TUGAS AKHIR
BETON GEOPOLIMER RINGAN BERSERAT BERBAHAN
DASAR LUSI BAKAR DAN FLY ASH DENGAN
PENGEMBANG ALUMUNIUM
RIZQI A. FIPATMASARI
3110.106.017
Dosen Pembimbing:
Dr. Eng. Januarti Jaya Ekaputri, ST.,MT.
Prof.Dr.Ir Triwulan
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Beton biasanya tersusun dari komposisi antara agregat, semen dan air. Pada pembuatan beton, semen adalah bahan utama penyusun beton yang berfungsi untuk mengikat material-material lainnya. Industri semen menyumbang sekitar 1,35 miliar tons emisi gas rumah kaca setiap tahunnya atau sekitar 7% dari total emisi gas rumah kaca yang dikeluarkan manusia ke atmosfer bumi (Hardjito, 2005).
Perkembangan beton geopolimer adalah langkah penting konsep beton ramah lingkungan. Beton geopolimer dihasilkan dengan sepenuhnya mengganti semen. Geopolimer adalah sebuah senyawa silikat alumino anorganik, yang disintesiskan dari bahan-bahan produk sampingan seperti abu terbang (fly ash), abu kulit padi (rice husk
ash) dan lain lain, yang banyak mengandung silika dan alumunium .
Tugas akhir ini akan membuat pasta geopolimer ringan berserat, dengan memanfaatkan lumpur sidoarjo bakar sebagai bahan campuran fly ash sebagai binder. Dengan tambahan pengembang serbuk alumunium dan serat alam. Serat alam yang dipakai adalah serat kenaf.
1.2 TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dari tugas akhir ini yaitu:
oMencari kadar naphthalene yang tepat untuk campuran pasta geopolimer.
oMencari kadar serbuk alumunium yang tepat untuk campuran pasta geopolimer ringan.
oBagaimana pengaruh penambahan serat kenaf pada kuat tekan dan berat volume pasta geopolimer ringan.
1.3 BATASAN MASALAH
Batasan masalah pada tugas akhir ini yaitu: oLarutan aktivator NaOH 14 Molar.
oPerbandingan lusi bakar terhadap fly ash 1:3.
oLumpur sidoarjo kering yang telah dioven dengan suhu 100 °C, kemudian dibakar dengan suhu ± 800°C, dan dihancurkan hingga berbentuk tepung yang lolos ayakan no.200.
oBahan dasar yang digunakan adalah fly ash kelas F dari CV. Varia Usaha ( fly ash PLTU Paiton) .
oAktivator yang digunakan adalah larutan NaOh dan Na2SiO3 dengan perbandingan =2,5.
oPenelitian hanya dilakukan skala laboratorium. oTidak membahas reaksi kimia.
oTidak menghitung anggaran biaya.
Pasta geopolimer
4
Binder
Larutan aktifator Sp=naphthalene
Pengadukan dengan mixer
Benda uji Proses pencetakan
Alat steam Benda uji
Hasil Pengujian
58,1 63,5 56,6 30 40 50 60 70 2,5 3 3,5 K u at t e ka n ( M P a) variasi Naphthalene (%) 3 hari 7 hari 14 hari 1800 1900 2000 2100 2200 0 7 14 Be ra t V ol u m e ( kg /m 3) Umur (hari) 2,5% 3% 3,5%Grafik 1: hubungan kuat tekan dan variasi naphthalene
Grafik2: hubungan berat volume dan penambahan umur
Analisa Gambar 1:
titik optimum terjadi pada penambahan
superplasticiser berbahan dasar
napththalene 3% terhadap berat binder.
Penambahan naphthalene yang terlalu banyak akan menyebabkan sedikit penurunan kuat tekan pada beton geopolimer
Analisa Gambar 2:
dapat dilihat berat volume pasta geopolimer Px semakin berkurang seiring dengan bertambahnya umur pasta geopolimer.
Pasta Geopolimer Ringan
(Komposisi Pasta geopolimer dengan kuat tekan maksimum+ serbuk alumunium+NaOH 10%)
Pengadukan dengan mixer
Alat steam Benda uji
Binder
Larutan aktifator Sp=naphthalene
Proses pencetakan
Pasta alumunium
+
+10% NAOH
Hasil dan Pembahasan
2,07 1,71 1,22 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 0,1 0,2 0,3 0,4 K u a t T eka n ( M P a ) Variasi Alumunium(%) Tanpa Steam Steam 3 jam Steam 6 jam 797,33 713,33 698,13 600 650 700 750 800 850 0,1 0,2 0,3 0,4 Be ra t V ol u m e (kg /m 3) Variasi Alumunium (%) Tanpa Steam Steam 3 jam Steam 6 jam Analisa:Pengaruh penambahan prosentase alumunium terhadap berat binder dalam pasta akan mengurangi kuat tekan. Kuat tekan pasta geopolimer ringan juga dipengaruhi oleh lamanya perawatan steam. Semakin lama penambahan waktu perawatan steam didapatkan hasil kuat tekan yang lebih baik.
Analisa:
penambahan prosentase alumunium pada pasta geopolimer akan membuat pasta menjadi semakin ringan. Penambahan waktu steam dalam pasta geopolimer ringan juga mempengaruhi berat volume, semakin lama penambahan waktu perawatan
steam didapatkan hasil berat volume
yang lebih ringan .
Grafik 3: hubungan kuat tekan dan variasi alumunium pada umur 21 hari
Grafik 4: hubungan berat volume dan variasi alumunium pada umur 21 hari
Pasta Geopolimer Ringan Berserat
(Komposisi pasta geopolimer ringan dengan kuat tekan maksimum+ serat kenaf
8
kenaf
Pengadukan dengan mixer
Alumunium
Binder
Larutan aktifator
naphthalene
Proses pencetakan
Alat steam Benda uji
Benda uji
Hasil Pengujian
2,07 2,58 3,06 4,12 3,83 1 2 3 4 5 0 0,25 0,5 0,75 1 K u at t e ka n (M P a) % serat tanpa steam steam 3 jam steam 6 jam 732 968 1027 1093 1142 600 700 800 900 1000 1100 1200 0 0,25 0,5 0,75 1 Be ra t vol u m e ( kg /m 3) % serat tanpa steam steam 3jam steam 6 jam Analisa:semakin banyak prosentase serat yang ditambahkan pada pasta geopolimer ringan, memberikan kontribusi dalam meningkatkan kuat tekan. Walaupun demikian, penambahan serat lebih dari 0,75% terhadap berat binder justru menyebabkan kuat tekan cenderung menurun.
Analisa:
berat volume pasta geopolimer ringan berserat memiliki kecenderungan semakin berat seiring dengan penambahan serat.
Grafik 8: hubungan berat volume dan variasi serat pada umur 21 hari Grafik 7: hubungan kuat tekan dan
variasi serat pada umur 21 hari
Ditinjau dari SNI 03-0349-1989 tentang Bata beton untuk pasangan dinding, pasta geopolimer berserat umur 21 hari dengan tanpa perawatan steam dan perawatan steam memenuhi semua kategori tingkat mutu IV kecuali untuk P3-0,2-0,75 dan P3-0,2-1 masuk dalam kategori tingkat mutu III, dengan kuat tekan minimum sebesar 3 MPa. Ditinjau dari persyaratan ASTM C1693-11 (tanpa autoclave). Kuat tekan pasta geopolimer berserat umur 21 hari masuk dalam kategori AAC-2 ,ACC-3 dan ACC-4 tetapi persyaratan berat volume, pasta geopolimer ringan berserat semuanya tidak memenuhi karena masih diatas 700kg/m3.
Kuat Tekan (MPa) Kuat Tekan (MPa) Berat volume (kg/m3)
P3-0,2-0,25 0 2,32 1088 memenuhi klasifikasi IV memenuhi AAC-2 tak memenuhi
P3-0,2-0,5 0 2,25 1089 memenuhi klasifikasi IV memenuhi AAC-2 tak memenuhi
P3-0,2-0,75 0 3,47 1163 memenuhi klasifikasi IV memenuhi AAC-3 tak memenuhi
P3-0,2-1 0 2,86 1181 memenuhi klasifikasi IV memenuhi AAC-2 tak memenuhi
P3-0,2-0,25 3 2,02 1017 memenuhi klasifikasi IV memenuhi AAC-2 tak memenuhi
P3-0,2-0,5 3 3,22 1082 memenuhi klasifikasi IV memenuhi AAC-3 tak memenuhi
P3-0,2-0,75 3 3,85 1101 memenuhi klasifikasi IV memenuhi AAC-3 tak memenuhi
P3-0,2-1 3 3,06 1111 memenuhi klasifikasi IV memenuhi AAC-3 tak memenuhi
P3-0,2-0,25 6 2,58 968 memenuhi klasifikasi IV memenuhi AAC-2 tak memenuhi
P3-0,2-0,5 6 3,06 1027 memenuhi klasifikasi IV memenuhi AAC-3 tak memenuhi
P3-0,2-0,75 6 4,12 1093 memenuhi klasifikasi III memenuhi AAC-4 tak memenuhi
P3-0,2-1 6 3,83 1142 memenuhi klasifikasi III memenuhi AAC-3 tak memenuhi
ASTM C1693-11 (tanpa autoclave ) Kode Perawatan steam Kuat Tekan (MPa) Berat volume (kg/m3) SNI 03-0349-1989 tentang Bata Beton untuk Pasangan Dinding
Klasifikasi Pasta geopolimer Ringan Berserat
Kesimpulan
PastaDari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan, antara lain:
1) Pasta geopolimer didapatkan hasil kuat tekan optimum pada komposisi pasta geopolimer dengan penambahan 3 % naphthalene terhadap berat binder yaitu 63,47 MPa.
2) Pasta geopolimer ringan didapatkan kuat tekan maksimum pada komposisi P3 ditambah dengan 0,2% alumunium terhadap berat binder yaitu 2,07 MPa dan berat volume 732 kg/m3 dengan perawatan steam suhu 60°C selama 6 jam dengan
penambahan NaOH 10%.
3) Penambahan serat pada pasta geopolimer ringan membuat kuat tekan dan berat volume nengalami kenaikan pada semua metode perawatan. Hasil optimum terjadi pada pasta geopolimer berserat P3-0,2-0,75.
4) Sistem steam suhu 60°C selama 6 jam sangat membantu dalam penelitian ini, karena dapat meningkatkan dan mengurangi berat volume pasta geopolimer ringan dan pasta geopolimer ringan berserat.
5) Menurut SNI 03-0349-1989, pasta geopolimer ringan berserat tanpa perawatan steam dan perawatan steam memenuhi semua kategori tingkat mutu IV, kecuali untuk P3-0,2-0,75 dan P3-0,2-1 dengan steam 6 jam masuk dalam kategori mutu III. Mutu III memiliki kuat tekan minimum sebesar 3 MPa.
