perbandingan campuran
bahan guna mendapatkan beton dengan sifat yang diperlukan. Sifat yang diminta
tergantung pada penggunaan beton. Sifat yang dapat diatur oleh perbandingan
campuran adalah kekuatan, ketahanan kedap air dan kemampuan pengerjaan. Sifat
yang paling penting dari beton yang telah diset adalah sifat mekanik. Kekuatan tekan
beton dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti perbandingan air, semen, jenis agregat
dan sebagainya.
2.1.1 Beton Normal
Menurut pedoman beton 1989, Draft Konsensus (SKBI.1.4.53, 1989 : 4-5)
beton normal didefinisikan sebagai campuran semen portland atau sembarang semen
hirolik yang lain, agregat halus, agregat kasar dan air tanpa bahan tambahan.
Universitas Sumatera Utara
Proses awal terjadinya beton adalah pasta semen yaitu proses hidrasi antara air
dengan semen, selanjutnya jika ditambah dengan agregat halus dan kasar akan
menjadi beton.
2.1.2 Kinerja dan Mutu Beton
Sampai saat ini beton masih menjadi pilihan utama dalam pembuatan struktur.
Sifat-sifat dan karakteristik material penyusun beton akan mempengaruhi kinerja
beton yang dibuat. Kinerja beton ini harus disesuaikan dengan kelas dan mutu beton
yang dibuat. Sehingga dalam penggunaannya dapat disesuaikan dengan bangunan
ataupun konstruksi yang akan dibangun untuk mendapatkan hasil yang memuaskan
dan sesuai dengan dibutuhkan. Menurut PBI’ 71 beton dibagi dalam kelas dan mutu
sebagai berikut:
Tabel 2.1 Kelas dan Mutu Beton
Kelas Beton Mutu Beton Kekuatan
Tekan
Minimum
kgf/cm
Tujuan
Pemakaian Beton
2
I Bo 50-80 Non-Struktual
II B 100
125
175
225
1
K125
K175
K225
Rumah Tinggal
Perumahan
Perumahan
Perumahan dan
Bendungan
III K>225 >225 Jembatan,Bangunan
tinggi, Terowongan kereta
api (sumber : Gunawan, 2000)
Untuk kepentingan pengendalian mutu disamping pertimbangan ekonomis,
beton dengan mutu Bo (beton dengan 'cf 50-80 MPa), perbandingan jumlah agregat
(pasir, kerikil atau batu pecah) terhadap jumlah semen tidak boleh melampaui 8:1.
Untuk Beton dengan mutu B1'
cf (beton dengan 100 MPa), dan K125 (beton dengan
Universitas Sumatera Utara
'cf minimum 125 MPa), dapat memakai perbandingan campuran unsur bahan beton
dalam takaran volume 1 pc : 2 Ps : 3 kr atau 3/2 ps : 5/2 kr (pc = semen portland, ps =
pasir, kr = kerikil). Apabila hendak menentukan perbandingan antar-fraksi bahan
beton mutu K175 dan mutu lainnya yang lebih tinggi harus dilakukan percobaan
campuran rencana guna dapat menjamin tercapainya suatu karakteristik yang
diinginkan dengan menggunakan bahan-bahan susunan yang ditentukan.
2.1.3 Perawatan Beton (Curing)
Prosedur curing mengacu pada standar ASTM C-192-81, tujuan dari perwatan
(curing) adalah mencegah penguapan air secara berlebihan dari lapisan beton yang
belum mengeras, dan mencegah pengurangan kebutuhan air selama proses hidrasi
semen. Peralatan yang dipakai adalah bak curing dengan air tawar. Perawatan ini
dilakukan setelah beton mengalami final setting, artinya beton telah mengeras.
Perawatan ini tidak hanya dimaksudkan untuk mendapatkan kekuatan tekan beton
yang tinggi tapi juga dimaksudkan untuk memperbaiki mutu dari keawetan beton,
ketahanan terhadap aus dan dimensi struktur. Proses perawatan dilakukan berlangsung
sampai satu hari sebelum melakukan pengujian kuat tekan beton.
2.2. Kelapa Sawit
Kelapa sawit bukanlah tanaman asli Indonesia, kelapa sawit adalah tanaman
yang berasal dari daerah hutan tropis di Afrika Barat. Tanaman kelapa sawit itu
sendiri berada di Indonesia pada tahun 1848 didatangkan oleh pemerintahan Hindia-
Belanda dan untuk pertama kalinya tanaman ini ditanam di perkebunan raya bogor
dan mulai di tanam di Sumatera Utara pada tahun 1870-an di daerah Deli. Pada
awalnya jenis kelapa sawit yang ditanam adalah jenis dura yang induknya ada di
Bogor dan di kembangkan di Deli. Saat ini kelapa sawit berkembang pesat yang
akhirnya menjadi salah satu komoditi perkebunan yang diandalkan oleh Sumatera
Utara khususnya Indonesia.
Kelapa sawit adalah tumbuhan industri penting penghasil minyak masak,
minyak industri, maupun bahan bakar (biodiesel). Bagian yang paling populer dari
Universitas Sumatera Utara
kelapa sawit ini adalah buah. Bagian dari buah kelapa sawit ini, adalah sebagai
berikut:
1. Eksoskrap, bagian kulit buah kemerahan dan licin
2. Mesoskrap, ini adalah serabut buah
3. Endoskrap, ini merupakan cangkang pelindung inti
4. Inti sawit (biji)
Dari hasil proses pembuatan Crude Palm Oil (CPO) maka akan dihasilkan limbah
padat diantaranya serabut buah dan cangkang kelapa sawit itu sendiri, namun ini tidak
menjadi masalah bagi Pabrik Kelapa sawit (PKS) karena limbah ini akan menjadi
bahan bakar daripada boiler.
Gambar 2.1 : Kelapa Sawit dan Hasilnya
Kelapa sawit memiliki banyak jenis, berdasarkan ketebalan cangkangnya kelapa sawit
dibagi menjadi:
1. Dura
2. Psifera
3. Tenera
Dura merupakan sawit yang buahnya memiliki cangkang tebal sehingga
dianggap memperpendek umur mesin pengolah namun biasanya tandan buahnya
besar-besar dan kandungan minyak pertandannya berkisar 18%. Pisifera buahnya
tidak memiliki cangkang namun bunga betinanya steril sehingga sangat jarang
menghasilkan buah. Tenera adalah persilangan antara induk Dura dan Pisifera. Jenis
Universitas Sumatera Utara
ini dianggap bibit unggul sebab melengkapi kekurangan masing-masing induk dengan
sifat cangkang buah tipis namun bunga betinanya tetap fertil. Beberapa tenera unggul
persentase daging perbuahnya dapat mencapai 90% dan kandungan minyak
pertandannya dapat mencapai 28%, dan pada penelitian ini berdasarkan keterangan
Pabrik Kelapa Sawit Padang Brahrang PTPN NUSANTARA II , jenis kelapa sawit
yang ditanam adalah jenis tenera.
2.3 Boiler
Boiler atau dikenal sebagai ketel uap adalah sebuah bejana yang dipergunakan
sebagai tempat memproduksi uap (steam), dimana bejana ini berisi bahan bakar dari
limbah agrikultur ataupun pertambangan, dalam hal ini pada Pabrik Kelapa Sawit
(PKS) menggunakan bahan bakar boiler adalah cangkang dan serat buah kelapa sawit.
Boiler atau ketel uap adalah pembangkit uap yang terdiri atas dua bagian utama yaitu:
1. Furnance atau Tungku Pembakaran
Dimana berfungsi sebagai tempat bahan bakar yang akan menjadi
penyedia panas.
2. Tabung Air Boiler
Yakni suatu alat dimana panas mengubah air menjadi uap. Uap atau
cairan panas itu nantinya akan di sirkulasikan keluar dari boiler untuk
digunakan dalam bermacam-macam proses yang memerlukan panas.
Adapun gambar daripada boiler tersebut adalah sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2 : Skema Boiler
Boiler atau ketel uap merupakan salah satu penentu kualitas minyak kelapa
sawit dan menjadi sentral dalam berbagai tingkatan proses ekstraksi buah kelapa sawit
( Tandan Buah Segar, TBS kelapa sawit ) menjadi Crude Palm Oil (CPO) dan produk
turunannya. Sehingga boiler merupakan peralatan utama pada industri pengolahan
minyak kelapa sawit atau turunannya.
Cangkang dan serat buah kelapa sawit yang akan dibakar dimasukan melalui
hopper ke chain grate stoker, semacam conveyor yang kemudian masuk ke furnance
(tungku pembakaran) dengan kecepatan tertentu. Emisi panas yang dihasilkan
kemudian dimanfaatkan untuk mengkonversi air umpan didalam pipa menjadi uap,
dan uap inilah yang dipakai untuk memanaskan/merebus Tandan Buah Segar (TBS) di
Pabrik Kelapa Sawit (PKS) ataupun ekstraksi minyak sawit.
Cangkang dan serat buah sawit yang sudah terbakar akan menghasilkan sisa-
sisa pembakaran yang nantinya akan menjadi limbah daripada boiler atau furnance
(tungku pembakaran) berupa:
1. Abu, yakni abu yang berada dibawah tungku tepatnya ditempat
pengumpulan abu dan abu ini relatif berat.
2. Kerak Cangkang Boiler Kelapa Sawit, yakni kerak yang melekat pada
dinding boiler.
2.3.1 Cangkang Kelapa Sawit
Universitas Sumatera Utara
Cangkang (tempurung atau Endoskrap) kelapa sawit merupakan limbah padat
sawit hasil pemisahan daripada inti sawit dengan menggunakan alat Hydrocyclone
separator yang dapat dimanfaatkan sebagai pengeras jalan atau dibuat arang atau
briket untuk keperluan industri. Pemanfaatan cangkang sebagai bahan bakar karena
mengandung karbon aktif maka dapat langsung dipakai, oleh karena itu pada Pabrik
Kelapa Sawit limbah padat ini digunakan sebagai sumber penghasil panas pada
tungku boiler.
2.3.2 Abu Kerak Boiler Cangkang Kelapa Sawit
Abu kerak boiler ini berasal daripada kerak boiler yang mengalami proses
penggilingan atau yang telah dihaluskan. Salah satu limbah boiler ini pada dasarnya
adalah abu yang mengeras pada setiap dinding-dinding boiler akibat endapan-endapan
abu yang terperangkap pada mesin siklon saat terjadinya pembakaran cangkang dan
serat buah kelapa sawit pada tungku pembakaran boiler.
Kerak/slag boiler yang disebabkan adanya endapan-endapan deposit mineral
yang mengeras. Fenomena ini sangat merugikan bagi pembakaran pada boiler, karena
akan mengurangi efisiensi pertukaran panas. Penyebab fenomena ini adalah tekanan
gas yang berbeda pada setiap bahan bakar yang mengakibatkan percikan pijar api dan
partikel yang relatif ringan, namun tidak mampu keluar daripada mesin pengendap
siklon dan akan melekat pada dinding-dinding boiler. Sedangkan partikel yang ringan
akan dikeluarkan melalui cerobong asap dan partikel yang relatif berat dan habis
terbakar akan tertampung pada tempat abu yang berada dibawah tungku.
Slag/kerak boiler kelapa sawit ini adalah memiliki massa yang lebih berat
daripada fly ash (abu terbang) yang keluar daripada cerobong asap, dan kerak boiler
ini relatif memiliki pori-pori yang banyak. Pada Umumnya kerak ini digunakan oleh
Pabrik Kelapa Sawit sebagai pengeras jalan di sekitar pabrik, adapun komposisi kimia
yang telah di teliti di Lembaga Pusat Penelitian Laboratorium Uji Mutu Sumatera
Utara adalah sebagai berikut:
Tabel 2.2 Komposisi Kimia abu Kerak Boiler Cangkang Kelapa sawit