3. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Umum
Bab ini menjelaskan tentang material yang digunakan, pembuatan sampel, perawatan sampel dan dan langkah-langkah pengujian sampel yang dilakukan untuk mendapatkan data. Material yang digunakan pada penelitian kali ini adalah:
semen, pasir, air dan lumpur kering. Pada variabel penelitian tertentu digunakan juga superplasticizer. Penelitian ini dibagi menjadi 3 tahapan dengan variabel yang berbeda, yaitu : kadar lumpur, kehalusan dan lokasi pengambilan sampel.
Untuk pengujian kuat tekan mortar, benda uji yang digunakan berbentuk kubus dengan ukuran 5x5x5cm3 dengan jumlah benda uji 3 buah setiap pengujian. Setiap data yang ditampilkan dalam berbagai tabel dan grafik adalah rata-rata dari hasil pengujian 3 sampel. Umur sampel yang digunakan untuk pengujian kuat tekan adalah 7, 14, 28 dan 56 hari. Sedangkan pengujian Workability dilakukan pada saat mortar segar selesai dicampur dan sebelum dimasukkan ke dalam cetakan.
Dibuat juga mortar normal tampa tambahan lumpur sebagai pembanding. Agregat halus yang digunakan pada penelitian kali ini adalah pasir dari Lumajang dengan FM (Fineness Modulus) 2,159.
Pada tahap pertama penelitian, dilakukan penelitian tentang pengaruh kadar lumpur Sidoarjo terhadap kuat tekan mortar. Pada tahap ini digunakan kadar penggantian semen menggunakan lumpur Sidoarjo sebesar 30%, 35% dan 40%.
Sebelum digunakan dalam campuran mortar, treatment dilakukan terlebih dahulu, yaitu dengan cara pengeringan menggunakan oven dengan suhu 110oC selama 24 jam, pembakaran dengan suhu 910oC selama 5 jam dan kemudian digiling hingga mencapai kehalusan 63-150 µm. Setelah itu dilakukan pencampuran mortar dengan perbandingan massa semen (semen PPC + lumpur Sidoarjo) : pasir adalah 1:2.5, perbandingan air : massa semen (semen PPC + lumpur Sidoarjo) adalah 0.4:1 dan juga ditambahkan superplasticizer sebesar 1% dari semen (semen PPC + lumpur Sidoarjo). Dari tahap ini didapatkan kadar penggantian semen PPC dengan lumpur Sidoarjo agar menghasilkan kuat tekan mortar yang paling tinggi
dan workability yang tepat. Lumpur yang digunakan berasal dari titik pengambilan L25.
Tahap kedua penelitian ini menggunakan lumpur Sidoarjo dengan kehalusan yang bervariasi. Sama seperti tahap pertama, lumpur Sidoarjo harus terlebih dahulu melalui proses treatment, namun pada saat digiling sampel lumpur dibagi menjadi tiga tingkat kehalusan, yaitu <63 µm, 63-150 µm dan 150-300 µm.
Pada komposisi campuran digunakan penggantian semen dengan lumpur Sidoarjo sebesar 20% dan menggunakan perbandingan massa semen (semen PPC + lumpur Sidoarjo) : pasir adalah 1:2.5 dan dengan faktor air semen 0.5. Dari tahap ini didapatkan data hasil pengaruh variasi kehalusan lumpur Sidoarjo terhadap kuat tekan dan workability dari mortar. Lumpur yang digunakan berasal dari titik pengambilan L25.
Pada tahap ketiga dan terakhir, digunakan sampel lumpur Sidoarjo yang diambil dari 5 lokasi dan kondisi yang berbeda. Seperti tahap-tahap berikutnya dilakukan treatment lumpur seperti sebelumnya yaitu : pengeringan, pembakaran dan penggilingan. Tingkat kehalusan yang digunakan adalah 63-150 µm dan mix design menggunakan perbandingan massa semen (semen PPC + lumpur Sidoarjo) : pasir adalah 1:2.5 dan perbandingan air : massa semen (semen PPC + lumpur Sidoarjo) adalah 0.5:1. Dari tahap ini diketahui apakah lokasi dan kondisi dari pengambilan sampel lumpur Sidoarjo berpengaruh terhadap kuat tekan dari mortar yang dihasilkan.
3.2 Pengujian Material
Berbagai pengujian terhadap material lumpur Sidoarjo dilakukan di Laboratorium Material Institut Sepuluh November (ITS) untuk mengetahui karakteristik dari material lumpur Sidoarjo. Pengujian yang dilakukan di ITS menggunakan alat X-Ray Diffraction (XRD) dan X-Ray Flourescence (XRF).
3.2.1 Alat X-Ray Diffraction (XRD)
Alat XRD merupakan mesin yang digunakan untuk mengetahui bentuk kristal dari lumpur Sidoarjo, apakah sudah amorf atau kristal. Pada penelitian kali ini, alat ini digunakan untuk memeriksa bentuk kristal dari lumpur Sidoarjo yang sudah dibakar di pabrik genteng Bambe dengan suhu 910oC selama 5 jam dan lumpur Sidoarjo yang belum dibakar.
3.2.2 Alat X-Ray Flourescene (XRF)
Alat XRF berguna untuk mengetahui persentase kandungan unsur kimia dan oksida dalam suatu material. Pada penelitian kali ini, digunakan sampel lumpur dari lima lokasi titik pengambilan lumpur Sidoarjo yang tersebar di wilayah semburan lumpur Sidoarjo. Kondisi lumpur yang diuji telah dibakar terlebih dahulu dengan suhu 910oC dan digiling sehingga dalam bentuk serbuk.
3.3 Pengujian
Pada penelitian ini dilakukan dua jenis pengujian, yaitu uji kuat tekan mortar dan workability. Semua pengujian dilakukan di Laboratorium Beton Universitas Kristen Petra Surabaya. Pengujian kuat tekan dengan menggunakan acuan Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars (ASTM C 109-05, 2005).
3.3.1 Uji Kuat Tekan Mortar
Pengujian kuat tekan mortar dilakukan pada saat usia mortar mencapai 7, 14, 28 dan 56 hari. Mortar mengalami proses curing sampai dengan H-1 dari umur pengujian, karenanya mortar dikeluarkan dari kolam sehari sebelum diuji.
Pengujian ini menggunakan alat Universal Testing Machine, benda uji mortar diletakkan satu-persatu untuk diuji hingga benda uji hancur dan didapatkan hasil
kuat tekan dan SAI dari mortar tersebut. Strength Activity Index (SAI) adalah perbandingan kuat tekan mortar antara mortar yang mengandung material pozzolan dengan mortar biasa yang tidak menggandung pozzolan.
3.3.2 Uji Workability
Pengujian workability atau kelecakan dilakukan pada saat mortar selesai diaduk hingga merata dan sebelum dicetak. Pengujian ini menggunakan alat flow table yang bertujuan untuk mengetahui seberapa besar penambahan diameter mortar. Penambahan diameter mortar ini berbanding lurus dengan kelecakan dari mortar tersebut. Pengujian ini dimulai dengan meletakkan sampel pada cetakan yang ada di atas flow table, sampel dimasukkan didalam cetakan sebanyak 2 lapis dan dirojok sebanyak 20 kali untuk setiap lapisan. Kemudian cetakan diangkat dan flow table mulai dijatuhkan dari ketinggian 13mm sebanyak 25 kali dalam waktu 15 detik. Kemudian diukur diameter mortar yang telah mengalami pertambahan diameter sebanyak 4 kali dalam satu kali percobaan, hasil ini kemudian dirata-rata untuk mendapatkan nilai flow dalam persentase dari material tersebut untuk menentukan tingkat workability dari mortar.
3.4 Mortar
Mortar merupakan benda uji yang digunakan dalam penelitian kali ini.
Mortar umumnya terdiri dari semen, air dan pasir, sedangkan beton merupakan campuran dari mortar dan agregat kasar. Namun pada penelitian kali ini mortar yang digunakan memiliki tambahan berupa lumpur Sidoarjo yang telah di- treatment terlebih dahulu. Pengaruh kuat tekan mortar dan kuat tekan beton berhubungan dengan erat, oleh karena itu pada penelitian ini digunakan benda uji mortar karena beberapa alasan. Dikarenakan ukuran mortar lebih kecil dari beton maka kebutuhan material yang diperlukan juga lebih sedikit dan juga dikarenakan tidak menggunakan agregat kasar, maka pengaruh dari penambahan persentase dari lumpur Sidoarjo terhadap kuat tekan dari mortar dapat terlihat dengan jelas.
Pada penelitian kali ini digunakan mix design dengan perbandingan cementitious material (material yang memiliki sifat semen) yaitu semen PPC + lumpur Sidoarjo dengan pasir adalah 1:2,5. Sedangkan untuk faktor air semen digunakan 0,5 namun pada variabel kadar lumpur Sidoarjo digunakan faktor air semen 0,4 dengan tambahan 1% superplasticizer dari berat cementitious material.
Semua material tersebut dicampur dan diaduk hingga merata selama 15 menit dan kemudian dimasukkan ke dalam cetakan yang nantinya dirojok dan digetarkan agar kepadatan dari mortar sempurna. Mortar yang telah dicetak dikeluarkan dari bekisting setelah 24 jam kemudian direndam di kolam air untuk proses curing dan diuji pada saat umur 7, 14, 28 dan 56 hari.
3.5 Variabel Penelitian
Pada penelitian kali ini digunakan tiga jenis variabel dan dibagi menjadi tiga tahap. Tahap pertama menggunakan kadar penggantian semen dengan lumpur Sidoarjo sebagai variabel bebas sedangkan lokasi dan kehalusan butiran menjadi variabel terikat. Pada tahap kedua, kehalusan ukuran butiran lumpur Sidoarjo merupakan varibel bebas sedangkan lokasi dan kadar menjadi variabel terikat.
Pada tahap terakhir variabel bebas yang digunakan adalah lokasi pengambilan lumpur Sidoarjo, dimana kehalusan dan kadar menjadi variabel terikat.
3.6 Jenis dan Sumber Data
Data yang digunakan yang digunakan pada penelitian kali ini merupakan data dari hasil pengujian di laboratorium. Setiap data yang diperoleh disajikan dalam bentuk tabel dan grafik.
3.7 Analisa Data
Pada penelitian kali ini data-data yang diperoleh dari pengujian pada mortar untuk mendapatkan hasil :
a. Hubungan antara variasi kadar penggantian semen dengan lumpur Sidoarjo dengan kuat tekan, nilai SAI dan workability mortar.
b. Hubungan antara variasi kehalusan ukuran butiran lumpur Sidoarjo dengan kuat tekan, nilai SAI dan workability mortar.
c. Hubungan antara lokasi pengambilan sampel lumpur Sidoarjo terhadap kuat tekan dan nilai SAI mortar.
3.9 Diagram Alir Penelitian
Start
Pengambilan sampel lumpur Sidoarjo
Pengovenan lumpur dengan suhu 110oC Selama 24 jam
TES XRD
(Lumpur sebelum dibakar)
Pembakaran lumpur dengan suhu 910oC selama 5 jam
Penggilingan lumpur menggunakan bar mill
TES XRD (Lumpur setelah dibakar) TES XRF
(Sampel lumpur 5 lokasi)
Mix design
Tahap 2 (Variasi Kehalusan)
Tahap 2 (Variasi Lokasi) Tahap 2
(Variasi Kadar)
Analisis data
Kesimpulan dan Saran
