3. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Umum
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh waktu dan suhu curing pada mortar geopolimer berbahan dasar lumpur Sidoarjo. Mortar geopolimer dirawat (curing) pada berbagai macam variasi waktu dan suhu.
Setelah dirawat, mortar geopolimer diuji tekan dengan menggunakan compression machine untuk mengetahui waktu dan suhu curing yang paling optimal.
3.2 Material
Material-material yang digunakan dalam penelitian ini diuji terlebih dahulu di laboratorium untuk mengetahui karakteristik dan sifat dari material tersebut. Hal ini disebabkan karakteristik mortar yang tidak homogen sehingga kekuatan yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh material-material penyusunnya.
Material-material yang digunakan dalam penelitian ini adalah pasir, lumpur Sidoarjo, sodium silikat, NaOH, KOH, dan air.
3.2.1 Pasir
Pasir yang digunakan dalam penelitian ini adalah pasir lokal yang didapatkan dari toko bangunan. Setelah dilakukan pengujian, didapatkan bahwa pasir tersebut memiliki nilai berat jenis (GS) = 1,94. Dilakukan juga analisa ayakan terhadap pasir yang digunakan dalam penelitian ini, seperti terlihat pada Tabel 3.1, sehingga didapatkan nilai fineness modulus (FM) = 1,45. FM didapatkan dengan penyelesaian sebagai berikut:
FM =
=
= 1,45
Tabel 3.1. Hasil analisa ayakan terhadap pasir yang digunakan Diameter
(mm)
Berat Tertahan
(gram)
Berat Tertahan
(%)
Berat Kumulatif
Tertahan (%)
Berat Lolos (%)
5 0 0% 0% 100%
2,36 0 0% 0% 100%
1,18 0 0% 0% 100%
0,6 179 18% 18% 82%
0,3 288 29% 47% 53%
0,15 330 33% 80% 20%
0,063 190 19% 99% 1%
Dasar 11 1% 100% 0%
3.2.2 Lumpur Sidoarjo
Lumpur Sidoarjo yang digunakan adalah lumpur yang diambil dari lokasi dengan kode P70A, yang terdapat di Desa Porong, Sidoarjo. Sampel lumpur yang diambil adalah yang berbentuk bongkahan kering yang terdapat pada permukaan.
Lumpur dalam bentuk bongkahan dipanaskan ke dalam oven dengan temperatur 100°C selama 24 jam dengan tujuan untuk mengurangi kadar air dalam bongkahan lumpur tersebut. Setelah itu lumpur dipecah-pecah hingga mencapai ukuran 1-3 cm. Kemudian lumpur dimasukkan ke dalam wadah yang terbuat dari pelat besi berbentuk persegi panjang tanpa tutup dengan ukuran 31 x 20 x 12 cm3. Wadah yang telah diisi oleh lumpur kemudian dimasukkan ke dalam alat furnace untuk selanjutnya dibakar pada suhu 600°C selama 120 menit. Untuk mencapai suhu 600°C diperlukan waktu 1 jam. Lumpur yang digunakan untuk setiap kali pembakaran adalah seberat 2,5 kg. Diperlukan waktu 24 jam untuk menurunkan suhu di dalam alat furnace hingga mencapai suhu ruang untuk mengeluarkan wadah berisi lumpur tersebut. Lumpur hasil pembakaran kemudian dikeluarkan dan ditumbuk dengan alat tumbuk yang terbuat dari baja hingga lolos ayakan ukuran 150 mikrometer. Lumpur pada kondisi seperti inilah yang digunakan dalam penelitian sebagai bahan dasar mortar geopolimer.
3.2.3 Sodium Silikat
Sodium silikat yang digunakan dalam penelitian ini berbentuk gel.
Komposisi sodium silikat yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2 Kandungan sodium silikat yang digunakan Kandungan Kadar (%)
Na2O 21,2
SiO2 43,9
H2O 34,9
3.2.4 NaOH dan KOH
Dalam penelitian ini, NaOH yang digunakan adalah berbentuk kepingan sedangkan KOH yang digunakan adalah berbentuk bubuk. Kemurnian NaOH dan KOH adalah 98%. Sebelum digunakan sebagai bahan dasar mortar geopolimer, NaOH maupun KOH dilarutkan ke dalam air PDAM dengan jumlah tertentu hingga dicapai Molaritas (M) yang diinginkan dan kemudian diaduk hingga tercampur rata. Larutan NaOH maupun KOH yang telah dibuat kemudian didiamkan selama 24 jam agar suhu larutan turun dan siap untuk digunakan.
3.2.5 Air
Air yang digunakan adalah air PDAM kota Surabaya. Air dalam penelitian ini digunakan dengan tujuan untuk mengencerkan NaOH maupun KOH agar didapatkan larutan dengan Molaritas yang diharapkan.
3.3 Persiapan Alat
Peralatan yang akan digunakan dalam penelitian perlu dipersiapkan dengan baik untuk menunjang keberhasilan penelitian. Peralatan yang digunakan dalam penelitian antara lain cetakan mortar, ember dan pengaduk, mesin penggetar, oven, alat furnace, timbangan digital, compression machine, dan mesin ayak.
3.3.1 Cetakan Mortar
Cetakan mortar yang digunakan dalam penelitian ini adalah yang bisa dipakai untuk membuat 3 sampel sekaligus untuk setiap cetakan. Setiap sampel berbentuk kubus dengan ukuran 5 x 5 x 5 cm3. Cetakan dapat dibongkar serta disusun kembali, serta digunakan tali untuk mengikat cetakan agar bisa tersusun kuat. Gambar 3.1 menunjukkan cetakan yang digunakan dalam penelitian ini.
Gambar 3.1 Cetakan
3.3.2 Ember dan Pengaduk Mortar
Ember diperlukan sebagai wadah dalam melakukan mixing. Sisi dalam dari ember dikondisikan lembap, dengan cara membasahi menggunakan kain basah. Sedangkan pengaduk yang digunakan sama seperti pengaduk beton pada umumnya.
3.3.3 Mesin Penggetar
Mesin penggetar yang digunakan adalah mesin penggetar milik Laboratorium Beton dan Konstruksi, Universitas Kristen Petra. Gambar 3.2 menunjukkan alat penggetar yang digunakan dalam penelitian ini. Alat penggetar digunakan untuk memadatkan serta menghilangkan gelembung yang terjebak di dalam mortar geopolimer pada saat dicetak ke dalam cetakan. Penggetaran dilakukan selama 1 (satu) menit untuk setiap lapisan mortar geopolimer yang dituangkan.
Gambar 3.2 Mesin penggetar 3.3.4 Oven
Oven yang digunakan dalam penelitian ini adalah oven milik Laboratorium Beton dan Konstruksi, Universitas Kristen Petra. Gambar 3.3 menunjukkan oven yang digunakan dalam penelitian ini. Oven digunakan untuk mengkondisikan mortar geopolimer pada suhu dan waktu curing tertentu.
Gambar 3.3 Oven
3.3.5 Alat Furnace
Alat furnace yang digunakan adalah mesin furnace milik Laboratorium Metalurgi, Universitas Kristen Petra, dan Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Alat furnace digunakan untuk membakar lumpur Sidoarjo kering hingga mencapai suhu 600°C. Gambar 3.4 menunjukkan alat furnace yang digunakan dalam penelitian ini.
Gambar 3.4 Alat furnace
3.3.6 Timbangan Digital
Timbangan digital yang digunakan dalam penelitian ini adalah milik Laboratorium Beton dan Konstruksi, Universitas Kristen Petra. Timbangan memiliki ketelitian dalam satuan gram, sesuai dengan keperluan dalam penimbangan material dalam penelitian ini. Gambar 3.5 menunjukkan timbangan digital yang digunakan dalam penelitian ini.
Gambar 3.5 Timbangan digital
3.3.7 Compression Machine
Compression machine yang digunakan dalam penelitian ini adalah milik Laboratorium Beton dan Konstruksi, Universitas Kristen Petra. Gambar 3.6 menunjukkan compression machine yang digunakan.
Gambar 3.6 Compression machine
3.3.8 Mesin Ayak
Mesin ayak yang digunakan dalam penelitian ini adalah milik Laboratorium Beton dan Konstruksi, Universitas Kristen Petra. Gambar 3.7 menunjukkan mesin ayak yang digunakan.
Gambar 3.7 Mesin ayak
3.4 Pengujian Awal
Pengujian awal ini terdiri dari pengujian kandungan kimia lumpur Sidoarjo, kereaktifan lumpur Sidoarjo, penentuan mix design, dan pengujian delay time. Pengujian awal dilakukan untuk mengetahui beberapa hal penting mengenai pembuatan mortar geopolimer, agar dapat memperkuat dasar penelitian yang akan dilakukan.
3.4.1 Pengujian Kandungan Kimia Lumpur Sidoarjo
Pengujian terhadap kandungan lumpur Sidoarjo dilakukan dengan tes XRF, yang dilakukan di Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya. Lumpur Sidoarjo yang dites adalah lumpur yang diambil dari daerah yang diberi kode P70A di Porong, Sidoarjo pada kondisi asli. Hasil tes XRF yang telah dilakukan dapat dilihat pada Tabel 3.3.
Tabel 3.3 Hasil tes XRF terhadap lumpur Sidoarjo Kandungan Kadar
(%) Kandungan Kadar (%)
SiO2 34 TiO2 2,82
Al2O3 6 P2O5 1,5
Fe2O3 41,1 ZrO2 0,23
ZnO 0,11 MnO 0,63
CaO 7,49 Br 0,16
Br 0,16 Rb2O 0,11
K2O 4,27 SrO 0,46
(Sumber: Pengujian XRF di Institut Teknologi Sepuluh Nopember)
Dari hasil tes XRF terhadap lumpur Sidoarjo pada keadaan asli didapati bahwa kandungan yang paling dominan adalah SiO2, Al2O3, Fe2O3, dan CaO.
3.4.2 Pengujian Kereaktifan Lumpur Sidoarjo
Pengujian terhadap kereaktifan lumpur Sidoarjo dilakukan dengan tes X- Ray Diffraction (XRD), yang dilakukan di Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya. Lumpur Sidoarjo yang dites adalah lumpur yang diambil dari daerah yang diberi kode P70A di Porong, Sidoarjo dan telah dibakar pada suhu 600°C selama 2 jam. Hasil tes XRD yang telah dilakukan dapat dilihat pada Gambar 3.8.
Gambar 3.8 Hasil tes XRD terhadap lumpur Sidoarjo
Dapat dilihat pada Gambar 3.8 bahwa lumpur Sidoarjo yang telah dibakar pada suhu 600°C selama 2 jam bersifat reaktif dan dapat digunakan dalam penelitian ini karena pantulan energi dari setiap oksida yang terlihat pada sumbu x terdapat puncak yang mengindikasikan lumpur Sidoarjo bersifat reaktif.
3.4.3 Penentuan Mix Design
Penentuan terhadap mix design mortar geopolimer berbahan dasar lumpur Sidoarjo perlu dilakukan agar dapat diketahui mix design yang dapat menghasilkan mortar yang mempunyai kuat tekan atau workability yang baik yang akan digunakan dalam penelitian ini. Pada Tabel 3.4 dapat dilihat variasi komposisi mix design yang akan dibuat dan diuji.
Tabel 3.4 Komposisi mortar pada tahap pengujian awal No. Material Komposisi I
(gram)
Komposisi II (gram)
Komposisi III (gram)
1 Pasir 225 225 225
2 Lumpur 75 75 75
3 Sodium Silikat 25 35 50
4 NaOH 10 10 10
5 Air 25 25 25
Pertama, mix design dengan komposisi I dibuat dengan cara mencampurkan NaOH berbentuk kepingan ke dalam air, kemudian diaduk hingga rata. Larutan NaOH demikian memiliki Molaritas sebesar 10M. Larutan NaOH yang telah dibuat kemudian didiamkan selama 24 jam. Setelah itu, larutan NaOH tersebut dicampur dengan sodium silikat dan diaduk hingga rata. Pasir dan lumpur dicampurkan hingga rata, kemudian larutan yang telah dibuat dituangkan perlahan sambil campuran diaduk. Setelah selesai, mortar yang telah dibuat kemudian dicetak ke dalam cetakan. Pemadatan yang dilakukan adalah dengan menumbuk menggunakan besi dengan permukaan lingkaran berdiameter 2 cm sebanyak 50 kali setiap lapisan, jumlah lapisan adalah 3 buah. Pemadatan dengan cara penumbukan dilakukan karena bentuk dari mortar geopolimer yang dihasilkan menyerupai pasir basah. Kemudian mortar dirawat (curing) selama 24 jam pada suhu 100°C. Hasil pengujian terhadap mortar geopolimer tersebut pada umur mortar 3 hari menunjukkan bahwa kuat tekan yang dihasilkan hanya mencapai 12,8 MPa. Dapat disimpulkan bahwa campuran kurang baik untuk digunakan, baik dalam hal kekuatan tekan maupun kelecakan pada saat mixing. Gambar 3.9 menunjukkan bentuk campuran mortar geopolimer dengan komposisi I.
Gambar 3.9 Bentuk campuran mortar geopolimer dengan komposisi I
Kemudian pada percobaan awal berikutnya, dibuat mix design dengan komposisi II. Komposisi sodium silikat ditambah hingga menjadi 35 gram, sedangkan komposisi dari material lainnya tetap. Langkah-langkah yang dilakukan sampai tahap tes tekan adalah sama dengan percobaan sebelumnya.
Didapatkan kekuatan tekan dari mortar dengan komposisi II adalah sebesar 32,4
MPa. Namun workability yang dihasilkan masih kurang layak yaitu menyerupai pasir basah. Gambar 3.10 menunjukkan bentuk campuran mortar geopolimer dengan komposisi II.
Gambar 3.10 Bentuk campuran mortar geopolimer dengan komposisi II
Selanjutnya dilakukan percobaan menggunakan mix design dengan komposisi III. Komposisi sodium silikat ditambah hingga menjadi 50 gram, sedangkan komposisi dari material lainnya tetap. Langkah-langkah pembuatan adalah sama dengan percobaan awal sebelumnya, namun berbeda dalam hal pemadatan. Pemadatan yang dilakukan adalah dengan menggetarkan mortar selama 1 (satu) menit untuk setiap lapisan, dan terdapat 3 lapisan dalam pembuatan mortar. Didapatkan kekuatan tekan dari mortar dengan komposisi III adalah sebesar 18 MPa. Namun kali ini bentuk mortar geopolimer yang dihasilkan memiliki workability yang cukup baik. Gambar 3.11 menunjukkan bentuk campuran mortar geopolimer dengan komposisi III.
Gambar 3.11 Bentuk campuran mortar geopolimer dengan komposisi III
3.4.4 Pengujian Delay Time
Pengujian delay time dilakukan dengan menghitung seberapa lama waktu yang diperlukan oleh campuran mortar geopolimer untuk mengeras. Hal ini untuk memperhitungkan lama melakukan mixing dan mencetak mortar geopolimer agar tidak mengeras terlebih dahulu sebelum proses pembuatan mortar geopolimer selesai. Setelah dilakukan pengujian diketahui bahwa dalam waktu 1 jam, mortar geopolimer belum mengeras. Dalam waktu kurang dari satu jam, pembuatan mortar geopolimer dapat diselesaikan sehingga tidak ada kendala mortar geopolimer akan mengeras sebelum proses pembuatan mortar geopolimer selesai.
3.5 Langkah-langkah Penelitian
Penelitian ini terbagi atas 4 tahap yaitu:
3.5.1 Tahap Pertama
Tahap pertama yang dilakukan adalah untuk mengetahui pengaruh molaritas aktivator pada campuran mortar geopolimer berbahan dasar lumpur Sidoarjo dengan komposisi mix design seperti terlihat pada Tabel 3.5. Aktivator yang digunakan dalam tahap pertama adalah NaOH dan KOH dengan molaritas 8M dan 10M.
Tabel 3.5 Variasi komposisi mortar pada tahap pertama untuk 1 cetakan No. Material NaOH 8M
(gram)
NaOH 10M (gram)
KOH 8M (gram)
KOH 10M (gram)
1 Pasir 675 675 675 675
2 Lumpur 225 225 225 225
3 Sodium Silikat 150 150 150 150
4 NaOH 30 30 30 30
5 Air 93,75 75 66,96 53,58
Langkah awal yang dilakukan pada tahap pertama adalah melarutkan NaOH maupun KOH dengan air yang telah ditentukan sesuai dengan Tabel 3.5, sehingga didapatkan larutan NaOH 8M, NaOH 10M, KOH 8M, dan KOH 10M, yang masing-masing akan menghasilkan 1 cetakan yang berisi 3 sampel mortar geopolimer. Masing-masing larutan tersebut kemudian diaduk dan didiamkan
selama 24 jam agar suhu tinggi akibat pelarutan NaOH maupun KOH dengan air menjadi kembali normal. Larutan NaOH maupun KOH tersebut dicampurkan dengan sodium silikat, dan diaduk hingga tercampur rata. Pasir dan lumpur yang telah disiapkan diaduk hingga tercampur rata. Kemudian larutan dicampurkan perlahan ke dalam campuran pasir dan lumpur, dan diaduk hingga rata. Setelah campuran selesai dibuat, cetakan diisi 1/3 dari total tinggi cetakan dan kemudian digetarkan menggunakan mesin penggetar selama 1 menit. Setelah itu cetakan diisi campuran kembali sampai ketinggian 2/3 cetakan dan digetarkan kembali selama 1 menit. Kemudian cetakan diisi penuh dan kembali digetarkan selama 1 menit. Total waktu untuk melakukan mixing adalah 30 menit. Selanjutnya cetakan diratakan bagian permukaannya, kemudian dibungkus menggunakan plastik dan dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 80°C selama 24 jam.
Berikutnya dibuat mortar dengan langkah-langkah seperti sebelumnya, namun bedanya adalah kali ini mortar dikondisikan pada suhu 25°C tidak dirawat (curing). Maka total cetakan yang yang dibuat pada tahap pertama ini adalah 8 buah. Setelah dilakukan curing, mortar dikondisikan pada suhu ruang (25°C) hingga dicapai umur mortar geopolimer untuk dilakukan pengujian.
Nilai water/binder (w/b) pada setiap campuran mortar geopolimer diatas dapat dilihat pada Tabel 3.6. Yang dimaksud dengan binder dalam hal ini adalah komposisi lumpur, sedangkan water adalah komposisi air yang digunakan dalam pembuatan larutan aktivator serta air yang terkandung pada sodium silikat.
Tabel 3.6. Nilai water/binder dari masing-masing mortar geopolimer No. Aktivator yang digunakan w/b
1. NaOH 8M 0,65
2. NaOH 10M 0,57
3. KOH 8M 0,53
4. KOH 10M 0,47
3.5.2 Tahap Kedua
Tahap kedua yang dilakukan adalah untuk mengetahui pengaruh suhu curing terhadap mortar geopolimer berbahan dasar lumpur Sidoarjo dengan
komposisi mix design seperti terlihat pada Tabel 3.7. Molaritas NaOH maupun KOH yang digunakan pada tahap kedua ini sebesar 10M.
Tabel 3.7 Variasi komposisi mortar pada tahap kedua untuk 1 cetakan
No. Material NaOH 10M
(gram)
KOH 10M (gram)
1 Pasir 675 675
2 Lumpur 225 225
3 Sodium Silikat 105 105
4 NaOH 30 30
5 Air 75 53,58
Langkah awal yang dilakukan pada tahap kedua adalah melarutkan NaOH maupun KOH dengan air yang telah ditentukan sesuai dengan Tabel 3.6, sehingga didapatkan larutan NaOH 10M dan KOH 10M, yang masing-masing akan menghasilkan 1 cetakan yang berisi 3 sampel mortar geopolimer. Masing-masing larutan tersebut kemudian diaduk dan didiamkan selama 24 jam agar suhu tinggi akibat pelarutan NaOH maupun KOH dengan air menjadi kembali normal.
Kemudian larutan NaOH maupun KOH tersebut dicampurkan dengan sodium silikat, dan diaduk hingga tercampur rata. Pasir dan lumpur yang telah disiapkan diaduk hingga tercampur rata. Kemudian larutan dicampurkan perlahan ke dalam campuran pasir dan lumpur, dan diaduk hingga rata. Setelah campuran selesai dibuat, cetakan diisi 1/3 dari total tinggi cetakan dan kemudian dipadatkan dengan cara ditumbuk sebanyak 50 kali menggunakan alat tumbuk berupa besi yang memiliki bidang sentuh berbentuk lingkaran berdiameter 2 cm. Setelah itu cetakan diisi campuran kembali sampai ketinggian 2/3 cetakan dan ditumbuk kembali dengan metode penumbukan yang sama. Kemudian cetakan diisi penuh dan kembali ditumbuk. Total waktu untuk melakukan mixing adalah 30 menit.
Pemadatan dengan penumbukan dilakukan karena bentuk mortar yang menyerupai pasir basah, sehingga sulit untuk dipadatkan dengan cara digetarkan.
Selanjutnya cetakan diratakan bagian permukaannya, kemudian dibungkus menggunakan plastik dan dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 70°C selama 24 jam.
Berikutnya dibuat mortar dengan langkah-langkah seperti sebelumnya, namun kali ini mortar dimasukkan oven dengan suhu berbeda yaitu 80°C, 100°C, 140°C dan ada juga yang tidak dirawat (curing), namun dikondisikan pada suhu ruang (25°C). Setelah dilakukan curing, mortar dikondisikan pada suhu ruang (25
°C) hingga dicapai umur mortar geopolimer untuk dilakukan pengujian.
Pemadatan pada tahap kedua ini dengan cara ditumbuk, sehingga untuk konfirmasi maka dibuat mortar geopolimer dengan komposisi dan cara pembuatan yang sama, hanya berbeda pada saat pemadatan. Hal ini dilakukan untuk menjelaskan bahwa pemadatan dengan cara ditumbuk menghasilkan mortar dengan nilai kuat tekan yang sama. Pemadatan dilakukan seperti pada penelitian tahap pertama, yaitu dengan digetarkan. Kemudian mortar geopolimer dimasukkan ke dalam oven bersuhu 80°C selama 1 hari. Hasil akan dibandingkan dengan pemadatan menggunakan metode ditumbuk. Nilai water/binder (w/b) setiap campuran mortar geopolimer dapat dilihat pada Tabel 3.8.
Tabel 3.8. Nilai water/binder mortar pada tahap kedua No. Aktivator yang digunakan w/b
1. NaOH 10M 0,58
2. KOH 10M 0,40
3.5.3 Tahap Ketiga
Tahap ketiga yang dilakukan adalah untuk mengetahui pengaruh suhu curing terhadap mortar geopolimer berbahan dasar lumpur Sidoarjo dengan komposisi mix design seperti terlihat pada Tabel 3.9. Molaritas NaOH maupun KOH yang digunakan pada tahap ketiga ini sebesar 10M.
Tabel 3.9 Variasi komposisi mortar pada tahap ketiga untuk 1 cetakan No. Material NaOH 10M (gram) KOH 10M (gram)
1 Pasir 675 675
2 Lumpur 225 225
3 Sodium Silikat 150 150
4 NaOH 30 30
5 Air 75 53,58
Penelitian tahap ketiga ini memiliki komposisi yang mirip dengan penelitian tahap kedua, hanya berbeda pada komposisi sodium silikat yang lebih berat. Langkah awal yang dilakukan pada tahap ketiga adalah melarutkan NaOH maupun KOH dengan air yang telah ditentukan sesuai dengan Tabel 3.7, sehingga didapatkan larutan NaOH 10M dan KOH 10M, yang masing-masing akan menghasilkan 1 cetakan yang berisi 3 sampel mortar geopolimer. Masing-masing larutan tersebut kemudian diaduk dan didiamkan selama 24 jam agar suhu tinggi akibat pelarutan NaOH maupun KOH dengan air menjadi kembali normal.
Kemudian larutan NaOH maupun KOH tersebut dicampurkan dengan sodium silikat, dan diaduk hingga tercampur rata. Pasir dan lumpur yang telah disiapkan diaduk hingga tercampur rata. Kemudian larutan dicampurkan perlahan ke dalam campuran pasir dan lumpur, dan diaduk hingga rata. Setelah campuran selesai dibuat, cetakan diisi 1/3 dari total tinggi cetakan dan kemudian digetarkan menggunakan mesin penggetar selama 1 menit. Setelah itu cetakan diisi campuran kembali sampai ketinggian 2/3 cetakan dan digetarkan kembali selama 1 menit.
Kemudian cetakan diisi penuh dan kembali digetarkan selama 1 menit. Total waktu untuk melakukan mixing adalah 30 menit. Selanjutnya cetakan diratakan bagian permukaannya, kemudian dibungkus menggunakan plastik dan dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 60°C selama 24 jam.
Berikutnya dibuat mortar dengan langkah-langkah seperti sebelumnya, namun kali ini mortar dimasukkan oven dengan suhu berbeda yaitu 80°C, 100°C, 120°C dan ada juga yang tidak dirawat (curing), namun dikondisikan pada suhu ruang (25°C). Maka total cetakan yang yang dibuat pada tahap kedua ini adalah 10 buah. Setelah dilakukan curing, mortar dikondisikan pada suhu ruang (25°C) hingga dicapai umur mortar geopolimer untuk dilakukan pengujian. Nilai water/binder (w/b) setiap campuran mortar geopolimer pada penelitian tahap ketiga dapat dilihat pada Tabel 3.6.
3.5.4 Tahap Keempat
Tahap keempat yang dilakukan adalah untuk mengetahui pengaruh waktu / lama curing terhadap mortar geopolimer berbahan dasar lumpur Sidoarjo dengan komposisi mix design untuk 1 cetakan seperti terlihat pada Tabel 3.7. Molaritas
NaOH maupun KOH yang digunakan pada tahap keempat ini sebesar 10M. Agar didapatkan campuran yang seragam maka 6 cetakan dibuat sekaligus untuk aktivator NaOH 10M, dan begitu pula untuk aktivator berupa KOH 10M.
Langkah mixing pada tahap keempat sama dengan langkah mixing pada tahap ketiga, perbedaannya pada tahap keempat jumlah mortar yang akan dibuat adalah 6 (lima) kali lebih banyak. Total waktu untuk melakukan mixing adalah 60 menit, karena jumlahnya mortar dalam 1 (satu) kali mixing lebih banyak daripada tahap sebelumnya. Setelah dicetak dan dipadatkan, cetakan dibungkus plastik dan dioven secara bersamaan pada suhu curing optimal yang didapatkan setelah melakukan penelitian tahap ketiga, namun dalam waktu / lama curing yang berbeda-beda yaitu 4, 8, 12, 24, 48, dan 72 jam. Sehingga total cetakan yang dibuat pada tahap keempat sebanyak 12 buah. Setelah dilakukan curing, mortar dikondisikan pada suhu ruang (25°C) hingga dicapai umur mortar geopolimer untuk dilakukan pengujian. Nilai water/binder (w/b) pada setiap campuran mortar geopolimer diatas dapat dilihat pada Tabel 3.6.
3.6 Umur Mortar Geopolimer
Mortar geopolimer pada penelitian tahap pertama sampai tahap keempat diuji pada umur 7 hari. Hal ini untuk mengetahui kekuatan mortar geopolimer dalam waktu singkat.
3.7 Pengujian Yang Dilakukan
Pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi pengukuran dimensi, penimbangan berat dan uji kuat tekan. Pengujian dilakukan di Laboratorium Beton dan Konstruksi, Universitas Kristen Petra, Surabaya. Berikut adalah rincian pengujian yang dilakukan:
a. Pengukuran dimensi mortar geopolimer
Semua mortar geopolimer diukur menggunakan jangka sorong. Pengukuran dilakukan terhadap panjang, lebar, dan tinggi mortar geopolimer. Batas penyimpangan terhadap sisi terluar mortar dengan dimensi 5 x 5 x 5 cm3 adalah ± 1,6 mm (ASTM). Sebelum dilepaskan dari bekisting, mortar diberi nama seperti
terlihat pada Gambar 3.12. Gambar 3.13 menunjukkan panjang, lebar, dan tinggi mortar geopolimer yang ditentukan pada penelitian ini.
Gambar 3.12 Penamaan mortar geopolimer sebelum pelepasan bekisting
Gambar 3.13 Penamaan dimensi mortar geopolimer b. Penimbangan berat mortar geopolimer
Setiap benda uji ditimbang beratnya dengan menggunakan timbangan digital.
Penimbangan dilakukan untuk mendapatkan berat masing-masing benda uji dan kemudian dianalisa pada bab berikutnya.
c. Pengujian kuat tekan mortar geopolimer
Ambil tiga sampel benda uji dengan mix design yang sama, kemudian dilakukan uji tekan satu per satu terhadap benda uji tersebut. Agar benda uji dapat diuji maka diletakkan pelat baja pada bagian bawah benda uji, hal ini karena dengan dimensi 5 x 5 x 5 cm3 benda uji sulit untuk diuji tekan menggunakan compression machine yang ada. Compression machine dijalankan dengan
Panjang
Lebar Tinggi I
Tinggi II Tinggi III
penambahan beban yang konstan sebesar 2 kg/cm2. Pembacaan kuat tekan maksimum dilakukan ketika jarum penunjuk kuat tekan mencapai nilai tertinggi.
Langkah-langkah di atas diulangi dengan menggunakan benda uji lainnya yang digunakan pada penelitian ini hingga selesai. Rumus yang digunakan untuk perhitungan kuat tekan adalah (Badan Standardisasi Nasional):
Kuat tekan (MPa) = P/A (3.1) P = Beban maksimum yang terbaca pada mesin kuat tekan (kN) A = Luas bruto penampang mortar (mm2)
Bidang sentuh mortar geopolimer dengan compression machine adalah sisi lebar dan tinggi seperti terlihat pada Gambar 3.14. Hal ini karena bidang sentuh seperti demikian cenderung lebih rata sehingga cukup baik dalam menerima gaya tekan secara langsung oleh compression machine.
Gambar 3.14. Bidang sentuh kuat tekan mortar geopolimer
3.8 Analisa Data
Data-data yang didapatkan dari penelitian kemudian disajikan ke dalam bentuk grafik dan tabel untuk dapat mengetahui pengaruh dari variabel yang dipakai terhadap:
a. Pengaruh molaritas aktivator pada campuran mortar geopolimer berbahan dasar lumpur Sidoarjo.
b. Pengaruh suhu curing terhadap mortar geopolimer berbahan dasar lumpur Sidoarjo.
c. Pengaruh suhu curing terhadap mortar geopolimer berbahan dasar lumpur Sidoarjo, namun berbeda komposisi mix design dengan poin b.
d. Pengaruh waktu / lama curing terhadap mortar geopolimer berbahan dasar lumpur Sidoarjo.
3.9 Diagram Metodologi Penelitian
Metodologi penelitian yang akan dilaksanakan dapat dilihat pula pada Gambar 3.15 berikut:
Penelitian Tahap Ke-2
(Pengaruh Suhu Curing dengan Perbandingan Berat Komposisi adalah: Pasir : Lumpur : Sodium Silikat : Aktivator : Air = 225 : 75 : 35 : 10 : 25 (NaOH)
atau 17,86 (KOH))
Penelitian Tahap Ke-3
(Pengaruh Suhu Curing dengan Perbandingan Berat Komposisi adalah: Pasir : Lumpur : Sodium Silikat : Aktivator : Air = 225 : 75 : 35 : 10 : 25 (NaOH)
atau 17,86 (KOH))
Penelitian Tahap Ke-4 (Pengaruh Waktu Curing)
Studi Literatur START
Persiapan Alat dan Bahan
Pengujian Awal
Penelitian Tahap Ke-1 (Pengaruh Molaritas Aktivator)
A
Gambar 3.15. Metodologi penelitian Analisa Data
Kesimpulan dan Saran
FINISH Data
A
