i
KUAT TARIK BETON GEOPOLIMER OPTIMUM PADA VARIASI PERBANDINGAN BAHAN PENYUSUN (20:80 s/d 40:60) DAN PADA
VARIASI WAKTU PENCAMPURAN (5 s/d 15 MENIT)
TugasAkhir
Untuk memenuhi sebagian persyaratan Mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh:
MEY IMRON ALFIDIANDRA NIM : D 100 110 045
kepada
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
iii MOTO
“Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Maka apabila engkau telah selesai (dari sesuatu urusan), tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang laen). Dan hanya kepada Tuhanlah engkau berharap.”
(Qs. Al Insyirah : 6-8)
“Tenang, kuasai, semua pasti ada jalannya”
(Biyanto S.pd)
“Jangan di jadikan sebuah tuntutan, jadikanlah sebuah motivasi”
iv
PERSEMBAHAN
Atas segala rahmat dan karunia yang telah Allah SWT berikan kepada hambanya, sehingga saya dapat melewati proses dalam menyelesaikan studi TugasAkhir ini. Tugas akhir ini kupersembahkan untuk :
Kedua orang tua yakni bapak BIYANTO dan Ibu SRI WATININGSIH. Terimakasih atas segala bimbingan, dukungan, doa dan nasihat yang telah diberikan.
Bapak Ir. Suhendro Trinugroho selaku dosen pembimbing yang telah membimbing Tugas Akhir dari awal sampai akhir.
Seluruh keluarga besar Program Studi Teknik Sipil Universitas Muahmmadiyah Surakarta.
Doni, Farid, Indro, Zaqi, Dinda, Nanang, Andi, Dar’I, Dian, Seno, Fatih, dan seluruh teman2 teknik fipil Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah membantu saya dari awal sampai akhir dalam penelitian Tugas Akhir ini. Rina, Andi, Heri, Dar’I selaku partner penelitian ini yang telah bersama-sama
melakukan penelitian.
v PRAKATA
Assaalammualaikum Wr. Wb
Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penyusunan dapat menyelesaikan dan menyusun laporan Tugas Akhir berupa eksperimen laboratorium yang berjudul “KUAT TARIK BETON GEOPOLIMER OPTIMUM PADA VARIASI PERBANDINGAN BAHAN PENYUSUN ( 20:80 s/d 40:60) DAN PADA
VARIASI WAKTU PENCAMPURAN ( 5 s/d 15 MENIT)”.
Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan menyelesaikan program studi S-1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan terimakasih kepada :
1) Bapak Ir.Sri Sunarjono, MT, PhD, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2) Bapak Mochamad Solikin, ST. MT. PhD., Selaku Ketua Jurusan Fakultas Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3) Ibu Yenny Nurchsanah, ST. MT., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta dan juga sebagai anggota tim penguji.
4) Bapak Ir. Suhendro Trinugroho, M.T. selaku Pembimbing Tugas Akhir yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya. 5) Bapak Ir. Aliem Sudjatmiko, M.T selaku anggota tim Penguji.
vi
7) Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta terimakasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.
8) Bapak Ir. A. Karim Fatchan, M.T selaku Kepala Laboratorium Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta
9) Bapak Rohani, Spd. Selaku Sekretaris Tata Usaha Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
10) Teman-teman Teknik Sipil angkatan 2011 yang telah membantu penelitian 11) Pihak-pihak lain yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu.
Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, maka dengan segala kerendahan, keritik dan saran yang membangun sangat penyusun harapkan guna penyempurnaan laporan di masa yang akan datang, dan semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, September 2016
vii DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...
LEMBAR PENGESAHAN ... i
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR... ii
MOTTO ... iii
PERSEMBAHAN ... iv
PRAKATA ... v
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL... ix
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR LAMPIRAN ... xi
DAFTAR NOTASI ... xii
ABSTRAKSI ... xiii
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Rumusan Masalah ... 2
C. Tujuan Penelitian ... 2
D. Manfaat Penelitian ... 2
E. Batasan Masalah... 2
F. Keaslian Penelitian ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Beton ... 4
B. Geopolymer ... 4
C. Binder ... 4
1. Flay Ash ... 5
2. Alkaline Aktivator ... 6
D. Pengujian Kuat Tarik ... 7
viii
B. Material Penyusun Beton geopolymer ... 8
1. Solid Material (Flay Ash) ... 9
2. Alkaline Aktivator (Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida) .. 9
3. Agregat ... 9
4. Air ... 11
C. Perencanaan Campuran Beton ... 11
D. Pengujian Beton ... 12
BAB IV METODOLOGI PENELITIAN A. Bahan Penelitian ... 14
1. Abu Terbang (Flay Ash) ... 14
2. Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida ... 14
B. Pelaksanaan Penelitian ... 20
C. Tahapan Penelitian ... 29
BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Pengujian Agregat ... 31
1. Agregat Halus ... 31
2. Agregat Kasar ... 32
B. Hasil Pengujian Flay Ash ... 34
C. Perencanaan Adukan Beton ... 35
D. Kekentalan Adukan Beton ... 35
E. Hasil Pengujian Kuat Tarik Beton ... 37
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 41
B. Saran ... 42 DAFTAR PUSTAKA
ix
DAFTAR TABEL
Tabel III. 1. Senyawa Kimia pada Flay Ash ... 9
Tabel V. 1. Hasil Pemeriksaan Agregat Halus ... 31
Tabel V. 2. Hasil Pemeriksaan Agregat Kasar ... 33
Tabel V. 3. Hasil Pengujian Kandungan Kimia Flay Ash... 34
Tabel V. 4. Perencanaan Campuran Adukan Beton geopolimer untuk setiap Sampel ... 35
Tabel V. 5. Hasil Pengujian Nilai Slump ... 36
Tabel V. 6. Spesifikasi Nilai Slump ... 36
Tabel V. 7. Data Hasil Pengujian Beton Geopolimer 20% : 80% ... 37
Tabel V. 8. Data Hasil Pengujian Beton Geopolimer 25% : 75% ... 37
Tabel V. 9. Data Hasil Pengujian Beton Geopolimer 30% : 70% ... 38
Tabel V. 10. Data Hasil Pengujian Beton Geopolimer 35% : 65% ... 39
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar IV. 1. Flay Ash ... 14
Gambar IV. 2. Sodium Hidroksida ... 14
Gambar IV. 3. Sodium Silikat ... 14
Gambar IV. 4. Gelas Ukur ... 15
Gambar IV. 5. Volumetric Flash ... 15
Gambar IV. 6. Saringan ... 16
Gambar IV. 7. Alat Penggetar Ayakan ... 16
Gambar IV. 8. Timbangan 3Kg... 17
Gambar IV. 9. Timbangan 30Kg... 17
Gambar IV. 10.Oven ... 17
Gambar IV. 11.Krucut Abram’s dan Abram’s ... 18
Gambar IV. 12.Cetakan Silinder ... 18
Gambar IV. 13.Universal Testing Machine ... 19
Gambar IV. 14. Peralatan Penunjang ... 19
Gambar IV. 15. Diagram Alir Mix Design Beton Geopolimer ... 25
Gambar IV. 16. Pembuatan Adukan Beton ... 26
Gambar IV. 17. Pencetakan Silinder ... 27
Gambar IV. 18. Curing... 27
Gambar IV. 19. Pengujian Kuat Tarik ... 28
Gambar IV. 20. Bagan Alir Penelitian ... 30
Gambar V. 1. Grafik Hubungan antara Ukuran Ayakan dengan Persen Butir Lolos ... 32
Gambar V. 2. Grafik Hubungan antara Ukuran Ayakan dengan Presen Butir Lolos ... 33
Gambar V. 3. Grafik Hubungan Nilai Slump dengan Variasi Waktu Pencampuran ... 36
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Foto Bahan yang Digunakan Untuk Penelitian………...L-1 Lampiran 2 Foto Proses Pembuatan Brnda Uji………..L-2
Lampiran 3 Foto Benda UJi………L-3
Lampiran 4 Perencanaan Adukan Beton………..L-12
Lampiran 5 Hasil Pengujian Agregat Halus……….L-18
Lampiran 6 Hasil Pengujian Agregat Kasar……….L-24
Lampiran 7 Pengujian Test Slump………...L-28
xii
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
ACI : American Concrete Institute
ASTM : American Society for Testing and Material
D : Diameter benda uji
fas : Factor air semen
fct : Kuat tarik belah
L : Lebar benda uji
M : Molar larutan NaOH
MPa : Megapascal
n : Jumlah mol NaOH
Pmax : Beban maksimal (kN)
SNI : Standar Nasional Indonesia
V : Volume larutan NaOH
xiii
KUAT TARIK BETON GEOPOLYMER OPTIMUM PADA VARIASI
PERBANDINGAN BAHAN PENYUSUN (20:80 s/d 40:60) DAN PADA
VARIASI WAKTU PENCAMPURAN (5 s/d 15 MENIT)
Abstrak
Beton tersusun dari agregat kasar, agregat halus, air, dan bahan pengikat berupa semen dan bisa juga diganti dengan flay ash yang di campur dengan bahan alkaline activator sehingga membentuk material campuran yang memiliki sifat seperti semen. Penelitian kali ini bertujuan untuk mengetahui waktu optimum pencampuran beton geopolymer dengan variasi bahan penyusun 20%:80%, 25%:75%, 30%:70%, 35%:65%, 40%:60% dan pada variasi waktu pencampuran 5, 7.5, 10, 12.5, 15 menit. Mix design mengacu pada penelitian sebelumnya. Jumlah benda uji pada masing-masing 3 buah pada tiap pemberian variasi,sehingga total benda uji keseluruhan berjumlah 75 buah. Benda uji berbentuk silinder dengan diameter 15cm dan tinggi 30cm. Hasil pengujian menunjukkan bahwa beton geopolymer memiliki waktu pencampuran optimum pada 7.5menit. Data hasil pengujian kuat tarik belah beton geopolymer pada variaasi perbandingan bahan penyusun 20%:80% dan pada variasi waktu pencampuran 5menit adalah 4.044 MPa, 7.5menit adalah 5.007 MPa, 10menit adalah 4.667 MPa, 12.5menit adalah 3.719 MPa, 15menit adalah 2.993 MPa. Pada variasi perbandingan bahan penyusun 25%:75% dan variasi waktu pencampuran 5menit adalah 4.770 MPa, 7.5menit adalah 6.622 MPa, 10menit adalah 5.763 MPa, 12.5menit adalah 4.533 MPa, 15menit adalah 3.985 MPa. Pada variasi perbandingan bahan penyusun 30%:70% dan variasi waktu pencampuran 5menit adalah 5.319 MPa, 7.5menit adalah 7.822 Mpa, 10menit adalah 6.148 MPa, 12.5menit adalah 4.785 MPa, 15menit adalah 4.430 MPa. Pada variasi perbandingan bahan penyusun 35%:65% dan variasi waktu pencampuran 5menit adalah 4.563 MPa, 7.5menit adalah 5.926 Mpa, 10menit adalah 5.363 MPa, 12.5menit adalah 4.237 MPa, 15menit adalah 3.867 MPa. Pada variasi perbandingan bahan penyusun 40%:60% dan variasi waktu pencampuran 5menit adalah 4.059 MPa, 7.5menit adalah 5.526 Mpa, 10menit adalah 4.948 MPa, 12.5menit adalah 3.985 MPa, 15menit adalah 3.244 MPa. Dapat disimpulkan bahwa waktu pencampuran beton geopolymer yang paling optimum adalah 7.5menit.
xiv ABSTRACT
Concrete is composed of coarse aggregate, fine aggregate, water, and binders such as cement and can also be replaced with flay ash mixed with alkaline activator material so as to form a mixture of material which has properties such as cement. The present study aims to determine the optimum time of geopolymer concrete mixing with a variety of materials were 20%:80%, 25%:75%, 30%:70%, 35%:65%, 40%:60% and on the variation of mixing time 5, 7.5, 10, 12.5, 15 minutes. Mix design refers to earlier research. Number of test objects on each of 3 pieces each variation Award, bringing the total overall test specimens were 75 pieces. The test object is a cylinder with a diameter of 15cm and height 30cm. The results show that geopolymer concrete has the optimum mixing time at 7.5menit. Data for tensile strength test results on the geopolymer concrete sides variaasi 20%:80% ratio of constituent materials and on the variation of mixing time 5mn is 4.044 MPa, 7.5menit is 5.007 MPa, 10min is 4.667 MPa, 12.5menit is 3.719 MPa, 15 min was 2.993 MPa. At 25%:75% constituent material ratio variation and variation 5mn mixing time is 4.770 MPa, 7.5menit is 6.622 MPa, 10min is 5.763 MPa, 12.5menit is 4,533 MPa, 15 min was 3,985 MPa. At 30%:70% constituent material ratio variation and variation 5mn mixing time is 5.319 MPa, 7.5menit is 7.822 MPa, 10min is 6.148 MPa, 12.5menit is 4.785 MPa, 15 min was 4.430 MPa. At 35%:65% constituent material ratio variation and variation 5mn mixing time is 4.563 MPa, 7.5menit is 5.926 MPa, 10min is 5.363 MPa, 12.5menit is 4.237 MPa, 15 min was 3.867 MPa. At 40%:60% constituent material ratio variation and variation 5mn mixing time is 4.059 MPa, 7.5menit is 5.526 Mpa, 10min is 4.948 MPa, 12.5menit is 3.985 MPa, 15 min was 3.244 MPa. It can be concluded that the geopolymer concrete mixing time most optimum is7.5 minutes.
