Tabel 2.1 Persyaratan kandungan kimia fly ash

(1)

6

UNIVERSITAS KRISTEN PETRA

2. STUDI LITERATUR

2.1. High Volume Fly Ash Concrete

Fly Ash dihasilkan dari proses pembakaran batu bara. Fly ash dapat dimanfaatkan sebagai material pozolan. Fly ash terbagi 2 tipe, tipe C dan tipe F.

Perbedaan utama 2 tipe ini adalah jumlah kalsium, silika, alumina, dan kadar besi.

Pada umumnya kadar fly ash yang dipakai berkisar antara 15%-20%, akan tetapi seiring dengan diinginkannya peningkatan terhadap ketahanan terhadap sulfat, pengurangan retak termal dan biaya beton, maka digunakan fly ash dengan kadar yang tinggi. Menurut Malhotra & Mehta (2002), dengan menggunakan fly Ash lebih dari 50% sangatlah mungkin didapatkan beton dengan performa tinggi yang berkelanjutan dan mudah untuk dibuat, mempunyai kekuatan dan ketahanan yang tinggi.

Karakteristik dari beton HVFA adalah campuran beton dengan kadar fly ash 50% atau lebih dari massa semen, kadar air yang rendah, kadar semen tidak lebih dari 200 kg/m³. Untuk campuran beton dengan kuat tekan 30MPa atau lebih, slump lebih dari 150mm dan rasio air semen 0.30 harus digunakan superplasticizers. Sedangkan campuran beton dengan kuat tekan kurang dari 30 MPa, slump kurang dari 150mm dan rasio air semen 0.40 dapat dibuat tanpa menggunakan superplasticizers (Mehta, 2004).

Tabel 2.1 Persyaratan kandungan kimia fly ash

Kelas

N F C

Silikon dioksida (SiO2) + Aluminium oksida (Al2O3) + Ferum trioksida

70.0 70.0 50.0

Sulfur trioksida (SO3), max,% 4.0 5.0 5.0

Kandungan Pelembab, max, % 3.0 3.0 3.0

Reduksi dari pembakaran, max, % 10.0 6.0 6.0

Sumber : ASTM C 618

(2)

7

2.2. High Volume Pozzolan Concrete

Penelitian mengenai High Volume Pozzolan Concrete dilakukan oleh (Uzal, et. al., 2007), dengan mengganti 50% kadar semen dengan natural pozzolan.

Bahan yang digunakan meliputi Natural Zeolite (NZ), Perlite (P) dan Volcanic Tuff (VT). Campuran beton dibuat untuk menghasilkan kuat tekan 30 MPa pada umur 28 hari, nilai slump 90-100mm dan faktor air semen (w/cm) 0.45, dengan menggunakan bahan tambah high-range water-reducing admixture. Hasil uji kuat tekan pada umur 28 hari sesuai dengan nilai kuat tekan beton yang diharapkan dari desain awal campuran beton.

Apabila material pozolan tersebut digiling hingga halus dan dicampur dengan air maka akan bereaksi dengan Ca(OH)₂ dan membentuk senyawa CSH dan CAH, sehingga bahan pozolan tersebut akan bersifat seperti semen (Neville, 1998). Reaksi pozolan merupakan reaksi kimia yang terjadi antara kandungan senyawa silika dengan senyawa Ca(OH)₂ menghasilkan senyawa C-S-H yang dapat meningkatkan kuat tekan dari beton.

Menurut ASTM C 618-05 (2005), suatu material dikatakan memiliki sifat pozolan jika kandungan senyawa SiO₂,Al₂O₃, dan Fe₂O₃ dalam material tersebut minimal 70%, material mempunyai Loss of ignition maksimum 10%, mempunyai kandungan senyawa SO₃ tidak lebih dari 4% dan memiliki Strength Activity Index lebih dari 75% pada umur 28 hari. Senyawa SiO₂ memegang peranan lebih penting dibanding dua senyawa lainnya, karena dapat bereaksi dengan Ca(OH)₂ membentuk CSH yang dapat meningkatkan kekuatan campuran beton.

2.3. Lumpur Sidoarjo

Lumpur Sidoarjo sebagai salah satu sumber pozolan yang menumpuk sebagai material yang belum diolah menjadi salah satu perhatian di kalangan akademisi untuk mengurangi volumenya di lapangan Ekaputri & Triwulan (2006).

Diperlukan upaya untuk mengaktifkan lumpur Sidoarjo sebagai bahan pozolan alam. Salah satu cara yang paling umum adalah dengan membakar lumpur Sidoarjo pada suhu yang tepat untuk mengubah sifatnya menjadi reaktif dan bisa berikatan dengan alkali.

(3)

8

Tabel 2.2. Kandungan Senyawa Lumpur Sidoarjo Senyawa Kadar (%

massa)

Senyawa Kadar (%

massa)

SiO₂ 56.75 MgO 2.95

Al₂O₃ 23.31 MnO₂ 0.14

Fe₂O₃ 7.37 Na₂O 2.7

TiO₂ 0.38 K₂O 1.04

CaO 2.13 SO₃ 0.96

Sumber: Antoni, et. al. (2013)

Penelitian oleh Antoni, et al. (2013) dengan menggunakan lumpur Sidoarjo sebagai material pozolan, dan dari hasil tes XRF diperoleh data seperti pada Tabel 2.1. yang menunjukkan bahwa lumpur Sidoarjo mengandung senyawa SiO₂, Fe₂O₃ dan Al₂O₃ lebih dari 70%. Karenanya lumpur Sidoarjo dapat dikatakan sebagai material pozolan.

Penelitian oleh Antoni, et. al. (2013) menggunakan lumpur Sidoarjo dengan variasi kadar lumpur sebesar 50%, 55%, dan 60% dalam proses pengolahan yang dilakukan sama, yaitu dengan dikeringkan dalam 2 tahap. Tahap pertama menggunakan oven selama 24 jam dengan suhu 110^oC agar tidak menimbulkan asap saat proses pembakaran. Tahap kedua dengan cara dibakar di dalam oven pada suhu 945^oC selama 5 jam, lalu didinginkan selama 12 jam kemudian digiling hingga mencapai kehalusan kurang dari 63 m. Dari hasil uji di antara variasi kadar 50%, 55%, 60% penggantian semen dengan lumpur Sidoarjo, variasi kadar 50%

merupakan yang paling efektif yaitu sebesar 50.80 MPa.

2.4. Suhu Pembakaran

Pemanasan lumpur dengan suhu tertentu dilakukan supaya material tersebut dapat bersifat amorf. Dalam kondisi amorf maka material ini mampu dijadikan sebagai material yang reaktif. Dalam hal lumpur Sidoarjo, penggunaan lumpur Sidoarjo tanpa dilakukan proses pembakaran terlebih dahulu tidak dapat digunakan sebagai material pozolan (Santoso & The, 2007).

(4)

9

Penelitian oleh (Nuruddin, et. al., 2010) menyatakan bahwa lumpur Sidoarjo bila diberikan treatment sebelum digunakan akan memberikan hasil yang baik.

Lumpur Sidoarjo awalnya dikeringkan pada suhu 105^oC selama 24 jam dengan maksud untuk menghilangkan kandungan air. Selanjutnya lumpur dibakar menggunakan Electrical Furnace pada suhu 600^oC. Terakhir lumpur digiling untuk mendapatkan kehalusan mencapai <63 µm. Setelah itu, lumpur Sidoarjo dapat digunakan sebagai material pengganti sebagian semen.

2.5. Kehalusan Butiran

Penelitian oleh Hardjito, et al. (2012) menyatakan bahwa ukuran butiran mempengarui kuat tekan. Penelitian menggunakan lumpur Sidoarjo sebagai bahan dasar pozzolan dengan kehalusan butiran 150-300 µm, 63-150 µm dan <63 µm.

Pada penelitian ini dilakukan penggantian semen dengan lumpur Sidoarjo sebesar 20% dari berat semen, dengan suhu pembakaran 910^oC selama 5 jam dan faktor air semen 0,5. Dari hasil kuat tekan dan SAI-nya, dapat disimpulkan bahwa ukuran <63 µm adalah ukuran butiran yang menghasilkan kekuatan tekan terbesar, yaitu sebesar 42,13 MPa pada 28 hari. Sedangkan untuk ukuran butiran yang 150-63 µm dan 300-150 µm, masing-masing sebesar 39,47 MPa dan 38,27 MPa.

2.6 Batako

Batako merupakan bahan bangunan yang dapat dipakai untuk dinding.

Batako ini bertekstur mirip seperti batu pada umumnya. Pada SNI 03-0349-1989, batako mempunyai berbagai macam bentuk. Batako dapat sebagai alternatif pengganti batu bata yang difokuskan sebagai konstruksi-konstruksi dinding bangunan nonstruktral. Proses pembuatan batako ini hampir sama dengan pembuatan beton pracetak. Campuran beton dimasukkan ke dalam cetakan yang sudah disediakan kemudian digetarkan, lalu didorong dengan menggunakan alat pendorong cetakan, sehingga berbentuk bata. Batako pejal adalah bata yang memiliki penampang pejal lebih dari 75% volume bata seluruhnya. Ukuran standar berdasarkan SNI adalah 390x190x100 cmᶾ dengan toleransi lebih kurang 2

(5)

10

cm, sedangkan untuk kuat tekan klasifikasi bata beton berlubang diatur sesuai SNI 03-0349-1989. Sedangkan syarat pada bata beton pejal terdapat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.3 Syarat-Syarat Fisik Bata Beton Pejal

SYARAT FISIK SATUAN TINGKAT MUTU

I II III IV 1.Kuat tekan bruto rata-rata, min MPa 10 7 4 2.5 2. Kuat tekan bruto tiap benda uji, min MPa 9 6.5 3.5 2.1 3.Penyerapan air rata-rata, maks % 25 35 - -

Sumber: SNI 03-0349-1989 2.7 Styrofoam

Styrofoam atau expanded polystyrene dikenal sebagai gabus putih yang biasanya digunakan untuk membungkus barang elektronik. Polystyrene sendiri dihasilkan dari styrene (C6H5CH9CH2), yang mempunyai gugus phenyl (enam cincin karbon) yang tersusun secara tidak teratur sepanjang garis karbon dari molekul. Penggabungan acak dari bensena mencegah molekul membentuk garis yang sangat lurus sehingga hasilnya merupakan polyester mempunyai bentuk yang tidak tetap, transparan dan dalam berbagai bentuk plastik.

Polystyrene merupakan bahan yang baik ditinjau dari segi mekanis maupun suhu, namun bersifat agak rapuh dan lunak pada suhu dibawah 100^oC (Billmeyer, 1984). Polystyrene memiliki berat jenis sampai 1050 kg/m3, kuat tarik sampai 40 MN/m², modulus lentur sampai 3 GN/m², modulus geser sampai 0,99 GN/m² (Crawford, 1998). Dalam bentuknya yang granular, styrofoam atau expended polystyrene memiliki berat satuan yang sangat kecil yaitu berkisar antara 13 – 22 kg/m³. Selain ringan styrofoam juga memiliki kemampuan meyerap air yang sangat kecil (kedap air). Penggunaan styrofoam dalam beton dapat dianggap sebagai rongga udara. Namun keuntungan menggunakan styrofoam dibandingkan menggunakan rongga udara dalam beton berongga adalah styrofoam mempunyai kekuatan tarik. Dengan demikian, selain akan membuat beton menjadi ringan dapat juga bekerja sebagai serat yang rapat meningkatkan kemampuan kekuatan dan khususnya daktilitas beton.

(6)

11

Kerapatan atau berat satuan beton dengan campuran styrofoam dapat diatur dengan mengontrol jumlah styrofoam yang digunakan dalam beton untuk memperoleh beton dengan berat satuan yang lebih kecil. Namun kuat tekan beton yang diperoleh tentunya akan lebih rendah (Sudipta & Sudarsana, 2009).

Gambar 2.1 Butiran Styrofoam