CURRICULUM VITAE
Nama : Nisa Latifah Gandina Tempat, Tanggal Lahir : Cirebon, 22 Januari 1992 Jenis kelamin : Perempuan
Agama : Islam
Status : Belum Nikah
Kewarganegaraan : Indonesia
Suku : Sunda
Tinggi/Berat Badan : 159/53 Golongan darah : B
Alamat : Jl. Bangbayang No. 3 /157c RT.05/RW.09 Bandung
40134
Email : [email protected]
No. Telp/Hp : 022-21066808 / 082117581118
Riwayat Pendidikan : 2006-2009 : SMA Labschool UPI Bandung 2003-2006 : SMP Negri 35 Bandung 1997-2003 : SD Negri Coblong 3 Bandung
STUDI EKSPERIMENTAL BETON GEOPOLIMER YANG
MEMANFAATKAN FLY ASH SEBAGAI PENGGANTI SEMEN DAN
SERAT MAT SEBAGAI ADITIF
(Komunitas Bidang Ilmu : Rekayasa Struktur)
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan pada Program Studi Strata I Pada Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Program Studi Teknik Sipil
NISA LATIFAH GANDINA
1.30.09.008
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
BANDUNG
i KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT, karena atas bimbinganNya maka penyusun dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini dengan judul “Studi Eksperimental Beton Geopolimer yang Memanfaatkan Fly Ash Sebagai Pengganti Semen dan Serat Mat Sebagai Aditif”
Adapun skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat kelulusan pada Program Strata Satu (S1) pada Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Program Studi Teknik Sipil Universitas Komputer Indonesia.
Saya menyadari bahwa dalam penulisan skripsi yang telah saya susun ini jauh dari sempurna. Oleh sebab itu, segala kritik dan saran guna perbaikan sangatlah saya harapkan.
Dalam proses penyelesaian skripsi ini, banyak pihak yang telah memberikan masukan dan bantuan. Untuk itu penyusun mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Yang tercinta Papap, Ibu, Mas Angga, Aa Kipkip dan keluarga.
2. Bapak Dr. Y. Djoko Setiyarto, ST., MT., selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil UNIKOM sekaligus dosen pembimbing yang telah memberikan waktu luang di tengah-tengah kesibukannya untuk membimbingan serta memberikan evaluasi dengan sabarnya yang sangat berharga bagi penulis dan selaku dosen wali mahasiswa Teknik Sipil angkatan 2009.
3. Ibu Vitta Pratiwi, ST., MT., Bapak M. Donie Aulia, ST., MT., Bapak Yogi Jaelani, ST.,MT., Bapak M. Riza, ST., MT., Bapak Yatna Supriyatna, ST., MT. dan Ibu Arnita, ST. atas Bimbingan dan dorongan semangatnya.
4. Ibu Alice, selaku sekretariat Program Studi Teknik Sipil Universitas Komputer Indonesia.
5. Laboratorium Rekayasa Struktur ITB dan Teknisi yang telah
ii 6. Jeffwilson Andika Hartono yang telah membantu dan memberi
semangat selama pembuatan skripsi ini.
7. Teman-teman seperjuangan saya di Teknik Sipil angkatan 2009, Daniel, Yuda, Tunky, Cepi, Haki, Arya, Shandy, dan Rahmat, terimakasih karena telah menjadi inspirasi dan juga semua bantuan yang saya perlukan.
8. Sahabat saya Fegha, Gita, Norin, Ami, Agam, Fadil, dan Reza atas semua bantuan, dukungan, dan waktunya. Terimakasih ya!
9. Dr. Selly Iskandar, terimakasih buat dukungan morilnya.
10. Seluruh Mahasiswa Program Studi Teknik Sipil Universitas Komputer Indonesia. Terimakasih buat semua dukungannya.
Bandung, Juni 2013
iii DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ... Error! Bookmark not defined. DAFTAR ISI ... iii DAFTAR GAMBAR ... v DAFTAR TABEL ... vi BAB I PENDAHULUAN ... I-Error! Bookmark not defined. 1.1 Latar Belakang ... I-Error! Bookmark not defined. 1.2 Maksud dan Tujuan Penulisan ... I-Error! Bookmark not defined. 1.3 Batasan Masalah ... I-Error! Bookmark not defined. 1.4 Sistematika Penulisan ... I-Error! Bookmark not defined. 1.5 Manfaat Penulisan ... I-Error! Bookmark not defined. BAB II LANDASAN TEORI ... II-Error! Bookmark not defined. 2.1 Beton Konvensional ... II-Error! Bookmark not defined. 2.2 Riwayat Beton ... II-Error! Bookmark not defined. 2.3 Beton Geopolimer ... II-Error! Bookmark not defined. 2.4 Binder ... II-Error! Bookmark not defined.
2.4.1. Fly Ash ... II-Error! Bookmark not defined.
2.4.2 Alkaline Aktivator (Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida) .. II-Error!
Bookmark not defined.
2.5 Proses Curing ... II-Error! Bookmark not defined. 2.6 Daktilitas ... II-Error! Bookmark not defined. 2.7 Penelitian yang Sudah Pernah DilakukanII-Error! Bookmark not
defined.
2.7.1 Penelitian oleh Djuwantorohardjito dan B.V. Rangan (2005) . II-Error!
Bookmark not defined.
2.7.2 Penelitian oleh Kosnatha dan Prasetio (2006)II-Error! Bookmark not
iv
2.7.3 Penelitian oleh Djuwantoro Hardjito, Steenie E. Wallah, Dody M. J.
Sumajouw, dan B. Vijaya Rangan (2004)II-Error! Bookmark not
defined.
2.7.4 Penelitian oleh B.V. Rangan (2008) II-Error! Bookmark not defined.
2.7.5 Resume Hasil Studi Literatur ... II-Error! Bookmark not defined.
BAB III METODE ANALISIS ... III-Error! Bookmark not defined. 3.1 Umum ... III-Error! Bookmark not defined. 3.2 Studi Literatur ... III-Error! Bookmark not defined. 3.3 Pembuatan Benda Uji ... III-Error! Bookmark not defined.
3.3.1 Binder Geopolimer ...III-Error! Bookmark not defined.
3.3.2 Beton Geopolimer ...III-Error! Bookmark not defined.
3.4 Slump Test ... III-Error! Bookmark not defined. 3.5 Curing ... III-Error! Bookmark not defined.
3.5.1 Di Oven (suhu 90°C) ...III-Error! Bookmark not defined.
3.5.2 Tidak di Oven (Suhu Ruangan) ...III-Error! Bookmark not defined.
3.6 Pengujian Kuat Tekan ... III-Error! Bookmark not defined. 3.7 Prosedur Pembuatan Benda Uji .... III-Error! Bookmark not defined.
3.7.1 Binder geopolimer Ukuran 50 x 100 mm2III-Error! Bookmark not
defined.
3.7.2 Beton Geopolimer Ukuran 100x200 mm2III-Error! Bookmark not
defined.
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS DATAIV-Error! Bookmark not defined.
4.1 Penentuan Komposisi Alkaline AktivatorIV-Error! Bookmark not defined.
4.2 Penamaan Benda Uji Binder dan Beton Geopolimer ... IV-Error! Bookmark not defined.
4.2.1 Penamaan Benda Uji Binder GeopolimerIV-Error! Bookmark not
defined.
4.2.2 Penamaan Benda Uji Beton GeopolimerIV-Error! Bookmark not
defined.
v 4.4 Penentuan Komposisi Beton GeopolimerIV-Error! Bookmark not
defined.
4.5 Slump Test ... IV-Error! Bookmark not defined. 4.6 Uji Kuat Tekan ... IV-Error! Bookmark not defined.
4.6.1 Uji Kuat Tekan Binder GeopolimerIV-Error! Bookmark not
defined.
4.6.2 Uji Kuat Tekan Beton Geopolimer IV-Error! Bookmark not defined.
vi DAFTAR GAMBAR
Hal Gambar II.1 Ikatan Polimerisasi yang terjadi pada beton geopolimer… II-3 Gambar II.2 Scanning Electron Microscopy (SEM) dari fly ash……… II-4 Gambar II.3 Scanning Microscopy (SEM) dari Beton Geopolymer
umur 28 hari………... II-6 Gambar II.4 Hubungan antara water/geopolymer solid (w/s) dan kuat
tekan……….. II-9
Gambar II.5 Hubungan umur beton dengan kuat tekan……… II-9 Gambar II.6 Perbandingan kekuatan mortar berdasarkan umur mortar
dan proses curing……… II-10 Gambar II.7 Hasil penelitian hubungan antara curing time dan kuat
tekan……… II-11
Gambar II.8 Hasil penelitian hubungan delay time curing dengan kuat
tekan……… II-11
Gambar III.1 Diagram Alir………... III-1 Gambar IV.1 Grafik Perbandingan Tes Kuat Tekan Binder
Geopolimer………. IV-6
Gambar IV.2 Grafik Perbandingan Tes Kuat Tekan Beton Geopolimer.. IV-10 Gambar IV.3 Grafik Beban – Perpendekan dari Uji Kuat Tekan Beton
G1,5-0,5 ………. IV-11
Gambar IV.4 Grafik Beban – Perpendekan dari Uji Kuat Tekan Beton
GF1,5-0,5 ………... IV-11 Gambar IV.5 Grafik Beban – Perpendekan dari Uji Kuat Tekan Beton
G1,5-1,5 ………. IV-12
Gambar IV.6 Grafik Beban – Perpendekan dari Uji Kuat Tekan Beton
vii DAFTAR TABEL
Hal Tabel II.1 Hubungan molaritas dan perbandingan sodium
hidroksida (NaOH) dan Sodium silikat terhadap kuat tekan beton……….
II-9 Tabel II.2 Hasil penelitian terhadap kandungan air di dalam beton
geopolimer dengan kuat tekan (Rangan, 2008)………. II-12 Tabel II.3 Hubungan alkaline ctivator / fly ash dengan kuat tekan
(rangan, 2008)……… II-12 Tabel II.4 Hasil Perbandingan Studi Literatur……… II-13 Tabel III.1 Jumlah Sampel Binder Uji Setiap Umur Binder
Geopolimer………. III-3 Tabel III.2 Jumlah Sampel Uji Kuat Tekan Beton Geopolimer
Setiap Umur hari yang di Oven………. III-4 Tabel III.3 Jumlah Sampel Uji Kuat Tekan Beton Geopolimer
Setiap Umur hari yang tidak di Oven……… III-4 Tabel IV.1 Kebutuhan Bahan dalam Pembuatan Binder
Geopolimer untuk Setiap Sampel……… IV-2 Tabel IV.2 Kebutuhan Bahan dalam Pembuatan Beton Geopolimer
untuk Setiap Sampel yang di Oven……… IV-3 Tabel IV.3 Kebutuhan Bahan dalam Pembuatan Beton Geopolimer
untuk Setiap Sampel yang Tidak di Oven……….. IV-3 Tabel IV.4 Tabel Hasil Pengujian Slump Beton Geopolimer……... IV-4 Tabel IV.5 Tabel Hasil Tes Kuat Tekan Binder Geopolimer
G1,5-Tabel IV.10 Hasil Tes Kuat Tekan Beton Geopolimer Oven
GF1,5-0,5.……… IV-8
Tabel IV.11 Hasil Uji Kuat Tekan Beton Geopolimer Oven
GF1,5-1,5………. IV-8
Tabel IV.12 Daktilitas Beton Geopolimer Rasio 0,5………... IV-9 Tabel IV.13 Daktilitas Beton Geopolimer Rasio 1,5………... IV-13 Tabel IV.14 Kuat Tekan Beton Geopolimer dengan penambahan
Serat Mat Rasio 0,5……….. IV-14 Tabel IV.15 Kuat Tekan Beton Geopolimer dengan penambahan
DAFTAR PUSTAKA
Davidovits, J (1991). Geopolymer : Inorganic Polymeric New Materials, Geopolymer Institute, France.
Davidovits, J (2004). Global Warming Impact On The Cement And Aggregates Industries, Geopolymer Institute, France.
Ekaputri et.all(2007).Sifat Mekanik Beton Geopolimer, Jurnal Pondasi Vol.13, Surabaya.
Fitrah Nur, Oscar (2009). Analisa Pengaruh Penambahan Tulangan Tekan Terhadap Daktilitas Kurvatur Balok Bertulang, Jurnal Rekayasa Sipil Vol.5. Padang.
Frantisek Skvara, dkk (2006). Concrete bash on fly ash geopolymer.
Hardjito, D., Wallah S.E., and Rangan, B.V.(2004), On The Development of Fly Ash Based Geopolymer Concrete.
Hardjito, D.and Rangan, B.V (2005), Development and Properties of Low-Calcium Fly Ash-Based Geopolymer Concrete, Perth, Australia. Rangan, B.V. (2008), Fly Ash Based Geopolymer Concrete, Curtin University. Setyarto, YD (2006). Catatan Kuliah, Universitas Katholik Parahyangan,
Bandung.
I-1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Beton merupakan salah satu jenis konstruksi yang paling banyak digunakan dalam dunia konstruksi. Semen portland sebagai pengikat merupakan bahan yang paling penting digunakan dalam pembuatan beton konvensional. Dengan pembangunan infrastruktur yang semakin hari semakin meningkat mengakibatkan permintaan jumlah semen yang meningkat pula. Akan tetapi, pada saat proses produksinya, terjadi emisi CO₂ ke udara yang besarnya sebanding dengan jumlah semen yang diproduksi (Davidovits, 1994), sehingga menyebabkan pencemaran udara. Hal inilah yang merupakan salah satu faktor pendorong untuk ditemukannya bahan alternatif lain yang bisa menggantikan posisi semen dalam campuran beton untuk mendapatkan beton yang ramah lingkungan.
Untuk mendapatkan beton ramah lingkungan yang ekonomis maka digunakan material alternatif dengan cara memanfaatkan limbah industri untuk mengganti penggunaan semen. Dalam penelitian ini, penulis melakukan eksperimen dengan membuat beton geopolimer.
Geopolimer adalah campuran beton di mana penggunaan material semen portland sebagai bahan pengikat digantikan oleh bahan lain seperti abu terbang (fly ash), abu kulit padi (rise husk ash), dan lain-lain yang banyak mengandung silika dan alumunium (Davidovits, 1997). Pada penelitian ini digunakan abu terbang (fly ash) sebagai pengganti material semen portland 100%.
I-2 1.2 Maksud dan Tujuan Penulisan
Maksud dan tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui komposisi material beton geopolimer yang memiliki kuat tekan yang cukup untuk mendukung konstruksi, baik itu komposisi alkaline aktivator dan bahan tambahan (serat mat) dan diharapkan dengan penelitian ini dapat menambah wawasan masyarakat mengenai beton geopolimer.
1.3 Batasan Masalah
Dari penelitian ini penulis akan meneliti : a. Penggunaan molaritas NaOH 1,5M
b. Rasio perbandingan sodium silikat dengan sodium hidroksida 0,5 dan 1,5 c. Hanya menggunakan fly ash tipe F
d. Proses curing dengan cara di oven dan tidak di oven
e. Zat aditif yang digunakan adalah serat mat dengan berat 100gram
f. Binder dengan menggunakan silinder ukuran 5cm x 10cm dan beton dengan menggunakan silinder ukuran 10cm x 20cm.
g. Pengujian ini hanya mempertimbangkan pengujian kuat tekan saja.
1.4 Sistematika Penulisan
Dalam skripsi ini, sistematika pembahasan yang digunakan adalah sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Berisikan tentang latar belakang, maksud dan tujuan penulisan, batasan masalah, sistematika penulisan, dan manfaat penulisan skripsi ini.
BAB II LANDASAN TEORI
Dijelaskan tentang teori-teori yang telah dipelajari oleh penulis yang merupakan dasar atau landasan teori untuk digunakan pada Bab III sebagai metode analisis.
BAB III METODE ANALISIS
I-3 BABIV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS DATA
Akan disajikan tentang uraian pembahasan serata perhitungan analisis data yang didapatkan dari hasil penulisan pada Bab III
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Akan membahas mengenai kesimpulan seluruh penulisan yang telah diuraikan terutama yang telah dijelaskan pada Bab III dan Bab IV. Kesimpulan yang dihasilkan akan bersifat khusus (untuk suatu kasus tertentu) dan dapat pula bersifat umum (berlaku untuk seluruh kasus). Selain itu, pada bab ini akan disajikan pula saran-saran dari penulis.
1.5 Manfaat Penulisan
II-1
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Beton Konvensional
Beton adalah sebuah bahan bangunan komposit yang terbuat dari kombinasi agregat dan pengikat (semen). Beton mempunyai karakteristik tegangan hancur tekan yang tinggi serta tegangan hancur tarik yang rendah. Beton tidak dapat dipergunakan pada elemen konstruksi yang memikul momen lengkung atau tarikan, karena beton sangat lemah dalam menerima gaya tarik.
Beton memiliki kelebihan dan kekurangan antara lain sebagai berikut: Kelebihan Beton:
Beton mampu menahan gaya tekan dengan baik
Beton segar dapat dengan mudah dicetak sesuai dengan keinginan Beton segar dapat segar dapat disemprotkan pada permukaan beton
lama yang retak maupun dapat diisikan kedalam retakan beton dalam proses perbaikan
Beton segar dapat dipompakan sehingga memungkinkan untuk dituang
Kekurangan Beton:
Beton dianggap tidak mampu menahan gaya tarik, sehingga mudah retak, oleh karena itu perlu di beri baja tulangan sebagai penahan gaya tarik
Untuk mendapatkan beton kedap air secara sempurna, harus dilakukan dengan pengerjaan yang teliti
II-2 2.2 Riwayat Beton
Di zaman kuno blok-blok batu disusun tanpa bahan pengikat, sehingga untuk menjamin kestabilan struktur bentuknya tidak dapat direncanakan secara bebas. Lumpur (kadang-kadang dicampur dengan jerami) digunakan untuk mengikat blok-blok bata kering, sehingga hasilnya adalah struktur yang tidak tahan air karena bata dan lempung yang tidak dibakar akan menjadi lunak kembali bila terkena air. Di Babylonia Assyria kadang-kadang dipakai bitumen alami untuk mengikat batu atau bata menjadi satu kesatuan.
Selain baja, beton adalah bahan bangunan utama yang mendasari berkembangnya masyarakat modern sekarang ini. Hampir tidak ada aspek kehidupan sehari-hari yang tidak dipengaruhi secara langsung atau tidak langsung oleh beton. Gedung, jalan, jembatan jalan kereta api, pelabuhan, lapangan terbang, bangunan air, pusat pembangkit tenaga dan lain-lain adalah sebagian kecil contohnya (Setyarto YD, 2006).
2.3 Beton Geopolimer
II-3 Gambar II.1 Ikatan Polimerisasi yang Terjadi pada Beton Geopolimer
Suatu campuran beton dikatakan sebagai beton geopolymer jika memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
a) Pada beton segar (fresh concrete)
Beton geopolimer dalam keadaan segar memiliki sifat sebagai berikut : Memiliki setting time 1 jam pada suhu -20°C sampai 7-60 menit
pada suhu 20°C,
Penyusutan selama setting kurang dari 0.05%
Kehilangan massa dari beton basah menjadi beton kering kurang dari 0.1% (ASTM 4843)
b) Pada beton keras (hardened concrete)
Beton geopolimerdalam keadaan keras memiliki sifat sebagai berikut : Memiliki kuat tekan lebih besar dari 90 Mpa pada umur 28 hari, Memiliki kuat tarik sebesar 1-15 Mpa pada umur 28 hari, Memiliki water absorption kurang dari 3%.
Dalam penggunaannya, beton geopolimer memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan sebagai berikut :
a) Kelebihan beton geopolimer
Tahan terhadap serangan asam sulfat, Tahan terhadap reaksi silika-alkali, Tahan terhadap api,
Mempunyai rangkak dan susut yang kecil, Dapat mengurangi polusi udara.
II-4 Proses pembuatan yang sedikit lebih rumit dibandingkan beton konvensional karena jenis material yang digunakan lebih banyak dari pada beton konvensional
Belum ada perhitungan mix design yang pasti.
2.4 Binder
Binder adalah bahan pengikat dalam campuran beton yang terdiri dari fly ash dan alkaline aktivator yang berupa sodium silikat (Na2SiO3) dan sodium hidroksida (NaOH).
2.4.1. Fly Ash
Fly ash, biasa dikenal sebagai abu berbentuk serbuk, yang merupakan hasil sisa dari pembakaran abu batu bara pada pembangkit tenaga listrik, yang dipisahkan dari gas pembakaran melalui pengumpul mekanik atau elektrostatik. Fly ash terdiri dari sebagian besar partikel yang mempunyai diameter 1-150 mikrometer yang lolos dari ayakan 45 mikrometer. Hal ini menarik untuk dijadikan sebagai pengganti semen karena memiliki aksi pozzolanik dimana fly ash sendiri memiliki sedikit aksi semen. Bila ada kelembapan fly ash akan bereaksi dengan kalsium hidroksida pada temperatur tepat untuk membentuk komposisi semen. Seperti semen portland, fly ash terdiri dari kalsium oksida, Alumunium oksida, dan Silikon oksida tetapi jumlah kalsium oksida lebih sedikit.
Gambar II.2 Scanning Electron Microscopy (SEM) dari Fly Ash Sumber : Hardjito.D.,et.al. (2005)
II-5 a. Kelas C
Fly ash yang mengandung CaO di atas 10%, dan abu terbang (fly ash) yang dihasilkan melalui pembakaran lignit atau batu bara dengan kadar karbon ± 60% atau sub bitumen.
Kadar (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 50%
Kadar Na2O mencapai 10%
Memiliki sifat pozzolanik dan hidrolis. b. Kelas F
Fly ash yang mengandung CaO yang lebih kecil 10%, dan abu terbang (fly ash) yang dihasilkan dari pembakaran batu bara jenis anthrchacite pada suhu 1560°C. Abu terbang (fly ash) ini mempunyai sifat pozolan.
Kadar (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 70%
Kadar Na2O < 5%
Memiliki sifat pozzolanik dan hidrolis yang lebih tinggi dari fly ash tipe C
c. Kelas N
Pozzolan alam atau hasil pembakaran yang dapat digolongkan antara lain tanah diatomic, opaline chertz dan shales, tuff dan abu vulkanik, dimana biasa diproses melalui pembakaran atau tidak melalui proses pembakaran. Selain itu juga mempunyai sifat pozzolan yang baik.
Penggunaan fly ash dalam campuran beton memiliki beberapa keunggulan, yaitu (ACI, 1993) :
a) Pada beton segar
Kehalusan dan bentuk partikel fly ash yang bulat dapat meningkatkan workability
II-6 Meningkatkan kuat tekan beton setelah ± 52 hari,
Meningkatkan durabilitas beton,
Meningkatkan kepadatan (density) beton, Mengurangi terjadinya penyusutan beton.
2.4.2 Alkaline Aktivator (Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida)
Penggunaan alkaline aktivator dalam pembuatan geopolymer memiliki peranan penting sebagai salah satu bahan pengikat unsur alumunium dan silikat yang terkandung dalam fly ash sehingga terbentuk suatu ikatan polimerisasi dan mempercepat reaksi yang terjadi.
2.4.2.1Sodium Hidroksida (NaOH)
Sodium hidroksida berfungsi untuk mereaksikan unsur-unsur Al dan Si yang terkandung dalam fly ash sehingga dapat menghasilkan ikatan polimer yang kuat. Dalam campuran fly ash dan hidroksida yang diamati dalam ukuran mikrometer, terlihat adanya ikatan yang kurang kuat tetapi lebih padat dan tidak ada retakan seperti pada campuran sodium silikat dan fly ash, seperti pada gambar berikut:
Gambar II.3 Scanning Microscopy (SEM) dari Beton Geopolymer umur 28 hari Sumber : Frantisek skvara, dkk, Concrete bash on fly ash geopolymer
2.4.2.2 Sodium Silikat (Na2SiO3)
Sodium silikat dapat dibuat dengan 2 proses yaitu proses kering dan proses basah. Pada proses kering, pasir (SiO2) dicampur dengan sodium carbonate (Na2CO3)
atau dengan potassium carbonate (K2CO3) pada temperatur 1100-1200°C. Hasil
II-7 tekanan tinggi menjadi cairan yang bening dan agak kental. Sedangkan dalam proses pembuatan basah, pasir (SiO2) dicampur dengan sodium hidroxide (NaOH)
melalui proses filtrasi akan menghasilkan sodium silikat yang murni.
Sodium silikat terdapat dalam 2 bentuk, yaitu padatan dan larutan, untuk campuran beton lebih banyak digunakan dengan bentuk larutan. Sodium silikat atau yang biasa dikenal water glass, pada mulanya digunakan untuk membuat campuran sabun. Tetapi dalam perkembangannya sodium silikat dapat digunakan untuk berbagai macam keperluan, antara lain untuk bahan campuran semen, pengikat keramik, coating, campuran cat serta dalam beberapa keperluan industri, seperti kertas, serat, dan tekstil. Beberapa penelitian dapat membuktikan bahwa sodium silikat dapat digunakan untuk bahan campuran dalam beton (Hartono dan Sutanto, 2005). Dalam penelitian ini, sodium silikat digunakan sebagai salah satu bahan dari Alkaline aktivator.
Sodium silikat ini merupakan salah satu larutan alkali yang mempunyai peranan penting dalam proses polimerisasi karena sodium silikat mempunyai fungsi untuk mempercepat reaksi polimerisasi. Reaksi terjadi sangat cepat ketika larutan alkali banyak mengandung larutan silikat seperti sodium silikat ataupun potassium silikat dibandingkan reaksi yang terjadi akibat larutan alkali yang banyak mengandung larutan hidroksida.
2.5 Proses Curing
Agar memperoleh beton geopolimer berbahan dasar fly ash yang optimal, maka harus memperhatikan perawatan setelah beton geopolimer dicetak. Metode perawatan (curing) yang ada saat ini adalah dengan memberi panas dan kelengasan (Sanjaya dan Yuwono, 2006).
II-8 2.6 Daktilitas
Daktilitas merupakan kemampuan suatu material untuk mengalami respon inelastik yang dominan dalam memikul beban agar tidak terjadi kegagalan tiba-tiba. Secara matematis, nilai daktilitas (μ) didefinisikan sebagai perbandingan antara suatu parameter regangn ultimit (μu) dengan regangan pada saat terjadinya leleh pertama pada material yang ditinjau (μy), seperti yang diberikan dalam persamaan berikut :
y u
2.7 Penelitian yang Sudah Pernah Dilakukan
Untuk berbagai mix design yang sudah pernah dilakukan, kita dapat menentukan hasil paling optimal yang dapat dipergunakan dalam percobaan.
2.7.1 Penelitian oleh Djuwantorohardjito dan B.V. Rangan (2005)
II-9 Tabel II.1 Hubungan Molaritas dan Perbandingan Sodium Hidroksida (NaOH) dan
Sodium Silikat Terhadap Kuat Tekan Beton
Mixture
Concentration of NaOH liquid
(in Molars)
Ratio of sodium silicate to NaOH
solution (by mass)
Comprehessive strength at 7 th day (Mpa) Cured for 24 hours at
60°C
1 8M 0.4 17
2 8M 2.5 57
3 14M 0.4 48
4 14M 2.5 64
Sumber : Hardjito dan Rangan (2005, p. 47)
Gambar II.4 Hubungan antara Water/Geopolymer Solid (w/s) dan Kuat Tekan
Gambar II.5 Hubungan Umur Beton dengan Kuat Tekan
2.7.2 Penelitian oleh Kosnatha dan Prasetio (2006)
II-10 dilakukan proses curing selama 24 jam dengan suhu 90°C dengan metode memasukkan benda uji ke dalam oven kemudian dilakukan pengujian comprehessive strength atau kuat tekan beton pada umur 7 hari. Dapat diambil kesimpulan mix design yang dilakukan di dalam literatur dan hasil penelitian yang sudah dilakukan menunjukkan bahwa kekuatan meningkat saat beton geopolimer di masukkan oven daripada dibiarkan dalam suhu ruangan, agar lebih memudahkan dipahami akan dijelaskan pada gambar berikut :
Gambar II.6 Perbandingan Kekuatan Mortar Berdasarkan Umur Mortar dan Proses Curing
Sumber : Kosnatha dan Prasetio (2006, p. 16)
2.7.3 Penelitian oleh Djuwantoro Hardjito, Steenie E. Wallah, Dody M.J.
Sumajouw, dan B. Vijaya Rangan (2004)
II-11 mempengaruhi kekuatan beton, agar lebih mudah dipahami maka dapat dilihat hasilnya di dalam gambar berikut :
Gambar II.7 Hasil Penelitian Hubungan antara Curing Time dan Kuat Tekan Sumber : Hardjito et. al. (2004, p. 469)
Gambar II.8 Hasil Penelitian Hubungan Delay Time Curing dengan Kuat Tekan Sumber : Hardjito et. al. (2004, p. 470)
2.7.4 Penelitian oleh B.V. Rangan (2008)
II-12 ash kelas F dan dirawat selama 24 jam dengan suhu berbeda. Dari penelitian tersebut dapat dilihat bahwa jumlah air mempengaruhi tingkat kemudahan dikerjakannya campuran beton geopolimer berbahan dasar fly ash. Sedangkan jumlah air yang semakin banyak akan menurunkan kekuatan tekan beton. Perbandingan alkali dengan fly ash yang semakin besar dalam campuran memperlemah kekuatan beton itu sendiri. Untuk memperjelas dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel II.2 Hasil Penelitian Terhadap Kandungan Air di Dalam Beton Geopolimer dengan Kuat Tekan (Rangan, 2008) strength (wet mixing time of 4
minutes steam curing at 60°C for 24 hours after casting),
MPa
Tabel II.3 Hubungan Alkaline Activator / Fly Ash dengan Kuat Tekan (Rangan, 2008)
II-13 2.7.5 Resume Hasil Studi Literatur
Dari studi literatur terdahulu yang telah dijelaskan di atas dapat dirangkum menjadi sebagai berikut : Tabel II.4 Hasil Perbandingan Studi Literatur
No. Nama Peneliti
1. Djuwantoro Hardjito dan
B.V. Rangan, 2005 Sample silinder 15cm x 30cm
Rasio sodium silikat :NaOH yang paling optimum adalah 2,5 dengan molaritas NaOH sebesar 12M. Water/geopolymer solid
sangat mempengaruhi kekuatan beton dimana semakin besar water maka semakin kecil kuat
2. Kosnatha dan Prasetio,
2005
Sample silinder 15cm x 30cm
Tipe F dan Tipe C
8 90 2 - Kekuatan meningkat saat beton
geopolimer di masukkan oven daripada dibiarkan dalam suhu ruangan.
3. Djuwantoro Hardjito,
S.E. Wallah, Dody M.J.S, dan B.V. Rangan, 2004
Sample silinder 10cm x 20cm waktu, dan efek delay time
Peningkatan curing lebih dari 60 jam tidak
menambah kekuatan secara luar biasa
II-14 kekuatan beton
4. B.V. Rangan, 2008
Sample silinder 10cm x 20cm
Tipe F 8 60 - Penelitian
terhadap kandungan air di dalam beton geopolimer dengan kuat tekan
Hubungan alkaline aktivator/fly ash dengan kuat tekan
Jumlah air mempengaruhi workability beton
geopolimer berbahan dasar fly ash
Semakin banyak air, semakin banyak
mengurangi kekuatan tekan beton
Perbandingan alkali dengan sly ash yang semakin besar dalam campuran
III-1
BAB III
METODE ANALISIS
3.1 Umum
Pada bab ini akan dibahas metode penelitian yang akan dilakukan untuk mengetahui prosedur pembuatan benda uji binder geopolimer dan beton geopolimer. Berikut disajikan diagram alir yang menjelaskan urutan-urutan langkah yang diperlukan untuk prosedur pembuatan benda uji binder geopolimer dan beton geopolimer
III-2 Selanjutnya akan dibahas langkah-langkah dari diagram alir di atas
3.2 Studi Literatur
Pada tahap ini penulis mengumpulkan berbagai teori mengenai definisi dan riwayat beton konvensional, beton geopolimer, material yang dipakai dalam campuran geopolimer, proses curing, serta beberapa studi literatur tentang beton geopolimer. Studi literatur pada studi ini disajikan pada Bab II.
3.3 Pembuatan Benda Uji
Pada proses pembuatan benda uji, penulis membuat 2 macam benda uji yaitu binder geopolimer dan beton geopolimer.
3.3.1 Binder Geopolimer
Untuk pembuatan binder geopolimer, material yang digunakan berupa fly ash tipe F dan alkaline aktivator (Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida) dengan molaritas NaOH 1,5M dan rasio perbandingan Na2SiO3 dengan NaOH 0,5 dan
1,5.
3.3.2 Beton Geopolimer
Untuk pembuatan benda uji beton geopolimer, dilakukan mix design untuk material-material yang akan digunakan yaitu aggregat kasar, aggregat halus, aditif (serat mat), fly ash tipe F dan pencampur (Na2SiO3/NaOH). Dalam pembuatan
beton geopolimer ini digunakan molaritas NaOH 1,5M dan rasio perbandingan Na2SiO3 dengan NaOH 0,5 dan 1,5.
3.4 Slump Test
III-3 3.5 Curing
Pada penelitian ini untuk binder geopolimer dilakukan proses curing selama 24 jam dengan suhu 90°C dengan metode memasukkan benda uji ke dalam oven. Sedangkan untuk beton geopolimer dilakukan 2 proses curing yaitu dengan metode memasukkan benda uji ke dalam oven dan dibiarkan dalam suhu ruangan.
3.5.1 Di Oven (suhu 90°C)
Beton dan binder geopolimer yang telah dilepaskan dari cetakan dimasukkan kedalam oven yang bersuhu 90°C selama 24 jam, kemudian beton di simpan disuhu ruangan hingga uap panasnya hilang, lalu disimpan diwadah tertutup (seperti kardus) dan dibiarkan dalam suhu ruangan hingga pengetesan dilakukan.
3.5.2 Tidak di Oven (Suhu Ruangan)
Setelah dilepas dari cetakan, beton geopolimer ini kemudian dimasukkan kedalam kardus dan dibiarkan dalam suhu ruangan. Hal ini bertujuan untuk mengurangi kehilangan air / penguapan selama proses curing berlangsung hingga pengetesan dilakukan.
3.6 Pengujian Kuat Tekan
Pengujian kuat tekan binder geopolimer dilakukan di Laboratorium Rekayasa Struktur ITB menggunakan alat uji kuat tekan Ibertest berkapasitas 20 ton dengan 3 sampel disetiap umur hari pengujian. Jumlah sampel binder Geopolimer yang di uji dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel III.1 Jumlah Sampel Binder Uji Setiap Umur Binder Geopolimer
No. Beton Jumlah Sampel Tiap Umur Beton 3 hari (bh) 14 hari (bh) 28 hari (bh)
1. G1.5-0,5 3 3 3
2. G1,5-1,5 3 3 3
Total 6 6 6
III-4 ton dengan 3 sampel disetiap umur hari pengujian. Jumlah sampel beton Geopolimer yang di uji dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel III.2 Jumlah Sampel Uji Kuat Tekan Beton Geopolimer Setiap Umur hari yang di Oven
No. Beton Jumlah Sampel Tiap Umur Beton 3 hari (bh) 14 hari (bh) 28 hari (bh)
1. GF1,5-0,5 3 3 3
2. GF15-1,5 3 3 3
3. G1,5-0,5 3 3 3
4. G1,5-1,5 3 3 3
Total 12 12 12
Tabel III.3 Jumlah Sampel Uji Kuat Tekan Beton Geopolimer Setiap Umur Hari yang Tidak di Oven
No. Beton Jumlah Sampel Tiap Umur Beton 3 hari (bh) 14 hari (bh) 28 hari (bh)
1. GF1,5-0,5 3 3 3
2. GF1,5-1,5 3 3 3
Total 6 6 6
3.7 Prosedur Pembuatan Benda Uji
3.7.1 Binder geopolimer Ukuran 50 x 100 mm2
1) Campur Sodium Hidroksida dengan air menjadi 1,5M dengan cara 2) Timbang Sodium Hidroksida, Sodium Silikat dan Fly Ash
3) Aduk semua bahan hingga merata
4) Binder geopolimer kemudian dicetak dalam cetakan berukuran 50 x 100 mm2 dan diratakan
III-5 3.7.2 Beton Geopolimer Ukuran 100x200 mm2
1) Campur Sodium Hidroksida dengan air hingga menjadi 1,5M 2) Timbang semua material yang akan digunakan
3) Aduk larutan Sodium Hidroksida, Sodium Silikat hingga tercampur rata 4) Campurkan agregat kasar, agregat halus, fly ash dan serat mat dan di aduk
hingga merata, lalu campurkan pula larutan Sodium Hidroksida dan Sodium Silikat, aduk hingga semua tercampur rata.
5) Masukkan adukan beton geopolimer ke dalam kerucut abram untuk mengetahui nilai slump beton geopolimer.
6) Beton geopolimer kemudian dicetak dalam cetakan silinder berukuran 100x200 mm2 dan diratakan
7) Untuk beton geopolimer yang akan di oven, cetakan bisa dilepas setelah beton sudah mengeras setelah 24 jam. Setelah dilepas dari cetakan, beton geopolimer ini kemudian dimasukkan dalam oven dengan temperatur 90°C selama 24 jam. Setelah di oven selama 24 jam, beton geopolimer disimpan dalam suhu ruangan sampai pengetesan-pengetesan dilakukan
IV-1
BAB IV
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS DATA
4.1 Penentuan Komposisi Alkaline Aktivator
Pada studi ini alkaline aktivator yang digunakan berupa Sodium Silikat (Na2SiO3)
dan Sodium Hidroksida (NaOH). Nilai molaritas NaOH dibatasi sebesar 1,5M, Adapun cara mendapatkan molaritas NaOH 1,5M adalah sebagai berikut :
Diketahui :
Mr NaOH = 40 (berdasarkan tabel periodik) maka ; Mr NaOH x molaritas yang diinginkan = NaOH (gram) Contoh :
40 x 1,5M = 60 gram
Untuk mendapatkan 1,5 molar NaOH dalam bentuk cair, 60gram NaOH tersebut dicampurkan dengan air dan dimasukkan ke dalam tabung erlenmeyer hingga volume campuran di dalam erlenmeyer mencapai 1 liter.
Komposisi alkaline aktivator geopolimer sebagai salah satu bahan pengikat unsur alumunium dan silikat yang terkandung dalam fly ash akan membentuk suatu ikatan polimerisasi dan mempercepat reaksi yang terjadi.
4.2 Penamaan Benda Uji Binder dan Beton Geopolimer
4.2.1 Penamaan Benda Uji Binder Geopolimer
Untuk mempermudah mengenali benda uji, maka masing-masing benda uji diberi nama sebagai berikut:
Binder G1,5-0,5 : binder yang menggunakan larutan Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida 1,5M dengan perbandingan massa 0.5
Binder G1,5-1,5 : binder yang menggunakan larutan Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida 1,5M dengan perbandingan massa 1.5
IV-2 4.2.2 Penamaan Benda Uji Beton Geopolimer
Untuk penamaan benda uji beton Geopolimer adalah sebagai berikut :
Beton GF1,5-0,5 : beton geopolimer yang menggunakan serat mat dan larutan Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida 1,5M dengan perbandingan massa 0,5
Beton GF1,5-1,5 : beton geopolimer yang menggunakan serat mat dan larutan Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida 1,5M dengan perbandingan massa 1,5
Beton G1,5-0,5 : beton geopolimer yang hanya menggunakan larutan Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida 1,5M dengan perbandingan massa 0,5
Beton G1,5-1,5 : beton geopolimer yang hanya menggunakan larutan Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida 1,5M dengan perbandingan massa 1,5
Contoh :
4.3 Penentuan Komposisi Binder
Komposisi binder ditentukan sebanyak 80% fly ash dan 20% pencampur (Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida). Jumlah pencampur ditentukan dengan molaritas NaOH 1,5 molar. Komposisi ini ditentukan berdasarkan literatur Ekaputri et.all (2007), dengan asumsi bahwa pada komposisi binder tersebut akan menghasilkan nilai kuat tekan beton geopolimer yang tinggi. Berikut adalah komposisi material binder geopolimer yang digunakan pada studi ini :
Tabel IV.1 Kebutuhan Bahan dalam Pembuatan Binder Geopolimer untuk Setiap Sampel
Binder Fly Ash (gram)
NaOH (gram)
Na2SiO3
(gram)
G1,5-0,5 500 50 25
IV-3 4.4 Penentuan Komposisi Beton Geopolimer
Komposisi beton geopolimer ditentukan sebanyak 80% aggregat dan 20% binder (fly ash + pencampur). Material aggregat yang digunakan berupa aggregat kasar, aggregat halus dan aditif (serat mat), selanjutnya untuk pencampur digunakan material berupa 74% fly ash dan 26% pencampur (Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida). Jumlah alkaline aktivator ditentukan dengan molaritas NaOH 1,5 molar. Komposisi ini ditentukan berdasarkan literatur Ekaputri et.all (2007), dengan asumsi bahwa pada komposisi binder tersebut akan menghasilkan nilai kuat tekan beton geopolimer yang tinggi. Berikut adalah komposisi material beton geopolimer yang digunakan pada studi ini :
Tabel IV.2 Kebutuhan Bahan dalam Pembuatan Beton Geopolimer untuk Setiap Sampel yang di Oven
Tabel IV.3 Kebutuhan Bahan dalam Pembuatan Beton Geopolimer untuk Setiap Sampel yang Tidak di Oven
Beton Fly Ash
IV-4 Tabel IV.4 Tabel Hasil Pengujian Slump Beton Geopolimer
Curing Kode Jenis Benda Uji untuk dicetak atau tidak workability. Diperkirakan, nilai slump yang kecil pada beton geopolimer disebabkan oleh waktu pengikatan awal dari pasta geopolimer yang terlalu cepat.
4.6 Uji Kuat Tekan
4.6.1 Uji Kuat Tekan Binder Geopolimer
Pengujian kuat tekan binder geopolimer dilaksanakan di Laboratorium Rekayasa Struktur Teknik Sipil ITB dengan menggunakan alat Ibertest berkapasitas 20 ton. Berikut adalah tabel dan grafik hasil analisis data kuat tekan binder goepolimer yang telah di uji di laboratorium :
Tabel IV.5 Tabel Hasil Tes Kuat Tekan Binder Geopolimer G1,5-0,5
Identifikasi Tanggal Tanggal Umur Berat
Luas
Bidang Beban Kekuatan Kekuatan
Benda Uji Di Cor Di Test Tekan Maks Tekan Tekan Rata-rata
G1,5-IV-5 0,5 setelah umur 15 hari mengalami peningkatan kuat tekan yang cukup signifikan.
Untuk binder geopolimer dengan molaritas 1.5 M dan ratio 1.5 hasil kuat tekan binder Geopolimer adalah sebagai berikut :
Tabel IV.6 Tabel Hasil Tes Kuat Tekan Binder Geopolimer G1,5-1,5
Identifikasi Tanggal Tanggal Umur Berat
Luas
Bidang Beban Kekuatan Kekuatan
Benda Uji Beton Beton Tekan Maks Tekan Rata-rata
Berdasarkan hasil pengujian diatas, dapat diketahui bahwa kuat tekan binder geopolimer G1,5-1,5 setelah umur 15 hari mengalami penurunan kuat tekan yang tidak signifikan. Adapun contoh perhitungan kuat tekan dan luas bidang tekan adalah sebagai berikut :
Contoh perhitungan :
Kekuatan Tekanan σ’b Luas Bidang Tekan
2
IV-6 Gambar IV.1 Grafik Perbandingan Tes Kuat Tekan Binder Geopolimer
Berdasarkan pada tabel dan grafik di atas dapat disimpulkan, bahwa kuat tekan binder geopolimer mengalami kenaikan dari umur 3 hari sampai umur 28 hari. Untuk binder dengan rasio Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida 0,5 menghasilkan kuat tekan yang lebih besar dibandingkan binder dengan rasio Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida 1,5.
4.6.2 Uji Kuat Tekan Beton Geopolimer
Pengujian kuat tekan beton geopolimer dilaksanakan di Laboratorium Rekayasa Struktur Teknik Sipil ITB dengan menggunakan alat Ibertest berkapasitas 20 ton. Berikut adalah tabel dan grafik hasil analisis data kuat tekan beton goepolimer yang telah di uji di laboratorium :
Tabel IV.6 Hasil Tes Kuat Tekan Beton Geopolimer non Oven GF1,5-0,5
No. Identifikasi Tanggal Tanggal Umur Berat
Luas
Bidang Beban Kekuatan Kekuatan
Benda Uji Beton Beton Tekan Maks Tekan Rata-rata
Berdasarkan hasil pengujian, dapat diketahui bahwa kuat tekan beton geopolimer dengan curing di oven GF1,5-0,5 setelah umur 3hari mengalami peningkatan kuat tekan yang signifikan dan terus meningkat hingga umur 28 hari.
IV-7 Untuk beton geopolimer dengan metode curing di oven dengan molaritas 1.5 M dan ratio 1.5 serta penambahan serat mat hasil kuat tekan beton Geopolimer adalah sebagai berikut :
Tabel IV.7 Hasil Tes Kuat Tekan Beton Geopolimer non Oven GF1,5-1,5 No. Identifikasi Tanggal Tanggal
Umur Berat
Luas Bidang
Tekan
Beban Kekuatan Kekuatan
Benda Uji Beton Beton Maks Tekan Rata-rata
Berdasarkan hasil pengujian, dapat diketahui bahwa kuat tekan beton geopolimer dengan curing tidak di oven GF1,5-1,5 setelah umur 3 hari mengalami peningkatan kuat tekan yang cukup signifikan dan terus meningkat hingga umur 28 hari.
Untuk beton geopolimer dengan metode curing di oven dengan molaritas 1.5 M dan ratio 0.5 tanpa penambahan serat mat hasil kuat tekan beton Geopolimer adalah sebagai berikut :
Tabel IV.8 Hasil Tes Kuat Tekan Beton Geopolimer Oven G1,5-0,5
No. Identifikasi Tanggal Tanggal
Umur Berat
Luas
Bidang Beban Kekuatan Kekuatan
Benda Uji Beton Beton Tekan Maks Tekan Rata-rata
IV-8 Untuk beton geopolimer dengan metode curing di oven dengan molaritas 1.5 M dan ratio 1.5 tanpa penambahan serat mat hasil kuat tekan beton Geopolimer adalah sebagai berikut :
Tabel IV.9 Hasil Tes Kuat Tekan Beton Geopolimer Oven G1,5-1,5
No. Identifikasi Tanggal Tanggal Umur Berat
Luas
Berdasarkan hasil pengujian, dapat diketahui bahwa kuat tekan beton geopolimer dengan curing di oven G1,5-1,5 setelah umur 3 hari mengalami peningkatan kuat tekan yang cukup signifikan dan terus meningkat hingga umur 28 hari.
Untuk beton geopolimer dengan metode curing di oven dengan molaritas 1.5 M dan ratio 0.5 serta penambahan serat mat hasil kuat tekan beton Geopolimer adalah sebagai berikut :
Tabel IV.10 Hasil Tes Kuat Tekan Beton Geopolimer Oven GF1,5-0,5
No. Identifikasi Tanggal Tanggal Umur Berat
Luas
Bidang Beban Kekuatan Kekuatan
Benda Uji Beton Beton Tekan Maks Tekan Rata-rata
IV-9 Untuk beton geopolimer dengan metode curing di oven dengan molaritas 1.5 M dan ratio 1.5 serta penambahan serat mat hasil kuat tekan beton Geopolimer adalah sebagai berikut :
Tabel IV.11 Hasil Uji Kuat Tekan Beton Geopolimer Oven GF1,5-1,5
No. Identifikasi Tanggal Tanggal Umur Berat
Luas
Bidang Beban Kekuatan Kekuatan
Benda Uji Beton Beton Tekan Maks Tekan Rata-rata
Berdasarkan hasil pengujian, dapat diketahui bahwa kuat tekan beton geopolimer dengan curing di oven GF1,5-1,5 setelah umur 3 hari mengalami peningkatan kuat tekan yang cukup signifikan dan terus meningkat hingga umur 28 hari. Adapun contoh perhitungan kuat tekan dan luas bidang tekan adalah sebagai berikut : Contoh Perhitungan:
Kekuatan Tekanan σ’b Luas Bidang Tekan
IV-10 Gambar IV.2 Grafik Perbandingan Tes Kuat Tekan Beton Geopolimer
Berdasarkan tabel dan grafik di atas, beton dengan proses curing dioven awalnya menghasilkan kuat tekan yang tinggi, tetapi pada saat pengujian umur 14 hari, kenaikan kuat tekannya tidak terlalu signifikan. Sedangkan beton dengan proses curing yang tidak dioven awalnya menghasilkan kuat tekan yang lebih rendah tetapi pada saat pengujian umur 14 hari kenaikannya cukup signifikan. Beton dengan rasio Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida 0,5 menghasilkan kuat tekan yang lebih tinggi dibandingkan beton dengan rasio Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida 1,5. Hasil tersebut juga menunjukkan bahwa hasil kuat tekan beton geopolimer lebih tinggi dibandingkan hasil kuat tekan binder geopolimer. Itu semua dipengaruhi oleh adanya perbedaan kemampuan untuk mengikat agregat kasar dan agregat halus yang ditambahkan dalam campuran beton geopolimer.
4.7 Pengaruh Penambahan Serat Mat
IV-11 Gambar IV.3 Grafik Beban – Perpendekan dari Uji Kuat Tekan Beton G1,5-0,5
Berikut ini adalah kurva beban-perpendekan dari uji kuat tekan terhadap sampel beton geopolimer GF1,5-0,5 :
Gambar IV.4 Grafik Beban – Perpendekan dari Uji Kuat Tekan Beton GF1,5-0,5
IV-12 Tabel IV.12 Daktilitas Beton Geopolimer Rasio 0,5
Komposisi Daktilitas
28 hari Rata-rata
G1,5-O,5
2,3348
2,4334 2,793
2,1726 GF1,5-0,5
2,1888
2,5073 2,3359
2,9979
Peningkatan Daktilitas (%) 3,0369
Berdasarkan hasil dari Tabel IV.12, pengaruh penambahan serat mat dalam campuran beton geopolimer dengan rasio 0,5, menunjukkan beton dengan penambahan serat mat menghasilkan nilai daktilitas yang lebih tinggi dibandingkan beton tanpa penambahan serat mat.
Berikut ini adalah kurva beban-perpendekan dari uji kuat tekan terhadap sampel beton geopolimer G1,5-1,5 :
Gambar IV.5 Grafik Beban – Perpendekan dari Uji Kuat Tekan Beton G1,5-1,5
IV-13 Gambar IV.6 Grafik Beban – Perpendekan dari Uji Kuat Tekan Beton G1,5-1,5
Berdasarkan kurva di atas, maka dihasilkan nilai persentase peningkatan daktilitas seperti tabel berikut :
Tabel IV.13 Daktilitas Beton Geopolimer Rasio 1,5
Komposisi Daktilitas
28 hari (%) Rata-rata (%)
G1,5-1,5
2,6649
2,5243 2,8684
2,0397 GF1,5-1,5
3,5698
2,7107 2,3987
2,1636
Peningkatan Daktilitas (%) 7,3842
IV-14 diaplikasikan pada level elemen / penampang maupun struktur, nilai ini hanya memberikan pengaruh daktilitas yang sangat kecil.
Berikut adalah contoh perhitungan daktilitas :
Daktilitas leleh 1 Fraktur (dibagi oleh tegangan sisa)
3348
Berdasarkan hasil perhitungan di atas, dapat disimpulkan bahwa nilai daktilitas untuk beton geopolimer pada tegangan sisa 60% dengan penambahan serat mat memiliki nilai daktilitas yang lebih tinggi. Contoh besarnya peningkatan daktilitas dapat dihitung dengan persamaan berikut :
%
Peningkatan terhadap kuat tekan
Untuk melihat pengaruh penambahan serat mat terhadap peningkatan kuat tekan pada beton geopolimer, dapat dilihat pada Tabel IV.14 dan Tabel IV.15 berikut ini :
Tabel IV.14 Kuat Tekan Beton Geopolimer dengan penambahan Serat Mat Rasio 0,5
Komposisi Kuat Tekan
IV-15 Tabel IV.15 Kuat Tekan Beton Geopolimer dengan penambahan Serat Mat Rasio 1,5
Komposisi Kuat Tekan
28 hari Rata-rata
Hasil penelitian menunjukkan bahwa beton dengan penambahan serat mat rasio 0,5 menghasilkan peningkatan kuat tekan sebesar 4,3925% dan beton tanpa penambahan serat mat rasio 1,5 menghasilkan peningkatan kuat tekan sebesar 72,53%. Berdasarkan penelitian ini, tidak dapat ditarik kesimpulan bahwa dengan penambahan serat mat akan mempengaruhi kuat tekan beton geopolimer, karena kenaikannya tidak sebanding dan tidak menunjukkan korelasi yang jelas.
V-1 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Binder dan beton geopolimer dengan molaritas NaOH 1,5 M dan rasio perbandingan Na2SiO3 terhadap NaOH sebesar 0,5 menghasilkan kuat
tekan yang lebih tinggi dibandingkan dengan molaritas NaOH 1,5 M dan rasio perbandingan Na2SiO3 terhadap NaOH sebesar 1,5.
2. Proses curing pada beton yang memiliki molaritas dan rasio yang sama menghasilkan kuat tekan yang lebih tinggi untuk proses curing dengan metode non oven dibandingkan dengan proses curing oven.
3. Uji slump untuk beton geopolimer menghasilkan nilai slump yang cukup rendah. Hal ini menyebabkan beton geopolimer cukup sulit untuk dicetak atau tidak workability. Diperkirakan, nilai slump yang kecil pada beton geopolimer disebabkan oleh waktu pengikatan awal dari pasta geopolimer yang terlalu cepat.
4. Beton geopolimer dengan penambahan serat mat dalam campurannya memiliki nilai daktilitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan beton geopolimer tanpa penambahan serat mat dalam campurannya. Tetapi nilai peningkatannya tidak signifikan dan hanya memberikan nilai daktilitas yang sangat kecil.
V-2 5.2 Saran
1. Sebaiknya dilakukan uji binder untuk mendapatkan molaritas dan rasio perbandingan Na2SiO3 terhadap NaOH yang optimum. Nilai optimum
akan diperoleh dengan melakukan virabilitas terhadap molaritas dan rasio perbandingan Na2SiO3 terhadap NaOH di rentang batas tertentu.
2. Setelah mendapatkan molaritas dan rasio perbandingan Na2SiO3 terhadap
NaOH yang optimum, maka sampel benda uji dapat dibuat dengan menggunakan nilai tersebut dan tidak perlu di variasikan lagi, dengan demikian variasi dapat dilakukan terhadap persentase jumlah serat mat yang ditambahkan maupun terhadap variabel lain yang nanti akan ditinjau pada penelitian selanjutnya.
3. Sebelum melakukan percobaan sebaiknya melakukan mix design untuk beton konvensional, sehingga dapat diketahui perbedaan kuat tekannya.
