2.5 Bahan Tambahan
2.5.4 Jenis Admixture
a) Kerak Tanur Tinggi (Ground Granulated Blast Furnace)
Blast-furnace-slag adala kerak (slag), bahan sisa dari pengecoran besi (pig iron), dimana prosesnya memakai dapur (furnace) yang bahan bakarnya dari udara yang ditiupkan (blast). Material penyusun slag adalah kapur, silika dan alumina yang bereaksi pada temperatur 1600°C dan berbentuk cairan. Bila cairan ini didinginkan secara lambat maka akan terjadi kristal yang tak berguna sebagai campuran semen dan dapat dipakai sebagai pengganti agregat. Namun membentuk granulated glass yang sangat reaktif, yang cocok untuk pembuatan semen slag. Bijih dari blast furnace tersebut kemudian digiling hingga halus, dapat dipakai sebagai bahan pengganti semen pada pembuatan beton.
b) Uap Silika (Silica Fume)
Uap silika terpadatkan (Condensed Silica Fume, CSF) adalah produk samping dari proses fusi (smelting) dalam produksi silikon metal dan amalgam ferrosilikon (pada pabrik pembuatan mikrochip untuk komputer). Juga disebut
siliks fume (SF), microsilika, silica fume dust, amorphous silica, dan sebagainya. Namun SF yang dipakai untuk beton adalah yang mengandung lebih dari 75% silikon. Secara umum, SF mengandung SiO2 86-96%, ukuran butir rata-rata 0,1- 0,2 micrometer, dan strukturnya amorphous (bersifat reaktif dan tidak terkristalisasi). Ukuran silika fume ini lebih halus dari pada asap rokok. Silika fume berbentuk seperti fly ash tetapi ukuran nya lebih kecil sekitar seratus kali lipatnya. SF bisa didapat dalam bentuk bubuk , dipadatkan atau cairan yang
dicampurkan dengan air 50%. Berat jenisnya sekitar 2,20 tetapi bulk density hanya 200-300 kg/m³. Specific suface area sangat besar, yaitu 15-25 m²/g.
SF bisa dipakai sebagai pengganti sebagian semen, meskipun tidak ekonimis. Kedua sebagai bahan tambahan untuk memperbaiki sifat beton, baik beton segar maupun beton keras. Untuk beton normal dengan kadar semen di atas 250 kg/m³, kebutuhan air bertambah dengan ditambahnya SF. Campuran lebih kohesif. Pada slump yang sama, lebih banyak energi dibutuhkan untuk menghasilkan aliran tertentu. Ini mengindikasikan stabilitas lebih baik dari beton cair. Perdarahan (bleeding) sangat berkurang sehingga perlu perawatan dini untuk mencegah retak susut plastis, khususnya pada cuaca panas dan berangin. SF baisanya dipakai bersama super plasticizer. Beton dari SF memperlihatkan kekuatan awal yang rendah. Namun perawatan temperatur tinggi memberi pengaruh percepatan yang besar. Potensi kekuatan adalah 3 sampai 5 kali dari semen portland per unit massa sehingga untuk kekuatan yang sama, umur 28 hari memberikan faktor air semen yang lebih besar. Panas hidrasi juga 2 kali lebih besar, namun karena potensi kekuatan tinggi, evolusi panas total bisa lebih rendah bila kadar semen dikurangi. Jadi beton dengan kekuatan tinggi (diatas 100 Mpa) dapat dihasilkan. Sifat mekanis lainnya seperti kuat tarik dan lentur dan modulus elastisitas berkaitan dengan kuat tekan seperti halnya beton dari semen portland.
c) Abu Terbang (Fly Ash)
Fly-Ash atau abu terbang yang merupakan sisa-sisa pembakaran batu bara, yang dialirkan dari ruang pembakaran melalui ketel berupa semburan asap, yang telah digunakan sebagai bahan campuran pada beton. Fly-Ash atau abu terbang
di kenal di Inggris sebagai serbuk abu pembakaran. Abu terbang sendiri tidak memiliki kemampuan mengikat seperti halnya semen. Tetapi dengan kehadiran air dan ukuran partikelnya yang halus, oksida silika yang dikandung oleh abu terbang akan bereaksi secara kimia dengan kalsium hidroksida yang terbentuk dari proses hidrasi semen dan menghasilkan zat yang memiliki kemampuan mengikat. Di karenakan fly ash merupakan bahan pozzolanic yang mampu bereaksi secara kimia dengan kapur bebas.
II.5.4.2 Jenis Miscellanous Admixture (bahan tambah lain)
Saat ini mulai dilakukan pengujian penambahan material – material tertentu guna mencapai hasil ataupun mengetahui pengaruh dari penggunaan material tersebut. Bahan tersebut ditambahkan ke dalam campuran beton dengan berbagai tujuan, antara lain untuk mengurangi pemakaian semen, agregat halus maupun agregat kasar. Cara pemakaiannya pun berbeda-beda, sebagai bahan pengganti sebagian agregat atau sebagai tambahan pada campuran untuk mengurangi pemakaian agregat.
a) Abu Kulit Gabah (Rice Husk Ash)
Kulit gabah dari penggilingan padi dapat digunakan sebagi bahan bakar dalam proses produksi. Kulit gabah terdiri dari 75% bahan mudah terbakar dan 25% berat akan berubah menjadi abu. Abu ini dikenal dengan dengan Rice Husk Ash (RHA) yang mempunyai kandungan silika reaktif sekitar 85 – 90%.
Untuk membuat abu kulit gabah menjadi silika reaktif yang dapat digunakan sebagai material pozzolan dalam beton maka diperlukan kontrol pembakaran yang baik. Temperatur pembakaran tidak boleh melebihi 800°C
sehingga dapat dihasilkan RHA yang terdiri dari silika yang tidak terkristalisasi. Jika kulit gabah ini terbakar hingga suhu lebih dari 850°C maka akan menghasilkan abu yang sudah terkristalisasi menjadi arang dan tidak reaktif lagi sehingga tidak mempunyai sifat pozzolan. RHA kemudian dapat digiling untuk mendapatkan ukuran butiran yang halus. RHA sebagai bahan tambahan dapat digunakan dengan mencampurkannya pada semen atau hanya memakai air kapur sebagai campuran untuk mendapatka beton dengan kuat tekan rendah.
b) Abu Boiler
Secara umum abu boiler dapat didefinisikan sebagai materi sisa yang tidak habis terbakar dan berfungsi dalam proses pembakaran karbon, hidrogen, sulfur, oksigen dan penguapan air yang terkandung dalam Tandan Buah Sawit dan Cangkang Buah Sawit. Abu boiler tersebut berwarna gelap (hitam keabu-abuan) dan ukuran butirnya bervariasi dari ukuran pasir hingga kerakal (pebble). Komposisi kimia abu boiler didominasi oleh SiO2, Al2O3,CaO dan lainnya. Pada dasarnya abu boiler mempunyai komposisi kimia yang menyerupai aluminosilikat lainnya,seperti lempung. Bahan ini memadat selama berada di dalam gas-gas buangan dan dikumpulkan menggunakan presipitator elektrostatik(Puti Farida, Erlangga Jogaswara, Jurnal). Karena partikel-partikel ini memadat selama tersuspensi di dalam gas-gas buangan, partikel-partikel abu ini umumnya berbentuk bulat. Partikel-partikel abu yang terkumpul pada presipitator elektrostatik biasanya berukuran silt (0.074 – 0.005 mm). Bahan ini terutama terdiri dari silikon dioksida (SiO2), aluminium oksida (Al2O3) dan besi oksida (Fe2O3).
Tabel 2.4 Susunan Kimia dan Sifat Fisik Abu Terbang
No Uraian Kelas F ( % ) Kelas C ( % )
A Susunan Kimia
1. Silikon dioksida + aluminium oksida + 70.00 50.00
besi oksida, min
2. Sulfur trioksida, maks 5.00 5.00
3. Kadar air, maks 3.00 3.00
4. Hilang pijar, maks 6.00 6.00
5. Na2O, maks 1.50 1.50
B Sifat fisik
1. Kehalusan sisa di atas ayakan 4 um,
maks 34.00 34.00
2. Indeks keaktifan pozolan dengan PC I, 75.00 75.00
pada umur minimal 28 hari
3. Air, maks 105.00 105.00
4. Pengembangan dengan autoclave,
maks 0.80 0.80
Sumber : (SNI 03-6863-2002 ( 2002 : 150 ))
Tabel 2.5 Komposisi Kimia berbagai Jenis Abu Terbang dan Semen Portland
No Komposisi Kimia Jenis Abu Terbang Semen Jenis F Jenis C Jenis N
1 SiO2 51.90 50.90 58.20 22.60 2 Al2O3 25.80 15.70 18.40 4.30 3 Fe2O3 6.98 5.80 9.30 2.40 4 CaO 8.70 24.30 3.30 64.40 5 MgO 1.80 4.60 3.90 2.10 6 SO2 0.60 3.30 1.10 2.30 7 Na2O , K2O 0.60 1.30 1.10 0.60
Tabel 2.6 Komposisi Kimia Abu Boiler
Parameter Satuan Hasil Uji Metode Uji
K2O % 2,12 SNI 02.2803.2000 MgO % 2,23 AAS CaO % 3,58 AAS Al2O3 % 4,89 SNI 02.2804.2005 Fe2O3 % 0,66 SNI 02.2804.2005 SiO2 % 40,61 SNI 02.2804.2005 Mn % 0,06 AAS Na % 0,65 AAS Zn - < LoD AAS C.Organik - 5,57 Gravimetri LoD Zn = 0,0008 mg/l
( Sumber: Laboratorium PPKS, 08 April 2011)
Abu boiler yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah abu boiler dari PTPN IV yang telah diuji dilaboratorium PPKS. Hasil pemeriksaan komposisi kimia yang telah dilakukan disajikan dalam tabel 2.6 menunjukkan bahwa abu terbang tersebut masuk kelas C, karena kandungan oksida silika, alumunium dan besi = ±50%. Penggunaan abu boiler ini dalam campuran beton didasarkan atas sifat pozolanik yang terkandung dalam abu boiler, yaitu mampu bereaksi dengan kalsium hidroksida dan air untuk membentuk suatu bahan yang dapat mengeras (sementasi). Sama halnya seperti fly ash (batu bara) yang merupakan pozolanik yang memiliki senyawa kimia aluminosilikat dan senyawa lainnya,abu terbang dapat digunakan sebagai bahan campuran semen untuk menghasilkan beton.
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Umum
Pelaksanaan penelitian dilakukan secara eksperimental, yang dilakukan di Laboratorium Teknologi Bahan Konstruksi, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Objek dalam penelitian ini adalah beton mutu 25 MPa yang menggunakan Abu Boiler sebagai pengganti terhadap % berat semen dengan varian campuran 0%, 10%, 15%, 20%, 25%, dan 30%,. Sedangkan pengujian kuat tekan, modulus elastisitas, dan modulus patahan dilakukan setelah beton berumur 7, 14 dan 28 hari.
Agar diharapkan hasil penelitian yang memuaskan maka digunakan metode penelitian dalam pelaksanaannya. Pelaksanaan metode penelitian yang dilakukan meliputi hal-hal sebagai berikut :
a. Penyediaan bahan penyusun beton. b. Pemeriksaan bahan.
c. Perencanaan campuran beton (Mix Design). d. Pembuatan benda uji.
e. Pemeriksaan nilai slump.
f. Pengujian kuat tekan beton umur 7, 14 dan 28 hari. g. Pengujian elastisitas beton umur 7, 14 dan 28 hari. h. Pengujian Flexure beton umur 7, 14 dan 28 hari.
Diagram Alir Pembuatan Beton Normal dan Beton Abu Boiler
Gambar 3. 1. Diagram Alir Pembuatan Beton Normal dan Beton Abu Boiler
Mulai
Persiapan Bahan dan Alat Pemeriksaan Bahan
Uji Pendahuluan
Perencanaan Campuran Beton
Pembuatan Adukan Beton
Pencetakan Beton
Slump
Pengecekan Nilai SlumpPerawatan Beton (Perendaman) Pengujian Analisa Data Penguji