pengaruh serbuk kaca dan silica fume terhadap...

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 4, No. 1, (2015) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) 1

Abstrak—Serbuk kaca merupakan material amorf dengankandungan silica lebih dari 72% dan berpotensi menjadimaterial pozzolan. Selain itu, diketahui bahwa silica fumedengan kadar 10 – 26% dari berat binder dapat meningkatkankuat tekan beton. Faktor air binder yang semakin rendahdibutukan untuk meningkatkan kuat tekan beton. Sebagaitambahan serat PVA (Polyvinyl Alcohol) dapat meningkatkankuat tekan dan kapasitas regangan beton. Material - materialtersebut berpotensi sebagai bahan dasar High StrengthConcrete.

Pengujian material dilakukan untuk analisa XRD, XRF,SEM, dan reaktivitas. Sebanyak 17 variasi pasta dasar dibuatdengan substitusi semen oleh serbuk kaca sebesar 10% - 25%dari berat semen. Serbuk kaca tersebut sebagian digantiberatnya dengan silica fume sebanyak 20% - 60%. Diambil 5komposisi dengan kuat kuat tekan tertinggi di umur 28 hari dan1 variabel kontrol (100% semen) untuk dibuat beton berseratdengan menambahkan serat PVA.

Komposisi pasta dasar dengan kuat tekan tertinggi pada umur28 hari sebesar 93.26 MPa (PA10-40) dan beton berserat sebesar99.85 MPa (FP15-60). Serbuk kaca memiliki reaktivitas yanglebih tinggi dibandingkan dengan silica fume. Sehingga kadarserbuk kaca yang dianjurkan untuk menaikkan kuat tekansebesar 10 – 15% dari berat semen dan kadar silica fume sebesar40 – 60% dari berat serbuk kaca. Ada ukuran partikel silicafume yang memberikan pengaruh pada kenaikkan kuat tekanpasta dasar dan berserat. Diketahui pula ada kecenderungankuat tekan pasta dasar dan beton berserat masih meningkatsetelah umur 28 hari. Dari segi workability, penggunaan serbukkaca menurunkan penggunaan superplasticizer, sedangkansilica fume menaikkan jumlah superplasticizer. Secara umumdengan adanya penambahan silica fume untuk mengurangiberat serbuk kaca jarak antara setting time awal dan akhir pastadasar mengecil.

Dengan adanya penambahan serat PVA, kuat tarik belahpasta meningkat 92.86 – 195.48% dari kuat tarik belah pastatanpa menggunakan serat. Penambahan serat PVA jugamengurangi workability dibuktikan dengan setting time awaldan akhir yang bertambah cepat akibat adanya penambahanserat.

Kata kunci—beton berserat, beton mutu tinggi, serbuk kaca,serat PVA (Polyvinyl Alcohol), silica fume.

I. PENDAHULUAN

EMEN portland sebagai bahan dasar beton, pada saatproduksi melepaskan sejumlah besar CO2, salah satu gas

rumah kaca. Satu ton produksi klinker semen portlandmenghasilkan sekitar satu ton CO2 dan gas rumah kaca lain[1].Oleh karena itu, perlu adanya pengurangan semendengan material pozzolan lain untuk mengurangi polusi

lingkungan akibat produksi semen. Beberapa limbah industriseperti fly ash, silica fume, blast furnace slag (BFS), danlain-lain sudah digunakan untuk mengurangi semen padabeton. Menurut penelitian terbaru, serbuk kaca (glasspowder) dapat digunakan sebagai pengurang pozzolanmaupun agregat. Serbuk kaca bila dihaluskan menjadiserbuk yang sangat halus dapat menjadi material pozzolankarena kandungan silica (SiO2). Sehingga serbuk kaca dapatdigunakan mengurangi semen dan meningkatkan kuat tekanjuga durabilitas beton [2].

Kaca merupakan material amorf dengan kandungan silicayang tinggi, sehingga berpotensial menjadi materialpozzolan ketika memiliki ukuran partikel kurang dari 75µm[3]. Serbuk kaca dengan kandungan SiO2 lebih dari 72% dankehalusan 600 µm dapat bereaksi dengan akali pada semen(pozzolanic reaction) untuk meningkatkan kekuatan dandurabilitas beton [4].

Sedangkan, silica fume merupakan hasil samping daripengurangan kuarsa pada tanur listrik dalam pembuatansilicon atau campuran ferrosilicon [5]. Silica fume sebagaimaterial pengurang semen untuk menaikkan kuat tekanbeton dengan kadar 10 – 15% [6], 25% [7], 26% [8]terhadap binder.

Penambahan serat PVA dengan volume fraksi kurang dari2%, ECC (Engineered Cementitious Composites) memilikikapasitas regangan 3 – 5% dibandingkan dengan betonnormal yang hanya 0.01% [9]. Sedangkan menurut Patel, etal. (2012) [10], dengan penambahan serat PVA sebesar1.5% dapat meningkatkan kuat tarik belah beton sebesar23% pada umur 28 hari.

Penggunaan serbuk kaca sebagai material pozzolan belumterlalu populer di Indonesia. Karakteristik serbuk kaca dansilica fume terhadap pasta beton mutu tinggi perlu diketahuiterlebih dahulu agar dapat merancang komposisi beton mututingginya. Diharapkan dengan penggunaan serbuk kaca dansilica fume sebagai substitusi semen selain dapatmeningkatkan kuat tekan, juga dapat meningkatkanworkability beton. Selain kuat tekan, dengan penambahanserat PVA diharapkan dapat meningkatakan flexibilitasbeton.

PENGARUH SERBUK KACA DAN SILICA FUMETERHADAP HIGH STRENGTH PASTE DAN

BETON BERSERATHenry Limantono, Triwulan, Januarti Jaya Ekaputri

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesiae-mail: [email protected], [email protected]

S


II. URAIAN PENELITIAN

A. Material

1. SemenSemen yang digunakan sebagai bahan dasar adalah OrdinaryPortland Cement (OPC) dengan berat jenis 3.137 gr/cm3

dengan setting time awal 90 menit dan setting time akhir 150menit.2. Serbuk KacaSerbuk kaca yang digunakan memiliki berat jenis 2.381gr/cm3 dengan ukuran partikel awal mencapai 600 µm.Serbuk kaca dihaluskan hingga ukuran lolos ayakan 75 µm98.3% terhadap volume. Serbuk kaca halus memiliki ukuranlolos ayakan 25 µm 66.97% terhadap volume. Dari hasilXRD, serbuk kaca merupakan material SiO2 amorf. HasilXRF serbuk kaca seperti Tabel 1.

Tabel 1. Komposisi Senyawa oksida Serbuk Kaca dalam %

SiO2 Al2O3 CaO MgO Na2O Fe2O3 SO3 LOI

71.73 1.73 7.87 4.59 12.45 0.54 0.20 0.89

3. Silica FumeSilica fume yang dipakai memiliki berat jenis 2.105 gr/cm3

dengan ukuran partikel lolos ayakan 450 µm sebanyak100%. Silica fume memiliki ukuran lolos ayakan 75 µm79.68% dan 25 µm 49.63% terhadap volume. Silica fumejuga merupakan material SiO2 amorf.4. Superplasticizer (High Range Water Reducers)Superplasticizer yang digunakan berbahan dasarpolycarboxylate ether (PCE) bisa meningkatkan kuat tekanyang sangat cepat di umur awal.5. AirAir yang digunakan adalah air PDAM Laboratorium Betondan Bahan Bangunan, Teknik Sipil, FTSP, ITS.6. Serat PVA (Polyvinyl Alcohol)Serat PVA memiliki diameter ± 42 µm, panjang 8 mm, beratjenis 1.3 gr/cm3, tegangan tarik 1600 MPa, tengangan lentur40 GPa, dan penyerapan air <1%.

B. Prosedur Eksperimen

Dalam penelitian ini terdapat 3 tahap pokok penelitian,antara lain sebagai berikut:1. Analisa Material Uji Berat Jenis (ASTM C 188-95) [11] Analisa XRF (X-Ray Fluorescence) Analisa XRD (X-Ray Diffraction) Analisa SEM (Scanning Electron Microscope) Uji Reaktivitas (ASTM C 593-95) [12]

Pengujian untuk serbuk kaca 3 spesimen dan silica fume 4spesimen.

2. Pembuatan Pasta Dasar Cetakan silinder diameter 2 cm, tinggi 4 cm Variasi serbuk kaca 10%, 15%, 20%, dan 25% dari berat

binder Variasi silica fume 20%, 40%, dan 60% dari berat serbuk

kaca Faktor air binder (w/b) ditetapkan 0.25 Curing lembab sampai dengan sehari sebelum pengujian Tes berat volume, kuat tekan, setting time, SEM, XRD,

porositas, split3. Pembuatan Beton Berserat Cetakan silinder diameter 2 cm, tinggi 4 cm

Variasi diambil dari 5 pasta dasar dengan kuat tekantertinggi pada umur 28 hari dan 1 variasi 100% OPC.

Serat PVA yang ditambahkan 2% dari volume benda uji. Faktor air binder (w/b) ditetapkan 0.25 Curing lembab sampai dengan sehari sebelum pengujian Tes berat volume, kuat tekan, setting time, porositas, split

C. Komposisi Campuran

1. Pasta DasarKomposisi pasta dasar terdiri dari 17 variasi, terdiri dari 4grup dan 1 komposisi variabel kontrol (100% semen). Empatgrup tersebut terdiri dari pengurangan berat semen denganserbuk kaca sebesar 10%, 15%, 20%, dan 25%. Dari tiapgrup terserbut berat serbuk kaca dikurangi dengan silicafume sebesar 20%, 40%, dan 60%.Pasta dasar dengan faktor air binder (w/b) sebesar 0.25masih tidak mampu mencapai konsistensi normal. Sehinggaditambahkan superplasticizer sedemikian rupa untukmencapai konsistensi normal (penurunan ± 10 mm).2. Beton BerseratKomposisi beton berserat diambil dari 5 komposisi pastadasar dengan kuat tekan tertinggi pada umur 28 hari.Kemudian ditambahkan serat PVA sebanyak 2% darivolume spesimen. Faktor air binder (w/b) masih samadengan pasta dasar sebesar 0.25 dan kadar superplasticizeryang digunakan sama dengan komposisi pasta dasar.

D. Metode Pengetesan

Berikut adalah analisa yang dilakukan pada pasta dasar danbeton berserat:1. Uji Konsistensi Normal (ASTM C 187-98) [13]

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kadarsuperplasticizer setiap campuran pasta dasar agar dapatmencapai konsistensi normal.

2. Uji Setting Time (ASTM C 191-03) [14]Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui waktupengikatan awal dan pengikatan akhir pasta dasar.

3. Tes XRD (Hanya pada pasta dasar)Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui senyawa-senyawa yang terbentuk dari pasta dasar yang telahdibuat.

4. Tes Kuat Tekan Hancur (ASTM C 39/C 39M-01) [15]Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kapasitas kuattekan pasta dasar. Jumlah spesimen 6 buah tiappengetesan.

5. Tes Kuat Tarik Belah / Split (ASTM C 496/C 496M-04)[16]Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan tarikbelah pasta dasar. Jumlah spesimen 6 buah tiappengetesan.

6. Uji Porositas (AFNOR NF B49104) [17]Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui pori terbukadan pori tertutup yang ada di dalam benda uji.


III. ANALISA DAN PEMBAHASAN

A. Reaktivitas Serbuk Kaca dan Silica Fume

Gambar 1. Perbandingan Reaktivitas Semen OPC, Serbuk Kacadan Silica Fume

Dari Gambar 1 dapat dilihat bahwa reaktivitas semenpaling tinggi, diikuti dengan serbuk kaca kemudian silicafume berdasarkan hasil kuat tekan rata-rata pada ujireaktivitas material-material tersebut. Kuat tekan rata-ratasilica fume hanya 42.4% dari kuat tekan rata-rata serbukkaca. Hal ini juga diperkuat oleh ukuran partikel serbuk kacayang lebih halus dari pada silica fume. Jadi, pengaruh serbukkaca terhadap kuat tekan lebih besar dari pada silica fume.

B. Kuat Tekan Pasta Dasar

Gambar 2. Grafik Kuat Tekan dengan Umur Pasta Dasar

Hasil kuat tekan pasta dasar dapat digolongkan sangatbaik karena SAI (Strength Activity Index) melebihi nilaiminimum sebesar 75% pada umur 28 hari (ASTM C 618-03)[18] .Pasta dasar dengan campuran 100% semen (PA0) yangberfungsi sebagai pengontrol memiliki kuat tekan terendahpada umur 28 hari, yaitu 68.7 MPa. Sedangkan denganpenambahan serbuk kaca dan silica fume dapatmeningkatkan kuat tekan pasta pada umur 28 hari. PadaGambar 2, pasta dengan substitusi 10% binder denganserbuk kaca (60%) dan silica fume (40%) menghasilkan kuattekan yang terbesar pada umur 28 hari sebesar 93.26 MPa,naik 34.74% dari PA0 (100% semen). Dapat dilihat pulabahwa kuat tekan pasta dasar (PAx-y) memilikikecenderungan untuk naik setelah umur 28 hari.

Penelitian mengenai penambahan serbuk kaca pada betonyang dilakukan oleh Vijayakumar, et al. (2013) [3]. Dalampenelitiannya, penggantian semen dengan serbuk kacasebesar 20 – 40% (optimum 40%) dapat menaikkan kuattekan beton sebesar 19.6 – 33.7%. Sedangkan padapenelitian yang dilakukan oleh Wille, et al. (2011) [7]penggantian semen dengan serbuk kaca optimum sebesar25% menghasilkan kuat tekan 206 MPa.

Pada pasta dasar (PAx-y) dengan penambahan 10%, 15%,20%, dan 25% serbuk kaca kuat tekan naik sebesar 14.70%,16.24%, 19.10%, dan 14.29%. Kuat tekan tertinggi dicapaidengan penambahan 20% serbuk kaca dengan kenaikkansebesar 19.10%.

Pasta dasar PA10-y (campuran 10% pengganti semen)mendapatkan kuat tekan tertinggi sebesar 93.26 MPa denganpenggantian 40% silica fume (PA10-40). Sedangkan, PA15-y mendapat kuat tekan tertinggi 91.49 MPa (PA15-40),untuk PA20-y mendapat kuat tekan tertinggi 86.73 MPa(PA20-20), dan untuk PA25-y mendapat kuat tekan tertinggi81.50 MPa (PA25-20). Jadi, kuat tekan tertinggi sebesar93.26 MPa dicapai oleh PA10-40 (10% serbuk kaca denganpenggantian 40% dengan silica fume) dengan kenaikansebesar 34.74%.

Menurut Wille, et al. (2011) [7], komposisi silica fumeyang optimum sebesar 25% dari berat semen. Sedangkanmenurut Kadri, et al. (2009) [6] penambahan silica fume 10– 15% dari binder menghasilkan kenaikkan kuat tekan yangpaling tinggi.

C. Setting Time Pasta Dasar

Setting time awal dan akhir beton meningkat denganadanya substitusi semen dengan serbuk kaca [2].Pengurangan semen dengan serbuk kaca meningkatkan nilaislump beton sehingga workability beton ikut meningkat [19].Menurut Nassar & Soroushian (2012) [20], sebstitusi semendengan serbuk kaca meningkatkan slump karena penyerapanair serbuk kaca sangat rendah. Jadi, subtitusi semen denganserbuk kaca maka kandungan air lebih terserap oleh semen,karena serbuk kaca menyerap air jauh lebih sedikit.Sehingga setting time akan meningkat karena jumlah airyang tersedia untuk semen lebih banyak.

Sedangkan, material silica fume diketahui menyerap airsehingga ketika semen dikurangi dengan silica fume makakandungan air terserap oleh silica fume. Jadi, setting timeakan lebih cepat karena jumlah air yang tersedia lebihsedikit.

Setting time awal tercepat dicapai oleh PA25-60 sebesar55 menit dan terlama sebesar 129 menit oleh PA15-60.Setting time akhir tercepat dicapai oleh PA25-60 sebesar135 menit dan terlama sebesar 195 menit oleh PA20-20.

Setting time awal dan akhir pasta dasar tidak banyakberubah dan cenderung datar dengan adanya penambahanserbuk kaca dan silica fume. Tetapi, secara umum jaraksetting time awal dan akhir mengecil dengan adanyapenambahan silica fume untuk menggantikan sebagian beratserbuk kaca.


GP = 10% GP = 15% GP = 20% GP = 25%

Gambar 3. Grafik Hubungan antara Setting Time Awal dan Akhirdengan Variasi Pasta Dasar

Setting time awal dan akhir pasta dasar tidak banyakberubah dan cenderung datar dengan adanya penambahanserbuk kaca dan silica fume pada Gambar 3. Tetapi, secaraumum jarak setting time awal dan akhir mengecil denganadanya penambahan serbuk kaca untuk menggantikansebagian berat semen. Pada pasta dengan komposisi tertentu,dengan adanya pengurangan serbuk kaca dengan silica fumejarak setting time awal dan akhir juga mengecil, seperti padaPA20-20 dan PA25-20.

D. SEM Pasta Dasar

Analisa SEM untuk pasta dasar dilakukan hanya pada PA10-40 yang mewakili kuat tekan tertinggi pasta dasar. Hasilanalisa SEM pasta dasar PA10-40 dibandingkan denganSEM serbuk kaca dan silica fume.

Gambar 4. Hasil SEM (a) Serbuk Kaca, (b) Silica Fume, dan (c)Pasta Dasar PA10-40 Umur 28 Hari dengan Pembesaran 5 µmKeterangan:X = Ada sisa partikel yang belum bereaksi. Diduga partikel SiO2 dariserbuk kaca atau silica fume.Y = Celah / Gap yang diduga retak akibat autogenous shrinkage.

Dari analisa SEM pasta PA10-40 pada Gambar 4 dapatdilihat bahwa masih ada partikel serbuk kaca dan silica fumeberukuran kecil yang belum bereaksi dengan semen. Dapatdibuktikan oleh hasil XRD masih terdapat sisa SiO2 padapasta dasar PA10-40.

Dari hasil SEM PA10-40 dapat dilihat terjadi rekasihidrasi yang baik antara semen, serbuk kaca, dan silica fumesehingga menghasilkan lapisan pasta yang masif. Dapatdilihat pula bahwa ada celah di antara lapisan pasta yangbisa disebabkan oleh susut pada usia awal (autogenousshrinkage). Autogenous shrinkage didefinisikan sebagaiperubahan volume mikroskopik yang terjadi dengan tidakadanya kelembaban yang dilepaskan ke lingkungan sekitar.Autogenous shrinkage terjadi pada beton yang memiliki kuattekan tinggi (lebih dari 40 MPa) dengan w/c yang rendah.Pada umur awal terjadi penyusutan yang cukup besar karenabeton belum memiliki kekuatan yang cukup pada umur awal[21, 22, 23]. Celah tersebut juga dapat diakibatkan olehretakan akibat pengujian kuat tekan karena benda uji SEMdiambil dari sisa benda uji kuat tekan.

E. Kuat Tarik Belah (Split) Pasta Dasar

Gambar 5. Kuat Tarik Belah Pasta Dasar Umur 28 Hari

Dari Gambar 5, kuat tarik belah tertinggi dicapai olehPA10-40 sebesar 5.05 MPa dengan kenaikan sebesar23.76% dari variabel kontrol PA0. Dengan substitusi serbukkaca dan silica fume terhadap semen maka perbandingankuat tarik belah dan kuat tekan naik sebesar 1%.

Secara umum, dengan adanya penambahan serbuk kacadan silica fume dapat menaikkan kuat tarik belah pastadasar. Dengan pengurangan semen dengan serbuk kacasebanyak 20% dapat meningkatkan kuat tarik belah betonsebesar 12% [2]. Sedangkan menurut Jangid & Saoji (2014)[24], pengurangan semen dengan serbuk kaca dapatmeningkatkan kuat lentur beton sebesar 22%. Namun,Vijayakumar, et al. (2013) [3] mendapatkan denganpengurangan semen dengan serbuk kaca sebanyak 40% barumenaikkan kuat tarik belah sebesar 4.4%.

Pasta dasar memiliki kuat tarik belah 4 – 5% dari kuattekannya. Kuat tarik belah pasta dasar yang hanya 4 – 5%dari kuat tekannya menandakan bahwa pasta dasar yangmemiliki kuat tekan yang tinggi (di atas 70 MPa) memilikisifat yang sangat getas.

F. Porositas Pasta Dasar

Gambar 6. Grafik Hubungan antara Porositas dengan Kuat TekanPasta Dasar Umur 28 Hari

Semakin besar kuat tekan pasta dasar maka porositas pastamakin kecil seperti pada Gambar 6. Pasta dasar dengancampuran serbuk kaca dan silica fume (PA10-20 s.d. PA20-20) memiliki porositas total yang lebih kecil dari pada PA0(100% semen).


G. Kuat Tekan Beton Berserat

Gambar 7. Grafik Kuat Tekan dengan Umur Beton Berserat

Dari Gambar 7 dapat diketahui bahwa kuat tekan tertinggibeton berserat dicapai oleh FP15-60 sebesar 99.85 MPapada umur 28 hari. Kuat tekan FP15-60 naik sebesar 15.64%dari FP0 (kandungan semen 100%). Kuat tekan betonberserat juga masih memiliki kecenderungan untuk naikapabila melihat kenaikkan kuat tekannya. Kuat tekan FP10-20 dan FP20-20 cenderung sedikit berada dibawah variabelkontrol FP0 [25, 26].

Dapat dilihat pada grafik di atas, bahwa kuat tekan betonberserat masih memiliki kecenderungan untuk naik lagisetelah melewati umur 28 hari.

H. Kuat Tarik Belah (Split) Beton Berserat

Gambar 8. Perbandingan fsplit/fc terhadap Variasi Pasta Dasar danBerserat umur 28 Hari

Penambahan serat PVA pada PA0 meningkatkan kuat tarikbelah sebesar 129.67% (FP0) atau menjadi 2.3 kali dari kuattarik belah awal. Beton berserat dengan tambahan serbukkaca dan silica fume secara umum mengalami penambahankuat tarik belah. Kuat tarik belah tertinggi dicapai olehFP15-60 sebesar 11.92 MPa dengan kenaikan sebesar27.22% dari variabel kontrol FP0. Beton berserat memilikikuat tarik belah (split) 11 – 14% dari kuat tekannya. Jadi,pengaruh serat PVA terhadap kuat tarik belah lebih daripada pengurangan terhadap semen dengan serbuk kaca dansilica fume.

Menurut Ranade, et al. (2013) [27], beton daktail mututinggi (High Strength High Ductility Concrete / HSHDC)memiliki kuat tarik belah rata-rata 10% dari kuat tekannya.

I. Setting Time Beton Berserat

Gambar 9. Grafik Setting Time Beton Berserat FP15-60

Setting time awal beton berserat FP15-60 adalah 23 menitdan setting time akhir adalah 150 menit. Pengukuran settingtime ini berbeda dengan setting time pasta dasar, karenasetelah FP15-60 dicetak penurunan yang terjadi sudah tidak40 mm lagi. Jadi, waktu penurunan dihitung tidak denganmenunggu 30 menit terlebih dahulu, melainkan dihitungsetelah FP15-60 dicetak. Berdasarkan kondisi tersebut, dapatdiketahui bahwa dengan penambahan serat PVA dapatmempercepat setting time pasta dasar dan menurunkanworkability. Setting time awal pasta FP15-60 lebih cepat 136menit dan setting time akhir lebih cepat 60 menit dari pastadasar PA15-60.

J. Porositas Beton Berserat

Semakin besar kuat tekan beton berserat maka porositaspasta makin kecil seperti pada Gambar 10. Beton berseratdengan kuat tekan tertinggi pada FP15-60 memiliki porositastotal yang paling kecil, sedangkan FP10-20 dengan kuattekan terendah memiliki porositas total paling besar.

Gambar 10. Grafik Hubungan antara Porositas dengan Kuat TekanBeton Berserat Umur 28 Hari

IV. KESIMPULAN

1. Serbuk kaca dan silica fume terdiri dari mineral SiO2

amorf.2. Substitusi semen dengan serbuk kaca dan silica fumemenghasilkan kuat tekan tertinggi sebesar 93.26 MPa(PA10-40) pada umur 28 hari.

23 124


3. Substitusi berat semen dengan serbuk kaca 10% dan silicafume 40% dari serbuk kaca secara umum dapatmeningkatkan kuat tekan hingga 34.74% (PA10-40) padaumur 28 hari dari 68.70 MPa menjadi 93.26 MPa.4. Secara umum, jarak setting time awal dan akhir mengecildengan penambahan silica fume untuk menggantikan serbukkaca.5. Kuat tekan pasta dasar beberapa campuran masih adakecenderungan untuk naik setelah umur 28 hari.6. Masih terdapat sisa SiO2 yang belum bereaksi pada pastadasar PA10-40 berdasarkan hasil analisa XRD dan SEMPA10-40.8. Kuat tekan tertinggi beton berserat sebesar 99.85 MPapada PA15-60, naik 15.65% dari variabel kontrol (OPCberserat, FP0)9. Kuat tarik belah (split) umur 28 hari bertambah sebesar92.86 – 195.48%. Untuk kuat tarik belah pasta PA0 naikdari 4.08 MPa naik menjadi 9.37 MPa (FP0).10. Kuat tarik belah umur 28 hari beton berserat berkisarantara 11 – 14% dari kuat tekannya.11. Pengurangan semen dengan serbuk kaca dan silicafume dapat menaikkan kuat tarik belah hingga 27.22%.12. Dengan penambahan PVA setting time awal lebih cepat101 menit dan akhir pasta menjadi lebih cepat 30 menit,serta workability berkurang.13. Dari pengujian reaktivitas diketahui serbuk kacamemiliki reaktivitas yang lebih tinggi dari silica fume.14. Kuat tekan pasta yang semakin tinggi, maka porositastotal semakin kecil.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis H.L. (inisial nama mahasiswa) mengucapkanterima kasih kepada PT. Asahimas Flat Glass Tbk. atasbantuan material serbuk kaca, PT. Varia Usaha Beton atasbantuan semen OPC, dan PT. Semen Indonesia Tbk. atasbantuan alat penghalus material.

DAFTAR PUSTAKA

[1] B. S. Shekhawat and D. V. Aggarwal, "Utilisation of Waste GlassPowder in Concrete - A Literature Review," International Journal ofInnovative Research in Science, Engineering and Technology, vol.Vol. 3, no. Issue 7, pp. 14822-14826, 2014.

[2] S. Chikhalikar and S. Tande, "An Experimental Investigation onCharacteristic Properties of Fibre Reinforced Concrete ContainingWaste Glass Powder as Pozzolan," in 37th Conference on OURWORLD IN CONCRETE & STRUCTURES, Singapore, 2012.

[3] D. G. Vijayakumar, M. H. Vishaliny and D. D. Govindarajulu,"Studies on Glass Powder as Partial Replacement of Cement inConcrete Production," International Journal of EmergingTechnology and Advanced Engineering, vol. 3, no. 2, pp. 153-157,2013.

[4] M. N. Bajad, C. D. Modhera and A. K. Desai, "Effect of Glass onStrength of Concrete Subjected to Sulphate Attack," InternationalJournal of Civil Engineering Research and Development (IJCERD),vol. 1, pp. 1-13, 2011.

[5] S. H. Kosmatka and M. L. Wilson, Design and Control of ConcreteMixtures, 15th edition, 15th ed., Portland Cement Assn, 2011.

[6] E.-H. Kadri, R. Duval, S. Anggoun and S. Kenai, "Silica Fume Effecton Hydration Heat and Compressive Strength on High-PerformanceConcrete," ACI Materials Journal, Vols. March-April 2009, no. 106-M13, pp. 107-113, 2009.

[7] K. Wille, A. E. Naaman and G. J. Parra-Montesinos, "Ultra-High

Performance Concrete with Compressive Strength Exceeding 150MPa (22 ksi): A Simpler Way," ACI Material Journal, Vols.January-February 2011, no. 108-M06, pp. 46-54, 2011.

[8] S. Kazemi and A. S. Lubell, "Influence of Specimen Size and FiberContent on Mechanical Properties of Ultra-High-Performance Fiber-Reinforced Concrete," ACI Materials Journal, Vols. November-December 2012, no. 109-M66, pp. 675-684, 2012.

[9] D. A. W. Dhawale and M. V. P. Joshi, "Engineered CementitiousComposites for Structural Applications," International Journal ofApplication for Innovation in Engineering & Management(IJAIEM), vol. 2, no. 4, pp. 198-205, 2013.

[10] P. A. Patel, D. A. K. Desai and D. J. A. Desai, "EVALUATION OFENGINEERING PROPERTIES FOR POLYPROPYLENE FIBREREINFORCED CONCRETE," International Journal of AdvancedEngineering Technology, vol. III, no. 1, pp. 42-45, 2012.

[11] ASTM C 188, "Standard Test Method for Density of Hydraulic Cement,"Philadelphia: American Society of Testing and Materials, 1995.

[12] ASTM C 593, "Standard Specification for Fly Ash and OtherPozzolans for Use With Lime," Philadelphia: American Society ofTesting and Materials, 1995.

[13] ASTM C 187, "Standard Test Method for Normal Consistency ofHydraulic Cement," Philadelphia: American Society of Testing andMaterials, 1998.

[14] ASTM C 191, "Standard Test Method for Time of Setting ofHydraulic Cement by Vicat Needle," Philadelphia: American Societyof Testing and Materials, 2003.

[15] ASTM C 39/C 39M, "Standard Test Method for CompressiveStrength of Cylindrical Concrete Specimens," Philadelphia:American Society of Testing and Materials, 2001.

[16] ASTM C 496/C 496M, "Standard Test Method for Splitting TensileStrength of Cylindrical Concrete Specimens," Philadelphia:American Society of Testing and Materials, 2004.

[17] AFNOR NF B 49104.

[18] ASTM C 618, "Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw orCalcined Natural Pozzolan for Use in Concrete," Philadelphia:American Society of Testing and Materials, 2003.

[19] G. Vasudevan and S. G. K. pillay, "Performance of Using WasteGlass Powder In Concrete As Replacement of Cement," AmericanJournal of Engineering Research (AJER), vol. 02, no. 12, pp. 175-181, 2013.

[20] R.-U.-D. Nassar and P. Soroushian, "Strength and Durability ofRecycled Aggregate Concrete Containing Milled Glass,"Construction and Building Materials, vol. 29, p. 368–377, 2012.

[21] E. E. Holt, "Early Age Autogenous Shrinkage," VTT TechnicalReasearch Centre of Finland, pp. 188-197, 2001.

[22] J. J. Ekaputri, "Experimental Study on Internal RH of BFS Mortars atEarly Age," in 2nd APTECS 2010 (International Seminar on AppliedTechnology, Science, and Arts) Surabaya, Dec 22, 2010, ISSN:2086-1931, Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat(LPPM), Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 2010.

[23] Ekaputri, Ishida and Maekawa, "Autogeneous Shringkage of MortarsMade With Different Types of Slag Cement," JCI AnnualConference, vol. 32, no. 1, pp. 353-358, 2010.

[24] J. B. Jangid and P. A. C. Saoji, "Experimental Investigation of WasteGlass Powder as The Partial Replacement of Cement in ConcreteProduction," IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering(IOSR-JMCE), pp. 55-60, 2014.

[25] H. Limantono, J. J. Ekaputri, Triwulan and T. E. Susanto, "Effect ofGlass Powder and Silica Fume on High Strength Paste," TheEngineering Technology International Conference (ET 2015)(Submitted), 2015.

[26] J. J. Ekaputri, H. Limantono, Triwulan, T. E. Susanto and M. M. A.B. Abdullah, "Effect of PVA Fiber in Increasing MechanicalStrength on Paste Containing Glass Powder," Key of EngineeringMaterials (submitted), 2015.

[27] R. Ranade, V. C. Li, M. D. Stults, W. F. Heard and T. S. Rushing,"Composite Properties of High-Strength, High-Ductility Concrete,"ACI Materials Journal, Vols. July-August 2013, no. 110-M37, pp.413-422, 2013.

pengaruh serbuk kaca dan silica fume terhadap...

Documents