2.2.4 Bahan Tambahan .1 Umum
2.2.4.4 Jenis Admixture
2.2.4.4.2 Mineral Admixture a. Kerak Tanur Tinggi (Slag )
Slag merupakan hasil residu pembakaran tanur tinggi, yang dihasilkan oleh industri peleburan baja yang secara fisik menyerupai agregat kasar. Slag adalah kerak, bahan sisa dari pengecoran besi (pig iron), dimana prosesnya memakai dapur (furnace) yang bahan bakarnya dari udara yang ditiupkan (blast). Material penyusunn 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. Slag tersebut kemudian digiling hingga halus, dapat dipakai sebagai bahan pengganti semen pada pembuatan beton. Seiring dengan semangat pelestarian lingkungan, maka perusahaan penghasil limbah slag mencari solusi pemanfaatan limbah slag tersebut. Berdasarkan penelitian sebelumnya limbah slag dapat dimanfaatkan sebagai agregat kasar dan agregat halus dalam bahan konstruksi dan campuran perkerasan aspal. Karakteristik dari limbah padat (slag) yaitu :
1. Karakteristik Fisik
Limbah padat (slag) mempunyai butiran partikel berpori pada permukaannya. Limbah padat (slag) merupakan material dengan gradasi yang baik, dengan variasi ukuran partikel yang berbeda-beda. Ukuran gradasi limbah padat (slag) lebih mendekati ukuran agregat kasar 2/3. 2. Karakteristik Kimia
Komposisi kimia limbah padat (slag) dari hasil analisis dan pengujian Laboratorium Balai Riset dan Standarisasi Industri, dapat di sesuaikan dengan tabel 2.5. dibawah ini
Komposisi Slag Standar t SiO2 18,66% 54,12% CaO 27,36% 7,72% MgO 4,6% 2,90% Al2O3 10,4% 21,14% Fe2O3 13,35% 3,96% pH 7 6,6
Sumber : ASA (2002 )Australian Slag Association( 2002)
Tujuan dari penelitian beton ringan dan slag sebagai pengganti agregat halus adalah :
a. Untuk mengetahui karakteristik mekanis beton ringan, dengan pemakaian slag sebagai agregat halus, pada pengujian kuat tekan, tarik, kuat rekah dan absorbsi beton.
b. Untuk Mengetahui korelasi presentase substansi agregat slag mutu beton yang optimum.
Limbah Padat (slag) Menurut Paul. N, Antoni (2007) Slag merupakan bahan sisa dari pengecoran besi (piq iron), dimana prosesnya memakai dapur (furnance) yang bahan bakarnya dari udara yang ditiupkan (blast). Pada peleburan Baja, biji besi atau besi bekas dicairkan dengan kombinasi batu gamping, delomite atau kapur, pembuatan baja dimulai dari dengan menghilangkan ion – ion pengotor baja, diantaranya alumonium, silicon dan phosphor. Untuk menghilangkan ion – ion pengotor tersebut, diperlukan kalsium yang terdapat pada batu kapur. Campuran kalsium, alumonium, silicon dan phosphor membentuk (slag) yang bereaksi pada temperature 1600º C dan
membentuk cairan, bila cairan ini didinginkan maka akan terjadi kristal, dapat digunakan sabagai campuran semen dan dapat juga sebagai pengganti agregat. ASTM (1995,494) Slag adalah Produk Non-metal yang merupakan matrial berbentuk halus sampai balok – balok besar, dari hasil pembakaran yang didinginkan. Keuntungan penggunaan limbah padat (slag) dalam campuran beton dari hasil pengujian laboratorium adalah sebagai berikut : • Mempertinggi kekuatan tekan beton karena kecenderungan melambatnya
kenaikan kekuatan tekan
• Menaikkan ratio antara kelenturan dan kuat tekan beton • Mempertinggi ketahanan terhadap sulfat dalam air laut • Mengurangi serangan alkali-silika
• Mengurangi panas hidrasi dan menurunkan suhu
• Mempertinggi keawetan karena pengaruh perubahan volume
Menurut Cain (1994:505) Faktor-faktor untuk menentukan sifat penyemenan (cementious) dalam slag adalah komposisi kimia, konsentrasi alkali dan reaksi terhadap sistem, kandungan kaca dalam slag, kehalusan dan temperatur yang ditimbulkan selama proses hidrasi berlangsung.
Menurut Lea (1998) kuat tekan merupakan salah satu tolok ukur untuk melihat kemampuan mortar atau beton yang terbuat dari semen yang diuji terhadap beban yang diterimanya. Kuat tekan semen dipengaruhi oleh proses hidrasi semen.
Semen terdiri dari beberapa senyawa yaitu C3S (3CaO.SiO2), C2S (2CaO.SiO2), C3A (3CaO.Al2O3), dan C4AF (4CaO.Al2O3. Fe2O3). Apabila semen dicampur dengan air maka akan terjadi proses hidrasi. Secara fisika proses
tersebut akan tampak ditandai dengan adanya pasta semen yang plastis dan dapat dibentuk, dan beberapa waktu kemudian pada pasta tersebut mulai terjadi pengerasan dan tidak dapat dibentuk lagi, sehingga pasta yang telah mengeras tersebut mulai memiliki kekuatan tekan. Dengan demikian maka proses hidrasi semen terdiri dari beberapa reaksi kimia yang berjalan secara bersama-sama yaitu :
2(3CaO.SiO2) + 6H2O 3CaO.SiO2.3 H2O + 3Ca(OH) 2 ... (1)
2(2CaO.SiO2) + 4H2O 3CaO.SiO2.3 H2O + Ca(OH) 2 ... (2)
3CaO.Al2O3 + 6H2O 3CaO.Al2O3.6H2O + Panas ... (3)
4CaO. Al2O3. Fe2O2 + 17 H2O 3CaO.Al2O3.12H2O +3CaO.Fe2O3.5H2O (CaOH)2 ... (4)
Proses hidrasi semen dipengaruhi oleh komposisinya. Salah satunya yaitu silika (SiO2) yang ada di dalam semen. SiO2 akan mengeliminir Ca(OH)2 dan bereaksi membentuk CSH pada proses hidrasi semen, sehingga pada akhirnya akan meningkatkan kuat tekan semen. Hal ini disebabkan Ca(OH)2 di dalam mortar / beton akan bersifat merugikan dan menurunkan kuat tekan semen. Reaksinya yaitu:
2(3CaO.SiO2) + 6H2O 3CaO.SiO2.3 H2O + 3Ca(OH) 2 ... (1)
2(2CaO.SiO2) + 4H2O 3CaO.SiO2.3 H2O + Ca(OH) 2 ... (2)
3Ca(OH) 2 + SiO2 + H2O 3CaO.SiO2.6H2O ... (3)
Didalam proses hidrasi semen selain menghasilkan senyawa CSH (Calsium Silikat Hidrat), CAH (Calsium Alumina Hidrat) dan CAF ( Calsium Aluminoferit) yang bersifat sebagai bahan perekat juga menghasilkan kapur yang bersifat basa. Dengan adanya FeO dan SiO2 yang cukup tinggi pada slag maka kapur yang timbul akan bereaksi membentuk CSH, CAH dan CFH yang mempunyai sifat sebagai bahan perekat, semakin banyak jumlah perekat maka semakin tinggi kuat tekan beton.
b.Abu Terbang (Fly Ash)
Pe ne litia n ini m e ng g una ka n a b u te rb a ng b a tu b a ra ( fly a sh ) se b a g a i b a ha n p e ng g a nti a g g re g a te ha lus. Fly a sh ya ng d ig una ka n untuk p e ne litia n ini a d a la h fly a sh d a ri PT ADHI KARYA.
Me nurut ASTM C .618 ( ASTM, 1995: 304) a b u te rb a ng (fly a sh)
d id e fe nisika n se b a g a i b utira n ha lus ha sil re sid u p e m b a ka ra n b a tub a ra a ta u b ub uk b a tu b a ra . Fly a sh d a p a t d ib e d a ka n m e nja d i d ua , ya itu a b u te rb a ng ya ng no rm a l ya ng d iha silka n d a ri p e m b a ka ra n b a tub a ra a ntra sit a ta u b a tub a ra b ito m ius d a n a b u te rb a ng ke la s C ya ng d iha silka n d a ri b a tub a ra je nis lig nite a ta u sub b itum e us. Ab u te rb a ng ke la s C ke m ung kina n m e ng a nd ung ka p ur (lim e ) le b ih d a ri 10% b e ra tnya .Ab u te rb a ng se nd iri tid a k m e m iliki ke m a m p ua n m e ng ika t se p e rti ha lnya se m e n. Ta p i d e ng a n
ke ha d ira n a ir d a n ukura n p a rtike lnya ya ng ha lus, o ksid a silic a ya ng d ika nd ung o le h a b u te rb a ng 20 a ka n b e re a ksi se c a ra kim ia d e ng a n ka lsium hid ro ksid a ya ng te rb e ntuk d a ri p ro se s hid ra si se m e n d a n m e ng ha silka n za t ya ng m e m iliki ke m a m p ua n m e ng ika t.
Tabel 2.6 Kandungan Kimia Fly Ash Berdasarkan ASTM C. 618 -95 : 305
Senyawa Kimia Jenis F Jenis C
OksidaSilika(SiO2) + Oksida Alumina (Al2O3)
+ Oksida Besi (Fe2O3), minimum% 70 50
Trioksida Sulfur ( SO3), maksimum % 5 5
Kadar Air, maksimum % 3 3
Kehilangan Panas, maksimum % 6 6
Penggunaan sampai dengan 12% masih diijinkan jika ada perbaikan kinerja atau hasil test laboratorium menunjukkan demikian
