1
TUGAS AKHIR RC14 - 1501
STUDI KARAKTERISASI MATERIAL
FLY ASH
TERHADAP KEMAMPUAN PASTA
GEOPOLYMER
ADHITYA LEONARD WIJAYA NRP. 3113 100 076
Dosen Pembimbing I
Dr. Eng. Januarti Jaya Ekaputri, ST. MT
Dosen Pembimbing II Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA.
Jurusan Teknik Sipil
TUGAS AKHIR RC14 - 1501
STUDI KARAKTERISASI MATERIAL
FLY ASH
TERHADAP KEMAMPUAN PASTA
GEOPOLYMER
ADHITYA LEONARD WIJAYA NRP. 3113 100 076
Dosen Pembimbing I
Dr. Eng. Januarti Jaya Ekaputri, ST. MT
Dosen Pembimbing II Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA.
Jurusan Teknik Sipil
3 FINAL PROJECT RC14 - 1501
CHARACTERIZATION OF INDONESIAN FLY
ASHES FOR GEOPOLYMER PASTE
ADHITYA LEONARD WIJAYA NRP. 3113 100 076
Supervisor I
Dr. Eng. Januarti Jaya Ekaputri, ST. MT
Supervisor II
Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA.
Department of Civil Engineering
ii
STUDI KARAKTERISASI MATERIAL
FLY ASH
TERHADAP KEMAMPUAN PASTA
GEOPOLYMER
Nama mahasiswa : Adhitya Leonard Wijaya
NRP : 3113100076
Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS
Dosen Pembimbing : 1. Dr. Eng. Januarti Jaya Ekaputri, ST. MT
2. Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA.
Abstrak
Fly ash umumnya digunakan sebagai material pengikat
pada campuran geopolymer. Pada studi ini digunakan sampel fly
ash dari beberapa PLTU yang ada di Indonesia. Fly ash memiliki
banyak variasi yang didasari berbagai macam faktor. Sayangnya masih belum ada suatu standar tertentu yang mengatur penggunaan
fly ash sebagai binder beton geopolymer.
Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari lebih jauh dan mengkategorikan fly ash berdasarkan sifat fisik maupun kimianya. Terdapat delapan jenis sampel fly ash yang digunakan untuk
membuat pasta geopolymer. Rasio yang digunakan disamakan
dengan perbandingan fly ash dan alkali activator adalah 65 : 35. Pengujian tekan dilakukan pada usia tiga hari, tujuh hari, 14 hari, 21 hari, 28 hari dan 56 hari untuk mengetahui perkembangan kuat tekan pasta.
iii
CHARACTERIZATION OF INDONESIAN FLY
ASHES FOR GEOPOLYMER PASTE
Student Name : Adhitya Leonard Wijaya ID Number : 3113100076
Department : Civil Engineering FTSP-ITS Supervisor : 1. Dr. Eng. Januarti Jaya Ekaputri,
ST. MT
2. Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA.
Abstract
In general, fly ash is often used as a binder in geopolymer mixture. In this paper, sample of fly ash was collected from several Indonesian power plants. The variation of fly ash depends on many factors. Unfortunately, there is no standardization of fly ash used for geopolymer binder.
This experiment was conducted to study and categorize fly ashes both by assessing their physical and chemical character. There were eight samples of fly ash to make geopolymer pastes. Ratio of fly ash to alkali activator was kept constant at 65 : 35. Compression test was conducted at three days, seven days, 14 days, 21 days, 28 days, and 56 days to know the strength development of each samples.
The result suggest that the content of CaO in fly ash will affect time of setting and early strength development of pastes. Fly ash with CaO percentage more than 10% can attain 54% of compressive strength only in 3 days. Ratio of Si to Al also will contribute on strength of pastes. Pastes can reach range of 44.39 MPa to 50.30 MPa in 28 days when the ratio of Si to Al between 1.875 to 2.078.
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat-Nya yang luar biasa sehingga Laporan Tugas Akhir yang berjudul “Analisa Sifat Mekanik Beton Geopolimer Pasca Bakar” dapat terselesaikan tepat pada waktunya.
Selama penyusunan tugas akhir ini tentu banyak kesulitan yang dialami oleh penulis. Namunkesulitan itu mampu diatasi terutama karena bantuan orang-orang di sekitar penulis, Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua, kakak saya beserta seluruh keluarga yang telah memberi motivasi dan semangat kepada penulis
2. Ibu Dr. Eng. Januarti Jaya Ekaputri, ST, MT. dan ibu Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA atas bimbingannya yang telah banyak memberikan arahan dan petunjuk dalam penyusunan proyek akhir ini.
3. Rekan di NASDEQ, Ilham, dan seluruh teman saya yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu atas bantuannya dalam mengerjakan tugas akhir dan memberi masukan yang membangun.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan dan masih jauh dari sempurna, untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan Laporan Tugas Akhir ini.
Akhir kata, semoga apa yang kami sajikan dapat memberikan manfaat bagi pembaca dan semua pihak.
v
DAFTAR ISI
Abstrak ... ii
Abstract ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI... v
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR TABEL ... xiii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 4
1.3 Tujuan ... 5
1.4 Batasan Masalah ... 5
1.5 Manfaat ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 7
2.1 Umum ... 7
2.2 Fly Ash ... 7
2.3 Karakteristik Fly Ash ... 9
2.4 Alkali Aktivator ... 10
2.5 Strength Development ... 12
2.6 Setting Time ... 15
2.7 Pengkondisian Range untuk Setting Time ... 17
BAB III METODOLOGI ... 19
vi
3.2 Studi Literatur ... 20
3.3 Persiapan Bahan ... 21
3.3.1 Fly Ash ... 21
3.3.2 Alkali Aktivator ... 26
3.4 Pembuatan Benda Uji Pasta Geopolymer ... 26
3.5 Tes Tekan Benda Uji Pasta Geopolymer ... 28
3.6 Tes Setting Time Pasta Geopolymer ... 29
3.7 Kontrol Kualitas Benda Uji dengan Standar Deviasi .. 30
3.8 Analisa Data ... 31
3.9 Kesimpulan ... 31
3.10 Jadwal Kegiatan Penyusunan Tugas Akhir ... 32
BAB IV HASIL ANALISA & PEMBAHASAN ... 33
4.1 Umum ... 33
4.2 Hasil Tes Material Fly Ash ... 33
4.2.1 Hasil Tes Berat Jenis Fly Ash (ASTM C188-95) ... 35
4.2.2 Hasil Tes Berat Volume Fly Ash (ASTM C28) ... 36
4.2.3 Hasil Tes pH Fly Ash ... 37
4.2.4 Hasil Analisa XRF Fly Ash ... 38
4.3 Analisa Kandungan SiO2, Al2O3, Na2O, dan H2O pada Pasta ... 40
4.4 Hasil Tes Setting Time (ASTM C-191) ... 48
4.5 Pengetesan Kuat Tekan Pasta ... 49
vii
4.7 Analisa Pengaruh pH terhadap Kuat Tekan Pasta dan
Setting Time ... 61
4.7.1 Pengaruh Na2O Terhadap pH Fly Ash ... 64
4.7.2 Pengaruh K2O Terhadap pH Fly Ash ... 65
4.7.3 Pengaruh MgO ... 67
4.7.3 Pengaruh Berat Jenis ... 68
4.8 Analisa Pengaruh Kandungan CaO terhadap Kuat Tekan Pasta dan Setting Time ... 76
4.8.1 Pengaruh CaO terhadap Kuat Tekan Pasta Geopolymer ... 76
4.8.2 Pengaruh CaO terhadap Setting Time Fly Ash ... 82
4.9 Analisa Pengaruh Kandungan Na2O, K2O, dan MgO terhadap Setting Time Pasta ... 87
4.9.1 Pengaruh Na2O terhadap Setting Time Pasta ... 87
4.9.2 Pengaruh K2O terhadap Setting Time Pasta ... 89
4.9.3 Pengaruh MgO terhadap Setting Time Pasta ... 90
4.10 Analisa Pengaruh Komposisi Oksida terhadap Kuat Tekan Pasta ... 92
4.10.1 Pengaruh Si/Al terhadap Kuat Tekan Pasta Geopolymer ... 92
4.10.2 Pengaruh SiO2/Al2O3 terhadap Kuat Tekan Pasta Geopolymer ... 98
4.10.3 Pengaruh H2O/Na2O terhadap Kuat Tekan Pasta Geopolymer ... 100
viii
4.10.5 Pengaruh SiO2/Fe2O3 terhadap Kuat Tekan Pasta
Geopolymer ... 106
4.10.6 Pengaruh MgO/SiO2 terhadap Kuat Tekan Pasta Geopolymer ... 110
4.10.7 Pengaruh Na/Al terhadap Kuat Tekan Pasta Geopolymer ... 112
4.11 Analisa Pengaruh Kehalusan Fly Ash terhadap Kuat Tekan Pasta ... 114
4.12 Hasil Tes Reactivity ... 118
4.13 Pemanfaatan Fly Ash Sebagai Material Hijau Ramah Lingkungan ... 120
BAB V KESIMPULAN & SARAN ... 123
5.1 Kesimpulan ... 123
5.2 Saran ... 124
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Hasil SEM Fly Ash (Yu et al., 2014) ... 8
Gambar 2. 2 Hubungan Kuat Tekan dengan Perbandingan Aktivator Geopolymer (Risdanareni, Triwulan, & Ekaputri, 2014) ... 11
Gambar 2. 3 Hubungan Specific Gravity vs Kekuatan Tekan Beton (Nurwidayati et al., 2016) ... 12
Gambar 2. 4 Hubungan Specific Surface Area vs Kuat Tekan Beton (Antoni et al., 2016) ... 13
Gambar 2. 5 Hubungan pH Fly Ash & Kandungan CaO Fly Ash (Antoni et al., 2015) ... 14
Gambar 2. 6 Hubungan Kandungan CaO Fly Ash & Kuat Tekan Beton Geopolymer (Antoni et al., 2016) ... 15
Gambar 2. 7 Hubungan Setting Time dengan Kadar CaO dan MgO (Antoni et al., 2016) ... 15
Gambar 2. 8 Hubungan Kadar CaO Fly Ash dengan Kuat Tekan dan Setting Time (Diaz et al., 2010) ... 16
Gambar 2. 9 Hubungan Luas Permukaan Partikel Fly Ash dengan Setting Time (Antoni et al., 2016) ... 17
Gambar 3. 1 Flowchart Pengerjaan Tugas Akhir ... 20
Gambar 4. 1 Warna Sampel Fly Ash ... 34
Gambar 4. 2 Grafik Kuat Tekan Pasta Geopolymer ... 52
Gambar 4. 3 Grafik Persentase Kuat Tekan Pasta Terhadap Usia 28 Hari ... 54
x
Gambar 4. 5 Grafik Korelasi Kuat Tekan 56 hari & Berat Jenis
Fly Ash ... 56
Gambar 4. 6 Grafik Korelasi Kuat Tekan 28 hari & Berat Volume Fly Ash ... 57
Gambar 4. 7 Grafik Korelasi Kuat Tekan 56 hari & Berat Volume Fly Ash ... 57
Gambar 4. 8 Grafik Hubungan Kuat Tekan 28 hr & Rasio Berat Volume/Berat Jenis Fly Ash ... 60
Gambar 4. 9 Garfik Hubungan Kuat Tekan 56 hr & Rasio Berat Volumes/Berat Jenis Fly Ash ... 60
Gambar 4. 10 Grafik Hubungan pH Fly Ash & Kadar CaO Fly Ash ... 63
Gambar 4. 11 Grafik Hubungan pH Fly Ash dan kadar Na2O Fly Ash ... 65
Gambar 4. 12 Grafik Hubungan pH Fly Ash dan kadar K2O Fly Ash ... 66
Gambar 4. 13 Grafik Hubungan pH Fly Ash dan Kadar MgO Fly Ash ... 68
Gambar 4. 14 Grafik Hubungan pH Fly Ash dan Berat Jenis Fly Ash ... 69
Gambar 4. 15 Garfik Hubungan pH dan CaO/Berat Jenis ... 71
Gambar 4. 16 Hubungan pH Fly Ash dan CaO Fly Ash (CaO FA
Gambar 4. 20 Hubungan pH dan Final Setting Time... 75
Gambar 4. 21 Hubungan CaO Fly Ash dan Kuat Tekan Pasta 3 hari ... 78
xi
Gambar 4. 23 Hubungan CaO Fly Ash dan Kuat Tekan Pasta 14 hari ... 79 Gambar 4. 24 Hubungan CaO Fly Ash dan Kuat Tekan Pasta 21 hari ... 79 Gambar 4. 25 Hubungan CaO Fly Ash dan Kuat Tekan Pasta 28 hari ... 80 Gambar 4. 26 Hubungan CaO Fly Ash dan Kuat Tekan Pasta 56 hari ... 80 Gambar 4. 27 Hubungan CaO Fly Ash dan Initial Setting Time 84 Gambar 4. 28 Hubungan CaO Fly Ash dan Final Setting Time . 84
Gambar 4. 29 Grafik Hubungan Na2O Fly Ash dan Final Setting
Time ... 88
Gambar 4. 30 Grafik Hubungan K2O Fly Ash dan Final Setting
Time ... 90 Gambar 4. 31 Grafik Hubungan MgO Fly Ash dan Final Setting Time ... 91 Gambar 4. 32 Grafik Hubungan Si/Al dan Kuat Tekan Pasta 3 hari ... 94 Gambar 4. 33 Grafik Hubungan Si/Al dan Kuat Tekan Pasta 7 hari ... 94 Gambar 4. 34 Grafik Hubungan Si/Al dan Kuat Tekan Pasta 14 hari ... 95 Gambar 4. 35 Grafik Hubungan Si/Al dan Kuat Tekan Pasta 21 hari ... 95 Gambar 4. 36 Grafik Hubungan Si/Al dan Kuat Tekan Pasta 28 hari ... 96 Gambar 4. 37 Grafik Hubungan Si/Al dan Kuat Tekan Pasta 56 hari ... 96
Gambar 4. 38 Grafik Hubungan SiO2/Al2O3 dan Kuat Tekan 28
hari ... 99
Gambar 4. 39 Grafik Hubungan SiO2/Al2O3 dan Kuat Tekan 56
xii
Gambar 4. 40 Grafik Hubungan H2O/Na2O dan Kuat Tekan 28
hari ... 101
Gambar 4. 41 Grafik Hubungan H2O/Na2O dan Kuat Tekan 56
hari ... 101
Gambar 4. 42 Grafik Hubungan Na2O/SiO2 dan Kuat Tekan 28
hari ... 104
Gambar 4. 43 Grafik Hubungan Na2O/SiO2 dan Kuat Tekan 56
hari ... 104
Gambar 4. 48 Grafik Hubungan Rasio MgO/SiO2 dengan Kuat
Tekan 28 hari ... 111
Gambar 4. 49 Grafik Hubungan Rasio MgO/SiO2 dengan Kuat
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Kandungan Material Fly Ash ... 9
Tabel 2. 2 Hubungan Kuat Tekan dengan Kadar Molaritas Aktivator (Ekaputri & Triwulan, 2013) ... 11
Tabel 3. 1 Standar Deviasi Kontrol pada Beton (SNI 03-6813-2002) ... 30
Tabel 3. 2 Jadwal Kegiatan Penyusunan Tugas Akhir ... 32
Tabel 4. 1 Kode Material Fly Ash... 33
Tabel 4. 2 Perhitungan Berat Jenis Fly Ash ... 35
Tabel 4. 3 Perhitungan Berat Volume Fly Ash ... 37
Tabel 4. 4 Hasil Pengetesan pH Fly Ash ... 37
Tabel 4. 5 Komposisi Kimia Fly Ash (% massa) ... 38
Tabel 4. 6 Komposisi Material Pasta Geopolymer ... 40
Tabel 4. 7 Jumlah Kandungan Oksida Fly Ash ... 46
Tabel 4. 8 Perbandingan Oksida Pasta Geopolymer ... 47
Tabel 4. 9 Waktu Setting Time Pasta Geopolymer ... 48
Tabel 4. 10 Kuat Tekan Pasta Geopolymer ... 50
Tabel 4. 11 Persentase Kuat Tekan Pasta Terhadap Usia 28 Hari ... 53
Tabel 4. 12 Korelasi Kuat Tekan Pasta dengan Berat Jenis & Berat Volume Fly Ash ... 55
Tabel 4. 13 Hubungan Kuat Tekan & Rasio Berat Volume/Berat Jenis Fly Ash ... 59
Tabel 4. 14 Hubungan pH Fly Ash & Kadar CaO Fly Ash ... 62
Tabel 4. 15 Hubungan Kadar Na2O Fly Ash dan pH Fly Ash .... 64
xiv
Tabel 4. 17 Hubungan Kadar MgO Fly Ash dan pH Fly Ash ... 67
Tabel 4. 18 Hubungan pH Fly Ash dan Berat Jenis Fly Ash ... 69
Tabel 4. 19 Hubungan pH Fly Ash dan Rasio CaO/Berat Jenis Fly Ash ... 70
Tabel 4. 20 Hubungan pH dengan Kuat Tekan & Final Setting Time ... 73
Tabel 4. 21 Hubungan CaO dengan Kuat Tekan Pasta ... 76
Tabel 4. 22 Hubungan CaO dan Setting Time ... 83
Tabel 4. 23 Hubungan Na2O dan Setting Time... 87
Tabel 4. 24 Hubungan K2O dan Setting Time ... 89
Tabel 4. 25 Hubungan MgO dan Setting Time ... 91
Tabel 4. 26 Hubungan Si/Al dan Kuat Tekan Pasta... 93
Tabel 4. 27 Hubungan SiO2/Al2O3 dan Kuat Tekan Pasta ... 98
Tabel 4. 28 Hubungan H2O/Na2O dan Kuat Tekan Pasta ... 100
Tabel 4. 29 Hubungan Na2O/SiO2 dan Kuat Tekan Pasta ... 103
Tabel 4. 30 Hubungan SiO2/Fe2O3 dan Kuat Tekan Pasta ... 106
Tabel 4. 31 Hubungan MgO/SiO2 Terhadap Kuat Tekan ... 110
Tabel 4. 32 Hubungan Na/Al dan Kuat Tekan Pasta ... 112
Tabel 4. 33 Hubungan Kehalusan (% Tertahan) dan Kuat Tekan Pasta ... 114
Tabel 4. 34 Perbandingan Kuat Tekan Pasta Umur 28 Hari Fly Ash Diayak dan Tidak Diayak ... 117
Tabel 4. 35 Hasil Kuat Tekan Dry Mix Silica Fume ... 118
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Dunia telah mengenal penggunaan semen sejak zaman Romawi (1500 – 1100 SM). Semen pertama kali ditemukan di Kota Pozzuoli, dekat Teluk Napoli dan disebut dengan bubuk pozzuolana. Sejak saat itu teknologi semen terus berkembang dari masa ke masa hingga menghasilkan semen Portland yang umum digunakan sekarang ini.
Semen menjadi material utama yang sangat dibutuhkan dalam proses pengerjaan konstruksi. Semen dibutuhkan dalam proses pembuatan beton. Semen bertindak sebagai binder bagi agregat yang menyusun beton. Beton acap kali digunakan sebagai material proyek konstruksi. Mulai dari pembangunan bangunan sederhana semacam rumah tinggal, bendungan, hingga bangunan tingkat tinggi mayoritas menggunakan beton sehingga berimbas pada jumlah produksi semen yang terus meningkat untuk memenuhi kebutuhan pasar. Dengan tingginya permintaan pasar produksi semen PT Semen Indonesia di tahun 2015 mencapai angka 28,6 juta ton.(PT Semen Indonesia, 2016)
sekitar 25% emisi gas CO2 yang berperan besar
terhadap terjadinya global warming.( Inventory of US
Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990–2012)
Melihat permasalahan tersebut timbul suatu gagasan untuk mereduksi ketergantungan semen pada proses pembangunan proyek konstruksi. Gagasan itu
adalah penggunaan beton geopolymer. Beton
geopolymer adalah beton yang pembuatannya sama sekali tanpa menggunakan semen. Bahan semen diganti menggunakan alkali activator dan fly ash.
Dengan penggunaan beton geopolymer tingkat
produksi semen dapat direduksi secara signifakan dan tingkat global warming dapat ditekan.
Fly ash yang digunakan sebagai material beton
geopolymer merupakan limbah hasil pembakaran batu bara. Fly ash banyak dihasilkan di PLTU milik PLN yang menggunakan batu bara, ataupun sumber lainnya. Di Indonesia berdasarkan data yang dirilis, pada tahun 2014 terdapat sekitar 86 PLTU yang beroperasi dengan rincian sebanyak 48 PLTU berada di Pulau Jawa dan 38 lainnya tersebar di luar Jawa. (Statistik Ketenagalistrikan, 2015)
Permasalahan yang ada di lapangan adalah jenis fly
ash yang dihasilkan dari masing-masing PLTU
berbeda satu sama lain. Terdapat 2 jenis fly ash yang dihasilkan yaitu tipe F dan tipe C. Kandungan zat yang terdapat di dalam fly ash yang dihasilkan oleh masing-masing PLTU pun tidak sama. Hal ini berimbas pada
sulitnya menentukan komposisi terbaik mix design
beton geopolymer serta penentuan jenis fly ash untuk
menghasilkan beton geopolymer yang paling optimal
Guna mengetahui karakterisasi fly ash terhadap
kemampuan beton geopolymer dapat dilakukan
penelitian yang lebih sederhana dengan memanfaatkan benda uji pasta geopolymer. Sampai sekarang belum terdapat aturan mix design tentang pasta geopolymer. Melalui penelitian menggunakan benda uji pasta
geopolymer akan didapatkan data-data lebih lanjut mengenai karakterisasi fly ash yang ada di Indonesia. Studi karakterisasi fly ash ini akan berguna dalam
upaya pengembangan material geopolymer di dunia
teknik sipil.
Secara lebih rinci berdasarkan penelitian
sebelumnya telah diketahui bahwa kandungan kimia
pada fly ash akan mempengaruhi hasil benda uji
geopolymer. Kandungan kimia utama yang menjadi
penentu sifat-sifat geopolymer diantaranya adalah
SiO2, Na2O, CaO, Al2O3, dan lain-lain. Kandungan SiO2 dan Al2O3 akan berpengaruh pada kuat tekan
geopolymer sedangkan CaO merupakan salah satu zat
yang dianggap mengganggu dalam pasta geopolymer
karena membuat setting time menjadi lebih cepat.
Semakin besar kandungan Silika maka semakin besar pula strength yang mampu dihasilkan dengan waktu
setting time yang lebih panjang.
Hingga kini baru beberapa ada beberapa peraturan komposisi untuk perencanaan material geopolymer. Salah satunya adalah Concrete Institute of Australia.
Disana dijelaskan bahwa geopolymer akan
menghasilkan kekuatan yang optimum apabila perbandingan SiO2/Na2O antara 0.5 < SiO2/Na2O < 1.5. Namun belum ada pengkondisian yang jelas terkait kekuatan yang mampu dicapai dan pengaruh
geopolymer seperti setting time, dan workability. Peraturan dari Australia ini juga kurang sesuai apabila dipergunakan di Indonesia karena jenis sampel fly ash yang ada di Indonesia cenderung variatif dengan kombinasi tipe F dan C serta memiliki banyak kandungan zat besi yang berbeda dengan jenis sampel di Australia yang cenderung rendah kalsium dan tidak mengandung banyak zat besi.
Atas dasar tersebut penelitian lebih jauh perlu dilakukan untuk mengembangkan informasi secara lebih lanjut terkait faktor-faktor apa saja yang nantinya akan berpengaruh terhadap geopolymer. Dengan mengetahui hal tersebut maka dapat dihasilkan suatu referensi baru untuk pengembangan dan pemanfaatan
material geopolymer secara umum di kehidupan kita.
1.2 Perumusan Masalah
Perumusan masalah dari Tugas Akhir ini adalah :
1. Apa kandungan kimia yang terdapat pada
masing-masing fly ash yang digunakan dalam pembuatan
benda uji pasta geopolymer?
2. Bagaimana pengaruh sifat kimia fly ash yang
berbeda terhadap setting time, kekuatan tekan, dan workability pasta geopolymer?
3. Bagaimana pengaruh sifat fisik fly ash yang
1.3 Tujuan
Tujuan dari tugas akhir ini adalah :
1. Mengetahui kandungan kimia yang terdapat pada
fly ash yang digunakan.
2. Mengetahui pengaruh sifat kimia fly ash terhadap
setting time, kekuatan tekan, dan workability pasta
geopolymer.
3. Mengetahui pengaruh sifat fisik fly ash terhadap
setting time, kekuatan tekan, dan workability pasta
geopolymer
1.4 Batasan Masalah
Batasan masalah dari tugas akhir ini adalah :
1. Hanya digunakan 1 jenis komposisi mix design
dalam pembuatan sampel pasta geopolymer.
2. Jenis sampel fly ash yang digunakan adalah
sejumlah 8 yang berasal dari berbagai sumber PLTU.
1.5 Manfaat
Manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Memberikan sumbangsih terhadap pengembangan
material geopolymer.
2. Pemanfaatan limbah untuk mengurangi tingkat
pencemaran.
3. Mereduksi penggunaan semen dengan
memberikan informasi mengenai pemanfaatan
beton geopolymer sebagai pengganti beton
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum
Secara umum pada bab ini akan menjelaskan penggunaan fly ash pada beton geopolymer. Meliputi
diantaranya kandungan material yang terdapat pada fly
ash, sifat-sifat fly ash, pengaruh alkali aktivator bagi campuran beton geopolymer serta penelitian terdahulu terkait penggunaan fly ash pada beton.
2.2 Fly Ash
Fly Ash (Abu Terbang) adalah salah satu substansi sisa yang dihasilkan oleh proses pembakaran batu bara.
Fly ash sekarang banyak dikembangkan untuk
digunakan sebagai material substitusi semen pada pembuatan beton. Fly ash digunakan karena memiliki keunggulan daya lekat yang kuat akibat pengaruh dari kandungan silika dan alumina dengan kadar kapur yang rendah. Abu terbang sendiri tidak memiliki kemampuan mengikat seperti halnya semen. Tetapi dengan kehadiran air dan ukuran partikelnya yang halus, oksida silika yang dikandung oleh abu terbang akan bereaksi secara kimia dengan kalsium hidroksida yang terbentuk dari proses hidrasi semen dan menghasilkan zat yang
memiliki kemampuan mengikat. Material fly ash
Gambar 2. 1 Hasil SEM Fly Ash (Yu et al., 2014)
Fly ash yang dihasilkan sebagai dari sisa pembakaran batu bara memiliki kandungan kimia maupun sifat fisik yang bermacam-macam. Menurut ASTM C618 fly ash dapat dikategorikan ke dalam 2 kelas berdasarkan jenis bahan bakar yang digunakan yaitu :
• Kelas F : Fly ash yang mengandung CaO < 10 %, yang di hasilkan dari pembakaran batu bara jenis
anthracite atau bitumen.
• Kelas C : Fly ash yang mengandung CaO >10% yang di hasilkan dari pembakaran batu bara jenis
lignite atau sub bitumen.
Penjelasan lebih lengkap terkait kandungan yang terdapat pada masing-masing tipe fly ash dapat dilihat
Tabel 2. 1 Kandungan Material Fly Ash
ASTM C618
2.3 Karakteristik Fly Ash
Fly ash berperan sebagai binder dalam pembuatan
beton geopolymer. Untuk menunjang peran tersebut ada
beberapa syarat yang harus terpenuhi dari jenis fly ash
yang digunakan. Apabila jenis fly ash yang digunakan
tidak sesuai kriteria maka akan berdampak pada beton
geopolymer yang dihasilkan. Dampak yang dapat diamati adalah penurunan daya ikat molekul pada beton
geopolymer. Penurunan daya ikat tersebut akan
membuat beton geopolymer tidak dapat bereaksi,
kekuatannya menurun, atau yang paling parah gagal terbentuk.
COMPOUND F C
Chemical
SiO2 + Al2O3 +Fe2O3 min % 70 50
SO3 max % 5 5
Moisture Content max % 3 3
Loss of Ignition max % 6 6
Physical
Available Alkalies max % 1.5 1.5
Finesses + 325 Mesh max % 34 34
Strength Activity min % 75 75
Water Requirement max % 105 105
Uniformity
Density max % 5 5
Retained on 45-μm
Beberapa sifat yang dapat dianalisa pada fly ash
yang akan digunakan adalah sebagai campuran : Sifat Fisik Fly ash
1. Kehalusan 2. Berat jenis fly Ash
3. Time setting 4. Susunan partikel
Sifat Kimia Fly ash 1. Kadar keasaman (pH) 2. Komposisi oksida 3. Kandungan mineral 2.4 Alkali Aktivator
Alkali aktivator yang digunakan dalam studi beton
geopolymer terdiri atas campuran NaOH dan Na2SiO3. NaoH berperan mereaksikan senyawa Al dan Si dalam
fly ash sehingga mampu menghasilkan ikatan polimer yang kuat. (Ahmad & Hidjan, 2012).
Na2SiO3 atau biasa dikenal dengan sodium silikat merupakan salah satu larutan alkali yang berperan penting dalam proses polimerisasi karena mampu mempercepat reaksi polimerisasi (Ahmad & Hidjan, 2012).
Pada studi terdahulu mengenai beton geopolymer
dihasilkan sejumlah data terkait kekuatan tekan dari
beton geopolymer. Kekuatan tekan yang dihasilkan
No Molaritas aktivator Nilai Kuat Tekan rata-rata beton (MPa)
1 8 47.7
2 10 48.6
3 12 27.2
4 14 51.2
digunakan sebesar 12 Molar justru terjadi penurunan kuat tekan beton.
Tabel 2. 2 Hubungan Kuat Tekan dengan Kadar Molaritas Aktivator (Ekaputri & Triwulan, 2013)
Dalam penelitian lainnya berdasarkan pengaruh
perbedaan perbandingan jumlah Na2SiO3/NaOH
didapati pula perbedaan kekuatan tekan beton
geopolymer. Seperti terlihat pada gambar 2.2 dengan
semakin meningkatnya nilai perbandingan
Na2SiO3/NaOH maka nilai kuat tekan yang dihasilkan menjadi lebih besar pula.
Gambar 2. 2 Hubungan Kuat Tekan dengan Perbandingan Aktivator Geopolymer (Risdanareni,
2.5 Strength Development
Strength development selain dipengaruhi oleh aktivator juga dipengaruhi oleh sifat fisik maupun sifat kimia dari fly ash yang digunakan sebagi campuran
geopolymer. Sifat fisik fly ash yang mampu
mempengaruhi kekuatan tekan dari beton geopolymer
diantaranya adalah adalah berat jenis (specific gravity) dan kehalusan bahan.
Pengaruh dari specific gravity terhadap kekuatan tekan beton geopolymer dijelaskan melalui gambar 2.3. Terlihat dengan semakin besar nilai specific gravity dari
fly ash maka semakin besar pula kuat tekan beton
geopolymer yang dihasilkan. Hal ini dapat terjadi karena dengan semakin tingginya nilai specific gravity maka partikel fly ash akan semakin padat sehingga memberikan dampak terhadap peningkatan kuat tekan dari beton geopolymer itu sendiri.
Gambar 2. 3 Hubungan Specific Gravity vs Kekuatan
Faktor kehalusan juga dapat mempengaruhi kuat tekan beton geopolymer. Semakin halus material fly ash yang digunakan maka semakin besar pula luas permukaan dari butiran-butiran fly ash tersebut.
Bedasarkan gambar 2.4 dapat dilihat pengaruh
besarnya luas permukaan (specific surface area)
terhadap peningkatan kuat tekan beton geopolymer. Melalui penelitian tersebut didapati bahwa apabila fly
ash yang digunakan lebih halus (luas permukaan butiran
lebih besar) maka kekuatan beton geopolymer yang
dihasilkan akan menjadi lebih besar pula.
Gambar 2. 4 Hubungan Specific Surface Area vs Kuat
Tekan Beton (Antoni et al., 2016)
Sedangkan dari peninjauan sifat kimia fly ash
didapatkan beberapa hasil penelitian terkait beberapa faktor yang mampu mempengaruhi kuat tekan beton
Dari penelitian terdahulu didapatkan hasil bahwa tingkat pH yang dimiliki material fly ash dipengaruhi oleh kandungan CaO yang terdapat di dalam fly ash. Seperti terlihat pada gambar 2.5 semakin tinggi kadar
CaO yang terkandung dalm material fly ash maka fly
ash semakin bersifat basa atau pH material fly ash
semakin besar. (Antoni dkk, 2015). Kandungan CaO
pada material fly ash juga berdampak secara langsung
terhadap kekuatan tekan beton geopolymer. Semakin tinggi kandungan CaO maka semakin tinggi pula kuat tekan beton yang dihasilkan. (Antoni dkk., 2016). Penjelasan terkait pengaruh kandungan CaO pada fly ash terhadap kuat tekan beton geopolymer dapat dilihat pada gambar 2.6 dibawah.
Gambar 2. 5 Hubungan pH Fly Ash & Kandungan CaO Fly
Gambar 2. 6 Hubungan Kandungan CaO Fly Ash & Kuat
Tekan Beton Geopolymer (Antoni et al., 2016)
2.6 Setting Time
Setting time dari pasta geopolymer dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu kandungan kimia yang terdapat dalam fly ash yang digunakan terutama senyawa CaO dan sifat fisik material fly ash terutama terkait kehalusan material. (Antoni dkk., 2016) Kandungan oksida kimia yang terdapat dalam fly ash seperti CaO dan MgO dapat
mempengaruhi kecepatan setting time dari pasta
geopolymer. Semakin tinggi kandungan CaO dan MgO dalam fly ash semakin cepat pula setting time dari pasta
geopolymer. Hal ini seperti terlihat pada gambar 2.7 berikut.
Gambar 2. 7 Hubungan Setting Time dengan Kadar CaO
Penelitian lain dari Diaz et al. tahun 2010 juga menjelaskan kecenderungan yang sama terkait pengaruh kadar CaO pada fly ash terhadap waktu setting time dan juga kuat tekan benda uji. Seperti dapat dilihat pada gambar 2.8 dengan semakin tingginya kadar CaO pada fly ash maka semakin tinggi kuat tekannya dan waktu setting time-nya semakin cepat. Yang perlu diberikan perhatian secara khusus adalah ketika kadar CaO pada fly ash yang dipakai lebih dari 20% setting time akan terjadi sangat cepat, kurang lebih 3 menit.
Gambar 2. 8 Hubungan Kadar CaO Fly Ash dengan Kuat
Tekan dan Setting Time (Diaz et al., 2010)
Sifat fisik turut serta mempengaruhi lama setting time dari pasta geopolymer. Kehalusan material fly ash
yang digunakan turut serta menentukan lama setting time dari pasta geopolymer. Semakin halus partikel maka akan semakin besar pula nilai luas permukaan partikel. Kemudian seperti tampak pada gambar 2.9
dengan semakin besar nilai luas permukaan partikel fly
Gambar 2. 9 Hubungan Luas Permukaan Partikel Fly Ash
dengan Setting Time (Antoni et al., 2016)
2.7 Pengkondisian Range untuk Setting Time
Untuk pengkondisian kekuatan dan setting time dari
geopolymer sendiri dilakukan berdasarkan patokan
range dari semen hidrolis. Hal ini mengacu pada
ASTM C 191 untuk setting time dan ASTM C 109
untuk kuat tekan.
Berdasarkan ASTM C 191 setting time dari semen
dibagi menjadi 2 yaitu initial setting time dan final setting time. Initial setting time adalah waktu ketika alat vicat menunjukkan angka penetrasi kurang dari 25 mm sedangkan final setting time ketika penetrasi mencapai 0 mm. Dari data ASTM C 191 didapatkan
range berikut :
93,3 menit < Initial Setting Time < 161,7 menit
BAB III METODOLOGI
Metodologi disusun untuk mempermudah
pelaksanaan studi, guna memperoleh pemecahan masalah sesuai dengan studi yang telah ditetapkan melalui prosedur kerja yang sistematis, teratur dan tertib, sehingga dapat dipertanggungjawabkan secara ilmiah.
3.1 Flowchart
Berikut merupakan diagram alir proses pengerjaan tugas akhir dengan judul Studi Karakterisasi Material
Fly Ash Terhadap Kemampuan Beton Geopolymer,
seperti terlihat pada gambar 3.1
MULAI
Lolos Ayakan No. 200 Uji Berat Jenis &
Berat Volume Fly Ash
Uji
Reactivity
Uji Kehalusan
A
Bahan :
- Fly Ash 65% - Alkali Aktivator 35%
Benda Uji Kuat Tekan = Silinder (d = 2 cm, t = 4 cm) Terdiri atas 6 benda uji untuk masing-masing pengetesan
Na2SiO3/NaOH = 2
Tes Tekan Benda Uji umur 3, 7, 14, 21, 28, 56 hari
Kontrol Kualitas Benda Uji dengan Standar Deviasi
Analisa Data
Kesimpulan
SELESAI
Pengujian Setting Time Pasta Geopolymer
Lanjutan Gambar 3.1 Flowchart Pengerjaan Tugas Akhir
3.2 Studi Literatur
Sumber Literatur yang digunakan meliputi buku referensi, laporan atau studi yang terkait dengan
penggunaan material fly ash pada beton geopolymer
mengenai :
2. Karakterisasi pasta geopolymer
3. Faktor yang mempengaruhi kuat tekan dan setting
time pasta geopolymer
4. Pengaruh difat fisik dan kimia fly ash terhadap geopolymer
Studi literatur ini dilakukan sepanjang proses studi mulai dari tahap awal analisa data, serta penarikan kesimpulan.
3.3 Persiapan Bahan
Bahan-bahan yang perlu dipersiapkan untuk pengerjaan tugas akhir ini yaitu meliputi
3.3.1 Fly Ash
Sampel fly ash yang akan digunakan dalam
pembuatan benda uji pasta geopolymer
didapatkan dari beberapa PLTU di Indonesia, serta beberapa pabrik yang dalam proses
produksinya menghasilkan limbah fly ash. Fly
ash yang digunakan harus lolos ayakan no. 200.
Setelah diayak menggunakan ayakan no. 200 dilakukan pengujian terkait berat jenis fly ash
dan analisa XRF untuk mengetahui kandungan
oksida yang terdapat pada fly ash yang
digunakan dalam pembuatan benda uji pasta
geopolymer. Selain itu dilakukan pula perhitungan berat jenis, dan kadar keasaman
material fly ash. Fly ash yang digunakan
sejumlah 8 yang berasal dari 6 PLTU berbeda.
1. PLTU Paiton
2. PLTU Indramayu
3. PLTU Pacitan
4. PLTU Rembang
6. PLTU Pulang Pisau
1. Menimbang fly ash sebanyak 50 gram
2. Menimbang labu ukur 250 ml
3. Memasukkan fly ash ke dalam labu ukur
dan beratnya ditimbang
4. Mengisi labu ukur dengan air hingga penuh 5. Memutar-mutar labu ukur yang berisi air
dan fly ash untuk menghilangkan gelembung udara
6. Menimbang berat labu ukur yang telah diisi
fly ash dan air
7. Buang isi labu ukur dan kemudian diisi ulang dengan air saja
8. Menimbang berat labu ukur dan air 9. Menghitung berat jenis fly ash dengan
menggunakan rumus :
𝜌 = 𝑊1
𝑊1+𝑊2+𝑊3 ……..(Rumus 3.1)
Dengan :W1 = Berat fly ash (gram) W2 = Berat labu ukur+air (gram) W3 = Berat labu ukur + air + fly
2. Tes Berat Volume Fly Ash
1. Menimbang berat cawan 2. Mengukur volume cawan
3. Memasukkan fly ash ke cawan dan
beratnya ditimbang
4. Merojok fly ash tiap 1/3, kemudian 2/3 cawan terisi penuh sebanyak 25 kali
5. Menimbang berat cawan + berat fly ash
6. Menghitung berat volume fly ash dengan
menggunakan rumus :
𝐵𝑉 = 𝑊1−𝑊2𝑉 …………..(Rumus 3.2)
Kandungan senyawa yang terdapat dalam
fly ash dicari dengan menggunakan analisa XRF yang dilakukan di laboratorium. Dari hasil analisa ini akan didapatkan data prosentase senyawa macam SiO2, Al2O3, Na2O, dll. yang terdapat dalam fly ash. Analisa XRF dilakukan di laboratorium Sucofindo
dimaksudkan untuk mengetahui komposisi kimia oksida-oksida yang terdapat di dalam sampel fly ash.
3.3.1.4 Pengujian pH
Alat : - Stirer
- Timbangan - Gelas ukur - Kertas saring abu - pH meter
Bahan : - fly ash
- aquades Prosedur :
1. Menimbang fly ash sebanyak 50 gram 2. Mencampurkan 50 gram fly ash dengan
200 gram aquades
3. Mengaduk campuran fly ash dan aquades dengan menggunakan stirrer dengan kecepatan 700 rpm selama 15 menit 4. Menyaring campuran tersebut dengan
menggunakan kertas penyaring abu 5. Mengetes pH larutan dengan
menggunakan pH meter
3.3.1.5 Uji Reactivity (ASTM C595 – 93)
Alat : - Timbangan
- Gelas ukur - Tempat pengaduk - Alat Pengaduk - Alat perojok - Cetakan mortar
Bahan : - fly ash
- kapur [Ca(OH)2] - Pasir bergradasi
standar - Air Prosedur :
1. Menimbang material yang dibutuhkan dengan komposisi yang digunakan yaitu
sebanyak 4% kaur, 24% fly ash, 72%
pasir
2. Menentukan kadar air jenuh material kapur dan semen sesuai ASTM D 1557-02 dengan rumus (3.3):
𝜔𝑠𝑎𝑡= 𝛾𝑤.𝐺𝑠− 𝛾𝑑𝛾𝑑.𝐺𝑠 x 100% (Rumus 3.3) Dimana:
wsat = Kadar air jenuh material, % γw = Berat volume air, 1 gr/cm3 pada
suhu 20˚C
γd = Berat volume kering material (gr/cm3)
Gs = Berat jenis material (gr/cm3) Rumus (3.3) digunakan untuk mengetahui kadar air jenuh untuk material kapur dan semen
3. Menimbang air sesuai dengan jumlah yang dibutuhkan
5. Setelah jenuh, campuran dicetak sembari dirojok setiap ⅓ bagian sebanyak 56 kali dengan alat pemadat sesuai metode C ASTM D 1557-02.
6. Apabila cetakan telah penuh kemudian diratakan dan cetakan dibuka
7. Benda uji dicuring dengan cara
dimasukkan ke dalam alat steam dalam suhu 38±2o C
8. Setelah 7 hari pada benda uji dikeluarkan, dan ditimbang. Steleh itu benda uji direndam selama 4 jam dan dikeringkan selama 1 jam
9. Dilakukan pengetesan kuat tekan terhadap benda uji
3.3.2 Alkali Aktivator
Alkali aktivator yang digunakan dalam pembuatan benda uji pasta geopolymer adalah campuran antara 2 senyawa. Senyawa yang
digunakan yaitu Na2SiO3 dan NaOH 8 M.
Dengan kadar yang telah ditentukan yaitu Na2SiO3/NaOH = 2.
3.4 Pembuatan Benda Uji Pasta Geopolymer
(SNI 1974-2011)
Pembuatan benda uji pasta geopolymer dilakukan
sesuai mix design berikut :
Benda uji yang dibuat berupa pasta berbentuk silinder sejumlah 6 buah untuk tiap jenis fly ash yang dipakai dengan ukuran diameter 2 cm dan tinggi 4 cm.
Adapun mix design yang digunakan adalah sebagai
Pasta : Fly Ash = 65%
Alkali aktivator = 35%
Alkali aktivator yang digunakan berupa campuran dengan kadar berikut :
Na2SiO3 : NaOH 8 M = 2 : 1
Penentuan penggunaan komposisi tersebut
mengacu pada beberapa faktor. Untuk perbandingan fly ash : alkali activator = 65 : 35 disesuaikan dengan keadaan fly ash di Indonesia yang sebagian besar merupakan fly ash tipe C. Fly ash tipe C mengandung banyak CaO yang memungkinkan pasta cepat mengering sehingga komposisi yang dipakai adalah 65:35. Selain itu berdasarkan penelitian (Abdullah et
al., 2011) menyimpulkan bahwa penggunaan
komposisi 65 : 35 mampu menghasilkan geopolymer mutu tinggi tergantung dari kandungan oksida yang ada di dalamnya.
Penggunaan komposisi alkali aktivator
data bahwa semakin besar perbandingan
Na2SiO3/NaOH maka benda uji yang dihasilkan akan
semakin rendah workabilitynya, dengan nilai
perbandingan 2 : 1 merupakan kadar optimum yang menghasilkan tingkat kekuatan terbaik. (Risdanareni dkk., 2015)
Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan benda uji adalah :
1. Pembuatan alkali aktivator
2. Pembuatan pasta geopolymer yang merupakan
campuran fly ash, dan alkali aktivator dengan diaduk menggunakan mixer selama ±10 menit hingga rata.
3. Mengoleskan oli pada cetakan benda uji
4. Proses pencetakan bahan dengan bekisting
silinder ukuran 2x4 cm dengan disertai proses menggoyangkan cetakan untuk memadatkan benda uji pasta ketika cetakan telah terisi 1/3 bagian dan 2/3 bagian.
5. Setelah benda uji mengeras segera dilepaskan dari
cetakan dan dilakukan proses curing.
3.5 Tes Tekan Benda Uji Pasta Geopolymer
Melakukan pengetesan kuat tekan yang dimiliki pasta geopolymer hasil dari variasi penggunaan jenis fly ash dengan usia uji 3, 7, 14, 21, 28, dan 56 hari. Kemudian hasil pengujian dicatat datanya untuk dilakukan analisis lebih lanjut. Prosedur pengujian kuat tekan bena uji adalah sebagai berikut :
1. Menyiapkan benda uji
2. Menimbang berat benda uji
3. Meratakan permukaan benda uji yang akan
4. Tes kuat tekan benda uji menggunakan alat
hammer dan kemudian mencatat nilai
maksimum ketika benda uji mulai mengalami keretakan
5. Menghitung nilai kuat tekan dengan
menggunakan rumus berikut
𝜎 = 𝑃𝐴………(Rumus 3.4)
Keterangan : σ = Kuat tekan benda uji (MPa) P = Beban maksimum ketika
benda uji mulai mengalami retak (kg)
A = Luas permukaan benda uji (mm2)
3.6 Tes Setting Time Pasta Geopolymer (ASTM C191-92)
Proses pengujian setting time dari pasta geopolymer ini dilakukan melalui beberapa tahapan sesuai dengan ketentuan yang tercantum pada ASTM C191-92.
Alat : - Alat vicat - Konikel
-Stop watch - Solet perata
Bahan : - Pasta segar
Prosedur :
1. Menuangkan pasta ke dalam konikel yang telah ditutup kaca
2. Meratakan pasta yang ada di dalam konikel kemudian melepaskan kaca di bagian atas konikel
penurunannya. Waktu mulai dihitung ketika jarum vicat kontak dengan permukaan pasta 4. Jarum dijatuhkan selama 30 detik dan dihitung
penurunannya
5. Dibiarkan selama 5 menit, kemudian dites lagi namun titik kontak antara jarum vicat dan pasta harus berbeda dari titik kontak pengetesan pertama dengan jarak minimum dari titik pengetesan sebelumnya adalah 3 mm.
6. Mencatat waktu ketika penurunan mencapai 25 mm sebagai initial setting time
7. Mencatat waktu ketika penurunan yang terjadi 0 mm sebagai final setting time.
3.7 Kontrol Kualitas Benda Uji dengan Standar Deviasi
Standar deviasi dihitung sebagai kontrol untuk mengetahui kualitas penelitian yang dilakukan. Semakin kecil standar deviasi yang dicapai menunjukkan bahwa penelitian yang dilakukan semakin baik. Kontrol standar deviasi dijelaskan melalui SNI 03-6813-2002 seperti tercantum pada tabel 3.1 berikut
Perhitungan nilai standar deviasi dilakukan dengan menggunakan rumus berikut :
𝑠 = √𝛴(𝑥−𝜇)𝑛−1 2……… (Rumus 3.4)
Keterangan : s = standar deviasi
x = nilai kuat tekan benda uji (MPa) μ = nilai rata-rata kuat tekan benda uji
(MPa)
n = jumlah benda uji 3.8 Analisa Data
Analisa data dilakukan setelah data-data hasil pengujian telah didapatkan. Analisa data berperan dalam pembuatan kesimpulan dari pengerjaan tugas akhir ini. Analisa data dilakukan dengan cara membandingkan variabel-variabel yang ada dengan kemampuan geopolymer yang dicapai. Analisa data dilakukan untuk mengetahui efek dari variabel tersebut terhadap kemampuan yang ingin dianalisa yang meliputi kuat tekan, setting time dan juga workability.
3.9 Kesimpulan
Dilakukan penarikan kesimpulan atas data-data yang telah dikumpulkan. Kemudian setelah didapat
Umum Laboratorium Standar Deviasi Untuk Kontrol yang Berbeda
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 Studi Literatur
2 Pengambilan Sampel Fly Ash 3 Pengujian Sampel Fly Ash 4 Analisa Sampel Fly Ash 5 Pembuatan Benda Uj 6 Pengetesan Benda Uji 7 Penyusunan Laporan
Waktu
No Kegiatan Bulan 1 Bulan 2 Bulan 3 Bulan 4
korelasi antara kandungan yang terdapat pada fly ash
dengan karakterisasi pasta geopolymer yang terjadi dan divalidasi pada tahap validasi data maa penarikan kesimpulan benar-benar dapat dilakukan.
3.10 Jadwal Kegiatan Penyusunan Tugas Akhir
Berikut perencanaan jadwal kegiatan dalam rangka penyusunan tugas akhir ini,
BAB IV
HASIL ANALISA & PEMBAHASAN
4.1 UmumPada bab ini akan dijelaskan hasil dari percobaan yang telah dilakukan. Hasil percobaan tersebut kemudian diolah dan dilakukan penarikan kesimpulan. Hasil percobaan yang akan dijelaskan meliputi hasil uji berat jenis fly ash, berat volume fly ash, analisa pH dan
solubility fly ash, hasil analisa XRF,uji reaktivitas fly ash, tes setting time, dan kuat tekan pasta geopolymer.
4.2 Hasil Tes Material Fly Ash
Dalam pengerjaan tugas akhir ini terdapat 8 jenis
fly ash yang dipergunakan. Sampel fly ash tersebut diperoleh dari enam sumber PLTU yang berbeda. Jenis
fly ash yang dipergunakan tercantum pada tabel 4.1.
Tabel 4. 1 Kode Material Fly Ash
No Nama Kode
1 Paiton Unit 9 Pai 9
2 Paiton unit 5-6 Pai 5/6
3 Indramayu silo 2 Idy 2
4 Indramayu silo 3 Idy 3
5 Pacitan Pct
6 Rembang Rbg
7
Tanjung
Awar-Awar Tjga
Gambar 4. 1 Warna Sampel Fly Ash
Paiton Unit 9 Paiton Unit 5-6
Indramayu silo 2 Indramayu silo 3
Pacitan Rembanng
Tanjung Awar-Awar
4.2.1 Hasil Tes Berat Jenis Fly Ash
(ASTM C188-95)
Tes berat jenis fly ash dilakukan sesuai dengan ketentuan pada subbab 3.3.1.1 menggunakan rumus 3.1.
𝐵𝐽 = 𝑊1+𝑊2−𝑊3𝑊1 ………. (Rumus 3.1)
Dengan : W1 = Berat fly ash (gram)
W2 = Berat labu ukur + air (gram) W3 = Berat labu ukur + air + fly
ash (gram)
Contoh perhitungan (sampel fly ash Paiton
unit 9) :
𝐵𝐽 = 𝑊1+𝑊2−𝑊3𝑊1 = 50
50+406−436 = 2.50 gr/cm 3
Jadi dari perhitungan tersebut berat jenis dari fly ash paiton unit 9 adalah 2.50 gr/cm3. Sedangkan untuk hasil berat jenis fly ash lain secara lengkap dapat dilihat pada tabel 4.2.
Tabel 4. 2 Perhitungan Berat Jenis Fly Ash
No KODE w1 (gr) w2 (gr) w3 (gr) BJ (gr/cm3)
1 Pai 9 50 406 436 2.50
2 Pai 5/6 50 387 421 3.13
3 Idy 2 50 387 419 2.78
4 Idy 3 50 406 437.5 2.70
5 Pct 50 406 437 2.63
6 Rbg 50 382 414 2.78
8 Plgp 50 387 420 2.94
4.2.2 Hasil Tes Berat Volume Fly Ash (ASTM C28)
Tes berat volume fly ash dilakukan sesuai dengan ketentuan pada subbab 3.3.1.2 menggunakan rumus 3.2.
𝐵𝑉 = 𝑊1−𝑊2
𝑉 ………. (Rumus 3.2)
Dengan : W1 = Berat fly ash + cawan(gram)
W2 = Berat cawan (gram)
V = Volume cawan(cm3)
Contoh perhitungan (sampel fly ash Paiton unit 9) :
𝐵𝑉 = 𝑊1−𝑊2𝑉 = 795−52
633.11 = 1.158 gr/cm 3
Jadi dari perhitungan tersebut berat volume
dari fly ash paiton unit 9 adalah 1.158
gr/cm3. Sedangkan untuk hasil berat volume
Tabel 4. 3 Perhitungan Berat Volume Fly Ash
Tes pH dilakukan sesuai dengan ketentuan pada subbab 3.3.1.4. Hasil dari pengujian pH masing-masing sampel fly ash dapat dilihat pada tabel 4.4 berikut.
Tabel 4. 4 Hasil Pengetesan pH Fly Ash
Dari hasil analisa pH dapat dilihat bahwa semua fly ash memiliki pH dalam rentang antara 11-12. Nilai pH terendah adalah Indramayu silo 3 dengan nilai 11.4 dan nilai pH tertinggi adalah 12.2 milik Pulang Pisau.
Fly ash cenderung bersifat basa hal ini karena kandungan CaO yang ada di dalam fly ash.
CaO ketika bereaksi dengan H2O akan
menghasilkan Ca(OH)2 yang merupakan basa
kuat. Sehingga pH yang dimiliki fly ash adalah lebih besar dari 7 (7 < pH ≤ 14).
4.2.4 Hasil Analisa XRF Fly Ash
Analisa XRF fly ash dilakukan di
Sucofindo Analitycal Laboratories. Hasil uji XRF seperti tampak pada tabel 4.5 di bawah ini.
Tabel 4. 5 Komposisi Kimia Fly Ash (% massa)
NO OKSIDA Pai 9 Pai 5/6 Idy 2 Idy 3
1 SiO2 45.82 32.49 41.22 46.67
2 Al2O3 24.09 13.43 18.71 24.92
3 Fe2O3 11.57 23.59 16.21 11.59
4 TiO2 1.05 0.78 0.71 0.76
5 CaO 8.03 14.83 12.2 7.07
6 MgO 3.56 10.71 6.03 4.58
7 Cr2O3 0.01 0.01 0.01 0.01
8 K2O 1.66 0.87 0.89 0.69
9 Na2O 1.2 0.65 1.01 0.97
11 Mn2O3 0.11 0.44 0.31 0.21
SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 81.48 69.51 76.14 83.18
KELAS F C F F
Lanjutan Tabel 4.5 Komposisi Kimia Fly Ash (% massa)
NO OKSIDA Pct Rbg Tjga Plgp
1 SiO2 46.41 37.94 27.04 25.82
2 Al2O3 26.58 22.67 18.18 14.14
3 Fe2O3 9.8 16.53 17.73 21.59
4 TiO2 0.79 0.77 0.66 0.73
5 CaO 8.23 11.76 21.08 21.64
6 MgO 3.88 5.78 8.69 8.03
7 Cr2O3 0.01 0.01 0.01 0.01
8 K2O 0.66 0.94 1.04 0.82
9 Na2O 1.51 1.25 1.96 0.86
10 SO2 0.63 0.74 2.4 4.53
11 Mn2O3 0.17 0.25 0.36 0.47
SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 82.79 77.14 62.95 61.55
KELAS F F C C
Dari tabel 4.5 dapat dilihat bahwa terdapat 3 fly ash dengan spesifikasi yang termasuk ke dalam kelas C yaitu Paiton unit 5-6 (Pai 5/6), Tanjung Awar-Awar (Tjga), dan Pulang
Pisau (Plgp). Sedangkan sampel fly ash yang
namun kandungan CaO yang ada pada fly ash kemudian dilakukan analisa kandungan zat kimia yang
terdapat pada pasta geopolymer yang terbentuk.
Kandungan zat kimia yang dianggap berpengaruh
dalam pembentukan ikatan geopolymer antara lain
adalah SiO2, Al2O3, Na2O, dan H2O. Davidovits (2008) memberikan sebuah usulan rasio perbandingan oksida
yang optimum bagi geopolymer :
0,2 < Na2O/ SiO2 < 0,28 3,5 < SiO2 / Al2O3 < 4,5 15 < H2O / Na2O < 17,5
Namun perlu diketahui bahwa rasio tersebut hanya berlaku bagi geopolymer jenis metakaolin.
Mix design campuran pasta yang digunakan sesuai dengan ketentuan pada subbab 3.4 yaitu fly ash : alkali aktivator = 65 : 35. Berdasarkan berat maka untuk pembuatan 6 buah benda uji pasta digunakan komposisi seperti yang tertera pada tabel 4.6 berikut.
Tabel 4. 6 Komposisi Material Pasta Geopolymer
2 1
Fly Ash (gr) Na2SiO3 (gr) NaOH (gr)
300 107.69 53.85
Contoh perhitungan untuk fly ash Paiton unit 9 (Pai 9):
Berdasarkan data XRF pada tabel 4.5 kandungan oksida dari fly ash Paiton unit 1-2 adalah sebagai berikut,
SiO2 = 45.82% massa
Al2O3 = 24.09% massa
Na2O = 1.2% massa
Kandungan SiO2 dalam fly ash
Reaksi kimia :
SiO2 → Si + O2
x mol SiO2 → x mol Si +x mol O2 Maka, 1 mol SiO2 = 1 mol Si Mr SiO2 = 28 + 2.16 = 60 gr/mol
Massa SiO2 = 45.82% x 300 gr = 137.46 gr
Mol SiO2 = massa/Mr = 137.46/60 = 2.291 mol
Maka kandungan SiO2 dalam fly ash = 2.291 mol
Si = 2.291 mol
Kandungan Al2O3 dalam fly ash
Massa Al2O3 = 24.09% x 300 gr = 72.27 gr Mr Al2O3 = 2.27 + 3/2.(2.16) = 102 gr/mol
Mol Al2O3 = massa/Mr = 72.27/102 = 0.709mol
Reaksi kimia :
Al2O3 → Al + O2
x mol Al2O3 → 2(x) mol Al + 3/2(x) mol O2 Maka kandungan Al2O3 dalam fly ash = 0.709 mol
Kandungan Na2O dalam fly ash Massa Na2O = 1.2% x 300 gr = 3.6 gr Mr Na2O = 2.23 + 1/2.(2.16) = 62 gr/mol
Mol Na2O = massa/Mr = 3.6/62 = 0.058 mol
Maka kandungan Na2O dalam fly ash = 0,307 mol
Kandungan NaOH pada pasta
Dalam pembuatan 1 L larutan NaOH 8 M yang digunakan dalam pembuatan pasta geopolymer dibutuhkan :
Massa NaOHflake = 320 gram
Massa H2O = 976 gram
Massa 1 liter larutan NaOH = 1296 gram Maka ρ NaOH-8M = 1296 gr /1000 mL = 1.296
gr/mL
Dari tabel 4.6 massa NaOH yang digunakan dalam pembuatan pasta adalah 53.85 gr
Mr NaOH=1/2(62)+1/2(18) = 40 gr/mol
Volume NaOH massa/ ρ=53.85/1.296=41.548 mL 2NaOH(s) → Na2O + H2O
x mol NaOH(s) → ½(x) mol Na2O + ½(x) mol H2O Mol NaOH = 41.548 mL x 8M = 332.38 mmol
= 0.332mol
Massa NaOHflake = mol NaOH x Mr NaOH
= 0.332 x 40 = 13.295 gram
Massa H2O = 53.85 gr – 13.295 gr = 40.551 gr
NaOHflake yang digunakan dalam pembuatan larutan
NaOH mengandung Na2O sebanyak 98% & 2%
H2O
Na2O(s) → 2Na + ½O
Mr Na2O= 2.23 + ½(2.16) = 62 gr/mol
Massa Na2O = 98% x 13.925 gr = 13.029 gr
Mol Na2O = massa/Mr =13.029 / 62 = 0.21 mol
Maka kandungan Na2O dlm NaOHflake = 0.21 mol
H2O(l) → 2H + ½O
Mr H2O= 2.1 + 1.(16) = 18 gr/mol
Massa H2O = 2% x 13.925 gr = 0.266 gr
Mol H2O = massa/Mr = 0.266 / 18 = 0.015 mol
Maka kandungan H2O dlm NaOHflake = 0.015 mol
Kandungan H2O dalam Air pembuat Larutan
NaOH
Kandungan air ditinjau dari kebutuhan air yang digunakan membuat larutan NaOH
H2O(l) → 2H + ½O Mr H2O = 18 gr/mol
Massa H2O = 40.551 gr
Mol H2O = massa/Mr = 40.551/ 18 = 2.253 mol
Kandungan Na2SiO3 pada pasta
Massa Na2SiO3 di dalam pasta = 107.69 gr
Kandungan kimia yang terdapat pada Na2SiO3
adalah sebagai berikut :
Na2O= 18,5% massa
SiO2 = 36,4% massa
Perhitungan Si/Al
Perhitungan Na2O/SiO2
Na2O/SiO2 = 𝑚𝑜𝑙 Na2O (𝑓.𝑎+Na2SiO3+NaOH)
Perhitungan Water/Solid
Water/Solid = 𝑔𝑟𝑎𝑚 (H2O+(Na2SiO3+NaOH)
𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑓.𝑎 + Na2O+ 𝑁𝑎𝑂𝐻+SiO2
= 48.569+40.551
300+19.923+13.295+39.2 = 0.239
Contoh perhitungan tersebut kemudian diterapkan
pada setiap fly ash lain yang digunakan untuk
memperoleh nilai perbandingan SiO2/Al2O3, Si/Al, Na2O/SiO2, H2O/Na2O, dan Water/Solid pada setiap komposisi pasta dengan jenis fly ash yang berbeda.
Hasil perhitungan dari setiap jenis fly ash yang
jumlah oksida tiap fly ash dan tabel 4.8 untuk hasil perbandingan oksida tiap fy ash.
Tabel 4. 7 Jumlah Kandungan Oksida Fly Ash
Satuan Pai 9 Pai 5/6 Idy 2 Idy 3
SiO2 mol 2.944 2.278 2.714 2.987
Al2O3 mol 0.709 0.395 0.550 0.733
Fe2O3 mol 0.217 0.442 0.304 0.217
Na2O mol 0.590 0.563 0.580 0.578
H2O mol 4.966 4.966 4.966 4.966
Si mol 2.944 2.278 2.714 2.987
Al mol 1.417 0.790 1.101 1.466
Water gr 89.120 89.120 89.120 89.120
Solid gr 372.418 372.418 372.418 372.418
Na mol 1.179 1.126 1.161 1.157
Lanjutan Tabel 4.7 Jumlah Kandungan Oksida Fly Ash
Satuan Pct Rbg Tjga Plgp
SiO2 mol 2.974 2.550 2.005 1.944
Al2O3 mol 0.782 0.667 0.535 0.416
Fe2O3 mol 0.184 0.310 0.332 0.405
Na2O mol 0.605 0.592 0.626 0.573
H2O mol 4.966 4.966 4.966 4.966
Si mol 2.974 2.550 2.005 1.944
Al mol 1.564 1.334 1.069 0.832
Water gr 89.120 89.120 89.120 89.120
Solid gr 372.418 372.418 372.418 372.418
Tabel 4. 8 Perbandingan Oksida Pasta Geopolymer
Kode Si/Al SiO2/Al2O3 H2O/Na2O SiO2/Na2O Water/ Solid
Pai 9 2.078 4.156 8.423 0.200 0.239
Pai 5/6 2.883 5.767 8.821 0.247 0.239
Idy 2 2.466 4.933 8.557 0.214 0.239
Idy 3 2.038 4.075 8.585 0.194 0.239
Pct 1.902 3.804 8.214 0.203 0.239
Rbg 1.912 3.825 8.389 0.232 0.239
Tjga 1.875 3.750 7.929 0.312 0.239
Plgp 2.338 4.675 8.665 0.295 0.239
Dari tabel 4.7 tampak bahwa kandungan H2O tiap
pasta adalah sama dan kandungan Na2O tiap pasta juga
tidak berbeda jauh hanya dalam kisaran 0.02 – 0.03 mol. Sedangkan dari tabel 4.8 diketahui kecenderungan bahwa nilai perbandingan SiO2/Al2O3 fly ash berkisar antara 3.750 - 5.767. Sedangkan nilai rasio Si/Al fly ash
4.4 Hasil Tes Setting Time (ASTM C-191)
Tes setting time yang diujikan pada pasta
geopolymer ditujukan untuk mengetahui seberapa lama waktu pengikatan, baik pengikatan awal (initial setting time) maupun pengikatan akhir (final setting time). Dari analisa setting time ini dapat diketahui jenis fly ash yang sesuai untuk digunakan dalam pembuatan beton. Selama ini permasalahan utama dari penggunaan beton geopolymer adalah tidak adanya kepastian kualitas. Terkadang kuat tekannya bagus namun waktu ikat terlalu cepat atau sebaliknya. Sehingga sebelum dipergunakan dalam campuran beton maka perlu diketahui terlebih dahulu lama waktu ikatan yang dibutuhkan oleh fly ash yang digunakan. Dalam tugas akhir ini dilakukan dua pengujian yaitu setting time untuk fly ash yang diayak dan fly ash yang tidak diayak.
Hasil pengetesan setting time tampak pada tabel 4.9 berikut.
Tabel 4. 9 Waktu Setting Time Pasta Geopolymer
Dari tabel 4.9 dapat diketahui bahwa fly ash
dengan waktu setting tercepat adalah Tanjung Awar-Awar dengan lama waktu ikatan akhir (final setting time) hanya 17 menit untuk yang tidak diayak dan 18 menit untuk fly ash yang diayak. . Untuk fly ash dengan waktu ikatan akhir terlama yaitu Indramayu silo 3 dengan lama final setting time adalah 1432 menit (23 jam 52 menit) untuk fly ash tidak diayak dan 827 menit
untuk fly ash yang diayak. Untuk pembahasan mengenai
setting time dari pasta akan dijelaskan di subbab berikutnya.
Khusus untuk fly ash Pulang Pisau (Plgp)
komposisi yang digunakan berbeda dengan yang lain.
Fly ash Pulang Pisau baru bisa bereaksi membentuk pasta pada komposisi campuran fly ash berbanding alkali 50 : 50. Sehingga data dari Pulang Pisau tidak dapat dibandingkan dengan fly ash lainnya.
4.5 Pengetesan Kuat Tekan Pasta
Tabel 4. 10 Kuat Tekan Pasta Geopolymer
No Kode Kuat Tekan SD Kontrol
(Mpa)
1 Pai 9 - 3hr 10.17 0.68 ISTIMEWA
2 Pai 9 - 7hr 19.26 0.56 ISTIMEWA
3 Pai 9 - 14hr 25.32 0.79 ISTIMEWA
4 Pai 9 - 21hr 38.62 1.17 ISTIMEWA
5 Pai 9 - 28hr 46.06 1.18 ISTIMEWA
6 Pai 9 - 56hr 53.29 1.13 ISTIMEWA
7 Pai 5/6 - 3hr 16.08 0.66 ISTIMEWA
8 Pai 5/6 - 7hr 19.26 1.28 ISTIMEWA
9 Pai 5/6 - 14hr 22.04 1.53 SANGAT BAIK
10 Pai 5/6 - 21hr 26.23 1.40 ISTIMEWA
11 Pai 5/6 - 28hr 32.84 1.35 ISTIMEWA
12 Pai 5/6 - 56hr 37.34 0.89 ISTIMEWA
13 Idy 2 - 3hr 18.06 1.16 ISTIMEWA
14 Idy 2 - 7hr 20.79 1.20 ISTIMEWA
15 Idy 2 - 14hr 27.90 1.06 ISTIMEWA
16 Idy 2 - 21hr 31.36 0.69 ISTIMEWA
17 Idy 2 - 28hr 36.59 0.98 ISTIMEWA
Lanjutan Tabel 4.10 Kuat Tekan Pasta Geopolymer
No Kode Kuat Tekan SD Kontrol
(Mpa)
19 Idy 3 - 3hr 12.26 1.01 ISTIMEWA
20 Idy 3 - 7hr 24.56 1.19 ISTIMEWA
21 Idy 3 - 14hr 31.25 1.02 ISTIMEWA
22 Idy 3 - 21hr 45.15 1.14 ISTIMEWA
23 Idy 3 - 28hr 50.30 1.03 ISTIMEWA
24 Idy 3 - 56hr 67.47 1.15 ISTIMEWA
25 Pct - 3hr 13.40 0.67 ISTIMEWA
26 Pct - 7hr 25.16 1.35 ISTIMEWA
27 Pct - 14hr 31.30 1.08 ISTIMEWA
28 Pct - 21hr 38.25 0.74 ISTIMEWA
29 Pct - 28hr 48.01 1.24 ISTIMEWA
30 Pct - 56hr 54.78 0.60 ISTIMEWA
31 Rbg - 3hr 18.76 0.46 ISTIMEWA
32 Rbg - 7hr 20.97 0.79 ISTIMEWA
33 Rbg - 14hr 43.27 1.07 ISTIMEWA
34 Rbg - 21hr 47.67 1.01 ISTIMEWA
35 Rbg - 28hr 48.45 1.14 ISTIMEWA
Lanjutan Tabel 4.10 Kuat Tekan Pasta Geopolymer
No Kode Kuat Tekan SD Kontrol
(Mpa)
37 Tjga - 3hr 24.04 1.74 BAIK
38 Tjga - 7hr 32.81 1.43 SANGAT BAIK
39 Tjga - 14hr 36.64 1.28 ISTIMEWA
40 Tjga - 21hr 40.41 1.22 ISTIMEWA
41 Tjga - 28hr 44.39 1.68 SANGAT BAIK
42 Tjga - 56hr 55.76 0.96 ISTIMEWA
Dari hasil kuat tekan tersebut dapat dibuat sebuah grafik untuk menunjukkan peningkatan kuat tekan sesuai dengan umur pengujian. Penggunaan grafik akan memudahkan untuk analisa data yang dilakukan. Grafik
perkembangan kuat tekan pasta geopolymer dapat
dilihat pada gambar 4.2.
Dari hasil grafik dapat dilihat bahwa nilai kuat tekan terbesar tercapai pada usia 56 hari. Kuat Tekan terbesar didapatkan oleh pasta Indramayu silo 3 dengan kuat tekan sebesar 67.47 MPa. Sedangkan untuk nilai kuat tekan terendah pada pengujian 56 hari adalah Paiton unit 5-6 dengan kuat tekan 37.34 MPa. Perkembangan kuat tekan relatif baik. Kuat tekan pasta bertambah seiring dengan pertambahan hari. Untuk pasta dari fly ash Pulang Pisau (Plgp) tidak dibuat karena campuran fly ash dan alkali belum bisa bereaksi membentuk pasta ketika digunakan komposisi 65 : 35. Pasta baru terbentuk ketika digunakan komposisi 50 : 50. Karena komposisinya tidak setara dengan yang lain maka fly ash Pulang Pisau (Plgp) tidak diikutkan dalam analisa.
Berdasarkan persentase kekuatan terhadap hasil tekan 28 hari maka persentase kekuatan yang dicapai per hari pengujian dapat dilihat pada tabel 4.11 berikut.
Tabel 4. 11 Persentase Kuat Tekan Pasta Terhadap Usia 28 Hari
Data tersebut apabila dibentuk ke dalam grafik hasilnya dapat dilihat pada gambar 4.3.
Gambar 4. 3 Grafik Persentase Kuat Tekan Pasta Terhadap Usia 28 Hari
Dari gambar 4.3 dapat diamati bahwa terdapat pasta yang di usia tiga hari telah mencapai 54% dari kuat tekan pada usia 28 hari dan ada juga yang hanya mencapai 22% kekuatan pada hari ke tiga. Dan pada usia 56 hari ternyata masih terjadi penambahan kuat tekan. Kuat tekan fly ash mampu terus bertambah dan tidak hanya berhenti pada usia 28 hari layaknya semen. Pada usia 3 hari fly ash dengan kandungan CaO yang lebih dari 10% mampu mencapai kuat tekan yang lebih tinggi dibandingkan fly ash dengan CaO rendah. 0%
Strength Development Pasta Geopolymer
Fly ash dengan CaO mencapai lebih dari 20% bahkan mampu mencapai 54% kuat tekan pada usia 3 hari.
4.6 Analisa Pengaruh Berat Jenis dan Berat Volume Fly
Ash Terhadap Kuat Tekan
Berdasarkan hasil uji berat jenis pada subbab 4.2.1 dan hasil uji berat volume pada subbab 4.2.2 dilakukan analisa korelasi yang mungkin terjadi antara berat jenis dan berat volume terhadap kuat tekan. Analisa ini dilakukan pada umur pengujian 28 dan 56 hari. Perbandingan antara kuat tekan, berat jenis dan berat volume dapat dilihat pada tabel 4.12 berikut.
Tabel 4. 12 Korelasi Kuat Tekan Pasta dengan Berat Jenis & Berat Volume Fly Ash
No Kode BJ BV
berat jenis tampak pada gambar 4.4 dan gambar 4.5. Untuk grafik hubungan kuat tekan usia 28 hari dan 56 hari dengan berat volume terlihat pada gambar 4.6 dan 4.7.
Gambar 4. 4 Grafik Korelasi Kuat Tekan 28 hari & Berat Jenis Fly Ash
Gambar 4. 5 Grafik Korelasi Kuat Tekan 56 hari & Berat Jenis Fly Ash
Kuat Tekan 28 hr vs Berat Jenis
Pai 9
Kuat Tekan 56 hr vs Berat Jenis
Gambar 4. 6 Grafik Korelasi Kuat Tekan 28 hari & Berat
Volume Fly Ash
Gambar 4. 7 Grafik Korelasi Kuat Tekan 56 hari & Berat
Volume Fly Ash
1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50
σ
(M
Pa
)
BV(gr/cm3)
Kuat Tekan 28 hr vs Berat Volume
Pai 9
1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50
σ (M
Pa
)
BV(gr/cm3)
Kuat Tekan 56 hr vs Berat Volume Fly Ash
Dari hasil grafik dapat diamati bahwa untuk fly ash
dengan berat jenis antara 2.5 – 2.8 gr/cm3 kuat tekan pasta semakin meningkat seiring dengan peningkatan berat jenisnya. Namun pada pasta yang menggunakan
fly ash dengan berat jenis lebih dari 2.8 gr/cm3 (>2.8 gr/cm3) kuat tekan pasta cenderung menurun seiring dengan peningkatan berat jenis. Hal ini terjadi baik pada usia pengetesan 28 hari maupun 56 hari. Sedangkan pada grafik korelasi kuat tekan dengan berat volume hal yang sama cenderung terjadi yaitu seiring peningkatan berat volume maka terjadi pula peningkatan kekuatan. Namun hal ini terlihat tidak signifikan karena pada benda uji Indramayu silo 2 dan Paiton unit 5-6 meski berat volumenya tinggi namun kuat tekannya justru cenderung rendah apabila dibandingkan dengan pasta yang menggunakan fly ash jenis lain. Sehingga dapat
dikatakan sebenarnya berat jenis fly ash tidak
berpengaruh terhadap kuat tekan pasta yang terbentuk. Hasil tersebut agak berbeda dengan teori sebelumnya yang menyatakan bahwa kenaikan berat jenis berbanding lurus dengan kenaikan kuat tekan. (Nurwidayati et al., 2016
