Arif Setiawan dan Henry Surya Wijaya Skripsi
Beton geopolymer dengan curing microwave
Beton geopolymer adalah beton dengan bahan dasar 100 % fly ash untuk menggantikan fungsi semen. Pada pembuatan beton geopolymer, proses curing merupakan bagian yang penting karena dapat meningkatkan kekuatan beton geopolymer. Penelitian sebelumnya telah meneliti curing beton geolpolymer dengan menggunakan oven. Sebagai alternatif lain, pada penelitian ini digunakan microwave untuk proses curing, karena gelombang mikro dapat menghasilkan panas yang seragam dan mengurangi waktu curing. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan metode curing yang tepat dengan penggunaan microwave dan efek penggunaannya. Parameter yang digunakan antara lain perbandingan water/binder (w/b), variasi waktu curing dan power pada microwave.
Pemakaian microwave pada proses curing mortar geopolymer dapat meningkatkan ataupun menurunkan kekuatan tekan yang dihasilkan. Untuk mendapatkan kuat tekan optimum harus digunakan power dan waktu curing yang tepat, serta perkembangan suhu yang tidak terlalu cepat. Hasil optimum dalam penelitian ini adalah 40,12 MPa, dengan menggunakan low power pada microwave selama 70 menit. Hasil kuat tekan mortar geopolymer dengan curing microwave hanya setara dengan 64 % dari mortar dengan curing oven selama 24 jam pada suhu 900C.
kata kunci : beton geopolymer, mortar geopolymer, microwave, kuat tekan, oven.
ABSTRACT
Arif Setiawan and Henry Surya Wijaya Thesis
Curing geoplymer concrete using microwave
Geolpolymer concrete is made of 100 % fly ash as binder to replace portland cement. Curing is one of the important factors in making geopolymer concrete because it increases compressive strength significanlly. The geopolymer concrete is normally cured by heating with ordinary oven. In this research, microwaves curing is used as an alternative method, because it could produce uniform heat and reduce curing duration. The aims of this research are to find the appropriate curing method using microwave oven and it’s effect on the hardened geopolymer. Parameters used are composition of water and binder, variation of curing duration, and microwave power.
Microwave curing could increase or reduce the compressive strength of hardened geopolymer. To obtained the optimum compressive strength, it must be cured with appropriate energy, curing duration, and also slow temperature rise.
Optimum strength of hardened geopolymer obtained in this research is 40.12 MPa, by using low power in 70 minutes, and it had 64 % of compressive strength of geopolymer cured in ordinary oven for 24 hour at 900C.
keyword : geopolymer concrete, geopolymer mortar, microwave, compressive strength, oven.
HALAMAN JUDUL... i
LEMBAR PENGESAHAN... iii
BERITA ACARA PEMBIMBINGAN SKRIPSI... iv
DATA SKRIPSI / TUGAS AKHIR... vi
FORMULIR PERSYARATAN TUGAS AKHIR/SKRIPSI... vii
KATA PENGANTAR... viii
UCAPAN TERIMA KASIH...ix
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI... x
ABSTRAK... xii
DAFTAR ISI...xiv
DAFTAR GAMBAR... xvi
DAFTAR TABEL... xix
DAFTAR LAMPIRAN... xx
1. PENDAHULUAN... 1
1.1. Latar Belakang Masalah...1
1.2. Perumusan Masalah... 2
1.3. Tujuan... 3
1.4. Manfaat Penelitian... 3
1.5. Ruang Lingkup Penelitian...3
1.6. Sistematika Penelitian... 3
2. STUDI PUSTAKA... 5
2.1. Beton Geopolymer... 5
2.2. Binder... 6
2.3. Alkaline Activator (Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida)... 9
2.3.1. Sodium Hidroksida (NaOH)... 9
2.3.2. Sodium Silikat (Na2SiO3)...12
2.4. Proses Curing... 13
2.5. Proses Pembuatan Larutan... 16
3. METODOLOGI PENELITIAN... 18
3.1. Umum...18
3.2. Material... 19
3.2.1. Agregat Halus...19
3.2.2. Air... 19
3.2.3. Fly Ash... 19
3.2.4. Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida... 20
3.3. Curing Menggunakan Microwave...20
3.4. Pengukuran Suhu... 21
3.5. Metode Tes dan Pengujian... 22
3.5.1. Pengujian Awal... 22
3.5.1.1. Pengujian Mix Design... 22
3.5.1.2. Komposisi Mix Design... 23
3.5.1.3. Komposisi Akhir Mix Design... 24
3.5.2. Pengujian Akhir... 24
3.6. Langkah-langkah Pembuatan Mortar... 25
4. HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS... 27
4.1. Proses Pembuatan Larutan... 27
4.2. Pengujian Mix Design... 28
4.3. Penggunaan Microwave... 31
4.3.1. Perkembangan Suhu pada Sampel Selama Proses Curing... 32
4.3.2. Pengaruh Power pada Microwave Terhadap Kuat Tekan dengan Suhu Akhir di bawah 900C...32
4.3.2.1. Pengaruh Power Microwave Terhadap Kuat Tekan dengan 1 Kali Curing... 33
4.3.2.2. Pengaruh Power Microwave Terhadap Kuat Tekan dengan 2 Kali Curing... 34
4.3.2.3. Pengaruh Penggunaan Variasi Power pada Microwave Terhadap Kuat Tekan yang Dihasilkan... 36
4.3.3. Pengaruh Power pada Microwave Terhadap Kuat Tekan dengan Batas Suhu Akhir pada Sampel Diatas 900C...39
4.3.3.1. Pengaruh Power Medium Low pada Microwave Terhadap Kekuatan Tekan dengan 1 Kali Curing...39
4.3.3.2. Pengaruh Power Medium Low pada Microwave Terhadap Kuat Tekan dengan 2 Kali Curing... 41
4.3.4. Pengaruh Umur Pada Kuat Tekan Mortar... 42
4.3.5. Pengaruh Proses Curing pada Microwave Terhadap Daya yang Dibutuhkan Per 3 Sampel... 46
5. KESIMPULAN DAN SARAN... 49
5.1. Kesimpulan... 49
5.2. Saran...50
DAFTAR PUSTAKA... 51
LAMPIRAN... 52
2.1. Ikatan Polimerisasi SiO4 dan AlO4...5
2.2. Scanning Electron Microscopy (SEM) dari Fly Ash... 6
2.3. Perbandingan Kuat Tekan Mortar Berdasarkan Umur Mortar dan Proses Curing... 8
2.4. Scanning Electron Microscopy (SEM) dari Campuran Fly Ash dan Sodium Hidroksida... 9
2.5. Perbandingan Kuat Tekan Terhadap Konsentrasi NaOH... 10
2.6. Perbandingan Kuat Tekan Terhadap Konsentrasi NaOH... 10
2.7. Perbandingan Kuat Tekan Berdasarkan Perbandingan Sodium Hidroksida dan Sodium Silikat Pada Fly Ash Tipe C... 11
2.8. Perbandingan Kuat Tekan Berdasarkan Perbandingan Sodium Hidroksida dan Sodium Silikat Pada Fly Ash Tipe F... 11
2.9. Perbandingan Kuat Tekan Berdasarkan Sodium Hidroksida (NaOH) : Sodium Silikat (Na2SiO3)…... 13
2.10. Perbandingan Kuat Tekan Berdasarkan Perbandingan Sodium Hidroksida dan Sodium Silikat... 13
2.11. Pengaruh Temperatur Terhadap Kuat Tekan Beton... 14
2.12. Pengaruh Waktu Curing Terhadap Kuat Tekan Beton... 15
2.13. Hasil Penelitian Literatur Terhadap Umur Beton... 15
2.14. Kuat Tekan Sampel Beton yang Bervariasi... 16
2.15. Perbandingan Kekuatan Tekan dari Parameter Cara Pembuatan Larutan yang Didiamkan Sehari dengan Langsung Digunakan... 17
3.1. Diagram Alur Percobaan Mortar Geopolymer... 18
3.2. Pasir Lumajang, FlyAsh, Na2SiO3, dan NaOH... 20
3.3. Thermogun... 22
3.4. Tes Kuat Tekan... 25
3.5. Bagan Pembuatan Mortar Geopolymer... 25
3.6. Material yang Sudah Ditimbang... 25
3.7. Sampel Mortar yang Siap Dimasukkan ke dalam Microwave...26
3.8. Proses Pemotongan Sampel dengan Gerinda... 26
4.1. Larutan Setelah Didiamkan Selama 1 Hari... 27
4.2. Perbandingan Kuat Tekan Rata-rata Berdasarkan Perbandingan w/b ...…… 29
4.3. Segregasi pada Mortar... 30
4.4. Microwave yang Digunakan untuk Perawatan atau Curing... 31
4.5. Hubungan Peningkatan Suhu dengan Variasi Power dan Waktu pada Microwave... 32
4.6. Perbandingan Kuat Tekan Rata-rata Berdasarkan Power pada Microwave dengan 1 Kali Curing dan Suhu Akhir Sekitar 900C...34
4.7. Perbandingan Kuat Tekan Rata-rata Berdasarkan Power pada Microwave antara 1 Kali dan 2 Kali Curing Selama 2 Hari... 35
4.8. Perbedaan Warna pada Mortar... 36
4.9. Perkembangan Suhu pada Percobaan ke-37... 37
4.10. Perkembangan Suhu pada Percobaan ke-38... 37
4.11. Perkembangan Suhu pada Percobaan ke-39... 37
4.12. Perbandingan Kuat Tekan Rata-rata dengan Variasi Power pada Microwave... 38
4.13. Perkembangan Suhu pada Proses Curing Medium Low Selama 15 Menit... 40
4.14. Perbandingan Kuat Tekan Rata-rata Berdasarkan Perbedaan Waktu Curing dengan Menggunakan Power Medium Low pada Microwave... 40
4.15. Beton Geopolymer dengan Curing Power Medium Low Selama 20 Menit..41
4.16. Perbandingan Kuat Tekan Rata-rata Berdasarkan Perbedaan Waktu Curing dengan Power Medium Low pada Sampel ke-45... 42
4.17. Sampel Mortar Setelah Dilakukan Curing dengan Power Low Selama 70 Menit... 43
Low... 43
4.19. Perbandingan Kuat Tekan yang Dihasilkan Berdasarkan Tipe Power
pada Microwave dan Umur Sampel... 45
4.20. Perbandingan Kuat Tekan yang Dihasilkan Berdasarkan Tipe Power
pada Microwave Setelah Umur 7 hari... 45
4.21. Perbandingan antara Kuat Tekan Sampel dengan Besarnya Daya yang Digunakan pada Proses Curing... 47
4.22. Sampel yang Dicuring Menggunakan Power Medium Selama 20 Menit... 48
4.23. Sampel yang Dicuring Menggunakan Power Medium Selama 15 Menit... 48
DAFTAR TABEL
3.1. Senyawa Kimia Fly Ash yang Digunakan... 20
3.2. Perhitungan Konversi Daya Microwave... 21
3.3. Komposisi Mix Design Berdasarkan Perbandingan Water/binder... 23
3.4. Komposisi Mix Design Berdasarkan Umur Mortar dan Proses Curing... 24
3.5. Komposisi Akhir Mix Design... 24
4.1. Hasil Pengujian Kuat Tekan Berdasarkan Perbandingan Air-Fly Ash... 28
4.2. Hasil Pengujian Kuat Tekan Mortar dengan 1 Kali Curing... 33
4.3. Hasil Pengujian Kuat Tekan Mortar dengan 2 Kali Curing... 35
4.4. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton dengan Variasi Power Microwave... 38
4.5. Pengujian Kuat Tekan Berdasarkan Waktu Curing... 39
4.6. Hasil Pengujian Kuat Tekan Berdasarkan Waktu Curing 2 Kali dalam 1 Hari dan 2 Hari... 41
4.7. Hasil Pengujian Kuat Tekan Berdasarkan Umur Beton... 44
4.8. Daya yang Dibutuhkan Selama Variasi Curing Per 3 Sampel... 46
A.1. Mix Design yang Digunakan... 52
A.2. Berat Volume Pasir... 54
A.3. GS Pasir dalam Keadaan SSD... 54
A.4. Analisis Ayakan Pasir... 54
A.5. Wc Pasir dalam Keadaan SSD... 54
A.6. Wc Pasir dalam Keadaan Asli... 55
A.7. Hasil Pengujian Kuat Tekan Mortar... 56
Lampiran 1 : Data Mix Design………... 52
Lampiran 2 : Hasil Pengujian Pasir………... 54
Lampiran 3 : Hasil Pengujian Kuat Tekan Mortar……… 56
Lampiran 4 : Gambar dan Data……….. 61
