i
KUAT TEKAN BETON GEOPOLYMER OPTIMUM PADA VARIASI PERBANDINGAN BAHAN PENYUSUN (20:80 s/d 40:60) DAN PADA
VARIASI WAKTU PENCAMPURAN (5 s/d 15 MENIT)
Tugas Akhir
Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat S-1 Teknik Sipil
oleh:
RINA SEPTIA NINGRUM NIM : D 100 120 133
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
v MOTTO
“Sesungguhnya dibalik kesulitan selalu ada kemudahan” (Q.S. Al-Insyiraah/94:5-6)
“Tuhan tidak akan memberi cobaan diluar batas kemampuan kita.” (Q.S. Al Baqarah/2:286)
“Doa bisa merubah nasib kita, dan kebaikan dapat memperpanjang umur kita” (H.R. Ath-Thahawi)’
“Jika kamu tidak akan mengejar apa yang kamu inginkan, maka kamu tidak akan mendapatkannya. Jika kamu tidak bertanya maka ja wabannya tidak. Jika kamu
tidak melangkah maju, kamu akan tetap berada ditempat yang sama.” (Nora Roberts)
“Agama tanpa ilmu adalah buta. Ilmu tanpa agama adalah lumpuh.” (Albert Einstein)
“Orang-orang yang berhenti belajar akan menjadi pemilik masa lalu. Orang-orang yang masih terus belajar, akan menjadi pemilik masa depan.”
(Mario Teguh)
“Untuk mendapatkan kesuksesan, keberanianmu harus lebih besar daripada ketakutanmu. Berpikirlah besar dan bertindaklah sekarang, impian dan usaha
vi
PERSEMBAHAN
Dengan segala puja dan puji syukur kepada Tuhan yang Maha Esa dan atas dukungan dan do’a dari orang-orang tercinta, akhirnya skripsi ini
dapat dirampungkan dengan baik dan tepat pada waktunya. Oleh karena
itu, dengan rasa bangga dan bahagia saya khaturkan rasa syukur dan
terimakasih saya kepada:
Allah SWT,
karena hanya atas izin dan karunia-Nyalah maka skripsi ini dapat dibuat
dan selesai pada waktunya. Puji syukur yang tak terhingga pada Tuhan
penguasa alam yang meridhoi dan mengabulkan segala do’a.
Orang Tua saya,
Bapak Sukardi dan Ibu Sri Widayati yang telah memberikan dukungan moril maupun materi serta do’a yang tiada henti untuk kesuksesan saya, karena tiada kata seindah lantunan do’a dan tiada do’a yang paling khusuk selain do’a yang terucap dari orang tua. Ucapan terimakasih saja takkan
pernah cukup untuk membalas kebaikan orang tua, karena itu terimalah
persembaha bakti dan cinta ku untuk kalian bapak ibuku.
Bapak dan Ibu Dosen
Pembimbing, penguji dan pengajar, yang selama ini telah tulus dan ikhlas
meluangkan waktunya untuk menuntun dan mengarahkan saya,
memberikan bimbingan dan pelajaran yang tiada ternilai harganya, agar
saya menjadi lebih baik. Terimakasih banyak khususnya untuk Bapak Ir.
Suhendro Trinugroho , MT yang telah berkenan menjadi pembimbing di
Tugas Akhir saya dan terimakasih untuk segala ilmunya,serta bapak dan
vii
Saudara saya
My lil bro Agung Pamudi yang senantiasa memberikan dukungan, semangat, senyum dan do’anya untuk keberhasilan ini, sehingga
memberikan kobaran semangat yang menggebu, terimakasih dan sayang
ku untukmu saudaraku.
Partner Skripsiku
Mey Imron dan M.Romdhoni yang selama ini menjadi partner atau team
selama pembuatan sampel di Laboratorium serta penulisan Tugas Akhir.
Sahabat dan Teman Tersayang
Mia Dian Pratiwi dan Ayu Andina yang selalu memberikan semangat dan
dorongan yang sangat luar biasa kepadaku selama ini supaya cepet
menyelasaikan tugas akhir ini. terimakasih atas kebahagiaan selama kuliah
di UMS tercinta.
Sari Kusuma Wardhani dan Echa saudara perempuan terbaik yang telah
banyak memberikan kebahagiaan,canda tawa,motivasi,dll yang tidak bisa
saya sebutkan satupersatu semoga persahabatan ini sampai jannah.
Sahabat-sahabatku Wasity, Defit, Fian, Tria, Iwan, Eko, Bany, Omen
Andhika terimakasih untuk segala kebaikannya.
Mas AS’20 terimakasih telah banyak membantu selama pembuatan Tugas
Akhir ini sehingga dapat selesai dengan tepat.
Seluruh keluarga besar Program Studi Teknik Sipil Universitas
viii
Teman” angkatan 2012 tanpa semangat, dukungan dan bantuan kalian
semua tak kan mungkin aku sampai disini, terimakasih untuk canda tawa,
tangis, dan perjuangan yang kita lewati bersama dan terimakasih untuk
kenangan manis yang telah mengukir selama ini. Dengan perjuangan dan
kebersamaan kita pasti bisa! Semangat!!
Terimakasih yang sebesar-besarnya untuk kalian semua, akhir kata saya
persembahkan skripsi ini untuk kalian semua, orang-orang yang saya
sayangi. Dan semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan berguna untuk
ix PRAKATA
AssaalammualaikumWr. Wb
Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan dan menyusun laporan Tugas Akhir berupa eksperimen laboratorium yang berjudul “Kuat tekan beton geopolymer optimum pada variasi perbandingan bahan penyusun (20:80 s/d 40:60) dan variasi waktu pencampurannya (5 s/d 15 menit)”.
Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan menyelesaikan program studi S-1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan terimakasih kepada :
1) Bapak Ir.Sri Sunarjono, MT, PhD.,selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2) Bapak Mochamad Solikin, ST. MT. PhD., Selaku Ketua Jurusan Fakultas Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3) Ibu Yenny Nurchsanah, ST. MT., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta dan Anggota Dewan Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.
x
5) Bapak Ir. Aliem Sudjatmiko., M.T selaku Pembimbing Pendamping sekaligus sebagai Anggota Dewan Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.
6) Bapak Ir.Zil Hardi Idris M.T.selaku dosen pembimbing akademik.
7) Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Fakultas Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta terimakasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.
8) Bapak Ir. A. KarimFatchan, M.T selaku Kepala Laboratorium Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta
9) Bapak Joko Setiawan, ST. Selaku laboran Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
10) Bapak Rohani, Spd. Selaku Sekretaris Tata Usaha Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
11) Teman-teman Teknik Sipil angkatan 2012 yang telah membantu penelitian 12) Pihak-pihak lain yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu.
Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, maka dengan segala kerendahan, keritik dan saran yang membangun sengat penulis harapkan sebagai penyempurnaan laporan di masa yang akan datang, dan semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin.
Wassalamu’alaikumWr Wb.
Surakarta, September 2016
xi
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ... xvii
ABSTRAKSI ... xviii
2. Alkaline Aktivator ... 8
C. Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Kuat Tekan Beton ... 9
BAB III. LANDASAN TEORI A. Beton Geopolymer ... 11
xii
1. Solid Material (Flay Ash) ... 12
2. Alkaline Aktivator ... 13
3. Agregat ... 13
4. Air …. ... 14
C. Perencanaan Pencampuran Beton ... 15
D. Pengujian Beton ... 15
BAB IV. METODE PENELITIAN A. Umum ... 17
5. Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida ... 19
C. Peralatan Penelitian ... 20
1. Gelas Ukur ... 20
2. Volumetric flash ... 20
3. Saringan atau Ayakan ... 21
4. Vibrator ... 21
5. Timbangan ... 22
6. Oven ... 22
7. Kerucut Conus dan Abram’s ... 23
8. Cetakan Silinder ... 23
9. Mesin Uji Kuat Tekan ... 24
10. Peralatan Penunjang ... 24
D. Pelaksanaan Penelitian ... 24
1. Pemeriksaan Bahan ... 25
2. Perencanaan Campuran Beton ... 30
3. Pembuatan Benda Uji ... 31
4. Perawatan... 33
xiii
6. Sampel Pengujian Beton... 34
7. Pengambilan Kesimpulan ... 35
E. Tahapan Penelitian ... 35
BAB V. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A.Pengujian Agregat ... 37
B.Hasil Pengujian Fly Ash ... 39
C.Perencanaan Campuran Adukan Beon ... 40
D.Kekentalan Adukan Beton ... 42
E.Pengujian Kuat Tekan Beton ... 43
BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN A.Kesimpulan ... 49
B.Saran ... 50
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xiv DAFTAR GAMBAR
Gambar III. 1. Skema Pengujian Kuat Tekan Benda Uji Silinder ... 16
Gambar IV. 1. Air ... 17
Gambar IV. 2. Agregat Halus ... 18
Gambar IV. 3. Agregat Kasar ... 18
Gambar IV. 4. Fly Ash ... 19
Gambar IV. 5. Sodium Silikat ... 19
Gambar IV. 6. Sodium Hidroksida. ... 19
Gambar IV. 7. Gelas Ukur ... 20
Gambar IV. 8. Volumetric Flash ... 20
Gambar IV. 9. Saringan ... 21
Gambar IV. 10. Alat Penggetar Ayakan (siever)... 21
Gambar IV. 11. Timbangan 3kg ... 22
Gambar IV. 12. Timbangan 30kg ... 22
Gambar IV. 13. Oven ... 22
Gambar IV. 14. Kerucut Conus dan Kerucut Abram’s ... 23
Gambar IV. 15. Cetakan Silinder ... 23
Gambar IV. 16. Universal Testing Machine ... 24
Gambar IV. 17. Peralatan Penunjang ... 24
Gambar V. 1. Grafik hubungan antara ukuran ayakan dengan persen butir lolos ... 39
Gambar V. 2. Grafik hubungan antara ukuran ayakan dengan persen butir lolos ... 40
Gambar V. 3. Hubungan nilai slump dengan variasi waktu pencampuran ... 43
xv
DAFTAR TABEL
Tabel III. 1. Senyawa Kimia pada Fly Ash ... 12
Tabel IV. 1. Tabel Jumlah Sampel Pengujian Kuat Tekan Beton Geopolymer .. 34
Tabel V. 1. Hasil Pemeriksaan Agregat Halus ... 38
Tabel V. 2. Hasil Pemeriksaan Agregat Kasar ... 39
Tabel V. 3. Pengujian Fly Ash ... 41
Tabel V. 4. Perencanaan campuran adukan beton Geopolymer untuk setiap sampel ... 42
Tabel V. 5. Hasil Pengujian Nilai Slump ... 43
Tabel V.6. Data hasil pengujian kuat tekan beton Geopolymer 20 : 80 ... 44
Tabel V.7. Data hasil pengujian kuat tekan beton Geopolymer 25 : 75 ... 45
Tabel V.8. Data hasil pengujian kuat tekan beton Geopolymer 30 : 70 ... 45
Tabel V.9. Data hasil pengujian kuat tekan beton Geopolymer 35 : 75 ... 46
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Foto Bahan yang Digunakan Untuk Penelitian Lampiran 2 Foto Proses Pembuatan Benda Uji
Lampiran 3 Foto Benda Uji
Lampiran 4 Perencanaan Campuran Adukan Beton Lampiran 5 Hasil Pengujian Agregat Halus
Lampiran 6 Hasil Pengujian Agregat Kasar Lampiran 7 Pengujian Slump
Lampiran 8 Hasil Pengujian
xvii
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
A : Luas permukaan benda uji (cm2) ACI : American Concrete Institute
ASTM : American Society for Testing and Material fas : faktor air semen
f’c : Kuat tekan beton yang disyaratkan (MPa)
M : Molar larutan NaOH
MPa : Megapascal
n : jumlah mol NaOH
Pmax : Beban maksimal (kN)
SNI : Standar Nasional Indonesia
V : Volume larutan NaOH
xviii ABSTRAKSI
Beton merupakan material bangunan yang tersusun dari komposisi utama agregat kasar, agregat halus, air, dan Semen Portland. Akhir-akhir ini beton semakin sering mendapatkan kritik, karena emisi gas rumah kaca (karbondioksida) yang dihasilkan pada proses produksi semen. Dengan pertimbangan tersebut maka dikembangkan bahan pengikat beton baru yang disebut beton geopolymer. Salah satu bahan yang digunakan dalam pembuatan beton geopolymer adalah abu terbang batu bara (fly ash). Dengan memanfaatkan fly ash sebagai bahan pengganti dari semen dinilai dapat menjaga lingkungan dan mengurangi biaya konstruksi. Pada penelitian ini benda uji yang digunakan yaitu silinder, dengan diameter 15cm dan tinggi 30cm. Pengujian kuat tekan dilakukan padaa saat beton berumur 28hari. Variasi pada pengujian beton meliputi : (1) Uji kuat tekan beton pada variasi perbandingan bahan penyusun 20% : 80% dan variasi waktu pencampuran 5 s/d 15menit (2) Uji kuat tekan beton pada variasi perbandingan bahan penyusun 25% : 75% dan variasi waktu pencampuran 5 s/d 15menit (3) Uji kuat tekan beton pada variasi perbandingan bahan penyusun 30% : 70% dan variasi waktu pencampuran 5 s/d 15menit (4) Uji kuat tekan beton pada variasi perbandingan bahan penyusun 35% : 75% dan variasi waktu pencampuran 5 s/d 15menit (5) Uji kuat tekan beton pada variasi perbandingan bahan penyusun 40% : 60% dan variasi waktu pencampuran 5 s/d 15menit. Dari pengujian yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa waktu pencampuran adukan beton yang paling optimum adalah 7,5menit. Apabila kurang dari 7,5menit mengakibatkan daya ikat binder kurang maskiamal. Dan apabia waktu pencampuran lebih dari 7,5menit mengakibatkan daya lekat binder menurun. Adapun perihal untuk variasi beton terhadap jumlah penggunaan fly ash, dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi kandungan fly ash maka terdapat kecenderungan kuat tekan rendah, kemungkinan hal ini disebabkan oleh pengaruh kadar air yang digunakan dalam campuran didapat berdasarkan hitugan berat fly ash yang digunakan pada masing-masing variasi. Jadi apabila berat fly ash semakin tinggi, maka kebutuhan air juga semakin tinggi dan mengakibatkan terlalu encernya beton segar, sehingga kuat tekan beton menurun.
xix ABSTRACT
Concrete is a building material that is composed of the main composition of coarse aggregate, fine aggregate, water, and Portland Cement. Concrete lately more often gets criticism, because of greenhouse gas emissions (carbon dioxide) generated in the cement production process. With these considerations, the development of new concrete binder called geopolymer concrete. One of the materials used in the manufacture of geopolymer concrete is coal fly ash (fly ash). By making use of fly ash as a substitute ingredient of cement is considered to safeguard the environment and reduce the cost of construction. In this study, the test object used is cylindrical, with a diameter of 15 cm and 30 cm high. Tests carried out at the time of compressive strength of concrete was only 28 days. Variations in concrete testing include: (1) Test the strength of concrete on the variability of the material making up 20%: 80% and the variety of mixing time of 5 s / d 15 minutes (2) Test the strength of concrete on the variability of the material making up 25%: 75% and the variety of mixing time of 5 s / d 15 minutes (3) Test the strength of concrete on the variability of the material making up 30%: 70% and the variety of mixing time of 5 s / d 15 minutes (4) Test the strength of concrete on a variation of the building blocks 35 %: 75% and thevariety of mixing time 5 s / d 15 minutes (5) Test the strength of concrete in the variation of constituents of 40%: 60% and the variety of mixing time 5 s / d 15 minutes. From the tests it can be concluded that the mixing time of the most optimum concrete mix was 7.5 minutes. If less than 7.5 minutes resulting binder less than the maximum holding capacity. And if the mixing time of more than 7.5 minutes resulting in a decreased adhesion binder. As for the subject to variations in concrete to total use of fly ash, it can be concluded that the higher the content of fly ash there is a tendency compressive strength is low, it's likely due to the influence of moisture content used in the mixture is obtained based on a count of the weight of fly ash used in each variation. So when the weight of the fly ash is higher, then the need for water is also getting higher and result in overly dilute the fresh concrete, so concrete compressive strength decreases.
