4. HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS

(1)

20

Universitas Kristen Petra

4. HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS

4.1. Analisa Variasi w/b Terhadap Kuat Tekan Mortar Geopolimer

Pada penelitian ini variabel terikatnya adalah molaritas NaOH yaitu 10M, perbandingan larutan sodium silikat : larutan NaOH yaitu 2 : 1, dan perbandingan massa pozzolan : pasir Lumajang adalah 1 : 2,8. Perbandingan ini diambil dari penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Jodjana & Djoewardi (2014). Untuk perbandingan massa lumpur Sidoarjo : fly ash yaitu 1 : 1. Sedangkan variabel bebasnya adalah w/b tiap komposisi campuran yaitu 0,25 ; 0,3 ; 0,35 dan 0,4. W/b yang dimaksudkan adalah perbandingan massa total air (air untuk melarutkan padatan NaOH dan air yang terkandung di dalam larutan sodium silikat) dengan massa pozzolan. Variabel bebas w/b ini digunakan dengan harapan mortar geopolimer yang dihasilkan memiliki nilai kuat tekan yang tinggi serta nilai kelecakan yang baik sehingga mortar mudah untuk dikerjakan dan dipadatkan.

Pada Tabel 4.1 merupakan komposisi mortar.

Tabel 4.1. Komposisi Campuran Mortar Geopolimer

w/b Pasir

Lumpur Sidoarjo

Fly

Ash Padatan NaOH

Larutan Sodium Silikat

Air

50% 50%

Kg/m³

0,25 1540,8 268,80 268,80 33,36 233,76 83,28 0,30 1540,8 268,80 268,80 40,08 280,32 100,08 0,35 1540,8 268,80 268,80 46,80 327,12 116,88 0,40 1540,8 268,80 268,80 52,08 369,36 131,76

Mortar geopolimer ini dibuat dalam bekisting berukuran 5 x 5 x 5 cm³ sebanyak 9 buah benda uji. Proses curing dilakukan selama 24 jam di dalam oven dengan suhu 60^oC. Proses uji kuat tekan dilakukan pada umur 3, 7 dan 28 hari dengan masing-masing pengujian menggunakan 3 buah benda uji. Sebelum dilakukan uji kuat tekan, mortar geopolimer ditimbang terlebih dahulu untuk mengetahui berat jenisnya. Berikut merupakan hasil tes kuat tekan dari mortar geopolimer yang telah dibuat. Hasil pada Tabel 4.2 merupakan rata-rata berat jenis dan nilai kuat tekan dari 3 buah benda uji.

(2)

21

Tabel 4.2. Tabel Hasil Kuat Tekan

Umur 3 Hari 7 Hari 28 Hari

w/b

Berat Jenis

Kuat Tekan

Berat Jenis

Kuat Tekan

Berat Jenis

Kuat Tekan

kg/m³ MPa kg/m³ MPa kg/m³ MPa

0,25 2324,30 48,53 2233,98 52,53 2256,24 50,40 0,30 2293,75 39,87 2256,95 52,53 2233,22 59,60 0,35 2384,64 31,73 2309,10 35,33 2198,93 39,20 0,40 2258,22 19,20 2145,10 22,27 2221,63 20,27

Gambar 4.1 Grafik Hasil Uji Kuat Tekan Mortar Geopolimer

Pada Gambar 4.1 dapat dilihat bahwa semakin kecil nilai w/b yang digunakan untuk pembuatan mortar, maka nilai kuat tekan yang dihasilkan akan semakin tinggi. Namun pada grafik uji kuat tekan didapati nilai kuat tekan w/b = 0,25 pada 28 hari lebih rendah daripada hasil uji kuat tekan w/b = 0,3 pada 28 hari. Hal ini terjadi karena mortar dengan w/b = 0,25 memiliki nilai kelecakan yang rendah sehingga pemadatan tidak dapat dilakukan dengan baik. Dari hasil penelitian ini diambil dua komposisi w/b yang memiliki nilai kuat tekan paling tinggi dan kelecakan yang baik, yaitu w/b 0,3 dan 0,35.

15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

3 7 28

Kuat Tekan Rata-Rata (MPa)

Hari

0,25 0,30 0,35 0,40 w/b

(3)

22

4.2. Analisa Variasi w/b Terhadap Kelecakan Mortar Geopolimer

Benda uji yang dibuat pada analisa kuat tekan mortar geopolimer, sebelumnya telah diuji kelecakannya menggunakan flow table. Berdasarkan ASTM C1437 d1 ditetapkan sebagai diameter mortar sebelum diketuk dan d2 merupakan diameter mortar setelah diketuk sebanyak 25 kali dalam 15 detik.

Diameter flow mortar didapat dari pengurangan d2 dengan d1, dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Diameter Flow mortar segar dengan Lumpur Sidoarjo: Fly Ash = 1 : 1

w/b d1 (mm)

d2 (mm)

d2- d1 (mm) 0,25 104 120 16 0,30 107 130 23 0,35 120 160 40 0,40 130 185 55

Gambar 4.2 Diameter Flow Mortar Geopolimer dengan Variasi w/b

Hasil pengujian kelecakan mortar pada Gambar 4.2 menunjukkan bahwa semakin besar nilai perbandingan w/b yang digunakan untuk membuat mortar maka diameter flow mortar yang dihasilkan akan semakin besar pula. Akan tetapi

0 10 20 30 40 50 60

0,25 0,3 0,35 0,4

Diameter Flow (mm)

w/b

(4)

23

seiring dengan naiknya nilai diameter flow pada mortar maka nilai kuat tekan mortarpun akan semakin kecil. Ini dapat dilihat dari Gambar 4.1 dan Gambar 4.2.

Gambar 4.3 Mortar Geopolimer dengan w/b 0,25 dan 0,35

Dari foto 2 macam sampel pada Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa mortar dengan w/b 0,25 memiliki lebih banyak rongga dan permukaannya lebih kasar daripada mortar dengan w/b 0,35. Mortar dengan w/b 0,25 meskipun memilki nilai kuat tekan yang tinggi namun sulit untuk dikerjakan karena nilai kelecakannya yang rendah. Sedangkan mortar dengan w/b 0,35 meskipun nilai kuat tekannya hanya 39,2 MPa namun lebih mudah dikerjakan. Dari hasil penelitian didapatkan perbandingan w/b yang baik dalam uji kuat tekan maupun flow table adalah w/b = 0,3 dan w/b = 0,35. Dengan demikian kedua perbandingan w/b ini akan dilanjutkan untuk penelitian berikutnya

4.3. Analisa Variasi Perbandingan Massa Lumpur Sidoarjo dan Fly Ash Terhadap Kuat Tekan Mortar Geopolimer

Pada penelitian ini analisa dilakukan pada perbandingan massa lumpur Sidoarjo dan fly ash. Perbandingan massa lumpur Sidoarjo dan fly ash yang digunakan yaitu 0% : 100%, 25% : 75%, 50% : 50%, 60% : 40%, 70% : 30%, 80% : 20%, 90% : 10% dan 100% : 0%. Perbandingan w/b yang digunakan dalam penelitian kali ini adalah 0,3 dan 0,35.

Mortar geopolimer dibuat sebanyak 6 buah benda uji dalam bekisting dengan ukuran 5 x 5 x 5 cm³. Mortar kemudian dicuring dengan menggunakan

(5)

24

oven dengan suhu 60^oC selama 24 jam. Uji kuat tekan mortar dilakukan pada umur 3 dan 7 hari. Sebelum dilakukan uji kuat tekan, mortar geopolimer ditimbang terlebih dahulu untuk mengetahui berat jenisnya. Tabel 4.4 dan Gambar 4.4 merupakan hasil analisa dari mortar geopolimer.

Tabel 4.4 Hasil Kuat Tekan Mortar Geopolimer dengan Variasi Komposisi Lumpur Sidoarjo

w/b 0,3 0,35

Umur 3 Hari 7 Hari 3 Hari 7 Hari

Lumpur Sidoarjo :

fly ash

Berat Jenis

Kuat Tekan

Berat Jenis

Kuat Tekan

Berat Jenis

Kuat Tekan

Berat Jenis

Kuat Tekan

kg/m³ MPa kg/m³ MPa kg/m³ MPa kg/m³ MPa

0% : 100% 2424,21 43,60 2390,79 48,67 2397,82 32,53 2394,07 38,67 25% : 75% 2389,07 37,47 2361,71 43,33 2342,36 26,27 2331,99 37,73 50% : 50% 2293,75 39,87 2256,95 52,53 2384,64 31,73 2309,10 35,33 60% : 40% 2373,92 26,13 2307,88 30,13 2388,34 21,73 2309,86 26,67 70% : 30% 2329,06 28,40 2382,84 29,87 2299,78 20,53 2288,12 26,40 80% : 20% 2283,19 27,60 2288,47 26,80 2284,57 20,40 2324,22 22,93 90% : 10% 2304,15 28,27 2269,72 28,40 2287,85 21,47 2282,59 24,00 100% : 0% 2294,56 16,93 2290,19 20,80 2272,04 19,87 2265,78 20,40

Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Kuat Tekan Mortar Geopolimer dengan Variasi Komposisi Lumpur Sidoarjo dengan w/b = 0,3

0 10 20 30 40 50 60

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Kuat Tekan Rata-Rata (MPa)

% Lumpur Sidoarjo

7 hari 3 hari umur :

(6)

25

Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Kuat Tekan Mortar Geopolimer dengan Variasi Komposisi Lumpur Sidoarjo dengan w/b = 0,35

Pada penelitian ini dengan variasi perbandingan massa lumpur Sidoarjo dan fly ash didapati perbandingan massa yang memiliki nilai kuat tekan yang tinggi adalah lumpur Sidoarjo : fly ash = 50% : 50%. Nilai kuat tekan kadar lumpur Sidoarjo 50% paling tinggi didapati di komposisi w/b 0,3. Pada komposisi w/b 0,35, mortar dengan kadar lumpur Sidoarjo 25% memiliki nilai kuat tekan yang lebih tinggi dari mortar dengan kadar lumpur Sidoarjo 50%. Sedangkan perbandingan dengan kadar lumpur Sidoarjo 60%, 70%, 80% dan 90% didapati tidak menunjukkan perbedaan yang terlalu signifikan. Mortar dengan kadar fly ash 100% memiliki nilai kuat tekan yang tertinggi, sedangkan mortar dengan kadar lumpur Sidoarjo 100% adalah mortar dengan nilai kuat tekan yang paling rendah. Hal ini disebabkan karena permukaan lumpur Sidoarjo yang tidak beraturan, sehingga menyulitkan proses pemadatan. Selain itu, hal ini terjadi karena lumpur Sidoarjo telah melalui proses treatment sebelumnya yaitu dengan di oven pada suhu 110^oC selama 24 jam dan dibakar pada suhu 700^oC selama 6 jam yang menyebabkan banyak berkurangnya kandungan air di dalam partikel lumpur Sidoarjo, sehingga lumpur Sidoarjo menjadi kering dan menyerap lebih banyak air. Oleh karena itu, pada saat komposisi lumpur Sidoarjo ditambah maka mortar yang dihasilkan memiliki kelecakan yang semakin rendah dan sulit untuk dipadatkan.

0 10 20 30 40 50 60

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Kuat Tekan Rata-Rata (MPa)

7 hari 3 hari umur :

(7)

26

Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Kuat Tekan Mortar Geopolimer dengan Variasi Komposisi Lumpur Sidoarjo Umur 7 Hari

Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Berat Jenis Mortar Geopolimer dengan Variasi Komposisi Lumpur Sidoarjo Umur 7 Hari

Pada Gambar 4.6 terdapat grafik hasil percobaan penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Jodjana & Djoewardi (2014) dan juga grafik hasil penelitian yang dilakukan oleh peneliti. Mortar geopolimer dengan w/b = 0,17 merupakan hasil penelitian oleh Jodjana & Djoewardi (2014). Mortar geopolimer yang dibuat oleh peneliti sebelumnya menggunakan lumpur Sidoarjo yang digiling selama 8 jam dan fly ash yang tidak digiling. Sedangkan mortar yang dibuat oleh peneliti

2050 2100 2150 2200 2250 2300 2350 2400 2450

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Berat Jenis (kg/m3)

0,3 0,35 0,17 w/b : 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

kuat tekan rata-rata (MPa)

0,17 0,30 0,35 w/b

(8)

27

dengan w/b = 0,3 dan 0,35 menggunakan lumpur Sidoarjo yang digiling selama 12 jam dan menggunakan fly ash yang digiling selama 6 jam. Hasil dari mortar dengan w/b = 0,17 memiliki nilai kuat tekan yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan mortar dengan w/b = 0,3 dan 0,35.

Pada Gambar 4.7 dapat dilihat berat jenis mortar geopolimer yang memiliki komposisi campuran fly ash pada penelitian sebelumnya memiliki berat jenis yang lebih kecil daripada penelitian kali ini. Ini membuktikan bahwa fly ash yang telah digiling selama 6 jam dapat menghasilkan mortar geopolimer yang lebih padat dibandingkan dengan fly ash yang tidak digiling. Hal ini dikarenakan partikel fly ash yang telah digiling ukurannya menjadi lebih halus, meskipun bentuk partikelnya menjadi tidak beraturan dan tidak spherical lagi. Berdasarkan hasil tes PSA nilai SSA fly ash yang tidak digiling adalah 1838 m²/kg sedangkan fly ash yang digiling selama 6 jam memiliki nilai SSA 2210 m²/kg. Akan tetapi nilai kuat tekan yang dihasilkan oleh mortar fly ash 100% digiling 6 jam tidak dapat tinggi seperti mortar fly ash 100% yang tidak digiling (Gambar 4.6). Mortar geopolimer dengan komposisi campuran lumpur Sidoarjo 100% yang digiling selama 12 jam memiliki berat jenis yang lebih besar bila dibandingkan dengan mortar yang menggunakan lumpur Sidoarjo yang digiling selama 8 jam. Hal ini menunjukkan pemecahan partikel lumpur Sidoarjo menjadi pertikel yang lebih halus melalui proses penggilingan yang lebih lama dapat menghasilkan mortar yang lebih padat. Akan tetapi nilai kuat tekan w/b 0,3 dan 0,35 bila dibandingan dengan w/b 0,17 masih memiliki nilai kuat tekan yang lebih rendah.

Apabila dianalisa berdasarkan nilai kuat tekannya, mortar geopolimer dengan variasi komposisi lumpur Sidoarjo pada penelitian sebelumnya (Jodjana

& Djoewardi, 2014) maupun pada penelitian kali ini memiliki trend yang sama (Gambar 4.6). Mortar dengan fly ash 100% memiliki nilai kuat yang paling tinggi dan mortar dengan lumpur Sidoarjo 100% memiliki nilai kuat tekan yang paling rendah. Sedangkan mortar dengan komposisi perbandingan massa lumpur Sidoarjo : fly ash memiliki nilai kuat tekan paling tinggi pada komposisi lumpur Sidoarjo : fly ash = 50% : 50%. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan lumpur Sidoarjo pada pembuatan mortar geopolimer dengan campuran fly ash untuk

(9)

28

mendapatkan nilai kuat tekan yang tinggi tidak dapat melebihi perbandingan massa lumpur Sidoarjo : fly ash = 50% : 50%.

4.4. Analisa Variasi Perbandingan Massa Lumpur Sidoarjo dan Fly Ash Terhadap Kelecakan Mortar Geopolimer

Benda uji pada penelitian ini, sebelum dicetak dalam bekisting telah diuji kelecakannya terlebih dahulu dengan menggunakan flow table. Tabel 4.10 merupakan tabel hasil flow table mortar geopolimer dengan variasi perbandingan massa lumpur Sidoarjo dan fly ash.

Tabel 4.5 Diameter Flow dengan w/b=0,3 Lumpur

Sidoarjo (%)

d1 (mm)

d2 (mm)

d2-d1 (mm)

0 * * *

25 115 150 35

50 105 130 25

60 102 125 23

70 100 105 5

80 100 100 0

90 100 100 0

100 100 100 0

*) Mortar geopolimer dengan komposisi fly ash 100% tidak dapat diukur karena diameter mortar melebihi diameter flow table.

Tabel 4.6 Diameter Flow dengan w/b=0,35 Lumpur

Sidoarjo (%)

d1 (mm)

d2 (mm)

d2-d1 (mm)

0 * * *

25 120 165 45

50 118 160 42

60 112 145 33

70 106 135 29

80 102 120 18

90 100 105 5

100 100 100 0

*) Mortar geopolimer dengan komposisi fly ash 100% tidak dapat diukur karena diameter mortar melebihi diameter flow table.

(10)

29

Gambar 4.8 Diameter Flow Mortar Geopolimer dengan Variasi Komposisi Lumpur Sidoarjo

Berdasarkan pengujian kelecakan dengan flow table didapati bahwa semakin banyak kadar lumpur Sidoarjo dalam mortar maka nilai kelecakan yang dihasilkan semakin kecil. Pada mortar dengan w/b = 0,3 ketika digunakan komposisi lumpur Sidoarjo 80%, mortar yang dihasilkan diameter flownya 0.

Sedangkan pada mortar dengan w/b = 0,3 diameter flow = 0 ketika komposisi lumpur Sidoarjo = 100%.

Kelecakan mortar berpengaruh pada kepadatan mortar dan juga mempengaruhi nilai kuat tekan mortar yang dihasilkan. Diameter flow mortar geopolimer menjadi semakin kecil seiring dengan bertambahnya massa lumpur Sidoarjo pada komposisi mortar. Dimulai dari komposisi lumpur Sidoarjo 70%

sampai dengan 100%, diameter flow mortar menjadi semakin kecil dan nilai kuat tekan mortarpun semakin menurun. Ketika massa lumpur Sidoarjo pada campuran mortar geopolimer semakin banyak, maka mortar geopolimer semakin sulit untuk dipadatkan. Oleh karena itu, sebaiknya mulai dari komposisi lumpur 70%

ditambahkan superplasticizer untuk menambah nilai diameter flow mortar geopolimer, sehingga mortar lebih mudah untuk dikerjakan dan dipadatkan.

0 10 20 30 40 50

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Diameter Flow (mm)

0,35

0,3 w/b :