Penggunaan tanah liat untuk mengurangi jumlah semen pada beton geopolimer

(1)

(2)

(3)

CURRICULUM VITAE Data Pribadi

Nama : Gino Marino

Tempat, Tanggal Lahir : Bandung, 26 Oktober 1990

Jenis kelamin : Laki-laki

Agama : Islam

Status : Kawin

Kewarganegaraan : Warga Negara Indonesia

Suku : Sunda

Tinggi/Berat Badan : 179/65

Golongan darah : B

Alamat : Kp. Hegarsari 01/03 Kec. Ciwidey Kab. Bandung

40973

Email :marinogino261090@gmail.com

marinogino261090@yahoo.com

No. Telp/Hp : 085722356003

Riwayat Pendidikan

2008-2013 : Universitas Komputer Indonesia

2005-2008 : SMAN 1 CIWIDEY

2002-2005 : SMPN 1 CIWIDEY

(4)

PENGGUNAAN TANAH LIAT UNTUK MENGURANGI

JUMLAH SEMEN PADA BETON GEOPOLIMER

SKRIPSI

Tugas Akhir sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana dari UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

Oleh:

GINO MARINO

NIM : 1.30.08.004

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

(5)

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat, taufik, serta

hidayah-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan karya tulis yang berbentuk

skripsi ini sesuai dengan waktu yang telah direncanakan.

“Penggunaan Tanah Liat Untuk Mengurangi Jumlah Semen Pada Beton

Geopolimer“ merupakan judul yang diambil dalam rangka memenuhi syarat untuk

memperoleh gelar sarjana teknik pada Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer,

Jurusan Teknik Sipil di Universitas Komputer Indonesia.

Penulisan skripsi ini tidak akan terlaksana dan selesai tanpa bantuan berbagai

pihak. Oleh karena itu Penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ayahanda dan Ibundaku tercinta, kakak dan adiku serta seluruh

keluarga besar yang telah banyak memberikan dukungan dan

pengorbanan baik secara moril maupun materil sehingga Penulis dapat

menyelesaikan studi dengan baik.

2. Istri saya Nina Agustina dan anak saya Kais Pariz Marino yang telah

banyak memberikan dukungan dan pengorbanan baik secara moril

maupun materil.

3. Dr. Y. Djoko Setiyarto, ST., MT., selaku pembimbing dalam

penulisan skripsi ini yang telah banyak memberikan bimbingan,

nasehat dan arahan kepada Penulis.

4. Dr. Ir. Eddy Soeryanto Soegoto, selaku rektor Universitas Komputer

Indonesia dan Prof. Dr. H. Denny Kurniadie, Ir., M.Sc., selaku dekan

Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia.

5. M. Donie Aulia, ST., MT., Vitta Pratiwi, ST., MT., Muhammad Riza

H, ST., MT. dan Yogi Jaelani, ST., MT., selaku dosen di Jurusan

Teknik Sipil Universitas Komputer Indonesia.

(6)

7. Rekan-rekan dijurusan Teknik Sipil terutama teman angkatan 2008

yang telah membantu dan memberikan semangatnya.

8. Sahabat saya Faridz Wildan Fadli Fauzar, Nur Cevi Andriansyah dan

James Kusmambang yang selalu meluangkan waktunya, membantu

dan memberikan motivasi serta semangatnya sehingga skripsi ini

dapat terselesaikan dengan lancar.

Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan,

maka saran dan kritik yang konstruktif dari semua pihak sangat diharapkan demi

penyempurnan selanjutnya.

Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi Penulis dan para pembacanya.

Bandung, Agustus 2013

(7)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi di bidang rekayasa struktur dan penggunaan

beton semen sebagai salah satu alternatif bahan bangunan masih banyak

digunakan. Hal ini karena bahan penyusun beton seperti semen, agregat, dan

air mudah didapatkan. Akan tetapi, penggunaan semen banyak

menimbulkan masalah, yaitu adanya gas karbondioksida (CO2) yang

dilepaskan ke udara pada saat produksi semen yang dapat mengakibatkan

pemanasan global. Banyaknya gas karbondioksida sebanding dengan

produksi semen tersebut (Davidovits, 1994), dapat dibayangkan semakin

banyak semen dikonsumsi, maka semakin banyak pula gas karbondioksida

yang di produksi. Hal inilah yang merupakan salah satu faktor pendorong

ditemukannya bahan alternatif berupa beton geopolimer yang menggunakan

berbagai bahan mineral alam seperti fly ash, tanah liat, dan lain-lain yang

berfungsi sebagai bahan baku sintesis geopolimer.

Tanah liat memiliki kandungan unsur kimia yang hampir sama dengan

semen yaitu mengandung Alumunium (Al), Silika (Si), Kalsium Oksida

(CaO), Besi Oksida (FeO) dan Magnesium Oksida (MgO) yang mempunyai

peran penting dalam mempercepat proses pengikatan dan pengerasan pada

beton. Oleh karena itu penggunaan tanah liat untuk mengurangi jumlah

semen pada geopolimer perlu diteliti lebih lanjut.

1.2 Maksud dan Tujuan Penulisan

Maksud dari penulisan ini adalah untuk mengetahui pengaruh

penggunaan tanah liat sebagai bahan baku beton, dengan tujuan untuk

(8)

1.3 Batasan Masalah

a. Tanah liat yang digunakan sebagai bahan baku beton geopolimer ini

diperoleh dari Kecamatan Plered Kabupaten Purwakarta.

b. Komposisi campuran bahan kimia yang digunakan dalam penelitian

ini adalah sebagai berikut:

 Penggunaan molaritas NaOH (7.652 molar).

 Rasio perbandingan NaOH terhadap Na2SiO3yaitu 1 berbanding

4.

c. Perawatan (Curing)

Beton geopolimer ini dicuringdengan cara:

 Di Oven (suhu 90°C)

Beton geopolimer yang telah dilepaskan dari cetakan

dimasukkan kedalam oven yang bersuhu 90°C selama 24 jam,

kemudian beton dibiarkan dalam suhu ruangan hingga pengujian

dilakukan.

 Tidak Di Oven

Beton yang telah dilepaskan dari cetakan direndam didalam air

hingga pengujian dilakukan.

d. Sample yang dibuat pada penelitian ini terdiri dari 6 tipe sample,

masing-masing 3 sample yang akan diuji pada usia beton geopolimer

3, 7 dan 28 hari.

e. Pada penelitian ini sample dicetak pada tabung silinder dengan tinggi

20 cm dan diameter 10 cm.

f. Pada penelitian dilakukan uji kuat tekan untuk mengetahui kuat tekan

(9)

1.4 Sistematika Penulisan

Untuk membentuk keutuhan dalam penulisan tugas akhir ini

dipergunakan sistematika penulisan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini memuat tentang latar belakang, maksud dan tujuan, batasan

masalah, sistematika penulisan dan masalah.

BAB II STUDI PUSTAKA

Studi pustaka ini berisi landasan teori dan informasi tentang definisi beton

konvensional, karakteristik beton konvensional, definisi beton geopolimer,

definisi tanah liat, karakteriistik tanah liat, fungsi sodium hidroksida, fungsi

sodium silikat, dan definisi semen.

BAB III METODE PENELITIAN

Pada bab ini berisi tentang penjelasan alur penelitian untuk mengetahui

penggunaan tanah liat untuk mengurangi jumlah semen pada beton

geopolimer.

BAB IV STUDI EKSPERIMEN

Pada bab ini akan disajikan tentang uraian pembahasan serta perhitungan

analisis data yang didapatkan dari hasil penulisan pada Bab III.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil akhir pengerjaan laporan

tugas akhir yang telah dilakukan. Selain itu terdapat saran yang disajikan

oleh penulis.

1.5 Manfaat

Dalam penulisan ini, penulis bermaksud ingin mendapatkan manfaat

agar bisa digunakan sebagai bahan pertimbangan dalam hal pengendalian

emisi karbondioksida dan menghasilkan beton geopolimer yang kokoh

(10)

BAB II STUDI PUSTAKA

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

 Beton bersifat getas (tidak daktail) sehingga harus dihitung dan teliti

secara seksama agar setelah dikompositkan dengan baja tulangan

(11)

2.2 Beton Geopolimer

Davidovits memberi nama material temuannya Geopolimer, karena

merupakan sintesa bahan-bahan alam nonorganik lewat proses polimerisasi.

Bahan dasar utama yang diperlukan untuk pembuatan material geopolimer

ini adalah bahan-bahan yang mengandung unsur-unsur silikat dan

alumunium. Unsur-unsur ini banyak didapati, diantaranya pada material

alam ataupun buangan hasil sampingan industri seperti tanah liat, abu

terbang, dan lain-lain. Untuk melarutkan unsur-unsur silikat dan

alumunium, serta memungkinkan terjadi reaksi kimiawi, digunakan larutan

yang bersifat alkanis. Material ini digabung dengan agregat batuan

kemudian akan menghasilkan beton geopolimer.

Geopolimer merupakan produk beton geosintetik di mana reaksi

pengikatan yang terjadi adalah reaksi polimerisasi. Dalam reaksi

polimerisasi, aluminium (Al) dan Silika (Si) mempunyai peran penting

dalam ikatan polimerisasi. Reaksi Aluminium (Al) dan Silika yang

terkandung dibahan dasar dengan larutan alkali akan menghasilkan

rangkaian panjang AlO4dan SiO4(Davidovits, 1994)

Gambar II.1.Ikatan yang Terjadi pada Beton Geopolimer

Sumber:Davidovits (1994,p.2)

Hasil- hasil riset selama ini telah menunjukan bahwa beton

geopolimer memiliki sifat-sifat teknik yang mengesankan, diantaranya

(12)

yang cepat mengeras, sehingga kuat tekan dapat dicapai pada umur awal

setelah beton tersebut di cetak,Davidovits (1994).

Menurut Davidovits (2002), Piramida Agung Giza dibangun dari

unsur tanah liat, setelah melalui proses pembakaran maka tanah liat tersebut

menjadi sekeras batu alam, campuran unsur tanah liat ini apabila dipanaskan

pada suhu tinggi maka bahan-bahan tersebut akan saling berinteraksi.

Dalam penggunaannya, beton geopolimer memiliki beberapa

kelebihan dan kekurangan sebagai berikut :

a) Kelebihan beton geopolimer

 Dapat mengurangi polusi udara, karena beton geopolimer

disebut beton yang ramah lingkungan.

 Berbahan baku alami sehingga bahan baku mudah didapat.

b) Kekurangan beton geopolimer

 Proses pembuatan yang sedikit lebih rumit dibandingkan beton

konvensional karena jenis material yang digunakan lebih banyak

dari pada beton konvensional

2.3 Definisi Tanah Liat

Tanah Liat merupakan suatu zat yang terbentuk dari partikel-partikel

yang sangat kecil terutama dari mineral-mineral yang disebut kaolinit, yaitu

pesenyawaan dari Oksida Alumina (Al2O3), dengan Oksida Silica (SiO2)

dan air (H2O).

Tanah liat dalam ilmu kimia termasuk Hidrosilika Alumina, yang

dalam keadaan murni mempunyai rumus: Al2O3 2SiO2 2H2O. Komposisi

(13)

Tabel II.1.Komposisi Unsur Kimia pada Tanah Liat (Lempung)

(Lab Kimia FMIPA USU, 2011)

Unsur/Senyawa %

Silika (SiO2) ± 59.14

Alumunium Karbonat (Al2O3) ± 15.34

Besi (Fe2O3) ± 0.69

Kalsium Oksida (CaO) ± 0.51

Natrium Oksida (Na2O) ± 0.38

Magesium Oksida (MgO) ± 0.35

Kalium (K2O) ± 0.11

Air (H2O) ± 0.12

TiO2 ± 0.11

Lain-lain ± 0.09

Di alam hanya terdapat dua jenis tanah liat, yaitu: Tanah Liat Primer

dan Tanah Liat Sekunder.

2.3.1 Tanah Liat Primer

Tanah Liat Primer (residu) adalah jenis tanah liat yang dihasilkan dari

pelapukan batuan feldspatik oleh tenaga endogen yang tidak berpindah dari

batuan induk. Selain tenaga air, tenaga uap panas yang keluar dari dalam

bumi mempunyai andil dalam pembentukan tanah liat primer. Karena tidak

terbawa arus air, angin maupun gletser, maka tanah liat tidak berpindah

tempat sehingga sifatnya lebih murni diibandingkan dengan tanah liat

sekunder. Tanah liat primer cenderung berbutir kasar, tidak plastis daya

leburnya tinggi dan daya susutnya kecil. Karena tidak tercampur dengan

bahan organik seperti humus, ranting atau daun busuk dan sebagainya, maka

tanah liat berwarna putih atau kusam.

2.3.2 Tanah Liat Sekunder

Tanah Liat Sekunder (sedimen) adalah jenis tanah liat hasil pelapukan

batuan feldspatik yang berpindah jauh dari batuan induknya karena tenaga

eksogen, dan dalam perjalanan bercampur dengan bahan-bahan organik

(14)

Jumlah tanah liat sekunder lebih banyak dari tanah liat primer.

Transportasi air mempunyai pengaruh khusus pada tanah liat, salah satunya

ialah gerakan arus air cenderung menggerus mineral tanah liat menjadi

partikel-partikel yang semakin kecil. Karena pembentukannya melalui

proses panjang dan bercampur dengan bahan pengotor seperti oksida logam

(besi, nikel, titan mangan dan sebagainya), dan bahan organik (humus dan

daun busuk), maka tanah liat mempunyai sifat: berbutir halus berwarna

krem/abu-abu/merah jambu/kuning. Pada umumnya tanah liat sekunder

lebih plastis dan mempunyai daya susut yang lebih besar daripada tanah liat

primer. Setelah dibakar, warnanya menjadi lebih terang dari krem muda,

abu-abu muda ke coklat. Semakin tinggi suhu bakarnya semakin keras dan

semakin kecil porositasnya.

Tanah Liat yang digunakan pada penelitian ini termasuk kedalam jenis

tanah liat sekunder, karena tanah liat ini sudah bepindah jauh dari batuan

induknya.

2.4 Alkaline Activator (Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida)

Alkaline activator merupakan bahan yang sangat penting dalam

pembuatan beton geopolimer, sebagai salah satu bahan pengikat unsur

alumunium dan silikat yang terkandung dalam tanah liat, sehingga terbentuk

suatu ikatan polimerisasi dan mempercepat reaksi yang terjadi.

2.4.1 Sodium Hidroksida (NaOH)

Sodium hidroksida berfungsi untuk mereaksikan unsur-unsur Al dan

Si yang terkandung dalam tanah liat, sehingga dapat menghasilkan ikatan

polimer yang kuat. NaOH dalam beton geopolimer adalah sebagai daya

dukung untuk terjadinya polimerisasi.

2.4.2 Sodium Silikat (Na2SiO3)

Sodium silikat terdapat dalam 2 bentuk, yaitu padat dan cair, untuk

campuran beton banyak digunakan dengan bentuk cairan. Sodium silikat

atau yang lebih dikenal water glass, pada mulanya digunakan sebagai

(15)

silikat dapat digunakan untuk berbagai macam keperluan, antara lain untuk

bahan campuran semen, pengikat keramik, campuran cat serta dalam

beberapa keperluan industri, seperti kertas, tekstil dan serat.

Sodium silikat ini merupakan salah satu larutan alkali yang

memainkan peran penting dalam proses polimerisasi karena sodium silikat

mempunyai fungsi untuk mempercepat reaksi polimerisasi. Reaksi terjadi

secara 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 Semen

Semen adalah suatu campuran senyawa kimia yang bersifat hidrolis,

artinya jika dicampur dalam air dalam jumlah tertentu akan mengikat

bahan-bahan lain menjadi satu kesatuan massa yang dapat memadat dan mengeras.

Secara umum semen dapat didefinisikan sebagai bahan perekat yang dapat

merekatkan bagian-bagian benda padat menjadi bentuk yang kuat kompak

dan keras.

Semen adalah hasil industri dari perpaduan bahan baku : batu

kapur/gamping sebagai bahan utama dan lempung / tanah liat atau bahan

pengganti lainnya dengan hasil akhir berupa padatan berbentuk bubuk/bulk,

tanpa memandang proses pembuatannya, yang mengeras atau membatu

pada pencampuran dengan air.

Batu kapur/gamping adalah bahan alam yang mengandung senyawa

Calcium Oksida (CaO), sedangkan lempung/tanah liat adalah bahan alam

yang mengandung senyawa : Silika Oksida (SiO2), Alumunium Oksida

(Al2O3), Besi Oksida (Fe2O3) dan Magnesium Oksida (MgO). Untuk

menghasilkan semen, bahan baku tersebut dibakar sampai meleleh, sebagian

untuk membentuk clinkernya, yang kemudian dihancurkan dan ditambah

(16)

Tabel II.2.Komposisi Unsur Kimia Pada Semen

Unsur/Senyawa %

Silika (SiO2) ± 17 - 25

Alumunium Karbonat (Al2O3) ± 3 - 8

Besi (Fe2O3) ± 0.5 – 6.0

Kalsium Oksida (CaO) ± 60 – 67

Natrium Oksida (Na2O) ± 0.3 – 1.2

Magesium Oksida (MgO) ± 0.5 – 4.0

Kalium (K2O) ± 0.3 – 1.2

(SO3) ± 2.0 – 3.5

Ordinary Portland Cement (Tipe I) adalah semen Portland yang

dipakai untuk segala macam konstruksi apabila tidak diperlukan sifat-sifat

khusus, misalnya ketahanan terhadap sulfat, panas hiderasi dan sebagainya

Semen Portland dibuat dengan mengkalsinasi campuran batu kapur

(limestone) dengan tanah liat (clay) pada suhu tinggi untuk menghasilkan suatu produk untuk menghasilkan semen. Semen Portland terdiri berbagai

senyawa oksida yang disajikan didalam Tabel II.3.

Tabel II.3.Komponen Utama Semen Portland

Nama Senyawa Komposisi Oksida Singkatan

Oksida

Tri-Calsium Silicate 3CaO.SiO2 C3S

Di-Calsium Silicate 2CaO.SiO2 C2S

Tri-Calsium Silikate 3CaO.Al2O3 C3A

Tetra-Calsium

Aluminoferrate

(17)

Adapun perbandingan komposisi unsur kimia semen dengan tanah liat

adalah sebagai berikut :

Tabel II.4.Perbandingan Komposisi Unsur Kimia Semen Dengan Tanah Liat

Unsur/Senyawa Semen (%) Tanah Liat (%)

Silika (SiO2) ± 17 - 25 ± 59.14

Alumunium Karbonat (Al2O3) ± 3 - 8 ± 15.34

Besi (Fe2O3) ± 0.5 – 6.0 ± 0.69

Kalsium Oksida (CaO) ± 60 – 67 ± 0.51

Natrium Oksida (Na2O) ± 0.3 – 1.2 ± 0.38

Magesium Oksida (MgO) ± 0.5 – 4.0 ± 0.35

Kalium (K2O) ± 0.3 – 1.2 ± 0.11

(SO3) ± 2.0 – 3.5 ± 0.09

Air (H2O) ± 0 - 0.1 ± 0.12

2.6 Rasio Air Semen

Rasio air semen adalah rasio berat air terhadap berat semen yang

digunakan dalam campuran beton dan memiliki pengaruh penting pada

kualitas beton yang dihasilkan. Sebuah rasio air semen yang lebih rendah

menyebabkan kekuatan yang lebih tinggi dan daya tahan yang juga lebih

tinggi. Konsep rasio air semen dikembangkan oleh Duff A. Abrams dan

pertama kali diterbitkan pada tahun 1918.

Beton mengeras sebagai hasil dari reaksi kimia antara semen dan air

(dikenal sebagai hidrasi, ini menghasilkan panas dan disebut panas hidrasi),

hal ini memerlukan rasio air-semen 1:4. Namun, campuran dengan w / c

rasio 0,2, memungkinkan air tidak mengalir cukup baik untuk di cetak,

sehingga lebih banyak air digunakan daripada secara teknis diperlukan

untuk bereaksi dengan semen. Rasio air-semen yang lebih khas dari 0,4-0,6

digunakan. Untuk beton kekuatan yang lebih tinggi, Terlalu banyak air akan

menghasilkan pemisahan komponen pasir dan agregat dari pasta semen, air

yang tidak dikonsumsi oleh reaksi hidrasi dapat meninggalkan beton seperti

(18)

akan mengurangi kekuatan akhir beton. Campuran dengan terlalu banyak air

akan mengalami penyusutan lebih seperti daun kelebihan air, sehingga akan

retak dan patah tulang terlihat yang lagi-lagi akan mengurangi kekuatan

akhir. 1997 Uniform Building Code menentukan rasio maksimum 0,50

(19)

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian

Metode yang digunakan untuk penelitian ini adalah merupakan

metode percobaan (eksperimen), yaitu dengan cara mengurangi komposisi

semen untuk setiap sample seiring bertambahnya campuran geopolimer

pada beton. Selain itu dimaksudkan agar semua material pada beton

geopolimer dapat lebih terikat serta diharapkan dalam penambahan

campuran geopolimer tersebut menghasilkan mutu beton sesuai dengan

rencana mutu beton konvensional. Dengan alur metode penelitian sebagai

berikut:

(20)

(21)

(22)

3.2 Studi Literatur

Pada tahap ini dikumpulkan teori dan informasi tentang beton konvensional,

beton geopolimer, definisi tanah liat, campuran geopolimer, definisi semen,

dan rasio air semen.

3.3 Penentuan Mutu Beton

Penentuan mutu beton konvensional dilakukan untuk menentukan kuat

tekan beton yang akan dijadikan dasar untuk menentukan mutu kuat tekan

beton geopolimer yang akan di buat.

3.4 Mix Desain

Mix desain beton konvensional dengan mutu K-175 yang dilakukan di awal

penelitian ini merupakan acuan untuk mix desain beton geopolimer.

3.5 Komposisi Beton Konvensional dan Beton Geopolimer

Untuk pembuatan benda uji beton konvensional, dilakukan mix desain

untuk komposisi material-material yang akan digunakan yaitu agregat halus,

agregat kasar dan semen. Untuk pembuatan benda uji beton geopolimer,

dilakukan mix desain untuk komposisi material-material yang akan

digunakan yaitu agregat halus, agregat kasar, tanah liat, semen dan

campuran bahan kimia yaitu sodium silikat dan sodium hidroksida.

3.6 Curing

Pada tahap ini Beton yang sudah dilepaskan dari cetakan kemudian di

curing dengan 2 metode yang berbeda yaitu dengan cara direndam dalam air

untuk beton konvesional dan di oven dalam suhu 90oC untuk beton

geopoolimer.

3.7 Uji Slump

Pengujian Slump dilakukan terhadap beton segar yang mewakili campuran

beton. Hasil dari pengujian ini digunakan dalam pekerjaan perencanaan

campuran beton dan pengendalian mutu beton pada pelaksanaan

pengecoran.

3.8 Uji Kuat Tekan Beton

Pengujian kuat tekan beton dilakukan untuk menentukan hasil dari kuat

tekan beton tersebut. Pengujian ini dilakukan di Laboratorium Rekayasa

(23)

TEST berkapasitas 20 ton dan Tokyo Testing Machine MFG CO., LTD

berkapasitas 100 ton.

3.9 Analisa Data

Analisa dilakukan untuk mendapatkan kesimpulan dari hasil uji kuat tekan

beton geopolimer.

3.10 Kesimpulan

Pada tahapan ini dilakukan penarikan kesimpulan terhadap hasil pengujian

kuat tekan beton geopolimer

3.11 Proses Pembuatan Beton Konvensional

a. Timbang semua material yang akan digunakan.

b. Campurkan Semen, Air, Agregat kasar, Agregat halus dan di aduk

hingga merata.

c. Beton kemudian dicetak dalam cetakan berukuran 100 x 200 mm2dan

diratakan.

d. Untuk beton konvensional di disimpan dalam air selama proses curing

berlangsung hingga pengujian-pengujian dilakukan.

3.12 Proses Pembuatan Beton Geopolimer

a. Campur Sodium Hidroksida dengan air hingga menjadi 7.652 M.

b. Timbang semua material yang akan digunakan.

c. Aduk larutan Sodium Hidroksida, Sodium Silikat dan Tanah Liat

hingga tercampur rata dalam ember plastik.

d. Campurkan Semen, Air, Agregat kasar, Agregat halus dan di aduk

hingga merata.

e. Beton geopolimer kemudian dicetak dalam cetakan berukuran 100 x

200 mm2dan diratakan.

f. Untuk beton geopolimer yang akan di oven, cetakan bisa dilepas

setelah beton sudah mengeras. Biasanya bisa dilakukan pada umur 5

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

(24)

BAB IV

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS DATA

4.1 PENENTUAN KOMPOSISI ALKALINE AKTIVATOR

Pada penelitian ini molaritas NaOH dibatasi sebesar 7.652 molar. Adapun

cara menghitung NaOH 7.652 molar adalah sebagai berikut :

Diketahui Mr NaOH = 40 (berdasarkan tabel periodik), maka:

Mr NaOH x molaritas yang diinginkan = NaOH (gram)

Contoh: 40 x 7.652 = 306.08 gram

Untuk mendapatkan 7.652 molar NaOH dalam bentuk cair, 306.08 gram

NaOH tersebut dicampurkan dengan air dan dimasukan kedalam tabung

erlenmeyer hingga volume campuran didalam erlenmeyer mencapai 1 liter.

4.2 PENENTUAN KOMPOSISI BETON KONVENSIONAL

Pada penelitian ini komposisi perbandingan beton konvensional diantaranya

semen, agregat halus, agregat kasar dan faktor air semen, yaitu 1 : 2 : 3 +

w/c = 0.4439. adapun perhitungan menentukan komposisi beton

konvensional akan dibahas pada perhitungan berikut:

4.3 PENENTUAN KOMPOSISI BETON GEOPOLIMER

Pada tahap ini komposisi semen pada setiap sample dikurangi seiring

(25)

Adapun perbandingan komposisi geopolimer dengan semen pada setiap

Tabel IV.1.Perbandingan Komposisi antara Geopolimer dengan Semen pada Beton

Geopolimer untuk Setiap Sampel

KODE GEOPOLIMER SEMEN UMUR TEST (Hari)

3 7 28

B-1 0% 100% 3 Sample 3 Sample 3 Sample

Gambar IV.1.Grafik Perbandingan antara Geopolimer dengan Semen pada Beton

Geopolimer untuk Setiap Sampel

Sedangkan untuk umur uji sample yang digunakan dalam penelitian

beton geopolimer ini adalah 3 hari, 7 hari dan 28 hari. Pada saat umur 3 hari

(26)

pengerasannya dan secara teori beton akan mencapai puncak kekuatannya

pada umur 28 hari.

Adapun perhitungan untuk menentukan komposisi beton konvensional dan

beton geopolimer untuk setiap sample adalah sebagai berikut:

Gambar IV.2.Tabung Silinder

Diameter = 10 cm → 0.1 m Tinggi = 20 cm → 0.2 m

Berat Jenis Beton = 2200 Kg/m3(K-175)

Volume = ¼ . π . (0.1)2 . 0.2 = 0,00157 m3

Total Volume = 9 Sample . 0,00157 m3 = 0,01413 m3

Berat Campuran Beton Geopolimer Dalam Suatu Wadah Total V . Berat Jenis Beton = 0.01413 m3. 2200 Kg/m3

= 31,086 Kg

Perbandingan Antara Binder, Agregat Halus Dan Agregat Kasar.

Binder (1) : Agregat Halus (2) : Agregat Kasar (3)

= 1/6 . 31,086 Kg = 2/6 . 31,086 Kg = 3/6 . 31,086 Kg

= 5,181 Kg = 10,362 Kg = 15.543 Kg

Jadi dalam satu wadah ( 9 Sample ) terdiri dari:

Binder = 5,181 Kg

Agregat Halus = 10,362 Kg

Agregat Kasar = 15.543 Kg

(27)

4.3.1 Komposisi Beton Konvensional Kode B-1 (Geopolimer 0% - Semen 100%)

Beton geopolimer dengan komposisi semen 5.181 Kg, air 2.300 Kg, agregat

halus 10,362 Kg dan agregat kasar 15.543 Kg.

4.3.2 Komposisi Beton Geopolimer Kode B-2 (Geopolimer 20% - Semen 80%)

Beton geopolimer dengan komposisi semen 4.1448 Kg, air 2.300 Kg, tanah

liat 0.7668 Kg, NaOH 0.0539 Kg, Na2SiO30.2155 Kg, agregat halus 10,362

Kg dan agregat kasar 15.543 Kg.

Binder =

Bahan Kimia = Tanah Liat =

26% 74%

dari Geopolimer dari Geopolimer

0.0000 0.0000

գ բ

NaOH = Na2SiO3 =

1/5 dari Bahan Kimia 4/5 dari Bahan Kimia

0.0000 0.0000

26% 74%

0.2694 0.7668

գ բ

NaOH = Na2SiO3 =

0.0539 0.2155

Semen = 80%

dari Binder

(28)

Binder =

26% 74%

0.5388 1.5336

գ բ

NaOH = Na2SiO3 =

0.1078 0.4311

26% 74%

0.8082 2.3004

գ բ

NaOH = Na2SiO3 =

0.1616 0.6466

Semen = 40%

dari Binder

(29)

Beton geopolimer dengan komposisi tanah liat 3.8339 Kg, air 2.300 Kg,

NaOH 0.2694 Kg, Na2SiO31.0776 Kg, agregat halus 10,362 Kg dan agregat

kasar 15.543 Kg.

26% 74%

1.0776 3.0672

գ բ

NaOH = Na2SiO3 =

0.2155 0.8621

26% 74%

1.3471 3.8339

գ բ

NaOH = Na2SiO3 =

0.2694 1.0776

Semen = 0%

dari Binder

(30)

Geopolimer Semen

B-1 0% 100% 16/07/2013 10.900

B-2 20% 80% 19/07/2013 12.500

B-3 40% 60% 22/07/2013 13.000

B-4 60% 40% 22/07/2013 13.100

B-5 80% 20% 23/07/2013 12.800

B-6 100% 0% 23/07/2013 14.700

KODE Identifikasi Benda Uji Tanggal beton Di Cor

Slump (cm)

Adapun kebutuhan bahan dalam pembuatan beton geopolimer untuk setiap sampel

Tabel IV.2.Kebutuhan Bahan dalam Pembuatan Beton Geopolimer untuk Setiap Sampel

Kode Tanah

B-2 0.7668 4.1448 0.0539 0.2155 2.300 10.362 15.543

B-3 1.5336 3.1086 0.1078 0.4311 2.300 10.362 15.543

B-4 2.3004 2.0724 0.1616 0.6466 2.300 10.362 15.543

B-5 3.0672 1.0362 0.2155 0.8621 2.300 10.362 15.543

B-6 3.8339 0 0.2694 1.0776 2.300 10.362 15.543

4.4 UJI SLUMP

Pengujian Slump pada penelitian ini dilakukan di Laboratorium Universitas

Komputer Indonesia, dengan menggunakan alat yang bernama Kerucut

Abrams. Pengujian ini dilakukan terhadap beton segar yang mewakili

campuran beton. Hasil dari pengujian ini yang kemudian digunakan dalam

pekerjaan perencanaan campuran beton dan pengendalian mutu beton pada

pelaksanaan pembetonan. Nilai Slump adalah selisih ketinggian antara

kerucut tes slump dengan beton yang diuji.

Adapun hasil dari pengujian slump untuk seluruh komposisi beton adalah

sebagai berikut :

(31)

Dari tabel VI.1. dapat dilihat bahwa nilai slump pada kode B-1 sampai

dengan kode B-5 termasuk kedalam standard nilai slump untuk struktur atas

yaitu berkisar antara 12 ± 2 cm, dengan nilai slump tersebut akan

memungkinkan campuran pasta pada beton segar ini dapat memenuhi

rongga-rongga dan dapat mengikat semua komponen campuran beton.

Tetapi yang terjadi pada kode B-6 yang mempunyai nilai slump sebesar

14.7 cm, dapat diperkirakan pasta pada campuran tersebut tidak dapat

merekat dengan baik, sehingga akan menyebabkan kurangnya kekuatan

tekan pada beton tersebut.

4.5 UJI KUAT TEKAN BETON

Pengujian Kuat Tekan Beton dilaksanakan di Laboratorium Rekayasa

Struktur Institut Teknologi Bandung dengan menggunakan alat I-ber Test

berkapasitas 20 ton dan Tokyo Testing Machine MFG CO., LTD yang

(32)

Adapun hasil pengujian kuat tekan beton B-1 dengan komposisi 0% geopolimer

dan 100% semen adalah sebagai berikut:

Tabel IV.4.Tabel Hasil Uji Tekan Beton Pada Kode B-1

Gambar IV.3.Grafik Kuat Tekan Beton pada Kode B-1

Berdasarkan pengujian kuat tekan beton untuk kode B-1, pada umur beton

3 hari didapat nilai kuat tekan sebesar 100.762 kg/cm2, sedangkan pada umur

beton 7 hari kuat tekan mengalami kenaikan sebesar 153.243 kg/cm2, dan pada

umur 28 hari beton juga mengalami kenaikan yaitu menjadi sebesar 229.724

kg/cm2. Dengan nilai kuat tekan beton sebesar 229.724 kg/cm2 pada umur beton

28 hari, maka nilai kuat tekan beton tersebut sudah mencapai kuat tekan beton

yang direncanakan.

B-1 0% 100% 16/07/2013 19/07/2013 3 4.620 10.9 78.500 7909.833 100.762 B-1 0% 100% 16/07/2013 23/07/2013 7 4.567 10.9 78.500 12029.567 153.243 B-1 0% 100% 16/07/2013 13/08/2013 28 4.593 10.9 78.500 18033.333 229.724

(33)

Sedangkan hasil pengujian kuat tekan beton B-2 dengan komposisi 20%

geopolimer dan 80% semen adalah sebagai berikut:

3 hari didapat nilai kuat tekan sebesar 44.579 kg/cm2, sedangkan pada umur beton

7 hari kuat tekan mengalami kenaikan sebesar 63.794 kg/cm2, dan pada umur 28

hari beton juga mengalami kenaikan yaitu menjadi sebesar 84.893 kg/cm2.

Geo polimer

Semen

Rata-rata

B-2 20% 80% 19/07/2013 22/07/2013 3 4.213 12.5 78.500 3499.433 44.579 B-2 20% 80% 19/07/2013 26/07/2013 7 4.236 12.5 78.500 5007.800 63.794 B-2 20% 80% 19/07/2013 16/08/2013 28 4.200 12.5 78.500 6664.100 84.893

(34)

Geo polimer

Semen

Rata-rata

B-3 40% 60% 22/07/2013 25/07/2013 3 4.120 13.000 78.500 2110.467 26.885 B-3 40% 60% 22/07/2013 29/07/2013 7 4.053 13.000 78.500 2196.767 27.984 B-3 40% 60% 22/07/2013 19/08/2013 28 3.900 13.000 78.500 2501.100 31.861

(35)

Geo polimer

Semen

Rata-rata

B-4 60% 40% 22/07/2013 25/07/2013 3 4.053 13.100 78.500 1293.067 16.472 B-4 60% 40% 22/07/2013 29/07/2013 7 4.060 13.100 78.500 1458.767 18.583 B-4 60% 40% 22/07/2013 19/08/2013 28 3.940 13.100 78.500 1505.433 19.177

(36)

hari beton juga mengalami penurunan yaitu menjadi sebesar 44.587 kg/cm2.

Geo polimer

Semen

Rata-rata

B-5 80% 20% 23/07/2013 26/07/2013 3 4.193 12.800 78.500 4393.033 55.962 B-5 80% 20% 23/07/2013 30/07/2013 7 4.127 12.800 78.500 4578.300 58.322 B-5 80% 20% 23/07/2013 20/08/2013 28 4.020 12.800 78.500 3500.100 44.587

(37)

Berdasarkan pengujian kuat tekan beton untuk kode B-6 pada umur beton 3

hari didapat nilai kuat tekan sebesar 1.534 kg/cm2, sedangkan pada umur beton 7

hari kuat tekan mengalami penurunan sebesar 1.270 kg/cm2, dan pada umur 28

hari beton mengalami kenaikan yaitu menjadi sebesar 1.820 kg/cm2.

Geo polimer

Semen

Rata-rata

B-6 100% 0% 23/07/2013 26/07/2013 3 4.087 14.700 78.500 120.433 1.534 B-6 100% 0% 23/07/2013 30/07/2013 7 3.913 14.700 78.500 99.700 1.270 B-6 100% 0% 23/07/2013 20/08/2013 28 3.867 14.700 78.500 142.833 1.820

(38)

Adapun perbandingan seluruh kuat tekan beton pada umur 3 hari adalah

sebagai berikut :

Gambar IV.9.Perbandingan Grafik Kuat Tekan untuk seluruh Beton Geopolimer pada

Umur 3 Hari

Berdasarkan grafik diatas untuk umur beton 3 hari dengan kode B-1

memiliki kuat tekan beton tertinggi yaitu sebesar 100.762 kg/cm2, dikarenakan

menggunakan komposisi beton dengan 100% semen tanpa komposisi campuran

geopolimer. Namun pada beton geopolimer kode B-5 menjadi beton yang kuat

tekannya tertinggi dibandingkan dengan beton geopolimer lainnya. Dari hasil

penelitian yang dilakukan diketahui bahwa beton yang menggunakan bahan

geopolimer 80% mempunyai sifat kuat tekan di awal umur beton geopolimer.

Berdasarkan dari pengujian slump yang dilakukan, sample B-5 memiliki

nilai slump yang hampir mendekati sample B-2, sehingga kemungkinan kuat

(39)

Sedangkan perbandingan kuat tekan untuk seluruh beton pada umur 7 hari

Gambar IV.10.Perbandingan Grafik Kuat Tekan untuk Seluruh Beton Geopolimer pada

Umur 7 Hari

Berdasarkan dari grafik diatas untuk umur beton 7 hari dengan kode B-1

memiliki kuat tekan beton tertinggi yaitu sebesar 153.243 kg/cm2. Untuk beton

geopolimer umur 7 hari dengan kode B-2 dapat melampaui kuat tekan kode B-5

(40)

Sedangkan perbandingan kuat tekan untuk seluruh beton pada umur 28 hari

Gambar IV.11.Perbandingan Grafik Kuat Tekan untuk Seluruh Beton Geopolimer

Umur 28 Hari

memiliki kuat tekan beton tertinggi yaitu sebesar 229.724 kg/cm2. Untuk umur

beton 28 hari dengan kode B-2 memiliki kuat tekan beton yaitu sebesar 84.893

kg/cm2. Untuk umur beton 28 hari dengan kode B-3 memiliki kuat tekan beton

yaitu sebesar 31.861 kg/cm2. Untuk umur beton 28 hari dengan kode B-4

memiliki kuat tekan beton yaitu sebesar 19.177 kg/cm2. Untuk umur beton 28 hari

dengan kode B-5 memiliki kuat tekan beton yaitu sebesar 44.587 kg/cm2. Untuk

umur beton 28 hari dengan kode B-6 memiliki kuat tekan beton yaitu sebesar

1.820 kg/cm2. Dilihat dari grafik tersebut beton geopolimer dengan kode B-5

mengalami penurunan kuat tekan betonnya, karena didalam unsur kimia tanah liat

tidak terdapat unsur Kalsium (CaO) yang membentuk kekuatan beton geopolimer

(41)

Adapun rangkuman kuat tekan beton berdasarkan seluruh hasil pengujian

dapat dilihat di bawah ini:

Tabel IV.10.Rangkuman Seluruh Hasil Uji Tekan Beton Geopolimer

Gambar IV.12.Perbandingan Grafik Kuat Tekan Beton Geopolimer pada Umur 3, 7 dan

28 Hari

memiliki kuat tekan beton tertinggi yaitu sebesar 229.724 kg/cm2.

Hasil kuat tekan beton geopolimer dengan umur 3 hari, 7 hari dan 28 hari,

terdapat dua kode beton geopolimer dengan kuat tekan tertinggi yaitu beton kode

B-5 dan beton kode B-2. Beton dengan kode B-5 memiliki peningkatan kekuatan

tekan beton yang tinggi di permulaannya terbukti pada umur beton 3 hari, untuk

Geo polimer

Semen

Rata-rata

B-1 0% 100% 16/07/2013 19/07/2013 3 4.620 10.9 78.500 7909.833 100.762 B-1 0% 100% 16/07/2013 23/07/2013 7 4.567 10.9 78.500 12029.567 153.243 B-1 0% 100% 16/07/2013 13/08/2013 28 4.593 10.9 78.500 18033.333 229.724 B-2 20% 80% 19/07/2013 22/07/2013 3 4.213 12.5 78.500 3499.433 44.579 B-2 20% 80% 19/07/2013 26/07/2013 7 4.236 12.5 78.500 5007.800 63.794 B-2 20% 80% 19/07/2013 16/08/2013 28 4.200 12.5 78.500 6664.100 84.893 B-3 40% 60% 22/07/2013 25/07/2013 3 4.120 13.0 78.500 2110.467 26.885 B-3 40% 60% 22/07/2013 29/07/2013 7 4.053 13.0 78.500 2196.767 27.984 B-3 40% 60% 22/07/2013 19/08/2013 28 3.900 13.0 78.500 2501.100 31.861 B-4 60% 40% 22/07/2013 25/07/2013 3 4.053 13.1 78.500 1293.067 16.472 B-4 60% 40% 22/07/2013 29/07/2013 7 4.060 13.1 78.500 1458.767 18.583 B-4 60% 40% 22/07/2013 19/08/2013 28 3.940 13.1 78.500 1505.433 19.177 B-5 80% 20% 23/07/2013 26/07/2013 3 4.193 12.8 78.500 4393.033 55.962 B-5 80% 20% 23/07/2013 30/07/2013 7 4.127 12.8 78.500 4578.300 58.322 B-5 80% 20% 23/07/2013 20/08/2013 28 4.020 12.8 78.500 3500.100 44.587 B-6 100% 0% 23/07/2013 26/07/2013 3 4.087 14.7 78.500 120.433 1.534 B-6 100% 0% 23/07/2013 30/07/2013 7 3.913 14.7 78.500 99.700 1.270 B-6 100% 0% 23/07/2013 20/08/2013 28 3.867 14.7 78.500 142.833 1.820

(42)

beton kode B-5 mencapai kekuatan tekan tertinggi dibandingkan dengan kode

yang lainnya, akan tetapi nilai kuat tekan beton pada umur berikutnya yaitu umur

28 hari mengalami penurunan sedangkan untuk beton kode B-2 walaupun pada

umur 3 hari kuat tekannya lebih rendah dibanding beton kode B-5 akan tetapi

selanjutnya memiliki peningkatan yang stabil dan terus meningkat, terbukti pada

umur beton 7 hari sampai 28 hari, beton kode B-2 memiliki kuat tekan beton

(43)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

 Berdasarkan hasil pengujian kuat tekan beton yang dilakukan pada

umur 28 hari, pengurangan jumlah semen dengan geopolimer tidak

memberikan hasil kuat tekan yang lebih baik dibandingkan dengan

beton konvensional, karena didalam unsur kimia tanah liat tidak

terdapat unsur Kalsium (CaO) yang membentuk kekuatan beton

geopolimer.

 Pengaruh pengurangan jumlah semen dengan geopolimer akan

memberikan nilai slump yang semakin besar. Ini menunjukan bahwa

campuran beton semakin encer.

 Pada saat umur 3 hari sampai 7 hari, beton geopolimer menunjukan

kekuatan awal pengerasannya.

 Penyebab beton konvensional lebih tinggi kuat tekannya adalah

pengaruh faktor air semen yang lebih baik dibandingkan dengan beton

geopolimer.

 Hasil dari kesimpulan ini hanya dikhususkan pada penelitian yang

dilakukan berlaku pada jenis material, metoda dan sample benda uji

yang digunakan.

5.2 Saran

 Untuk mendapatkan hasil pengujian dan penelitian yang memadai, sebaiknya bahan-bahan material yang digunakan tetap terjaga material

propertisnya, sehingga error pada material dapat direduksi.

 Sebaiknya ada perbandingan untuk perawatan sample yang dilakukan

(44)

 Agar mendapatkan kurva kuat tekan sample yang lebih jelas, perlu

ditambahkannya jumlah hari pengujian. Misalnya: 3,7,14,21 dan 28

hari.

 Bisa dilakukan variasi air pada jumlah campuran, namun angka slump

tetap diukur/dijaga.

 Perlu diperhatikan cara melarutkan alkaline aktivator NaOH, untuk

menghasilkan molaritas larutan NaOH yang sesuai.

 Tanah Liat yang digunakan adalah tanah liat yang didapat dari

Kecamatan Plered Kabupaten Purwakarta sehingga hasil dari