Pembuatan Panel Beton Ringan Berbasis Perlit Dan Efek Komposisi Terhadap Karakteristiknya

(1)

PEMBUATAN PANEL BETON RINGAN BERBASIS

PERLIT DAN EFEK KOMPOSISI TERHADAP

KARAKTERISTIKNYA

T E S I S

Oleh

JAUHARAH CUT ALI

077026010/FIS

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

PEMBUATAN PANEL BETON RINGAN BERBASIS

PERLIT DAN EFEK KOMPOSISI TERHADAP

KARAKTERISTIKNYA

T E S I S

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Ilmu Fisika pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh

JAUHARAH CUT ALI

077026010/FIS

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

Judul Tesis : PEMBUATAN PANEL BETON RINGAN BERBASIS PERLIT DAN EFEK KOMPOSISI TERHADAP

KARAKTERISTIKNYA Nama Mahasiswa : Jauharah Cut Ali

Nomor Pokok : 077026010 Program Studi : Fisika

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc) (Prof. Drs. H. Mohammad Syukur, MS) Ketua Anggota

Ketua Program Studi Direktur

(Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc) (Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B.,M.Sc)

(4)

Telah diuji pada

Tanggal : 08 Juni 2009

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc.

Anggota : 1. Prof. Drs. H. Mohammad Syukur, MS

2. Dra. Justinon, MS

3. Dr. Ir. Reza Fadhilla, M.I.M.

(5)

ABSTRAK

Telah dilakukan pembuatan panel beton ringan (beton perlit I dan II) dari campuran semen - perlit dan semen - agregat (campuran perlit dan pasir). Kualitas beton ringan secara umum sangat ditentukan oleh komposisi bahan baku dan proses pengeringannya. Prosedur pembuatan beton perlit I menggunakan bahan baku (semen + perlit) dan beton perlit II (semen + perlit + pasir), diaduk hingga rata dan dicetak berbentuk selinder (diameter 27 mm dan tinggi 90 mm), sedangkan bentuk balok berukuran 160 x 40 x 40 cm3. Kemudian sampel tersebut dikeringkan secara alami (7, 14, 21 dan 28 hari) serta menggunakan autoclave dengan tekanan 1,5 bar (selama 20, 30, 60 dan 90 menit). Karakteristik beton ringan yang diukur meliputi: densitas, kuat tekan, kuat patah, kuat tarik, penyerapan air, penyusutan, firing resistance (firing retardant), konduktivitas termal, dan analisa mikrostrukturnya dengan XRD. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa beton perlit I dan II dengan komposisi: 80,00; 85,72; dan 88,89 % (volum perlit atau volum agregat) yang dikeringkan selama 28 hari (secara alami) dan dengan autoclave selama 90 menit memiliki sifat fisis, mekanik dan termal, memenuhi persyaratan sebagai panel beton ringan. Nilai densitas dari beton perlit I yang diperoleh dari proses pengeringan alami (28 hari), dan dikeringkan dengan menggunakan

autoclave bertekanan 1,5 bar (90 menit) adalah sekitar: 315,22 - 662,08 kg/m3 (0,315 -

0,662 g/cm3). Panel beton ringan (beton perlit II) yang dikeringkan selama 28 hari (alami) dan dikeringkan selama 90 menit (menggunakan autoclave) menghasilkan densitas pada rentang: 1050,22 - 1420,35 kg/m3.

Penyerapan air beton perlit I dan II pada komposisi terbaik adalah: 8 – 20 % dan penyusutannya sekitar 0,05 - 0,17 %. Ketahanan api terbaik dari beton perlit I dan II yang dibakar selama 4 jam (titik nyala api) adalah pada komposisi 80,00 dan 85,72 % volum perlit, dan 80,00; 85,72 dan 88,89 % agregat. Panel beton perlit I dan II memiliki kamampuan meredam panas dengan nilai konduktivitas panas sekitar: 0,61 –

0,97 W/m2.K, sehingga dapat dipergunakan sebagai panel isolasi panas. Beton perlit I didominasi oleh fasa-fasa: Ca2SiO4 (C2S), Ca3SiO5 (C3S), dan Ca3Al2SiO6 (C3A), dan fasa minor SiO2 yang berasal dari perlit. Beton perlit II memiliki fasa dominan SiO2 yang berasal dari pasir dan perlit: quarzt, tridymit dan crystobalit, sedangkan fasa dari semen: Ca2SiO4 (C2S), dan Ca3SiO5 (C3S).

(6)

ABSTRACT

The making of light weight concrete (perlit concrete I and II) have been done by using mixture cement - perlit and cement - aggregate (mixture of perlit and sand). Generally, the quality of light weight concrete was determined by composition of raw material and process. The procedure of perlit concrete making was used raw material (cement + perlit) for perlit concrete I and (cement + perlit + sand) for concrete perlit II, Raw material was mixed until homogeneous and casting in form of cylinder (diameter = 27

mm and high = 90 mm), also in beam form (160 x 40 x 40 cm3). Then the sample was

dried naturally (7, 14, 21 and 28 day) and also used the autoclave with pressure 1.5 bar (during 20, 30, 60 and 90 minutes). The light weight Concrete characteristic measured cover: density, compressive strength, bending strength, tensile strength, water absorption, shrinkage, firing resistance (firing retardant), thermal conductivity, and microstructure analysis by using XRD. The characterization results indicate that the perlit concrete I and II with the composition: 80.00; 85.72; and 88.89 % (perlit volume or aggregate volume), dried during 28 day (naturally) and by using autoclave during 90 minute have the physical, mechanical and thermal properties that fulfill the condition as light weight concrete panel. The density of perlit concrete I, obtained from natural draining process (28 day), and dried by using autoclave with pressure 1.5 bar

(90 minute) are about: 315.22 _– 662.08 kg/m3 (0.315 _– 0.662 g/cm3). The light weight

concrete panel (perlit concrete II) that is dried during 28 days and 90 minute (using

autoclave) have density in range: 1050.22 _– 1420.35 kg/ m3. The best composition for

water absorption of perlit concrete I and II are: 8 - 20 % and shrinkage about 0.05 _–

0.17 %. The best fire resistance performance of perlite concrete I and II, fired during 4 hours (flash point) are: composition 80.00% and 85.72% (perlit volume), and 80.00%; 85.72% and 88.89% (aggregate). The perlit concrete panel I and II have the capability

to reduce the heat with thermal conductivity about: 0.61 _– 0.97 W/m2.K, so it can be

(7)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat kepada Allah SWT. atas segala

limpahan rahmat dan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini.

Kami ucapkan terima kasih sebesar – besarnya kepada Pemerintah Republik Indonesia

c.q. Pemerintah Provinsi Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan dana

sehingga kami dapat melaksanakan Program Magister Sains pada Program Studi

Magister Ilmu Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.

Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah saya mengucapkan terima kasih

yang sebesar – besarnya kepada :

1. Bapak Prof. Chairuddin P. Lubis, DTM&H, Sp..A(K) selaku Rektor Universitas

Sumatera Utara atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada kami untuk

mengikuti dan menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Ilmu Fisika Sekolah

Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.

2. Ibu Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B., M.Sc, selaku Direktur Sekolah Pascasarjana

Universitas Sumatera Utara, atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk

menjadi Mahasiswa Program Magister Sains pada Sekolah Pascasarjana Universitas

Sumatera Utara.

3. Bapak Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc selaku Ketua Program Studi Magister

Fisika Sekolah Pascasarjana sekaligus sebagai Ketua Komisi Pembimbing yang

telah banyak meluangkan waktu dan pikiran dalam membimbing penulis hingga

terselesaikannya penulisan tesis ini.

4. Bapak Drs. Nasir Saleh, M.Eng.Sc selaku Sekretaris Magister Sains Program Studi

Ilmu Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. Yang telah banyak

meluangkan waktu dan pikiran dalam memberikan petunjuk dan arahan hingga

terselesainya penulisan tesis ini.

5. Bapak Prof. Drs. Mohammad Syukur, M.Sc selaku Anggota Komisi Pembimbing

(8)

6. Bapak Prof. (Riset) Drs. H. Perdamean Sebayang, M.Si selaku Pembimbing

Lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing kami hingga

selesainya penelitian ini.

7. Bapak dan Ibu Dosen Staf Pengajar Program Studi Ilmu Fisika Sekolah

Pascasarjana Universitas Sumatera Utara atas dorongan, arahan dan saran hingga

selesainya tesis ini.

8. Rekan-rekan mahasiswa Sekolah Pascasarjana angkatan 2007 dan semua pihak

yang telah memberikan bantuan dan dorongan kepada penulis selama perkuliahan

hingga selesainya tesis ini.

9. Teristimewa ucapan terima kasih yang sedalam-dalamnya dan penghargaan yang

setinggi-tingginya kepada ayahanda Drs. Tgk. Cut Ali dan ibunda Hendon beserta

suami tercinta Drs. M. Gade, M.Si dan kelima ananda tersayang Nurul Wahida;

Neily Maulida Ulfa; Zhuhriana Putri; Zahratul Faizah; dan Azzam Fawwaz, beserta

seluruh keluarga yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang tetap memberikan

semangat kepada penulis selama dalam pendidikan dan waktu penulisan tesis ini.

Terima kasih atas segala pengorbanan kalian baik berupa moril maupun meteril,

budi baik, tidak dapat dibalas hanya diserahkan kepada Allah SWT.jua.

Akhir kata semoga tesis ini bermanfaat bagi pembaca, dalam usaha

meningkatkan mutu pendidikan, dan penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak

kekurangan, karena itu dengan segala kerendahan hati penulis mengharapkan saran dan

kritik yang dapat menyempurnakan tesis ini.Amin.

Medan, Juni 2009

Penulis,

(9)

RIWAYAT HIDUP

1. Nama Lengkap : Jauharah Cut Ali

2. N I P : 132 159 262

3. Tempat/Tanggal Lahir : Kec. Meureudu, 18 Nopember 1972

4. Jenis Kelamin : Wanita

5. Alamat Rumah : Jalan Padi Raya No. 22 Lingkungan XIV Pasar V

Tembung ( Telp. 061-91138556 )

6. e-mail : [email protected]

7. Pekerjaan : PNS ( Guru MAN 3 MEDAN )

8. Pangkat/Golongan : Penata Tk.I / III/d / Guru dewasa Tk.I

9. Alamat Sekolah : Jalan Pertahanan Patumbak

10.Data Pendidikan :

 SD Negeri Mns. Mulieng Sigli, lulus tahun 1985

 SMP Negeri 2 Meureudu Sigli, lulus tahun 1988

 SMA Negeri Meureudu Sigli, lulus tahun 1991

 Universitas Muslim Nusantara Al-Washliyah Medan, lulus tahun 1996

(10)

(11)

3.5 Karakterisasi... 17

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN... 23

4.1 Hasil Penelitian... 23

4.2 Pembahasan... 43

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 56

5.1 Kesimpulan... 56

5.2 Saran... 57

(12)

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

2.1 Komposisi dari Semen ( portland cement)... 7

2.2 Karakteristik dari Semen Portland Tipe I ... ... 8

2.3 Sifat-Sifat Fisis Perlit Sintetis... 9

3.1 Komposisi Beton Perlit I... 15

3.2 Komposisi Beton Perlit II... 16

4.1 Komposisi Kimia dari Perlit... 40

(13)

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

2.1 Difraksi dari Bidang Kristal... 12

3.1 Diagram Alir Preparasi Beton Perlit... 16

4.1 Hubungan antara Densitas terhadap Komposisi Perlit ( % Volum)

dari Beton Perlit I melalui Proses Pengeringan Alami : 7, 14, 21, 28... 23

4.2 Hubungan antara Densitas terhadap Komposisi Perlit ( % Volum ) dari Beton Perlit I melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60 dan 90 Menit... 24

4.3 Hubungan antara Densitas terhadap Komposisi Perlit ( % Volum )

dari Beton Perlit II Melalui Proses Pengeringan Alami : 7, 14, 21, 28... 24

4.4 Hubungan antara Densitas terhadap Komposisi Perlit ( % Volum ) dari Beton Perlit II Melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60 dan 90 Menit... 25

4.5 Hubungan antara Kuat Tekan Beton Perlit I terhadap Panambahan Perlit

( % Volum ) melalui Proses Pengeringan Alami : 7, 14, 21, dan 28 Hari... 26

4.6 Hubungan antara Kuat Tekan Beton Perlit I terhadap Panambahan Perlit ( % Volum ) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit... 26

4.7 Hubungan antara Kuat Tekan Beton Perlit II terhadap Panambahan Perlit

(% Volum ) melalui Proses Pengeringan Alami: 7, 14, 21, dan 28 Hari... 27

4.8 Hubungan antara Kuat Tekan Beton Perlit II terhadap Panambahan Perlit ( % Volum ) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit... 27

4.9 Hubungan antara Kuat Patah Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit

( % Volum ) melalui Proses Pengeringan Alami : 7, 14, 21 dan 28 Hari... 28

4.10 Hubungan antara Kuat Patah Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit ( % Volum ) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit ... 29

(14)

( % Volum ) melalui Proses Pengeringan Alami : 7, 14, 21 dan 28 Hari... 29

4.12 Hubungan antara Kuat Patah Beton Perlit II terhadap Penambahan Perlit ( % Volum ) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit ... 30

4.13 Hubungan antara Kuat Tarik Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit

4.14 Hubungan antara Kuat Tarik Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit ( % Volum ) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit... 31

4.15 Hubungan antara Kuat Tarik Beton Perlit II terhadap Penambahan Agregat ( % Volum ) melalui Proses Pengeringan Alami : 7, 14, 21, dan 28 Hari... 32

4.16 Hubungan antara Kuat Tarik Beton Perlit II terhadap Penambahan Perlit ( % Volum ) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit... 32

4.17 Hubungan antara Penyerapan Air Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit ( % Volum ) melalui Proses Pengeringan Alami : 7, 14, 21, dan 28 Hari... 33

4.18 Hubungan antara Penyerapan Air Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit ( % Volum ) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit... 34

4.19 Hubungan antara Penyerapan Air Beton Perlit II terhadap Penambahan Perlit ( % Volum ) melalui Proses Pengeringan Alami : 7, 14, 21, dan 28 Hari... 34

4.20 Hubungan antara Penyerapan Air Beton Perlit II terhadap Penambahan Perlit ( % Volum ) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit... 35

4.21 Hubungan antara Penyusutan Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit

4.22 Hubungan antara Penyusutan Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit ( % Volum ) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit... 36

4.23 Hubungan antara Penyusutan Beton Perlit II terhadap Penambahan Perlit

(15)

selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit... 37

4.25 Kurva Hasil Uji Ketahanan Api untuk Sampel Beton Perlit I yang Telah

Dikeringkan dengan Cara Alami selama 28 Hari... 38

4.26 Kurva Hasil Uji Ketahanan Api untuk Sampel Beton Perlit I yang Telah

Dikeringkan dengan Cara Autoclave selama 90 Menit... 39

4.27 Kurva Hasil Uji Ketahanan Api untuk Sampel Beton Perlit II yang Telah Dikeringkan dengan Cara Alami selama 28 Hari... 39

4.28 Kurva Hasil Uji Ketahanan Api untuk Sampel Beton Perlit II yang Telah

Dikeringkan dengan Cara Autoclave selama 90 Menit... 40

4.29 Pola Difraksi Sinar X dari Beton Perlit I... 42

4.30 Pola Difraksi Sinar X dari Beton Perlit II... 42

(16)

Nomor Judul Halaman

1. Tabel 1.A Nilai Densitas Beton Perlit I yang Dikeringkan secara Alami... 61

2. Tabel 1.B Nilai Densitas Beton Perlit I yang Dikeringkan dengan Autoclave.... 61

3. Tabel 2.A Nilai Densitas Beton Perlit II yang Dikeringkan secara Alami... 62

4. Tabel 2.B Nilai Densitas Beton Perlit II yang Dikeringkan dengan Autoclave... 62

5. Tabel 3.A Nilai Kuat Tekan Beton Perlit I yang Dikeringkan Secara Alami... 63

6. Tabel 3.B Nilai Kuat Tekan Beton Perlit I yang Dikeringkan dengan

Autoclave... 63

7. Tabel 4.A Nilai Kuat Tekan Beton Perlit II yang Dikeringkan secara Alami... 64

8. Tabel 4.B Nilai Kuat Tekan Beton Perlit II yang Dikeringkan dengan

Autoclave... 64

9. Tabel 5.A Nilai Kuat Patah (MOR) Beton Perlit I yang Dikeringkan secara

Alami... 65

10. Tabel 5.B Nilai Kuat Patah (MOR) Beton Perlit I yang Dikeringkan dengan

Autoclave... 65

11. Tabel 6.A Nilai Kuat Patah (MOR) Beton Perlit II Yang Dikeringkan secara Alami ... 66

12. Tabel 6.B Nilai Kuat Patah (MOR) Beton Perlit II Yang Dikeringkan dengan Autoclave... 66

13. Tabel 7.A Nilai Kuat Tarik Beton Perlit I yang dikeringkan Secara Alami... 67

14. Tabel 7.B Nilai Kuat Tarik Beton Perlit I yang Dikeringkan dengan

Autoclave... 67

15. Tabel 8.A Nilai Kuat Tarik Beton Perlit II yang Dikeringkan secara Alami... 68

16. Tabel 8.B Nilai Kuat Tarik Beton Perlit II yang Dikeringkan dengan

Autoclave... 68 17. Tabel 9.A Nilai Penyerapan Air Beton Perlit I yang Dikeringkan secara

Alami... 69

18. Tabel 9.B Nilai Penyerapan Air Beton Perlit I yang Dikeringkan dengan

(17)

19. Tabel 10.A Nilai Penyerapan Air Beton Perlit II yang Dikeringkan secara

Alami………... 70

20. Tabel 10.B Nilai Penyerapan Air Beton Perlit II yang Dikeringkan dengan Autoclave………...…... 70

21. Tabel 11.A Nilai Penyusustan Beton Perlit I yang Dikeringkan secara Alami... 71

22. Tabel 11.B Nilai Penyusustan Air Beton Perlit I yang Dikeringkan dengan Autoclave... 71

23. Tabel 12.A Nilai Penyusustan Beton Perlit II yang Dikeringkan Secara Alami... 72

24. Tabel 12.B Nilai Penyusustan Beton Perlit II yang Dikeringkan dengan Autoclave... 72

25. Tabel 13.A Nilai Kuat Tekan Beton Perlit I setelah Dilakukan Firing Test... 73

26. Tabel 13.B Nilai Kuat Tekan Beton Perlit I setelah Dilakukan Firing Test... 73

27. Tabel 14.A Nilai Kuat Tekan Beton Perlit II setelah Dilakukan Firing Test... 74

28. Tabel 14.B Nilai Kuat Tekan Beton Perlit II setelah Dilakukan Firing Test... 74

29. Tabel 15.A Data XRD Beton perlit I... 75

30. Tabel 15.B Analisi Data XRD Beton Perlit I... 75

31. Tabel 16.A Data XRD Beton Perlit II... 76

32. Tabel 16.B Analisi Data XRD Beton Perlit II... 76

(18)

BAB I

PENDAHULUAN

1. 1. Latar Belakang

Panel beton adalah beton yang berbentuk lembaran, berukuran lebih panjang

dari bahan bangunan lainnya, seperti: batako, dan bata merah, material ini terbuat dari

campuran semen, pasir dan agregat. Pada umumnya panel beton banyak digunakan

pada konstruksi dinding maupun lantai. Penggunaan panel beton dalam pembangunan

rumah dan gedung bertingkat dengan tujuan agar waktu konstruksinya dapat

dipercepat, karena produk aerated concrete sangat ringan dan mudah dalam

pemasangannya. Dengan semakin cepat proyek konstruksi selesai tentunya dapat

menghemat biaya konstruksi secara keseluruhan.

Dengan adanya keunggulan tersebut maka beton ringan khususnya beton

berpori sangat sesuai dan tepat untuk dipergunakan pada pembangunan perumahan, dan

perkantoran. Karakteristik panel beton yang beredar di pasaran: memiliki densitas

rata-rata > 2000 kg/m3, dengan kuat tekan bervariasi dari 3 – 50 MPa (Aggarwal P, 2007).

Dilihat dari nilai densitasnya maka panel beton ini tergolong cukup berat, sehingga

untuk satu panel berukuran 240 x 60 x 6 cm memiliki bobot sekitar 100 - 125 kg.

Akibatnya untuk mengangkatnya baik pada waktu pengangkutan ataupun instalasinya

memerlukan tenaga lebih dari 2 orang atau membutuhkan alat berat sebagai media

bantunya. Disamping itu karena materialnya cukup berat sehingga waktu instalasinya

memakan waktu lama. Kelemahan lainnya adalah tidak mampu untuk meredam panas

(19)

digunakan sebagai penyekat ruangan.

Akan tetapi bila dilihat dari nilai kekuatan mekaniknya memang sudah cukup

memadai. Ada beberapa usaha untuk mengatasi masalah bobot beton ini, antara lain

dengan cara merekayasa material beton sehingga densitasnya cenderung berkurang atau

sering disebut dengan beton ringan (Ergul Yassar, et.al, 2003). Semakin ringan panel

beton, maka mudah mengangkatnya, cepat instalasinya, tidak memerlukan tenaga kerja

yang banyak, dan tidak memerlukan alat-alat berat. Keuntungan lain penggunaan panel

beton ringan adalah: daya redam terhadap rambatan panas maupun suara akan jauh

lebih bagus, dan daya ketahanan api (firing resistance) lebih baik.

Beberapa teknik untuk menurunkan densitas beton, yaitu: dibuat berpori

(aerated concrete, foam concrete), atau mengganti agregat beton dengan agregat ringan

(Ergul Yassar, et.al, 2003), seperti: batu apung, serat alami, abu sekam, perlit, dan

polystyrefoam. Umumnya agregat-agregat ringan tersebut memiliki massa yang ringan

dengan densitas < 1 g/cm3 (Ergul Yassar, et.al, 2003). Perlit adalah batuan yang

terbentuk oleh lava riolit. Pada waktu lava mengalir, bagian bawahnya bersentuhan

dengan media air dan akibat beban diatasnya dan aliran lava yang tertahan akan terjadi

pendinginan sangat cepat, maka terbentuklah pertilisasi. Dalam penelitian ini

dilakukan pembuatan panel beton ringan dari campuran semen, pasir, dan perlit.

Dengan demikian dapat dikuasai teknologi pembuatannya beton perlit sebagai

panel beton ringan dan diharapkan tercapainya densitas < 1600 kg/m3 dengan kekuatan

mekanik/kuat tekan maksimal 1200 lb/in2 (Schundler, 2009). Ketersediaan perlit di

Indonesia cukup berlimpah, di daerah vulkanik seperti di Pulau Jawa, Pulau Sumatera

(20)

1. 2. Perumusan Masalah

Panel beton ringan berbasis perlit merupakan beton yang dibuat dari campuran

agregat ringan. Dari karakteristik di atas akan dilihat sejauh manakah pengaruh variasi

komposisi campuran bahan baku terhadap kualitas panel beton ringan berbasis perlit.

1. 3. Pembatasan Masalah

Penelitian pembuatan beton perlit menggunakan 2 (dua) macam komposisi dan

dua macam pengeringan yaitu :

1. Komposisi beton perlit merupakan campuran antara semen dengan perlit

2. Komposisi beton perlit II yang merupakan campuran antara semen dengan

agregat, dimana digunakan 50% pasir dan 50% perlit

3. Pengeringan secara alami yaitu, 7, 14, 21 dan 28 hari.

4. Pengeringan secara cepat dengan menggunakan autoclave bertekanan 1,5 bar

yaitu selama 20, 30, 60 dan 90 menit.

1. 4. Tujuan Penelitian

1. Menguasai teknik pembuatan panel beton ringan dengan menggunakan

agregat ringan perlit.

2. Mengetahui pengaruh variasi komposisi perlit terhadap karakteristik beton

ringan : densitas, kuat tekan, kuat patah, penyusutan, penyerapan air,

(21)

1. 5. Hipotesa

Dengan mencampurkan antara semen dengan perlit (beton I) dan antara semen

dengan pasir dan perlit (beton perlit II) akan dihasilkan beton ringan yang densitasnya

dapat mencapai < 1600 kg/m3 dan kuat tekanya maksimal tercapai 1200 lb/in2. Variasi

komposisi perlit dan lamanya pengeringan beton baik secara alami atau lambat maupun

secara cepat dengan autoclave bertekanan 1,5 bar akan memberikan pengaruh terhadap

karakteristik beton ringan secara signifikan.

1. 6. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat hasil penelitian adalah untuk menambah ilmu pengetahuan

tentang teknologi pembuatan beton ringan dan aplikasinya , serta dapat diperolehnya

ilmu pengetahuan dalam bidang proses pembuatan beton secara umum dan teknik

karakterisasi material khususnya material beton.

(22)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2. 1. Beton

Beton tergolong suatu komposit dengan matrik yang berfungsi perekat (semen)

dan bahan pengisi (filler) yang berupa agregat (batu kecil atau pasir) (Tri Mulyono,

2005). Pada beton proses penguatan ikatan antar agregat melalui proses hidratasi

semen, dalam proses reaksi hidratasi tersebut akan terbentuk Calsium silikat hidrat (CS

fasa), calcium aluminat hidrat (CA fasa) dan calcium alumina silikat hidrat (CAS).

Proses penguatan atau pengerasan pada beton sangat tergantung pada perbandingan

(ratio berat) air terhadap semen, normalnya bervariasi dari 0,4 – 1,0 (Tri Mulyono,

2005; Andrew R. Barron et.al, 2008). Beton dikualifikasikan menjadi dua golongan

yaitu beton normal dan beton ringan. Beton normal tergolong beton yang memiliki

densitas sekitar 2200 – 2400 kg/m3 dan kekuatannya tergantung komposisi campuran

beton (mix design) ( Engineering Tool Box, 2008 ). Beton ringan adalah suatu beton

yang memiliki densitas < 1800 kg/m3, begitu juga kekuatannya bisa disesuaikan pada

penggunaan dan pencampuran bahan bakunya (mix design) (Tri Mulyono, 2005;

Andrew R. Barron et.al, 2008). Jenis dari beton ringan (Siporex Oy, 2000) ada dua

golongan yaitu: (a) beton ringan berpori (aerated concrete) dan (b) beton ringan non

aerated. Beton ringan berpori (aerated) adalah beton yang dibuat sehingga strukturnya

banyak terdapat pori-pori, beton semacam ini diproduksi dengan bahan baku dari

campuran semen, pasir, gypsum, CaCO3 dan katalis Aluminium (Yothin Ungkoon,

(23)

menimbulkan panas (reaksi eksotermal) sehingga timbul gelembung-gelembus gas H2O

dan CO2. Dari reaksi tersebut, akhirnya gelembung tersebut akan menimbulkan jejak

pori dalam badan beton yang sudah mengeras. Semakin banyak gas yang dihasilkan

akan semakin banyak pori-pori terbentuk, dan beton akan semakin ringan. Berbeda

dengan beton non aerated, pada beton ini agar menjadi ringan dalam pembuatannya

ditambahkan agregat ringan (Yothin Ungkoon,2007). Banyak kemungkinan agregat

ringan yang digunakan antara lain: batu apung (pumice), perlit, serat sintesis/alami, slag

baja, dan lain-lain (Tri Mulyono, 2005). Pada penelitian ini digunakan perlit sebagai

agregat.

2. 2. Semen

Semen merupakan bahan perekat anorganik yang banyak digunakan dalam

bidang bangunan. Banyak sekali tipe-tipe semen dan yang paling banyak digunakan

adalah semen tipe I atau disebut dengan portland cement. Bahan baku portland semen

adalah kapur sebagai sumber CaO, tanah liat sebagai sumber silika (SiO2), aluminium

oksida (Al2O3), dan besi oksida. Material ini bereaksi di dalam suatu dapur atau tungku

membentuk klinker, kemudian melalui penghalusan dengan ball mill dan dicampurkan

bahan gipsum dan terbentuklah semen (Andrew R. Barron, 2008).

Kandungan senyawa-senyawa di dalam semen antara lain: C3S (Tricalcium

silicate), C2S (Dicalcium silicate), C3A (Tricalcium aluminate), dan C4AF

(Tetracalcium aluminoferrite), dimana C = CaO, S = SiO2, A = Al2O3, dan F = Fe2O3,

dan bahan ikutan lainnya antara lain: MgO, TiO2, Mn2O3, K2O, dan Na2O (Diefenderf,

(24)

pengerasan pada semen akibat adanya reaksi antara komponen-komponen di dalam

semen dengan air yang disebut reaksi hidratasi semen, dengan komposisi seperti pada

tabel dibawah ini :.

Tabel 2. 1 Komposisi dari Semen (portland cement)

Komponen Formula Simbol % berat

Tricalcium Silicate 3CaO.SiO2 C3S 50

Dicalcium Silicate 2CaO.SiO2 C2S 25

Tricalcium Aluminate 3CaO.Al2O3 C3A 12

Tetracalcium

Aluminoferrite 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 8

Gypsum CaSO4.2H2O CSH2 3.5

Lamanya proses pengerasan berlangsung cukup lama dan umumnya

berlangsung maksimum selama 28 hari (Haque N. I , H. Al-Khaiat, 1999).

Reaksi-reaksi yang terjadi selama proses pengerasan antara lain:

2C3S+ 6H  C3S2H3+ 3CH

2C2S+ 4H  C3S2H3+ CH

C3A+ 3CSH2+ 26H  C6As3H32

2C3A+ C6As3H32+ 4H  3C4ASH12

C4Af+ 3CSH2+ 21H  C6(A,F)S3H32+ (A,F)H3 ( 2.4a)

C4Af+ C6(A,F)S3H32+ 7H  3C4(A,F)SH12+ (A,F)H3

dimana:

H = Air ( H2O)

(25)

CH = Zat kapur Hidroksida (Ca[OH]2)

CSH2 = Gipsum (CaSO4 hidrat)

C6As3H32 = 6-calcium aluminat trisulfate-32-hydrate (Ettringite)

3C4ASH12 = Tetracalcium aluminat monosulfate-12-hydrate.

Karakteristik semen ditinjau dari sifat fisis dan mekanik pada tabel dibawah ini :

Tabel. 2. 2 Karakteristik dari Semen Portland Tipe I

Parameter Nilai

Spesifik gravitasi 3,15

Waktu pengerasan awal > 30 menit

Waktu pengerasan akhir < 600 menit

Kehalusan 10 %

Kuat Tekan umur 3 hari 23 N/mm2

Kuat Tekan umur 7 hari 35,8 N/mm2

Sumber : Aggarwal, 2007

2. 3. Perlit

Mineral Perlit merupakan mineral vulkanik yang berupa amorfus alumina

silikat, sintetis perlit dibuat dari pemanasan mineral perlit sampai pada suhu 870oC,

pada suhu tersebut volume perlit akan mengembang cukup besar hingga berongga,

oleh karena itu perlit sintetis disebut sebagai expanded Perlit yang memiki massa yang

sangat ringan dan banyak diaplikasikan sebagai bahan baku beton ringan. (Pichor,

2005) Perlit sintetis memiliki komposisi kimia: min. 69% SiO2, max.18% Al2O3, 6%

(CaO+MgO) , 8% (Na2O+K2O), 3% Fe2O3 . Beberapa sifat fisis dari perlit sintetis

(26)

Tabel 2. 3 Sifat-Sifat Fisis Perlit Sintetis

Parameter Nilai

Bulk density, kg/m3 125 ± 15

Powder Density, g/cm3 2,23 - 2,40

Titik lebur, oC 950 – 1050

Average particle size, mm about 1,0

Thermal conductivity,W/mK 0,045 - 0,059

Water absorption, % V/V 30 – 40

Kuat Tekan, MPa 0,10 - 0,40

Sumber : Pichor, 2005

2. 4. Karakterisasi Beton Ringan

2. 4. 1. Densitas

Untuk pengukuran densitas dihitung dengan persamaan :

V

2. 4. 2. Kuat Tekan (CompressiveStrength)

Pengukuran kuat tekan (compressive strength) dapat ditentukan dengan

(27)

2. 4. 3. Kuat Patah (Bending Strength)

Pengukuran kuat patah (bending strength) dihitung dengan persamaan berikut

( Lam F, et al, 2001 ) :

2. 4. 4. Kuat Tarik (Tensile Strength)

Pengukuran kuat tarik dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

Kuat Tarik =

2. 4. 5. Penyerapan Air (Water absorbtion)

Untuk penyerapan air dihitung dengan persamaan :

Untuk pengujian penyusutan dari beton perlit I dan II dilakukan dengan cara

(28)

pengeringan 7 hari, 14 hari, 21 hari, dan 28 hari yaitu sebagai Lt. Kemudian

penyusutan dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

Lo - Lt

Penyusutan = --- x 100 % ...……….(2. 6)

Lo

2. 4. 7. Ketahanan Api

Uji ketahanan api dilakukan berdasarkan standar SNI 03 – 1741-1989, dari

masing-masing komposisi sampel yang dibuat. Pengujian dilakukan dengan mengamati

berapa lama sampel beton dapat terbakar langsung dengan api sehingga kekuatan

mekanik / kuat tekannya masih kondisi baik atau tidak terjadi degradasi.

2. 4. 8. Konduktifitas Termal (Thermal Conductivity)

Pengujian konduktivitas panas dari beton ringan perlit digunakan dengan

(29)

2. 4. 9. Analisa Mikrostruktur Difraksi Sinar X

Analisa untuk mengidentifikasi struktur kristal atau fasa-fasa yang terbentuk

menggunakan difraksi sinar X atau XRD. Metoda yang digunakan untuk menganalisa

hasil analisa difraksi sinar X adalah dengan cara membandingkan nilai d (jarak antara

bidang kristal) dari hasil pengukuran dengan nilai d pada kartu JCPDS.

Sifat-sifat suatu material merupakan fungsi intrinsic dari fasa-fasa yang

terkandungnya. Keberadaan fasa yang dominan maupun yang minor akan

mempengaruhi sifat keseluruhan dari bahan. Dengan menggunakan difraksi sinar X

dapat diidentifikasi fasa-fasa yang terdapat dalam bahan. Sinar X merupakan

gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang 0,5 sampai 2,5 Angstrom yang

mendekati jarak antar atom kristal (Hassen dan Chan, 1992). Jika sinar X ditembakkan

kesegala arah dan dalam arah tertentu berkas sinar yang dihamburkan akan sefasa dan

saling menguatkan. Jika atom-atom tersusun secara periodic pada sebuah kisi maka

sinar yang dihamburkan oleh atom-atom tersebut memiliki hubungan fasa tertentu..

(30)

Hubungan fasa menghasilkan interferensi konstruktif dalam arah tertentu

membentuk berkas difraksi seperti pada gambar diatas. Berkas sinar X dengan panjang

gelombang  jatuh dengan sudut  pada sekumpulan bidang kristal yang berjarak d.

Sinar yang dipantulkan dengan sudut  hanya dapat tampak jika berkas-berkas dari tiap

bidang yang berdekatan saling menguatkan. Oleh karena itu berkas sinar yang

dihamburkan dari bidang difraksi sesuai dengan jarak antar kisi. Persamaan dari

pantulan sinar yang saling menguatkan dinyatakan dengan hukum Bragg yaitu (Hassen

dan Chan, 1992) :

n  = 2 d sin  ...(2. 8)

dengan n adalah orde difraksi,  adalah panjang gelombang, d adalah jarak antara

(31)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3. 1. Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Pusat Penelitian Fisika LIPI Kawasan Puspiptek

Serpong.

3. 2. Bahan Dan Peralatan

Bahan baku yang dipergunakan untuk pembuatan panel beton ringan :

1. Semen type I (Portland cement) 3. Perlit

2. Pasir Bangka 4. Air

Sedangkan peralatan yang dipergunakan untuk penelitian ini antara lain :

1. Timbangan 5. X-Ray Diffractometer

2. Gelas Ukur 6. Ayakan screen 8 mm

3. Cetakan beton ( mould steel) 7. Autoclave

4. UTM (Universal Testing Machine)

3. 3. Variabel Dan Parameter

Varibel-variabel penelitian ini antara lain:

1. Variasi pencampuran bahan baku Beton I (semen dan agregat), agregat berupa

100% perlit,dengan ratio berat antara Perlit: Semen = 4 : 1, 6 : 1, 8 : 1, dan 10: 1

2. Variasi pencampuran bahan baku beton II ( semen dan agregat ) dimana

(32)

ratio berat agregat : semen = 4 : 1, 6 : 1, 8 : 1, dan 10 : 1.

3. Variasi waktu pengerasan beton (aging time): 7, 14, 21, dan 28 hari.

4. Variasi waktu pengerasan beton (aging time) dengan menggunakan autoclave

pada tekanan 1,5 bar, dengan waktu: 20, 30, 60 dan 90 menit.

Parameter-parameter yang dilakukan meliputi pengujian: Densitas, Penyerapan

air, Penyusutan, Kuat tekan, Kuat patah, Kuat Tarik, konduktivitas panas, firing

resistance, dan struktur kristalnya dengan XRD

3. 4. Preparasi Sampel Beton Ringan

Preparasi pembuatan sampel beton ringan seperti diagram alir pada gambar

3. 1. Komposisi dari masing-masing beton I dan II pada tabel di bawah ini :

Tabel 3. 1 Komposisi Beton Perlit I

Kode

Untuk pembuatan beton perlit, pertama diukur dan ditimbang masing-masing

bahan baku sesuai dengan komposisi seperti pada variabel (tabel 3. 1 dan 3. 2). Setelah

diukur dan ditimbang, kemudian ketiga bahan baku tersebut dicampur dalam suatu

wadah plastik, dengan diaduk menggunakan sendok semen, kemudian tambahkan air,

(33)

Tabel 3. 2 Komposisi Beton Perlit II

Gambar 3. 1 Diagram Alir Preparasi Beton Perlit

Misalkan semen yang digunakan sebanyak 50 gram, maka air yang di perlukan

= 0,8 x 50 = 40 gram. Kemudian adonan diaduk hingga merata dan homogen.

PENGERASAN Dibiarkan diudara terbuka selama 7, 14, 21, _{dan 28 hari dan atau dengan autoclave selama :}

20, 30, 60, dan 90 menit.

(34)

Selanjutnya adonan yang dihasilkan dituangkan dalam cetakan yang terbuat dari besi

dengan ukuran: 16 x 4 x 4 cm. Setelah adonan dicetak kemudian dikeringkan diudara

terbuka atau direbus dalam autoclave agar terjadi proses pengerasan. Dari

masing-masing komposisi, dibuat waktu pengeringan diudara terbuka selama 7 hari, 14 hari,

21 hari, dan 28 hari, sedangkan di dalam autoclave dibuat selama 20,30, 60, dan 90

menit. Setelah benda uji mengalami proses pengeringan baru dilakukan pengujian yang

meliputi: densitas, penyerapan air, penyusutan, kuat tekan, kuat patah, kuat tarik,

konduktivitas panas, firing resistance, dan struktur kristalnya dengan XRD.

3. 5. Karakterisasi

3. 5. 1. Densitas

Pengukuran densitas (bulk density) dari masing-masing komposisi beton yang

telah dibuat, dilakukan sebagai berikut :

1. Sampel yang telah mengalami pengerasan (ageing) 28 hari, dikeringkan di

dalam drying oven dengan suhu 100oC, selama 1 jam.

2. Kemudian timbang massa sampel kering (beton), m dengan menggunakan

neraca digital.

3. Sampel yang telah ditimbang, kemudian diukur volumenya, V dengan cara

mengukur diameter dan tinggi benda uji.

4. Sampel yang telah diukur masa dan volume, dilakukan penghitungan

densitasnya.

Dengan mengetahui besaran-besaran tersebut di atas, maka nilai densitas beton dapat

(35)

3. 5. 2. Kuat Tekan (Compressive strength)

Untuk mengetahui besarnya nilai kuat tekan dari beton, dilakukan pengujian

sebagai berikut :

1. Sampel berbentuk selinder diukur diameternya, minimal dilakukan tiga kali

pengulangan. Dengan mengetahui diameternya maka luas penampang

dapat dihitung, A =  (d2/4).

2. Atur tegangan supply sebesar 40 volt, untuk menggerakkan motor penggerak

kearah atas maupun bawah. Sebelum pengujian berlangsung, alat ukur (gaya)

terlebih dahulu dikalibrasi dengan jarum penunjuk tepat pada angka nol.

3. Kemudian tempatkan sampel tepat berada di tengah pada posisi pemberian

gaya, dan arahkan switch ON/OFF ke arah ON, maka pembebanan secara

otomatis akan bergerak dengan kecepatan konstan sebesar 4 mm/menit.

4. Apabila sampel telah pecah, arahkan switch kearah OFF maka motor

penggerak akan berhenti. Kemudian catat besarnya gaya yang ditampilkan

pada panel display, saat beton tersebut rusak.

Dengan menggunakan persamaan (2. 2) maka nilai kuat tekan dari beton dapat

ditentukan.

3. 5. 3. Kuat Patah (Flexural Strength)

Untuk mengetahui besarnya kuat patah dari beton, dilakukan pengujian berikut :

1. Sampel berbentuk balok diukur lebar dan tingginya, minimal dilakukan tiga

kali pengulangan, kemudian atur jarak titik tumpu (span) sebesar 10 cm

sebagai dudukan sampel.

(36)

penggerak kearah atas maupun bawah. Sebelum pengujian berlangsung,

alat ukur (gaya) terlebih dahulu dikalibrasi dengan jarum penunjuk tepat pada

angka nol.

gaya (lihat gambar), dan arahkan switch ON/OFF ke arah ON, maka

pembebanan secara otomatis akan bergerak dengan kecepatan konstan sebesar

4 mm/menit.

4. Apabila sampel telah patah, arahkan switch kearah OFF maka motor

penggerak akan berhenti. Kemudian catat besarnya gaya yang ditampilkan

pada panel display, saat beton tersebut patah.

Dengan menggunakan persamaan (2. 3) maka nilai kuat patah dari beton dapat

diperoleh.

3. 5. 4. Kuat Tarik (Tensile Strength)

Untuk mengetahui besarnya kuat tarik dari beton, dilakukan pengujian berikut :

1. Sampel berbentuk silinder diukur diameternya (d), minimal dilakukan tiga

kali pengulangan, kemudian pasang tali penggantung yang telah tersedia

sebagai dudukan sampel.

2. Atur tegangan supply sebesar 40 volt, untuk menggerakkan motor penggerak

kearah atas maupun bawah. Sebelum pengujian berlangsung, alat ukur (gaya)

terlebih dahulu dikalibrasi dengan jarum penunjuk tepat pada angka nol.

gaya, dan arahkan switch ON/OFF ke arah ON, maka pembebanan secara

(37)

4. Apabila sampel telah putus, arahkan switch kearah OFF maka motor

penggerak akan berhenti. Catat besarnya gaya yang ditampilkan pada panel

display, saat beton tersebut putus.

Dengan menggunakan persamaan (2. 4) maka nilai kuat tarik dari beton dapat

ditentukan.

3. 5. 5. Penyerapan Air (Water absorption)

Untuk mengetahui besarnya penyerapan air dari beton yang telah dibuat, maka

perlu dilakukan pengujian yang mengacu pada standar ASTM C 20 – 00.

Prosedur pengukuran penyerapan air adalah sebagai berikut:

1. Sampel yang telah dikeringkan di dalam drying oven dengan suhu 100oC

selama 1 jam, ditimbang massanya dengan menggunakan neraca digital,

disebut massa sampel kering.

2. Kemudian sampel direndam di dalam air selama 1 jam sampai massa sampel

jenuh dan catat massanya.

Dengan menggunakan persamaan (2. 5) maka nilai penyerapan air dari beton dapat

ditentukan.

3. 5. 6. Penyusutan

Pengukuran penyusutan dari beton dilakukan berdasrkan perubahan dimensi.

Mula-mula ukur panjang sampel yang baru dikeluarkan dari cetakan, disebut panjang

awal (Lo). Setelah sampel mengalami proses pengerasan atau pengeringan selama 7,

14, 21 dan 28 hari, kemudian diukur panjangnya disebut sebagai panjang akhir (Lt).

Dengan menggunakan persamaan 2.6. Maka nilai penyusutan dari beton dapat

(38)

3. 5. 7 Uji Ketahanan Api

Uji ketahanan api dilakukan dari masing – masing komposisi sampel yang

dibuat. Pengujian dilakukan dengan mengamati berapa lama sampel beton dapat

terbakar langsung dengan api sehingga kekuatan mekanik / kuat tekannya masih

kondisi baik atau tidak terjadi degradasi (Ongah R, 2008)

3. 5. 8. Konduktivitas Termal (Thermal Conductivity)

Untuk mengetahui besarnya konduktivitas termal dari beton, dilakukan

pengujian sebagai berikut :

1. Sampel beton dibuat berbentuk selinder (koin) dengan diameter 10 cm, dan

tebal 3 - 5 mm, untuk memastikan dimensinya gunakan mikrometer dan

jangka sorong dan diukur dimensinya minimal tiga kali pengulangan.

2. Timbang pelat alas kuningan, C dan catat massanya (m), kemudian

gantungkan dengan tali penggantung, X pada statip penggantung.

3. Letakkan benda uji, B (beton ringan perlit) di atas pelat alas tersebut, dan

olesin permukaan benda uji tersebut dengan bahan pelumas agar kontak

panasnya menjadi lebih baik

4. Ketel uap, S diletakkan diatas benda uji dan hubungkan dengan ketel air panas

dengan menggunakan selang.

5. Masukkan termometer T1 pada lubang ketel uap dan termometer T2 pada pelat

alas kuningan.

6. Catat kenaikan temperatur T1 dan T2 setiap dua menit sampai kondisi

kesetimbangan (stady state) tercapai. Keadaan setimbang dinyatakan apabila

(39)

7. Apabila T1 dan T2 sudah mencapai setimbang angkat ketel uap dan panaskan

pelat alas beserta benda uji dengan alat pemanas, hingga temperatur T2 naik

sekitar 10 oC.

8. Setelah temperaturnya tercapai, matikan alat pemanas dan catat penurunan

temperatur T2 setiap dua menit, sehingga selisih suhunya sekitar 20 oC.

9. Kemudian plot kurva kenaikan temperatur selama pemanasan dan penurunan

temperatur sewaktu pendinginan terhadap waktu.

Dengan menggunakan persamaan (2. 8) maka nilai konduktivitas termal dari beton

ringan perlit dapat ditentukan.

3. 5. 9 Analisa Mikrostruktur dengan Difraksi Sinar _–X (XRD)

Struktur kristal atau fasa yang terbentuk dari beton ringan perlit dapat

diidentifikasikan berdasarkan data yang diperoleh dari alat X-ray Diffraction (XRD).

Hasil yang diperoleh adalah berupa pola difraksi yang menyatakan hubungan antara

intensitas (I) terhadap sudut difraksi (2), kemudian pola ini dicocokkan nilai jarak kisi

(d) dengan data dari JCPDS card untuk mengetahui fasa yang terbentuk. Dengan

menggunakan persamaan 2. 9, maka besarnya jarak kisi (d) dapat ditentukan, kemudian

(40)

BAB IV

Dari gambar 4. 1, terlihat bahwa densitas beton ringan untuk beton perlit I yang

dikeringkan secara alami diperoleh berkisar antara 315,22 – 1235,41 kg/m3. Gambar 4. 1 Hubungan antara Densitas terhadap Komposisi Perlit (% Volum) dari

Beton Perlit I melalui Proses Pengeringan Alami: 7, 14, 21, dan 28 Hari 250

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

(41)

Dari gambar 4. 2, terlihat bahwa densitas beton ringan untuk beton perlit I yang

dikeringkan secara cepat dengan autoclave bertekanan 1,5 bar berkisar antara 308,68 –

1132,12 kg/m3.

Gambar 4. 2 Hubungan antara Densitas terhadap Komposisi Perlit (% Volum) dari Beton Perlit I melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Perlit

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Agregat

(42)

Dari gambar 4.3 diperoleh nilai densitas beton perlit II yang dikeringkan secara

alami berkisar antara 1074,36 – 1620,42 kg/m3.

Perubahan nilai densitas beton perlit II seperti ditunjukkan pada gambar 4.4

masih menyerupai pada gambar 4.3 dan juga nilai densitas yang dihasilkan masih

dalam kisaran 1050,22 – 1405,20 kg/m3. Pada gambar 4.4 terlihat bahwa waktu

pengeringan 60 menit dengan 90 menit tidak terjadi perubahan densitas yang besar, jadi

dengan waktu pengeringan 60 menit telah dapat diperoleh densitas beton yang sesuai

dengan referensi yaitu dibawah 1440 kg/m3 untuk berbagai komposisi. Hal ini tentunya

merupakan hasil capaian yang lebih cepat dibandingkan bila pengeringan secara alami

28 hari. Tetapi dengan menggunakan sampel pada komposisi 85,72 %, 88,89%, dan

90,91 % volume agregat dapat tercapai densitas di bawah 1440 kg/m3 dengan waktu

pengeringan 30 menit menggunakan autoclave 1,5 bar. 1050

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Agregat

(43)

4. 1. 2. Kuat Tekan

Hasil pengukuran kuat tekan, baik beton perlit I maupun beton perlit II yang

dikeringkan secara alami dan autoclave (Lampiran 3 dan 4) dapat digambarkan

masing–masing dibawah ini :

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Perlit

Gambar 4. 6. Hubungan antara Kuat Tekan Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit

Gambar 4. 5 Hubungan antara Kuat Tekan Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan Alami: 7, 14, 21, dan 28 Hari. 0

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

(44)

Pada gambar 4.5, terlihat bahwa kuat tekan dari beton perlit I yang dikeringkan

secara alami adalah berkisar antara 39,87 – 460,31 lb/in2. Sedangkan pada gambar 4.6

pola perubahan kuat tekan beton perlit I yang dikeringkan secara cepat menggunakan

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Agregat

Gambar 4. 7 Hubungan antara Kuat Tekan Beton Perlit II terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan Alami: 7, 14, 21, dan 28 Hari

7 hari

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Agregat

Gambar 4. 8 Hubungan antara Kuat Tekan Beton Perlit II terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit

(45)

Dari gambar 4.7 terlihat bahwa nilai kuat tekan beton perlit II yang dikeringkan

secara alami berkisar antara : 320,15 – 1285,30 lb/in2. Sedangkan pada gambar 4.8

terlihat bahwa nilai kuat tekan beton perlit II yang dikeringkan secara cepat dengan

menggunakan autoclave berkisar antara : 319,88 – 1286,08 lb/in2.

4. 1. 3. Kuat Patah

Hasil pengukuran kuat patah, baik beton perlit I maupun beton perlit II yang

Pada gambar 4. 9, terlihat bahwa nilai kuat patah dari beton perlit I yang

dikeringkan secara alami adalah berkisar antara 16,09 – 315,32 lb/in2.

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Perlit

(46)

Pada gambar 4.10 ditunjukkan hasil pengujian kuat patah untuk sampel beton

perlit I yang dikeringkan secara cepat menggunakan autoclave bertekanan 1,5 bar

berkisar antara : 10,32 – 320,01 lb/in2.

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Perlit

Gambar 4. 10 Hubungan antara Kuat Tekan Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit

Gambar 4. 11 Hubungan antara Kuat Patah Beton Perlit II terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan Alami: 7, 14, 21, dan 28 Hari

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

(47)

Pada gambar 4.11 memperlihatkan hasil pengujian kuat patah untuk sampel

beton perlit II yang dikeringkan secara alami berkisar antara : 20,35 – 475,12 lb/in2.

Pada gambar 4.12 ditunjukkan hasil pengujian kuat tekan untuk sampel beton

perlit II yang dikeringkan secara cepat menggunakan autoclave bertekanan 1,5 bar

berkisar antara : 17,72 – 478,10 lb/in2.

4. 1. 4. Kuat Tarik

Hasil pengukuran kuat tarik, baik beton perlit I maupun beton perlit II yang

Berdasarkan gambar 4.13, kuat tarik dari beton perlit I setelah dikeringkan

secara alami memiliki nilai sekitar: 8,88 – 81,33 lb/in2. 0

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Agrgat

(48)

Sedangkan pada gambar 4.14, kuat tarik dari beton perlit II setelah dikeringkan

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Perlit

28 hari Batas Maksimal

Batas Minimal

Gambar 4. 13 Hubungan antara Kuat Tarik Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan Alami: 7, 14, 21, dan 28 Hari.

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Agregat

(49)

Gambar 4. 15 Hubungan antara Kuat Tarik Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama 20, 30, 60, dan 90 Menit

Gambar 4.16 Hubungan antara Kuat Tarik Beton Perlit II terhadap Penambahan Agregat (% Volum) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama 20, 30, 60, dan 90 Menit

Berdasarkan gambar 4.15, kuat tarik dari beton perlit I setelah dikeringkan

dengan menggunakan autoclave memiliki nilai sekitar : 5,02 – 82,33 lb/in2. Sedangkan 0

80.00 82.00 84.00 86.00 88.00 90.00 92.00

% Volum Perlit

80.00 82.00 84.00 86.00 88.00 90.00 92.00

(50)

pada gambar 4.16, kuat tarik dari beton perlit II setelah dikeringkan dengan

mengunakan autoclave memiliki nilai berkisar antara : 9,99 – 124,86 lb/in2.

4. 1. 5. Penyerapan Air

Hasil pengukuran penyerapan air, baik beton perlit I maupun beton perlit II

yang dikeringkan secara alami dan autoclave (Lampiran 9 dan 10) dapat digambarkan

Gambar 4. 17 Hubungan antara Penyerapan Air Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan

Alami 7, 14, 21, dan 28 Hari

Berdasarkan gambar 4.17, penyerapan air dari beton perlit I setelah dikeringkan

secara alami memiliki nilai sekitar: 10,11 – 37,45 %. Sedangkan gambar 4.18,

penyerapan air dari beton perlit I setelah dikeringkan dengan menggunakan autoclave

memiliki nilai sekitar : 11,05 – 39,01 %.

80.00 82.00 84.00 86.00 88.00 90.00 92.00

(51)

Gambar 4. 18 Hubungan antara Penyerapan Air Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan

dengan Autoclave selama 20, 30, 60, dan 90 Menit

Gambar 4. 19 Hubungan antara Penyerapan Air Beton Perlit II terhadap Penambahan Agregat (% Volum) melalui Proses Pengeringan

Alami 7, 14, 21, dan 28 Hari

Pada gambar 4.19 terlihat bahwa penyerapan air dari beton perlit II setelah

dikeringkan secara alami memiliki nilai penyerapan air berkisar antara:8,25–35,92 %. 0

10 20 30 40

80.00 82.00 84.00 86.00 88.00 90.00 92.00

% Volum Agregat

80.00 82.00 84.00 86.00 88.00 90.00 92.00

(52)

Gambar 4. 20 Hubungan antara Penyerapan Air Beton Perlit II terhadap Penambahan Agregat (% Volum) melalui Proses Pengeringan

dengan Autoclave selama 20, 30, 60, dan 90 Menit

Pada gambar 4.20 terlihat bahwa penyerapan air dari beton perlit II setelah

dikeringkan dengan menggunakan autoclave bertekanan 1,5 bar memiliki nilai

penyerapan air berkisar antara : 8,12 – 36,30 %.

4. 1. 6. Penyusutan

Hasil pengukuran penyusutan, baik beton perlit I maupun beton perlit II yang

Berdasarkan gambar 4.21, penyusutan dari beton perlit I setelah dikeringkan

secara alami memiliki nilai sekitar: 0,08 – 0,15 %. Sedangkan gambar 4.22, penyusutan

dari beton perlit I setelah dikeringkan dengan menggunakan autoclave memiliki nilai

sekitar : 0,09 – 0,17 %.

80.00 82.00 84.00 86.00 88.00 90.00 92.00

(53)

Gambar 4. 21 Hubungan antara Penyusutan Beton Perlit I terhadap

Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan Alami 7, 14, 21, dan 28 Hari

Gambar 4. 22 Hubungan antara Penyusutan Beton Perlit I terhadap

Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave selama 20, 30, 60, dan 90 Menit

Pada gambar 4.23 terlihat bahwa penyusutan dari beton perlit II setelah

dikeringkan secara alami memiliki nilai penyerapan air berkisar antara: 0,04 –0,11 %.

Sedangkan pada gambar 4.24 terlihat bahwa penyusutan dari beton perlit dengan 0.04

0.08 0.12 0.16

80.00 82.00 84.00 86.00 88.00 90.00 92.00

% Volum Perlit

80.00 82.00 84.00 86.00 88.00 90.00 92.00

(54)

menggunakan autoclave bertekanan 1,5 bar memiliki nilai penyusutan berkisar antara :

0,05 – 0,11 %.

Gambar 4. 23 Hubungan antara Penyusutan Beton Perlit II terhadap

Penambahan Agregat (% Volum) Melalui Proses Pengeringan Alami 7, 14, 21, dan 28 Hari

Gambar 4. 24 Hubungan antara Penyusutan Beton Perlit II terhadap

Penambahan Agregat (% Volum) Melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave selama 20, 30, 60, dan 90 Menit

0.04 0.08 0.12 0.16 0.2

80.00 82.00 84.00 86.00 88.00 90.00 92.00

% Volum Agregat

80.00 82.00 84.00 86.00 88.00 90.00 92.00

(55)

4. 1. 7. Uji Ketahan Api (Firing Test)

Hasil pengukuran uji ketahanan api, baik beton perlit I maupun beton perlit II

yang dikeringkan secara alami dan autoclave (Lampiran 13 dan 14) dapat digambarkan

Gambar 4.25 Kurva hasil Uji Ketahan Api untuk Sampel Beton Perlit I yang telah Dikeringkan 28 Hari

Berdasarkan gambar 4.25, uji ketahanan api dari beton perlit I setelah

dikeringkan secara alami memiliki nilai sekitar: 68,27 - 460,31 lb/in2. Sedangkan

gambar 4.26, uji ketahanan api dari beton perlit I setelah dikeringkan dengan

menggunakan autoclave memiliki nilai sekitar : 69,02 – 464,08 lb/in2.

Pada gambar 4.27 untuk uji ketahanan api dari beton perlit II yang dikeringkan

secara alami memiliki nilai sekitar : 894,30 – 1285,30 lb/in2 dan pada gambar 4.28 uji

ketahanan api dari beton perlit II yang dikeringkan dengan menggunakan autoclave

(56)

Gambar 4.26 Kurva hasil Uji Ketahan Api untuk Sampel Beton Perlit I yang telah Dikeringkan dengan Autoclave 90 Menit

Gambar 4.27 Kurva hasil Uji Ketahan Api Untuk Sampel Beton Perlit II yang Telah Dikeringkan 28 Hari

Nyala Api 30 menit Nyala Api 60 menit Nyala Api 120 menit Nyala Api 180 menit

(57)

Gambar 4.28 Kurva hasil Uji Ketahan Api untuk Sampel Beton Perlit II yang telah Dikeringkan dengan Autoclave 90 Menit

4. 1. 8. Hasil Analisa Komposisi Kimia Perlit

Hasil analisa komposisi kimia perlit menggunakan X-Ray Fluorocent (XRF)

seperti pada tabel di bawah ini :

Tabel 4.1 Komposi Kimia dari Perlit

Oksida % berat

Nyala Api 30 menit Nyala Api 60 menit

Nyala Api 120 menit Nyala Api 180 menit

(58)

4. 1. 9. Konduktivitas Panas

Data nilai daya hantar panas ( konduktivitas panas ) beton perlit I dan II

berbagai komposisi dan berbagai waktu pengeringan seperti tabel di bawah ini :

Tabel 4. 2 Data Nilai Daya Hantar Panas dari Beton Perlit I dan II

(59)

4. 1. 10. Analisa Difraksi Sinar X (XRD)

Hasil difraksi sinar X untuk kedua jenis beton perlit I dan II seperti pada

gambar 4.29 dan 4.30 di bawah ini :

Gambar 4.29. Pola Difraksi Sinar X dari Beton Perlit I

Gambar 4.30 Pola Difraksi Sinar X dari Beton Perlit II Cr

C2S Cr

Trd

C3A

C3S

C2S

C3A C2S

C3A

Q Cr

Cr Trd

Trd

Q

C3S

(60)

4. 2. Pembahasan

4. 2. 1. Densitas

Dari hasil penelitian (gambar 4.1), terlihat bahwa densitas beton ringan untuk

beton perlit I yang dikeringkan secara alami diperoleh berkisar antara 315,22 – 1235,41

kg/m3. Ternyata beton perlit I untuk berbagai komposisi perlit dari 80 - 90,91 %

volume yang dikeringkan secara alami sampai 28 hari memiliki densitas yang sangat

rendah yaitu pada kisaran 315,22 - 660,56 kg/m3.

Sedangkan beton perlit I (gambar 4.2) untuk berbagai komposisi yang

dikeringkan secara cepat dengan autoclave selama 20, 30, 60 dan 90 menit, diperoleh

densitas antara 308,68 – 1132,12 kg/m3.

Untuk beton perlit II (gambar 4.3) yang dikeringkan secara alami dalam

berbagai komposisi agregat (campuran 50 % pasir, 50 % perlit) pada berbagai waktu

pengeringan diperoleh densitas 1074,36 – 1620,42 kg/m3, menunjukkan pola yang

sama dengan beton perlit I (tanpa pasir). Perbedaannya dalah pada nilai densitas, beton

perlit II jauh lebih besar dibandingkan dengan beton perlit I.

Sedangkan nilai densitas beton perlit II yang dikeringkan dengan menggunakan

autoclave berbagai komposisi dalam kisaran 1050,22 – 1615,33 kg/m3. Berdasarkan

referensi, beton ringan untuk aplikasi sebagai perlite insulating concrete memiliki

persyaratan densitas sekitar 320 – 640 kg/m3 dan typical density yang ekonomis adalah

sekitar 432 kg/m3. Jika hal ini di bandingkan dengan hasil penelitian, maka komposisi

yang sesuai untuk persyaratan sebagai perlite insulating concrete adalah sampel beton

perlit I dengan komposisi 85,72 % volum perlit dan 88,89 % volum perlit setelah

(61)

Pada referensi lain, beton yang diklasifikasikan sebagai beton ringan adalah

yang memiliki densitas < 1000 kg/m3 (Siporex Oy, 2000). Kecenderungan pola yang

diperoleh mirip dengan yang ditampilkan pada gambar 4. 1. Perbedaannya hanya pada

waktu pengeringan atau pengerasan (ageing) yang relatif lebih cepat dibanding dengan

cara alami (konvensional) dan peristiwa atau reaksi yang terjadi adalah relatif sama.

Densitas beton yang dibuat dari campuran semen, pasir, dan perlit untuk

sebagai panel beton ringan (insulating light weight concrete) memiliki densitas

maksimal 1440 kg/m3 (Schundler, 2009) Rata-rata untuk semua komposisi setelah

melalui pengeringan selama 28 hari memiliki densitas yang mendekati nilai referensi

tersebut. Sedangkan untuk waktu pengeringan selama 14 dan 21 hari hanya komposisi

yang memenuhi syarat adalah pada: 85,72 %, 88,89%, dan 90,91 % volum agregat.