4. HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA

(1)

4. HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA

4.1. Analisa Material

Untuk mengetahui karakteristik dari setiap sampel fly ash yang digunakan dalam penelitian ini, maka dilakukan beberapa pengujian yaitu pengukuran pH, X- ray Fluorescence (XRF), Loss on Ignition (LOI), dan Fineness (lolos ayakan 45

µm). Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik setiap material dan juga mengetahui apakah material tersebut memenuhi syarat untuk digunakan lebih lanjut. Secara visual fly ash-fly ash ini dapat dilihat perbedaan, dimana warna dari masing-masing fly ash itu berbeda, ada yang gelap maupun terang. Gambar 4.1 menunjukkan fly ash dari pengambilan I,

II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X.

FA I FA II FA III FA IV FA V

FA VI FA VII FA VIII FA IX FA X

Gambar 4.1 Gambar fly ash I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X

Tabel 4.1 Tanggal Pengambilan dan pH Fly Ash

Tanggal

Pengambilan pH FA I 12/9/2015 11.4 FA II 23/9/2015 11.6 FA III 28/9/2015 10.4 FA IV 2/10/2015 11.8 FA V 20/10/2015 10.4 FA VI 24/10/2015 10.8 FA VII 26/10/2015 10.6 FA VIII 3/11/2015 11.7 FA IX 10/11/2015 11.4 FA X 27/11/2015 11.2

(2)

4.1.1. Analisa Pengukuran pH

Fly ash diambil sebanyak 10 kali dengan rentang waktu yang berbeda-

beda pada setiap pengambilannya. PLTU Paiton merupakan sumber fly ash yang kami gunakan. Pengukuran pH dilakukan dengan cara mencampurkan 10 gram sampel fly ash pada 100 gram air yang kemudian diaduk rata menggunakan sendok pengaduk dan dibiarkan selama 15 menit sehingga fly ash mengendap dalam air, kemudian baru diukur menggunakan pH meter untuk mengetahui kadar pH pada sampel tersebut. Tabel 4.1 menunjukkan hasil pengukuran pH diketahui bahwa masing-masing fly-ash memiliki pH yang bervariasi antara 10.4 sampai 11.8.

4.1.2. Analisa X-ray Fluorescence (XRF)

X-ray Fluorescence (XRF) digunakan untuk menganalisis komposisi

mineral yang terkandung di dalam sampel fly ash. Fly ash yang diuji dalam pengujian XRF adalah fly ash yang memiliki pH dengan perbedaan yang ekstrim.

Tabel 4.2 menunjukkan fly ash IV memiliki kadar CaO tertinggi yaitu 20.42% dan MgO 7.95%, fly ash II memiliki kadar SiO

2

tertinggi yaitu 43.74%, fly ash III Al

2

O

3

tertinggi yaitu 29.74%. Gambar 4.2 menunjukkan grafik perbandingan setiap jenis fly ash terhadap unsur-unsur senyawa pozzolan yang terkandung di dalamnya.

Gambar 4.2 Grafik persentase senyawa dalam fly ash II, III, IV, V

0 10 20 30 40 50 60

Kadar mineral fly-ash(%)

FA I FA II FA III FA IV

CaO SiO₂ Fe₂O₃ Al₂O₃ MgO

(3)

Tabel 4.2 Kandungan Senyawa Pozzolan

4.1.3. Pengujian Loss on Ignition (LOI)

Pengujian Loss on Ignition (LOI) adalah pengujian dengan cara pembakaran sampel fly ash, untuk mengetahui kadar karbon yang terkandung dalam fly-ash yang diuji, sehingga dapat diketahui LOI pada sampel fly ash.

Karena sifat karbon yang menyerap air maka semakin tinggi kadar karbon pada sampel fly ash akan semakin banyak menyerap air sehingga membuat campuran mortar akan semakin kering. Tabel 4.3 menunjukkan perbandingan antara LOI yang dimiliki oleh tiap-tiap sampel.

Tabel 4.3 Kadar LOI dalam Fly Ash II, III, IV, V

Tipe FA FA II FA III FA IV FA V

LOI (%) 0.80 0.60 0.43 0.44

4.1.4. Analisa Fineness (lolos ayakan 45 µm)

Analisa pengayakan adalah pengukuran kehalusan sampel fly ash dengan menggunakan ayakan 45 µm untuk menguji prosentase sampel fly ash yang tertahan pada ayakan. Sampel fly ash diayak selama 10 menit lalu ditimbang berat tertahan dan lolos dari sampel fly ash. Hasil pengayakan dapat dilihat pada Tabel 4.4.

Oksida FA II pH 11.6

FA III pH 10.4

FA IV pH 11.8

FA V pH 10.4

SiO2 43.74 43.36 32.47 42.26

Al2O3 22.03 29.74 14.92 24.43

Fe2O3 14.68 7.33 16.50 12.91

TiO2 1.28 1.00 0.71 1.01

CaO 9.40 13.30 20.42 11.19

MgO 4.33 1.80 7.95 3.69

Cr2O3 0.14 0.003 0.14 0.009

K2O 1.55 0.42 1.32 0.80

Na2O 1.56 1.88 2.92 1.85

SO3 0.53 0.40 1.88 0.91

Mn2O3 0.15 0.14 0.18 0.24

(4)

Tabel 4.4 Persentase Lolos Ayakan

45µm

pada Fly Ash I, II, III, IV, V, VI. VII. VIII, IX dan X

Fly Ash

Persentase lolos 45

µm

(%)

I 84

II 88

III 76

IV 88

V 80

VI 84

VII 84

VIII 88

IX 92

X 88

4.2. Analisa Pengujian Mortar Segar

Pengujian yang dilakukan adalah pengujian flow diameter dan perubahan suhu mortar di Laboratorium Beton dan Konstruksi Universitas Kristen Petra Surabaya. Pengujian ini bertujuan untuk mendapatkan hubungan atau korelasi antara karakteristik material dengan perilaku mortar dalam keadaan segar. Mortar segar yang dimaksudkan di sini adalah mortar yang masih dapat mengalami deformasi atau berubah bentuk sebelum dilakukan pencetakan mortar.

4.2.1 Analisa Kebutuhan Superplasticizer (SP)

Untuk meningkatkan workability dari mortar segar maka digunakan superplasticizer SIKA viscocrete 1003. Dengan target flow diameter yang

ditetapkan yaitu sebesar 140 ± 20 mm dengan SP tidak lebih dari 2% terhadap

cementitious material, maka didapatkan kebutuhan superplasticizer untuk setiap

campuran Tabel 4.5 memperlihatkan kebutuhan superplasticizer dalam setiap

campuran yang diteliti.

(5)

Tabel 4.5 Diameter Flow Mortar Segar HVFA

Dari Tabel 4.5 dapat dilihat FA yang memiliki kadar karbon lebih besar dari FA memiliki kecenderungan flow yang lebih kecil, karena karbon bersifat menyerap air jadi tingginya kadar karbon membuat campuran lebih kering. Akan tetapi karena kadar karbon pada fly ash yang digunakan pada penelitian ini tidak berbeda terlalu jauh, maka tren perbandingan antara kadar karbon dan flow diameter pada campuran kurang bisa terlihat dengan jelas.

Dari Gambar 4.3 bisa dilihat bahwa tidak terdapat tren antara hubungan pH dengan flow diameter. Jadi pH dari fly ash tidak mempengaruhi flow diameter dari suatu campuran.

SP Flow (cm) SP Flow (cm) SP Flow (cm) SP Flow (cm)

10% 2.00% 13.4 2.00% 12.7 2.00% 13.0 2.00% 13.0

20% 1.25% 14.3 1.50% 13.5 1.50% 13.6 1.50% 13.4

30% 0.50% 14.0 1.00% 14.0 1.00% 13.8 1.25% 14.0

40% 0.17% 14.8 0.75% 14.2 1.00% 14.0 1.00% 13.8

50% 0.17% 14.2 0.33% 14.5 0.33% 14.8 0.33% 14.8

60% 0.08% 14.5 0.17% 14.5 0.17% 14.8 0.17% 15.0

FA

SP Flow (cm) SP Flow (cm) SP Flow (cm)

10% 2.00% 12.0 2.00% 12.0 2.00% 14.0

20% 1.50% 12.2 1.50% 12.5 1.50% 13.7

30% 1.25% 13.2 1.00% 13.2 1.00% 14.0

40% 1.00% 13.5 0.50% 13.2 0.50% 14.7

50% 0.33% 14.8 0.33% 14.0 0.33% 14.8

60% 0.17% 15.0 0.17% 14.5 0.17% 16.0

FA V FA VI

FA FA VII

SP Flow (cm) SP Flow (cm) SP Flow (cm)

10% 2.00% 14.9 2.00% 14.5 2.00% 14.5

20% 1.50% 14.5 1.50% 14.0 1.50% 14.0

30% 1.00% 14.0 1.00% 14.4 1.00% 14.6

40% 0.50% 14.8 0.50% 14.8 0.50% 14.7

50% 0.33% 15.0 0.33% 15.2 0.33% 15.2

60% 0.17% 15.8 0.17% 15.6 0.17% 16.0

FA FA VIII FA IX FA X

(6)

Gambar 4.3 Grafik tren perbandingan pH dan flow diameter.

4.2.1 Analisa Perubahan Temperatur (Δt) Pada Mortar Segar

Mengukur perubahan suhu atau temperatur pada adonan pasta fly ash dari adonan 0% fly ash (hanya menggunakan semen) sampai HVFA 60% dengan menggunakan data logger yang diatur agar dapat mencatat data suhu dengan selang waktu per 0.5 menit, dimana nantinya adonan pasta (semen dan fly ash) ditaruh pada wadah (gelas Aqua) dengan berat ± 390 gram. Waktu pencampuran air pada campuran semen fly ash adalah t

0

dan waktu terakhir mengukur perubahan suhu sampai pada 2 hari pengukuran adalah t

1

, sehingga pada grafik bisa disetarakan pengukurannya pada t

0

masing-masing sampel. Gambar 4.4-4.13 merupakan grafik hasil pengukuran suhu dan Tabel 4.6 menunjukkan setting time yang dapat diukur dari Gambar 4.4-4.13.

Tabel 4.6 Setting time bedasarkan pada hasil pengukuran perubahan suhu pada pasta HVFA I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X

10 326 502 281 439 324 491 332 494

20 371 575 370 552 334 508 372 550

30 404 605 429 609 360 552 442 648

40 484 674 484 692 376 556 494 752

50 492 712 497 720 436 672 570 840

60 607 849 690 979 509 724 685 1002

%FA

Initial Setting (menit)

Final Setting (menit)

11 12 13 14 15 16 17

10.4 10.6 10.6 10.8 10.9 11.1 11.2 11.4 11.7 11.8

Flow diometer (cm)

pH

10%FA 20%FA 30%FA

40%FA 50%FA 60%FA

(7)

Tabel 4.6 Setting time bedasarkan pada hasil pengukuran perubahan suhu pada pasta HVFA I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X (lanjutan)

Gambar 4.4 Grafik suhu dari pasta dengan fly ash I (pH = 11.4)

10 377 554 369 548 346 516

20 392 564 400 607 371 575

30 410 610 454 703 411 624

40 474 709 481 740 481 740

50 561 838 535 777 561 830

60 656 953 572 872 624 908

%FA

FA V Initial Setting (menit)

FA VI FA VII

10 333 492 343 512 392 589

20 402 590 380 572 461 689

30 462 695 448 656 530 786

40 518 747 590 876 568 858

50 621 896 600 885 624 908

60 694 996 782 1151 696 995

%FA

FA VIII FA IX FA X

0% 278 436

Final Setting (menit) Initial

Setting (menit)

%FA

(8)

Gambar 4.5 Grafik suhu dari pasta dengan fly ash II (pH = 11.6)

Gambar 4.6 Grafik suhu dari pasta dengan fly ash III (pH = 10.4)

(9)

Gambar 4.7 Grafik suhu dari pasta dengan fly ash IV (pH = 11.8)

Gambar 4.8 Grafik suhu dari pasta dengan fly ash V (pH = 10.4)

(10)

Gambar 4.9 Grafik suhu dari pasta dengan fly ash VI (pH = 10.8)

Gambar 4.10 Grafik suhu dari pasta dengan fly ash VII (pH = 10.6)

(11)

Gambar 4.11 Grafik suhu dari pasta dengan fly ash VIII (pH = 11.7)

Gambar 4.12 Grafik suhu dari pasta dengan fly ash IX (pH = 11.4)

(12)

Gambar 4.13 Grafik suhu dari pasta dengan fly ash X (pH =11.2)

Dari Gambar 4.4-4.13 dapat dilihat semakin banyak kadar semen dalam campuran pasta maka suhu puncak dari pasta tersebut lebih tinggi.

Gambar 4.14 Grafik tren perbandingan antara pH fly ash dengan waktu final setting time

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

10.4 10.6 10.6 10.8 10.9 11.1 11.2 11.4 11.7 11.8

Final Setting (menit)

pH

10%FA 20%FA 30%FA

40%FA 50%FA 60%FA

(13)

Dari Gambar 4.14 dapat terlihat bahwa tidak ada tren pertambahan waktu final setting dengan bertambahnya nilai pH dari suatu fly ash. Jadi semakin tinggi nilai pH dari suatu fly ash belum tentu membuat waktu final setting pada campuran tersebut lebih lambat untuk terjadi.

4.3. Pengujian Kuat Tekan Mortar HVFA

Pengujian kuat tekan dilakukan di Laboratorium Beton & Konstruksi Universitas Kristen Petra dengan alat berupa Universal Testing Machine. Tiap sampel uji memiliki bentuk kubus yaitu 5 x 5 x 5 yang diuji tekan pada umur 3 hari, 7 hari, 14 hari, 28 hari dan 56 hari, pengujian dilakukan pada sampel uji yang telah dikeluarkan dari bak perendaman air 1 hari sebelum pengujian. Hasil kuat tekan dapat terlihat pada Tabel 4.7 dan Gambar 4.15-4.24 menunjukkan grafik kuat tekan umur 3 sampai 56 hari masing-masing fly ash.

Tabel 4.7 Kuat Tekan Mortar HVFA

3 hari 7 hari 14 hari28 hari 56 hari

Tanpa FA 0% 45.8 54.3 60.2 64.2 67.4 100.0 100.0 10% 40.3 51.5 56.6 63.8 66.1 99.4 98.1 20% 36.2 41.4 49.1 56.1 62.6 87.4 92.9 30% 29.8 42.2 50.9 59.0 67.7 91.9 100.4 40% 29.0 39.6 45.3 52.3 59.2 81.4 87.8 50% 28.4 35.5 41.5 42.9 51.0 66.8 75.7 60% 21.9 29.2 40.1 41.1 46.7 64.0 69.3 10% 41.7 45.5 54.7 57.0 62.4 88.7 92.6 20% 40.9 42.6 56.0 59.4 61.3 92.5 90.9 30% 35.1 45.8 53.4 60.7 61.9 94.5 91.8 40% 33.8 46.4 50.3 62.3 63.7 97.0 94.5 50% 30.4 35.3 49.0 57.2 58.7 89.1 87.1 60% 26.6 30.0 40.9 45.3 52.1 70.6 77.3 10% 44.1 49.4 57.7 58.2 65.1 90.7 96.5 20% 43.3 51.2 56.1 59.0 65.7 91.9 97.5 30% 42.1 48.3 51.7 57.7 67.7 89.9 100.5 40% 40.3 47.7 50.1 56.3 60.0 87.7 89.0 50% 34.7 38.6 45.5 48.1 55.8 74.8 82.8 60% 29.4 32.9 39.0 39.1 43.8 61.0 65.0 10% 44.7 49.2 52.9 57.1 64.0 88.9 95.0 20% 42.3 47.4 56.7 59.6 67.9 92.9 100.7 30% 34.9 46.6 53.9 58.8 62.0 91.5 92.0 40% 37.9 47.6 57.8 60.5 66.5 94.3 98.7 50% 29.6 38.2 40.6 48.0 55.9 74.8 82.9 60% 28.2 37.4 44.2 46.7 51.9 72.8 77.0 Fly Ash I

Fly Ash II

Fly Ash III

Fly Ash IV

SAI 28 hari (%)

Campuran HVFA % FA Kuat Te kan Be ton (MPa) SAI 56 hari (%)

(14)

Tabel 4.7 Kuat Tekan Mortar HVFA (lanjutan)

Dari Tabel 4.7 bisa dilihat bahwa Strength Activity Index dari campuran HVFA (campuran fly ash > 50% penggantian semen) dari sepuluh macam fly ash ini tidak semuanya bisa memenuhi syarat ASTM C618 karena ada beberapa fly ash yang compressive strengthnya di bawah 75% compressive strength control. Dari

3 hari 7 hari 14 hari28 hari 56 hari

10% 42.0 51.3 54.1 56.5 59.3 88.1 88.0 20% 37.4 41.4 48.9 50.1 61.1 78.1 90.6 30% 36.4 45.7 55.0 59.4 64.9 92.5 96.3 40% 27.6 33.3 43.3 43.9 53.5 68.5 79.3 50% 24.3 28.5 40.6 40.4 45.9 63.0 68.2 60% 22.3 28.2 32.3 34.2 40.5 53.3 60.1 10% 35.7 41.2 42.0 45.9 50.0 71.4 74.1 20% 32.8 36.6 45.1 49.5 55.6 77.1 82.5 30% 32.4 40.5 46.7 52.9 54.0 82.4 80.1 40% 30.0 35.0 44.7 51.5 51.8 80.2 76.9 50% 25.0 30.5 40.2 41.5 42.9 64.6 63.6 60% 18.4 25.3 31.1 35.5 37.1 55.2 55.0 10% 44.1 50.5 52.4 54.9 55.6 85.6 82.5 20% 39.1 47.2 49.3 50.8 56.0 79.1 83.1 30% 33.1 41.4 52.3 55.3 59.2 86.2 87.8 40% 32.7 38.6 48.0 59.3 61.9 92.4 91.8 50% 30.3 33.2 42.4 55.5 56.1 86.4 83.2 60% 26.9 29.9 40.1 47.2 48.3 73.5 71.7

10% 44.9 54.0 59.9 69.3 108.0

20% 44.9 46.9 56.0 66.9 67.1 104.3 99.5 30% 42.9 48.2 58.0 70.7 73.3 110.1 108.7

40% 35.1 42.4 50.7 53.5 83.3

50% 28.3 37.5 50.3 50.3 78.3

60% 25.3 30.7 43.3 48.9 76.2

10% 43.5 48.2 51.7 54.8 85.4

20% 42.3 49.7 56.7 58.9 91.8

30% 42.1 47.3 54.9 58.1 90.5

40% 37.9 48.5 53.9 62.4 97.2

50% 30.1 43.6 45.5 51.5 80.2

60% 24.3 37.5 42.7 45.9 71.4

10% 43.6 55.7 57.1 62.0 96.6

20% 39.5 53.2 54.1 59.2 92.2

30% 34.7 48.5 49.3 53.1 82.8

40% 31.5 42.7 43.7 46.3 72.2

50% 27.2 40.0 41.9 43.9 68.3

60% 24.7 35.3 42.3 44.4 69.1

SAI 28 hari (%)

Fly Ash X Fly Ash V

Fly Ash VI

Fly Ash VII

Fly Ash VIII

Fly Ash IX

Campuran HVFA % FA Kuat Te kan Be ton (MPa) SAI 56 hari (%)

(15)

hasil penelitian yang dilakukan bisa dilihat bahwa tidak semua kuat tekan HVFA pada umur 56 hari memenuhi standart ASTM, hal ini bisa disebabkan oleh banyak hal antara lain, kandungan mineral yang terkandung dalam fly ash, nilai pH, bahkan mungkin juga faktor lain yang kami belum ketahui penyebab perbedaan kuat tekan yang sedikit jauh misalnya pada fly ash VI.

Gambar 4.15 Grafik kuat tekan pada umur 3 sampai 56 hari, FA I (pH = 11.4)

Gambar 4.16 Grafik kuat tekan pada umur 3 sampai 56 hari, FA II (pH = 11.6) 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 10 20 30 40 50 60

Kuat Tekan(MPa)

%FA

56 hari 28 hari 14 hari 7 hari 3 hari

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 10 20 30 40 50 60

Kuat Tekan (MPa)

%FA

(16)

Gambar 4.17 Grafik kuat tekan pada umur 3 sampai 56 hari, FA III (pH = 10.4)

Gambar 4.18 Grafik kuat tekan pada umur 3 sampai 56 hari, FA IV (pH = 11.8)

Gambar 4.19 Grafik kuat tekan pada umur 3 sampai 56 hari, FA V (pH = 10.4) 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 10 20 30 40 50 60

Kuat Tekan(MPa)

%FA

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 10 20 30 40 50 60

Kuat Tekan(MPa)

%FA

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 10 20 30 40 50 60

Kuat Tekan(MPa)

%FA

(17)

Gambar 4.20 Grafik kuat tekan pada umur 3 sampai 56 hari, FA VI (pH = 10.8)

Gambar 4.21 Grafik kuat tekan pada umur 3 sampai 56 hari, FA VII (pH = 10.6)

Gambar 4.22 Grafik kuat tekan pada umur 3 sampai 56 hari, FA VIII (pH = 11.7) 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 10 20 30 40 50 60

Kuat Tekan(MPa)

%FA

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 10 20 30 40 50 60

Kuat Tekan(MPa)

%FA

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 10 20 30 40 50 60

Kuat Tekan(MPa)

%FA

(18)

Gambar 4.23 Grafik kuat tekan pada umur 3 sampai 56 hari, FA IX (pH = 11.4)

Gambar 4.24 Grafik kuat tekan pada umur 3 sampai 56 hari, FA X (pH = 11.2)

Gambar 4.25 Grafik tren kuat tekan pada umur 3 hari dan kadar CaO dalam fly ash.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 10 20 30 40 50 60

Kuat Tekan(MPa)

%FA

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 10 20 30 40 50 60

Kuat Tekan(MPa)

%FA

10 15 20 25 30 35 40 45 50

9.4 11.19 13.3 20.42

Kuat Tekan 3 hari (MPa)

CaO(%)

10%FA 20%FA 30%FA 40%FA

50%FA 60%FA kontrol

(19)

Dari Gambar 4. 15-4.24 pada umur 56 hari, mortar dengan kuat tekan optimum berkisar dengan kadar campuran fly ash sebesar 20-40% penggantian.

Dari Gambar 4.25 bisa dilihat bahwa ada tren kenaikan antara kuat tekan awal mortar dengan kadar CaO yang terkandung dalam fly ash pada fly ash dengan kandungan CaO 11.19% dan 13.3% saja, tetapi jika melihat secara keselurahan sampel fly ash yang dicek bisa disimpulkan bahwa tidak terdapat tren kenaikan antara kadar kandungan CaO dalam fly ash dengan kuat tekan awal pada beton.

Gambar 4.26 Grafik tren kuat tekan rata-rata dengan campuran 20-40% fly ash(kuat tekan optimum) pada umur 56 hari dan nilai pH dalam fly ash.

Dari Gambar 4.26 bisa dilihat bahwa tidak adanya tren hubungan antara nilai pH dengan kuat tekan mortar yang dihasilkan. Pada nilai pH 10.8 dapat dilihat bahwa terdapat penurunan kuat tekan yang paling drastis. Kemungkinan hal ini bisa disebabkan oleh kandungan mineral yang terdapat pada fly ash tersebut kurang baik untuk pembuatan mortar atau beton, misalnya kandungan CaO yang rendah.

0 10 20 30 40 50 60 70 80

10 10.4 10.8 11.2 11.6 12

Kuat Tekan optimum 56 hari (MPa)

pH