v
Universitas Kristen Petra
ABSTRAK
Teguh Hermawan Widodo:
Tesis
Rheologi Mortar High Volume Fly ash dan High Volume Sidoarjo Mud.
Penelitian ini berfokus pada karakteristik rheology dari penggunaan fly ash dan lumpur Sidoarjo kadar tinggi, yaitu >50%. Kedua material pozzolan tersebut melalui proses penggilingan sehingga didapat variasi dari ukuran partikel. Lumpur Sidoarjo yang akan digunakan melalui beberapa tahap treatment yaitu pengeringan, pembakaran dan kemudian digiling. Pengujian material yang dilakukan yaitu XRF (X-Ray Flouresence), PSA (Particle Size Analyzer), XRD (x-ray diffraction), GS (Specific Gravity) dan zeta potensial. Pengujian mortar segar yang dilakukan antara lain, flow table test, consistency, setting time, dan pengujian mortar keras berupa kuat tekan. Kadar prosentase pozzolan yang digunakan sebesar 50%, 55%, dan 60% dengan variasi kehalusan 4 jam, 8 jam, dan 12 jam. Hasil pengujian dan korelasi dari penelitian membuktikan bahwa nilai zeta potensial mempengaruhi rheologi mortar segar. Semakin besar nilai zeta potensial maka semakin baik workability yang diperoleh. Pada mortar yang menggunakan fly ash semakin rendah kadar prosentase pozzolan dan semakin halus fly ash akan didapat nilai kuat tekan dan workability yang tinggi. Hal sama juga terjadi pada variasi lumpur Sidoarjo namun dengan kuat tekan yang lebih rendah.
Kata kunci : Rheologi, Treatment, Kehalusan, High-volume
vi
Universitas Kristen Petra
ABSTRACT
Teguh Hermawan Widodo:
Thesis
Rheology of High Volume Fly ash and High Volume Sidoarjo Mud Mortar.
This study focuses on the rheology of high volume fly ash and Sidoarjo mud. Both of them were rod-milled to vary the particle size. Before use, Sidoarjo mud was treated in three stages, i.e. drying, calcination, and grinding. Materials characterization was carried out by conducting XRF (X-Ray Flouresence), PSA (Particle Size Analyzer), XRD (x-ray diffraction), GS (Specific Gravity). The testing of fresh mortar performed were flow table test, consistency and setting time, while for the hardened mortar was compressive strength. The use of pozzolanic materials were varied from 50%, 55%, and 60% with variation of its fineness after grinding for 4 hours, 8 hours, and 12 hours. The values of zeta potenstial, influence the rheology of fresh mortar. The higher the value of zeta potential, the better the workability obtained. For high volume fly ash mortar the use of lower fly ash percentage and finer particle size increases both the compressive strength and workability. The same trend happened to high volume Sidoarjo mud mortar, although the influence of particle size an compressive strength does not really strong.
Keywords : Rheology, Treatment, Fineness, High-volume
vii
Universitas Kristen Petra
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
ABSTRAK ... v
ABSTRACT ... vi
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR GAMBAR ... x
1. PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 3
1.3. Tujuan Penelitian... 3
1.4. Batasan Penelitian ... 3
1.5. Manfaat Penelitian... 4
2. TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1. Pengertian High Volume Fly ash ... 5
2.2. Pozzolan ... 6
2.3. Lumpur Sidoarjo ... 6
2.3.1. Pengolahan ... 7
2.3.2. Kandungan Senyawa Lumpur Sidoarjo ... 8
2.4. Kehalusan Butiran ... 9
2.5. Zeta Potensial ... 11
2.6. Strength Activity Index ... 12
3. METODE PENELITIAN ... 13
3.1. Umum ... 13
3.2. Material ... 16
3.3. Peralatan ... 17
3.4. Pengujian Sampel ... 17
3.4.1 Uji Kuat Tekan Mortar ... 17
3.4.2 Uji Setting Time ... 18
3.4.3 Uji Zeta Potensial ... 19
3.4.4 Specific Gravity (GS) ... 19
3.5. Analisa Data ... 19
4. Hasil Pengujian dan Analisa ... 22
4.1. Analisa Material ... 22
4.1.1. Analisa Perubahan Fisik ... 22
4.1.2. Analisa XRF ... 22
4.1.3. Analisa XRD ... 23
4.1.4. Analisa Zeta Potensial ... 27
viii
Universitas Kristen Petra
4.1.5. Analisa PSA ... 29
4.1.6. Pengujian Spesific Gravity (GS) ... 31
4.2. Analisa Pengujian Mortar Segar ... 32
4.2.1. Analisa Kebutuhan Superplasticizer ... 32
4.2.2. Analisa Hubungan antara Zeta Potensial dengan Admixture Demand ... 33
4.2.3. Analisa Flow Diameter Loss ... 35
4.2.4. Analisa Konsistensi dan Setting Time Pasta ... 35
4.3. Pengujian Kuat Tekan Mortar ... 41
4.3.1. Pengaruh Kehalusan terhadap Kuat Tekan Mortar ... 43
4.3.2. Pengaruh Prosentase Kadar Terhadap Kuat Tekan Mortar ... 47
4.4. Pengujian Tahap 2 ... 52
4.4.1. Analisa Kebutuhan Superplasticizer Tahap 2 ... 53
4.4.2. Pengujian Kuat Tekan Mortar Tahap 2 ... 53
5. Kesimpulan ... 55
Daftar Pustaka ... 56
Lampiran ... 58
ix
Universitas Kristen Petra
DAFTAR TABEL
2.1. Hubungan antara Variasi Suhu Pembakaran dengan Nilai SAI ... 7
2.2. Hasil Pengujian XRF Lumpur Sidoarjo ... 8
2.3. Nilai Kuat Tekan Mortar dengan Variasi Kehalusan dan Persentase Lumpur Sidoarjo ... 9
2.4. Nilai Hasil Uji Flow Table dengan Variasi Kehalusan dan Kadar Pozzolan .... 9
2.5. Particle Size Analysis Lumpur Sidoarjo ... 10
3.1. Komposisi Mortar dengan Material Pozzolan... 15
4.1. Kandungan Senyawa Pozzolan ... 23
4.2. Komposisi Fasa yang Terbentuk untuk Masing-masing Variabel ... 27
4.3. Nilai Particle Size Analyzer dan SSA ... 31
4.4. Hasil Pengujian Konsistensi Pasta ... 39
4.5. Hasil Uji Setting Time ... 40
4.6 Hasil Kuat Tekan Mortar Semua Variabel. ... 42
x
Universitas Kristen Petra
DAFTAR GAMBAR
2.1 (a) Nilai Flow Fly ash dan Ordinary Portland Cement, (b) Nilai Zeta Potensial
dari Fly ash ... 11
3.1. Gambar Susunan Lumpur Sidoarjo dalam Ruang Pembakaran ... 13
3.2. Mesin Giling Lumpur Sidoarjo ... 13
3.3. Perubahan Bentuk dan Warna Lumpur Sidoarjo ... 14
3.4. Pengujian Beton dan Mortar ... 17
3.5. Vicat Needle ... 18
4.1. Hasil XRD untuk Setiap Material Pozzolan... 24
4.2. Persebaran Fasa padaVariabel Material Fly ash ... 25
4.3. Persebaran Fasa padaVariabel Material Lumpur Sidoarjo ... 25
4.4. Persebaran Fasa padaVariabel Material Semen PPC ... 26
4.5. Alat Getar Ultrasonik ... 28
4.6. Instrumen Zetasizer Nano Series dengan Lokasi Penempatan Sample Uji ... 28
4.7. Muatan Elektron yang Terdapat dalam Masing-masing Variasi... 29
4.8. Grafik Particle Size Analysis Fly ash ... 30
4.9. Grafik Particle Size Analysis Lumpur Sidoarjo ... 30
4.10. Hasil Pengujian Specific Gravity (GS) ... 31
4.11. Kebutuhan Superplasticizer Lumpur Sidoarjo untuk Target Flow 170±10 mm ... 33
4.12. Kebutuhan Superplasticizer Fly ash untuk Target Flow 170±10 mm... 33
4.13. Hubungan Zeta Potensial dengan Kebutuhan Superplasticizer Fly ash ... 34
4.14. Hubungan Zeta Potensial dengan Kebutuhan Superplasticizer Lumpur Sidoarjo ... 34
4.15. Grafik Flow Diameter Loss dengan Fly ash Tanpa Penggilingan ... 36
4.16. Grafik Flow Diameter Loss dengan Fly ash 4 Jam Penggilingan ... 36
4.17. Grafik Flow Diameter Loss dengan Fly ash 8 Jam Penggilingan ... 36
4.18. Grafik Flow Diameter Loss dengan Fly ash 12 Jam Penggilingan ... 37 4.19. Grafik Flow Diameter Loss dengan Lumpur Sidoarjo 4 Jam Penggilingan 37 4.20. Grafik Flow Diameter Loss dengan Lumpur Sidoarjo 8 Jam Penggilingan 38 4.21 Grafik Flow Diameter Loss dengan Lumpur Sidoarjo 12 Jam Penggilingan 38
xi
Universitas Kristen Petra
4.22. Hasil Pengujian Konsistensi Terhadap Pasta ... 39
4.23. Diagram Hasil Uji Setting Time ... 41
4.24. Grafik Peningkatan Kuat Tekan Mortar Variasi Kehalusan Fly ash (Kadar 50%) ... 43
4.25. Grafik Peningkatan Kuat Tekan Mortar Variasi Kehalusan Fly ash (Kadar 55%) ... 44
4.26. Grafik Peningkatan Kuat Tekan Mortar Variasi Kehalusan Fly ash (Kadar 60%) ... 45
4.27. Grafik Peningkatan Kuat Tekan Mortar Variasi Kehalusan Lumpur Sidoarjo (kadar 50%) ... 46
4.28. Grafik Peningkatan Kuat Tekan Mortar Variasi Kehalusan Lumpur Sidoarjo (Kadar 55%)... 46
4.29. Grafik Peningkatan Kuat Tekan Mortar Variasi Kehalusan Lumpur Sidoarjo (Kadar 60%)... 46
4.30. Grafik Peningkatan Kuat Tekan Mortar Fly ash tanpa Penggilingan ... 47
4.31. Grafik Peningkatan Kuat Tekan Mortar Fly ash 4 Jam Penggilingan ... 48
4.32. Grafik Peningkatan Kuat Tekan Mortar Fly ash 8 Jam Penggilingan ... 48
4.33. Grafik Peningkatan Kuat Tekan Mortar Fly ash 12 Jam Penggilingan ... 49
4.34. Grafik Peningkatan Kuat Tekan Mortar Lumpur Sidoarjo 4 Jam Penggilingan ... 50
4.35. Grafik Peningkatan Kuat Tekan Mortar Lumpur Sidoarjo 8 Jam Penggilingan ... 50
4.36. Grafik Peningkatan Kuat Tekan Mortar Lumpur Sidoarjo 12 Jam Penggilingan ... 50
4.37. Diagram Kuat Tekan Mortar pada Umur 28 Hari ... 51
4.38. Diagram Kuat Tekan Mortar pada Umur 56 Hari ... 51
4.39 Diagram Kuat Tekan Mortar pada Umur 90 Hari ... 52
4.40. Kebutuhan Superplasticizer Lumpur Sidoarjo untuk Target Flow 170±10 mm ... 53
4.41. Grafik Peningkatan Kuat Tekan Mortar Variasi Kehalusan Lumpur (Kadar 50%) Tahap 2 ... 54
4.42. Diagram Kuat Tekan Mortar pada Umur 28 Hari ... 54
