analisa sifat mekanik beton geopolimer berbahan dasar fly ash dan

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


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


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


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


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.


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


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


lumpur tidak memberi pengaruh besar pada

temperatur reaksi.

Tes Tekan

Gambar 4. Grafik Tes Tekan Binder

Geopolimer-Lumpur Dengan Aktifator 8M


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.


Geopolimer-Lumpur dengan Kandungan Air

80% Dari Berat Lumpur


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


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


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


hari kuat tekannya menjadi sedikit lebih besar.

Terlihat juga pada umur 21 dan 28 hari, kuat

tekan beton dengan molaritas 8M hampir sama.



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.


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.



Geopolimer-Lumpur Dengan Kandungan Air


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.


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


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

analisa sifat mekanik beton geopolimer berbahan dasar fly ash dan

Documents