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