Download - Makalah Beton Geopolimer
-
1
MAKALAH BETON GEOPOLIMER
TEKNIK BAHAN BANGUNAN
NAMA: THEODORUS B.C.R. NIRON
NIM : 1406010047
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS SAINS DAN TEKNIK
UNIVERSITAS NUSA CENDANA
KUPANG 2014/2015
-
2
Kata Pengantar
Puji syukur atas kehadirat Tuhan yang maha esa, karena berkat dan rahmat-Nya, saya bisa
menyelesaikan makalah mata kuliah teknik bahan bangunan tentang beton ringan.
Adapun makalah mata kuliah teknik bahan bangunan tentang beton ringan ini telah saya
usahakan semaksimal mungkin dan tentunya dengan bantuan berbagai pihak sehingga dapat
memperlancar pembuatan makalah ini. Untuk itu saya tidak lupa menyampaikan banyak terima
kasih kepada semua pihak yang telah membantu saya dalam pembuatan makalah ini.
Namun tidak lepas dari semua itu, saya menyadari bahwa makalah ini masih memiliki
banyak kekurangan. Oleh karena itu saya mengharapkan masukan-masukan dari para pembaca
yang bersifat membangun untuk kesempurnaan makalah ini.
Akhirnya saya mengharapkan semoga dari makalah mata kuliah teknik bahan bangunan
tentang beton ringan ini dapat memberikan manfaat terhadap pembaca.
kupang, April 2015
Theodorus B.C.R Niron
-
3
DAFTAR ISI
Kover ............................................................................................................................................. 1
Kata pengantar ............................................................................................................................. 2
Daftar Isi........................................................................................................................................ 3
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................................ 4
1.Latar Belakang .......................................................................................................................... 4
2. Rumusan Masalah ..................................................................................................................... 4
3 Tujuan . ...................................................................................................................................... 5
BAB II PEMBAHASAN .............................................................................................................. 6
A.Pengertian Beton ..................................................................................................................... 6
B.Pengertian Beton Geopolimeri ................................................................................................. 6
C.Sejarah Beton Geopolimeri ...................................................................................................... 6
D.Bahan Bahan dalam Pembuatan Beton Geopolimer .............................................................. 8
E.Pembuatan Beton Geopolimer ................................................................................................ 16
F.Sifat Sifat Beton Geopolimer ............................................................................................... 17
G.Kelebihan dan Kekurangan Beton Geopolimer ...................................................................... 18
H.Aplikasi Beton Geopolimer ..................................................................................................... 18
BAB III PENUTUP ..................................................................................................................... 19
KESIMPULAN .......................................................................................................................... 19
Daftar Pustaka ............................................................................................................................. 21
-
4
BAB I
PENDAHULUAN
1. Latar Belakang
Pada umumnya beton dikenal sebagai material yang tersusun dari komposisi utama
batuan (agregat), air, dan semen portland (biasa disebut semen). Beton sangat populer dan
digunakan secara luas, karena bahan pembuatnya mudah didapat, harganya relatif murah,
dan teknologi pembuatannya relatif sederhana. Namun, akhir-akhir ini beton tersebut makin
sering mendapatkan kritik, khususnya dari kalangan yang peduli dengan kelestarian
lingkungan hidup, karena emisi gas rumah kaca (karbon dioksida) yang dihasilkan pada
proses produksi semen.
Untuk memproduksi satu ton semen, gas rumah kaca yang dihasilkan sebesar lebih
kurang satu ton juga. Gas ini dilepaskan ke atmosfer dengan bebas dan kemudian
merusakkan lingkungan, di antaranya menyebabkan pemanasan global. Isu kedua yang
kerap dipersoalkan adalah masalah keawetan beton itu sendiri. Bangunan beton pada
umumnya sudah memerlukan perbaikan karena sudah mulai mengalami kerusakan ketika
usia bangunannya baru mencapai 20 tahun, walaupun telah direncanakan dan dibuat sesuai
dengan standar yang berlaku.
Dalam perkembangannya, para pakar teknologi beton mulai melakukan riset pembuatan
beton geopolimer.Geopolimer dapat didefinisikan sebagai material yang dihasilkan dari
geosintesis aluminosilikat polimerik dan alkali silikat yang menghasilkan kerangka polimer
SiO4 dan AlO4 yang terikat secara tetrahedral (Davidovits dalam Septia, 2011). Dalam
pembuatan beton geopolimer dapat memanfaatkan material alami. Bahan tersebut tidak
dapat mengikat jadi perlu ditambah air dan bahan kimia lain yang dapat mengikat yaitu
natrium
2. Rumusan Masalah
1. Apa defenisi dari beton geopolimer ?
2. Bagaimana sejarah dari beton geopolimer ?
3. Apa saja bahan yang diperlukan dalam pembuatan beton geopolimer ?
4. Bagaimana proses pembuatan beton geopolimer ?
5. Apa kelebihan dan kekurangan dari beton geopolimer ?
6. Bagaimana pengaplikasian dari beton geopolimer ?
-
5
3. Tujuan
1. Mengetahui defenisi beton geopolimer
2. Mengetahui sejarah beton geopolimer
3. Mengetahui bahan bahan penyusun beton polimer
4. Mengetahui proses pembuatan beton geopolimer
5. Mengetahui kelebihan dan kekurangan beton geopolimer
6. Mengetahui aplikasi dari beton ringan
-
6
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian Beton
Beton didefenisikan sebagai bahan bangunan yang diperoleh dengan mencampurkan
agregat halus, agregat kasar, semen portland dan air tanpa tambahan zat aditif (PBI, 1971).
Tetapi defenisi dari beton kini sudah semakin luas, dimana beton adalah bahan yang terbuat dari
berbagai macam tipe semen, agregat dan juga bahan pozzolan (bahan mineral yang terdiri dari
mineral silika dan alumina yang sebagian besar bersifat reaktif, yang apabila bersenyawa dengan
kapur dan air membentuk massa yang padat, keras dan tidak larut dalam air), abu terbang,terak
dapur tinggi, sufur, serat dan lain-lain (Neville dan Brooks, 1987).
B. Pengertian Beton Geopolimer
Beton geopolimer adalah sebuah senyawa silikat alumino anorganik yang disintesiskan dari
bahan bahan produk sampingan seperti abu terbang (fly ash) abu sekam padi (risk husk ash)
dan lain lain, yang banyak mengandung silikon dan aluminium (Davidovits, 1997) Geopolimer
merupakan produk beton geosintetik dimana reaksi pengikatan yang terjadi adalah reaksi
polimerisasi. Dalam reaksi polimerisasi ini Alumunium (Al) dan Silika (Si) mempunyai peranan
penting dalam ikatan polimerisasi (Davidovits, 1994) Reaksi Al dan Si dengan alkaline akan
menghasilkan AlO4 dan SiO4.
C. Sejarah Beton Geopolimer
Menengok pada bangunan-bangunan kuno dari zaman Romawi serta piramid-piramid
megah di Mesir, mau tidak mau kekaguman kita pun akan terbangkitkan. Betapa tidak,
bangunan-bangunan tersebut sudah berdiri ratusan atau bahkan ribuan tahun dengan megah.
Seringkali didapati dalam upaya restorasi bangunan kuno tersebut, beton modern yang
digunakan sudah rusak beberapa tahun kemudian, ketika beton 'kuno'-nya masih utuh.
Adalah Professor Joseph Davidovits dari Perancis yang pertama kali mengemukakan ide
bahwa sesungguhnya piramid tidaklah dibangun menggunakan batu-batu yang dipahat-seperti
halnya Candi Borobudur yang kemudian disusun menjadi bangunan yang mengundang
kekaguman sepanjang masa dan menjadikannya salah satu dari tujuh keajaiban dunia.
Davidovits menyatakan teorinya bahwa batuan-batuan penyusun piramid tersebut dicor di
-
7
tempat, seperti halnya pembuatan beton yang kita kenal sekarang ini. Ada beberapa hal yang
mendasari teorinya tersebut.
Piramid raksasa di Mesir tersusun dari lebih kurang dua setengah juta blok batuan, rata-rata
memiliki berat dua setengah ton, bahkan ada yang seberat tiga puluh ton, dengan volume total
dua setengah juta meter kubik, didirikan di atas lahan tidak kurang luasnya dari lima hektar,
dengan masa pengerjaan hanya dalam kurun waktu 20 tahun dalam masa pemerintahan Firaun
Cheops. Investigasi pada bangunan piramid tersebut mendapati celah antarbatuan begitu
sempitnya, dan tidak ada ujung-ujung batuan yang terpapas akibat benturan dan lain sebagainya
yang terjadi semasa proses pembangunannya. Ukuran-ukuran batuannya begitu tepat, saling
silang tersusun rapi, mulai dari dasar bangunan hingga ke puncak bangunan yang hampir sama
tingginya dengan bangunan gedung 30 lantai. Perlu diingat,ketika piramid didirikan logam untuk
memotong atau memahat belumlah ditemukan, dan peralatan konstruksi tentunya masih amat
sederhana. Dengan peralatan modern yang tersedia saat ini pun, amat sulit melakukan proses
pembangunan semacam itu.
Selain itu, Davidovits juga menemukan bahwa struktur kimia dan karakteristik struktur
mikro batuan penyusun piramid amat serupa dengan beton geopolimer yang dia hasilkan di
laboratoriumnya, serta sejauh ini tidak didapati batuan alamiah di sekitar lokasi piramid yang
memiliki ciri-ciri susunan kimia serta struktur mikro yang serupa. Sebaliknya, bahan-bahan
dasar yang kemungkinan besar dipakai untuk proses pembuatan beton pada bangunan piramid
tersebut tersedia dengan melimpah di Mesir dan sekitarnya, di antaranya di sepanjang tepian
Sungai Nil. Dari pemeriksaan terhadap berat jenis batuan, juga didapati bahwa berat jenis bagian
dasar batuan lebih besar dibanding bagian atas, suatu karakteristik yang umum didapati pada
beton yang dicor, di mana pada proses pengecoran partikel yang lebih berat cenderung
mengendap di bagian dasar. Dengan pengecoran di tempat, proses pembangunan piramid
menjadi jauh lebih sederhana dibanding dengan mengangkut bongkah-bongkah batuan raksasa
dari tempat yang jauh, menyusunnya menjadi sebuah bangunan yang tidak hanya besar tetapi
juga sangat tinggi. Dengan anaknya, Frederik, yang ahli dalam bidang literatur kuno terkait
dengan mineralogi, geologi, dan teknik konstruksi, Joseph Davidovits menuliskan hasil riset dan
temuan-temuannya dalam sebuah buku berjudul 'The Pyramids, an enigma solved' yang akan
segera dipublikasikan.
Sebuah berita singkat di majalah Australian Concrete Construction edisi bulan Agustus
2002 mengutip laporan tentang Edward Zeller, direktur laboratorium fisika radiasi University of
Kansas, yang mempublikasikan hasil penelitiannya tentang bongkahan batu yang diambil dari
sebuah piramid di Mesir. Edward Zeller menemukan banyak rongga-rongga udara berbentuk
-
8
oval di dalam batuan tersebut seperti yang banyak dijumpai di dalam beton, dan setelah
menganalisa komposisi batuan tersebut tibalah dia pada kesimpulan bahwa batuan tersebut
adalah beton.
D. Bahan Bahan Dalam Pembuatan Beton Geopolimer
1. Solid Material
Solid material adalah salah satu komponen sistem anorganik geopolymer. Solid material
untuk geopolymer dapat berupa mineral alami seperti kaolin, tanah liat, mika,
andalusit,spinel dan lain sebagainya. Alternatif lain yang dapat digunakan adalah material
yang berasal dari produk sampingan seperti fly ash, silica fume, slag, rice-husk ash, lumpur
merah, dan lain-lain.
a. Tanah Liat
Tanah Liat merupakan suatu zat yang terbentuk dari partikel-partikel yang sangat kecil
terutama dari mineral-mineral yang disebut kaolinit, yaitu pesenyawaan dari Oksida
Alumina (Al2O3), dengan Oksida Silica (SiO2) dan air (H2O).Tanah liat dalam ilmu
kimia termasuk Hidrosilika Alumina, yang dalam keadaan murni mempunyai rumus:
Al2O3 2SiO2 2H2O. Komposisi unsur kimia yang terdapat pada Tanah Liat, adalah
sebagai berikut:
Unsur/Senyawa %
Silika (SiO2) 59.14
Alumunium Karbonat (Al2O3) 15.34
Besi (Fe2O3) 0.69
Kalsium Oksida (CaO) 0.51
Natrium Oksida (Na2O) 0.38
Magesium Oksida (MgO) 0.35
Kalium (K2O) 0.11
Air (H2O) 0.12
TiO2 0.11
Lain-lain 0.09
Di alam hanya terdapat dua jenis tanah liat, yaitu: Tanah Liat Primer dan Tanah Liat
Sekunder.
-
9
Tanah Liat Primer
Tanah Liat Primer (residu) adalah jenis tanah liat yang dihasilkan dari pelapukan
batuan feldspatik oleh tenaga endogen yang tidak berpindah dari batuan induk. Selain
tenaga air, tenaga uap panas yang keluar dari dalam bumi mempunyai andil dalam
pembentukan tanah liat primer. Karena tidak terbawa arus air, angin maupun gletser,
maka tanah liat tidak berpindah tempat sehingga sifatnya lebih murni diibandingkan
dengan tanah liat sekunder. Tanah liat primer cenderung berbutir kasar, tidak plastis
daya leburnya tinggi dan daya susutnya kecil. Karena tidak tercampur dengan bahan
organik seperti humus, ranting atau daun busuk dan sebagainya, maka tanah liat
berwarna putih atau kusam.
Tanah Liat SekunderTanah
Liat Sekunder (sedimen) adalah jenis tanah liat hasil pelapukan batuan feldspatik yang
berpindah jauh dari batuan induknya karena tenaga eksogen, dan dalam perjalanan
bercampur dengan bahan-bahan organik maupun anorganik. Jumlah tanah liat
sekunder lebih banyak dari tanah liat primer. Transportasi air mempunyai
pengaruh khusus pada tanah liat, salah satunyaialah gerakan arus air cenderung
menggerus mineral tanah liat menjadipartikel-partikel yang semakin kecil.
Karena pembentukannya melaluiproses panjang dan bercampur dengan bahan
pengotor seperti oksida logam(besi, nikel, titan mangan dan sebagainya), dan
bahan organik (humus dandaun busuk), maka tanah liat mempunyai sifat:
berbutir halus berwarnakrem/abu-abu/merah jambu/kuning. Pada umumnya
tanah liat sekunderlebih plastis dan mempunyai daya susut yang lebih besar
daripada tanah liatprimer. Setelah dibakar, warnanya menjadi lebih terang dari
krem muda,abu-abu muda ke coklat. Semakin tinggi suhu bakarnya semakin
keras dan semakin kecil porositasnya.
b. Fly Ash
Fly ash adalah bahan yang berasal dari sisa pembakaran batu bara yang tidak
terpakai. Material ini mempunyai kadar bahan semen yang tinggi dan mempunyai sifat
pozzolanik, yaitu dapat bereaksi dengan kapur bebas yang dilepaskan semen saat
proses hidrasi dan membentuk senyawa yang bersifat mengikat pada temperatur
normal dengan adanya air (Himawan dan Darma 25). Komposisi dari fly ash sebagian
besar terdiri dari silikat dioksida (SiO2), alumunium (Al2O3), besi (Fe2O3) dan
-
10
kalsium (CaO), serta magnesium, potassium, sodium, titanium, sulfur, dalam jumlah
yang kecil. Komposisinya tergantung dari tipe batu bara.
Penambahan fly ash pada beton normal menunjukan adanya peningkatan kualitas
beton. Peningkatan kualitas itu disebabkan karena kandungan unsur sililkat dan
aluminat pada fly ash yang reaktif bereaksi dengan kapur bebas pada proses hidrasi
antara fly ash dan air menjadi kalsium silikat. Keuntungan lain dari pemakaian fly ash
yang mutunya baik ialah dapat meningkatkan ketahanan atau keawetan beton terhadap
ion sulfat dan juga dapat menurunkan panas hidrasi semen.
Fly ash sendiri tidak memiliki kemampuan mengikat seperti halnya semen. Tetapi
dengan kehadiran air dan ukuran partikelnya yang halus oksida silika yang dikandung
oleh fly ash akan bereaksi secara kimia dengan Sodium hidroksida dan menghasilkan
zat yang memiliki kemampuan mengikat (Hardjito, 2001). Selain itu secara mekanik,
butiran fly ash yang lebih halus daripada semen ini akan mengisi ruang kosong
(rongga) diantara butiran butiran agregat halus.
Menurut ACI Committee 226 dijelaskan bahwa fly-ash mempunyai sifat:
a. Spesific gravity : 2.2 2.8
b. Ukuran : 1 mikron 1 mm, dengan kehalusan 70% - 80% melewati saringan
no. 200 (75 mikron)
c. Kehalusan :
tertahan ayakan 0.075 mm 3.5
tertahan ayakan 0.045 mm 19.3
Klasifikasi fly ash menurut ASTM C 618 96 yaitu :
a. Kelas C
fly ash yang mengandung CaO diatas 10%, dan abu terbang (fly ash) yang
dihasilkan dari pembakaran ligmit atau batu bara dengan kadar karbon 60%
atau sub bitumen.
Kadar (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 50%
b. Kelas F
Fly ash yang mengandung CaO lebih kecil 10%, dan abu terbang (fly ash) yang
dihasilkan dari pembakaran batu bara jenis anthrchacite pada suhu 1560C. Abu
terbang ini mempunyai sifat pozolan.
Kadar (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 70%
c. Kelas N
-
11
Pozzolan alam atau hasil pembakaran yang dapat digolongkan antara lain tanah
diatomic, opaline chertz, dan shales, tuff, dan abu vulkanik, dimana biasa
diproses melalui pembakaran atau tidak melalui proses pembakaran. Selain itu
juga mempunyai sifat pozzolan yang baik.
Unsur utama dalam proses geopolimerisasi adalah Si dan Al. Oleh karena itu fly ash
yang bisa digunakan sebagai geopolimer adalah jenis fly ash yang memiliki
kandungan CaO rendah dan kandungan Si dan Al lebih dari 50%. Dari ketiga tipe fly
ash diatas, yang memenuhi persyaratan tersebut adalah fly ash tipe C dan tipe F.
Berdasarkan penelitiaan yang dilakukan oleh Kosnatha dan Prasetio (2007) kuat
tekan beton geopolimer yang menggunakan fly ash tipe C ternyata lebih tinggi
daripada fly ash tipe F,baik yang menggunakan curing dengan oven maupun suhu
ruangan.
Keuntungan menggunakan fly ash pada antara lain :
Beton akan lebih kedap air karena kapur bebas yang dilepas pada hidrasi akan
terikat oleh silikat dan alumina aktif yang terkandung dalam fly ash dan
menambah pembentukan silika gel yang berubah menjadi kalsium silikat hidrat
(CSH) yang akan menutupi pori pori yang terbentuk sebagai akibat
dibebaskannya Ca(OH)2.
Mempermudah pengerjaan beton karena beton lebih plastis.
Mengurangi jumlah air yang digunakan (fas), sehingga kekuatan beton menigkat.
Menurunkan panas hidrasi yang terjadi, sehingga dapat mencegah terjadinya
retak.
Relatif dapat mengurangi biaya karena mengurangi pemakaian semen.
Kelemahan pemakaiaan fly ash pada beton antara lain :
Pemakaian fly ash kurang baik untuk pengerjaan beton yang memerlukan waktu
pengerasan dan kekuatan awal yang tinggi, karena proses pengerasan dan
penambahan kekuatan beton agak lambat akibat dari lambatnya pozzolan dari fly
ash.
Pengendalian mutu harus sering dilakukan karena mutu fly ash sangat tergantung
pada proses pembakaran (suhu) serta jenis batu baranya.
Penggunaan fly ash dalam adukan beton segar dapat mengurangi terjadinya bleeding
(berair) dan segregation (pemisahan). Selain itu kehalusan dan bentuk partikel fly ash
yang bulat dapat meningkatkan workability. Pada beton keras,penggunaan fly ash
-
12
dapat meningkatkan kuat tekan beton setelah berumur 52 hari, meningkatkan
durabilitas (keawetan) beton, meningkatkan kepadatan (density) beton dan
mengurangi terjadinya penyusutan.
2. Air
Air merupakan bahan dasar penyusun mortar yang paling penting dan paling murah.
Air berfungsi sebagai bahan pengikat dan bahan pelumas diantara butir butir
agreat agar mempermudah proses pencampuran dan pengerjaan adukan
(workability). Porsi air yang sedikit akan memberikan kekuatan pada beton, tetapi
kelemasan atau daya kerjanya akan berkurang. Secara umum air yang dapat
digunakan dalam campuran adalah air yang apabila dipakai akan menghasilkan
campuran dengan kekuatan lebih dari 90% dari campuran memakai air suling.
Pemakaian air untuk beton sebaiknya memenuhi syarat baku air bersih sebagai
berikut :
Tidak mengandung lumpur lebih dari 2 gram/liter
Tidak mengandung garam garam yang dapat merusak beton lebih dari 15
gram/liter
Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter
Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1gram/liter
3. Alkali Aktivator
Aktivator merupakan zat atau unsur yang menyebabkan zat atau unsur lain bereaksi.
Dalam pembuatan beton geopolimer, aktivator yang sering digunakan adalah unsur
akali yang terhidrasi yaitu sodium hidroksida (NaOH) dan sodium silikat
(Na2SiO3 ). Sodium hidroksida berfungsi untuk mereaksikan unsur unsur Al dan
Si yang terkandung dalam fly ash sehingga dapat menghasilkan ikatan polimer yang
kuat, sedangkan sodium silikat memiliki fungsi untuk mempercepat proses
polimerisasi.reaksi terjadi secara lebih cepat pada alkali yang banyak mengandung
larutan sodium silikat didandingkan dengan larutan alkali yang banyak mengandung
larutan sodium hidroksida.
Karakteristik fly ash geopolimer dipengaruhi oleh parameter parameter seperti
komposisi campuran, waktu curing, agregat yang digunakan dan lain lain.
Didalam komposisi campuran, diantaranya terdapat modolus alkali dan kadar
aktivator. Modolus alkali merupkan perbandingan antara Na2O dan
SiO2 . Modolus alkali diperoleh dari perhitungan perbandingan massa Na2SiO3 dan
NaOH malalui persamaan reaksi kimia. Sedangkan kadar aktivator merupakan
-
13
jumlah larutan alkali aktivator (NaOH + Na2SiO3 + air), berapa persen terhadap fly
ash.
a. Sodium Hidroksida
Sodium hidroksida (NaOH) berfungsi untuk mereaksikan unsur unsur Al dan
Si yang terkandung dalam fly ash sehingga dapat menghasilkanikan ikatan
polimer yang kuat. Sodium hidroksida yang tersedia umumnya berupa serpihan
dengan kadar 98 %. Sebagai aktivator, Sodium hidroksida harus dilarutkan
terlebih dahulu dengan air sesuai dengan molaritas yang diinginkan. Larutan ini
harus dibuat dan didiamkan setidaknya satu malam sebelum pemakaiaan.
Campuran antara fly ash dengan sodium hidroksida jika diamati dalam ukuran
mikroskopis terlihat bahwa campuran antara fly ash dengan sodium hidroksida
membentuk ikatan yang kurang kuat tetapi menghasilkan ikatan yang lebih
padat dan tidak retakan retakan antar mikrostrukturnya.
b. Sidium Silikat
Sodium silikat merupakan salah satu bahan tertua dan paling aman yang sering
digunakan dalam industri kimia. Karena proses produksinya lebih sederhana
maka sejak 1818, sodium silikat berkembang dengan cepat. Sodium silikat dapat
dibuat dengan dua proses, yaitu proses kering dan proses basah. Pada proses
kering, pasir dicampur dengan sodium karbonat atau dengan pottasium
carbonate pada temperatur 1100 1200. Hasil reaksi tersebut menghasilkan
kaca yang dilarutkan dalam air dengan tekanan tinggimenjadi cairan yang agak
kering dan kental. Sedangkan pada proses basah, pasir dicampur dengan sodium
hidroksida melalui proses filtrasi dan akan menghasilkan sodium silikat yang
murni. Sodium silikat terdapat dalam dua bentuk, yaitu padatan dan larutan
dimana untuk campuran beton lebih banyak digunakan bentuk larutan. Sodium
silikat atau yang lebih dikenal dengan water glass, pada mulanya digunakan
sebagai campuran dalam pembuatan sabun. Tetapi dalam perkembangannya,
sodium silikat dapat digunakan untuk berbagai macam keperluan, antara lain
untuk bahan campuran semen, pengikat keramik, coating, campuran cat serta
dalam keperluaan industri, seperti kertas, tekstil dan serat. Beberapa penelitian
telah membuktikan bahwa sodium silikat dapat digunakan untuk bahan
campuran dalam beton.
-
14
Campuran antara fly ash dengan sodium silikat jika diamati dalam ukuran
mikroskopis, terlihat bahwa campuran antara fly ash dan sodium silikat yang
membentuk ikatan yang sangat kuat namun terjadi banyak retakan retakan
antar mikrostukturnya.
4. Agregat
Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam
campuran beton atau mortar. Agregat dikelompokan menjadi
a. Berdasarkan Sumbernya
Agregat Alam
Agregat alam diambil dari endapan alam tanpa merubah keadaan aslinya
selama produksi, kecuali pemecahan, penyaringan, penentuan ukuran
butiran atau pencucian. Dalam kelompok ini batu pecah, kerikil dan pasir
merupakan agregat alam yang biasa digunakan, walaupun batu apung,
kerang, biji besi dan batu gamping dapat pula dimasukkan ke dalam
kelompok ini.
Agregat Buatan
Agregat buatan adalah agregat yang dihasilkan sebagai produk tambahan
dari pembuatan produk lain. Agregat ringan dianggap sebagai agregat
buatan, umpamanya terak lempung, batu tulis, kerang atau terak dapur
tinggi. Terak dapur tinggi yang didinginkan dalam udara menghasilkan
beton yang sama kekuatannya dengan beton yang menggunakan agregat
biasa, akan tetapi dengan daya tahan terhadap api yang lebih baik.
b. Berdasarkan Berat Isinya
agregat Berat, yaitu agregat dengan berat jenis lebih dari 2.9. Karena sangat berat dapat digunakan untuk konstruksi yang harus memiliki berat sendiri
yang tinggi, seperti pada dinding penahan tanah, tanggul penahan longsor,
atau dapat pula digunakan untuk jenis beton yang harus menahan radiasi,
sehingga dapat memberi perlindungan terhadap sinar x, sinar dan neutron.
Efektifita beton berat dengan bobot isi antara 3000 5000 kg/m, tergantung pada jenis agregat yang dipakai bisa dari batuan hematit, batuan barit, serta
pada derajat kepadatannya. Untuk beton berat sering dihadapi kesukaran
dalam pengadukan, karena perbedaan yang jauh antara berat jenis agregat dan
pasta semen, sehingga beton mengalami. Segregasi atau pemisahan butiran,
-
15
agregat cenderung turun ke bawah, sedangkan pasta semennya mengapung ke
atas.
Agregat Normal, yaitu agregat dengan berat jenis antara 2.4 sampai dengan 2.9.
yang menghasilkan beton dengan bobot isi antara 2200 2700 kg/m.Agregat
ini merupakan agregat yang paling banyak digunakan untuk campuran beton
normal, atau pemakaian beton dengan tujuan yang biasa, tidak khusus. Sumber
batuannya sangat banyak, diantaranya batuan andesit, granit, basalt, dan lain-
lain
Agregat Ringan, Jenis agregat ini banyak dipakai untuk pembuatan beton
ringan. Memiliki berat jenis kurang dari 2.0 dan menghasilkan beton dengan
bobot isi kurang dari 1800 kg/m3. Dengan bobot beton yang ringan dapat
menghemat banyak tulangan, karena berat sendiri pada beton tersebut relatif
kecil, sehingga momen yang bekerjanya juga relatif kecil. Beton ringan juga
memiliki karakteristik kedap suara dan panas, tetapi penyerapan airnya lebih
tinggi berkisar antara 20 sampai dengan 25 %, kekuatan tekan pada betonnya
juga relatif rendah, tergantung dari jenis agregat ringannya. Dengan
menggunakan lempung bekah kuat tekannya bisa mencapai 200 kg/cm2.
Agregat ringan digunakan dalam bermacam macam produk beton, baik
sebagai beton partisi maupun beton bertulang atau bahkan beton pra-tekan.
c. Berdasarkan Besar Butiran
Agregat Halus Agregat ini biasanya disebut pasir dan mempunyai ukuran butir
antara 4,75 sampai 0,075 mm. Partikel dengan ukuran lebih kecil dari 0,075 mm
disebut Lumpur.
Agregat Kasar Agregat ini mempunyai ukuran lebih besar dari 4,75 mm dan
ukuran maksimumnya sangat bervariasi tergantung dari kebutuhan betonnya.
Pada umumnya ukuran maksimum agregat kasar adalah 10 mm, 20 mm, 30
mm, 40 mm, 80 mm, dan 100 mm.
5. Bahan tambah (Superlasticise Sika Viscocrete- 10)
Alkalin aktivator yang digunakan adalah Sodium silikat dan sodium hidroksida.
Sodium silikat berfungsi untuk mempercepat reaksi polimerisasi, sedangkan sodium
hidroksida berfungsi untuk mereaksikan unsur-unsur Al dan Si yang terkandung
dalam fly ash sehingga dapat menghasilkan ikatan polymer yang kuat. Bahan
Tambah (Superlasticize Sika Viscocrete-10) Bahan tambah (Admixture)
didefinisikan sebagai material selain air, agregat, semen dan fiber yang digunakan
-
16
dalam campuran beton atau mortar, yang ditambahkan dalam adukan segera sebelum
atau selama pengadukan dilakukan.
Superplasticizer adalah bahan tambah yang digunakan sebagai salah satu cara
meningkatkan kemudahan pelaksanaan pekerjaan pengecoran (workability) beton
dengan menggunakan air sesedikit mungkin. Penggunaan superplasticizer mulai
dikembangkan di Jepang dan Jerman pada tahun 1960-an dan menyusul kemudian di
Amerika Serikat pada 1970-an.
Dalam penelitian ini Superplasticizer yang digunakan adalah Sika Viscocrete-10
yaitu bahan tambah berupa cairan yang ditambahkan pada campuran beton dalam
jumlah tertentu untuk mengubah beberapa sifat beton.
Bahan tambah Sika Viscocrete-10 termasuk Tipe F Water Reducing, High
Range Admixtures yaitu bahan tambah yang berfungsi untuk mengurangi jumlah
air pencampur yang diperlukan untuk meng-hasilkan beton dengan konsistensi
tertentu dan meningkatkan nilai slump sehingga mudah untuk dikerjakan
(workability). Jenis bahan tambah ini adalah berupa Superplasticizer, dosis yang
disarankan adalah 0,4% - 1,5% dari berat semen.
Dosis yang berlebihan akan menyebabkan menurunnya kuat tekan beton.
E. Pembuatan Beton Geopolimer
Pembuatan dilakukan satu hari sebelum pengadukan dengan cara menimbang kebutuhan
Sodium hidroksida sesuai dengan mix design. Setelah itu mencampurkan Sodium
hidroksida dengan Sodium silikat (waterglass) sampai merata. Setelah teraduk dengan rata
masukan larutan alkaline activator dan didiamkan selama 24 jam.
Setelah larutan alkaline activator didiamkan selama 24 jam dilakukan pembuatan sampel
beton dengan cara menimbang fly ash, pasir, dan kerikil terlebih dahulu sesuai dengan mix
design yang dibuat. Setelah itu masukan fly ash ke dalam molen, setelah itu masukan
larutan alkaline activator ke dalam molen bersamaan dengan berputarnya molen, ketika fly
ash dan larutan bercampur hingga berbentuk pasta masukan pasir ke dalam molen.
Kemudian masukan kerikil ke dalam molen sambil terus diaduk sampai semua material
tercampur rata. Kemudian tuang campuran beton ke dalam bak dan masukan ke dalam
cetakan yang sebelumnya telah dibasahi dengan air. Simpan pada suhu ruangan. Buka
cetakan setelah 24 jam pengadukan.
-
17
F. Sifat Sifat Geopolimer
Geopolimer memiliki kekuatan awal yang tinggi penyusutan (shrinkage) yang rendah
freezethaw resistance, ketahanan terhadap sulfat, ketahanan terhadap korosi, ketahanan
terhadap asam, ketahanan terhadap api,dan reaksi agregat alkali yang tidak berbahaya.
Semen geopolimer dapat mengeras dengan cepat pada temperatur ruang dan memiliki
kekuatan tekan sekitar 20 Mpa hanya setelah 4 jam pada temperatur 20 dan sekitar 70
100 Mpa setelah 28 hari. Sebagian besar kekuatan 28 harinya diperoleh selama 2 hari
pertama selama curing.
Semen geopolimer lebih unggul daripada semen portland dalam hal ketahanan panas dan
api dimana semen portland mengalami penurunan kekuatan tekan yang cepatpada 300,
sedangkan semen geopolimer tetap stabil sampai dengan 600. Penyusutan pada
geopolimer jauh lebih rendah dibandingkan semen portland.
Keberadaan alkali dalam semen atau beton portland dapat menimbulkan Alkali
Aggregate Reaction (AAR) yang berbahaya. Namun hal ini tidak terjadi pada geopolimer,
bahkan pada geopilimer yang memiliki kandungan alkali yng lebih tinggi. Berdasarkan uji
bar expansion, semen geopolimer dengan kandungan alkali yang jauh lebih tinggi
dibandingkan semen portland tidak menimbulkan AAR yang berbahaya.
Geoplimer juga tahan asam karena tidak seperti semen portland. Beton geopolimer
relatif stabil dengan kehilangan berat sekitar 5 8 %. Sementara itu beton dari portland
kehilangan 30 60 %.
Bakharev membagi betongei polimer menjadi :
Tipe I
Campuran dikeraskan selama dua jam pada temperatur ruang dankemudian
dinaikan 75 sebelummengalami pengerasan pada temperatur 75 selama
sebulan.
Tipe II
Campuran dikeraskan selama 24jam pada temperatur ruang kemudian dinaikan ke
75 sebelum akhirnya mengalami pengerasan pada temperatur 75 dan 95
selama24 jam.
Tipe III
Samadengan tipe II,tapi pengerasan dilakukan selama 6 jam
-
18
G. Kelebihan dan Kekurangan Beton Geopolimer
a. Kelebihan-kelebihan beton geopolimer :
Tahan terhadap api,
Tahan terhadap lingkungan korosif,
Tahan terhadap reaksi alkali silica.
Tidak menggunakan semen sebagai bahan perekatnya, maka dapat mengurangi
polusi udara.
Mempunyai rangkak susut yang kecil.
b. Kekurangan-kekurangan beton geopolymer :
Pembuatan beton geopolymer lebih rumit dibandingkan beton semen, karena
membutuhkan alkaline activator,
belum ada rancang campuran yang pasti.
H. Aplikasi Beton Geopolimer
Geopolimer dapat diaplikasikan pada berbagai lapangan industri automobil, aerospace,
metalurgi dan pengecoran bukan besi dan lain lain. Tipe dari aplikasi material material
geopolimer ditentukan oleh struktur kimia dalamhal ini adalah rasio atom Si dan Al dalam
polisylate. Rasio Si dan Al yang rendah menginisiasi jaringan 3D yang sangat kaku.
Sementara rasio Si dan Al yang lebih besar dari menghasilkan karakter polimer dari
geopolimer material tersebut. Kebanyakan aplikasi geopolimer pada bidang teknik sipil
cocok pada rasio Si dan Al yang rendah seperti batu bata, keramik, proteksi terhadap api,
beton yang rendah CO2.
-
19
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
1. Beton geopolimer adalah sebuah senyawa silikat alumino anorganik yang disintesiskan dari
bahan bahan produk sampingan seperti abu terbang (fly ash) abu sekam padi (risk husk ash)
dan lain lain, yang banyak mengandung silicon dan aluminium
2. Adalah Professor Joseph Davidovits dari Perancis yang pertama kali mengemukakan ide
bahwa sesungguhnya piramid tidaklah dibangun menggunakan batu-batu yang dipahat-
seperti halnya Candi Borobudur yang kemudian disusun menjadi bangunan yang
mengundang kekaguman sepanjang masa dan menjadikannya salah satu dari tujuh keajaiban
dunia. Davidovits menyatakan teorinya bahwa batuan-batuan penyusun piramid tersebut
dicor di tempat, seperti halnya pembuatan beton yang kita kenal sekarang ini. Ada beberapa
hal yang mendasari teorinya tersebut. Sebuah berita singkat di majalah Australian Concrete
Construction edisi bulan Agustus 2002 mengutip laporan tentang Edward Zeller, direktur
laboratorium fisika radiasi University of Kansas, yang mempublikasikan hasil penelitiannya
tentang bongkahan batu yang diambil dari sebuah piramid di Mesir. Edward Zeller
menemukan banyak rongga-rongga udara berbentuk oval di dalam batuan tersebut seperti
yang banyak dijumpai di dalam beton, dan setelah menganalisa komposisi batuan tersebut
tibalah dia pada kesimpulan bahwa batuan tersebut adalah beton.
3. Bahan bahan dalam pembuatan beton geopolimer seperti solid material, dimana solid
material adalah salah satu komponen sistem anorganik geopolymer. Solid material untuk
geopolymer dapat berupa mineral alami seperti kaolin, tanah liat, mika, andalusit,spinel dan
lain sebagainya, air , agregat, bahan tambah dan alkali aktivator.
4. Pembuatan dilakukan satu hari sebelum pengadukan dengan cara menimbang kebutuhan
Sodium hidroksida sesuai dengan mix design. Setelah itu mencampurkan Sodium hidroksida
dengan Sodium silikat (waterglass) sampai merata. Setelah teraduk dengan rata masukan
larutan alkaline activator dan didiamkan selama 24 jam.Setelah larutan alkaline activator
didiamkan selama 24 jam dilakukan pembuatan sampel beton dengan cara menimbang fly
ash, pasir, dan kerikil terlebih dahulu sesuai dengan mix design yang dibuat. Setelah itu
masukan fly ash ke dalam molen, setelah itu masukan larutan alkaline activator ke dalam
molen bersamaan dengan berputarnya molen, ketika fly ash dan larutan bercampur hingga
-
20
berbentuk pasta masukan pasir ke dalam molen. Kemudian masukan kerikil ke dalam molen
sambil terus diaduk sampai semua material tercampur rata. Kemudian tuang campuran beton
ke dalam bak dan masukan ke dalam cetakan yang sebelumnya telah dibasahi dengan air.
Simpan pada suhu ruangan. Buka cetakan setelah 24 jam pengadukan.
5. Kelebihan-kelebihan beton geopolimer : tahan terhadap api, tahan terhadap lingkungan
korosif, tahan terhadap reaksi alkali silica, tidak menggunakan semen sebagai bahan
perekatnya, maka dapat mengurangi polusi udara, mempunyai rangkak susut yang kecil.
Sedangkan kekurangan-kekurangan beton geopolymer : pembuatan beton geopolymer lebih
rumit dibandingkan beton semen, karena membutuhkan alkaline activator, belum ada rancang
campuran yang pasti.
6. Geopolimer dapat diaplikasikan pada berbagai lapangan industri automobil, aerospace,
metalurgi dan pengecoran bukan besi dan lain lain. Aplikasi beton geopolimer pada bidang
teknik sipil seperti batu bata, keramik, proteksi terhadap api, beton yang rendah CO2 dan
sebagainya.
-
21
Daftar pustaka
file:///C:/Users/User/Documents/Beton%20geopolimer%20-%20Kaskus%20-
%20The%20Largest%20Indonesian%20Community.htm
http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CCUQFjAB
&url=http%3A%2F%2Fdownload.portalgaruda.org%2Farticle.php%3Farticle%3D262343%
26val%3D1013%26title%3DKUAT%2520TEKAN%2520BETON%2520GEOPOLYMER%
2520BERBAHAN%2520DASAR%2520%2520ABU%2520TERBANG%2520%2528FLY%
2520ASH%2529&ei=UC8tVZ6oBJCXuAT0poGYBg&usg=AFQjCNG9g8g8vtB08uoOufA
Sg8TfKaycqg&sig2=gzSUccxykjVVWgsIyJBe5A&bvm=bv.90790515,d.c2E&cad=rja
http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=6&cad=rja&uact=8&
ved=0CEIQFjAF&url=http%3A%2F%2Frepository.petra.ac.id%2F15298%2F1%2FGeopoli
mer_Beton_Tanpa_Semen_yang_Ramah_Lingkungan_Kompas_2002.pdf&ei=UC8tVZ6oBJ
CXuAT0poGYBg&usg=AFQjCNFCK6VQIwSXu0mNm2ufIfjzgZpTcA&sig2=f6dgcu-
Y_mrCV0P4B09kFg&bvm=bv.90790515,d.c2E
http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=8&cad=rja&uact=8&
ved=0CFQQFjAH&url=http%3A%2F%2Flib.ui.ac.id%2Ffile%3Ffile%3Ddigital%2F124972
-R040849-Sintesis%2520geopolimer-
Literatur.pdf&ei=UC8tVZ6oBJCXuAT0poGYBg&usg=AFQjCNEhSHEM7KNeBBAjydtM
kLnLV57bHw&sig2=h_RhVMmK94bE32jl-hP72g&bvm=bv.90790515,d.c2E
http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=6&cad=rja&uact=8&
ved=0CEcQFjAF&url=http%3A%2F%2Fsipil.ft.uns.ac.id%2Fkonteks7%2Fprosiding%2F15
5M.pdf&ei=BzMtVYCjAsqNuATAkoGYDw&usg=AFQjCNEEUN1WNbyzuBIsgP6A8DIk
JD2vvA&sig2=S1dzNdTsMwJtqdfCf1Yaqg&bvm=bv.90790515,d.c2E