ANALISA SIFAT MEKANIK BETON GEOPOLIMER BERBAHAN DASAR FLY ASH DAN LUMPUR PORONG KERING SEBAGAI PENGISI

(1)

33 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341 PENDAHULUAN

Beton Geopolimer merupakan beton dengan material dari bahan alami sebagai pengikat. Material pengikat tersebut mengalami reaksi polimerisasi dalam proses pengerasannya. Studi terhadap material alami sebagai pengganti semen diperlukan sejalan dengan peningkatan pembangunan infrastruktur beton di dunia yang menyebabkan meningkatnya permintaan terhadap semen sebagai bahan pembentuk beton. Penggunaan semen ternyata memberikan pengaruh negatif karena gas CO2 yang dilepaskan

ke atmosfir akibat proses produksi semen dengan jumlah setara dengan berat semen yang dihasilkan.

Material alami yang diutamakan sebagai pengganti semen ini adalah material yang memiliki kandungan oksida silika dan alumina tinggi (Davidovits, 1994). Kebutuhan akan tingginya kandungan oksida silika dan alumina disebabkan karena oksida ini merupakan bahan utama yang akan mengalami proses polimerisasi yang menghasilkan binder atau pengikat dalam beton geopolimer.

Pada penelitian ini, dibuat binder dan beton geopolimer untuk diamati sifat mekaniknya. Beton geopolimer yang dibuat menggunakan bahan dasar fly ash sebagai pengikat dan lumpur Porong sebagai pengisi.

Lumpur Porong merupakan lumpur panas yang keluar dari perut bumi. Besarnya volume

ANALISA SIFAT MEKANIK BETON GEOPOLIMER BERBAHAN DASAR FLY ASH

DAN LUMPUR PORONG KERING SEBAGAI PENGISI

Oleh : Triwulan*) Januarti Jaya Ekaputri**)

Tami Adiningtyas***) Abstrak

Geopolimer adalah beton dengan bahan pengikat tidak menggunakan semen hidrolis, tetapi menggunakan material alami sebagai penggantinya. Material alami yang digunakan adalah material yang memiliki kandungan oksida silika dan alumina tinggi. Fly Ash dan lumpur Porong dipilih sebagai bahan dasar penelitian ini karena kandungan silika dan aluminanya yang tinggi. Fly Ash yang digunakan harus diaktifkan dengan larutan alkalin berupa Sodium Hidroksida dan Sodium Silikat sebagai katalisatornya. Penggunaan lumpur Porong dalam hal ini merupakan usaha untuk memanfaatkan lumpur Porong sebagai bahan bangunan (Ekaputri dan Triwulan, 2006). Dalam penelitian yang dilakukan, dibuat 4 buah benda uji berupa binder dan 4 buah benda uji beton dengan variasi aktifator sodium hidroksida molaritas 8M dan 10M serta penambahan air sebanyak 80% dan 100% dari berat lumpur. Pada benda uji binder akan dilakukan tes yang meliputi: tes waktu pengikatan, tes tekan dan tes porositas. Sedangkan untuk benda uji beton akan dilakukan tes yang meliputi: tes slump, tes tekan, tes tarik belah dan tes porositas. Pada pengujian tekan dan tarik belah, umur benda uji ditentukan pada 3, 7, 14, 21 dan 28 hari. Dari hasil penelitian terlihat bahwa molaritas larutan aktifator dan persentase penambahan air mempengaruhi sifat mekanik beton geopolimer-lumpur. Secara umum, semakin besar molaritas dan semakin sedikit persentase penambahan air pada campuran akan memberikan karakteristik beton yang lebih tinggi.

Kata kunci : geopolimer, binder, aktifator, molaritas, fly ash, lumpur Porong

*) Dosen Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITS **) Dosen Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITS ***) Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITS

(2)

34 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341

lumpur panas yang keluar telah menimbulkan berbagai dampak buruk pada kehidupan sosial, ekonomi dan kesehatan masyarakat Sidoarjo pada khususnya (Timnas PSLS, 2006).

Sebagai usaha dari meminimalisasi kerugian yang ditimbulkan oleh lumpur Porong ini, beberapa peneliti telah mencoba untuk memanfaatkan lumpur Porong sebagai keramik dan bahan konstruksi seperti bata, genteng, beton[15] dan paving. Penggunaan lumpur Porong kering sebagai bahan pengisi beton geopolimer pada penelitian ini merupakan usaha pemanfaatan lumpur Porong.

Tujuan yang akan dicapai dalam penelitian ini adalah :

1. Mengetahui waktu pengikatan binder geopolimer-lumpur.

2. Mengetahui temperatur saat terjadi reaksi polimerisasi.

3. Mengetahui besarnya kuat tekan binder dan beton geopolimer-lumpur

4. Mengetahui besarnya kuat tarik beton geopolimer-lumpur

5. Mengetahui porositas binder dan beton geopolimer-lumpur.

6. Mengetahui kandungan senyawa kimia dalam binder geopolimer-lumpur.

LINGKUP PEMBAHASAN

Dalam penelitian ini, masalah yang dibahas meliputi:

1. Mengetahui dan membandingkan sifat fisik dari bahan bahan dasar beton geopolimer-lumpur yang meliputi:

a) Fly ash b) Lumpur Porong

2. Bahan dasar binder yang digunakan adalah fly ash dan Lumpur Porong.

3. Aktifator yang digunakan adalah NaOH dan Sodium Silikat dengan perbandingan Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida adalah sebesar 2,5.

4. Molaritas NaOH sebesar 8 dan 10 Molar. 5. Perbandingan berat Fly ash (fly ash) dan

Lumpur Porong adalah 4 : 1.

6. Fly ash yang digunakan adalah fly ash kelas F dari PLTU Paiton.

7. Lumpur Porong yang digunakan berupa Lumpur kering, yaitu lumpur yang telah di oven lalu dihancurkan sampai berbentuk serbuk. Lalu diberi tambahan air sebesar 80% dan 10% dari beratnya.

8. Kuat Tekan Dilakukan pada 3,7,14,21 dan 28 hari.

9. Penelitian hanya terbatas pada skala laboratorium.

10. Curing dilakukan pada suhu kamar selama 4 hari.

STUDI PUSTAKA  Beton Geopolimer

Proses pembentukan beton geopolimer disebut dengan proses polimerisasi kondensasi, yaitu reaksi gugus fungsi banyak (molekul yang mengandung dua gugus fungsi atau lebih yang dapat bereaksi) yang menghasilkan satu molekul besar bergugus fungsi banyak pula dan diikuti oleh pelepasan molekul kecil. Dalam proses geopolimerisasi, molekul kecil yang dilepaskan adalah air. Pelepasan air ini terjadi selama proses curing berlangsung.

Perbedaan reaksi beton geopolimer dengan beton konvensional dapat dilihat pada Gambar 1

(3)

35 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341 Gambar 1. – Reaksi Hidrasi dan

Polimerisasi (www.geopolymer.org)

Peneliti dari Universitas Melbourne, Australia, di bawah pimpinan Prof. J Van Deventer (Deventer, 2005) mengemukakan bahwa beton geopolimer dapat dimanfaatkan untuk memasung („immobilise‟) bahan-bahan berbahaya yang mengandung radioaktif maupun bahan-bahan beracun lain. Dalam laporan penelitian disebutkan hampir semua bahan buangan industri yang mengandung unsur-unsur silika dan alumina bisa dibuat menjadi semen geopolimer.

 Fly Ash

Material utama untuk pembentukan geopolimer yang memiliki ikatan alumino-silikate harus kaya akan Silikon (Si) dan aluminium (Al). Ini bisa berarti material alam seperti kaolin, dan lempung dimana formula empirisnya mengandung Si, Al, dan oksigen (Davidovits, 1994). Atau material buatan seperti fly ash, silica fume dan slag. Namun, diantara material buatan yang juga merupakan limbah, fly ash dan slag merupakan material yang paling potensial sebagai bahan dasar beton geopolimer (Hardjito et all, 2005).

Kandungan Fly ash kelas F yang digunakan dalam tugas akhir dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Komposisi Fly ash yang didapatkan dari analisa kimia

SiO2 52.24 Na2O 0.52 P2O5 0.13

Al2O3 38.58 K2O 0.44 SO3 1.21

Fe2O3 2.94 TiO2 2.42 SO2 -

CaO 0.69 MgO 0.49 LOI 1.39 Sumber: Ekaputri, Januarti J. dan Triwulan,

“Study on Porong Mud-Based Geopolymer Concrete”, 2006.

Sejauh ini, fly ash telah banyak digunakan sebagai penambah atau pengganti sejumlah semen dalam pembuatan beton dengan semen portland.

 Lumpur Porong

Lumpur Porong merupakan lumpur panas yang keluar dari perut bumi. Sejak mulai menyembur keluar dari dalam perut bumi pada tanggal 28 Mei 2006 di sekitar Sumur Eksplorasi Banjar Panji-1 (BJP-1) Lapindo Brantas, Kabupaten Sidoarjo-Jatim, hingga kini, Juli 2007, semburan lumpur tidak menunjukkan tanda akan berhenti. Dampak buruk yang ditimbulkannya menyebabkan berbagai usaha telah dilakukan untuk mengurangi volume lumpur. Pemanfaatan lumpur sebagai filler pada beton geopolimer ini juga merupakan usaha untuk mengurangi volume lumpur.

Melalui uji kimia yang dilakukan oleh balai besar keramik, dapat dilihat bahwa komponen kimia dari lumpur Porong ini mirip dengan komponen kimia dari fly ash. Detail komposisi dari lumpur Porong ini dapat dilihat pada Tabel 2

(4)

36 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341 Tabel 2. Komposisi Lumpur Kering

Didapatkan Dengan Analisa Kimia

SiO2 53.08 Na2O 2.97 P2O5 -

Al2O3 18.27 K2O 1.44 SO3 -

Fe2O3 5.6 TiO2 0.57 SO2 2.96

CaO 2.07 MgO 2.89 LOI 10.15 Sumber: “Balai Besar Keramik”, Bandung,

Indonesia

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Ekaputri dan Triwulan (2006) di Laboratorium Beton dan Bahan Bangunan ITS, menunjukkan bahwa lumpur basah dan kering oven tidak bersifat amorf, sehingga hanya dapat dijadikan filler (pengisi) pada campuran beton geopolimer bersama- sama dengan agregat kasar dan agregat halus. Sedangkan lumpur bakar (pada suhu 1000o C) bersifat amorf sehingga dapat digunakan sebagai pengikat dengan alkali kuat sebagai pereaksi. Namun, lumpur yang dicampur dengan semen atau kapur memberikan kuat tekan yang sangat rendah, sehingga tidak berpotensi dijadikan perekat pada beton geopolimer.

Sebagai filler, perbandingan dari lumpur dan fly ash paling maksimal adalah 1:2 (Ekaputri dan Triwulan, 2006).

 Aktifator Dan Katalisator

Aktifator merupakan zat atau unsur yang menyebabkan zat atau unsur lain bereaksi. Dalam pembuatan beton geopolimer, aktifator yang digunakan adalah unsur alkali yang terhidrasi. Penggunaan hidroksida alkali sebagai aktifator ini dikarenakan karena silika merupakan asam kuat maka ia juga akan bereaksi dengan basa kuat. Hidroksida alkali adalah senyawa basa kuat,

sehingga penambahan hidroksida alkali pada fly ash dapat mereaksikan silika.

Katalisator merupakan zat yang mempercepat terjadinya reaksi kimia. Dalam pembuatan beton geopolimer, katalisator juga digunakan. Untuk aktifator Sodium Hidroksida biasanya digunakan katalis Sodium Silikat, hal ini sesuai dengan percobaan yang dilakukan oleh Hardjito (2005)

Dalam penelitian ini, aktifator yang digunakan adalah kombinasi antara sodium silikat dan sodium hidroksida. Kombinasi aktifator ini digunakan berdasarkan penelitian Ekaputri dan Triwulan[14].

STUDI EKPERIMENTAL

Benda uji dibuat menurut skema pada Gambar 2.

Gambar 2. Skema Komposisi Benda Uji dan Pengetesan di Laboratorium

(5)

37 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341 PERSIAPAN BAHAN

 Fly ash

Fly ash yang digunakan merupakan fly ash kelas F sisa dari pembakaran batubara di PLTU Paiton. Fly ash telah berbentuk serbuk yang siap pakai.

 Lumpur Porong

Lumpur yang didatangkan dari Porong masih berbentuk lumpur basah, sehingga perlu diberi perlakuan sebagai berikut:

a. Lumpur yang masih dalam keadaan basah di bersihkan dengan cara diayak dengan ayakan 1 inci.

b. Lumpur yang telah diayak dimasukkan kedalam oven untuk dikeringkan selama 4 hari.

c. Pada hari ke-2, lumpur dipecah menjadi ukuran yang lebih kecil untuk mempermudah keluarnya air.

d. Setelah kering, lumpur dihancurkan sampai berbentuk serbuk.

 Sodium Hidroksida (NaOH)

Sodium Hidroksida yang tersedia umumnya berupa serpihan dengan kadar 98%. Sebagai aktifator, Sodium Hidroksida harus dijadikan larutan dengan molaritas yang diinginkan. Larutan ini harus dibuat dan didiamkan setidaknya selama satu malam sebelum pemakaian (Hardjito et all, 2005). Pada penelitian ini, molaritas larutan yang dipilih adalah 8M dan 10M.

 Sodium Silikat

Sodium Silikat yang digunakan terdiri dari 36.2083 % SiO2, 5.9280 % Na2O, dan 57.86

% H2O.

 Larutan Aktivator

Pada pembuatan binder, sodium silikat dan sodium hidroksida dicampur beberapa menit sebelum diberikan pada fly ash dan lumpur. Sedangkan pada pembuatan beton, kegiatan ini dilakukan satu hari sebelum pembuatan beton.

 Agregat Kasar

Agregat Kasar yang digunakan berukuran 0,5-1 cm (Ekaputri dan Triwulan, 2006). Sebelum digunakan, agregat dicuci dan disaring dengan ayakan no.8. Lalu direndam dalam air. Aggegat kasar diangin-anginkan semalam sebelum pemakaian agar mencapai kondisi SSD.

 Aggregat Halus

Agregat halus yang digunakan berasal dari Lumajang. Sebelumnya agregat diayak dengan ayakan no.8 untuk memisahkan kotoran dan batu, lalu dilakukan pemeriksaan agregat halus.

 Mix Design Binder Geopolimer

Berdasarkan Literatur yang telah didapatkan, diadakan perhitungan terhadap komposisi bahan yang dibutuhkan. Perbandingan dari bahan-bahan binder geopolimer adalah sebagai berikut:

a. Berat lumpur : berat fly ash maksimal adalah 1: 2 (Ekaputri dan Triwulan, 2006). Namun berdasarkan trial pembuatan binder sebelumnya, ternyata perbandingan tersebut diatas sangat sulit dalam pelaksanaanya karena terlalu kental sehingga digunakan perbandingan 1:4.

(6)

b. Perbandingan sodium silikat dan sodium hidroksida adalah 2,5 (Ekaputri dan Triwulan, 2006).

c. Perbandingan massa aktifator dan massa fly ash adalah 0,35 (Hardjito , 2004).

Perhitungan massa serpihan NaOH yang dibutuhkan untuk 1 L larutan sodium hidroksida adalah = 320 gram untuk 8M dan 400 gram untuk 10M

 Mix Design Beton Geopolimer

Berdasarkan Literatur yang telah didapatkan, diadakan perhitungan terhadap komposisi bahan yang dibutuhkan. Perbandingan dari bahan-bahan binder geopolimer adalah sebagai berikut:

a. Berat lumpur : berat fly ash yang digunakan adalah 1: 4.

b. Berat agregat 75% dari total beton. c. Agregat yang digunakan adalah agregat

ukuran kecil (0,5-1 cm) (Ekaputri dan Triwulan, 2006).

d. Perbandingan aggregat kasar : agregat halus adalah 2 : 1

e. Perbandingan sodium silikat dan sodium hidroksida adalah 2,5 (Ekaputri dan Triwulan, 2006).

f. Perbandingan massa aktifator dan massa fly ash adalah 0,35[12]

 Tes Temperatur Reaksi Binder Geopolimer Tes temperatur reaksi ini sama dengan tes panas hidrasi semen. Dilaksanakan untuk mengetahui besarnya temperatur yang terjadi saat reaksi polimerisasi terjadi.

 Tes Vicat Binder Geopolimer

Tes Vicat dilakukan untuk menentukan waktu pengikatan awal/mulai mengikat dan pengikatan akhir/mulai mengeras binder.

 Tes Tekan Binder Geopolimer

Tes kuat tekan binder geopolimer dilakukan pada binder dengan umur 3,14,21,dan 28 hari. Tiap komposisi akan dites sebanyak 2 benda uji. Tes ini dilakukan di Workshop Teknik Sipil ITS dengan alat torsi universal testing machine AU–5 berkapasitas 5 ton.

 Tes Porositas Binder Geopolimer

Tes porositas dilakukan untuk mengetahui besarnya pori baik yang terbuka maupun yang tertutup dari binder geopolimer. Tes ini dilaksanakan di Laboratorium Beton dan Bahan Bangunan Teknik Sipil-ITS dengan prosedur pelaksanaan sesuai AFNOR NF B 49104, dan tiap pengujian digunakan 2 benda uji.

 Tes Xrd Binder Geopolimer

Tes XRD (difraksi sinar X) dimaksudkan untuk mengetahui senyawa-senyawa yang terbentuk setelah binder mengeras. Pengujian difraksi sinar X ini dilaksanakan di Laboratorium Besar Bersama UNAIR, Surabaya dengan alat X-Ray Diffractometer JEOL JDX 3530. Sampel yang diujikan berupa serbuk dari binder yang telah dihancurkan dan lolos ayakan 200. Berat sampel ini minimal harus lebih besar dari 1 gram.

Dari tes XRD yang dilakukan di Laboratorium Besar Bersama UNAIR, data yang diperoleh berupa grafik 2-theta dan intensitas dari senyawa yang terkandung dalam binder

(7)

geopolimer-lumpur. Selanjutnya, data tersebut diolah dengan bantuan program Rietica versi 1.7.7 untuk mengetahui senyawa yang terkandung dalam binder.

 Tes Slump Beton Geopolimer

Test slump dilaksanakan sesuai ASTM C 143-78 untuk mengukur workability (kemampuan dikerjakan) campuran beton.

 Tes Tekan Beton Geopolimer

Tes tekan dilakukan pada 7, 14, 21 dan 28 hari dengan alat tes tekan UTM (Universal Testing Machine) di Laboratorium Beton dan Bahan Bangunan Teknik Sipil-ITS. Prosedur pelaksanaan tes tekan ini sesuai dengan ASTM C 39-94.

 Tes Tarik Belah Beton Geopolimer Tes tarik belah dilakukan sesuai dengan ASTM C 496, tes ini dilakukan di Laboratorium Beton dan Bahan Bangunan Teknik Sipil-ITS. Tes ini dilakukan dengan menggunakan alat Torsee Universal machine test, type rat-200, dengan kapasitas 200 tf.

 Tes Porositas Beton Geopolimer

Tes porositas dilakukan untuk mengetahui besarnya pori baik yang terbuka maupun yang tertutup dari beton geopolimer. Tes ini dilaksanakan di Laboratorium Beton dan Bahan Bangunan Teknik Sipil-ITS dengan prosedur pelaksanaan sesuai AFNOR NF B 49104 dan ASTM C-403-99, dan tiap pengujian digunakan 2 benda uji.

DATA DAN ANALISA HASIL LABORATORIUM

 Hasil Pengujian Binder Geopolimer  Test Vicat

Tabel 3. Tes Setting Time Kode

Binder

Initial Setting Time (menit)

Finish Setting Time (menit)

A8-80 11.7 240

A8-100 13.5 265

A10-80 10.1 140

A10-100 10.7 155

Dari Tabel 3 terlihat bahwa penambahan air dan molaritas larutan aktivator pada beton geopolimer-lumpur ini hanya sedikit berpengaruh pada initial setting time. Sedangkan pada finish setting time, penambahan air memberikan pengaruh besar. Dapat dilihat bahwa semakin besar molaritas aktivator, maka semakin cepat finish setting time. Selain itu, semakin besar kadar air terhadap lumpur yang ditambahkan, maka semakin lama finish setting time.

 Tes Temperatur Reaksi

Gambar 3. Variasi Temperatur Reaksi

Dari Gambar 3 terlihat bahwa molaritas larutan mempengaruhi temperatur reaksi, binder dengan campuran bermolaritas 8M menghasilkan temperatur lebih tinggi bila dibandingkan dengan aktifator 10M. Sedangkan kandungan air dalam

(8)

lumpur tidak memberi pengaruh besar pada temperatur reaksi.

 Tes Tekan

Gambar 4. Grafik Tes Tekan Binder Geopolimer-Lumpur Dengan Aktifator 8M

Gambar 5. Grafik Tes Tekan Binder Geopolimer-Lumpur dengan Aktifator 10M

Dari Gambar 4 dan 5, penambahan air pada campuran sebesar 80% dari berat lumpur, pada aktifator 8M dan 10M, menghasilkan kuat tekan yang lebih tinggi dibandingkan dengan penambahan air sebanyak 100%. Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa semakin sedikit air yang ditambahkan pada campuran berarti semakin besar kuat tekan yang dapat dicapai oleh binder.

Gambar 6. Grafik Tes Tekan Binder Geopolimer-Lumpur dengan Kandungan Air

80% Dari Berat Lumpur

Gambar 7. Grafik Tes Tekan Binder Geopolimer-Lumpur dengan Kandungan Air

Dari Gambar 6 dan 7 terlihat bahwa kuat tekan dari binder yang menggunakan aktifator 10M pada umur 28 hari lebih tinggi dibandingkan binder yang menggunakan aktifator 8M. Ini berarti semakin besar molaritas aktifator yang digunakan, semakin besar pula kuat tekan yang dapat dicapai oleh binder.

 Tes Porositas

Berkurangnya jumlah air dalam campuran menyebabkan jumlah pori tertutup meningkat dan pori terbuka berkurang.menyebabkan jumlah pori tertutup meningkat dan mengurangi jumlah pori terbuka. Sejalan dengan hal itu, meningkatnya molaritas aktifator juga

(9)

No. UNSUR A8-80 A8-100 A10-80 A10-100

1 CASIO4 TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA

2 CRISTOBA ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA

3 GYPSUM TIDAK ADA TIDAK ADA ADA TIDAK ADA

4 MULLITE ADA TIDAK ADA ADA TIDAK ADA

5 NA2SIO3 TIDAK ADA ADA ADA ADA

6 NAALSIO ADA TIDAK ADA ADA TIDAK ADA

7 NAFESIO TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA ADA

8 SIO2 ADA TIDAK ADA ADA TIDAK ADA

9 SIO2MONO TIDAK ADA TIDAK ADA ADA ADA

10 SIO2ORTO TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA ADA

11 SIO2TRI TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA

12 ZEOLIT2 TIDAK ADA ADA TIDAK ADA TIDAK ADA

13 ZEOLIT3 TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA

15 ZEOLIT5 ADA TIDAK ADA TIDAK ADA ADA

No. UNSUR A8-80 A8-100 A10-80 A10-100

1 CASIO4 TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA

2 CRISTOBA ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA

3 GYPSUM TIDAK ADA TIDAK ADA ADA TIDAK ADA

4 MULLITE ADA TIDAK ADA ADA TIDAK ADA

5 NA2SIO3 TIDAK ADA ADA ADA ADA

6 NAALSIO ADA TIDAK ADA ADA TIDAK ADA

7 NAFESIO TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA ADA

8 SIO2 ADA TIDAK ADA ADA TIDAK ADA

9 SIO2MONO TIDAK ADA TIDAK ADA ADA ADA

10 SIO2ORTO TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA ADA

11 SIO2TRI TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA

15 ZEOLIT5 ADA TIDAK ADA TIDAK ADA ADA

Tabel 4. Hasil Perhitungan Porositas Binder Geopolimer-Lumpur (persen)

 Tes Xrd

Tabel 5.3. Rekapitulasi Hasil Analisa XRD

Pada Tabel 5, Zeolit yang semula diduga banyak terdapat dalam lumpur Porong ternyata tidak banyak ditemukan dalam penelitian ini.

Tabel 5. Hasil Identifikasi Senyawa pada Binder

DATA HASIL PENGUJIAN BETON

GEOPOLIMER  Tes Slump

Tabel 6. Hasil Tes Slump

Dari Tabel 6 terlihat bahwa beton geopolimer-lumpur ini termasuk beton tanpa slump, yaitu beton yang memiliki slump sebesar 1 inch (25,4 mm) atau kurang.

 Tes Tekan

Gambar 8. Grafik Tes Tekan Beton Geopolimer-Lumpur Dengan Aktifator 8M

Dari Gambar 8 terlihat bahwa pada umur 3 hari kuat tekan beton yang menggunakan aktifator 8M dengan penambahan air 80% lebih kecil bila dibandingkan dengan yang diberi penambahan air 100% dari berat lumpur, namun pada umur 28

(10)

hari kuat tekannya menjadi sedikit lebih besar. Terlihat juga pada umur 21 dan 28 hari, kuat tekan beton dengan molaritas 8M hampir sama.

Gambar 9. Grafik Tes Tekan Beton Geopolimer-Lumpur Dengan Aktifator 10M

Dari Gambar 9 terlihat bahwa kuat tekan beton yang menggunakan aktifator 10M dengan penambahan air 80% dari berat lumpur selalu lebih besar daripada yang diberikan penambahan air sebesar 100% dari berat lumpur. Namun pada umur 7 dan 28 hari, kuat tekan yang dicapai hampir sama.

Gambar 10. Grafik Tes Tekan Beton Geopolimer-Lumpur Dengan Kandungan Air

Dari Gambar 10 terlihat bahwa kuat tekan beton dengan penambahan air 80% dan molaritas10M memiliki kuat tekan yang lebih besar dari pada beton dengan aktifator 8M, namun pda pada umur 7 dan 28 hari, kuat tekan yang dicapai hampir sama.

(11)

43 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341 Gambar 11. Grafik Tes Tekan Beton

Geopolimer-Lumpur Dengan Kandungan Air 100% Dari Berat Lumpur

Dari Gambar 11 terlihat bahwa pada umur 3 hari kuat tekan beton yang dengan penambahan air 100% dan aktifator 10M lebih kecil bila dibandingkan dengan campuran yang menggunakan aktifator 8M, namun pada umur 28 hari kuat tekannya menjadi sedikit lebih besar. Terlihat juga pada 28 hari, kuat tekan beton dengan dengan penambahan air 100% hampir sama. Jika dibandingkan dengan grafik kuat tekan binder, kuat tekan beton jauh lebih kecil dibandingkan kuat tekan binder. Hal ini berarti: a) Pada beton,campuran binder yang terbentuk

terlalu sedikit, sehingga tidak mengikat aggregat dengan sempurna.

b) Partikel lumpur yang tidak ikut bereaksi menempel pada permukaan aggregat, sehingga menyebabkan pengikatan binder-aggregat tidak sempurna.

 Test Tarik Belah

Tabel 7. Hasil Perbandingan Kuat Tarik dan Kuat Tekan Beton Geopolimer-Lumpur

B8-80 B8-100 B10-80 B10-100

ft 0.227 0.324 0.41 0.362

fc' 6.63 6.39 6.71 6.62

ft/fc' 0.034 0.051 0.061 0.055

Dari Tabel 7 terlihat bahwa seperti halnya kuat tekan, kuat tarik juga mendapat pengaruh yang sama akibat molaritas aktivator dan besar penambahan air, yaitu kuat tarik semakin besar apabila molaritas larutan tinggi dan penambahan air sedikit.

 Test Porositas

Tabel 8. Hasil Perhitungan Porositas Beton Geopolimer-lumpur

B8-80 B8-100 B10-80 B10-100 Porositas Total (πt) 30.96 21.40 42.94 50.37

Porositas Terbuka (πo) 21.31 19.33 5.70 39.47

Porositas Tertutup (πf) 9.65 2.07 37.24 10.90

Pada molaritas yang sama, penambahan air justru menambah jumlah peningkatan pori terbuka. Pori terbuka ini yang mendorong timbulnya retak sehingga menurunkan kekuatan beton.Demikian halnya dengan molaritas. Peningkatan molaritas menyebabkan peningkatan jumlah total pori. Semakin tinggi molaritas diikuti dengan campuran yang semakin tidak workable, sehingga mendorong terbentuknya banyak pori dalam beton.

KESIMPULAN

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

1. Waktu pengikatan binder geopolimer-lumpur

penambahan air dan molaritas larutan aktivator pada beton geopolimer-lumpur ini hanya sedikit berpengaruh pada initial setting time. Sedangkan pada finish setting time, penambahan air memberikan pengaruh besar. Semakin besar molaritas aktivator, maka semakin cepat finish setting time. Tetapi semakin besar kadar air terhadap lumpur yang ditambahkan, maka semakin lama finish setting time.

2. Beton Geopolimer-Lumpur memiliki workabilitas yang amat rendah dengan nilai slump 0 atau mendekati 0.

(12)

3. Kuat tekan binder dan beton geopolimer-lumpur pada umur 28 hari:

semakin besar molaritas aktivator, semakin besar pula kuat tekan yang dapat dicapai oleh binder maupun beton. Semakin sedikit kadar air yang ditambahkan pada campuran juga dapat meningkatkan kuat tekan beton. 4. Proses polimerisasi yang terjadi

menghasilkan panas (eksoterm). Kandungan air dalam lumpur tidak mempengaruhi panas reaksi polimerisasi. Molaritas aktivator yang tinggi menurunkan panas reaksinya.

5. Kuat tarik beton geopolimer-lumpur sangat kecil. Hal ini memberikan informasi bahwa beton geopolimer-lumpur ini hanya bisa dijadikan beton non-struktural

6. Meningkatnya jumlah air dalam campuran dan molaritas aktifator mempengaruhi jumlah pori yang terbentuk. Selain itu semakin pekat aktivator yang digunakan, semakin sulit beton dicetak sehingga semakin banyak pori yang terbentuk. 7. Tidak ditemukan kandungan zeolit dalam

jumlah besar dalam campuran binder geopolimer-lumpur.

SARAN

Saran yang diberikan setelah penelitian ini dikerjakan antara lain:

1. Meskipun memiliki kandungan kimia yang hampir sama dengan fly ash, lumpur Porong kering tidak dapat digunakan sebagai binder, hal ini mungkin dikarenakan adanya kandungan minyak pada lumpur tersebut. Untuk itulah, sebaiknya pada penelitian selanjutnya dilakukan penelitian kadar

minyak yang dikandung oleh lumpur tersebut.

2. Pada penelitian selanjutnya, sebaiknya lumpur yang digunakan adalah lumpur yang dibakar. Pembakaran lumpur dimaksudkan agar ikatan kimia lumpur Porong akan berubah.

3. Pada penelitian selanjutnya, sebaiknya dilakukan analisa kimia untuk mengetahui persentase kandungan senyawa pada binder, sehingga dapat diketahui kandungan SiO2

dan Na2O yang tersisa pada binder. Hal ini

dimaksudkan untuk mencari molaritas larutan aktivator yang paling optimum yang dapat mereaksikan banyak SiO2.

DAFTAR PUSTAKA AFNOR NF B 49104 ASTM C 823 – 75 ASTM C 618 – 84 ASTM C 618 – 78 ASTM C 143 – 78 ASTM C 403 – 99 ASTM C 496 – 94 ASTM C 39 – 94 ASTM C 191 – 92

Davidovits, J , “Properties of Geopolymer Cements” , 1994

Deventer, Van, “The Efect of Aggregate Particle Size on Formation of Geopolymeric Gel”, 2005

Hardjito, D., Wallah, S. E. and Rangan, B. V., “Factors Influencing The Compressive Strength of Fly ash-Based Geopolymer Concrete”, Dimensi Teknik Sipil, 2005 Kriven, M, “Effect of Alkali Choice on

Geopolymer Properties”, 2004

Ekaputri, Januarti J.and Triwulan, “The Efforts to Use Porong Mud as an Additive Material for Geopolymer Concrete”. Presented at the National Seminar on The Efforts to

(13)

Use Porong Mud as a Building Materia, ITS, Surabaya, Indonesia, October 3rd 2006. Organized by KLH-ITS Indonesia. Ekaputri, Januarti J. and Triwulan, “Study on

Porong Mud-Based Geopolymer

Concrete, Presented at the 2nd ACF

International Conference”, Bali

Indonesia, 20-21 November 2006. Organized by Indonesian Society of Civil and Structural Engineers under the Auspices of Asian Concrete Federation (ACF)

Lily Pudiastuti, “Fisik Kimia Lumpur Panas Porong Sidoarjo”, Dipresentasikan pada Seminar Nasional Usaha Pemanfaatan Lumpur Porong Sidoaro sebagai Bahan Bangunan, Surabaya Indonesia, 3 Oktober 2006.

Timnas PSLS “(Penanggulangan Semburan Lumpur Sidoarjo)”, Media Center Lusi, Edisi VIII, Nopember 2006