bagian a tinjauan pustaka

7/25/2019 Bagian a Tinjauan Pustaka

http://slidepdf.com/reader/full/bagian-a-tinjauan-pustaka 1/19

Joseph davidovits, 1994, mengusulkan suatu jenis baton baru tanpa portland semen

yang disebut beton geopolimer. Geopolimer adalah suatu polimer alumina-silikat in-

organik yang disintesa dari material geologi atau limbah industri yang memiliki

kandungan silika (Si dan alumanium (!l lebih dominan. komposisi kimia dari

material geopolimer mirip dengan "eolith, namun berbeda karena mikrostruktur

geopolimer bersi#at amor# hingga setengah kristal. Selama proses sintesis, atom

silikon dan alumanium bergabung membentuk blok pembangun mikro struktur yang

se$ara kimia, strukturnya mirip dengan bahan pengikat batuan alami. Semen

geopolimer adalah material semen yang tahan asam yang bersi#at seperti "eolith yang

dikembangkan untuk menangkap limbah bera$un dan kandungan yang berbahaya.

Semen geopolimer %alaupun memiliki kandungan alkali sebesar 9.&' atau lebih,

tidak menimbulkan bahaya akibat reaksi agregat alkali. enambahan slag baja

(GG)*S memper$epat %aktu pengikatan ( setting time beton dan meningkatkan

kekuatan tekan dan kekuatan lentur dari beton beton geopolimer.

+an Jaarsveld dkk, 199, melakukan studi terhadap semen geopolimer menggunakan

dua jenis #ly ash. Sampel semen geopolimer disintesa menggunakan larutan akti#ator

alkali yaitu larutan a/ dan 0/. Sampel semen geopolimer kemudian di$etak

pada $etakkan kubus berukuran 2 2 $m3 lalu digetarkan selama menit dan

diijinkan terjadi setting pada suhu 3o5 selama &4 jam serta dira%at pada suhu

ruangan untuk 6 hari berikutnya. /asil penelitian menunjukkan bah%a kekuatan tekan

setelah 14 hari berkisar antara 7a hingga 1 7a. 8erungkap juga bah%a #aktor-

#aktor yang mempengaruhi kekuatan tekan adalah proses pen$ampuran dan komposisi

dari #ly ash. 0andungan 5a yang tinggi pada #ly ash mengurangi porositas

mikrostruktur namun sebaliknya meningkatkan kekuatan tekan. isamping itu, ketikarasio air terhadap #ly ash menurun, kekuatan tekan justru meningkat.

alomo dkk, 199, melakukan studi tentang pengaruh suhu pera%atan, lama

pera%atan, dan pengaruh rasio berat antara larutan alkali dan #ly ash terhadap

kekuatan tekan. ada penelitian ini, empat jenis larutan akti#ator digunakan yakni



0/, a/, a/ : %aterglass (a&Si3 dan 0/ : potassium silikat (0 &Si3.

5ampuran yang telah dibuat kemudian di$etak kedalam $etakan berukuran 1 2 1 2 6

$m3 . Selanjutnya sampel dibungkus rapat untuk menjaga kelembaban relati# dan

dira%at didalam oven. )eberapa parameter divariasi yakni suhu pera%atan sebesar

6o5 dan o5, rasio berat air terhadap padatan pengikat adalah .& dan .3, umur

pengujian adalah &, dan &4 jam. /asil pengujian menunjukkan bah%a si#at ; si#at

geopolimer dipengaruhi oleh pelarutan yang tidak sempurna dari material perkursor

dalam proses polimerisasi. Jumlah air, lama pera%atan dan suhu pera%atan

mempengaruhi si#at geopolimer terutama kondisi pera%atan dan suhu pera%atan

mempengaruhi kekuatan tekan. 0etika sampel dira%at pada suhu <o5 selama &4

jam, terlihat peningkatan kekuatan tekan yang signi#ikan namun pera%atan yang lama

mengurangi kekuatan tekan.

=u dkk, &, melakukan studi tentang proses pembentukan geopolimer dari 1

mineral alam yang mengandung !l dan Si yang dominan dan menentukan pengaruh

si#at-si#at bahan perkursor terhadap kekuatan tekan geopolimer. >arutan akti#ator

ayng digunakan adalah a/ dan 0/. enentuan tingkat pelarutan dilakukan

dengan melarutan 1 mineral alami seberat . gram kedalam kedalam & ml a/

atau 0/ pada suhu ruangan selama jam dan diaduk menggunakan pengaduk

magnet. /asil studi menunjukkan bah%a tingkat disolusi?peleburan yang semakin

tinggi mengakibatkan kekuatan tekan yang lebih tinggi setelah polimerisasi.

rosentase 5a, ottasium oksida, rasio molar dari Si-!l pada bahan baku , jenis

alkali dan rasio molar Si?!l dalam larutan selama disolusi memiliki pengaruh yang

sangat signi#ikan terhadap kekuatan tekan.

S%anepoel, dkk, &&, melakukan studi tentang geopolimer yang diproduksi dengan

men$ampur #ly ash, kaolinite, larutan sodium silika, a/ dan air. >arutan akti#ator

dibuat terlebih dahulu yaitu men$ampur a/, sodium silikat (a&Si3, air

kemudian didinginkan. Selanjutnya dilakukan pen$ampuran #ly ash dan kaolin dalam

kondisi kering menggunakan mi2er /obart, selama menit. 5ampuran akti#ator



selanjutnya di$ampurkan pada $ampuran #ly ash - kaolin dan diaduk selama 1 menit.

Selanjutnya di$etak kedalam $etakan dengan ukuran 2 2 $m3. sampel kemudian

dira%at dalam berbagai kondisi yakni ada yang dira%at selama 6 jam dengan suhu

4o5, ada yang dira%at selama &4 jam dengan suhu o5, ada yang dira%at selama 4

jam dengan suhu 6o5, dan ada yang dira%at selama <& jam dengan suhu <o5.

Sampel sampel tersebut kemudian didinginkan selama dua jam sebelum diuji. /asil

pengujian menunjukkan bah%a reaksi polimerisasi terjadi pada sampel yang dira%at

pada suhu 6o5 selama 4 jam. /asil analisis =@ juga mempertegas bah%a

pera%atan pada suhu 6o5 selama 4 jam adalah kondisi yang sangat baik untuk

proses polimerisasi. )aik lama pera%atan dan suhu pera%atan mempengaruhi

kekuatan tekan, dan kekuatan optimum diperoleh bila sampel dira%at pada suhu 6o5

selama 4 jam.

+an Jaarsveld dkk, &&, melakukan studi tentang hubungan antara beberapa

parameter yang mempengaruhi si#at-si#at geopolimer berbasis #ly ash. Ampat larutan

akti#ator disiapkan terlebih dahulu sebelum di$ampurkan dengan #ly ash. @eaksi

akti#asi kemudian dianalisis se$ara mekanikal dan mineralogy. sampel kemudian

di$etak pada $etakan berukuran 1 2 1 2 6 $m3, dan ditempatkan pada oven dengan

suhu masing masing 6o5 dan o5. )eberapa variasi dilakukan terhadap rasio air ?

padatan pengikat yakni .& dan 3, umur pera%atan masing masing &, dan &4 jam.

/asil pengujian menunjukkan bah%a suhu pera%atan dan jenis akti#ator

mempengaruhi kekuatan mekanikal selain itu rasio akti#ator ?#ly ash tidak signi#ikan

mempengaruhi kekuatan mekanikal. Suhu sangat berpengaruh ketika lama pera%atan

& hingga jam. Sampel yang dira%at pada suhu o5, kekuatan mekanikalnya lebih

tinggi dari sampel yang dira%at pada suhu 6o

5. eningkatan kekuatan tekan lebihke$il ketika lama pera%atan adalah &4 jam. Semakin panjang %aktu pera%atan,

mengurangi kekuatan tekan.

alomo dkk, &6, mengungkap beberapa #aktor kun$i yang mempengaruhi proses

akti#asi #ly ash. *aktor ; #aktor tersebut antara lain, si#at dari #ly ash, suhu pera%atan,



konsentrasi dan si#at akti#ator dan kondisi pera%atan. /asil studi ini, memperlihatkan

bah%a potensi reakti#itas adalah kandungan silika reakti#, kandungan #ase vitroes dan

distribusi ukuran pertikel. 7atriks alumina silikat yang terbentuk dalam %aktu

pera%atan yang lama dan suhu yang tinggi meningkatkan kekuatan mekanikal dari #ly

ash yang diakti#asi.

/ardjito dkk, &, melaporkan si#at-si#at teknis dari beton geopolimer, termasuk

kekuatan tekan, kekuatan tarik tidak langsung, modulus elastisitas dan rasio pisson.

/asil pengujian memperlihatkan bah%a modulus elastisitas meningkat seiring

peningkatan kekuatan tekan dan rasio poison berada pada kisaran .1& hingga .16.

kekuatan tarik tidak langsung miri dengan beton 5. Si#at ;si#at ini sebanding

dengan si#at ; si#at beton 5. erilaku dan ragam keruntuhan dalam kondisi tekan

mirip dengan beton 5. 0urva tegangan ; regangan beton geopolimer

menunjukkan bah%a regangan pun$ak berada pada kisaran .&4 hingga .&6.

Ballah dkk, &6, melakukan studi tentang si#at ; si#at teknis jangka panjang

terhadap beton geopolimer. /asil penelitian menunjukkan bah%a susut pada beton

geopolimer yang sangat ke$il, sekitar 1 mikro strain setelah satu tahun, lebih ke$il

seperti pada beton 5 yakni hingga mikro strain. ata ; data pengujian

memperlihatkan bah%a beton geopolimer memiliki ketahanan yang baik terhadap

serangan sul#at, dimana tidak terlihat kerusakan permukaan benda uji setelah terpapar

larutan sodium sul#at hingga satu tahun.

So#i dkk, &<, melakukan studi tentang penentuan modulus elastisitas, rasio poisson,

kekuatan tekan, kekuatan tarik belah dan kekuatan lentur beton geopolimer dengan

kekuatan tekan 7a. *ly ash yang digunakan berasal dari 3 sumber yang berbeda.6 jenis mi2 desain beton geopolimer digunakan untuk mengevaluasi pengaruh

penambahan agregat kasar dan GG)*S kedalam pen$ampuran. 8erdapat 9 sampel

silinder dan &4 balok uji. >arutan akti#ator terdiri dari sodium karbonat, sodium

silikat dan sodium hidroksida. Baktu pen$ampuran sekitar 3 hingga 4 menit. 8idak



seperti $ampuran beton 5, beton geopolimer dapat mengeras hanya beberapa

menit. )iasanya hingga 1 menit $ukup untuk terjadinya setting pada beton

geopolimer namun dengan kekuatan yang sama seperti beton 5. /asil penelitian

menunjukkan bah%a %alaupun terdapat beberapa variasi diantara $ampuran, si#at-

si#at teknis beton geopolimer sebanding dengan persamaan prediksi dari standar

!ustralia untuk $ampuran beton 5.

*ernande"-Jimene" dkk, &<, melakukan penelitian eksperimental terhadap si#at-

si#at teknis dari beton geopolimer berbasis #ly ash. engujian laboratorium dilakukan

untuk menentukan kekuatan tekan dan kekuatan lentur, modulus elastisitas, kekuatan

lekat, dan susut. engujian kekuatan tekan dilakukan terhadap kubus beton berukuran

1 2 1 2 1 $m3 , pengujian lentur dilakukan terhadap benda uji balok berukuran 1

2 1 < $m3, pengujian modulus elastisitas dilakukan terhadap sampel silinder

berukuran 1 2 & $m3 sesuai !S87 5469-&, pengujian pull out dilakukan terhadap

sampel berukuran & 2 & 2 & $m3 dan pengujian susut dilakukan pada sampel

mortar berukuran &. 2 &. 2 &3 $m3. /asil pengujian menunjukkan terjadi

peningkatan kekuatan a%al yang $epat, susut yang ke$il dan kekuatan lekatan

tulangan yang tinggi pada beton geoplimer dibandingkan dengan beton 5.

@angan, & melakukan studi tentang beton geopolimer berbasis #ly ash yang

dira%at pada suhu yang tinggi melalui pera%atan uap atau kering oven. era%atan

panas membantu reaksi kimia yang terjadi selama proses polimerisasi. itemukan

bah%a baik lama pera%atan maupun suhu pera%atan mempengaruhi kekuatan tekan

beton geopolimer. era%atan pada suhu 6o5 selama &4 jam $ukup untuk men$apai

kekuatan tekan yang tinggi. eningkatan suhu pera%atan dan lama pera%atan

meningkatkan proses polimerisasi dan menghasilkan kekuatan tekan yang tinggi.

Goretta dkk, &3, melakukan studi erosi partikel padat pada geopolimer berbasis #ly

ash dan slag baja (GG)*S. *ly ash tipe 5, GG)*S dan sodium silikat digunakan

sebagai bahan perkursor. )eberapa parameter penelitian antara lain prosentase



kandungan agregat yang digunakan adalah &' dari total berat, prosentase larutan

alkali sebagai akti#ator sebesar 11.& ', rasio berat antara sodium silikat terhadap ( #ly

ash : slag adalah .&9. )ahan- bahan ditimbang dan dimasukan kedalam %adah

plastik dan di$ampur dengan tangan selama menit dan di$etak kedalam $etakkan

silinder dengan diameter mm dimana rasio antara diameter terhadap panjang

adalah 1C&. Sampel kemudian digetarkan selama & menit untuk menghilangkan udara

yang terjebak, selanjutnya dira%at pada suhu 4&o5 dengan kelembaban relati# 9',

selanjutnya $etakan dibuka dan sampel disimpan dalam kantung plastik yang tertutup

rapat dan disimpan pada suhu ruangan hingga pengujian. /asil pengujian

menunjukkan bah%a sampel memiliki porositas yang ke$il dan memiliki berat satuan

&.1 gr?$m3. @etak mikro (mikro$ra$k terdapat pada inter#a$e agregat dan pasta dan

rata-rata kekuatan tekan adalah 3 7a.

)akharev, &4, melakukan studi tentang durabilitas beton geopolimer yang

menggunakan #ly ash tipe * yang terpapar larutan asam dan asam sul#ur. arameter

yang dipelajari adalah perubahan berat, kekuatan tekan, degradasi dan perubahan

mikro struktur. >arutan akti#ator yang digunakan antara lain sodium hidroksida,

potassium hidroksida dan sodium silikat. @asio antara air terhadap pengikat adalah

.3. sampel dira%at pada suhu 9 o5 selama &4 jam. 0ekuatan tekan yang diperoleh

men$apai 6 7a.

/ardjito, &, melakukan studi pengembangan beton geopolimer berbasis #ly ash

dan mempelajari pengaruh dari berbagai parameter yang mempengaruhi kekuatan

tekan geopolimer. )ahan yang digunakan antara lain #ly ash tipe * dengan kadar

kalsium yang sangat rendah, larutan akti#ator berupa a/ dalam bentuk serpihan

dan dilarutkan dalam air, dan sodium silikat. Dntuk meningkatkan kele$akkan

$ampuran maka digunakan superplastisiser jenis naphthalene. !gregat yang

digunakan berupa agregat kasar dengan ukuran maksimal & mm dan pasir halus. *ly

ash, agregat kasar, pasir di$ampur dalam kondisi kering dengan modulus kehalusan

adalah . 5ampuran agregat tersebut kemudian di$ampur dengan #ly ash dalam



kondisi kering dan diaduk selama 3 menit. Selanjutnya admi2ture dan larutan alkali

di$ampur dan ditambahkan kedalam $ampuran #ly ash - agregat serta diaduk selama 3

hingga menit. Si#at beton segar dengan konsistensi terlihat agak kaku. Selanjutnya

$ampuran dimasukan kedalam silinder ukuran diameter 1 $m dan tinggi & $m dan

diisi lapis per lapis . silinder disiapkan untuk setiap variabel. Setelah di$etak,

sampel dibungkus dengan plastik untuk menghindari penguapan selama pera%atan

panas. Setelah dibiarkan selama 3 hingga 6 menit, spesimen dira%at didalam oven.

)eberapa parameter yang berpengaruh pada kekuatan tekan dikaji yaitu konsentrasi

dari sodium hidroksida, rasio sodium silikat terhadap sodium hidroksida, suhu

pera%atan, admi2ture superplastisiser, kadar air $ampuran, %orkability, umur beton,

berat satuan, susut kering, kreep dan ketahanan terhadap sul#at. )eberapa temuan

adalah sebagai berikut C semakin tinggi konsentrasi molar sodium hidroksida,

semakin tinggi kekuatan tekan. Semakin tinggi rasio masa antara sodium silikat

terhadap sodium hidroksida akan meningkatkan kekuatan tekan. Suhu pera%atan

antara 3o5 hingga 9o5 meningkatkan kekuatan tekan. >ama pera%atan antara 6

hingga 94 jam , meningkatkan kekuatan tekan namun setelah 4 jam tidak signi#ikan.

enambahan admi2ture hingga &' masa #ly ash akan meningkatkan %orkabilitas

namun sedikit berpengaruh terhadap kekuatan tekan. >ama %aktu penyimpanan pada

suhu ruangan antara saat pen$ampuran hingga %aktu pera%atan hingga 6 menit,

tidak berpengaruh terhadap kekuatan tekan. )eton geopolimer segar masih dapat

diaduk hingga 1& menit tanpa terjadi setting dan tanpa penurunan kekuatan tekan.

0ekuatan tekan paling tinggi diperoleh pada suhu pera%atan 6o5 selama &4 jam

dimana susut dan kreep yang terjadi ke$il serta lebih tahan terhadap serangan sul#at.

)erat satuan beton geopolimer antara &33 hingga &43 kg?m3.

Eip dkk, &, melakukan studi untuk mempelajari pengaruh penambahan GG)*S

pada metakaolin. +ariable utama dalam penelitian ini adalah rasio antara metakaolin

dengan GG)*S dan rasio a& terhadap Si& pada larutan akti#ator. Studi ini

menjadi dasar untuk menentukan hubungan antara geopolimer dan semen portland.



alam studi ini dianggap bah%a sumber kalsium berasal dari GG)*S. alam studi

ini, pembuatan larutan akti#ator dibuat terlebih dahulu yakni men$ampur sodium

hidroksida dengan sodium silikat dan dibiarkan dingin selama satu malam. )eberapa

variasi dalam studi ini antara lain 6 variasi rasio antara metakaolin dan GG)*S, yaitu

, .&, .4,.6, ., 1, rasio antara air termasuk pelarut alkali dan padatan pengikat

(metakaloin : G)*S adalah 1.4 dan 1.63, rasio antara pasir dan (metakaolin :

GG)*S adalah 3. Sampel uji berbentuk $etakan silinder berdiameter mm dan

tinggi 1 mm. sampel kemudian dira%at didalam oven pada suhu 4o5 selama &4

jam, kemudian dikeluarkan dari oven dan didinginkan hingga pengujian. /asil

pengujian menunjukkan bah%a penambahan &' GG)*S menghasilkan kekuatan

tekan tertinggi dimana pada umur & hari men$apai 4. 7a. Jika konsentrasi

a/ sangat rendah maka kalsium yang berasal dari GG)*S akan larut dan

membentuk gel 5-S-/. 5-S-/ dapat terbentuk jika tersedia larutan yang mengandung

kalsium yang $ukup. Jika terdapat jumlah hidroksida yang berlebihan maka akan

terbentuk kalsium hidroksida yang akan mengendap dan akan menghambat

terbentuknya gel 5-S-/ ke$uali terdapat jumlah kalsium pada kondisi a%al $ukup

tersedia. /al ini mengungkapkan bah%a koeksistensi gel geopolimer (-!-S-/ dan

gel 5-S-/ berkontribusi terhadap peningkatan kekuatan tekan pada pasta yang

mengandung &' GG)*S. 8erbentuknya gel 5-S-/ dianggap sebagai sebagai mikro

agregat sehingga pasta semakin padat dan homogen menyebabkan kekuatan tekan

pasta geopolimer meningkat.

u2son dkk, &, melakukan studi tentang hubungan antara komposisi,

mikrostruktur dan si#at mekanikal dari semen geopolimer berbasis metakaolin. )ahan

utama geopolimer adalah metakaloin. )eberapa variasi dilakukan yaitu rasio larutansodium silikat sebagai larutan akti#ator dengan komposisi yang divariasi yakni ., 1,

1. dan &, rasio antara /& dan a& adalah 11. Sodium silikat diperoleh dengan

$ara melarutkan silika amor# kedalam larutan a/ dengan konsentrasi yang telah

ditentukan. >arutan akti#ator yang telah dibuat disimpan selama &4 jam sebelum



digunakan untuk memungkinkan ter$apainya keseimbangan. >arutan sodium

hidroksida dibuat dengan $ara melarutkan pellet a/ dengan kadar 99.9' kedalam

air dan disimpan dalam %adah tertutup untuk men$egah terjadinya kontaminasi dari

karbonasi. Selanjutnya sampel geopolimer dibuat dengan $ara men$ampur

metakaolin dengan larutan alkali silikat hingga rasio !l&3?a& F1, sehingga

terbentuk bubur yang homogen. Setelah 1 menit di$ampur se$ara mekanik dan

digetarkan selama 1 menit untuk menghilangkan udara yang terjebak kemudian

dimasukan kedalam %adah 8e#lon dan ditutup rapat. Sampel selanjutnya dira%at

didalam oven dengan suhu 4o5 pada tekanan atmos#ir selama & jam. Selanjutnya

sampel dibiarkan dalam ruangan terbuka hingga pengujian. /asil pengujian

menunjukkan bah%a spesimen dengan rasio Si?!l F 1.4 memperlihatkan

mikrostruktur yang terdiri dari kluster yang padat dengan pori- pori besar yang saling

terkoneksi. Spesimen dengan S?!l H F 1.6 terlihat homogen dengan pori-pori ke$il

yang terdistribusi merata. 7ikrostruktur dengan rasio antara Si?!l I 1.4 dan 1.6

memperlihatkan perubahan mikrostruktur seiring meningkatnya kadar silika.

eningkatan volume gel memperbesar penampang untuk menahan beban tekan,

dimana modulus young meningkat hingga mikrostruktur menjadi sangat homogen

pada rasio Si?!l F 1.6. engan demikian peningkatan modulus young disebabkan

oleh peningkatan homogenitas dari mikrostruktur dan juga peningkatan kekuatan

tekan seiring peningkatan rasio Si?!l. amun terlihat juga bah%a kekuatan tekan

pada rasio Si?!l F &.1 lebih ke$il dari kekuatan tekan sampel dengan rasio Si?!l F

1.9. @eduksi kekuatan pada rasio Si?!l yang tinggi akibat pengaruh adanya material

yang tidak bereaksi. A#ek yang sama tidak terjadi pada modulus young. 0arena itu

untuk mendapatkan geopolimer dengan kekuatan yang tinggi dan modulus yang yang

tinggi, analisis porositas pada mikrostruktur gel sangat diperlukan.

)akharev, &6, melakukan studi tentang si#at ; si#at kestabilan termal geopolimer

berbasis #ly ash yang dibakar hingga suhu o5 hingga 1&o5. >arutan akti#ator

yang digunakan adalah a/ dan 0/. arameter yang dikaji adalah kekuatan



tekan, susut dan perubahan mikrostruktur. ilai *!S $ampuran adalah .9 hingga

.3, dan menggunakan tekanan pemadatan 1 7a serta suhu pera%atan adalah

o5 hingga 1o5. /asil studi menunjukkan bah%a kestabilan termal geopolimer

agak rendah. Dntuk geopolimer yang menggunakan larutan akti#ator mengandung

a, pengurangan kekuatan terjadi pada suhu o5 akibat peningkatan ukuran pori

rata-rata, dimana struktur amor# digantikan oleh kristal a-#eldspar. ada geopolimer

yang diakti#asi menggunakan 0/, kerusakan terjadi pada suhu 1o5 dimana

setelah pembakaran, mikrostruktur geopolimer tetap amor# seiring dengan

pengurangan ukuran pori rata-rata sehingga meningkatkan kekuatan tekan.

Skavara dkk, &6, melakukan studi tentang porositas dan mikro-mekanik pada

inter#a$e antara pasta dan agregat. )ahan utama yang digunakan adalah #ly ash

dengan luas permukaan butiran sekitar &1 m&?kg. alam penelitian ini pasta dibuat

dengan men$ampur #ly ash dan larutan akti#ator yang merupakan $ampuran sodium

hidroksida dan sodium silikat. 7ortar dibuat dengan men$ampur pasta dengan pasir

silika dengan proporsi #ly ash C agregat F 1 C & hingga 1 C 4, sedangkan beton

geopolimer dibuat dengan men$ampur #ly ash , larutan akti#ator dan agregat dimana

perbandingan #ly ash dan agregat adalah 1C3 hingga 1C. roporsi Si&?a& dalam

larutan alkali adalah &.. 8otal konsentrasi larutan akti#ator adalah 6 hingga 1'

berat #ly ash. @asio antara masa air terhadap masa #ly ash bervariasi antara .&<

hingga .3<, dalam kasus tertentu ditambahkan GG)*S. Sampel dira%at pada suhu

6o5 hingga 9o5 selama 4 hingga 16 jam. Setelah itu sampel disimpan dalam

kondisi suhu ruangan hingga %aktu pengujian. engujian kekuatan tekan dilakukan

setelah sampel berumur &, < dan & hari. /asil pengujian menunjukkan bah%a

kekuatan tekan pasta (#ly ash : GG)*S pada umur & hari adalah 13 7a,kekuatan tekan mortar adalah 44 7a, dan kekuatan tekan beton geopolimer adalah

7a. 0adar air, dan komposisi akti#ator mempengaruhi porositas geopolimer.

0ehadiran kalsium (5a yang berasal dari GG)*S menyebabkan terbentuknya gel 5-

S-/ dan sehingga meningkatkan kekuatan tekan. 7odulus elastisitas dari beton



geopolimer adalah A F 36.1 :- .1 Ga hampir sebanding dengan beton 5.

0ekerasan dari beton geopolimer dua kali lebih tinggi dibanding beton 5 yang

mengindikasikan de#ormasi yang ke$il dan lebih getas dibanding beton 5 karena

itu dibutuhkan kajian tentang si#at #raktur geopolimer.

5hindaprasirt dkk, &<, melakukan studi tentang kele$akkan (workability dan

kekuatan mortar geopolimer berbasis #ly ash dengan kandungan kalsium tinggi.

!kti#ator yang digunakan adalah sodium hidroksida dan sodium silikat. Suhu

pera%atan adalah <o5. >arutan akti#ator yang digunakan antara lain a/ dengan

konsentrasi molar divariasi yakni 17, 17 dan &7 dan sodium silikat. !gregat

halus menggunakan pasir alam dengan berat jenis adalah &.6 dalam kondisi SS.

Dkuran rata-rata partikel #ly ash adalah 6 mikrometer, luas permukaan &1

$m&?gram dan prosentase tertahan saringan ukuran 3& sebesar '. Superplastisiser

yang digunakan adalah tipe * melamine #ormaldehyde. @asio antara sodium silikat

terhadap a/ adalah .6<, 1, 1. dan 3. Dntuk memperoleh mortar geopolimer

yang le$ak, kadar air dasar adalah ' masa pasta geopolimer. 5ampuran dilakukan

pada suhu ruangan sekitar &o5. 5ampuran dia%ali dengan membuat larutan a/

selanjutnya men$ampur dengan air tambahan dan #ly ash didalam mi2er selama

menit. 0emudian pasir ditambahkan dan diaduk selama menit, dan diikuti dengan

menambahkan sodium silikat dan S. /asil pengujian menunjukkan bah%a #lo%

mortar geopolimer berkisar antara 11 hingga 13 dan bergantung pada rasio masa

antara sodium silikat dan sodium hidroksida dan konsentrasi a/. 0ekuatan tekan

yang diperoleh adalah 1 7a hingga 6 7a. @asio optimum sodium silikat dan

a/ adalah .6< hingga 1. +ariasi konsentrasi molar a/ antara 1 7 dan & 7

memiliki e#ek yang ke$il terhadap kekuatan tekan. Suhu pera%atan optimum adalah<o5 dan dira%at selama tidak kurang dari & hari.

alomo, &<, melakukan studi eksperimental terhadap kinerja semen geopolimer

hybrid yang terdiri dari <' #ly ash dan 3' 5. >arutan hidrasi yang digunakan

antara lain air murni, larutan a/ dan $ampuran a/ : sodium silikat. 5ampuran



antara #ly ash dan 5 di$ampurkan dengan masing masing larutan hidrasi. 3 jenis

$ampuran tersebut selanjutnya di$etak kedalam $etakan prisma berukuran 1 2 1 2 6

$m3 dan disimpan dalam kondisi suhu &1o5, @/ F 9'. Setelah &4 jam, sampel

dilepas dari $etakan dan dilanjutkan dengan pera%atan pada suhu ruangan. Semua

sampel diuji kekuatan tekannya setelah berumur & hari dan & hari. 0ekuatan tekan

yang tertinggi pada umur & hari dimiliki oleh semen hybrid (<' *! : 3' 5

dengan akti#ator (a/ : sodium silikat sebesar 36.94 7a. an kekuatan tekan

pada umur & hari adalah 1&.91 7a, Semen $ampuran antara 3 ' 5 dan <' #ly

ash, memiliki kekuatan tekan yang tinggi akibat penambahan akti#ator kedalam

sistem. Jenis akti#ator mempengaruhi kekuatan mekanikal. resipitasi dari gel (5S/

dan !S/ berperan untuk setting dan pengerasan dari jenis semen $ampuran ini.

8emuujin dkk, &, melakukan studi tentang pengaruh senya%a kalsium dan

kalsium hidroksida terhadap si#at mekanikal dari geopolimer berbasis #ly ash.

Senya%a kalsium akan mensubtitusi #ly ash dengan kadar 1', &' dan 3 ' terhadap

berat #ly ash. )eton geopolimer dira%at pada suhu ruangan sekitar &o5 dan <o5.

/asil penelitian menunjukkan bah%a subtitusi sebagian #ly ash dengan kalsium (5a,

meningkatkan kekuatan tekan untuk sampel geopolimer yang dira%at pada suhu

ruangan, sedangkan pada sampel geopolimer yang dira%at pada suhu <o5 ,

menurunkan kekuatan tekan. 0ekuatan tekan pada umur < hari meningkat dari 11.

7a menjadi &&. 7a.

0umar dkk, &9, melakukan studi untuk mempelajari pengaruh penambahan

GG)*S terhadap reaksi, struktur dan si#at beton geopolimer berbasis #ly ash. Jumlah

GG)*S yang ditambahan pada $ampuran beton geopolimer divariasi dari ' hingga

'. @asio larutan terhadap padatan pengikat adalah .3. semua sampel di$ampur

pada suhu &<o5 dengan kelembaban relati# 6'. Setting time diukur menggunakan

peralatan vikat. Sampel selanjutnya di$etap pada $etakkan kubus berukuran < 2 < 2 <

$m3. untuk men$egah berkurangnya air selama reaksi maka sampel dibungkus rapat

dengan lembaran plasti$. Sampel selanjutnya dira%at pada suhu &<o5 selama 4 jam



diikuti dengan para%atan panas pada suhu 6o5 selama 4 jam. engujian kekuatan

tekan dilakukan pada sampel, pada umur 1 hari, 14 hari dan & hari. /asil pengujian

menunjukkan bah%a pada suhu &<o5 , pelarutan dan presipitasi didominasi oleh 5-S-

/ akibat aktivasi G))*S. enambahan GG)*S meningkatkan kekuatan tekan hingga

4 7a ketika penambahan GG)*S men$apai '.

ia" dkk, &1, melakukan studi untuk mengetahui ke$o$okan beberapa #ly ash

sebagai bahan baku geopolimer. )eberapa jenis pengujian yang dilakukan yaitu

pengujian mekanikal meliputi =@, setting time dan kekuatan tekan. esain

$ampuran didasarkan desain $ampuran /ardjito dkk. >arutan akti#ator yang

digunakan terdiri dari 14 7 a/ dan sodium silikat. @asio #ly ash terhadap agregat

adalah 1 C 3 dan rasio agregat kasar terhadap agregat halus adalah 1.4. proses

pen$ampuran mengikuti tahapan berikut C 1. *ly ash dan a/ di$ampur selama 3

detik, (&. Sodium silikat ditambahkan dan di$ampur selama 3 detik, 3. asir

ditambahkan dan di$ampur selama 6 detik, 4. !gregat kasar ditambahkan dan

di$ampur selama 1& detik. !kibat setting time yang singkat, %aktu pen$ampuran

dipersingkat untuk memungkinkan pen$etakkan sampel. Sampel di$etak kedalam

$etakkan silinder berdiameter < mm dan tinggi 1 mm dan kekuatan tekannya

ditentukan berdasarkan !S87 539. Setting time dari beton geopolimer segar

menggunakan jarum vikat. Semua sampel dira%at selama 3 hari pada suhu 6o5.

Setelah sampel dikeluarkan dari oven selanjutnya didinginkan selama &4 jam hingga

pengujian. /asil pengujian menunjukkan kekuatan tekan pada umur & hari berkisar

antara & hingga 4 7a.

Bongpa dkk, &1, melakukan studi untuk mempelajari kekuatan tekan, modulus

elastisitas dan permeabilitas dari beton geopolimer yang terbuat dari #ly ash dan abu

sekam padi. *ly ash dan abu sekam di$ampur dengan rasio perbandingan berat C &

sebagai bahan baku geopolimer. >arutan akti#ator merupakan $ampuran 147 a/

dan sodium silikat. @asio masa antara sodium hidroksida dan sodium silikat adalah

&.. karena viskositas yang tinggi dari beton geopolimer segar, maka urutan



pen$ampuran sangat penting. setelah $ampuran #ly ash dan abu sekam di$ampur

bersama larutan akti#ator, selanjutnya di$ampurkan agregat kasar dan diikuti dengan

agregat halus. 5ampuran kemudian di$etak pada $etakan silinder berukuran $m 2

1 $m. pera%atan dilakukan pada suhu ruangan. /asil pengujian menunjukkan bah%a

kekuatan tekan $enderung menurun setelah umur beton men$apai 14 hari atau & hari

tergantung pada komposisi $ampuran.

Somna dkk, &11, melakukan studi kekuatan tekan dan mikrostruktur dari #ly ash

yang telah dihaluskan (ground #ly ash, G*! yang diakti#asi dengan larutan a/.

Dkuran partikel G*! adalah 1. mikrometer lolos saringan 3&. 0onsentrasi molar

a/ yang digunakan divariasi antara 4. 7, <7, 9.7, 1&7, 147 dan 16.7.

G*! di$ampur dengan a/ dengan konsentrasi tertentu selama menit. asta

kemudian di$etak dalam $etakan plastik dengan diameter berukuran 3 mm dan

tinggi 6 mm dan dira%at dalam ruangan dengan suhu terkontrol antara &o5 hingga

&o5, hingga %aktu pengujian. /asil pengujian menunjukkan bah%a perubahan si#at

mikrostruktur dan kekuatan tekan bergantung pada konsentrasi molar a/. ada

umur & hari, kekuatan tekan berkisar antara & hingga &3 7a untuk konsentrasi

molar a/ 9.7 hingga 147. /asil uji mikrostruktur dengan =@, SA7, AS

dan *8K@ menunjukan bah%a reaksi polimerisasi akti#asi G*! dengan a/ dapat

berlangsung pada suhu ruangan.

>odeiro dkk, &13, melakukan studi untuk menentukan variasi si#at gel sementius

yang terbentuk dari aktivasi alkali terhadap semen hybrid (<' *! : 3' 5

selama satu tahun. )ahan yang digunakan antara lain akti#ator yang merupakan

$ampuran dari 1&.7 a/ dan sodium silikat, <' #ly ash dan 3' 5. @asio

antara larutan dan padatan pengikat adalah .3. pasta kemudian dimasukan kedalam

$etakan berukuran 1 $m 2 1 $m 2 6 $m dan dira%at selama &4 jam dalam ruangan

dengan suhu &1o5 dan kelembaban relative 99'. Setelah &4 jam sampel dikeluarkan

dari $etakan dan disimpan dalam ruangan hingga pengujian. Dmur pengujian adalah

& hari dan 36 hari. Sampel pengontrol adalah #ly ash yang terakti#asi pada suhu



o5 dengan produk reaksi utama adalah !S/, dan sampel semen 5 dengan

produk reaksi utama adalah 5S/. /asil pengujian menunjukkan bah%a pengikat

dengan kekuatan a%al dan kekuatan jangka panjang yang tinggi dapat dibuat

menggunakan lebih dari <' *! di$ampur dengan kurang 3' 5 jika dihidrasi

dengan larutan akti#asi alkali. 0ekuatan tekan pasta <' *! dan 3' 5 yang

terakti#asi alkali pada umur & hari men$apai 3 7a dan 36 hari men$apai 3 7a,

sedangkan sampel yang terhidrasi dengan air, men$apai kekuatan tekan 1 7a pada

umur & hari dan &9 7a pada umur 36 hari. ada tahap a%al, hasil uji

mikrostruktur memperlihatkan bah%a semen hybrid yang terakti#asi menghasilkan

$ampuran antara gel 5-S-/ dan gel -!-S-/. 8erjadi interaksi antara 5a dengan gel

-!-S-/. olarisasi 5a&: untuk membentuk ikatan Si--5a mendistorsi ikatan Si--

!l, menimbulkan tegangan yang mengarah kepada terputusnya ikatan pada Si--!l.

pengembangan gel berlangsung sebagai berikut C -!-S-/ (,5-!-S-/ 5-!-S-

/. 8rans#ormasi struktur gel ini membutuhkan unsur kalsium dengan konsentrasi

yang $ukup. erubahan struktur gel -!-S-/ ini tidak mengganggu stabilitas

mekanikal material hal ini terbukti dari peningkatan kekuatan tekan dari umur & hari

hingga 36 hari. 0ehadiran unsur alumanium, !l, menyebabkan perubahan gel 5-S-/ pada 5 menjadi 5-!-S-/. Setelah terbentuk gel ini nampak tetap stabil bahkan

hingga 36 hari. 8emuan tersebut mengkon#irmasi hasil penelitian sebelumnya yaitu

bah%a gel 5-!-S-/ adalah gel yang paling stabil se$ara termodinamika dalam

$ampuran antara gel aluminasilikat (-!-S-/ dan gel 5-S-/.

@ivera dkk, &14, melakukan studi pengembangan semen geopolimer hybrid dengan

bahan utama #ly ash (*!, slag boiler ()S dan 5 sebagai sumber kalsium. >arutan

akti#ator yang digunakan adalah a/ dan sodium silikat (%aterglass. 8erdapatempat $ampuran yaitu 1' *!, 1' )S, hybrid (*! :5, /ybrid ()S:5.

@asio berat (air dari larutan alkali :air tambahan terhadap padatan pengikat adalah

.3 dan .&. suhu pera%atan untuk sampel 1' )S adalah <o5 selama &4 jam

dan dilanjutkan dengan 1o5, untuk sampel 1'*! dan hybrid ()S:5, suhu



pera%atan adalah <o5 dan sampel hybrid (*!:5 dira%at pada suhu normal,

dimana kelembaban relative untuk semua sampel adalah H 9'. /asil pengujian

menunjukkan bah%a sangat memungkinkan untuk memproduksi geopolimer dan

geopolimer hybrid menggunakan #ly ash dan slag boiler dengan kandungan unsur

yang tidak terbakar (>K tinggi. 0ekuatan tekan tertinggi diperoleh sebagai berikut C

untuk sampel *!, terdapat pada *! dengan rasio Si&?!l&3 F 6, sampel )S dengan

rasio Si&?!l&3 F 3.4. Geopolimer yang berasal dari bahan )S, kekuatan tekan pada

umur & hari men$apai 17a, sedangkan geopolimer berbasis *! kekuatan

tekannya adalah 3 7a kedua sampel membutuhkan pera%atan panas dan tambahan

suhu pengeringan sebesar 1o5. 0ekuatan tekan dari sistem hybrid (' *! :&'

5 kekuatan tekan pada umur & hari tanpa pera%atan panas adalah 63 7a,

sedangkan sistem hybrid (<' )S : 3' 5 men$apai kekuatan tekan 4.< 7a

pada umur & hari dengan pera%atan panas <o5.

radip dkk, &1, melakukan studi pengaruh penambahan 5 pada pasta , mortar

dan beton geopolimer membentuk sistem hybrid (#ly ash dan 5 dan dapat dira%at

pada suhu normal. >arutan akti#ator yang digunakan adalah $ampuran sodium

hidroksida dan sodium silikat. 0onsentrasi molar a/ ditetapkan 14 7. agregat

yang digunakan adalah pasir alam dan agregat batu pe$ah sebagai agregat kasar

dengan ukuran < mm, 1 mm dan & mm. $ampuran mortar didesain berdasarkan

berat jenis akhir && kg. total kandungan pengikat adalah 1?3 berat total $ampuran.

+ariasi penambahan 5 kedalam $ampuran mortar geopolimer adalah ' sebagai

kontrol, ', ', 1' dan 1&' dari total berat pengikat. Semua $ampuran mortar

geopolimer diakti#asi dengan larutan akti#ator dengan kandungan 4' berat total

pengikat. Dntuk mengetahui pengaruh dari larutan akti#ator maka sampel yang laindibuat dengan kandungan 5 ' dan kandungan larutan akti#ator divariasi 3'

dan 4'. @asio berat sodium silikat terhadap sodium hidroksida adalah &.. semua

$ampuran mortar diran$ang tanpa tambahan air dan superplastisiser. ada $ampuran

beton geopolimer, berat satuan akhir adalah &4& kg?m3, dan total kandungan



pengikat tetap sama yakni 4 kg?m3. Sedangkan variabel $ampuran lainnya tetap

sama seperti pada $ampuran mortar, namun dengan tambahan agregat kasar. Dntuk

mengetahui setting time dari pasta geopolimer yang ditambahkan dengan 5 maka

dua $ampuran pasta yang mengandung 5, yaitu 1' dan ' dari total (5 :

geopolimer, hasilnya dibandingkan dengan geopolimer tanpa 5. /asil pengujian

menunjukkan bah%a kehadiran 5 memper$epat reaksi polimerisasi dan

menyebabkan setting time seperti pada semen 5. eningkatan 5 didalam

geopolimer berbasis #ly ash mengurangi kele$akkan dan setting time. amun

kele$akkan dan setting meningkat ketika prosentase larutan alkali meningkat.

5ampuran dengan rasio sodium silikat terhadap sodium hidroksida sebesar &.

mengurangi setting time dan slump dibanding rasio 1. dan &.. penambahan '

5 kedalam $ampuran geopolimer, mendapatkan kekuatan tekan tertinggi pada

umur & hari men$apai lebih dari 7a untuk mortar dan 4 7a untuk beton

geopolimer. 0ekuatan tekan menurun ketika kandungan akti#ator ditingkatkan dari

3' hingga 4' dari berat total pengikat. +ariasi rasio antara sodium silikat terhadap

sodium hidroksida tidak mempengaruhi kekuatan tekan se$ara signi#ikan. 0ajian

mikrostruktur menunjukkan bah%a $ampuran geopolimer hybrid (5 dan #ly ash

memperlihatkan hampir sebagian besar bersi#at amor# dan terdapat produk hidrasi

yang kaya akan kalsium. 0ekompakkan gel meningkat ketika 5 ditambahkan

kedalam pasta geopolimer namun prosentasi optimum adalah penambahan ' 5

karena itu geopolimer berbasis #ly ash dapat dira%at pada suhu normal dengan

penambahan sedikit 5.

7eija dkk, &1, melakukan studi untuk mengevaluasi dan mengkarakterisasi dua

jenis semen geopolimer hybrid menggunakan $ampuran (#ly ash dengan kualitasrendah : 5 dan (GG)*S : 5. Sampel #ly ash yang digunakan berkualitas

rendah dengan >K lebih dari 14.6' dan dua jenis sumber kalsium yakni 5 dan

GG)*S. dua sampel prekusor geopolimer hybrid disintesa yakni dengan rasio berat

(GG)*S ?(GG)*S:*! dan (5?(*!:5 F .3. molar rasio Si&?!l&3 adalah



dan 6. Sampel $ampuran dengan 1' *! sebagai perkursor juga dibuat sebagai

kontrol. *!S ditentukan sebesar .3. pasta di$ampur selama menit dan di$etak

kedalam %adah $etakkan. Sampel dengan 1' *! dira%at pada suhu <o5

sedangkan sampel geopolimer hybrid dira%at pada suhu normal. 0elembabn untuk

semua kondisi adalah sekitar 9'. /asil pengujian menunjukkan bah%a kekuatan

tekan umur & hari untuk sampel dengan 1' *! adalah &.& 7a, sampel

geopolimer hybrid (5:*! adalah 1.< 7a dan sampel geopolimer hybrid

(GG)*S:*! adalah &.& 7a. 7aterial limbah #ly ash dengan kualitas yang rendah

dapat digunakan sebagai perkursor semen geopolimer hybrid. enambahan bahan

tambahan seperti GG)*S dan 5 sebagai sumber kalsium, meningkatkan kekuatan

mekanikal karena koeksitensi dua prosuk reaksi yaitu 5-!-S-/ dan -!-S-/. rasio

Si&?!l&3 memiliki e#ek yang ke$il terhadap peningkatan kekuatan mekanikal

system hybrid namun rasio yang rendah membantu mengurangi penggunaan sodium

silikat karena memiliki dampak negati# terhadap lingkungan dan krena harga sedikit

lebih mahal. enambahan bahan tambahan yang mengandung kalsium tinggi,

berman#aat merubah metode pera%atan geopolimer yang biasanya dira%at dengan

suhu yang tinggi menjadi pera%atan pada suhu normal serta memungkinkan

penggunaan #ly ash dengan kualitas rendah.

gernkham, &1, melakukan studi tentang si#at si#at teknis mortar geopolimer

hybrid (#ly ash tipe 5 : 5 yaitu kekuatan tekan, modulus rupture dan karakteristik

#raktur. )ahan perkursor mortar geopolimer hybrisd terdiri dari #ly ash tipe 5 dan

5 tipe 1. >arutan akti#ator yakni a/ dengan variasi konsentrasi molaritas yaitu

6 7 , 1 7 dan 14 7 dan di$ampur dengan sodium silikat. !gregat halus yang

digunakan adalah pasir alam dengan berat jenis SS &.63, dan modulus kehalusan1.. rasio air terhadap semen pengikat adalah .6, rasio sodium silikat terhadap

sodium hidroksida adalah &, rasio pasir terhadap semen pengikat adalah 1. +ariasi

subtitusi #ly ash dengan 5 masing masing ', 1' dan 1' dari berat #ly ash.

Drutan pen$ampuran yaitu penyiapan larutan akti#ator dengan men$ampur sodium



silikat dan sodium hidroksida, selanjutnya ditambahkan kedalam $ampuran #ly ash,

5 dan pasir dan di$ampur hingga bersi#at homogeny. en$ampuran dilakukan

selama menit. engujian tekan dilakukan terhadap sampel berukuran 2 2 $m3

sesuai !S87 19. Sampel dilepas dari $etakan setelah &4 jam, dan segera dibungkus

dengan lembaran plasti$ vinil dan dira%at pada suhu &o5, sedangkan uju modulus

rupture dilakukan pada sampel berukuran < 2 < 2 < mm3 sesuai !S87 5&93-&.

>aju pembebanan adalah . mm?menit. Dntuk pengujian #raktur dilakukan pada

sampel berukuran < 2 < 2 3 mm3. Setelah kering sampel di$oak pada bagian

tengah balok dengan rasio lebar terhadap tinggi $oakan .4 dan .&. hasil pengujian

menunjukan bah%a penggunaan konsentrasi a/ yang tinggi dan jumlah subtitusi

5 yang tepat dapat meningkatkan kekuatan tekan, modulus rupture dan #raktur hal

ini karena peningkatan konsentrasi molar a/ meningkatkan pelarutan ion Si4: dan

!l3: yang berasal dari #ly ash sehingga memperbesar volume pembentukan gel -!-

S-/. subtitusi 5 juga meningkatkan reaksi polimerisasi akibat adanya kalsium

yang mengganti ion a pada struktur -!-S-/, namun subtitusi 5 lebih dari 1'

hingga 1' mengurangi si#at ; si#at teknik mortar geopolimer karena konsentrasi ion

/- yang berlebihan menyebabkan presipitasi gel aluminosilikat yang lebih a%al.

subtitusi 5 sebesar 1' menghasilkan kekuatan tekan, modulus rupture dan

#raktur yang lebih tinggi.

bagian a tinjauan pustaka

Documents