pengaruh temperatur curing pada sifat mekanik...

vi

TUGAS AKHIR – RC 141501

PENGARUH TEMPERATUR CURING PADA SIFAT

MEKANIK BETON GEOPOLIMER

NUR FADLILAH PRIYANKA NRP: 3113 105 027

DOSEN PEMBIMBING I: Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA.

DOSEN PEMBIMBING II: Januarti Jaya Ekaputri, ST. MT. PhD PROGRAM STUDI LINTAS JALUR TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2016

TUGAS AKHIR – RC 141501

PENGARUH TEMPERATUR CURING PADA SIFAT



DOSEN PEMBIMBING I: Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA.

DOSEN PEMBIMBING II: Januarti Jaya Ekaputri, ST. MT. PhD PROGRAM STUDI LINTAS JALUR TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2016

vi

FINAL PROJECT – RC 141501 THE EFFECT OF CURING TEMPERATURE ON

MECHANICAL PROPERTIES OF GEOPOLYMER

CONCRETE


SUPERVISOR I: Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA.

SUPERVISOR II: Januarti Jaya Ekaputri, ST. MT. PhD. CIVIL ENGINEERING EXTENSION PROGRAM FACULTY OF CIVIL ENGINEERING AND PLANNING SEPULUH NOPEMBER INSTITUTE OF TECHNOLOGY SURABAYA 2016

FINAL PROJECT – RC 141501 THE EFFECT OF CURING TEMPERATURE ON


CONCERETE


SUPERVISOR I: Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA.

SUPERVISOR II: Januarti Jaya Ekaputri, ST. MT. PhD. CIVIL ENGINEERING EXTENSION PROGRAM FACULTY OF CIVIL ENGINEERING AND PLANNING SEPULUH NOPEMBER INSTITUTE OF TECHNOLOGY SURABAYA 2016

ii

PENGARUH TEMPERATUR CURING TERHADAP SIFAT


Nama Mahasiswa : Nur Fadlilah Priyanka

NRP : 3113 105 027

Jurusan : Lintas Jalur Teknik Sipil

Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA.

Dr. Eng. Januarti Jaya Ekaputri, ST, MT.

Abstrak

Beton Geopolimer adalah jenis beton yang tidak

menggunakan semen dalam campourannya. Dikarenakan produksi

semen menghasilkan 0.95 ton gas CO2, maka dibuatlah beton

geopolimer ynag dapat mengurangi emisi gas CO2. Fly ash

merupakan limbah dari hasil pembakaran batu bara dan salah

satu limbah yang dapat dimanfaatkan sebagai binder pada pasta

beton geopolimer. Tetapi fly ash membutuhkan alkali aktivator

yang terdiri dari Sodium Hidroksida (NaOH) dan Sodium Silikat

(Na2SiO3) sebagai pengikat.

Beton yang digunakan dalam penelitian ini berbentuk

silinder dengan ukuran diameter 10 cm dan tinggi 20 cm. Adapun

variasi yang digunakan dalam komposisi beton tersebut

mempunyai perbandingan NaOH : Na2SiO3 adalah 1:1,5 ; 1:2 ;

1:2,5 dengan temperatur perawatan yang berbeda yaitu

temperatur normal ruang, steam curing pada temperatur 40oC,

60oC dan 80oC selama 24 jam. Benda uji yang telah dibuat akan

diuji tekan pada umur beton 3, 7, 14, 21, dan 28 hari. Selain itu

benda uji beton akan diuji split, modulus young, dan porositas

pada umur benda uji beton 28 hari. Selain menggunakan benda uji

silinder, dalam pengujian pasta menggunakan cetakan pasta

dengan ukuran diameter 2 cm dan tinggi 4 cm yang diuji tekan

pada umur pasta 28 hari. Serta menggunakan benda uji dogbone

untuk uji tarik belah beton.

iii

Dari hasil pengujian diperoleh Kuat tekan maksimum,

kuat tarik belah, dan modulus elastisitas maksimum pada

perbandingan alkali 2,5 dan mengalami proses steam curing pada

temperatur 80oC selama 24 jam. Sedangkan pada kuat tekan pasta

dan kuat tarik benda uji dogbone cenderung lebih tinggi pada

perbandingan alkali 1,5.

Kata kunci : Geopolimer, Fly Ash, Steam Curing, Sodium

Hidroksida, Sodium Silikat, Superplasticizer, Plastiment VZ

iv

THE EFFECT OF CURING TEMPERATURE ON


CONCRETE

Student : Nur Fadlilah Priyanka

NRP : 3113 105 027

Department : Civil Engineering Extension Program

Supervisor : Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA.

Dr. Eng. Januarti Jaya Ekaputri, ST, MT.

Abstract

Concrete Geopolymer is a type of concrete that is not using

cement in mixed. Due to the production of cement produces 0.95

tons of gas CO2, it made concrete geopolimer unjust can reduce

the greenhouse gas CO2. Fly ash is a waste from the result of the

burning of coal and one of the waste that can be used as a binder

in concrete geopolymer paste. But fly ash need alkali consisting of

activator Sodium Hidroksida (Na OH) and Sodium no silicates

(Na2SiO3) as strapping.

Concrete used in this research is the cylinder with the

diameter sizes 10 cm and height of 20 cm. Now the variation that

is used in the composition of concrete has a comparison of Na OH

: Na2SiO3 is 1:1.5 ; 1:2 ; 1:2.5 with temperature treatment is

different from the normal temperature of space, steam curing in

temperatures 40oC 60oC and 80oC for 24 hours. Test objects that

have been made will be tested press at the age of concrete 3, 7, 14,

21, and 28 days. In addition to the test objects concrete will be

tested split, modulus young, and whereas total on the age of the

test objects concrete 28 days. In addition to using the cylinder test

objects, in testing using the mold pasta pasta with the size of the

diameter of 2 cm and height 4 cm tested press on the age of the

pasta 28 days. As well as using objects dogbone test to test the pull

sides concrete.

v

From the test result obtained strong press maximum,

strong pull sides, and modulus maximum elasticity on the

comparison of alkali 2.5 and undergoing a process of steam curing

in temperatures 80oC for 24 hours. While on the strong press pasta

and strong pull test dogbone objects tend to be higher on the

comparison of alkali 1.5.

Keywords: geopolymer, fly ash, activators, Sodium Hydroxide,

Sodium Silicate, superplasticizer, Steam Curing

vi

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur atas kehadirat Allah

SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya. Serta

shalawat serta salam kepada junjungan kita Nabi Muhammad

SAW, sehingga saya dapat menyelesaikan Proposal

Penelitian ini dengan baik dan lancar.

Selama menyusun Proposal Penelitian hingga selesai,

tak lepas dari bantuan dari semua pihak yang membantu, baik

secara langsung maupun tidak. Dalam kesempatan kali ini,

perkenankan saya mengucapkan terima kasih yang sebesa-

besarnya kepada :

1. Kedua orang tua/wali kami, saudara-saudara kami

tercinta yang senantiasa memberikan dukungan,

semangat serta doa, sehingga saya dapat menyelesaikan

laporan ini.

2. Ibu Prof. Dr. Ir. Triwulan, selaku dosen pembimbing

pertama.

3. Ibu Dr. Eng. Januarti Jaya Ekaputri, ST. MT., selaku

dosen pembimbing kedua.

4. Bapak/Ibu dosen pengajar yang telah memberikan

bekal ilmu pengetahuan selama di kelas.

5. Rekan-rekan mahasiswa yang telah memberikan

dukungan serta kerjasama yang baik.

6. Semua pihak yang telah membantu sehingga Proposal

Penelitian ini terselesaikan.

Surabaya, Januari 2016

vii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ................................................... i Abstrak ................................................................................. ii KATA PENGANTAR ......................................................... vi DAFTAR ISI ...................................................................... vii DAFTAR GAMBAR ........................................................... x DAFTAR TABEL .............................................................. xv BAB 1 PENDAHULUAN ................................................... 1

1.1.Latar Belakang ...................................................... 1 1.2.Perumusan Masalah ............................................... 3 1.3.Tujuan .................................................................... 3 1.4.Manfaat .................................................................. 4 1.5.Batasan Masalah .................................................... 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA .......................................... 5 2.1.Efek Beton Konvensional Terhadap Lingkungan . 5 2.2.Beton Geopolimer ................................................. 6 2.2.1.Fly Ash Sebagai Material Binder ....................... 7 2.2.2.Alkali Sebagai Pengikat Binder ....................... 13 2.2.3.Temperatur Perawatan Beton ........................... 14 2.2.4.Plastiment-VZ .................................................. 17

BAB 3 METODOLOGI ..................................................... 19 3.1.Umum .................................................................. 19 3.2.Persiapan Material ............................................... 22 3.3.Persiapan Material ............................................... 22

3.3.1.Fly Ash ....................................................... 22 3.3.2.Sodium Hidroksida (NaOH)....................... 23

viii

3.3.3.Sodium silikat (Na2SiO3) ........................... 25 3.3.4.Agregat Kasar ............................................. 25 3.3.5.Agregat Halus ............................................. 33 3.3.6.Plastiment-VZ ............................................. 41 3.4.Pembuatan Mix Design .................................. 41 3.4.1.Mix Design Pasta Beton Geopolimer.......... 41 3.4.2.Mix Design Benda Uji Tensile.................... 43 3.4.3.Mix Design Beton Geopolimer ................... 47 3.4.4.Berat Benda Uji ........................................... 51 3.4.5.Proses Pembuatan Beton Geopolimer ......... 54

3.5.Curing................................................................... 55 3.6.Pengujian Beton Geopolimer ............................... 60

3.6.1.Tes Setting Time (ASTM C 191) ................ 60 3.6.2.Tes Slump (ASTM C 143/ C 143M - 03) ... 61 3.6.3.Tes Porositas (AFNOR NF B 49104) ......... 62 3.6.4.Tes Kuat Tekan (ASTM C 39/C-39M-03) .. 64 3.6.5.Uji Berat Volume Beton ............................. 65 3.6.6.Uji Kuat Tarik Belah (SplitASTM C496/C496M-04) ................................................. 66 3.6.7.Tes Kuat Tarik (ASTM C 469-02) .............. 66 3.6.8.Tes Modulus Elastisitas (ASTM C 469-02) 68 3.6.9.Poisson’s Ratio ............................................ 74

BAB 4 ANALISA DATA ................................................... 77 4.1.Pengetesan Terhadap Material Yang Digunakan . 77

4.1.1.Agregat Kasar ............................................. 77 4.1.2.Agregat Halus ............................................. 82

4.2.Fly Ash ................................................................. 88

ix

4.2.1.Uji XRF ....................................................... 88 4.2.2.Uji XRD ...................................................... 90

4.3.Beton Geopolimer .............................................. 91 4.3.1.Tes Setting Time ........................................ 91 4.3.2.Analisa Tes Uji Tekan Benda Uji Pasta ... 101 4.3.3.Analisa Tes Uji Dogbone ......................... 106 4.3.4.Tes Slump Beton Geopolimer .................. 110 4.3.5.Analisa Hasil Tes Kuat Tekan Beton Geopolimer ........................................................ 112 4.3.6.Analisa Uji Berat Volume Beton Geopolimer ........................................................ 128 4.3.7.Analisa Uji Kuat Tarik Belah Beton Geopolimer ........................................................ 131 4.3.8.Analisa Uji ModulusYoung Beton Geopolimer ........................................................ 134 4.3.9.Analisa Poisson’s Ratio ............................ 148 4.3.10.Analisa Uji Porositas Beton Geopolimer 150 4.3.11.Analisa Peranan H2O, Si, dan Al Pada Beton Geopolimer ........................................................ 152

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ............................ 177 5.1.Kesimpulan ........................................................ 177 5.2.Saran .................................................................. 178

DAFTAR PUSTAKA ...................................................... 179 BIODATA PENULIS ...................................................... 185 LAMPIRAN

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Grafik perencanaan kenaikan produksi semen sampai tahun 2050 (CEMBUREAU, 2010) ......................... 5 Gambar 2.2. Struktur kimia Poly(sialate) (Davidovits, 1994) ..................................................................................... 7 Gambar 2.3. Hasil Kuat Tekan Beton Umur 7 Hari (Mishra, dkk, 2008) ........................................................................... 15 Gambar 2.4. Hasil Kuat Tekan Beton Umur 28 Hari (Mishra, dkk, 2008) ........................................................................... 16 Gambar 3.1. Metodologi penelitian .................................... 20 Gambar 3.2. Fly ash dari PT. Petrokimia Gresik ............... 23 Gambar 3.3. Larutan NaOH 8M ......................................... 25 Gambar 3.4. Agregat Kasar ................................................ 26 Gambar 3.5. Satu set Ayakan Batu Pecah .......................... 32 Gambar 3.6. Satu Set Ayakan Pasir ................................... 41 Gambar 3.7. Ukuran benda uji dogbone ............................ 45 Gambar 3.8. Komposisi Beton Geopolimer ....................... 48 Gambar 3.9. Benda uji yang dibungkus dengan plastik sebelum dimasukkan kedalam mesin steam ....................... 56 Gambar 3.10. Benda uji dalam mesin sream ...................... 57 Gambar 3.11. Benda uji yang ditutup karung goni ............ 57 Gambar 3.12. Time History temperatur curing .................. 58 Gambar 3.13. Proses pengaplikasian steam curing di lapangan (1) ........................................................................ 59 Gambar 3.14. Proses pengaplikasian steam curing di lapangan (2) ........................................................................ 59 Gambar 3.15. Pengetesan benda uji dogbone .................... 68

xii

Gambar 3.16. Grafik modulus elastisitas ............................ 69 Gambar 3.17. Posisi peletakan strain gauge pada beton geopolimer .......................................................................... 70 Gambar 3.18. Tampilan Data Logger dengan strain gauge yang telah terbaca ................................................................ 71 Gambar 3.19. Tampilan data output strain gauge dalam format .csv ........................................................................... 72 Gambar 3.20. Grafik cara menentukan modulus elastisitas 73 Gambar 3.21. Pengukuran perhitungan poisson’s ratio ...... 74 Gambar 3.22. Grafik Poisson’s Ratio ................................. 76 Gambar 4.1. Lengkung Ayakan Batu Pecah ....................... 82 Gambar 4.2. Lengkung ayakan pasir .................................. 88 Gambar 4.3. XRD fly ash PT. Petrokimia Gresik ............... 90 Gambar 4.4. Grafik setting time dengan tambahan silica fume ............................................................................................. 93 Gambar 4.5, Grafik setting time dengan tambahan superplasticizer.................................................................... 95 Gambar 4.6. Grafik setting time dengan tambahan sikatard 930 ....................................................................................... 97 Gambar 4.7. Hubungan antara setting time dengan tambahan silica fume, superplasticizer, dan sikatard 930 ................... 98 Gambar 4.8. Grafik pengikatan awal dan akhir setting time dengan tambahan plastiment VZ ......................................... 99 Gambar 4.9. Grafik pengikatan awal dan akhir setting time tanpa tambahan plastiment VZ ......................................... 100 Gambar 4.10. Diagram kuat tekan pasta geopolimer umur 28 hari .................................................................................... 105 Gambar 4.11. Grafik kuat tarik dogbone dengan normal curing ................................................................................ 106

xiii

Gambar 4.12. Grafik kuat tarik dogbone dengan curing temperatur 400C ............................................................... 107 Gambar 4.13. Grafik kuat tarik dogbone dengan curing temperatur 600C ............................................................... 108 Gambar 4.14. Grafik kuat tarik dogbone dengan curing temperatur 800C ............................................................... 110 Gambar 4.15. Perbandingan kuat tekan beton pada setiap umur pengujian pada perbandingan Na2SiO3:NaOH = 1,5 ..................................................................................... 120 Gambar 4.16. Perbandingan kuat tekan beton dengan pengaruh temperatur curing pada perbandingan Na2SiO3:NaOH = 1.5 ...................................................... 120 Gambar 4.17. Perbandingan kuat tekan beton pada setiap umur pengujian pada perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2 122 Gambar 4.18. Perbandingan kuat tekan beton dengan pengaruh temperatur curing pada perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2 ......................................................... 122 Gambar 4.19. Perbandingan kuat tekan beton pada setiap umur pengujian pada perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2,5 ..................................................................................... 124 Gambar 4.20. Perbandingan kuat tekan beton dengan pengaruh temperatur curing pada perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2,5 ...................................................... 124 Gambar 4.21. Hasil kuat tekan beton geopolimer pada umur 28 hari ............................................................................... 126 Gambar 4.22. Hasil kuat tekan terhadap perbedaan temperatur curing pada umur 28 hari ............................... 127 Gambar 4.23. Hasil pengujian berat volume beton geopolimer umur 28 hari .................................................. 130

xiv

Gambar 4.24. Grafik hasil tes kuat tarik belah beton geopolimer ........................................................................ 133 Gambar 4.25, Grafik hasil pengujian modulus young ...... 135 Gambar 4.26. Grafik hubungan modulus elastisitas dan kuat tekan .................................................................................. 136 Gambar 4.27. Grafik 50µ - 0,4 f’c pada B-1,5-normal ..... 137 Gambar 4.28. Grafik 50µ - 0,4 f’c pada B-1,5-40 ............ 138 Gambar 4.29. Grafik 50µ - 0,4 f’c pada B-1,5-60 ............ 139 Gambar 4.30. Grafik 50µ - 0,4 f’c pada B-1,5-80 ............ 140 Gambar 4.31. Grafik 50µ - 0,4 f’c pada B-2-normal ........ 141 Gambar 4.32. Grafik 50µ - 0,4 f’c pada B-2-40 ............... 142 Gambar 4.33. Grafik 50µ - 0,4 f’c pada B-2-60 ............... 143 Gambar 4.34. Grafik 50µ - 0,4 f’c pada B-2-80 ............... 145 Gambar 4.35. Grafik 50µ - 0,4 f’c pada B-2,5-normal. .... 145 Gambar 4.36. Grafik 50µ - 0,4 f’c pada B-2,5-40. ........... 146 Gambar 4.37. Grafik 50µ - 0,4 f’c pada B-2,5-60 ............ 147 Gambar 4.38. Grafik 50µ - 0,4 f’c pada B-2,5-80 ........... 148 Gambar 4.39. Hubungan antara modulus elastisitas dan poisson’s ratio ................................................................... 150 Gambar 4.40. Grafik porositas total, terbuka, dan tertutup .............................................................................. 152 Gambar 4.41. Hubungan Si/Al dengan kuat tekan............ 154 Gambar 4.42. Hubungan Si/Al dengan kuat tarik ............. 159 Gambar 4.43. Hubungan Si/Al dengan modulus elastisitas ........................................................................... 160 Gambar 4.44. Hubungan Si/Al dengan poisson’s ratio ..... 160 Gambar 4.45. Hubungan SiO2/Al2O3 pada kuat tekan .... 161 Gambar 4.46. Hubungan SiO2/Al2O3 pada kuat tarik ..... 162

xv

Gambar 4.47. Hubungan SiO2/Al2O3 pada modulus elastisitas .......................................................................... 162 Gambar 4.48. Hubungan SiO2/Al2O3 pada poisson’s ratio ................................................................................... 163 Gambar 4.49. Hubungan SiO2/Na2O dengan kuat tekan 164 Gambar 4.50. Hubungan SiO2/Na2O dengan kuat tarik .. 164 Gambar 4.51. Hubungan SiO2/Na2O dengan modulus elastisitas .......................................................................... 165 Gambar 4.52. Hubungan SiO2/Na2O dengan poisson’s ratio ................................................................................... 165 Gambar 4.53. Hubungan H2O/Na2O dengan kuat tekan . 166 Gambar 4.54. Hubungan H2O/Na2O dengan kuat tarik .. 167 Gambar 4.55. Hubungan H2O/Na2O dengan modulus elastisitas .......................................................................... 167 Gambar 4.56. Hubungan H2O/Na2O dengan poisson’s ratio ................................................................................... 168 Gambar 4.61. Hubungan H2O/Solid dengan kuat tekan, . 169 Gambar 4.62. Hubungan H2O/Solid dengan kuat tarik ... 170 Gambar 4.63. Hubungan H2O/Solid dengan modulus elastisitas, ......................................................................... 170 Gambar 4.64. Hubungan H2O/Solid dengan poisson’s ratio ................................................................................... 171 Gambar 4.65. Hubungan Si/Na dengan kuat tekan .......... 172 Gambar 4.66. Hubungan Si/Na dengan kuat tarik ........... 172 Gambar 4.67. Hubungan Si/Na dengan modulus elastisitas .......................................................................... 173 Gambar 4.68. Hubungan Si/Na dengan poisson’s ratio ... 173

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Sepuluh teratas daftar negara produsen batubara pada tahun 2013 ................................................................... 8 Tabel 2.2. Presentase sumber daya mineral yang tersedia di Indonesia .............................................................................. 8 Tabel 2.3. Jumlah produksi batubara 5 tahun terakhir ......... 9 Tabel 2.4. Penggunaan batubara ke perusahaan dalam negeri 5 tahun terakhir ..................................................................... 9 Tabel 2.5. Penjualan batubara ke luar negeri 5 tahun terakhir ................................................................................. 9 Tabel 2.6. Jumlah limbah fly ash di Indonesia dalam 5 Tahun ............................................................................................ 10 Tabel 2.7. Oksida yang terkandung dalam fly ash ............. 12 Tabel 2.8. Komponen pasta Silverstrim, dkk (1997) ......... 13 Tabel 2.9. Hasil Kuat Tekan Benda Uji (Hardjito, 2005) .. 14 Tabel 2.10. Proporsi Campuran Penelitian Olivia Dan Nikraz (2011) ................................................................................. 16 Tabel 2.11. Hasil Kuat Tekan Dan Kuat Belah Penelitian Olivia Dan Nikraz (2011) ................................................... 16 Tabel 3.1. Senyawa yang terkandung pada sodium silikat 25 Tabel 3.2. Kode benda uji pasta ......................................... 42 Tabel 3.3. Komposisi pasta geopolimer ............................. 43 Tabel 3.4. Kode benda uji dogbone .................................... 44 Tabel 3.5. Komposisi benda uji dogbone ........................... 46 Tabel 3.6. Kebutuhan sampel benda uji dogbone geopolimer .......................................................................... 47 Tabel 3.7. Kode benda uji beton geopolimer ..................... 48

xviii

Tabel 3.8. Komposisi benda uji beton geopolimer ukuran diameter 10 cm dan tinggi 20 cm ........................................ 50 Tabel 3.9. Kebutuhan sampel benda uji beton geopolimer ukuran diameter 10 cm dan tinggi 20 cm ............................ 51 Tabel 3.10. Volume kebutuhan alkali aktivator benda uji dogbone ............................................................................... 52 Tabel 3.11. Volume kebutuhan alkali aktivator benda uji ukuran diameter 10 cm dan tinggi 20 cm ............................ 54 Tabel 3.12. Jenis strain gauge yang digunakan ................... 70 Tabel 3.13 Spesifikasi strain gauge..................................... 71 Tabel 4.1. Berat jenis batu pecah ........................................ 77 Tabel 4.2. Kelembapan batu pecah ..................................... 77 Tabel 4.3. Air resapan batu pecah ....................................... 78 Tabel 4.4. Berat volume batu pecah .................................... 79 Tabel 4.5. Kebersihan batu pecah terhadap lumpur (Pencucian).......................................................................... 79 Tabel 4.6. Keausan agregat kasar ........................................ 80 Tabel 4.7. Hasil analisa saringan batu pecah ...................... 81 Tabel 4.8. Berat jenis pasir .................................................. 82 Tabel 4.9. Kelembaban pasir ............................................... 83 Tabel 4.10. Air resapan pasir .............................................. 84 Tabel 4.11. Berat volume pasir ........................................... 84 Tabel 4.12. Kebersihan pasir dari bahan organik ................ 85 Tabel 4.13. Kebersihan pasir terhadap lumpur (Pengendapan) ............................................................................................. 86 Tabel 4.14. Kebersihan pasir terhadap lumpur/pencucian .. 86 Tabel 4.15. Analisa saringan pasir ...................................... 87

xix

Tabel 4.16. Komposisi fly ash berdasarkan hasil uji di Sucofindo ........................................................................... 89 Tabel 4.17. Kandungan mineral pada fly ash ..................... 91 Tabel 4.18. Hasil tes setting time dengan tambahan silica fume .................................................................................... 92 Tabel 4.19. Hasil tes setting time dengan tambahan superplasticizer ................................................................... 94 Tabel 4.20. Hasil tes setting time dengan tambahan sikatard 930 ...................................................................................... 96 Tabel 4.21, Hasil uji kuat tekan pasta .............................. 101 Tabel 4.22. Hasil uji slump .............................................. 111 Tabel 4.23. Hasil kuat tekan beton geopolimer ................ 112 Tabel 4.24. Hasil uji berat volume beton geopolimer ...... 128 Tabel 4.25. Hasil tes kuat tarik belah beton geopolimer .. 131 Tabel 4.26. Hasil pengujian modulus elastisitas .............. 134 Tabel 4.27. Hasil poisson’s ratio beton geopolimer ......... 148 Tabel 4.28. Hasil uji porositas beton geopolimer ............. 150 Tabel 4.29. Perhitungan massa air dalam 1 liter larutan NaOH .......................................................................................... 153 Tabel 4.30. Massa NaOH(s) dan H2O pada NaOH ......... 154 Tabel 4.31. Massa Na2O dan H2O dalam NaOH(s) ........ 154 Tabel 4.32. Massa SiO2, Na2O, H2O, dalam Na2SiO3 .. 155 Tabel 4.33. Total H2O pada beton geopolimer ................ 156 Tabel 4.34. Total Solid pada beton geopolimer ............... 157 Tabel 4.35. Hasil H2O/Solid pada beton geopolimer ...... 157 Tabel 4.36. Perhitungan Si pada beton geopolimer ......... 157 Tabel 4.37. Perhitungan Al pada beton geopolimer ......... 158 Tabel 4.38. Perhitungan Si/Al pada beton geopolimer .... 158

xx

(Halaman ini sengaja dikosongkan)

1

BAB 1 PENDAHULUAN

Latar Belakang

Semen merupakan material utama dalam pembuatan beton. Kebutuhan beton yang semakin meningkat membuat produksi semen juga meningkat. Padahal dalam produksinya semen mengeluarkan gas CO2 yang berbahaya bagi lingkungan. Dalam hal ini saat 1 ton semen diproduksi, maka secara langsung 0,55 ton gas CO2 terbentuk dan 0,40 ton terbentuk pada saat proses pembakaran. Banyaknya gas CO2 dihitung berdasarkan banyaknya bahan bakar yang digunakan pada proses tersebut sehingga bisa disimpulkan bahwa jika 1 ton semen diproduksi maka menghasilkan 0,95 ton gas CO2 (Davidovits, 1994).

Beton geopolimer saat ini menjadi salah satu alternatif yang dilakukan untuk menggantikan kebutuhan beton berbahan semen. Meskipun begitu bukan berarti beton geopolimer tidak menghasilkan emisi gas CO2. Gas CO2 dikeluarkan saat pengolahan materialnya, sebagai contoh pengolahan kaolin menghasilkan 0,180 ton gas CO2 dari hasil pembakaran menggunakan bahan bakar karbon, 6 kali lebih sedikit daripada beton konvensional. Sedangkan fly ash menghasilkan 0,106 ton gas CO2 dari proses pengolahannya, lebih sedikit 9 kali dari yang dikeluarkan beton konvensional. (Davidovits, 2008). Dengan adanya beton geopolimer ini paling tidak dapat mengurangi emisi gas CO2 sebanyak 80% di atmosfer (Rangan dan Wallah, 2006).

Semen dibuat dengan bahan dasar batu kapur yang jumlahnya semakin terbatas, sehingga sebagai alternative digunakan fly ash sebagai salah satu bahan dalam pembuatan beton. Fly ash merupakan limbah hasil pembakaran batu bara. Namun fly ash tidak memiliki kemampuan mengikat seperti halnya pada semen, sehingga diperlukan alkali aktivator. Alkali aktivator yang umumnya digunakan adalah sodium hidroksida 8M – 14M

BAB I

2

dan sodium silikat dengan jumlah 0,4 – 2,5 dari perbandingan dengan jumlah sodium hidroksida (Hardjito, 2005).

Beton geopolimer yang diletakkan pada suhu ruang mempunyai kuat tekan rata-rata 20 MPa, setelah selama 4 jam pada suhu 200C, dan pada saat umur beton mencapai 28 hari, maka kuat tekan dapat mencapai 70-100 MPa (Davidovits, 1994). Davidovits (2008), juga membuktikan temperatur curing yang lebih tinggi akan menghasilkan kuat tekan beton yang lebih tinggi pula. Walaupun demikian peningkatan suhu yang melebihi 600C tidak terlalu menghasilkan kuat tekan yang signifikan. Dry curing

mempunyai kuat tekan 15% lebih kuat dibandingkan dengan steam

curing. Proses curing dapat ditunda untuk beberapa hari asal tidak lebih dari 5 hari dari proses pembuatan beton. Pengaruh steam

curing terhadap beton geopolimer berguna untuk mempercepat proses polimerisasi dan memberikan kuat tekan yang lebih tinggi daripada beton yang berada pada normal curing (Davidovits, 2008).

Kuat tekan dapat semakin bertambah seiring bertambahnya kadar NaOH dari 8M – 16M. Peningkatan kuat tekan beton tersebut dapat didukung seiring bertambahnya waktu dalam proses curing

beton geopolimer. Bagaimanapun ketika waktu curing bertambah dari 48 jam ke 72 jam, menghasilkan kuat tekan yang tidak terlalu bervariasi (Mishra, dkk, 2008). Dengan semakin tingginya kadar NaOH maka akan membuat campuran yang baik antara agregat dan pasta beton geopolimer (Anuar, dkk, 2011).

Menurut penelitian yang dilakukan oleh Hardjito, dkk (2004), perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2,5 memilki kuat tekan tertinggi yaitu 56,8 MPa. hal ini dibenarkan oleh Al Bakri, dkk (2012) yang juga mengatakan bahwa kuat tekan tertinggi ada pada perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2,5.

Sehingga berdasarkan teori yang telah dibuat pada penelitian sebelumnya, dilakukanlah penelitian dengan memanfaatkan fly ash

dan alkali aktivator sebagai pengikatnya dengan perbandingan Na2SiO3 berbanding NaOH sebesar 1,5 ; 2 dan 2,5. Beton

3

geopolimer tersebut akan berada pada temperatur steam curing

yang berbeda-beda yaitu normal curing, 400, 600, dan 800 selama 24 jam. Adapun jenis benda uji yang akan dibuat berupa pasta geopolimer, dogbone, dan beton geopolimer. Pasta geopolimer yang dibuat akan diuji kuat tekan pada umur 28 hari, sedangkan untuk dogbone akan diuji tarik pada umur 28 hari, dan untuk benda uji beton geopolimer akan diuji tekan pada umur beton 3, 7, 14, 21, dan 28 hari, uji tarik belah dan modulus elastistas pada umur beton 28 hari.

Perumusan Masalah

Dengan penjelasan di atas, maka dalam penelitian ini terdapat permasalahan sebagai berikut : 1. Pada kondisi berbagai temperatur curing, berapakah yang

menghasilkan beton dengan kuat tekan dan kuat belah terbaik? 2. Pada perbandingan NaOH dan Na2SiO3, berapakah yang

menghasilkan beton dengan kuat tekan dan kuat belah terbaik? 3. Berapakah besar modulus elastisitas dari beton geopolimer

tersebut? 4. Berapakah kuat tarik langsung yang dihasilkan dari beton

geopolimer tersebut?

Tujuan

Dari permasalahan di atas diharapkan dapat mencapai tujuan sebagai berikut :

4

1. Mendapatkan kondisi temperatur curing terbaik yang menghasilkan beton dengan kuat tekan dan kuat tarik belah terbaik.

2. Mendapatkan perbandingan NaOH dan Na2SiO3 yang dapat ditambahkan pada beton geopolimer.

3. Mendapatkan nilai modulus elastisitas dari beton geopolimer tersebut.

4. Mendapatkan nilai kuat tarik langsung yang dihasilkan dari beton geopolimer tersebut.

Manfaat

Dalam penulisan laporan penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut ini : 1. Hasil dari penelitian ini dapat dijadikan pedoman untuk

memanfaatkan limbah fly ash sebagai material beton. 2. Hasil dari penelitian ini dapat berguna untuk menggantikan

penggunaan beton konvensional.

Batasan Masalah

Dalam penyusunan laporan penelitian ini penulis melakukan batasan permasalahan agar tidak timbul penyimpangan terhadap permasalahan yang semakin meluas. Batasan permasalahan adalah sebagai berikut : 1. Semua hal yang berkaitan dengan perencanaan maupun

pembuatan geopolimer tidak dipandang dari segi biaya jika dibandingkan dengan beton konvensional.

2. Semua data dan hasil yang dicantumkan dalam laporan penelitian berdasarkan hasil penelitian di laboratorium.

3. Fly ash yang digunakan pada penelitian ini merupakan fly ash

kelas F yang diambil dari PT. Petrokimia Gresik.

5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab ini akan dijelaskan tentang efek dari material yang

terkandung dalam beton konvensional, perkembangan dan penelitian mengenai beton geopolimer dengan material yang digunakan fly ash beserta proses curing beton geopolimer tersebut.

Efek Beton Konvensional Terhadap Lingkungan

Beton konvesional merupakan beton yang menggunakan semen sebagai bindernya. Beton konvensional ini menjadi jenis beton yang umum digunakan di dunia konstruksi. Hal inilah yang membuat semen dan beton turut menyumbangkan emisi gas CO2 sebanyak 5-8% (Scrivener, 2014).

Gambar 2.1. Grafik perencanaan kenaikan produksi semen sampai tahun

2050 (CEMBUREAU, 2010)

BAB II

6

Gambar 2.1. menunjukkan jumlah peningkatan kebutuhan semen sampai pada tahun 2050 yang dimana tingkat peningkatan semen di tahun-tahun berikutnya akan muncul dari negara-negara berkembang yang sudah membuat 80% dari produksi semen global. Produksi semen dari China sendiri melebihi total produksi dari seluruh dunia pada 10 tahun yang lalu (Scrivener, 2014).

Tidak seperti material lain, dalam produksinya semen mengeluarkan 0,40 ton gas CO2 yang berasal dari proses pembakaran. Sedangkan 0,55 ton gas CO2 berasal dari penguraian material mentahnya yaitu batu kapur atau CaCO3 seperti pada reaksi berikut : 5CaCO3 + 2SiO2 => (3CaO,SiO2)(2CaO,SiO2) + 5CO2 (2.1) (Davidovits, 1994).

Beton Geopolimer

Davidovits (1994), seorang ilmuwan berkebangsaan Perancis menyarankan penggunaan poly(sialate) dalam geopolimer dengan memanfaatkan ikatan antara silika-alumina. Nama sialate merupakan singkatan dari silika-oxo-alumina yang mengandung senyawa SiO4 dan AlO4. poly(sialate) adalah rantai dan cincin polimer antara Si4+ dan Al3+ yang terkoordinasi dengan oksigen. Berikut adalah rumus empiris dari poly(sialate):

Mn(-(SiO2)z-AlO2)n.wH2O (2.2) Dimana: M = Kation seperti potasium, sodium, atau kalsium n = Derajat polikondensasi z = 1,2,3

Ikatan yang tak terbentuk menjadi semi-kristalin dengan 3 dimensi struktur dari silika-alumina yang tergambar pada Gambar 2.2. Struktur kimia Poly(sialate) (Davidovits, 1994)

7

Gambar 2.2. Struktur kimia Poly(sialate) (Davidovits, 1994)

2.2.1. Fly Ash Sebagai Material Binder

Fly ash merupakan salah satu limbah yang dapat dimanfaatkan sebagai material binder dalam beton geopolimer. Fly ash merupakan limbah hasil pembakaran batu bara. Batu bara merupakan sumber energi terpenting untuk pembangkitan listrik dan berfungsi sebagai bahan bakar pokok untuk produksi baja dan semen.

Dengan tingkat produksi saat ini, cadangan batubara global diperkirakan habis sekitar 112 tahun kedepan. Cadangan batubara terbesar ditemukan di Amerika Serikat, Rusia, Cina, dan India. Indonesia menempati peringkat ke-13 dengan sekitar 0,6% dari total cadangan batubara global dan 3 wilayah di Indonesia yang memiliki cadangan batubara terbesar berada di Sumatera Selatan, Kalimantan Selatan, dan Kalimantan Timur. Sedangkan pada peringkat produsen batu bara terbesar di dunia Indonesia menduduki peringkat 4, seperti yang tertera pada Tabel 2.1

8

Tabel 2.1.Sepuluh teratas daftar negara produsen batubara pada tahun 2013

1. Cina 1840,0 Mt 6. Rusia 165,1 Mt 2. USA 500,5 Mt 1. Afrika Selatan 144,7 Mt 3. Australia 269,1 Mt 2. Kazakhstan 58, 4 Mt

1. Indonesia 258,9 Mt 3. Polandia 57,6 Mt

2. India 228,8 Mt 4. Kolombia 55,6 Mt

Keterangan : Mt = Million Tons Sumber : BP Statistical Review of World Energy 2014

Produksi batu bara Indonesia menempati peringkat 2 dengan sumber daya mineral terbanyak yang dapat di temukan di Indonesia setelah minyak bumi, seperti yang tertera pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Presentase sumber daya mineral yang tersedia di Indonesia

Sumber Daya Mineral Energi Mix (%)

2011 Energi Mix (%)

2025 Minyak Bumi 50 23 Batubara 24 30 Gas Alam 20 20 Energi Terbarukan 6 6

Sumber: Kementrian Energi Dan Sumber Daya Mineral (ESDM) Adapun besar batubara yang dihasilkan di Indonesia dapat dilihat dalam Tabel 2.3 yang merupakan banyak batubara yang dihasilkan di Indonesia dalam kurun waktu 5 tahun terakhir. Terlihat bahwa jumlah produksi terbesar ada pada tahun 2013 dengan jumlah produksi batubara sebanyak 272.046.445 ton.

9

Tabel 2.3. Jumlah produksi batubara 5 tahun terakhir

Tahun Jumlah (ton) 2010 219.029.653 2011 255.729.964 2012 231.017.994 2013 272.046.445 2014 227.557.135

Sumber: Kementrian Energi Dan Sumber Daya Mineral (ESDM)

Dari banyak batubara yang diproduksi di Indonesia tidak semuanya dimaanfaatkan oleh perusahaan dalam negeri, sebagian produksi batubara di export ke luar negeri. Adapun jumlah batubara yang gunakan di dalam negeri dapat dilihat dalam Tabel 2.4 dan untuk jumlah batubara yang di ekspor ke luar negeri dapat dilihat dalam Tabel 2.5.

Tabel 2.4. Penggunaan batubara ke perusahaan dalam negeri 5 tahun

terakhir

Tahun Jumlah (ton) 2010 46.183.015 2011 57.460.353 2012 49.571.478 2013 58.210.800 2014 55.772.111

Tabel 2.5. Penjualan batubara ke luar negeri 5 tahun terakhir

Tahun Jumlah (ton) 2010 173.247.008 2011 192.319.857 2012 175.622.408

10

Lanjutan Tabel 2.5. Tahun Jumlah (ton) 2013 208.324.066 2014 174.443.318

Tiap batu bara yang dibakar akan menghasilkan paling

sedikitnya 5% polutan padat yang berupa fly ash dan bottom ash. Dari total polutan padat yang dikeluarkan, 80-90% nya merupakan fly ash, dan selebihnya merupakan bottom ash (Wardhana,2011). Jadi dari data pada Tabel 2.4 dapat dihitung jumlah limbah fly ash yang ada di Indonesia seperti yang tertera dalam Tabel 2.6

Tabel 2.6. Jumlah limbah fly ash di Indonesia dalam 5 Tahun

Tahun Jumlah

Batu bara (ton)

Jumlah Polutan Padat

(ton)

Jumlah Fly Ash

(ton) 2010 46.183.015 2309150,75 2078235,7 2011 57.460.353 2873017,65 2585715,9 2012 49.571.478 2478573,9 2230716,5 2013 58.210.800 2910540 2619486 2014 55.772.111 2788605,55 2509745

Menurut ASTM C-618 (ASTM, 1995:304) fly ash

didefinisikan sebagai butiran halus residu pembakaran batu bara atau bubuk batu bara. Pada beton geopolimer, fly ash berfungsi sebagai pengikat material beton. Kandungan utama fly ash terdiri atas senyawa silicate glass yang mengandung silika (Si), alumina (Al), Ferrum (Fe), dan kalsium (Ca). Terdapat 3 kelas fly ash menurut ASTM C618, yaitu: Kelas C

11

Beberapa fly ash kelas C mengandung CaO lebih tinggi dari 10% yang dihasilkan dari pembakaran lignite atau sub-bitumen batubara (batubara muda). a. Kadar (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 50% b. Kadar CaO mencapai 10% c. Kadar SO3 < 5%

Kelas F Fly ash yang dihasilkan dari pembakaran anthracite atau bitumen batu bara. a. Kadar (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 70 % b. Kadar SO2 < 5% c. Kadar CaO < 5% Fly ash kelas F disebut juga low-calcium fly ash, yang tidak mempunyai sifat cementitious dan hanya bersifat pozolanic.

Kelas N Pozzolan alami atau hasil pembakaran yang dapat

digolongkan antara lain tanah diatomic, opaline chertz, shales, tuff dan abu vulkanik, yang mana biasa diproses melalui pembakaran atau tidak melalui proses pembakaran. Selain itu juga mempunyai sifat pozzolan yang baik.

Sehingga pada fly ash yang diambil dari PT. Petrokimia

Gresik yang digunakan dalam penelitian ini merupakan fly ash kelas F dikarenakan jumlah (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) berjumlah 87,06%. Sehingga jumlah (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 70 % yang merupakan syarat dari fly ash kelas F yang tertera dalam ASTM C 618 (ASTM, 1995:304). Adapun jumlah oksida yang terkandung didalam fly ash dapat dilihat dalam Tabel 2.7.

12

Tabel 2.7. Oksida yang terkandung dalam fly ash

Sumber: Sucofindo (2015) Secara umum fly ash memiliki sifat-sifat sebagai berikut : 1. Non plastis

Artinya bersifat elastis yaitu bisa kembali lagi ke bentuk semula, misalnya pada saat dicampur dengan air awalnya memang terbentuk seperti adonan, tetapi setelah kering bisa kembali lagi ke bentuk awalnya yaitu abu, yang kemudiian akan terpisah dari adonan.

2. Tidak berkohesi Artinya antar partikel yang terkandung di dalamnya tidak memilik kemampuan untuk saling melekat, atau bisa dikatakan butiran-butirannya saling berpisah, seperti pasir.

3. Berbutir sangat halus Butirannya yang halus berukuran seperti lanau, dapat dilihat secara visual yang berbentuk abu.

(Dani, 2001)

Pemanfaatan fly ash sebagai bahan pengganti semen dalam material beton geopolimer, salah satunya dilakukan oleh Silverstrim, dkk (1997), dengan menggunakan material pasta seperti pada Tabel 2.8.

Oksida yang Terkandung Presentase yang Terkandung SiO2 Al2O3

Fe2O3 TiO2 CaO MgO

48,47 % 26,05 % 12,54 % 0,92 % 5,18 % 2,77 %

13

Tabel 2.8. Komponen pasta Silverstrim, dkk (1997)

Komponen (gram) Wt. % NaOH 741 14,82 Na2SiO3 702 14,03 Fly ash kelas F 3557 71,15 Tambahan air 0 0

Pada percobaan ini, 2 benda uji pasta di curing pada

temperatur 900C selama 18 jam. Setelah benda uji berumur 2 hari setelah masa percetakan, dilakukan uji tekan pada keduanya dan menghasilkan kuat tekan 86,8 MPa dan 77,0 MPa masing-masing pada benda uji pertama dan kedua.

Setelah penelitian yang dilakukan oleh Silverstrim, dkk (2008), semakin banyak dilakukan penelitian mengenai binder berbahan fly ash dengan variasi dan perlakuan beton yang beragam.

2.2.2. Alkali Sebagai Pengikat Binder

Meskipun fly ash bisa dimanfaatkan sebagai binder, tapi fly ash membutuhkan alkali aktivator sebagai pengikat. Hal ini dikarenakan fly ash tidak memiliki sifat pengikat seperti hal nya semen. Alkali aktivator yang umumnya digunakan terdiri dari sodium hidroksida 8M – 14M dan sodium silikat dengan perbandingan 0,4 – 2,5 (Hardjito, 2005).

Dalam penelitiannya, Hardjito (2005) meletakkan benda ujinya pada temperatur curing 600C selama 24 jam. Pada umur benda uji 7 hari dilakukan uji tekan yang menghasilkan kuat tekan seperti yang tertera pada Tabel 2.9.

14

Tabel 2.9. Hasil Kuat Tekan Benda Uji (Hardjito, 2005)

Campuran Konsentrasi NaOH

Rasio Na2SiO3 terhadap NaOH

Kuat Tekan Umur 7 Hari (MPa)

1 8M 0,4 17 2 8M 2,5 57 3 14M 0,4 48 4 14M 2,5 67 Efek dari Na2SiO3 terhadap NaOH bisa dilihat pada kuat

tekan yang dihasilkan oleh campuran 1 dan 2, begitu juga dengan campuran 3 dan 4. Meskipun konsentrasi NaOH pada campuran 1 dan 2 sama, tetapi dengan adanya perbedaan pada rasio perbandingan Na2SiO3 terhadap NaOH, membuat kuat tekan campuran 2 lebih unggul dibandingkan campuran 1.

Sedangkan pada penelitian lain yang dilakukan oleh Olivia dan Nikraz (2011) memanfaatkan fly ash, NaOH 14M, sodium silikat, superplasticizer, dan tambahan air, menghasilkan kesimpulan yang sama seperti Hardjito (2005) yaitu semakin besar perbandingan antara natrium silikat dengan NaOH maka makin besar pula kuat tekannya. Penelitian yang dilakukan Olivia dan Nikraz (2011) menghasilkan kuat tekan sebesar 60,20 MPa pada umur 28 hari dan pada umur 91 hari mempunyai kuat tekan sebesar 63,29 MPa. Dibandingkan dengan beton yang mengandung OPC, beton geopolimer memiliki kuat tekan yang lebih besar karena kuat tekan pada beton OPC umur 28 hari sebesar 56,22 MPa dan kuat tekan pada umur 91 hari memiliki kuat tekan sebesar 59,86 MPa.

2.2.3. Temperatur Perawatan Beton

Hal lain yang bisa mempengaruhi kuat tekan beton geopolimer adalah temperatur curing. Pada penelitian yang dilakukan oleh Mishra, dkk (2008) dengan memanfaatkan variasi konsentrasi NaOH sebesar 8M, 12M, dan 16M pada benda uji berbentuk kubus. Setelah pencetakan, benda uji yang masih di

15

dalam cetakan diletakkan pada oven bersuhu 1000C selama 1 jam lalu didiamkan pada temperatur ruang sebelum di curing pada temperatur 600C.

Lama curing benda uji yang dilakukan Mishra, dkk (2008) beragam, yaitu 24 jam, 48 jam, dan 72 jam dan menghasilkan kuat tekan seperti pada Gambar 2.3 dan Gambar 2.4.

Gambar 2.3. Hasil Kuat Tekan Beton Umur 7 Hari (Mishra, dkk, 2008)

Gambar 2.4. Hasil Kuat Tekan Beton Umur 28 Hari (Mishra, dkk, 2008)

16

Selain itu Olivia dan Nikraz (2011) juga melakukan

perbedaan temperatur curing pada beton geopolimer dan beton OPC. Pada beton geopolimer, diambil 3 metode curing yang berbeda yaitu 1) 24 jam untuk temperatur 600C, 2) 12 jam untuk temperatur 700C, dan 3) 24 jam untuk 750C, setelah itu beton geopolimer diletakkan pada temperatur ruang ynag berkisar antara 23-250C. Sedangkan untuk beton OPC, proses curing dilakukan dengan merendam beton kedalam air sampai 28 hari setelah itu dibiarkan diletakkan pada temperatur ruang. Adapun hasil penelitian yang dilakukan tertera didalam Tabel 2.10 dan Tabel 2.11.

Tabel 2.10. Proporsi Campuran Penelitian Olivia Dan Nikraz (2011)

Campuran Berat (kg/m3)

Fly Ash

Semen Total Agregat

NaOH 14M

Na2SiO3 SP Air

OPC - 422,3 1788,3 - - - 190 T4 461,5 - 1800,0 46,2 92,3 6,9 18,6 T7 424,6 - 1848,0 36,4 90,9 6,4 17,9

T10 498,5 - 1752,0 42,7 106,7 7,5 18,8 Keterangan : SP = Superplasticizer

Tabel 2.11. Hasil Kuat Tekan Dan Kuat Belah Penelitian Olivia Dan Nikraz (2011)

Campuran

Kuat Tekan (28 hari)

Kuat Tekan (91 hari)

Kuat Belah (28 hari)

Kuat Belah (91 hari)

F’c (MPa) SD F’c

(MPa) SD F’c (MPa) SD F’c

(MPa) SD

OPC 56,22 1,63 59,86 4,88 3,97 0,49 4,25 0,13 T7 56,49 1,28 56,51 0,78 4,13 0,07 4,18 0,34 T4 56,24 4,45 58,85 3,48 3,96 0,16 4,10 0,19

T10 50,20 5,40 63,29 5,62 4,29 0,32 4,79 0,33

17

2.2.4. Plastiment-VZ

Ada beberapa jenis bahan kimia yang dapat membantu menunda waktu setting time beton geopolimer, diantaranya Plastiment-VZ. Plastiment-VZ merupakan admixture jenis D menurut klasifikasi ASTM C 494-92, yang mengandung water reducer dan retarder admixture. Dalam hal ini retarder admixture yang berfungsi sebagai pelambat waktu pengikatan beton (Maricar, dkk, 2013).

Adapun keuntungan dalam penggunaan Plastiment-VZ seperti yang tertera dalam product data sheet milik PT. Sika Indonesia sebagai berikut: a. Menambah waktu setting time di cuaca panas. b. Meningkatkan workability tanpa menambahkan jumlah air. c. Mengurangi penggunaan air tanpa mengurangi workability d. Menambah kekuatan beton. e. Mengurangi penyusutan dab creep pada beton.

18


19

BAB 3 METODOLOGI

Umum Pada bab ini diperlukan beberapa langkah kerja secara

sistematis. Proses pengerjaan penelitian ini harus sesuai dengan diagram alir yang telah ditentukan. Diagram alir dalam penelitian efek terhadap temperatur curing untuk mengetahui sifat mekanik beton geopolimer dapat dilihat dalam Gambar 3.1.

BAB III

20

Studi Literatur

MULAI

Persiapan Material

Agregat Kasar (60 %)

Agregat Halus (40 %)

Fly Ash PT IPMOMI

(65%)

Na2SiO3NaOH

8M

Plastiment-

VZ

(2% dari berat fly ash)

Berat jenis Kelembapan Air resapan Berat volume Kebersihan

terhadap lumpur Keausan Analisa saringan

Berat jenis Kelembapan Air resapan Berat volume Kebersihan

terhadap bahan organik

Kebersihan terhadap lumpur

Analisa saringan

Uji XRF Uji XRD

Membuat pasta untuk uji setting time dan silinder ukuran diameter 2 cm dan tinggi 4 cm

Membuat mix design

dengan variasi NaOH : Na2SiO3

sebesar 1:1,5 ; 1:2 ; 1:2,5

Buku

Jurnal

A

Uji Slump

Alkali Aktivator

(35%)

Variasi NaOH : Na2SiO3

sebesar 1:1,5 ; 1:2 ; 1:2,5

Uji Tekanumur pasta 28 hari

Gambar 3.1. Metodologi penelitian

21

Lanjutan Gambar 3.1.

A

Curing pada temperatur normal curing, dan pada temperatur 40ᵒ, 60ᵒ, dan 80ᵒ selama 24 jam

Uji berat volumeUji kuat tarik Belah

Uji porositasUji modulus elastisitas

Umur pengujian : 28 hari

Uji kuat tekanUmur pengujian (hari) :

3, 7, 14, 21, 28

KESIMPULAN

Pengujian Beton Geopolimer

Beton silinder ukuran diameter 10 cm dan tinggi 20 cm

Membuat Benda Uji

Analisa Data

FINISH

Melepas beton dari cetakan (setelah 2 hari dari saat pencetakan)

Dogbone

Pengujian Dogbone

Uji kuat tarikUmur pengujian : 28 hari

22

Persiapan Material Studi literatur merupakan pengumpulan informasi tentang

beton geopolimer, bagaimana cara pembuatan beton geopolimer, material apa saja yang dapat digunakan untuk pembuatan beton geopolimer. Literatur yang dibahas berasal dari beberapa jurnal dan penelitian-penelitian sebelumnya.

Persiapan Material Sebelum melakukan penelitian, perlu adanya persiapan

material yang akan digunakan material-material tersebut adalah : Fly Ash NaOH 8M Sodium Silikat (Na2SiO3) Agregat kasar Agregat halus Plastiment-VZ

Penggunaan NaOH 8M bertujuan untuk memperlama waktu setting time. 3.3.1. Fly Ash

Fly Ash yang digunakan dalam penelitian ini merupakan fly

ash kelas F yang berasal dari sisa produksi PT. Petrokimia Gresik yang diambil dari PT. Semen Indonesia, Gresik. Untuk menentukan jenis fly ash terlebih dahulu dilakukan beberapa pengujian.

23

Gambar 3.2. Fly ash dari PT. Petrokimia Gresik

3.3.1.1. Uji XRF (X-Ray Fluorescense)

Uji XRF ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik fly

ash melalui presentase komposisi undur-unsur yang terkandung dalam fly ash. Sebagian besar unsur yang terkandung dalam fly ash adalah alumina dan silika. Dalam hal ini pengujian XRF dilakukan di PT. Sucofindo.

3.3.1.2. Tes XRD (X-Ray Diffraction)

Analisa XRD (X-Ray Diffraction) bertujuan untuk mengetahui komposisi dan intensitas mineral utama penyusun fly

ash. Pengujian ini dilakukan di laboratorium fisika FMIPA Universitas Negeri Makassar.

3.3.2. Sodium Hidroksida (NaOH)

Sodium hidroksida (NaOH) berbentuk padatan (kristal) tersebut terlebih dahulu harus dilarutkan dengan air sehingga menjadi larutan NaOH. Konsentrasi larutan Sodium Hidroksida (NaOH) yang digunakan adalah dalam penelitian ini adalah 8M.

24

n = M x V ............................................................................... (3.1) Keterangan : n = Jumlah mol zat terlarut (mol) M = Kemolaran larutan ( 𝑚𝑜𝑙

𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟)

V = Volume larutan (liter) Massa NaOH = n mol x Mr ..................................................... (3.2) Keterangan : N mol = Jumlah mol zat terlarut (mol) Mr = Massa relative atom (𝑔𝑟𝑎𝑚

𝑚𝑜𝑙)

Dari rumusan diatas dapat dibuat 1 liter larutan NaOH 8M. Berikut merupakan langkah-langkahnya : a. Menghitung kebutuhan NaOH yang akan digunakan.

n = V x M = 1 liter x 8 𝑚𝑜𝑙

𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟

= 8 mol

b. Massa NaOH = n mol x Mr = 8 mol x 40 𝑔𝑟𝑎𝑚

𝑚𝑜𝑙

= 320 gram

c. Menimbang NaOH sebanyak 320 gram. d. Memasukkan NaOH kedalam labu ukur. e. Menambahkan aquades kedalam labu ukur sampai

volumenya 1 liter. f. Mengaduk larutan tersebut, gunakan sarung tangan dalam

proses ini karena larutan NaOH menimbulkan rasa gatal bila tersentuh permukaan kulit.

g. Menutup rapat larutan tersebut dengan menggunakan plastik sehingga tidak terganggu oleh gas maupun zat yang tidak diinginkan.

25

h. Mendinginkanlarutan tersebut hingga suhu larutan tersebut sesuai dengan suhu ruangan.

Gambar 3.3. Larutan NaOH 8M

3.3.3. Sodium silikat (Na2SiO3)

Sodium silikat yang digunakan berupa gel yang didapatkan dari PT. Kasmaji. Spesifikasi dari sodium silikat tersebut tercantum dalam Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Senyawa yang terkandung pada sodium silikat

Senyawa yang Terkandung Presentase (%) Si 17

SiO2 36,4 Na 13,7

Na2O 18,5 Sumber: PUSLITBANG tekMIRA (Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara

3.3.4. Agregat Kasar Agregat kasar yang dipakai pada penelitian ini merupakan

agregat dari PT. Surya Beton Indonesia berupa batu pecah dari Mojokerto. Agregat kasar memerlukan pengetesan agar dapat

26

diketahui bahwa material tersebut telah memenuhi persyaratan yang berlaku untuk pembuatan beton geopolimer.

Gambar 3.4. Agregat Kasar

3.3.4.1. Percobaan Berat Jenis Batu Pecah (ASTM C 127-88 Reapp. 01) a. Tujuan

Untuk mengetahui berapa besar berat jenis yang dimiliki oleh agregat kasar, dalam hal ini berat jenis batu pecah.

b. Peralatan Timbangan 25 kg Keranjang kawat Kain lap Oven

c. Bahan Batu pecah dengan ukuran 1 cm dalam kondisi SSD

d. Prosedur Batu pecah yang telah direndam selama 24 jam diangkat,

kemudian dilap secara satu-persatu.

27

Timbang batu pecah sebanyak 3000 gram (W1). Masukkan ke dalam keranjang.

Keranjang berisi batu pecah dimasukkan kedalam wadah berisi air (posisinya berada dibawah timbangan).

Timbang beratnya dalam air (keranjang dan batu pecah)(W2).

e. Rumus yang Digunakan Untuk mendapatkan berat jenis batu pecah maka

digunakan persamaan : Berat jenis pasir = 𝑊1

(𝑊1−𝑊2) .............................................. (3.3)

Dimana : W1= Berat batu pecah di udara (gram) W2= Berat batu pecah di air (gram)

3.3.4.2. Percobaan Kelembapan Batu Pecah (ASTM C 566-97 Reapp.04) a. Tujuan

Untuk mengetahui / menentukan kelembapan batu pecah. b. Peralatan

Timbangan analisa 2000 gr Oven Pan

c. Bahan Batu pecah dalam kondisi asli.

d. Prosedur Pelaksanaan Timbang batu pecah dalam kondisi asli sebanyak 500

gram (W1). Masukkan pasir kedalam oven selama 24 jam dengan

temperatur sebesar 110ᵒC - 150ᵒC. Keluarkan batu pecah dari oven, dibiarkan, lalu

ditimbang beratnya (W2). e. Rumus yang Digunakan

28

Untuk mendapatkan kelembapan batu pecah, maka digunakan persamaan : Kelembapan batu pecah = 𝑊1−𝑊2

𝑊1 × 100 % .................... (3.4)

Dimana : W1= Berat batu pecah asli (gram) W2= Berat batu pecah oven (gram)

3.3.4.3. Percobaan Air Resapan Pada Batu Pecah (ASTM C127-88 Reapp. 01) a. Tujuan

Untuk mengetahui kadar air resapan pada agregat kasar. b. Peralatan

Timbangan 25 kg Oven

c. Bahan Batu pecah dalam kondisi SSD

d. Prosedur Timbang batu pecah kondisi SSD sebanyak 3000 gram. Masukkan kedalam oven selama 24 jam. Batu pecah dikeluarkan, setelah dingin batu pecah

ditimbang (W). e. Rumus yang Digunakan

Untuk mendapatkan kadar air resapan batu pecah, maka digunakan persamaan : Kadar air resapan = 3000−𝑊

𝑊 × 100 % ............................. (3.5)

Dimana : W= Berat batu pecah oven (gram)

3.3.4.4. Percobaan Berat Volume Batu Pecah (ASTM C 29 / C 29 M-97a) a. Tujuan

29

Menentukan berat volume batu pecah baik dalam kondisi lepas maupun padat.

b. Peralatan Timbangan Takaran berbentuk silinder dengan volume 10 liter. Alat perojok dari besi dengan diameter 16 mm, panjang

60 cm dan ujungnya bulat. c. Bahan

Batu pecah dalam kondisi kering d. Prosedur Pelaksanaan

Tanpa rojokan/lepas 1. Silinder dalam keadaan kosong ditimbang. 2. Isi silinder dengan batu pecah sampai penuh dan

angkat setinggi 1 cm. 3. Silinder dijatuhkan ke lantai sebanyak tiga kali dan

permukaannya diratakan. 4. Timbang silinder yang sudah terisi batu pecah.

Degan rojokan 1. Timbang silinder dalam keadaan bersih dan kosong

(W1). 2. Silinder diisi batu pecah 1/3 bagian dan dirook 25

kali. Demikian hingga penuh dan tiap 1/3 bagian dirojok 25 kali.

3. Ratakan permukaan batu pecah dan beratnya ditimbang (W2).

e. Rumus yang digunakan Untuk mendapatkan berat volume, maka digunakan persamaan : Berat volume pasir = (𝑊2−𝑊1)

𝑉 .......................................... (3.6)

Dimana : W1= Berat silinder (kg) W2= Berat silinder dan batu pecah (kg) V= Volume (l)

30

3.3.4.5. Test Kebersihan Batu Pecah Terhadap Lumpur / Pencucian (ASTM C 117-95) a. Tujuan

Mengetahui kadar lumpur batu pecah. b. Peralatan

Timbangan analisa 2600 gram Saringan No. 200 dan No. 50 Oven dan pan

c. Bahan Batu pecah kering oven

d. Prosedur Pelaksanaan Timbang batu pecah oven sebanyak 1000 gram (W1). Batu pecah dicuci hingga bersih, yaitu dengan mengaduk

pasir dengan air berkali-kali hingga tampak bening. Tuangkan air cucian kedalam saringan No. 200 berkali-

kali. Batu pecah yang ikut tertuang dan tinggal di atas saringan

kembalikan ke pan. Batu pecah di oven dengan suhu 110o dan 5o C. Setelah dingin ditimbang (W2).

e. Rumus yang Digunakan Persamaan yang dapat digunakan yaitu Kebersihan batu pecah =

𝑊1−𝑊2

𝑊1 × 100 % ..................... (3.7)

Dimana: W1 = Berat batu pecah kering (gram) W2 = Berat batu pecah bersih kering (gram)

3.3.4.6. Test Keausan Agregat Kasar (ASTM C 131 – 03 ) a. Tujuan

Mengetahui persentase keausan batu pecah untuk beton dengan menggunakan mesin Los Angeles.

b. Peralatan

31

Mesin aus Los Angeles Saringan diameter Bola baja 12 buah Timbangan 2600 gram

c. Bahan Batu pecah kering oven sebanyak 5000 gram

d. Prosedur Pengujian Batu pecah diayak sebanyak 1250 gr untuk tiap ayakan Kumpulkan jadi satu (5000 gram) (W1) Masukkan ke dalam mesin aus Los Angeles Masukkan bola baja 12 buah untuk gradasi A Tutup mesin dan baut sekrup dikencangkan Putar mesin sebanyak 500 kali ( selama kurang lebih 15

menit ) Setelah kurang lebih 15 menit tutup mesin dibuka, batu

pecah dan bola baja dikeluarkan. Batu pecah disaring dengan ayakan no. 12 (1,7 mm)

Yang tertinggal di atas saringan dicuci lalu di oven 24 jam.

Setelah 24 jam dikeluarkan dan didinginkan, lalu ditimbang (W2)

e. Rumus yang Digunakan Persamaan yang digunakan yaitu Kebersihan pasir =

(𝑊1−𝑊2)

𝑊1 × 100% ............................ (3.8)

Dimana: W1 = Berat sebelum diabrasi (gram) W2 = Berat setelah diabrasi (gram)

3.3.4.7. Analisa Saringan Batu Pecah (ASTM C136-95A) a. Tujuan

Menentukan distribusi ukuran butir gradasi batu pecah b. Peralatan

Timbangan 25 kg

32

Satu set ayakan ASTM dengan diameter 3/2”, ¾:, 3/8” bila perlu dengan ayakan diameter 4,75” dan 2,38”

c. Bahan Batu pecah dalam keadaan kering oven

d. Prosedur Pelaksanaan Masukkan batu pecah ke dalam ayakan yang telah

disusun dari ayakan yang paling besar ( di atas) sampai ayakan yang paling kecil (paling kecil),

Kemudian goncang ayakan tersebut selama kurang lebih 10 menit.

Timbang batu pecah yang tertinggal pada masing – masing ayakan.

Mengontrol berat total = 15 kg. Berat batu pecah yang tertinggal di masing-masing

ayakan di plot kan kedalam grafik untuk menentukan kelayakan batu pecah.

Gambar 3.5. Satu set Ayakan Batu Pecah

3.3.5. Agregat Halus

Agregat halus yang dipakai pada penelitian ini juga merupakan agregat dari PT. Surya Beton Indonesia. Seperti pada agregat kasar, agregat halus juga memerlukan pengetesan agar

33

dapat diketahui bahwa material tersebut telah memenuhi persyaratan yang berlaku untuk pembuatan beton geopolimer.

3.3.5.1. Percobaan Berat Jenis Pasir ( ASTM C 128 – 01 ) a. Tujuan

Untuk mengetahui berapa besar berat jenis yang dimiliki agregat halus dalam hal ini berat jenis pasir.

b. Peralatan Labu takar 1000 ml Timbangan 2600 gram Oven Pan Hair dryer/ kipas angin Kerucut dan rojokan SSD Bahan Pasir

c. Prosedur Penyiapan pasir untuk kondisi SSD : Rendam pasir 24 jam selanjutnya angkat dan tiriskan

hingga airnya hilang. Keringkan dengan hair dryer atau kipas angin sambil

dibolak balik dengan sendok untuk mencari keadaan SSD.

Tempatkan kerucut SSD pada bidang datar yang tidak mengisap air.

Isi kerucut SSD 1/3 tingginya dan rojok 8 kali, isi lagi 1/3 tinggi dan rojok 8 kali, isi lagi 1/3 tinggi dan rojok 8 kali.

Ratakan permukaannya dan angkat kerucutnya, bila pasir masih berbentuk kerucut maka pasir belum SSD.

Keringkan lagi bila dan ulangi lagi pengisian dengan prosedur sebelumnya, bila kerucut diangkat dan pasir gugur tetapi berpuncak maka pasir sudah dalam kondisi SSD dan siap untuk digunakan dalam pengujian.

Timbang labu takar 1000 ml.

34

Timbang pasir kondisi SSD sebanyak 500 gram dan masukkan pasir ke dalam labu takar dan timbang.

Isi labu takar yang berisi pasir dengan air bersih hingga penuh.

Pegang labu takar yang sudah berisi air dan pasir posisi miring, putar ke kiri dan kanan hingga gelembung – gelembung udara dalam pasir keluar.

Sesudah gelembung-gelembung keluar tambahkan air ke dalam labu takar hingga batas kapasitas dan timbang (W1).

Keluarkan pasir dan air dari dalam labu takar dan labu takar dibersihkan kemudian isi labu takar dengan air sampai batas kapasitas dan timbang (W2).

d. Rumus yang Digunakan Untuk mendapatkan berat jenis pasir, maka digunakan persamaan Berat jenis pasir = 500

(500+𝑊2)− 𝑊1 ....................................... (3.9)

Dimana : W1 = berat labu, pasir, dan air (gram) W2 = berat labu dan air (gram)

3.3.5.2. Percobaan Kelembaban Pasir ( ASTM C 566-97 Reapp. 04) a. Tujuan

Untuk mengetahui / menentukan kelembapan pasir dengan cara kering.

b. Peralatan Timbangan analisa 2600 gr Oven Pan

c. Bahan Pasir dalam keadaan asli.

35

d. Prosedur Pelaksanaan Timbang pasir dalam keadaan asli sebanyak 500 gram

(W1). Masukkan pasir ke dalam oven selama 24 jam dengan

temperatur 110o C – 115o C. Keluarkan pasir dari oven, dibiarkan sampai setelah

itu ditimbang beratnya (W2). e. Rumus yang Digunakan

Untuk mendapatkan kelembapan pasir, maka digunakan persamaan Kelembapan pasir =

𝑊1−𝑊2

𝑊1 × 100 % ......................... (3.10)

Dimana : W1 = Berat pasir asli (gram) W2 = Berat pasir oven (gram)

3.3.5.3. Percobaan Air Resapan Pada Pasir (ASTM C 128-01) a. Tujuan

Menentukan kadar air resapan pada pasir. b. Peralatan

Timbangan 2600 gram Oven Pan

c. Bahan Pasir dalam kondisi SSD.

d. Prosedur Pelaksanaan Timbanglah pasir kondisi SSD sebanyak 500 gram (W1). Masukkan ke dalam oven selama 24 jam. Pasir dikeluarkan dan setelah dingin baru ditimbang

(W2). e. Rumus yang Digunakan

36

Untuk mendapatkan air resapan pasir, maka digunakan persamaan Air resapan pasir =

𝑊1− 𝑊2

𝑊2 × 100 % ........................... (3.11)

Dimana : W1 = Berat pasir SSD (gram) W2 = Berat pasir SSD setelah dioven (gram)

3.3.5.4. Percobaan Berat Volume Pasir (ASTM C 29/C 29M – 97) a. Tujuan

Menentukan berat volume pasir baik dalam keadaan lepas maupun padat.

b. Peralatan Timbangan Takaran berbentuk silinder dengan volume 3 liter Alat perojok dari besi

c. Bahan Pasir

d. Prosedur Pelaksanaan Tanpa rojokan /lepas Silinder dalam keadaan kosong ditimbang. Isi silinder dengan pasir sampai penuh dan angkat

setinggi 1 cm. Silinder dijatuhkan ke lantai sebanyak tiga kali dan

permukaannya diratakan. Timbang silinder yang sudah terisi pasir. Dengan rojokan Timbang silinder dalam keadaan bersih dan kosong (W1). Silinder diisi pasir 1/3 bagian dan dirojok 25 kali.

Demikian hingga penuh dan tiap 1/3 bagian dirojok 25 kali.

Ratakan permukaan pasir dan beratnya ditimbang (W2).

37

e. Rumus yang Digunakan Untuk mendapatkan berat volume, maka digunakan persamaan Berat volume pasir = (𝑊2−𝑊1)

𝑉 ....................................... (3.12)

Dimana : W1= Berat silinder (Kg) W2= Berat silinder dengan pasir (Kg) V= Volume (l)

3.3.5.5. Test Kebersihan Pasir Terhadap Bahan Organik (ASTM C40-04) a. Tujuan

Penentuan kadar zat organik dalam agregat yang digunakan di dalam adukan beton.

b. Peralatan Botol bening Penggaris

c. Bahan Pasir asli NaOH

d. Prosedur Pelaksanaan Botol bening diisi pasir sampai kurang lebih 130 ml. Tambahkan larutan NaOH sampai 200 ml dan tutup rapat

dan kocok botol kurang lebih 10 menit. Diamkan selama 24 jam. Selanjutnya amati warna cairan di atas permukaan

agregat halus yang ada dalam botol, bandingkan warnanya.

Jika warna cairan dalam botol berisi agregat lebih tua (coklat) warnanya dari pembanding, berarti dalam agregat berkadar zat organic terlalu tinggi.

38

3.3.5.6. Test Kebersihan Pasir Terhadap Lumpur (Pengendapan) a. Tujuan

Menentukan Banyaknya kadar lumpur dalam pasir. b. Peralatan

Botol bening Penggaris

c. Bahan Pasir asli Air

d. Prosedur Pelaksanaan Botol bening diisi pasir dengan tinggi kurang lebih 6 cm. Isikan air ke dalam botol hingga hampir penuh dan tutup

rapat kemudian di kocok. Diamkan selama 24 jam. Endapan lumpur dan pasir masing-masing diukur

tingginya. e. Rumus yang Digunakan

Persamaan yang digunakan yaitu Kebersihan pasir =

ℎ

𝐻 × 100 % .................................... (3.13)

Dimana : h= Tinggi lumpur (mm) H= Tinggi pasir (cm)

3.3.5.7. Test Kebersihan Pasir Terhadap Lumpur / Pencucian (ASTM C117-03) a. Tujuan

Mengetahui kadar lumpur pasir. b. Peralatan

Timbangan analisa 2600 gram Saringan No. 200 dan No. 50 Oven dan pan

39

c. Bahan Pasir kering oven Air

d. Prosedur Pelaksanaan Timbangan pasir oven sebanyak 500 gram (W1). Pasir dicuci hingga bersih, yaitu dengan mengaduk pasir

dengan air berkali-kali hingga tampak bening. Tuangkan air cucian kedalam saringan No. 200 berkali-

kali. Pasir yang ikut tertuang dan tinggal di atas saringan

kembalikan ke pan. Pasir di oven dengan suhu 110o C dan 5o C lalu ditimbang

(W2). e. Rumus yang Digunakan

Persamaan yang dapat digunakan yaitu Kebersihan pasir =

𝑊1−𝑊2

𝑊1 × 100 % ............................ (3.14)

Dimana : W1 = Berat pasir kering (gram) W2 = Berat pasir bersih kering (gram)

3.3.5.8. Analisa Saringan Pasir (ASTM C136-01) a. Tujuan

Menentukan distribusi ukuran butiran / gradasi pasir. b. Peralatan

Timbangan analisa 2600 gram Satu set ayakan ASTM – C33

40

Tabel 3.2 - Ukuran Lubang ayakan No. Mm

No. 4 4,76 No. 8 2,38

No. 16 1,19 No.30 0,6 No. 50 0,3

No. 100 0,15 Pan 0

c. Bahan

Pasir dalam keadaan kering oven d. Prosedur Pelaksanaan

Timbang pasir sebanyak 500 gram Bersihkan saringan dengan sikat / kuas kemudian di

susun. Masukkan pasir dalam ayakan dengan ukuran saringan

paling besar ditempatkan paling atas dan diguncang – guncang dengan tangan selama 10 menit.

Pasir yang tertinggal pada tiap – tiap ayakan ditimbang. Perlu untuk kontrol berat pasir secara keseluruhan adalah 500 gram.

Setelah berat tiap-tiap pasir yang tertinggal di ayakan di plot pada grafik ayakan pasir untuk melihat kelas dari pasir yang digunakan.

41

Gambar 3.6. Satu Set Ayakan Pasir

3.3.6. Plastiment-VZ

Plastiment-VZ ini berfungsi untuk memperlambat waktu setting time dan menurunkan kadar air. Plastiment VZ merupakan jenis bahan kimia kelas D dengan fungsi sebagai water reducer dan retarder (ASTM C 494). Adapun bahan kimia plastiment VZ berupa Polyhydroxy Carbon Salts dengan berat jenis 1,17-1,19 (Maricar, 2013). Plastiment-VZ yang digunakan ini berasal dari PT. Sika Indonesia dan digunakan sebanyak 2% dari berat fly ash.

3.4. Pembuatan Mix Design 3.4.1. Mix Design Pasta Beton Geopolimer

Pada penelitian ini, komposisi bahan yang digunakan untuk pembuatan pasta beton geopolimer adalah 65% fly ash dan 35% alkali aktivator. Terdapat 3 komposisi campuran alkali aktivator dengan perbandingan antara NaOH dan Na2SiO3 berbeda-beda. Pada campuran pasta tidak menggunakan plastiment-VZ. Hal itu dikarenakan benda uji pasta berukuran terlalu kecil sehingga tanpa adanya plastiment-VZ campuran sudah sangat cair. Adapun variasi

42

bemda uji pasta tertera pada Tabel 3.2 dengan komposisi yang dapat dilihat pada Tabel 3.3.

Tabel 3.2. Kode benda uji pasta

No Kode Temperatur Perbandingan

Benda Uji Curing Na2SiO3 \: NaOH 1 P-1,5-normal Normal 1,5 2 P-1,5-40 40 1,5 3 P-1,5-60 60 1,5 4 P-1,5-80 80 1,5 5 P-2-normal Normal 2 6 P-2-40 40 2 7 P-2-60 60 2 8 P-2-80 80 2 9 P-2,5-normal Normal 2,5

10 P-2,5-40 40 2,5 11 P-2,5-60 60 2,5 12 P-2,5-80 80 2,5

Keterangan : P – 1,5 – normal normal curing

Kode Pasta Perbandingan Na2SiO3 \: NaOH

P – 1,5 – 40 temperatur steam curing




43



Tabel 3.3. Komposisi pasta geopolimer

No Kode

Benda Uji

Fly Ash

(65%) (gram)

Alkali Aktivator (35%) NaOH 8M

(gram) Na2SiO3 (gram)

1 P-1,5-normal 200 43,1 64,6 2 P-1,5-40 200 43,1 64,6 3 P-1,5-60 200 43,1 64,6 4 P-1,5-80 200 43,1 64,6 5 P-2-normal 200 35,9 71,8 6 P-2-40 200 35,9 71,8 7 P-2-60 200 35,9 71,8 8 P-2-80 200 35,9 71,8 9 P-2,5-normal 200 30,8 76,9

10 P-2,5-40 200 30,8 76,9 11 P-2,5-60 200 30,8 76,9 12 P-2,5-80 200 30,8 76,9

3.4.2. Mix Design Benda Uji Tensile

Komposisi mix design pada benda uji dogbone geopolimer menggunakan komposisi yang sama seperti pada pasta. Hanya saja pada komposisi dogbone geopolimer ini terdapat tambahan agregat kasar dan agregat halus beserta plastiment-VZ. Alasan menggunakan tambahan plastiment-VZ disebabkan kondisi campuran material terlalu boiling.

Seperti halnya pasta geopolimer, pada dogbone geopolimer juga memiliki 12 variasi berbeda dengan perbedaan rasio perbandingan antara Na2SiO3 dan NaOH yang berbeda-beda yaitu 1,5 ; 2 dan 2,5 yang akan dikombinasikan dengan perbedaan

44

temperatur curing yaitu normal curing, curing pada temperatur 400, 600, dan 800. Adapun variasi benda uji terlihat pada Tabel 3.4.

Tabel 3.4. Kode benda uji dogbone

No. Kode Benda Uji

Perbandingan Na2SiO3 : NaOH

Suhu Curing

(ᵒ) 1 D-1,5-normal 1,5 normal 2 D-1,5-40 1,5 40 3 D-1,5-60 1,5 60 4 D-1,5-80 1,5 80 5 D-2-normal 2 normal 6 D-2-40 2 40 7 D-2-60 2 60 8 D-2-80 2 80 9 D-2,5-normal 2,5 normal

10 D-2,5-40 2,5 40 11 D-2,5-60 2,5 60 12 D-2,5-80 2,5 80

Keterangan :

D – 1,5 – normal normal curing

Kode dogbone Perbandingan Na2SiO3 \: NaOH

D – 1,5 – 40 temperatur steam curing


45





Benda uji yang digunakan pada penelitian ini mempunyai bentuk seperti yang tertera pada Gambar 3.7.

Gambar 3.7. Ukuran benda uji dogbone

Adapun besar material yang terkandung dalam dogbone tertera dalam Tabel 3.5.

46

Tabel 3.5. Komposisi benda uji dogbone

No.

Kode Agregat Kasar

Agregat Halus Fly Ash

(gram)

NaOH 8M

(gram)

Na2SiO3 (gram)

Suhu Benda

Uji Curing

gram % gram % (ᵒ)

1 D-1,5-normal 254,6 60 169,7 40 91,9 19,8 29,7 normal

2 D-1,5-40 254,6 60 169,7 40 91,9 19,8 29,7 40 3 D-1,5-60 254,6 60 169,7 40 91,9 19,8 29,7 60 4 D-1,5-80 254,6 60 169,7 40 91,9 19,8 29,7 80

5 D-2-normal 254,6 60 169,7 40 91,9 16,5 33 normal

6 D-2-40 254,6 60 169,7 40 91,9 16,5 33 40 7 D-2-60 254,6 60 169,7 40 91,9 16,5 33 60 8 D-2-80 254,6 60 169,7 40 91,9 16,5 33 80

9 D-2,5-normal 254,6 60 169,7 40 91,9 14,14 35,36 normal

10 D-2,5-40 254,6 60 169,7 40 91,9 14,14 35,36 40 11 D-2,5-60 254,6 60 169,7 40 91,9 14,14 35,36 60 12 D-2,5-80 254,6 60 169,7 40 91,9 14,14 35,36 80

Keterangan: Berat agregat kasar 60% dari berat total agregat Berat agregat halus 40% dari berat total agregat

Benda uji yang dibuat sejumlah 3 buah untuk tiap variasi dengan jumlah total 36 buah benda uji yang nantinya akan diuji tarik saat umur 28 hari.

47

Tabel 3.6. Kebutuhan sampel benda uji dogbone geopolimer

No Benda Uji Tarik

Total 28 hari 1 D-1,5-normal 3 3 2 D-1,5-40 3 3 3 D-1,5-60 3 3 4 D-1,5-80 3 3 5 D-2-normal 3 3 6 D-2-40 3 3 7 D-2-60 3 3 8 D-2-80 3 3 9 D-2,5-normal 3 3

10 D-2,5-40 3 3 11 D-2,5-60 3 3 12 D-2,5-80 3 3

3.4.3. Mix Design Beton Geopolimer

Komposisi mix design pada beton geopolimer menggunakan komposisi yang sama seperti pada dogbone. Dalam kasus pada beton geopolimer alasan menggunakan tambahan plastiment-VZ

disebabkan beton geopolimer membutuhkan waktu setting lebih lama agar campuran beton tidak mengeras terlebih dahulu pada saat proses pengadukan.

Dalam menentukan mix design digunakan perhitungan yang gunanya untuk mengetahui berat setiap material yang digunakan pada beton geopolimer per meter kubik dengan asumsi berat jenis beton adalah 2400 kg/m3 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.8.

48

Beton Geopolimer2400 kg/m3

Binder (25% dari

berat Beton) = 600 kg/m3

Fly Ash (65% dari

berat Binder) = 390 kg/m3

Alkali aktivator (35% dari

berat Binder) = 210 kg/m3

NaOH : Na2SiO3

1:1,51:2

1:2,5

Agregat (75% dari

berat Beton) = 1800 kg/

m3

Agregat halus (40% dari

berat Agregat) = 720 kg/m3

Agregat kasar (60% dari

berat Agregat) = 1080 kg/m3

Gambar 3.8. Komposisi Beton Geopolimer

Kode perbandingan pada beton geopolimer ini sama halnya

seperti pada pasta geopolimer dan dogbone.

Tabel 3.7. Kode benda uji beton geopolimer

No. Kode Benda Uji


Suhu Curing

(ᵒ) 1 B-1,5-normal 1,5 normal 2 B-1,5-40 1,5 40 3 B-1,5-60 1,5 60 4 B-1,5-80 1,5 80 5 B-2-normal 2 normal 6 B-2-40 2 40

49

Lanjutan Tabel 3.7

No. Kode Benda Uji


Suhu Curing

(ᵒ) 7 B-2-60 2 60 8 B-2-80 2 80 9 B-2,5-normal 2,5 normal

10 B-2,5-40 2,5 40 11 B-2,5-60 2,5 60 12 B-2,5-80 2,5 80

Keterangan : B – 1,5 – normal normal curing

Kode beton Perbandingan Na2SiO3 \: NaOH

B – 1,5 – 40 temperatur steam curing

Kode beton Perbandingan Na2SiO3 \: NaOH

Benda uji yang digunakan pada penelitian ini berbentuk silinder dengan ukuran diameter 10 cm dan tinggi 20 cm.

Pada beton silinder ukuran diameter 10 cm dan tinggi 20 cm adapun material yang terkandung adalah agregat kasar, agregat halus, fly ash, NaOH 8M, dan Na2SiO3, seperti yang tertera pada Tabel 3.8.

50

Tabel 3.8. Komposisi benda uji beton geopolimer ukuran diameter 10 cm dan tinggi 20 cm

No.

Kode Agregat Kasar Agregat Halus

Fly Ash

NaOH 8M

(gram)

Na2SiO3 (gram)

Suhu

Benda Uji Curing

gram % gram % (ᵒ)

1 B-1,5-normal 2036,57 60 1357,71 40 735,43 145,2 217,8 normal

2 B-1,5-40 2036,57 60 1357,71 40 735,43 145,2 217,8 40

3 B-1,5-60 2036,57 60 1357,71 40 735,43 145,2 217,8 60

4 B-1,5-80 2036,57 60 1357,71 40 735,43 145,2 217,8 80

5 B-2-normal 2036,57 60 1357,71 40 735,43 121 242 normal

6 B-2-40 2036,57 60 1357,71 40 735,43 121 242 40

7 B-2-60 2036,57 60 1357,71 40 735,43 121 242 60

8 B-2-80 2036,57 60 1357,71 40 735,43 121 242 80

9 B-2,5-normal 2036,57 60 1357,71 40 735,43 113,14 282,86 normal

10 B-2,5-40 2036,57 60 1357,71 40 735,43 113,14 282,86 40

11 B-2,5-60 2036,57 60 1357,71 40 735,43 113,14 282,86 60

12 B-2,5-80 2036,57 60 1357,71 40 735,43 113,14 282,86 80 Benda uji yang dibuat sejumlah 18 buah untuk tiap variasi

dengan jumlah total 216 buah benda uji. 15 benda uji disiapkan untuk uji tekan pada umur beton 3, 7, 14, 21, dan 28 dengan banyak 3 benda uji pada setiap umur yang diujikan. Sedangkan 3 benda uji sisanya disiapkan untuk kebutuhan uji tarik.

51

Tabel 3.9. Kebutuhan sampel benda uji beton geopolimer ukuran diameter 10 cm dan tinggi 20 cm

No

Kode Kebutuhan Sampel

Total Benda Uji Tekan Tarik

3 hari 7 hari 14 hari

21 hari

28 hari

28 hari

1 B-1,5-normal 3 3 3 3 3 3 18 2 B-1,5-40 3 3 3 3 3 3 18 3 B-1,5-60 3 3 3 3 3 3 18 4 B-1,5-80 3 3 3 3 3 3 18 5 B-2-normal 3 3 3 3 3 3 18 6 B-2-40 3 3 3 3 3 3 18 7 B-2-60 3 3 3 3 3 3 18 8 B-2-80 3 3 3 3 3 3 18 9 B-2,5-normal 3 3 3 3 3 3 18

10 B-2,5-40 3 3 3 3 3 3 18 11 B-2,5-60 3 3 3 3 3 3 18 12 B-2,5-80 3 3 3 3 3 3 18

3.4.4. Berat Benda Uji 3.4.4.1. Benda Uji Dogbone

Untuk menghitung volume beton, digunakan rumus : Volume beton =π r2 t ............................................................... (3.15) = 0,0002 m3 Volume dogbone mempunyai volume yang sama seperti pada mortar sehingga dalam menentukan volume digunakan volume mortar. Sedangkan untuk menghitung berat satu benda uji, dapat digunakan rumus : Berat beton geopolimer = 𝜌 𝑥 𝑉 ............................................ (3.16) = 2400 kg/m3 x 0,0002 m3

= 0,4714 kg

52

Pada persamaan tersebut dilakukan dengan mengasumsikan berat jenis beton adalah 2400 kg/m3. Rumus yang digunakan untuk menentukan jumlah massa fly

ash, Na2SiO3, NaOH, agregat kasar, agregat halus, adalah sebagai berikut : Berat beton = berat [agreagat + (fly ash + activator)] Berat agregat = 75% x berat beton = 0,354 kg Berat agregat kasar = 60% x berat agregat = 0,2121 kg Berat agregat halus = 40% x berat agregat = 0,1414 kg Berat (fly ash + activator)= 25% x berat beton = 0,118 kg Berat fly ash = 65% x berat (fly ash + activator) = 0,077 kg Berat activator = 35% x berat (fly ash + activator) = 0,041 kg Berat plastiment-VZ = 2% x berat fly ash = 0,0015 gram

Tabel 3.10. Volume kebutuhan alkali aktivator benda uji dogbone

Alkali aktivator Volume NsOH Volume Na2SiO3 NaOH : Na2SiO3 (kg) (kg)

1 : 1,5 0,016 0,025

1 : 2 0,014 0,027

1 : 2,5 0,012 0,029 3.4.4.2. Benda Uji Ukuran diameter 10 cm dan tinggi 20 cm

Untuk menghitung volume beton, digunakan rumus : Volume beton = ¼ π d2 t ......................................................... (3.15) = 0,00157 m3

53

Sedangkan untuk menghitung berat satu benda uji, dapat digunakan rumus : Berat beton geopolimer = 𝜌 𝑥 𝑉 ............................................ (3.16) = 2400 kg/m3 x 0,00157 m3

= 3,768 kg Pada persamaan tersebut dilakukan dengan mengasumsikan berat jenis beton adalah 2400 kg/m3. Rumus yang digunakan untuk menentukan jumlah massa fly

ash, Na2SiO3, NaOH, agregat kasar, agregat halus, adalah sebagai berikut : Berat beton = berat [agreagat + (fly ash + activator)] Berat agregat = 75% x berat beton = 2,827 kg Berat agregat kasar = 60% x berat agregat = 2,826 kg Berat agregat halus = 40% x berat agregat = 1,696 kg Berat (fly ash + activator)= 25% x berat beton = 0,942 kg Berat fly ash = 65% x berat (fly ash + activator) = 0,612 kg Berat activator = 35% x berat (fly ash + activator) = 0,330 kg Berat plastiment-VZ = 2% x berat fly ash = 12,24 gram

Tabel 3.11. Volume kebutuhan alkali aktivator benda uji ukuran diameter 10 cm dan tinggi 20 cm

Alkali aktivator Volume NsOH Volume Na2SiO3 NaOH : Na2SiO3 (kg) (kg)

1 : 1,5 0,132 0,198

1 : 2 0,11 0,22

1 : 2,5 0,09 0,24

54

3.4.5. Proses Pembuatan Beton Geopolimer Setelah membuat mix desain, langkah selanjutnya adalah membuat beton geopolimer. Langkah-langkah pembuatannya adalah sebagai berikut : 1. Menyiapkan peralatan dan bahan yang dibutuhkan.

Alat : Molen Cetakan diameter 10 cm dengan tinggi 20 cm Alat perojok dari besi Timbangan Wadah plastik Cetok besi Alat penggetar

Bahan : Larutagn NaOH 8M Na2SiO3 Aquades 1% Retarder Fly ash Oli untuk pelumas cetakan Agregat kasar Agregat halus

2. Campurkan larutan NaOH dan Na2SiO3 ke dalam wadah yang terbuat dari plastik, setelah itu didiamkan sampai larutan berada pada suhu normal.

3. Oleskan oli pada cetakan silinder beton, sehingga beton yang dihasilkan tidak lengket pada cetakan

4. Masukkan agregat kasar terlebih dahulu lalu fly ash kedalam molen. Aduk sampai keduanya homogen sekitar 10 menit.

5. Campurkan Plastiment-VZ kedalam larutan NaOH dan Na2SiO3 yang telah pada suhu normal, aduk hingga semua campuran menyatu. Lalu tuangkan kedalam molen.

55

6. Tambahkan pasir ke dalam adonan, lalu aduk kembali hingga adonan tercampur dengan rata yang membutuhkan waktu sekitar 20-30 mneit.

7. Masukkan adonan beton geopolimer yang sudah homogen kedalam cetakan silinder. Adonan yang akan dimasukkan kedalam cetakan dibagi menjadi 3 bagian lapisan. Setiap lapisan dirojok dengan alat perojok besi. Selain dirojok, benda uji digetarkan menggunakan alat penggetar agar adonan tersebut menjadi padat dan cetakan terisi penuh.

8. Lepaskan cetakan setelah beton benar – benar mengeras sehari sampai dua hari setelah pengecoran.

3.5. Curing

Pada penelitian ini, setelah beton dilepas dari cetakan dilanjutkan dengan curing beton tersebut. Jenis curing yang digunakan adalah steam curing yang merupakan proses perawatan dengan menggunakan penguapan dimana beton dimasukkan dalam alat steam (curing tank) setelah pengecoran dengan menggunakan tekanan uap, suhu, dan waktu yang ditentukan. Curing dilakukan pada temperatur normal curing dan steam curing pada temperatur 40o, 60o, dan 80o selama 24 jam.

Seperti yang telah dikatakan oleh Davidovits (2008) bahwa temperatur curing 60oC merupakan temperatur curing terbaik, sehingga dipilih temperatur 40oC untuk mengetahui berapa besar kenaikan kuat tekan menuju ke temperatur 60oC. Hal ini untuk mendukung teori Davidovits (2008) yang mengatakan kenaikan kuat tekan sampai pada temperatur 60oC cukup signifikan dan kenaikan kuat tekan pada temperatur 60oC akan mengalami kenaikan juga, tapi tidak cukup signifikan, sehingga dipilih temperatur tertinggi 80oC untuk membuktukannya. Pemilihan temperatur ini untuk melihat pengaruh tambahan dan pengurangan 20oC pada temperatur curing 60oC. Banyaknya penelitian-penelitian terdahulu yang menggunakan temperatur curing 80oC sebagai temperatur tertinggi juga menjadi salah satu alasan

56

dipilihnya temperatur curing 80oC. diantaranya Arioz, dkk (2013), Nasvi, dkk (2015).

Berikut tahap-tahap dari proses steam curing benda uji : 1. Dibutuhkan 1 hari untuk perbandingan alkali 2,5 dan 2 hari

untuk perbandingan alkali 2 dan 1,5 untuk beton siap dibuka cetakannya. Sebelum pelepasan cetakan, beton yang belum belum mengeras diletakkan pada temperatur normal ruang.

2. Benda uji yang telah dibuka dari cetakan dan akan di steam

curing pada temperature curing 40oC, 60oC, dan 80oC, sebelumnya dibungkus plastik terlebih dahulu seperti pada Gambar 3.9.

Gambar 3.9. Benda uji yang dibungkus dengan plastik sebelum

dimasukkan kedalam mesin steam

3. Setelah itu benda uji dimasukkan kedalam mesin steam yang sebelumnya telah di set pada temperatur yang telah di tentukan, misal 400, 600, dan 800. Proses steam curing

dilakukan selama 24 jam.

57

Gambar 3.10. Benda uji dalam mesin sream

4. Setelah benda uji di steam selama 24 jam, benda uji diletakkan

pada temperatur ruang dan ditutup karung goni yang lembab tanpa plastik yang digunakan saat steam curing.

Gambar 3.11. Benda uji yang ditutup karung goni

Sementara itu benda uji yang di curing pada temperatur normal curing juga ditutup karung goni sampai pada umur pengujian.

Metode steam yang dilakukan ini mengacu seperti yang tertulis dalam jurnal Hardjito dan Rangan (2005) yang membungkus benda

58

ujinya dengan plastik dan di steam curing langsung pada temperatur yang diinginkan. Metode steam curing ini juga dilakukan pada proses pembuatan beton precast di lapangan. Beton yang telah di cor di bengkel pabrikasi kemudian di steam curing

pada temperatur 600-700C selama 2-3 jam. Time history temperatur curing ini dapat dilihat dalam

gambar Gambar 3.12.

Gambar 3.12. Time History temperatur curing

Jika diaplikasikan di lapangan, cara penggunaan steam

curing akan dilakukan seperti halnya pada perusahaan precast yang dapat dilihat pada Gambar 3.13 dan Gambar 3.14.

0102030405060708090

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26

Tem

pera

tur

(°)

Waktu (jam)Curing 40°C Curing 60°C Curing 80°C

59

Gambar 3.13. Proses pengaplikasian steam curing di lapangan (1)

Gambar 3.14. Proses pengaplikasian steam curing di lapangan (2)

60

3.6. Pengujian Beton Geopolimer 3.6.1. Tes Setting Time (ASTM C 191) Setting time merupakan suatu uji untuk mengetahui berapa lama waktu pengikatan awal dan pengikatan akhir dari bahan pengikat geopolimer. 1. Alat :

1 set alat vikat Timbangan Alat ukur waktu (stopwatch) Gelas takar 100 ml/20 ml Mixer (alat pengaduk) Solet perata

2. Bahan : Pasta geopolimer dengan diberi campuran plastiment VZ.

3. Prosedur : Tuangkan pasta geopolimer kedalam cetakan konikel

yang diletakkan diatas pelat kaca. Ratakan pasta geopolimer tersebut dengan menggunakan

solet perata, kemudian letakkan dibawah jarum vikat berdiameter 1 mm, tunggu 5 menit, hitung dari mulai fly

ash melakukan kontak dengan campuran larutan NaOH dan Na2SiO3.

Setelah 5 menit, tempelkan ujung jarum pada permukaan pasta dan setelah 30 detik, jarum dihentikan dan penurunan jarum vikat dibaca.

Angkat jarum vikat dan dibersihkan ujungnya dari pasta geopolimer yang menempel pada jarum vikat.

Kemudian 5 menit selanjutnya, ditest lagi pada permukaan pasta yang berbeda dengan digeser minimum 3 mm dari tempat test sebelumnya.

Jatuhkan jarum pada pasta dan setelah 30 detik jarum dihentikan dan dibaca penurunannya untuk kemudian dilakukan pencatatan. Kemudian jarum diangkat dan

61

dibersihkan dari sisa pasta geopolimer yang menempel pada jarum.

Lakukan langkah (5) dan (6) sampai penurunan jarum vikat menunjukkan penurunan 0 mm.

Hentikan percobaan tes vikat apabila sudah menunjukkan penurunan pada 0 mm.

Buatlah grafik penurunannya untuk mengetahui waktu pengikat awal (pada menurunan 25 mm) dan waktu pengikatan akhir (pada penurunan 0 mm).

Gambar 3.9 – Tes setting time pasta geopolimer

3.6.2. Tes Slump (ASTM C 143 / C 143M - 03)

Tujuan dari dilakukannya tes slump adalah untuk mengukur workability dari campuran beton. 1. Alat :

Tabung Abraham Alat perojok berdiameter 16 mm dan panjang 60 cm

62

Mistar dan pelat baja 2. Bahan :

Beton geopolimer segar 3. Prosedur pelaksanaan :

Kerucut besi (tabung Abraham) dibasahi bagian dalamnya, disiapkan diatas pelat baja.

Beton dimasukkan kedalam kerucut (tabung Abraham) secara bertahap menjadi 3 lapisan,setiap lapisan diberi rojokan masing-masing 25 kali. Lakukan sampai penuh, kemudian ratakan permukaanny.

Angkat kerucut besi (tabung Abraham) secara vertikal dan biarkan selama 30 detik.

Letakkan kerucut besi (tabung Abraham) di sisi beton dalam keadaan terbalik, dan ukur dengan menggunakan mistar ukur selisih tinggi beton dan kerucut besi (tabung Abraham). Nilai selisih tersebut merupakan nilai slump beton tersebut.\

3.6.3. Tes Porositas (AFNOR NF B 49104)

Tes porositas beton geopolimer ini bertujuan untuk mengetahui besarnya pori terbuka dan pori tertutup yang ada di dalam beton geopolimer tersebut. 1. Peralatan :

Timbangan Oven Piknometer Alat untuk merebus

2. Bahan Sisa benda uji silinder beton geopolimer dengan diameter 10 cm dan tinggi 20 cm yang telah di uji tekan.

3. Prosedur

63

Setelah benda uji umur 28 hari diuji, diambil serpihan-serpihan benda uji sebanyak 20 gram.

Potongan benda uji tersebut direbus selama 5 jam supaya semua pori yang berada di dalamnya terisi air.

Dalam keadaan basah, potongan benda uji ditimbang dalam air (= µ)

Kemudian, potongan benda uji ditimbang dalam keadaan SSD ( = Mh )

Setelah itu, potongan benda uji dimasukkan ke dalam oven ± 100°C selama beberapa hari agar semua air yang ada dalam benda uji keluar semua, dalam keadaan kering tersebut benda uji ditimbang ( = Mo )

Potongan benda uji dihancurkan kemudian dipisahkan dari agregat kasarnya. Setelah dipisahkan, kemudian dihaluskan sampai lolos ayakan no. 200.

Contoh yang telah dihaluskan ditimbang ( = mo ) dan dengan alat piknometer diukur volumenya sesuai dengan hukum archimedes yang menyatakan bahwa volume air yang keluar = volume benda yang tercelup di dalamnya. ( =Vo )

Perhitungan yang digunakan untuk menentukan pori beton adalah:

Kepadatan absolut ( r ) adalah perbandingan berat dan volume dalam keadaan halus 𝑟 =

𝑚𝑜

𝑉𝑜 .................. (3.17)

Kepadatan visual ( α ) dalah perbandingan contoh dalam keadaan kering ( Mo ) terhadap volume yang tampak ( Mh - µ) : 𝛼 =

𝑀𝑜

𝑀ℎ−µ .............................................. (3.18)

Porositas total (pt) dalam persen adalah perbandingan volume pori terhadap volume yang tampak : 𝑝𝑡 ( % ) = 100 𝑥 ( 1 − 𝛼/𝑟) ................................................. (3.19)

Porositas terbuka (po) dalam persen adalah perbandingan volume porositas terbuka terhadap yang tampak : 𝑝𝑜(%) = 100 ×

(𝑀ℎ−𝑀𝑜)

(𝑀ℎ−µ) .................................... (3.20)

64

Porositas tertutup adalah perbandingan porositas tertutup terhadap volume yang tampak : pf ( % ) = pt – po ......................................................................... (3.21)

3.6.4. Tes Kuat Tekan (ASTM C 39/C-39M-03)

Tes kuat tekan beton geopolimer ini dilakukan pada usia 3, 7, 14, 21 dan 28 hari. Untuk setiap tes kuat tekan, digunakan 3 benda uji dari setiap komposisi untuk diambil nilai rata – rata dari setiap nilai yang diperoleh. 1. Tujuan :

Untuk mengetahui kekuatan tekan beton geopolimer terhadap pembebanan.

2. Alat : Pemanas atau kompor listrik Alat perata belerang Mesin test hidrolis (Torsee Universal Testing Machine)

3. Bahan : Belerang Oli Benda uji beton geopolimer silinder diameter 10 cm

dengan tinggi 20 cm. 4. Prosedur Pelaksanaan :

Siapkan alat perata belerang kemudian olesi dengan oli agar belerang tidak menempel pada alat perantara tersebut.

Tuangkan belerang cair kealat perata belerang, setelah itu benda uji beton diletakkan dalam alat perata kemudian ditekan.

Tunggu sampai belerang mengeras dan melekat dengan beton kemudian angkat. Permukaan yang dilapis belerang merupakan permukaan yang kasar.

65

Letakkan benda uji pada alat tekan tes hidrolis dan bidang dengan permukaan yang telah dilapisi oleh belerang merupakan bidang yang akan dibebani.

Gerakkan tuas berwarna merah keatas dan tekan tombol penggerak pada posisi on.

Matikan tombol penggerak pada saat beton pecah (jarum sudah tidak bergerak lagi).

Gerakkan tuas kebawah sehingga benda uji bisa terlepas dari jepitan untuk mengambil kembali benda uji tersebut.

5. Rumus yang digunakan Untuk menghitung besarnya kuat tekan beton geopolimer, maka digunakan rumus :

σ =P

𝐴 𝑥 𝑔 ........................................................................ (3.22)

Dimana : σ = Besarnya kuat tekan beton geopolimer (MPa) P = Gaya yang diberikan pada permukaan beton (Kg) A = Luas permukaan beton (cm2) g = percepatan gravitasi bumi = 9.8106 m/s2

3.6.5. Uji Berat Volume Beton

Uji berat volume dilakukan pada saat beton geopolimer sudah mencapai umur 28 hari. Pengujian dilakukan sebelum pengetesan kuat tarik belah beton. Prosedur pelaksanaannya adalah beton ditimbang lalu diukur tinggi dan diameter beton tersebut. Dengan pengujian tersebut akan didapatkan berat (B) dan volume beton (V).

Rumus yang digunakan yaitu berat volume : 𝐵𝑉

.......... (3.23)

66

3.6.6. Uji Kuat Tarik Belah (Split ASTM C496/C496M-04) Tes tarik dilakukan pada saat beton geopolimer sudah

mencapai umur 28 hari. Setiap pengujian digunakan 3 benda uji untuk diambil rata-rata dari setiap nilai yang diperoleh. Prosedur pelaksanaannya sama seperti tes kuat tekan, akan tetapi pada test kuat tarik ini benda uji ditidurkan (pada posisi horizontal) serta tidak memerlukan caping dengan belerang.

Untuk menghitung besarnya kekuatan tarik (split) dari beton geopolimer ini, dapat dihitung dengan rumus :

σ =

𝑃

𝐴=

2𝑃

𝜋𝐿𝑑x

1

𝑔 .......................................................... (3.24)

Dimana : σ = Besarnya kuat tekan beton geopolimer (MPa) P = Gaya yang diberikan pada permukaan beton (Kg) A = Luas permukaan beton (cm2) g = percepatan gravitasi bumi = 9.81 m/s2

d = diameter benda uji (m)

3.6.7. Tes Kuat Tarik (ASTM C 469-02) Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kuat tarik benda

uji pada umur 28 hari dengan jumlah benda uji yang digunakan untuk masing-masing variasi adalah 2 buah. Pengujian ini dilakukan di Laboratorium Beton Dan Bahan Bangunan Jurusan Teknik Sipil ITS dengan menggunakan mesin 5 kN dan kontrol displacement sebesar 0,01 mm/detik. 1. Tujuan :

Untuk mengetahui tegangan maksimum yang bisa ditahan oleh benda uji dogbone pada saat ditarik atau diregangkan.

2. Alat : Cetakan dogbone Mixer

67

3. Bahan : Plastiment VZ Fly ash Agregat halus Agregat kasar Alkali aktivator

4. Prosedur Pelaksanaan : Siapkan bahan-bahan dan timbang sesuai dengan

kebutuhan yang tertera didalam Tabel 3.5. Lalu campurkan fly ash dan agregat halus menggunakan

mixer. Masukkan alkali aktivator yang telah dicampurkan

dengan plastiment VZ terlebih dahulu lalu aduk menggunakan mixer.

Terakhir masukkan agregat kasar, lalu aduk secara manual menggunakan tangan.

Setelah tercampur rata, tuang kedalam cetakan dogbone.

Adapun hasil yang didapat dalam pengujian ini adalah force

(gaya) dan stroke (gerak perpindahan). Data yang diperoleh akan diolah menjadi diagram tegangan dengan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Menghitung stress dengan menggunakan rumus = 𝐹

𝐴

(N/mm2)..........................................................................(3.25) Keterangan : F = Gaya yang diterima (N) A = Luasan daerah tarik (mm2)

2. Menghitung stress = 𝑠𝑡

𝑔𝑙....................................................(3.26)

Keterangan : st = Stroke yang terjadi (mm) gl = Gauge length/panjang daerah tarik (mm)

68

Gauge length yang digunakan sepanjang 25 mm seperti pada Gambar 3.7. Ukuran benda uji dogbone

3. Setelah diperoleh nilai stress dan strain, dibuatlah diagram stress-strain (tegangan-tegangan tarik) benda uji.

Gambar 3.15. Pengetesan benda uji dogbone

3.6.8. Tes Modulus Elastisitas (ASTM C 469-02)

Pengujian modulus elastisitas ini dilakukan pada umur 28 hari. Benda uji yang digunakan dalam pengujian ini adalah silinder beton dengan diameter 10 cm dan tinggi 20 cm sebanyak 1 buah tiap variasinya. Menurut ASTM C 469-02 pengujian ini bertujuan untuk mengamati rasio regangan dan rasio lateral regangan untuk beton pada usia berapapun dan pada kondisi curing yang telah direncanakan. Pengujian ini menggunakan mesin uji kuat tekan (Compression Testing Machine) dan alat ukur regangan dial (extensometer). Berdasarkan ASTM C 469-02, perhitungan modulus elastisitas beton yang digunakan adalah modulus chord. Adapun perhitungan modulus elastisitas seperti pada persamaan (3.27).

E = 𝑆2− 𝑆1

𝜀2− 𝜀1 ..................................................................... (3.27)

69

Dimana: E = Modulus elastisitas (GPa) S2= Tegangan pada 40% dari beban ultimate

S1= Tegangan saat regangan longitudinal ±50µ ε2 = Regangan longitudinal akibat tegangan S2 ε1 = Regangan longitudinal, ditetakan batas 50µ atau nilai

yang mendekati

Gambar 3.16. Grafik modulus elastisitas

Dalam penelitian ini untuk dapat memperoleh nilai S1 dan S2

didapat melalui analisa pengamatan strain gauge. Berikut ini adalah tahap-tahap dalam pemasangan strain gauge : 1. Siapkan 4 strain gauge yang telah direndam kedalam aquades.

Lama perendaman paling cepat 1 minggu. 2. Beri tanda tegak lurus pada bagian tengah beton pada kedua

sisi beton. Tanda ini bertujuan untuk mempermudah penentuan lokasi pemasangan strain gauge. Amplas pada bagian tersebut untuk menghaluskan permukaan yang diberi strain gauge.

02468

10121416

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Kua

t Tek

an (M

Pa)

ε (μ)

0,4 f'c

S1 , ɛ1

S2 , ɛ2

0,5µ

70

3. Lalu pasang strain gauge secara vertikal dan horisontal pada titik tengah beton, begitu pula dengan sisi lainnya.

4. Lekatkan strain gauge pada beton dengan menggunakan coating dan adhesives dari Tokyo Sokki.

5. Lapisi permukaan atas strain gauge dengan menggunakan lilin cair untuk menjaga strain gauge agar tidak rusak sebelum pengetesan.

Gambar 3.17. Posisi peletakan strain gauge pada beton geopolimer

Jenis strain gauge yang digunakan dalam penelitian ini tertera pada Tabel 3.12.

Tabel 3.12. Jenis strain gauge yang digunakan

Gauge Pattern Tipe Panjang Gauge

(mm)

Lebar Gauge

(mm)

Panjang Backing

(mm)

Lebar Backing

(mm)

Resistensi (Ω)

Single-element

(G.F. 2.1 approx)

PFL-10-11 10 0,9 17,5 5 120

Sumber : TML-Tokyo Sokki Kenkyujo Co., Ltd.

71

Sedangkan spesifikasi strain gauge yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 3.13.

Tabel 3.13 Spesifikasi strain gauge

Gauge Factor

(%)

Temperature

Compesation for

(x10-6/oC)

Transverse Sensitivity

(%)

2,12 ± 0,3 11 -0,5

Setelah strain gauge telah tertempel pada beton, kabel strain

gauge dihubungkan pada Data Logger dan memasukkan koefisien strain gauge yang tertera pada label strain gauge. Pastikan kabel strain gauge yang tersambung dapat terbaca oleh Data Logger. Seperti yang terlihat pada Gambar 3.18.

Gambar 3.18. Tampilan Data Logger dengan strain gauge yang telah

terbaca

Pada Gambar 3.18, channel 0 dan 2 adalah strain gauge

yang terpasang secara vertikal pada beton, sedangkan untuk channel 1 dan 3 adalah strain gauge yang terpasang secara horisontal pada beton. Menetapan chennel ini digunakan untuk mempermudah pembacaan data strain gauge pada applikasi Microsoft Excel.

72

Beton tersebut ditekan hanya sampai batas 0,4 f’c. Nilai 0,4 f’c didapat dari 40% rata-rata kuat tekan 2 benda uji beton geopolimer umur 28 hari.

Gambar 3.19. Tampilan data output strain gauge dalam format .csv

Pada Gambar 3.19, tabel berwarna merah merupakan contoh

data yang dihasilkan oleh strain gauge yang terpasang secara vertikal pada beton, sedangkan tabel yang berwarna biru merupakan data yang dihasilkan oleh strain gauge yang terpasang secara horisontal pada beton. Data yang dihasilkan strain gauge

vertikal harus bernilai minus (-), sedangkan untuk strain gauge

horisontal harus bernilai plus (+). Data minus pada strain gauge

vertikal dibuat plus seperti pada kolom C di Gambar 3.19. Pada Gambar 3.19 juga dapat terlihat bahwa data strain gauge horisontal yang terpilih yaitu pada kolom F karena data strain gauge

horisontal pada kolom D mempunyai regangan yang terlalu besar pada awal-awal pengujian, sehingga data tersebut tidak bisa digunakan karena data tersebut jika digunakan akan menghasilkan nilai Poisson’s Ratio yang besar dan melebihi nilai yang disyaratkan yaitu 0,5.

Dari hasil yang didapat pada Data Logger seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 3.19 dicari nilai regangan 50µ pada data strain gauge vertikal sebagai nilai ɛ1 dan lihat besar kuat tekan yang terjadi saat regangan pada titik 50µ. Besar kuat tekan yang terjadi didapatkan pada data output mesin uji tekan yang diambil nilai per satuan detik. Data tersebut digunakan untuk mencari besar

73

tegangan yang terjadi saat 50µ dan dihitung dengan persamaan 3.28. Hasil ini digunakan untuk menentukan batas bawah grafik.

S = 𝑃𝐴 MPa ............................................................................. (3.28)

Dimana: P = Kuat tekan beton (kgf) A = Luas permukaan beton silinder

Sedangkan untuk batas atas grafik didapat berdasarkan 40% besar kuat tekan rata-rata dari 2 benda uji beton geopolimer yang telah berumur 28 hari.

Dalam hal ini nilai modulus elastisitas didapat dari grafik pada saat garis grafik menunjukkan garis linier seperti pada Gambar 3.20 yang dimulai dari titik a sampai b. Titik a sampai b tersebut digunakan untuk mencari nilai modulus elastisitas (E) dengan menggunakan persamaan 3.27.

Gambar 3.20. Grafik cara menentukan modulus elastisitas

02468

10121416

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Kua

t Tek

an (M

Pa)

ε (μ)

0,4 f'c

a

b

0,5µ

E

74

3.6.9. Poisson’s Ratio

Poisson’s Ratio merupakan rasio kontraksi terhadap ekstensi atau rasio dari tegangan yang terjadi tegak lurus dengan beban terhadap tegangan aksial. Data yang didapatkan dari Data Logger selain digunakan untuk menghitung nilai modulus elastisitas, juga dapat digunakan untuk mencari nilai Poisson’s Ratio. Nilai Poisson’s Ratio dicari dengan membagi data strain gauge

horisontal dengan strain gauge vertikal.. Nilai Poisson’s Ratio disyaratkan tidak boleh melebihi 0,5.

Berikut cara pengujukuran Poisson’s Ratio dengan pengukuran yang dilakukan dijelaskan dalam persamaan 3.29-3.34.

Gambar 3.21. Pengukuran perhitungan poisson’s ratio

Ko = Keliling awal = π Do = 31,4 x 10 cm = 31,4 cm

D0 = 10 cm

D akhir

12 ?D 1

2 ?D

P

P

75

Dianggap ɛo = 0 ɛa = Titik akhir pengamatan Ka = Keliling akhir = π Da .................................................... (3.29) Ka = Ko + (ɛa + Ko) Ka = Ko (1 + ɛa) .................................................................... (3.30)

Persamaan (3.29) dan (3.30) π Da = Ko (1 + ɛa)

Da = 𝐾𝑜

𝜋 (1 + ɛa) ............................................................. (3.31)

ΔD = Da – Do ................................................................. (3.32) Persamaan (3.31) dan (3.32)

ΔD = 𝐾𝑜

𝜋 (1 + ɛa) – Do

= 𝜋 𝐾𝑜

𝜋 (1 + ɛa) – Do

= Do {(1 + ɛa) -1} ΔD = Do ɛa ..................................................................... (3.33)

ɛk = ΔD

𝐷𝑜 .......................................................................... (3.34)

Persamaan (3.33) dan (3.34)

ɛk = Do 𝜀𝑎

𝐷𝑜

ɛk = ɛa

76

Gambar 3.22. Grafik Poisson’s Ratio

Tetapi dalam penelitian ini nilai poisson’s ratio dicari dari

grafik persamaan seperti pada Gambar 3.22. Grafik Poisson’s Ratio. Setelahnya cari posisi garis linier lalu titik x dan y yang didapat dimasukkan kedalam persamaan 3.35.

ν = ∆𝜀𝑥

∆𝜀𝑦 ................................................................................. (3.35)

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

-1000 0 1000 2000 3000 4000

ɛ ho

rison

tal

ɛ vertikal

∆𝜀𝑥

∆𝜀𝑦

77

BAB 4 ANALISA DATA

4.1. Pengetesan Terhadap Material Yang Digunakan 4.1.1. Agregat Kasar 4.1.1.1. Percobaan Berat Jenis Batu Pecah (ASTM C 127-88

Reapp. 01)

Tabel 4.1. Berat jenis batu pecah

Percobaan 1 2

(gram) (gram) Berat kerikil di udara (w1) 3000 3000 Berat kerikil di air (w2) 1875 1860 Berat jenis = w1 / (w1-w2) 2,667 2,632

Dari percobaan yang dilakukan didapatkan hasil seperti

pada Tabel 4.1.. Sehingga didapatkan berat jenis batu pecah rata-rata antara percobaan 1 dan 2 sebesar 2,649 gr/cm3. Berdasarkan ASTM C 128 – 78 Reapp. 01 berat jenis batu pecah yang disyaratkan sebesar 2,4 – 2,7 gr/cm3. Jadi, batu pecah yang digunakan memenuhi persyaratan.

4.1.1.2. Percobaan Kelembapan Batu Pecah (ASTM C 566-97

Reapp. 04)

Tabel 4.2. Kelembapan batu pecah

Percobaan 1 2

(gram) (gram) Berat batu pecah asli (w2) 500 500

BAB IV

78

Lanjutan Tabel 4.2.

Percobaan 1 2

(gram) (gram) Berat batu pecah oven (w1) 490 490 kelembapan batu pecah (%) = ((w2-w1) / w2) x 100% 2,041 2,041

Dari hasil pada diperoleh kelembapan batu pecah rata-rata

dari percobaan sebesar (2,041 %+2,041 %

2) = 2,041 %. Sehingga

dapat disimpulkan bahwa kelembapan batu pecah yang digunakan memenuhi persyaratan pada ASTM C 566-97 Reapp. 04 yang mengatakan bahwa selisih dari kedua percobaan tidak boleh melebihi 0,79%.

4.1.1.3. Percobaan Air Resapan Pada Batu Pecah (ASTM C

127-88 Reapp. 01)

Tabel 4.3. Air resapan batu pecah

Percobaan 1 2

(gram) (gram) Berat kerikil SSD 3000 3000 Berat kerikil oven (w) 2915 2967 Kadar air resapan (%) = ((3000-w) / w) x 100% 2,916 1,112

Berdasarkan hasil percobaan yang tertera didalam Tabel 4.3

didapatkan hasil kadar air resapan rata-rata dari percobaan 1 dan 2 sebesar 2,0 % jadi batu pecah yang digunakan memenuhi persyaratan yang ada pada ASTM C 127-88 Reapp. 01 yang bertuliskan bahwa syarat untuk percobaan uji air resapan pada batu pecah memiliki batas kadar yang diperbolehkan sebesar 1% sampai dengan 2%.

79

4.1.1.4. Percobaan Berat Volume Batu Pecah (ASTM C 29/C 29 M-97 a)

Tabel 4.4. Berat volume batu pecah

Percobaan Dengan Rojokan

Tanpa Rojokan

Berat silinder (w1) (kg) 5,015 5,015 Berat silinder + batu pecah (w2) (kg) 19,235 18,05 Berat batu pecah (w2 - w1) (kg) 14,22 13,035 Volume silinder (v) (lt) 10 10 Berat volume (kg/lt) 1,422 1,3035 Berdasarkan ASTM C 29-91 batas berat volume yang

disyaratkan adalah sebesar 1,4 – 1,7. Dari hasil yang tertera dalam Tabel 4.4 didapatkan berat volume batu pecah rata-rata antara percobaan 1 dan percobaan 2 sebesar = (1,422+1,3035)

2= 1,4 𝑘𝑔/𝑙𝑡.

maka batu pecah yang digunakan memenuhi persyaratan yang tertuliskan didalam ASTM C 29-91.

4.1.1.5. Tes Kebersihan Batu Pecah Terhadap Lumpur /

Pencucian (ASTM C 117-03)

Tabel 4.5. Kebersihan batu pecah terhadap lumpur (Pencucian)

Percobaan 1 2

(gram) (gram) Berat kering sebelum dicuci (w1) 1000 1000 Berat kering setelah dicuci (w2) 995 995 Kadar lumpur (%) = ((w1-w2) / w1) x 100% 0,5 0,5

80

Dari Tabel 4.5 didapatkan kadar lumpur rata-rata percobaan 1 dan 2 pada batu pecah sebesar = 0,5% +0,5 %

2= 0,5 %. Syarat pada

ASTM C 117-03 mengatakan bahwa kebersihan batu pecah terhadap lumpur diharuskan kurang dari 1%. Sehingga jika tingkat kebersihan batu pecah terhadap lumpur masih lebih dari 1%, batu pecah diharuskan untuk dicuci kembali sampai mencapai kadar yang kurang dari 1% agar batu pecah tersebut memenuhi syarat yang diharuskan sebagai agregat pada beton.

4.1.1.6. Tes Keausan Agregat Kasar (ASTM C 131-03)

Tabel 4.6. Keausan agregat kasar

Percobaan 1

(gram) Berat sebelum diabrasi (w1) 5000 Berat sesudah diabrasi (w2) 3895 keausan = ((w1-w2)/w1) x 100 % 22,1

Berdasarkan ASTM C 131-03, agregat yang baik harus

mempunyai tingkat keausan kurang dari 35%. Jika dilihat dari hasil yang ditunjukan pada Tabel 4.6 didapatkan tingkat keausan agregat kasar sebesar 22,1%. Maka, batu pecah yang digunakan memenuhi persyaratan yang tertera pada ASTM C 131-03 dengan nilai keausan yang kurang dari 35%.

81

4.1.1.7. Analisa Saringan Batu Pecah ( ASTM C 136-95A)

Tabel 4.7. Hasil analisa saringan batu pecah

Lubang Ayakan Batu Pecah

Tertahan Lolos No. mm Gram E % Kumulatif E % %

3" 76.2 - - - 100 3/2" 38.1 - - - 100 3/4" 19.1 60 1.2 1.2 98.8 3/8" 9.5 3945 78.9 80.1 19.9 No. 4 4.76 995 19.9 100 0 No. 8 2.38 0 0 100 0 No. 16 1.1 0 0 100 0 No. 30 0.59 0 0 100 0 No. 50 0.297 0 0 100 0 No. 100 0.149 0 0 100 0 Pan 0 0 0 - -

Jumlah 5000 100 681.3 Fm kr = 6,81

82

Gambar 4.1. Lengkung Ayakan Batu Pecah

Berdasarkan peraturan yang tertulis pada ASTM C-136-01

mengatakan bahwa agregat yang baik harus memenuhi zona lengkung ayakan. Hasil yang tertera pada Tabel 4.7, didapatkan grafik lengkung ayakan batu pecah seperti yang tertera pada Gambar 4.1. Dalam Gambar 4.1 agregat kasar yang digunakan dalam penelitian ini masih memenuhi persyaratan yang tertera dalam ASTM C-136-01.

4.1.2. Agregat Halus 4.1.2.1. Percobaan Berat Jenis Pasir ( ASTM C 128-01)

Tabel 4.8. Berat jenis pasir

Percobaan 1 2

(gram) (gram) Berat labu + pasir + air (w1) 1560 1560 Berat pasir SSD 500 500 Berat labu + air (w2) 1250 1245

Berat jenis pasir (gr/cm3) = 500 / (500 + w2 - w1) 2,63 2,703

0

20

40

60

80

100

120

30 40 50 60 70 80 90

% L

olos

Lubang Ayakan (mm)hasil analisis standar ASTM

1.19 2.38 4.76 9.5 19.1 38.1 76.2

83

Dari hasil pada rata-rata ya. ng didapat pada percobaan 1 dan

2 seperti yang tertera pada Tabel 4.8 didapatkan hasil sebesar 2,6665. Jadi dalam hal ini pasir yang digunakan mansih memenuhi syarat yang tertera di dalam ASTM C 128-78 yang mengatakan bahwa berat jenis pasir yang disyaratkan masih berada dalam batas 2,4 sampai dengan 2,7.

4.1.2.2. Percobaan Kelembapan Pasir ( ASTM C 566-97

Reapp.04)

Tabel 4.9. Kelembaban pasir

Percobaan 1 2

(gram) (gram) Berat pasir asli (w2) 500 500 Berat pasir oven (w1) 485 480 Kelembapan pasir (%) = ((w2-w1) /w2) x 100% 3,093 4,1667

Berdasarkan ASTM C 566-89 mengenai kelembaban pasir

disebutkan bahwa pasir dinyatakan benar-benar kering kelembabannya jika mencapai angka kurang dari 0,1 %. Dari percobaan yang tertera dalam Tabel 4.9, diperoleh data bahwa kelembaban pasir rata-rata antara percobaan 1 dan 2 sebesar = 3,093 % + 4,1667 %

2= 3,6 % sehingga dapat disimpulkan bahwa

keadaan pasir belum benar-benar kering.

84

4.1.2.3. Percobaan Air Resapan Pada Pasir ( ASTM C 128 -01)

Tabel 4.10. Air resapan pasir

Percobaan 1 2

(gram) (gram) Berat pasir SSD 500 500 Berat pasir oven (w1) 495 494 Air resapan (%) = ((500-w1) /w1) x 100% 1,01 1,21

Berdasarkan ASTM C 128-93, diketahui bahwa kadar air

resapan yang memenuhi syarat yang baik antara 1 – 4 %. Jika dihubungkan dengan data yang tertera didalam Tabel 4.10, maka diperoleh data bahwa resapan air rata- rata antara percobaan 1 dan 2 sebesar = 1,01 % +1,21 %

2= 1,11 % . Sehingga pasir yang

digunakan dalam penelitian ini masih dalam syarat yang tertera didalam ASTM C 128-93.

4.1.2.4. Percobaan Berat Volume Pasir ( ASTM C 29/ C 29m-

97)

Tabel 4.11. Berat volume pasir

Percobaan Dengan Rojokan

Tanpa Rojokan

Berat silinder (w1) (kg) 2,33 2,33 Berat silinder + pasir (w2) (kg) 7,22 6,87 Berat pasir (w2 - w1) (kg) 4,89 4.54 volume silinder (v) (lt) 3 3 Berat volume (kg/lt) = 1,63 1,48

85

Dari didapatkan selisih berat volume pasir dengan rojokan dan tanpa rojokan sebesar 15 kg/m3 , yang didapatkan dari hasil berat volume dengan rojokan dikurangkan dengan berat volume tanpa rojokan yang tertera didalam Tabel 4.11 dengan perhitungan 1,63 kg/lt – 1,48 kg/lt = 0,15 kg/lt = 15 kg/m3. Dalam hal ini, berdasarkan ASTM C 29-91 ditetapkan bahwa percobaan berat volume pasir antara percobaaan yang dilakukan dengan rojokan dan tanpa rojokan sama tidak boleh lebih dari 40 kg/m3. Sehingga pasir yang digunakan dalam penelitian ini masih memenuhi syarat dalam ASTM C 29-91. 4.1.2.5. Tes kebersihan pasir terhadap bahan organik ( ASTM

C 40-04)

Tabel 4.12. Kebersihan pasir dari bahan organik

Percobaan 1 2 Volume pasir (cc) 130 130 Larutan NaOH (cc) 70 70 Warna yang timbul putih bening putih bening

Berdasarkan ASTM C 40-92, warna hasil percobaan harus tidak

lebih tua dari warna zat pembanding yaitu NaOH. Dari hasil percobaan yang tertera didalam Tabel 4.12, didapatkan warna yang timbul berupa putih bening sehingga pasir gunakan dalam penelitian ini masih memenuhi syarat yang tertera didalam ASTM C 40-92.

86

4.1.2.6. Tes kebersihan pasir terhadap bahan Lumpur (pengendapan)

Tabel 4.13. Kebersihan pasir terhadap lumpur (Pengendapan)

Percobaan 1 2 Tinggi lumpur (h) (mm) 1 1 Tinggi pasir (H) (cm) 5,9 5,7 Kadar lumpur (%) = (h/H x 100%) 1,69 1,75

Berdasarkan ASTM C 33-86 diberikan batas maksimum

kadar lumpur adalah sebesar 3% dari total sampel percobaan. Dari rata-rata percobaan 1 dan 2 seperti yang terlihat dalam Tabel 4.13 didapatkan kadar lumpur rata-rata sebesar = 1,69 % +1,75 %

2=

1,72 %. Jadi pasir yang digunakan memenuhi persyaratan ASTM C 33-86 karena kadar lumpur pada pasir yang digunakan dalam penelitian ini kurang dari 3%.

4.1.2.7. Tes kebersihan pasir terhadap bahan Lumpur /

pencucian ( ASTM C 117-03) Tabel 4.14. Kebersihan pasir terhadap lumpur/pencucian

Percobaan 1 2

(gram) (gram) Berat kering sebelum dicuci (w1) 500 500 Berat kering setelah dicuci (w2) 495 497,6 Kadar lumpur (%) = ((w1-w2) /w1) x 100% 1,00 0,48

Berdasarkan ASTM C 117-33 batas maksimum kebersihan

pasir terhadap material yang lebih halus dari ayakan no. 200 (75 um) untuk klasifikasi beton umum adalah sebesar 5% dari total

87

sampel percobaan. Dari hasil percobaan yang tertera pada Tabel 4.14 didapatkan kadar lumpur rata-rata dari percobaan 1 dan 2 sebesar = 1 % + 0,48 %

2= 0,74 %. Jadi pasir yang digunakan

masih memenuhi persyaratan dengan presentase kadar lumpur yang kurang dari 5% seperti yang tertera di dalam ASTM C 117-33.

4.1.2.8. Analisa Saringan Pasir ( ASTM C 136-01)

Tabel 4.15. Analisa saringan pasir

Lubang gram Lolos

Percobaan I Percobaan II Lolos Kumulatif Lolos Kumulatif

No. mm % E% % E% 4 4.76 0 0.00 100.00 0.00 100.00 8 2.38 12 2.41 97.59 2.60 97.40 16 1.19 66 13.25 84.34 14.20 83.20 30 0.59 184 36.95 47.39 37.60 45.60 50 0.297 183 36.75 10.64 36.40 9.20

100 0.149 51 10.24 0.40 8.80 0.40 pan pan 2 0.40 0.00 0.40 0.00

88

Gambar 4.2. Lengkung ayakan pasir

Berdasarkan ASTM C-136-01, agregat yang baik

seharusnya memenuhi zona lengkung ayakan. Dan pada pengujian ini didapatkan hasil pengujian seperti yang tertera dalam Tabel 4.15, didapatkan grafik lengkung ayakan pasir seperti yang terlihat pada Gambar 4.2, dimana ditunjukkan bahwa material agregat halus yang digunakan memenuhi persyaratan yang tertera didalam ASTM C-136-01.

4.2. Fly Ash

4.1.1. Uji XRF Fly ash yang digunakan pada penelitian ini berasal dari PT.

Petrokimia Gresik yang telah diuji komposisi senyawa kimianya. Adapun tujuan dari pengujian tersebut untuk mengetahui senyawa yang terkandung di dalam fly ash. Hasil dari pengujian tersebut menunjukkan bahwa fly ash yang diambil dari PT. Petrokimia

0

20

40

60

80

100

120

0.15 0.3 0.6 1.18 2.38 4.75

% L

olos

Lubang Ayakan (mm)

perc. I

perc. II

89

Gresik merupakan fly ash kelas F dengan kandungan-kandungan yang tertera pada tabel 4.16.

Tabel 4.16. Komposisi fly ash berdasarkan hasil uji di Sucofindo

No. Parameter Unit Presentase (%) 1. SiO2 % wt 48,47 2. Al2O3 % wt 26,05 3. Fe2O3 % wt 12,54 4. TiO2 % wt 0,92 5. CaO % wt 5,18 6. MgO % wt 2,77 7. Cr2O3 % wt 0,02 8. K2O % wt 1,66 9. Na2O % wt 0,47

10. SO3 % wt 1,05 11. Mn2O3 % wt 0,19

Dalam Tabel 4.16 terlihat bahwa kandungan terbesar dalam

fly ash kelas F yang digunakan adalah SiO2. Seperti yang dijelaskan dalam ASTM C-618 bahwa fly ash kelas F kadar (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 70%, dalam Tabel 4.16 kandungan (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) berjumlah 87,06% dan sudah melebihi kadar yang disyaratkan. Sedangkan untuk SO3 yang berjumlah 1,05% masih memenuhi persyaratan yaitu kurang dari 5%.

90 4.1.2. Uji XRD

Pengujian XRD untuk fly ash dilakukan di PT. Semen Indonesia (Persero), Tbk. dengan hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3. XRD fly ash kelas F dari PT.Petrokimia Gresik

91

Tabel 4.17. Kandungan mineral pada fly ash

Kode Nama Mineral Rumus Kimia Jumlah (%) 1 Quartz low SiO2 39 2 Alumunium Oxide Al2O3 13 3 Magnemite TiO2 14

4 Hematite HP, iron(III) oxide Fe2O3 4,1

5 Anorthite, sodian Na0.45Ca0.55Al1.55Si2.45 29 Tujuan dari pengujian XRD adalah untuk melihat mineral

apa saja yang terkandung didalam suatu material dan seberapa banyak mineral yang terkandung tersebut. Dari Gambar 4.3. dapat dilihat bahwa fly ash yang digunakan dalam penelitian ini bersifat amorf. Dalam Tabel 4.17. terlihat bahwa mineral tertinggi yang terkandung didalam fly ash adalah Quartz dengan presentase 39%. Disusul dengan Anorthite Sodian dengan presentase 29%. Sedangkan kandungan Magnemite didalam fly ash sejumlah 14%.

Beton Geopolimer 4.4.1. Tes Setting Time

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui waktu pengikatan awal (mulai terjadi pengikatan) dan pengikatan akhir (mulai mengeras) dari pasta beton geopolimer. Sebagai tanda dimulainya pengikatan awal ditunjukkan saat jarum vikat menunjukkan angka penurunan sebesar 25 mm. Dan pengikatan akhir ditandai saat jarum vikat tidak mengalami penurunan lagi.

Perhitungan waktu dengan stopwatch diawali saat fly ash

melakukan kontak dengan larutan alkali. Adapun tujuan sebenarnya dari pengujian setting time ini untuk menemukan komposisi pasta yang sesuai. Sehingga dilakukan banyak uji setting time dengan berbagai komposisi tambahan, diantara bahan yang digunakan adalah silica fume, Superplasticizer, Sikatard 980,

92

sebelum ditetapkan menggunakan Plastiment-VZ. Selain menggunakan bahan kimia tambah yang bermacam-macam, dalam uji setting time ini juga menggunakan rasio fly ash dan alkali yang berbeda-beda. Hasil pengujian-pengujian setting time ini lah yang nantinya akan menjadi alasan mengapa menggunakan rasio fly ash

dan alkali dengan 65:35.

4.3.1.1. Uji Setting Time Dengan Tambahan Silica Fume Kadar Silica Fume yang ditambahkan sebanyak 10% dengan

fly ash yang digunakan sebanyak 90%. Bahan lain yang ditambahkan dalam campuran pasta ini adalah superplasticizer

jenis Rheobuild sebanyak 2,5% dari jumlah fly ash, sukrosa sebanyak 2% dari jumlah fly ash, dan air sebanyak 1% dari jumlah fly ash. Adapun perbandingan Na2SiO3 dan NaOH yang digunakan adalah 2,5. Hasil dari pengujian ini tertera pada Tabel 4.18.

Tabel 4.18. Hasil tes setting time dengan tambahan silica fume

Waktu (menit) Settlement (mm)

2 40 4 40 6 40 8 40

10 40 12 40 14 40 16 40 18 40

93

Lanjutan Tabel 4.18. Waktu (menit) Settlement (mm)

20 35 22 25 24 19 26 11 28 8 30 6 32 4 34 2 36 2 38 2 40 0

Gambar 4.4, Grafik setting time dengan tambahan silica fume

05

1015202530354045

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

Sett

lem

ent (

mm

)

Waktu (menit)

94

Dari tes setting time yang dilakukan didapatkan grafik pada Gambar 4.3 Kemudian grafik tersebut diregresikan dan didapatkan persamaan sebagai berikut : y = -9*10-7 x6 + 1*10-5 x5 – 0,0035 x4 + 0,0488 x3 – 0,2159 x2 – 0,1625 x + 41,304 untuk : y = 25 mm -> x = 22 menit y = 0 mm -> x = 40 menit Sehingga dapat diketahui bahwa pasta dengan tambahan silica

fume mengalami pengikatan awal dalam 22 menit dan pengikatan akhir dalam 40 menit dengan hasil yang dapat dilihat pada Tabel 4.18. 4.3.1.2. Uji Setting Time Dengan Tambahan Superlasticizer

Kadar Superplasticizer yang ditambahkan sebanyak 4% dari jumlah fly ash yang digunakan. Adapun perbandingan Na2SiO3 dan NaOH yang digunakan adalah 3 dengan perbandingan antara fly

ash dan alkali adalah 74 : 26. Hasil dari pengujian ini tertera pada Tabel 4.19.

Tabel 4.19. Hasil tes setting time dengan tambahan superplasticizer

Waktu (menit) Settlement (mm) 5 40

10 40 12 40 14 40 16 40 18 25 20 17 22 9

95

Lanjutan Tabel 4.19.

Waktu (menit) Settlement (mm) 24 5 26 0

Gambar 4.5, Grafik setting time dengan tambahan superplasticizer

Dari tes setting time yang dilakukan didapatkan grafik pada Gambar 4.5 Kemudian grafik tersebut diregresikan dan didapatkan persamaan sebagai berikut : y = 0,0022 x4 – 0,1294 x3 + 2,459 x2 – 18,293 x + 84,668 untuk : y = 25 mm -> x = 18 menit y = 0 mm -> x = 26 menit Sehingga dapat diketahui bahwa pasta dengan tambahan superplasticizer mengalami pengikatan awal dalam 18 menit dan pengikatan akhir dalam 26 menit seperti yang tertera pada Tabel 4.19.

05

1015202530354045

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

Sett

lem

ent(

mm

)

Waktu (menit)

Settlement (mm) Poly. (Settlement (mm))

96

4.3.1.3. Uji Setting Time Dengan Tambahan Sikatard 930

Kadar sikatard 930 yang ditambahkan sebanyak 2% dari jumlah fly ash yang digunakan. Sikatard 930 yang digunakan berasal dari PT. SIKA Indonesia. Adapun perbandingan Na2SiO3 dan NaOH yang digunakan adalah 3 dengan perbandingan antara fly ash dan alkali adalah 74 : 26. Hasil dari pengujian ini tertera pada Tabel 4.20.

Tabel 4.20. Hasil tes setting time dengan tambahan sikatard 930

Waktu (menit) Settlement (mm) 30 40 60 40

90 40 120 40 150 40 162 37 180 36 210 35 240 27 270 17 284 0

97

Gambar 4.6. Grafik setting time dengan tambahan sikatard 930

Dari tes setting time yang dilakukan didapatkan grafik pada Gambar 4.6. Kemudian grafik tersebut diregresikan dan didapatkan persamaan sebagai berikut : y = -5*10-8 x4 + 2*10-5 x3 – 0,0044 x2 + 0,3027 x + 33,813 untuk : y = 27 mm -> x = 240 menit y = 0 mm -> x = 284 menit Sehingga dapat diketahui bahwa pasta dengan tambahan silica

fume mengalami pengikatan awal dalam 240 menit dan pengikatan akhir dalam 284 menit seperti yang tertera pada Tabel 4.20.

05

1015202530354045

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300

Sett

lem

ent (

mm

)

Waktu (menit)

Settlement (mm) Poly. (Settlement (mm))

98

Gambar 4.7. Hubungan antara setting time dengan tambahan silica fume,

superplasticizer, dan sikatard 930

Dapat dilihat dalam Gambar 4.7 bahwa sikatard 930 memberikan dampak paling besar terhadap kenaikan waktu setting

time. Tetapi meskipun begitu workability yang dihasilkan sangatlah jelek, sehingga perlu dilakukan pengujian lagi untuk setting time dengan tambahan plastiment VZ.

Jeleknya workability pada penambahan sikatard 930 dikarenakan lamanya proses reaksi dari sikatard 930 itu sendiri. Awal pencampuran, pasta akan terlihat kering, tetapi dalam 30-60 menit kemudian kondisi pasta akan mengental dengan sendiri, hal ini diakibatkan mulai bereaksinya sikatard 930. Meskipun sikatard

930 telah bereaksi total, workability-nya masih belum memenuhi syarat sebagai bahan tambahan beton geopolimer meskipun lama setting time telah memenuhi.

4.3.1.4. Uji Setting Time Dengan Tambahan Plastiment VZ

Pada pengujian ini digunakan 2 jenis komposisi yang berbeda dengan perbedaan perbandingan fly ash dan alkali aktivator yang digunakan. Pada percobaan 1 menggunakan perbandingan antara fly ash dan alkali aktivator sebesar 65:35 dan pada percobaan kedua menggunakan perbandingan 70:30. Dan

0

50

100

150

200

250

300

Silica Fume Superplasticizer Sikatard 930

Wak

tu (m

enit)

Bahan kimia tambahanPengikatan Awal Pengikatan Akhir

40 22

26 18

284 240

99

pada kedua percobaan menggunakan perbandingan alkali sebesar 2,5.

Gambar 4.8. Grafik pengikatan awal dan akhir setting time dengan

tambahan plastiment VZ

Dalam Gambar 4.8. Grafik pengikatan awal dan akhir setting

time dengan tambahan plastiment VZ dapat dilihat bahwa waktu pengikatan awal terjadi pada menit ke-1096 pada percobaan pertama sedangkan pada percobaan kedua pengikatan awal terjadi pada menit ke-572. Untuk pengikatan akhir terjadi pada menit ke-1476 pada percobaan pertama dan pengikatan akhir pada menit ke-886 terjadi pada percobaan kedua.

Untuk pengujian-pengujian setting time dilakukan dengan perbandingan alkali aktivator 2,5 saja, dikarenakan jika perbandingan alkali 2,5 sudah memenuhi syarat yang setidaknya mempunyai waktu setting time yang cukup untuk proses mixing,

maka perbandingan alkali aktivator 1,5 dan 2 dipastikan memliki waktu setting time yang lebih lama dari perbandningan alkali aktivator 2,5.

0200400600800

1000120014001600

Percobaan 1 Percobaan 2

Wak

tu (m

enit)

Kode

Pengikatan Awal Pengikatan Akhir

1476

886

572

1096

100

Dari semua pengujian setting time yang digunakan, diputuskan untuk menggunakan tambahan plastiment VZ. Alasan memilih plastiment VZ dikarenakan dengan tambahan plastiment VZ menghasilkan workability yang lebih bagus meskipun pada awal pencampuran terlihat kering. Hal ini diakibatkan reaksi dari plastiment VZ sedikit lambat, sehingga dibutuhkan sekitar 30-40 menit untuk proses pencampuran.

4.3.1.5. Uji Setting Time Tanpa Tambahan Plastiment VZ

Untuk pengujian setting time tanpa menggunakan plastiment VZ menggunakan 3 variasi perbandingan alkali yaitu 2,5 : 2, dan 1,5. Dikarenakan 3 variasi perbandingan alkali ini digunakan dalam pembuatan pasta geopolimer. Pengujian ini menggunakan perbandingan binder 65:35 dan besar plastiment VZ yang digunakan 2% dari berat fly ash.

Gambar 4.9. Grafik pengikatan awal dan akhir setting time tanpa

tambahan plastiment VZ

0

200

400

600

800

1000

1.5 2 2.5

Wak

tu (m

enit)

Perbandingan Na2SiO3 : NaOHPengikatan Awal Pengikatan Akhir

773

212

325

445 439

652

101

Dalam Gambar 4.9 dapat dilihat bahwa waktu pengikatan awal pada perbandingan alkali 1,5 terjadi pada menit ke-445 dengan pengikatan akhir pada menit ke-773. Sedangkan untuk perbandingan alkali 2 pada menit ke-325 sudah terjadi pengikatan awal dan pengikatan akhir pada menit ke-652. Dari hal ini dapat disimpulkan bahwa dengan semakin besarnya perbandingan alkali yang akan berpengaruh pada jumlah NaOH yang semakin berkurang maka berpengaruh pada setting time yang semakin cepat seiring bertambahnya perbandingan alkali sampai 2,5. Dikarenakan perbandingan alkali pada 2,5 mempunyai waktu pengikatan awal pada menit ke-212 dan pengikatan akhir terjadi pada menit ke-430. 4.3.2. Analisa Tes Uji Tekan Benda Uji Pasta

Tes uji tekan untuk pasta geopolimer ini dilakukan pada umur pasta 28 hari dengan setiap variasinya berjumlah 6 buah. Pengujian ini dilakukan di Workshop Laboratorium Struktur, Teknik Sipil, ITS. Hasil kuat tekan tertera pada Tabel 4.21.

Tabel 4.21, Hasil uji kuat tekan pasta

Kode Uji Tekan (MPa) Standart Rata Kovarian Kontrol

Benda Uji (kgf) 28 hari Deviasi Rata (%) Kualitas P-2,5-normal

1360 43,273 4,721 40,462 0,655 Istimewa

1280 40,727

1020 32,455

1400 44,545

1390 44,227

1180 37,545 P-2,5-40

1330 42,318 3,511 46,189 0,249 Istimewa

1450 46,136

1430 45,500

102



Benda Uji (kgf) 28 hari Deviasi Rata (%) Kualitas P-2,5-40 1340 42,636

1590 50,591

1570 49,955 P-2,5-60 1540 49,000 6,899 46,720 0,422 Istimewa

1450 46,136

1780 56,636

1110 35,318

1510 48,045

1420 45,182 P-2,5-80 1940 61,727 10,636 50,485 0,517 Istimewa 1300 41,364 1780 56,636 1800 57,273 1630 51,864 1070 34,045 P-2-normal 1510 48,045 11,887 45,765 1,485 Istimewa 2060 65,545 1410 44,864 1540 49,000 1030 32,773 1080 34,364 P-2-40 1020 32,455 11,487 49,106 1,062 Istimewa 1620 51,545 1170 37,227

103



Benda Uji (kgf) 28 hari Deviasi Rata (%) Kualitas P-2-40 1820 57,909

1750 55,682

1880 59,818

P-2-60 1450 46,136 4,039 50,114 0,525 Istimewa

1800 57,273

1500 47,727

1630 51,864

1570 49,955

1500 47,727

P-2-60 1850 58,864 5,499 51,705 0,561 Istimewa

1650 52,500

1520 48,364

1380 43,909

1780 56,636

1570 49,955

P-1,5-normal

1340 42,636 15,560 49,212 2,190 Istimewa

1160 36,909

1740 55,364

2460 78,273

1300 41,364

1280 40,727

P-1,5-40 1460 46,455 0,900 50,909 0,058 Istimewa

1420 45,182

2220 70,636

104



Benda Uji (kgf) 28 hari Deviasi Rata (%) Kualitas P-1,5-40 1410 44,864

1590 50,591

1500 47,727

P-1,5-60 1700 54,091 13,058 63,689 1,448 Istimewa

2000 63,636

1860 59,182

1600 50,909

2100 66,818

2750 87,500

P-1,5-80 1980 63,000 11,732 71,697 1,117 Istimewa

2490 79,227

1930 61,409

2870 91,318

2000 63,636

2250 71,591

105

Gambar 4.10. Diagram kuat tekan pasta geopolimer umur 28 hari

Pengujian ini khusus dilakukan untuk mengetahui efek

temperatur curing pada beton. Karena Davidovits (2008) mengatakan jika temperatur curing optimal berada pada titik temperatur curing 60oC. Dan jika temperatur curing dinaikkan melebihi 60oC kenaikan besar kuat tekan tidak terlalu signifikan.

Jika dihubungakan pada pengujian kuat tekan pasta akan menghasilkan kuat tekan seperti yang tercantum dalam Tabel 4.21 dengan kuat tekan tertinggi sebesar 71,697 Mpa pada rata-rata kuat tekan pasta dengan perbandingan alkali 1,5 dan di curing pada temperatur 80oC. rata-rata kuat tekan dari temperatur 400C menuju 600C mengalami kenaikan kuat tekan sebesar 20,06% dan sebaliknya kenaikan kuat tekan dari temperatur 600C menuju 800 tidak terlalu tinggi yaitu sebesar 11,17% jika dibandingkan dengan kenaikan pada temperatur 400C ke 600C.

4.3.3. Analisa Tes Uji Dogbone

Pengujian kuat tarik dengan benda uji dogbone menggunakan 3 benda uji pada setiap macam variasinya dan diuji

0

20

40

60

80

1 1.5 2 2.5 3

Kua

t Tek

an (M

Pa)


Temperatur normal curing Temperatur curing 40°C

Temperatur curing 60°C Temperatur curing 80°C

106

pada umur 28 hari. Adapun tujuan dari dilakukannya pengujian ini adalah untuk mengetahui daktalitas benda uji terhadap gaya tarik benda uji dengan kondisi penarikan benda uji pada mesin kuat tarik adalah 0,01 mm/detik. Dikarenakan jumlah benda uji dogbone

berjumlah 3 buah maka data pengujian di rata-rata.

4.3.3.1. Uji Tarik Benda Uji Dogbone dengan Normal Curing

Gambar 4.11. Grafik kuat tarik dogbone dengan normal curing

Dalam Gambar 4.11, kuat tarik dogbone tertinggi ada pada

komposisi dengan perbandingan Na2SiO3:NaOH = 1,5 yaitu sebesar 5,141 MPa. Lalu untuk kuat tarik terendah ada pada dogbone dengan komposisi perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2,5 yaitu sebesar 4,248 MPa. Kenaikan kuat tarik pada Gambar 4.11 terlihat bahwa kenaikan dari kuat tarik pada perbandingan alkali aktivator 2,5 menuju 2 tidak mengalami kenaikan yang signifikan dengan kenaikan sebesar 0,212%. Sedangkan kenaikan dari

0

1

2

3

4

5

6

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14

Stre

ss (M

Pa)

Strain

D-1,5-normal D-2-normal D-2,5-normal

4,248

5,141

4,239

107

perbandingan alkali aktivator 2 menuju 1,5 mengalami kenaikan sebesar 17,37%.

4.3.3.2. Uji Tarik Benda Uji Dogbone dengan Curing

Temperatur 40oC

Gambar 4.12. Grafik kuat tarik dogbone dengan curing temperatur 400C


komposisi dengan perbandingan Na2SiO3:NaOH = 1,5 yaitu sebesar 6,232 MPa. Lalu untuk kuat tarik terendah ada pada dogbone dengan komposisi perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2,5 yaitu sebesar 4,459 MPa. Kenaikan kuat tarik pada Gambar 4.12 terlihat bahwa kenaikan dari kuat tarik pada perbandingan alkali aktivator 1,5 menuju 2 tidak mengalami kenaikan sebesar

0

1

2

3

4

5

6

7

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14

Stre

ss (M

Pa)

Strain

D-1,5-40 D-2-40 D-2,5-40

5,6386,232

4,459

108

20,912%. Sedangkan kenaikan dari perbandingan alkali aktivator 2 menuju 2,5 mengalami kenaikan sebesar 9,53%, kenaikan ini mengalami penurunan dari hasil yang ditunjukkan pada Gambar 4.11. Jika dilihat dari besar kuat tarik yang dihasilkan dogbone

pada temperatur normal curing pada Gambar 4.11, besar kuat tarik yang dihasilkan benda uji dogbone yang diuji curing pada temperatur 40oC mengalami peningkatan kuat tarik sebesar 17,49% jika ditinjau dari besar kuat tarik benda uji dogbone yang dihasilkan pada titik tertinggi tiap-tiap perlakuan curing yang berbeda.


Temperatur 60oC


109

Dalam Gambar 4.13, kuat tarik dogbone tertinggi ada pada komposisi dengan perbandingan Na2SiO3:NaOH = 1,5 yaitu sebesar 6,104 MPa. Lalu untuk kuat tarik terendah ada pada dogbone dengan komposisi perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2 yaitu sebesar 5,227 MPa. Pada perlakuan curing temperatur 60oC, besar kuat tarik benda uji dogbone yang dihasilkan mengalami perbedaan dengan benda uji dogbone yang mengalami normal curing dan curing pada tempeartur 40oC karena kuat tekan terendah pada perbandingan alkali aktivator 2. Adapun selisih besar kuat tarik pada perbandingan alkali aktivator 2 dan 2,5 sebesar 6,527%, sedangkan kuat tarik dari perbandingan alkali 2,5 ke 1,5 mengalami kenaikan sebesar 8,388%. Jika dibandingkan pada kuat tarik yang dihasilkan pada benda uji dogbone yang di curing pada temperatur 40oC, benda uji dogbone pada temperatur 60oC mengalami penurunan sebesar 2,054%. Meskipun selisih kuat tarik tidak terlalu jauh tetapi seharusnya benda uji dogbone pada temperatur 60oC mempunyai kuat tekan lebih tinggi jika dibandingakan dengan benda uji dogbone yang di curing pada temperatur 40oC. Hal ini disebabkan karena kondisi benda uji dogbone yang kurang bagus sehingga menghasilkan nilai kuat tarik yang turun.

110


Temperatur 80oC



komposisi dengan perbandingan Na2SiO3:NaOH = 1,5 yaitu sebesar 7,939 MPa. Lalu untuk kuat tarik terendah ada pada dogbone dengan komposisi perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2,5 yaitu sebesar 5,865 MPa. Terlihat pada Gambar 4.14, kenaikan kuat tarik pada perbandingan alkali aktivator 2 ke 1,5 sebesar 5,933%. Sedangkan besar penurunan kuat tarik pada perbandingan alkali aktivator 2 ke 2,5 sebesar 21,465%. Penurunan ini dinilai cukup signifikan jika dibandingkan dengan perbandingan alkali aktivator 1,5 ke 2. Jika dibandingkan kuat tarik pada Gambar 4.13, besar kuat tarik yang terlihat pada Gambar 4.14 mengalami peningkatan cukup besar yaitu 23,114%. Dan kuat tarik yang dihasilkan pada perbandingan alkali 1,5 dengan temperatur curing

80oC menghasilkan kuat tarik tertinggi jika dibandingkan dengan

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14

Stre

ss (M

Pa)

StrainD-1,5-80 D-2-80 D-2,5-80

7,9397,468

5,865

111

kuat rarik pada temperatur normal curing, curing pada temperatur 40oC dan 60oC. Seperti yang telah dikatakan oleh Yellaiah (2014) bahwa kenaikan temperature curing akan meningkatkan kuat Tarik juga. Meskipun begitu terlalu tingginya temperatur curing juga dapat menurunkan kekuatan yang diakibatkan benda uji tidak memiliki moisture yang cukup untuk membentuk kuat tarik dengan kekuatan yang lebih baik (Al Bakri, 2011).

4.3.4. Tes Slump Beton Geopolimer

Tes slump berfungsi untuk mengetahui workability

(kemampuan pengerjaan) dari campuran beton. Hasil tes slump pada penelitian ini ditampilkan dalam Tabel 4.22.

Tabel 4.22. Hasil uji slump

Kode Benda UJi Hasil Slump Test B-1,5-normal 8

B-1,5-40 8 B-1,5-60 8 B-1,5-80 8

B-2-normal 7 B-2-40 7 B-2-60 7 B-2-80 7

B-2,5-normal 6,5 B-2,5-40 6,5 B-2,5-60 6,5 B-2,5-80 6,5

Jika ditinjau Tabel 4.22, terlihat bahwa campuran dengan

perbandingan alkali aktivator 2,5 merupakan slump terkecil sedangkan slump terbesar didapatkan oleh perbandingan alkali aktivator 2,5. Didapatkan hasil seperti ini dikarenakan campurannya yang lebih kental sehingga workability pada

112

perbandingan alkali aktivator 2,5 lebih jelek jika dibandingkan dengan pada perbandingan alkali aktivator 1,5 yang lebih campurannya lebih encer sehingga campuran lebih mudah untuk dibentuk. 4.3.5. Analisa Hasil Tes Kuat Tekan Beton Geopolimer

Tes kuat tekan pada beton geopolimer ini dilakukan pada umur beton 3, 7, 14, 21, dan 28 hari. Dan pada setiap pengetesannya dibutuhkan 3 benda uji silinder dengan tinggi 20 cm dan diameter 10 cm, sedangkan pada benda uji beton umur 28 hari hanya menggunakan 2 benda uji dikarenakan 1 benda uji dnigunakan untuk pengujian modulus elastisitas. Pengetesan dilakukan di Laboratorium Beton dan Bahan Bangunan, Teknik Sipil, ITS, dengan menggunakan mesin torsi universal testing machine berkapasitas 200 ton. Hasil tes kuat tekan yang dilakukan dapat dilihat dalam Tabel 4.23.

Tabel 4.23. Hasil kuat tekan beton geopolimer

Kode Umur Kuat Tekan Standart Kovariant Kontrol

Benda Uji Benda Uji (MPa) Deviasi (%) Kualitas

B-1,5-normal 3 17,691 1,595 0,270 Istimewa 3 19,473 3 16,291 7 26,982 1,782 0,198 Istimewa 7 29,782 7 26,473 14 33,982 1,661 0,147 Istimewa 14 37,291 14 35,891 21 37,036 1,846 0,150 Istimewa

113




B-1,5-normal 21 40,727 21 38,818 28 38,691 2,700 0,209 Istimewa 28 42,509

B-2-normal 3 17,818 1,944 0,327 Istimewa 3 19,091 3 15,273 7 25,200 1,325 0,158 Istimewa 7 23,291 7 22,655 14 31,564 1,256 0,119 Istimewa 14 29,273 14 29,527 21 34,618 1,855 0,161 Istimewa 21 31,945 21 31,055 28 36,145 1,980 0,164 Istimewa 28 33,345

B-2,5-normal 3 16,545 0,918 0,166 Istimewa 3 16,036 3 14,764 7 31,564 1,636 0,156 Istimewa 7 29,018 7 28,509

114




B-2,5-normal 14 31,436 0,194 0,019 Istimewa 14 31,564 14 31,818 21 32,836 0,835 0,076 Istimewa 21 33,855 21 32,200 28 32,073 6,480 0,606 Istimewa 28 41,236

B-1,5-40 3 22,909 1,419 0,186 Istimewa 3 23,418 3 20,745 7 34,873 1,804 0,155 Istimewa 7 35,636 7 32,200 14 43,782 2,120 0,145 Istimewa 14 44,800 14 40,727 21 46,582 1,737 0,112 Istimewa 21 50,018 21 47,855 28 49,891 29,103 1,750 Istimewa 28 50,909

B -2-40 3 19,727 1,097 0,167 Istimewa 3 18,327

115




B-2-40 3 17,564 7 30,036 2,292 0,229 Istimewa 7 27,873 7 25,455 14 37,927 1,695 0,134 Istimewa 14 35,127 14 34,873 21 41,236 1,501 0,109 Istimewa 21 38,309 21 39,200 28 43,018 2,160 0,151 Istimewa 28 39,964

B -2,5-40 3 28,000 1,323 0,142 Istimewa 3 28,000 3 30,291 7 32,327 0,641 0,059 Istimewa 7 31,055 7 31,818 14 42,255 1,927 0,137 Istimewa 14 39,200 14 38,691 21 45,818 0,509 0,033 Istimewa 21 45,309 21 44,800

116

Lanjutan Tabel 4.23



B-2,5-40 28 40,982 12,779 0,935 Istimewa 28 59,055

B -1,5-60 3 20,618 2,073 0,302 Istimewa 3 23,927 3 20,109 7 31,436 2,333 0,223 Istimewa 7 36,018 7 34,491 14 40,855 2,242 0,165 Istimewa 14 45,182 14 44,036 21 46,200 1,684 0,109 Istimewa 21 48,745 21 49,382 28 45,055 28,295 1,884 Istimewa 28 52,182

B -2-60 3 21,509 0,955 0,133 Istimewa 3 20,618 3 19,600 7 32,709 1,082 0,099 Istimewa 7 31,564 7 30,545 14 41,236 1,060 0,077 Istimewa 14 39,709

117




B-2-60 14 41,745 21 44,927 1,595 0,106 Istimewa 21 43,145 21 41,745 28 46,836 1,260 0,081 Istimewa 28 45,055


B -1,5-80 3 27,364 0,961 0,105 Istimewa 3 25,455 3 26,218 7 41,618 2,030 0,146 Istimewa

118




B-1,5-80 7 38,818 7 37,673 14 52,309 2,264 0,130 Istimewa 14 48,745 14 48,109 21 57,145 1,976 0,104 Istimewa 21 53,200 21 54,982 28 59,564 2,880 0,145 Istimewa 28 55,491

B -2-80 3 25,582 1,155 0,135 Istimewa 3 27,364 3 25,200 7 39,022 1,356 0,104 Istimewa 7 41,695 7 39,964 14 49,000 2,285 0,140 Istimewa 14 52,436 14 48,109 21 53,455 2,135 0,120 Istimewa 21 57,018 21 53,200 28 55,745 2,700 0,145 Istimewa 28 59,564

119





120

4.3.5.1. Kuat Tekan Beton Geopolimer Dengan Perbandingan Na2SiO3 : NaOH = 1,5

Gambar 4.15. Perbandingan kuat tekan beton pada setiap umur

pengujian pada perbandingan Na2SiO3:NaOH = 1,5

Gambar 4.16. Perbandingan kuat tekan beton dengan pengaruh

temperatur curing pada perbandingan Na2SiO3:NaOH = 1.5

010203040506070

0 5 10 15 20 25 30

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Umur Beton (hari)

B-1,5-normal B-1,5-40

B-1,5-60 B-1,5-80

010203040506070

10 30 50 70 90

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Temperatur Curing (ᵒC)

3 hari 7 hari 14 hari 21 hari 28 hari

121

Dari Gambar 4.15 dan Gambar 4.16 dapat disimpulkan bahwa kuat tekan beton mengalami peningkatan sampai umur 28 hari. Pada temperatur normal curing mempunyai kuat tekan umur 3 hari sebesar 17,818 MPa dan pada umur 28 hari sebesar 40,6 MPa. Sedangkan untuk temperatur curing 400C mempunyai kuat tekan beton pada umur 3 hari sebesar 22,358 MPa dan pada umur 28 hari dengan kuat tekan sebesar 50,4 MPa. Kuat tekan beton umur 3 hari pada temperatur curing 600 yaitu sebesar 21,552 MPa dan pada umur beton 28 hari sebesar 48,618 MPa. Lalu pada temperatur curing 800 mempuyai kuat tekan beton tertinggi diantara beton umur 3 hari dengan normal curing, ataupun dengan temperatur 400 dan 600 yaitu dengan kuat tekan sebesar 26,345 MPa begitu pula dengan beton berumur 28 hari dengan kuat tekan sebesar 57,527 MPa.

Dalam hal ini penambahan temperatur curing beton sampai pada temperatur 800C dapat menambah kuat tekan beton. Nilai kuat tekan terbesar pada umur beton 3, 7, 14, 21, dan 28 hari didapat oleh beton yang mengalami temperatur curing 800C. Sedangkan kuat tekan terendah didapat pada beton yang dirawat pada temperatur normal curing.

Adapun kenaikan kuat tekan dari normal curing ke temperatur curing 40oC sebesar 19,444%, sedangkan kuat tekan dari 40oC ke 60oC mengalami penurunan sebesar 3,665%. Meskipun penurunan kuat tekan tidak begitu signifikan tetapi tetap tidak seharusnya kuat tekan menurun pada temperatur 60oC. Proses curing yang tidak tepat akan mempengaruhi cepatnya proses carbonation dan berdampak pada berkurangnya nilai pH beton (Dhinakaran, dkk, 2014). Temperatur curing optimum pada beton geopolimer adalah pada saat temperatur 60oC yaitu dimana pada saat kondisi ini beton dapat memiliki nilai kuat tekan yang maksimum (Al Bakri, 2011). Tetapi dalam kondisi ini beton geopolimer dengan temperatur curing 80oC mempunyai kuat tekan tertinggi dengan kenaikan sebesar 15,487% dari benda uji yang di curing pada temperatur 60oC.

122

4.3.5.2. Kuat Tekan Beton Geopolimer Dengan Perbandingan Na2SiO3 : NaOH = 2


pengujian pada perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2


temperatur curing pada perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2

0

10

20

30

40

50

60

70

0 5 10 15 20 25 30

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Umur Beton (hari)

B-2-normal B-2-40 B-2-60 B-2-80

010203040506070

10 30 50 70 90

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Temperatur Curing (ᵒC)3 hari 7 hari 14 hari 21 hari 28 hari

123

Dari Gambar 4.17 dan Gambar 4.18 dapat disimpulkan bahwa kuat tekan beton mengalami peningkatan sampai umur 28 hari. Pada temperatur normal curing mempunyai kuat tekan umur 3 hari sebesar 17,394 MPa dan pada umur 28 hari sebesar 34,745 MPa. Sedangkan untuk temperatur curing 400C mempunyai kuat tekan beton pada umur 3 hari sebesar 18,539 MPa dan pada umur 28 hari dengan kuat tekan sebesar 41,491 MPa. Kuat tekan beton umur 3 hari pada temperatur curing 600 yaitu sebesar 20,576 MPa dan pada umur beton 28 hari sebesar 45,945 MPa. Lalu pada temperatur curing 800 mempuyai kuat tekan beton tertinggi diantara beton umur 3 hari dengan normal curing, ataupun dengan temperatur 400 dan 600 yaitu dengan kuat tekan sebesar 26,048 MPa begitu pula dengan beton berumur 28 hari dengan kuat tekan sebesar 57,655 MPa.

Seperti halnya pada beton geopolimer yang dengan perbandingan Na2SiO3:NaOH = 1,5; beton dengan perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2 pada temperatur curing 800C adalah beton dengan kuat tekan tertinggi diantara beton dengan temperatur curing lainnya. Tetapi pada perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2 mempunyai kuat tekan lebih tinggi jika dibandingkan dengan kuat tekan pada perbandingan Na2SiO3:NaOH = 1,5 dengan besar kenaikan kuat tekan sebesar 0,222% dari besar kuat tekan maksimum pada umur 28 hari.

Kenaikan kuat tekan juga terjadi disetiap perubahan temperatur curing. Kenaikan sebesar 16,257% terjadi pada benda uji dengan curing normal ke temperatur curing 40oC. Sedangkan perubahan temperatur curing dari temperatur curing 40oC ke 60oC menambah kuat tekan sebesar 9,695%. Dan kenaikankuat tekan cukup tinggi terjadi pada perubahan temperatur curing dari 60oC ke 80oC..

124

4.3.5.3. Kuat Tekan Beton Geopolimer Dengan Perbandingan Na2SiO3 : NaOH = 2,5


pengujian pada perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2,5


temperatur curing pada perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2,5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 5 10 15 20 25 30

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Umur Beton (hari)

B-2,5-normal B-2,5-40 B-2,5-60 B-2,5-80

0

20

40

60

80

10 30 50 70 90

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Temperatur Curing (ᵒC)3 hari 7 hari 14 hari 21 hari 28 hari

125

Dari Gambar 4.19 dan Gambar 4.20 dapat disimpulkan

bahwa kuat tekan beton mengalami peningkatan sampai umur 28 hari. Pada temperatur normal curing mempunyai kuat tekan umur 3 hari sebesar 15,782 MPa dan pada umur 28 hari sebesar 35,085 MPa. Sedangkan untuk temperatur curing 400C mempunyai kuat tekan beton pada umur 3 hari sebesar 28,764 MPa dan pada umur 28 hari dengan kuat tekan sebesar - MPa. Kuat tekan beton umur 3 hari pada temperatur curing 600 yaitu sebesar 28,848 MPa dan pada umur beton 28 hari sebesar - MPa. Lalu pada temperatur curing 800 mempuyai kuat tekan beton tertinggi diantara beton umur 3 hari dengan normal curing, ataupun dengan temperatur 400 dan 600 yaitu dengan kuat tekan sebesar 32,073 MPa begitu pula dengan beton berumur 28 hari dengan kuat tekan sebesar - MPa.

Seperti halnya pada beton geopolimer yang dengan perbandingan Na2SiO3:NaOH = 1,5 dan Na2SiO3:NaOH = 2, beton dengan perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2,5 pada temperatur curing

800C adalah beton dengan kuat tekan tertinggi diantara beton dengan temperatur curing lainnya. Tetapi pada perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2,5 yang dirawat pada temperatur curing 800C mempunyai kuat tekan paling tinggi jika dibandingkan dengan kuat tekan pada perbandingan Na2SiO3:NaOH = 1,5 dan Na2SiO3:NaOH = 2 dengan kenaikan kuat tekan sebesar 22,030%. Hasil yang sama juga didapatkan pada penelitian Hardjito, dkk, (2004) yang mendapatkan hasil kuat tekan tertinggi dengan rasio perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2,5. Begitu pula dengan penelitian lain yang dilakukan oleh Al Bakri, dkk (2012) juga menghasilkan kuat tekan tertinggi pada rasio perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2,5.

Meskipun dalam Tabel 4.22. Hasil uji slumpditunjukkan bahwa slump pada perbandingan alkali aktivator 1,5 yang paling tinggi, tetapi tidak bisa mendapatkan kuat tekan melebihi perbandingan alkali 2,5. Hal ini diakibatkan karena terlalu encernya campuran, pasta dari campuran beton geopolimer sering kali merembes keluar dari cetakan silinder.

126

4.3.5.4. Kuat Tekan Beton Geopolimer Umur 28 Hari Terhadap Perbandingan Na2SiO3:NaOH

Gambar 4.21. Hasil kuat tekan beton geopolimer pada umur 28 hari

Hasil penelitian menunjukkan bahwa semua hasil kuat tekan

tertinggi terletak pada beton dengan temperatur curing 800C. Hasil rasio perbandingan perbandingan Na2SiO3:NaOH tertinggi terletak pada perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2,5. Lalu dilanjutkan dengan perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2, dan Na2SiO3:NaOH = 1,5 mempunyai hasil kuat tekan lebih rendah. Tetapi selisih kuat tekan keduanya tidak begitu besar, yaitu kuat tekan pada perbandingan Na2SiO3:NaOH = 1,5 sebesar 57,527 dan pada perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2 sebesar 57,655.

Jika dilihat pada Gambar 4.21, kuat tekan pada perbandingan alkali aktivator 2,5 naik secara signifikan dengan temperatur curing 80oC. Sedangkan benda uji dengan perbandingan alkali aktivator 2 rata-rata mempunyai kuat tekan terkecil jika dibandingkan dengan kuat tekan pada perbandingan alkali 1,5 dan 2,5. Hasil yang sama juga didapatkan pada penelitian Hardjito, dkk, (2004) yang mendapatkan hasil kuat tekan tertinggi

01020304050607080

1 1.5 2 2.5 3

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Na2SiO3 : NaOHTemperatur curing normal Temperatur curing 40°C

Temperatur curing 60°C Temperatur curing 80°C

127

dengan rasio perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2,5 dan hasil ini didukung dengan penelitian lain yang dilakukan oleh Al Bakri, dkk (2012) juga menghasilkan kuat tekan tertinggi pada rasio perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2,5.

4.3.5.5. Kuat Tekan Beton Geopolimer Umur 28 Hari

Terhadap Perbedaan Temperatur Curing

Gambar 4.22. Hasil kuat tekan terhadap perbedaan temperatur curing

pada umur 28 hari

Seperti yang terli hat pada Gambar 4.22, adanya penambahan temperatur curing sampai pada temperatur 800C membuat kuat tekan beton semakin bertambah. Hal ini seperti yang diungkapkan oleh Davidovits (2008) yang mengatakan bahwa peningkatan temperatur curing akan menambah kuat tekan suatu beton geopolimer yang diakibatkan oleh semakin cepatnya proses hidrasi beton geopolimer yang diakibatkan temperatur tinggi pada saat proses curing.

Hasil kuat tekan dari beton dengan rasio perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2,5 dan di curing pada temperatur 80oC mempunyai kuat tekan tertinggi jika dibandingkan dengan benda

01020304050607080

10 20 30 40 50 60 70 80 90

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Temperatur Curing (ᵒC)B-1,5 B-2 B-2,5

128

uji yang di curing pada temperatur normal curing, curing temperatur 400C dan 600C. Dengan adanya kenaikan yang signifikan pada temperatur 60oC menuju 80oC, maka kenaikan kuat tekan kemungkinan juga akan terjadi pada temperatur curing 90oC. Hal ini dikarenakan dari penelitian yang selama ini telah dikerjakan dan data-data yang telah diperoleh, Hardjito, dkk (2004), menyimpulkan bahwa temperatur curing yang memberikan dampak penambahan kuat tekan terbaik ada pada temperatur 30oC-90oC. Dhinakaran, dkk (2014) mengatakan jika curing dapt mengurangi terjadinya crack yang mana akan mempengaruhi durability beton.

4.3.6. Analisa Uji Berat Volume Beton Geopolimer

Uji berat volume beton bertujuan untuk mengetahui berat volume pada beton geopolimer. Adapun pengujian dilakukan sebelum dilaksanakannya uji tarik belah beton geopolimer.

Tabel 4.24. Hasil uji berat volume beton geopolimer

Benda Uji Dimensi Beton Volume

Beton Berat Beton

Berat Volume Beton

Berat Volume

Rata-Rata Diameter

(cm) Tinggi (cm) (cm3) (gram) (kg/m3) (kg/m3)

B-1,5-normal 9,8 19,9 1501,654 3805 2533,873 2487,903

10 19,9 1563,571 3825 2446,323

9,9 20 1540,157 3825 2483,513

B-1,5-40 9,9 19,8 1524,756 3810 2498,761 2478,623

10 19,8 1555,714 3865 2484,389

10 19,9 1563,571 3835 2452,718

B-1,5-60 9,9 19,8 1524,756 3785 2482,365 2497,463

9,8 20 1509,200 3790 2511,264

9,9 19,8 1524,756 3810 2498,761

B-1,5-80 9,8 19,9 1501,654 3790 2523,884 2465,475

129



Beton Berat Beton

Berat Volume Beton

Berat Volume

Rata-Rata Diameter


B-1,5-80 9,9 20 1540,157 3785 2457,541

10 20 1571,429 3795 2415,000

B-2-normal 9,9 19,9 1532,456 3795 2476,416 2491,646

9,8 19,8 1494,108 3790 2536,631

10 19,8 1555,714 3830 2461,892

B-2-40 9,8 19,9 1501,654 3785 2520,554 2478,081

10 20 1571,429 3830 2437,273

9,9 19,9 1532,456 3795 2476,416

B-2-60 9,8 19,9 1501,654 3790 2523,884 2510,078

9,8 19,9 1501,654 3800 2530,543

9,9 19,8 1524,756 3775 2475,807

B-2-80 10 19,8 1555,714 3810 2449,036 2474,000

9,9 19,9 1532,456 3810 2486,205

9,9 20 1540,157 3830 2486,759

B-2,5-normal 10 20 1571,429 3830 2437,273 2493,539

10 20 1571,429 3860 2456,364

9,7 20 1478,557 3825 2586,982 B-2,5-40 9,9 20 1540,157 3845 2496,499 2492,140

9,8 20 1509,200 3870 2564,272

10 20,1 1579,286 3815 2415,649 B-2,5-60 10 20,1 1579,286 3830 2425,147 2472,738

10 20,1 1579,286 3830 2425,147

9,9 20 1540,157 3955 2567,920 B-2,5-80 10 20 1571,429 3870 2462,727 2474,862

130



Beton Berat Beton

Berat Volume Beton

Berat Volume

Rata-Rata Diameter


B-2,5-80 10,1 19,9 1594,999 3840 2407,525

9,8 20 1509,200 3855 2554,333

Gambar 4.23. Hasil pengujian berat volume beton geopolimer umur 28

hari

Dari gambar 4.19 dapat dilihat bahwa berat volume beton

geopolimer terberat dimiliki beton dengan rasio perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2 dengan temperatu curing 600C yaitu sebesar 2510,078 kg/m3. Sedangkan volume beton geopolimer terkecil ada pada beton geopolimer dengan rasio Na2SiO3:NaOH = 1,5 dan temperatur curing 800C yaitu 2465,475 kg/m3. Sehingga dapat disimpulkan volume beton geopolimer berada dalam range 2466-2510 kg/m3 mempunyai rata-rata berat volume beton sebesar 2485 kg/m3. Dalam hal ini beton geopolimer termasuk dalam beton

2460

2470

2480

2490

2500

2510

2520

1 1.5 2 2.5 3Ber

at V

olum

e B

eton

(kg/

m3 )

Na2SIO3:NaOHTemperatur normal curing Temperatur curing 40°CTemperatur curing 60°C Temperatur curing 80°C

131

normal yaitu beton yang mempunyai berat satuan 2200 kg/m3 sampai 2500 kg/m3 (SNI 03-2847-2002).

Menurut penelitian yang dilakukan oleh Rangan (2008), beton geopolimer berbahan fly ash mempunyai berat volume di kisaran 2300-2400 kg/m3.

4.3.7. Analisa Uji Kuat Tarik Belah Beton Geopolimer

Uji kuat tarik belah beton dilakukan pada umur beton 28 hari. Pengujiannya dilakukan dengan cara meletakkan beton secara horisontal pada mesin Torsee Universal Testing dengan kapasitas 200 ton. Pada pengujian ini tidak diperlukan caping pada pengetesannya. Pengujian ini dilakukan di Laboratorium Beton Dan Bahan Bangunan, Teknik Sipil, ITS. Adapun hasil kuat tarik belah beton geopolimer dapat dilihat dalam Tabel 4.25.

Tabel 4.25. Hasil tes kuat tarik belah beton geopolimer

Benda Uji Kuat Tarik Belah Umur 28 Hari Kgf MPa Rata-Rata

B-1,5-normal 10208,3 3,248 2,546

8637,32 2,748

5155,94 1,641 B-1,5-40 12403,9 3,947 3,185

6940,44 2,208

10689,5 3,401 B-1,5-60 7968,13 2,535 3,802

16772,7 5,337

11102,2 3,533 B-1,5-80 18447,3 5,870 5,372

16084,4 5,118

16114,7 5,127 B-2-normal 8122,68 2,584 2,521

132


Benda Uji Kuat Tarik Belah Umur 28 Hari Kgf MPa Rata-Rata

8251,73 2,626

7391,35 2,352 B-2-40 9529,57 3,032 3,284

11940,2 3,799

9489,73 3,019 B-2-60 11913,2 3,791 4,368

13154,3 4,185

16116,3 5,128 B-2-80 15230,4 4,846 5,234

18141,4 5,772

15976,1 5,083 B-2,5-normal 11846,2 3,769 4,014

14650,5 4,662 11347,5 3,611 B-2,5-40 13656,2 4,345 4,354

11355,5 3,613 16038,2 5,103 B-2,5-60 16911,4 5,381 5,305

13122,5 4,175 19983,3 6,358 B-2,5-80 23974,5 7,628 6,294

20582,3 6,549 14785,9 4,705

133

Gambar 4.24. Grafik hasil tes kuat tarik belah beton geopolimer umur 28

hari

Dari Gambar 4.24. Grafik hasil tes kuat tarik belah beton

geopolimer dapat disimpulkan bahwa kuat tarik belah tertinggi adalah komposisi dengan perbandingan Na2SiO3:NaOH = 1,5 dengan temperatur curing 800C menghasilkan kuat tarik belah sebesar 5,372 MPa. Sedangkan kuat tarik belah terendah ada pada komposisi dengan perbandingan Na2SiO3:NaOH = 2 dengan temperatur normal curing yaitu menghasilkan kuat tarik belah sebesar 2,521 MPa.

Dapat disimpulkan dalam Gambar 4.21 bahwa semakin tingginya temperatur curing sampai pada temperatur 80oC, maka semakin tinggi pula kuat tariknya. Sedangkan penelitian yang dilakukan oleh Yellaiah, dkk, (2014), menyimpulkan bahwa kuat tarik akan semakin turun seiring dengan bertambahnya temperatur curing untuk, tetapi hal ini tergantung dari ratio antara alkali aktivator dan fly ash. Hasil seperti itu terjadi ketika rasio alkali dan fly ash kecil yang diakibatkan tidak tercukupinya cairan alkali untuk melengkapi proses polimerisasi. Yellaiah, dkk, (2014)

0

1

2

3

4

5

6

7

1 1.5 2 2.5 3

Kua

t Tar

ik (M

Pa)

Na2SiO3 : NaOHTemperatur normal curing Temperatur curing 40°CTemperatur curing 60°C Temperatur curing 80°C

134

menggunakan rasio alkali dan fly ash sebesar 0,3-0,4. Dan rasio terkecil yaitu 0,3 tidak bisa menahan temperatur tinggi diakibatkan terlalu sedikitnya kandungan alkali aktivator yang mengakibatkan polimerisasi tidak sempurna. Sedangkan dalam penelitian ini digunakan rasio alkali dan aktivator 0,538. Jumlah alkali ini masih sanggup untuk menghadapi temperatur tinggi sehingga kuat tarik tertinggi dihasilkan oleh beton yang di curing pada temperatur 80oC.

4.3.8. Analisa Uji Modulus Young Beton Geopolimer

Uji Modulus Elastisitas beton dilakukan pada saat beton geopolimer sudah mencapai umur 28 hari dengan ukuran silinder diameter 10 cm dan tinggi 20 cm. Pengujian ini bertujuan untuk mengamati besarnya perubahan panjang (regangan) silinder beton akibat pembebanan serta besarnya beban (P) pada saat 40% dari f’c. Hasil dari pengujian modulus elastisitas dapat dilihat pada Tabel 4.26 yang didapat dari Gambar 4.26.

Tabel 4.26. Hasil pengujian modulus elastisitas

Kode Benda Uji Modulus Elastisitas (Gpa) B-1,5-normal 5,554 B-1,5-40 7,144

B-1,5-60 9,718

B-1,5-80 8,390

B-2-normal 4,119

B-2-40 3,797

B-2-60 6,001

B-2-80 9,620

B-2,5-normal 6,370

B-2,5-40 6,791

135

Lanjutan Tabel 4.26. Kode Benda Uji Modulus Elastisitas (Gpa) B-2,5-60 8,989 B-2,5-80 9,769

Gambar 4.25, Grafik hasil pengujian modulus young

0

5

10

15

20

25

30

35

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Kua

t Tek

an (M

Pa)

ε (μ)

B-2,5-80 B-2,5-60 B-2,5-40B-2,5-normal B-2-80 B-2-60B-2-40 B-2-normal B-1,5-80B-1,5-60 B-1,5-40 B-1,5-normal

136

Gambar 4.26. Grafik hubungan modulus elastisitas dan kuat tekan

Dalam Tabel 4.26 modulus elastisitas tertinggi ada pada

variasi 2,5-80o. Dalam hal ini dapat dikatakan jika tingginya kuat tekan juga berpengaruh pada tingginya modulus elastisitas. Meskipun begitu tidak semua variasi memiliki hasil yang demikian. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 4.26 bahwa variasi B-1,5-60o memiliki modulus elastisitas lebih tinggi jika dibandingkan dengan variasi B-1,5-80o, B-2,5-60o, B-1,5-40o, dan B-2,5-40o yang mempunyai kuat tekan lebih tinggi daripada B-1,5-60o.

Terlihat dalam Gambar 4.26 bahwa variasi B-2-normal mempunyai jarak dari titik 50µ sampai 0,4 f’c yang paling panjang jika dibandingkan dengan variasi lainnya dan memiliki grafik yang hampir mendekati linier meskipun begitu variasi B-2-normal ini tidak memiliki nilai modulus elastisitas yang tinggi, yakni hanya 4,119 GPa.

R² = 0.8878

0

2

4

6

8

10

12

0 20 40 60 80

Mod

ulus

Ela

stis

itas

(GPa

)

Kuat Tekan (MPa)

1,5-Normal

1,5-80°

1,5-60°

1,5-40°2,5-Normal

2-Normal

2-80°

2-60°

2-40°

2,5-80°

2,5-60°

2,5-40°

137

4.3.8.1. Modulus elastisitas B-1,5-normal Dari data yang didapatkan dari data logger dan pengujian

kuat tekan didapatkan grafik seperti pada Gambar 4.27.

Gambar 4.27. Grafik 50µ - 0,4 f’c pada B-1,5-normal

Titik awal grafik dimulai dari saat regangan 49µ

dikarenakan 49µ yang paling mendekati 50µ. Sedangkan titik akhir grafik berada pada 0,4 f;c yang bernilai 19,4762 MPa. Dikarenakan bentuk grafik yang tidak linier maka grafik tidak bisa digunakan sebagai patokan untuk menentukan modulus elastisitas (E). Untuk nilai E itu sendiri dicari saat grafik menunjukkan garis linier saja seperti pada Gambar 4.27 yang titik awal E berada di 1887µ dan berada dititik akhir 1488µ. Hasil yang didapat dimasukkan kedalam persamaan 3.28 sehingga menghasilkan nilai E = 5,54 GPa.

0

5

10

15

20

25

0 500 1000 1500 2000 2500

Kua

t Te

kan

(MPa

)

ε (μ)

B-1,5-normal

49 µ ; 0,5532 MPa

0,4 f'c

1887 µ ; 12,7491 MPa1488 µ ; 4207 MPa

2220 µ ; 19,4762 MPa

138

4.3.8.2. Modulus elastisitas B-1,5-40 Dari data yang didapatkan dari data logger dan pengujian

kuat tekan didapatkan grafik seperti pada Gambar 4.28.

Gambar 4.28. Grafik 50µ - 0,4 f’c pada B-1,5-40



4.3.8.3. Modulus elastisitas B-1,5-60

Dari data yang didapatkan dari data logger dan pengujian kuat tekan didapatkan grafik seperti pada Gambar 4.29.

0

5

10

15

20

25

0 500 1000 1500 2000 2500

Kua

t Te

kan

(MPa

)

ε (μ)B-1,5-40

1834 µ ; 20,0168 MPa

2112 µ ; 23,0243 MPa

51 µ ; 2,3858 MPa

0,4 f'c

139



dikarenakan 52µ yang paling mendekati 50µ. Sedangkan titik akhir grafik berada pada 0,4 f’c yang bernilai 19,7174 MPa. Dikarenakan bentuk grafik yang tidak linier maka grafik tidak bisa digunakan sebagai patokan untuk menentukan modulus elastisitas (E). Untuk nilai E itu sendiri dicari saat grafik menunjukkan garis linier saja seperti pada Gambar 4.29 yang titik awal E berada di 304µ dan berada dititik akhir 947µ. Hasil yang didapat dimasukkan kedalam persamaan 3.28 sehingga menghasilkan nilai E = 9,718 GPa.



0

5

10

15

20

25

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

B-1,5-60

0,4 f'c

52 µ ; 0,5984 MPa

1186 µ ; 15,136 MPa

1442 µ ; 17,622 MPa

1563 µ ; 19,7174 MPa

140




4.3.8.5. Modulus elastisitas B-2-normal


0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 200 400 600 800 1000 1200

Kua

t Te

kan

(MPa

)

ε (μ)

B-1,5-80

0,4 f'c

51 µ ; 1,2103MPa

1391 µ ; 16,2851 MPa

456 µ ; 10,3510 MPa

744 µ ; 12,766 MPa

141

Gambar 4.31. Grafik 50µ - 0,4 f’c pada B-2-normal



4.3.8.6. Modulus elastisitas B-2-40


02468

101214161820

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Ku

at

Teka

n (

MP

a)

ε (μ)

B-2-normal

0,4 f'c

5438 µ ; 18,3807 MPa

4647 µ ; 14,901 MPa

3651 µ ; 10,7978 MPa

53 µ ; 0,1538 MPa

142

Gambar 4.32. Grafik 50µ - 0,4 f’c pada B-2-40





0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Kua

t Te

kan

(MPa

)

ε (μ)

B-2-40

0,4 f'c

333 µ ; 9,9060MPa

290 µ ; 6,4276 MPa

3292 µ ; 13,4784 MPa

51 µ ; 0,3658 MPa

143



dikarenakan 53µ yang paling mendekati 50µ. Sedangkan titik akhir grafik berada pada 0,4 f’c yang bernilai 16,5732 MPa. Dikarenakan bentuk grafik yang tidak linier maka grafik tidak bisa digunakan sebagai patokan untuk menentukan modulus elastisitas (E). Untuk nilai E itu sendiri dicari saat grafik menunjukkan garis linier saja seperti pada Gambar 4.33 yang titik awal E berada di 1548µ dan berada dititik akhir 2622µ. Hasil yang didapat dimasukkan kedalam persamaan 3.28 sehingga menghasilkan nilai E = 6,001 GPa.



0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

Kua

t Tek

an (M

Pa)

ε (μ)

B-2-60

0,4 f'c2622 µ ; 16,5732 MPa

1548 µ ; 10,1283MPa

53 µ ; 0,5654 MPa

144


Titik awal grafik dimulai dari saat regangan 49µ dikarenakan 49µ yang paling mendekati 50µ. Sedangkan titik akhir grafik berada pada 0,4 f;c yang bernilai 23,2779 MPa. Dikarenakan bentuk grafik yang tidak linier maka grafik tidak bisa digunakan sebagai patokan untuk menentukan modulus elastisitas (E). Untuk nilai E itu sendiri dicari saat grafik menunjukkan garis linier saja seperti pada Gambar 4.34 yang titik awal E berada di 1893µ dan berada dititik akhir 3055µ. Hasil yang didapat dimasukkan kedalam persamaan 3.28 sehingga menghasilkan nilai E = 9,620 GPa.

4.3.8.9. Modulus elastisitas B-2,5-normal


0

5

10

15

20

25

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Kua

t Tek

an (M

Pa)

ε (μ)

B-2-80

0,4 f'c

3055 µ ; 23,2779 MPa

49 µ ; 0,3040 MPa

1893 µ ; 12,0999 MPa

145

Gambar 4.35. Grafik 50µ - 0,4 f’c pada B-2,5-normal.





0

2

4

6

8

10

12

14

0 500 1000 1500 2000 2500

Kua

t Tek

an (M

Pa)

ε (μ)

B-2,5-normal

0,4 f'c

2705 µ ; 14,6916 MPa

55 µ ; 0,3445 MPa

1393 µ ; 6,3339 MPa

146

Gambar 4.36. Grafik 50µ - 0,4 f’c pada B-2,5-40.



4.3.8.11.Modulus elastisitas B-2,5-60


0

5

10

15

20

25

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

Kua

t Te

kan

(MPa

)

ε (μ)

B-2,5-40

2764 µ ; 21,8781 MPa

53 µ ; 0,6090 MPa

854 µ ; 6,0482 MPa

0,4 f'c

147




4.3.8.12.Modulus elastisitas B-2,5-80


0

5

10

15

20

25

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

Kua

t Te

kan

(MPa

)

ε (μ)

B-2,5-60

0,4 f'c

47 µ ; 0,37526 MPa

890 µ ; 6,48522 MPa

2413 µ ; 20,176 MPa

148




4.3.9. Analisa Poisson’s Ratio

Poisson’s Ratio merupakan rasio kontraksi terhadap ekstensi atau rasio dari tegangan yang terjadi tegak lurus dengan beban terhadap tegangan aksial. Adapun nilai dari poisson’s rasio dapat dilihat pada Tabel 4.27.

0

5

10

15

20

25

30

35

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Kua

t Tek

an (M

Pa)

ε (μ)

B-2,5-80

0,4 f'c

45 µ ; 14,1266 MPa

549 µ ; 20,2268 MPa

1565 µ ; 29,6742MPa

1121 µ ; 25,815 MPa

149

Tabel 4.27. Hasil poisson’s ratio beton geopolimer

Kode Benda Uji Poisson's Ratio

B-1,5-normal 0,10 B-1,5-40 0,28 B-1,5-60 0,28 B-1,5-80 0,20 B-2-normal 0,24 B-2-40 0,12 B-2-60 0,14 B-2-80 0,28 B-2,5-normal 0,20 B-2,5-40 0,13 B-2,5-60 0,13 B-2,5-80 0,20

Hasil poisson’s ratio pada Tabel 4.27 didapat dari data yang

sama seperti yang data yang dipakai untuk menghitung modulus elastisitas. Terhitung data yang digunakan merupakan data dari titik awal 50µ dan berakhir di titik 0,4 f’c. Adapun batas dari nilai poisson’s ratio ini tidak boleh melebihi nilai 0,5. Semakin tinggi nilai kuat tekan maka akan mempengaruhi besar poisson’s ratio (Concrete Institute of Australia).

Hubungan antara modulus elastisitas dan poisson’s ratio dapat dilihat pada Gambar 4.39.

150

Gambar 4.39. Hubungan antara modulus elastisitas dan poisson’s ratio

4.3.10. Analisa Uji Porositas Beton Geopolimer

Uji porositas dilakukan untuk mengetahui besar pori terbuka, pori tertutup, dan porositas total pada beton geopolimer. Pori terbuka adalah pori pada beton yang bersifat permeabel (dapat ditembus oleh udara dan air). Sebaliknya, pada pori tertutup mempunyai sifat pori impermeabel (tidak dapat ditembus oleh udara dan air). Adapun hasil dari uji porositas beton geopolimer dapat dilihat dalam tabel

0

2

4

6

8

10

12

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30

Mod

ulus

You

ng (G

Pa)

Poisson's Ratio

B-1,5-Normal

B-1,5-80°

B-1,5-60°

B-1,5-40°B-2,5-Normal

B-2-Normal

B-2-80°

B-2-60°

B-2-40°

B-2,5-80°B-2,5-60°

B-2,5-40°

151

Tabel 4.28. Hasil uji porositas beton geopolimer Kode Benda Uji

μ (gr)

Mh (gr)

M0 (gr)

m0 (gr)

V0 (gr) r α Pt (%) P0

(%) Pf (%)

B-1,5-normal 11,7 20,1 19,3 18,9 6,86 2,755 2,298 16,605 9,524 7,081

B-1,5-40 11,4 20,7 19,7 19,7 7,49 2,630 2,118 19,462 10,753 8,710

B-1,5-60 12,3 20,5 20 19,6 6,89 2,845 2,439 14,261 6,098 8,163

B-1,5-80 11,1 19,9 19,5 19 7,37 2,578 2,216 14,046 4,545 9,501

B-2-normal 12,2 20,1 19,8 19,4 7,19 2,698 2,506 7,111 3,797 3,313

B-2-40 11,7 20,1 19,7 19,4 7,17 2,706 2,345 13,323 4,762 8,561

B-2-60 12,3 21 20,1 19,5 6,79 2,872 2,310 19,553 10,345 9,208

B-2-80 12 21,2 19,8 19,4 6,73 2,883 2,152 25,340 15,217 10,122 B-2,5-normal 12,5 20,2 19,5 19,4 6,63 2,926 2,532 13,452 9,091 4,361

B-2,5-40 10,6 19,7 19,3 19 7,77 2,445 2,121 13,267 4,396 8,872

B-2,5-60 12,7 20,1 19,3 19,2 5,78 3,322 2,608 21,485 10,811 10,674

B-2,5-80 12,4 20,1 19,6 19,5 6,23 3,130 2,545 18,676 6,494 12,182

Lanjutan Tabel 4.28,

Massa Pikno+Air

Massa Sampel Halus

Pikno+Sampel+Air N+O Q-P

406 18,9 418,04 424,9 6,86 387,5 19,7 399,71 407,2 7,49 342,5 19,6 355,21 362,1 6,89 387,5 19 399,13 406,5 7,37 387,5 19,4 399,71 406,9 7,19 406 19,4 418,23 425,4 7,17

387,5 19,5 400,21 407 6,79 382 19,4 394,67 401,4 6,73 406 19,4 418,77 425,4 6,63

342,5 19 353,73 361,5 7,77

152

Lanjutan Tabel 4.28,

Massa Pikno+Air

Massa Sampel Halus

Pikno+Sampel+Air N+O Q-P

406 19,2 419,42 425,2 5,78 406 19,5 419,27 425,5 6,23

Sesuai dengan data pada Tabel 4.28 terlihat bahwa variasi

B-2,5-80 mempunyai besar pori tertutup paling tinggi diantara variasi lainnya. Dalam teori yang dikemukakan oleh Limantono, dkk (2015) bahwa semakin besarnya porositas tertutup yang didapat maka akan mempengaruhi besar kuat tekan. Besar kuat tekan akan naik seiring besarnya nilai porositas tertutup pada tiap-tiap variasi seperti yang terlihat pada Gambar 4.40.

Gambar 4.40. Grafik porositas total, terbuka, dan tertutup

0

5

10

15

20

25

30

Poro

sita

s

Kode Benda Uji

Porositas total Porositas terbuka Porositas tertutup

153

4.3.11. Analisa Peranan H2O, Si, dan Al Pada Beton Geopolimer

Kandungan H2O dalam beton geopolimer bisa didapat didalam Na2SiO3 dan NaOH. Sedangkan Si terdapat pada Na2SiO3 dan fly ash. Kandungan Al hanya terdapat di dalam fly ash.

Sehingga perlu dilakukan perhitungan untuk memperoleh jumlah H2O, Si, dan Al yang terkandung didalam masing-masing komposisi beton geopolimer. Kandungan larutan NaOH

Larutan NaOH 8M dapat diuraikan menjadi H2O dan Na2O sesuai dengan persamaan berikut : 2NaOH(s) Na2O + H2O X mol ½ X mol + ½ X mol

Tabel 4.29. Perhitungan massa air dalam 1 liter larutan NaOH

Molaritas NaOH (M) 8 Massa NaOH yang diperlukan (gram) 320 (Massa NaOH untuk 8M) Massa 1 L larutan NaOH (gram) 1224 (dari pengukuran) Massa air di larutan (gram) 904 (dari pengukuran)

Dari tabel 4.23, diketahui bahwa :

ρ NaOH 8M = 1224

1000 = 1,224 𝑔𝑟𝑎𝑚

𝑚𝑙⁄

Contoh perhitungan pada B-1,5-normal NaOH 8M = 158,4 gram (diambil dari tabel 3.8)

Volume NaOH = 𝑚𝜌

= 158,4 𝑔𝑟

1,224 𝑔𝑟/𝑚𝑙 = 129,412 ml

Mol NaOH(aq) = 129,412 ml x 8M = 1035,294 mmol = 1,035 mol Massa NaOH = 129,412 x 10-3 mol x 40 gr/mol = 41,412 gram Massa H2O = 158,4 gram – 41,412 gram = 116,988 gram

154

Mr H2O = (2x1) + 16 = 18 gr/mol

Mol H2O = 116,988

18 𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙 = 6,499 mol

Dengan perhitungan yang sama didapatkan massa masing-masing komposisi seperti yang ditunjukkan pada tabel 4.26.

Tabel 4.30. Massa NaOH(s) dan H2O pada NaOH

Kode NaOH NaOH(S) H2O

Benda Uji gram MI Mmol gram gram mol

P-1,5 158,4 129,412 1035,294 41,412 116,988 6,499

P-2 132 107,843 862,745 34,510 97,490 5,416

P-2,5 113,14 92,435 739,477 29,579 83,561 4,642 NaOH(s) pada beton B-1,5-normal NaOH diuraikan menjadi H2O dan Na2O sesuai persamaan berikut: 2NaOH(s) Na2O + H2O X mol ½ X mol + ½ X mol Mol NaOH(s) = 1035,294 mmol Mol Na2O = ½ x 1035,294 mmol = 0,518mol Mol H2O = ½ x 1035,294 mmol = 0,518 mol Contoh perhitungan pada beton B-1,5-normal Mr Na2O = (2x23) +16 = 62 gr/mol Mr H2O = (2x1) +16 = 18 gr/mol Massa Na2O = 0,518 mol x 62 gr/mol = 32,094 gram Massa H2O = 0,518 mol x 18 gr/mol = 9,318 gram Untuk hasil dari variasi beton geopolimer lainnya dapat dilihat pada tabel 4.27.

155

Tabel 4.31. Massa Na2O dan H2O dalam NaOH(s)

Kode Na2O H2O

Benda Uji gram mol gram mol

B-1,5 32,094 0,518 9,318 0,518

B-2 26,745 0,431 7,765 0,431

B-2, 22,924 0,370 6,655 0,370 Kandungan Na2SiO3

Berikut adalah spesifikasi sodium silikat yang diambil dari PT. Kasmaji Inti Utama : Na2O = 18,5% Mr = ΣAr = (2x23) + 16 = 62 gr/mol SiO2 = 36,4% Mr = ΣAr = 28 + (2x16) = 60 gr/mol H2O = 45,1% Mr = ΣAr = (2x1) + 16 = 18 gr/mol Contoh perhitungan pada beton B-1,5-normal Massa Na2SiO3 = 237,6 gram (diambil dari tabel (3.8) Sehingga didalam Na2SiO3 terkandung: Massa SiO2 = 237,6 x 36,4% = 86,486 gram

Mol SiO2 = 86,486

60 𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙 = 1,441 mol

Massa Na2O = 237,6 x 18,5% = 43,956 gram

Mol Na2O = 43,956

62 𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙 = 0,709 mol

Massa H2O = 237,6 x 45,1% = 107,158 gram

Mol H2O = 107,158

62 𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙 = 5,953 mol

Untuk hasil dari variasi beton lainnya dapat dilihat pada tabel 4.28.

156

Tabel 4.32. Massa SiO2, Na2O, H2O, dalam Na2SiO3

Kode Na2SiO3 SiO2 Na2O H2O Benda Uji gram gram mol gram mol gram mol

B-1,5 237,6 86,486 1,441 43,956 0,709 107,158 5,953 B-2 264 96,096 1,602 48,840 0,788 119,064 6,615 B-2,5 282,86 102,961 1,716 52,329 0,844 127,570 7,087

Kandungan fly ash

Massa fly ash untuk semua komposisi variasi = 735,429 gram (diambil dari tabel 3.8) Dari hasil tes kandungan kimia fly ash, diketahui bahwa kandungannya adalah sebagai berikut : SiO2 = 48,47% Mr = ΣAr = 28 + (2x16) = 60 gr/mol Al2O3 = 26,05% Mr = ΣAr = (2x27) + (3x16) = 102 gr/mol Sehingga didalam fly ash terkandung : Massa SiO2 = 735,429 gram x 48,47% = 356,462 gram

Mol SiO2 = 356,462 𝑔𝑟𝑎𝑚

60 𝑔𝑟.𝑚𝑜𝑙 = 5,941 mol

Massa Al2O3 = 735,429 gram x 26,05% = 191,579 gram

Mol Al2O3 = 191,579 gram

102 𝑔𝑟.𝑚𝑜𝑙 = 1,878 mol

4.4.10.1. Analisa Peranan Air/Solid Pada Beton Geopolimer

Dalam beton geopolimer terdapat air (H2O) dan solid didalamnya. Adapun kandungan H2O didapatkan dari Na2SiO3, NaOH(l), NaOH(s) dan plastiment VZ, sedangkan kandungan solid didapatkan dari Na2SiO3, NaOH(s), dan fly ash. Dari perhitungan sebelumnya dapat dihitung kandungan H2O total dan kandungan

157

solid total sehingga dapat dihitung rasio H2O:solid beton geopolimer dalam tabel 4.27, 4.28, dan 4.29.

Tabel 4.33. Total H2O pada beton geopolimer

Kode Na2SiO3 NaOH NaOH(s) Plastiment VZ Total H2O

Benda Uji gram gram gram gram gram B-1,5 107,158 116,988 9,318 14,70857143 233,463 B-2 119,064 97,490 7,765 14,70857143 224,319 B-2,5 127,570 83,561 6,655 14,70857143 217,786

Tabel 4.34. Total Solid pada beton geopolimer

Kode Na2SiO3 NaOH(s) Fly Ash Total Solid Benda Uji gram gram gram gram

B-1,5 119,572 29,420 735,429 884,421 B-2 132,858 24,516 735,429 892,803 B-2,5 155,290 22,924 735,429 913,643

Tabel 4.35. Hasil H2O/Solid pada beton geopolimer

Kode Total H2O Total Solid H2O/Solid

Benda Uji gram gram B-1,5 248,172 884,421 0,281 B-2 239,027 892,803 0,268 B-2,5 232,495 913,643 0,254

4.4.10.2. Analisa Peranan Si:Al Pada Beton Geopolimer

Kandungan silika (Si) pada beton geopolimer diperoleh dari fly ash dan Na2SiO3. Sedangkan kandungan aluminium (Al) pada beton geopolimer diperoleh dari fly ash.

158

Tabel 4.36. Perhitungan Si pada beton geopolimer

Benda Fly Ash Na2SiO3 Total Total Uji gram mol gram mol mol gram

B-1,5 191,579 5,941 86,486 1,441 7,382 278,066

B-2 191,579 5,941 96,096 1,602 7,543 287,675

B-2,5 191,579 5,941 102,961 1,716 7,657 294,540

Tabel 4.37. Perhitungan Al pada beton geopolimer

Benda Fly Ash Total Uji gram mol mol

Semua Variasi Beton 191,57925 1,878 1,878

Tabel 4.38. Perhitungan Si/Al pada beton geopolimer

Benda Total SiO2 Total Al2O3 Si/Al

Uji mol mol

B-1,5 7,382 1,878 1,966

B-2 7,543 1,878 2,008

B-2,5 7,657 1,878 2,039

SiO2 Si + O2 (a)mol (a)mol (a)mol Al2O3 Al + O2

(b)mol (b)mol (b)mol

Sehingga, 𝑆𝑖

𝐴𝑙 = 𝑎

2(𝑏)

159

Contoh perhitungan B-1,5-normal : Si = 7,382 mol Al = 1,878 mol 𝑆𝑖

𝐴𝑙 =

𝑎

2(𝑏)=

7,382

2(1,878)= 1,966

4.3.11.1.1. Hubungan Si/Al dengan kuat tekan, kuat tarik,

modulus elastisitas, dan poisson’s ratio

Gambar 4.41. Hubungan Si/Al dengan kuat tekan

01020304050607080

1.96 1.98 2.00 2.02 2.04 2.06

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Si/AlTemperatur normal curing Temperatur curing 40°CTemperatur curing 60°C Temperatur curing 80°C

B-1,5

B-2,5

B-2

160

Gambar 4.42. Hubungan Si/Al dengan kuat tarik belah

Gambar 4.43. Hubungan Si/Al dengan modulus elastisitas

0

1

2

3

4

5

6

7

1.96 1.98 2.00 2.02 2.04 2.06

Kua

t Tar

ik B

elah

(MPa

)


B-1,5

B-2,5

B-2

0

2

4

6

8

10

12

1.96 1.98 2.00 2.02 2.04 2.06Mod

ulus

Ela

stis

itas (

GPa

)


B-1,5 B-2,5B-2

161

Gambar 4.44. Hubungan Si/Al dengan poisson’s ratio

Pada Gambar 4.41 dan Gambar 4.42 menunjukkan arah

grafik yang hampir sama. Pada Gambar 4.41 menunjukkan bahwa semakin tinggi kuat tekan maka menghasilkan nilai Si/Al yang tinggi pula. Hal ini juga berlaku pada hasil kuat tarik yang menunjukkan hasil semakin tinggi seiring naiknya nilai Si/Al.

Ozer .S (2015) dalam penelitiannya menggunakan metakaolin dengan rasio Si/Al antara 1,12-2,20 menunjukkan hasil kuat tekan Si/Al rendah yaitu 1,12 mempunyai kuat tekan paling rendah. Nilai kuat tekan terlihat meningkat seiring meningkatnya nilai Si yang terkandung.

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

1.96 1.98 2.00 2.02 2.04 2.06

Pois

son'

s Rat

io


B-1,5

B-2,5

B-2

162

4.3.11.1.2. Hubungan SiO2/Al2O3 dengan kuat tekan, kuat tarik, modulus elastisitas, dan poisson’s ratio

Gambar 4.45. Hubungan SiO2/Al2O3 pada kuat tekan

Gambar 4.46. Hubungan SiO2/Al2O3 pada kuat tarik belah

01020304050607080

1.44 1.46 1.48 1.50 1.52 1.54 1.56

Kua

t Tek

an (M

Pa)

SiO2/Al2O3

Temperatur normal curing Temperatur curing 40°CTemperatur curing 60°C Temperatur curing 80°C

B-1,5

B-2,5

B-2

0

1

2

3

4

5

6

7

1.44 1.46 1.48 1.50 1.52 1.54 1.56

Kua

t Tar

ik B

elah

(MPa

)

SiO2/Al2O3Temperatur normal curing Temperatur curing 40°CTemperatur curing 60°C Temperatur curing 80°C

B-1,5

B-2,5

B-2

163

Gambar 4.47. Hubungan SiO2/Al2O3 pada modulus elastisitas

Gambar 4.48. Hubungan SiO2/Al2O3 pada poisson’s ratio


grafik yang hampir sama. Pada Gambar 4.45 menunjukkan bahwa semakin tinggi kuat tekan maka menghasilkan nilai SiO2/Al2O3

0

2

4

6

8

10

12

1.44 1.46 1.48 1.50 1.52 1.54 1.56KM

odul

us E

last

isita

s (G

Pa)


B-1,5 B-2,5B-2

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

1.44 1.46 1.48 1.50 1.52 1.54 1.56

Pois

son'

s Rat

io


B-1,5

B-2,5

B-2

164

yang tinggi pula. Hal ini juga berlaku pada hasil kuat tarik yang menunjukkan hasil semakin tinggi seiring naiknya nilai SiO2/Al2O3.

Sedangkan pada Gambar 4.47 meskipun sama memiliki nilai puncak pada perbandingan alkali 2,5, tetapi hasil pada perbandingan alkali 2 menjadi lebih kecil dibandingan perbandingan lainnya kecuali pada variasi yang di curing pada temperatur 80oC. Hanya hasil pada temperatur 80oC yang memiliki kesamaan pada Gambar 4.45 dan Gambar 4.46.

Pimraksa .K, dkk (2011) dalam penelitiannya menggunakan SiO2/Al2O3 untuk melihat pengaruh dari Na2O/Al2O3. Dan dari penelitian yang dilakukannya nilai kuat tekan semakin meningkat seiring dengan bertambahnya rasio SiO2/Al2O3.

4.3.11.1.3. Hubungan SiO2/Na2O dengan kuat tekan, kuat tarik,


Gambar 4.49. Hubungan SiO2/Na2O dengan kuat tekan

01020304050607080

3.60 3.65 3.70 3.75 3.80 3.85 3.90 3.95

Kua

t Tek

an (M

Pa)

SiO2/Na2OTemperatur normal curing Temperatur curing 40°CTemperatur curing 60°C Temperatur curing 80°C

B-1,5

B-2,5

B-2

165

Gambar 4.50. Hubungan SiO2/Na2O dengan kuat tarik belah

Gambar 4.51. Hubungan SiO2/Na2O dengan modulus elastisitas

0

1

2

3

4

5

6

7

3.60 3.65 3.70 3.75 3.80 3.85 3.90 3.95

Kua

t Tar

ik B

elah

(MPa

)


B-1,5

B-2,5

B-2

0

2

4

6

8

10

12

3.60 3.65 3.70 3.75 3.80 3.85 3.90 3.95

Mod

ulus

Ela

stis

itas (

GPa

)


B-1,5 B-2,5B-2

166

Gambar 4.52. Hubungan SiO2/Na2O dengan poisson’s ratio


grafik yang hampir sama. Pada Gambar 4.49 menunjukkan bahwa semakin tinggi kuat tekan maka menghasilkan nilai SiO2/Na2O yang tinggi pula. Hal ini juga berlaku pada hasil kuat tarik belah yang menunjukkan hasil semakin tinggi seiring naiknya nilai SiO2/Na2O.

Gao .K, dkk (2013) melakukan pengujian dengan menggunaan metakaolin, dalam hasilnya mengatakan kenaikan SiO2/Na2O juga akan berpengaruh pada kenaikan nilai kuat tekan dan semakin banyak jumlah sodium silicate akan diiringi juga dengan kenaikan nilai SiO2/Na2O. Hal ini menyebabkan campuran menjadi lebih kental dan workability menurun.

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

3.60 3.65 3.70 3.75 3.80 3.85 3.90 3.95

Kua

t Tek

an (M

Pa)


B-1,5

B-2,5

B-2

167

4.3.11.1.4. Hubungan H2O/Na2O dengan kuat tekan, kuat tarik, modulus elastisitas, dan poisson’s ratio

Gambar 4.53. Hubungan H2O/Na2O dengan kuat tekan

Gambar 4.54. Hubungan H2O/Na2O dengan kuat tarik belah

01020304050607080

3.05 3.10 3.15 3.20 3.25 3.30

Kua

t Tek

an (M

Pa)

H2O/Na2OTemperatur normal curing Temperatur curing 40°CTemperatur curing 60°C Temperatur curing 80°C

B-1,5

B-2,5

B-2

01234567

3.05 3.10 3.15 3.20 3.25 3.30

Kua

t Tar

ik B

elah

(MPa

)

Temperatur normal curing Temperatur curing 40°CTemperatur curing 60°C Temperatur curing 80°C

B-1,5B-2,5

B-2

168

Gambar 4.55. Hubungan H2O/Na2O dengan modulus elastisitas

Gambar 4.56. Hubungan H2O/Na2O dengan poisson’s ratio


grafik yang hampir sama. Pada Gambar 4.53 menunjukkan bahwa

0

2

4

6

8

10

12

3.05 3.10 3.15 3.20 3.25 3.30

Mod

ulus

Ela

stis

itas (

GPa

)


B-1,5B-2,5 B-2

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

3.05 3.10 3.15 3.20 3.25 3.30

Pois

son'

s Rat

io


B-1,5

B-2,5

B-2

169

semakin rendah kuat tekan maka menghasilkan nilai H2O/Na2O yang tinggi. Hal ini juga berlaku pada hasil kuat tarik yang menunjukkan hasil semakin rendah seiring naiknya nilai H2O/Na2O.

Pada penelitian yang dilakukan oleh Rangan, dkk (2006) menunjukkan dengan semakin meningkatnya H2O/Na2O maka niat kuat tekan akan semakin turun.

4.3.11.1.5. Hubungan H2O/Solid dengan kuat tekan, kuat tarik,


Gambar 4.57. Hubungan H2O/Solid dengan kuat tekan,

01020304050607080

0.25 0.26 0.26 0.27 0.27 0.28 0.28 0.29

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Water/SolidTemperatur normal curing Temperatur curing 40°CTemperatur curing 60°C Temperatur curing 80°C

B-1,5

B-2,5

B-2

170

Gambar 4.58. Hubungan H2O/Solid dengan kuat tarik belah

Gambar 4.59. Hubungan H2O/Solid dengan modulus elastisitas,

0

1

2

3

4

5

6

7

0.25 0.26 0.26 0.27 0.27 0.28 0.28 0.29

Kua

t Tar

ik B

elah

(MPa

)


B-1,5

B-2,5

B-2

0

2

4

6

8

10

12

0.25 0.26 0.26 0.27 0.27 0.28 0.28 0.29

Mod

ulus

Ela

stis

itas (

GPa

)


B-1,5B-2,5 B-2

171

Gambar 4.60. Hubungan H2O/Solid dengan poisson’s ratio

Pada Gambar 4.57 menunjukkan bahwa semakin besar nilai

water/solid maka kuat tekannya semakin turun. Sedangkan pada Gambar 4.58 juga menunjukkan hasil yang menurun pada kuat tarik seiring bertambahnya nilai water/solid. Gambar 4.59 dan Gambar 4.593 menunjukkan hasil yang tidak tentu karena kenaikan dan penurunan nilai modulus elastisitas dan poisson’s ratio tidak beraturan tiap variasinya. Hal ini juga didukung penelitian yang dilakukan oleh Rangan (2008), yang menunjukkan bahwa semakin besar nilai water/solid maka nilai kuat tekan akan menurun.

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.25 0.26 0.26 0.27 0.27 0.28 0.28 0.29

Kua

t Tek

an (M

Pa)


B-1,5

B-2,5

B-2

172

4.3.11.1.6. Hubungan Si/Na dengan kuat tekan, kuat tarik, modulus elastisitas, dan poisson’s ratio

Gambar 4.61. Hubungan Si/Na dengan kuat tekan

Gambar 4.62. Hubungan Si/Na dengan kuat tarik belah

01020304050607080

3.00 3.05 3.10 3.15 3.20

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Si/NaTemperatur normal curing Temperatur curing 40°CTemperatur curing 60°C Temperatur curing 80°C

B-1,5

B-2,5

B-2

0

1

2

3

4

5

6

7

3.00 3.05 3.10 3.15 3.20

Kua

t Tar

ik B

elah

(MPa

)


B-1,5

B-2,5

B-2

173

Gambar 4.63. Hubungan Si/Na dengan modulus elastisitas

Gambar 4.64. Hubungan Si/Na dengan poisson’s ratio

0

2

4

6

8

10

12

3.00 3.05 3.10 3.15 3.20

Mod

ulus

Ela

stis

itas (

GPa

)


B-1,5 B-2,5B-2

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

3.00 3.05 3.10 3.15 3.20

Pois

son'

s Rat

io


B-1,5

B-2,5

B-2

174

Pada Gambar 4.61 dan Gambar 4.61 dapat disimpulkan bahwa semakin besarnya nilai Si/Na maka akan berpengaruh juga pada kenaikan besar kuat tekan dan kuat tarik beton geopolimer. Sedangkan pada modulus elastisitas yang dapat dilihat pada Gambar 4.63

Dalam penelitian yang dilakukan oleh Kani (2011) menghasilkan bahwa Si/Na mempunyai peranan yang penting dalam kuat tekan, semakin besar nilai Si/Na maka kuat tekan dan tarik belah juga akan meningkat..

175

BAB 1 KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan, antara lain : 1. Kuat tekan maksimum pada benda uji pasta berada pada

perbandingan alkali 1,5 dan dengan temperatur curing 80oC sebesar 71,697 MPa. Hasil pada kuat tekan pasta tidak bisa dijadikan patokan pada benda uji beton geopolimer, dikarenakan material yang terkandung didalam benda uji pasta hanya mengandung fly ash dan alkali aktivator.

2. Kuat tekan maksimum sebesar 73,945 MPa dan kuat tarik belah maksimum sebesar 6,294 MPa diperoleh pada perbandningan alkali 2,5 dan benda uji dji curing pada temperatur 80oC

3. Nilai kuat tarik ada benda uji dogbone optimum pada perbandingan alkali 2,5 dan mengalami proses curing pada temperatur 80oC sebesar 7,939 MPa.

4. Nilai porositas tertutup tertimggi ada pada rasio alkali aktivator 2,5.

5. Pada hasil pengujian modulus young, hasil tertinggi didapatkan oleh perbandingan alkali aktivator 2,5 dengan temperatur curing 80oC dengan nilai 9.769 GPa. Sedangkan pada poisson’s ratio nilai tertinggi ada pada perbandingan alkali 1,5 dengan curing 40oC dan perbandingan alkali 2 dengan curing 80oC sebesar 0,28.

6. Semakin besar nilai Si/Al dan Si/Na akan mempengaruhi kenaikan kuat tekan. Sedangkan pada water/solid semakin besar nilai water/solid maka kuat tekan justru akan semakin menurun.

BAB V

176

Saran

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat diperoleh beberapa saran untuk penelitian selanjutnya, yaitu sebagai berikut:

1. Sebaiknya dilakukan satu kali pengambilan material selama pembuatan beton geopolimer supaya semua material yang digunakan tidak berbeda satu sama lain dan hasil pengujian dapat terkontrol.

177

DAFTAR PUSTAKA

AFNOR NF B 49104

Anuar, K.A, Ridzuan, A.R.M., and Ismail, S., 2011, Strength Characteristics of Geopolymer Concrete Containing Recycled Concrete Aggregate, Malaysia: International Journal of Civil & Enviromental Engineering IJCEE-IJENS Vol: 11 No: 01, Hal: 59-62.

ASTM C 618 – 03, 2006, Standard Specification for Fly Ash and Raw or Calcinated Natural Pozzolan for Use As A Mineral Admixture in Portland Cement Concrete, ASTM International, USA.

ASTM C 496, 2006, Standard Test Method for Splitting

Tensile Strength of Cylindrical Concrete Speciments, ASTM International, USA.

ASTM C 127 - 88 Reapp. 01, 2006, Standart Test Method

for Density, Relative Density (Specific Gravity), and Absorption of Coarse Aggregate, ASTM International, USA.

ASTM C 566 - 97, 2006, Standard Test Method for Total

Evaporable Moisture Content of Agregat by Drying, ASTM International, USA.

ASTM C 29/ C 29 M - 97, 2006, Standard Test Method for

Bulk Density (“Unit Weight”) and Voids in Aggregate, ASTM International, USA.

178

ASTM C 117- 95, 2006, Standard Test Method for Materials Finer Than 75-µm (No. 200) Sieve in Mineral Aggregates by Washing, ASTM International, USA.

ASTM C 131 – 03, 2006, Standard Test method for

Resistance to Degradation of Small-Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact in The Los-Angeles Machine, ASTM International, USA.

ASTM C 128 – 01, 2006, Standard Test Method for

Density, Relative Density (Specific Gravity), and Absorption of Fine Aggregate, ASTM International, USA.

ASTM C 40 – 04, 2006, Standard Test Method for Organic

Impurities in Fine Aggregates for Concrete, ASTM International, USA.

ASTM C 494 / C 494M, 2006, Standard Specification for

Chemical Admixtures for Concrete, ASTM International, USA. ASTM C 191, 2006, Standard Test method for Time of

Setting of Hydraulic by Vicat Needle, ASTM International, USA. ASTM C 143 / C 143 – 03, 2006, Standard Test Method for

Slump of Hydraulic-Cement Concrete, ASTM Internatuonal, USA.

ASTM C 39 / C – 39M – 03, 2006, Standard Test Method

for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Speciments, ASTM International, USA.

179

ASTM C 469-02, 2006, Standard Test Method for Static Modulus of Elasticity and Poisson’s Ratio of Concrete in Compression, ASTM International, USA.

Bhanumathidas .N, Kalidas .N. 2005. Sustainable

Development Through Use of Fly Ash. Keynote Paper presented at Nasional Seminar on Building materials & Technology for Sustainable Development. Ahmadabad, India.

Chalmers, Peter Desmont., Kidd, Paul Gregory., Sleep, Peter

David., 2014, Geopolymer Cements, Australia: Pattent Publication Number: WO2014075134 A1.

Concrete Institute of Australia. 2011. North Sydney,

Australia. Davidovits, Joseph., 1994, Properties of Geopolymer

Cements,. Ukraine: Procedings First International Conference on Alkaline Cements and Concretes, Scientific Research Institute on Binders and Materials, Hal: 1-19, Kiev State Technical University, Kiev.

Davidovits, Joseph., 1999, Geopolymer Chemistry and

Applications, France: Institut Geopolymere. Dhinakaran G, dan Chithra S. 2014. Effect of Hot Water

Curing And Hot Air Oven Curing On Admixed Concrete. International Journal of ChemTech Research Vol.6, No.2. Hal: 1516-1523.

Gao Kang, Lin kae-Long, Wang DeYing, Hwang Chao-

Lung, Shiu Hau-Shing, Chang Yu-Min, Cheng Ta-Wui. 2013. Effects SiO2/Na2O Molar Ratio on Mechanical Properties and

180

The Microstructure of nano-SiO2 Metakaolin-Based Geopolymer. Construction and Building Materials 53 Hal:503-510.

Hardjito, D. and Rangan, B.V, 2005, Development and

Properties Of Low-Calcium Fly Ash- Based Geopolymer Concrete, Research Report GC 1, Australia: Curtin University of Technology.

Hardjito, D, Wallah S.E., Dody .M., Sumajouw J., Rangan

B.V. 2004. On The Development of Fly Ash-Based Geopolymer Concrete. ACI Materials Journal Vol. 101

Limantono,H., Ekaputri,J.J. dan Triwulan, 2015, Pengaruh

Serbuk Kaca Dan Silica Fume Terhadap High Strength Concrete, Surabaya : Jurusan Teknik Sipil, ITS.

Maricar, Shyama. Tatong, Burha. Hasan, Hajatni. 2013.

Pengaruh Tambahan Plastiment VZ Terhadap Sifat Beton. “MEKTEK” Tahun XV No.1. Hal: 39-58. Indonesia.

Mishra, Anurag., Choudhary, Deepika., Jain, Namrata.,

Kumar, Manish., Sharda, Nidhi., and Dutt, Durga, 2008, Effect of Concentration of Alkaline Liquid And Curing Time On Strenght And Water Absorption of Geopolymer Concrete, India: ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences Vol. 3 No. 1, Hal: 14-18.

Olivia, Monica and Nikraz, Hamid R, Oktober 2011,

Durability of Fly Ash Geopolymer Concrete in a Seawater Environment, Australia: Procedings of The Concrete 2011 Conference.

181

Ozer Isil, Soyer-Uzun Sezen. 2015. Relation Between The Structural Characteristic and Compressive Strength in Metakaolin Based Geopolymers With Different Molar Si/Al Ratios. Ceramics International 41 10192-10198.

Pimraksa .K. Chindaprasirt .P, Rungchet .A, Sagoe-Cretsil

.K, Sato .T. 2011. Lightweight Geopolymer Made of Highly Porous Siliceous Materials With Various Na2O/Al2O3 and SiO2/Al2O3 Ratios. Materials Science and Engineering A 528 6616-6623.

Rangan, B.V. 2008. Low-Calcium, Fly Ash-Based

Geopolymer Concrete. United States of America: Concrete Construction Engineering Handbook. Chapter 26 Hal: (26-1) – (26-20)

Shaikh, F.U.A. and Vimonsatit, V, 2014, Compressive

Strength of Fly Ash Based Geopolymer Concrete at Elevated Temperatures, Fire and Materials, Australia: Wiley Online Library, DOI: 10.1002/fam.2240.

Sumajouw, M.D.J. and Rangan, B.V., 2006. Low-Calcium

Fly-Based Geopolymer Concrete: Reinforced Beams And Columns, Australia: Curtin University of Technology.

Wallah, S.E. and Rangan, B.V., 2006, Low-Calcium Fly-

Based Geopolymer Concrete: Long-Term Properties, Research Report GC 2, Australia: Curtin University of Technology.

Yellaiah .P, Sharma, Sanjay Kumar, dan Rao T.D.

Gunneswara. 2014. Tensile Strength of Fly Ash Based Geopolymer Mortar. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences Vol. 9, No.11. Hal: 2297-2301.

182


183

BIODATA PENULIS

Penulis bernama lengkap Nur Fadlilah Priyanka, dilahirkan di Gresik pada tanggal 14 Oktober 1991, anak ke-1 dari 3 bersaudara. Pendidikan formal yang ditempuh antara lain :

Taman Kanak-kanak Islam Bhakti 4, Sekolah Dasar Nadhlatul Ulama 1 Gresik, dilanjutkan pendidikan Sekolah Menengah Pertama Negeri 1 Gresik, lalu dilanjutkan pendidikan

sekolah Menengah Atas Muhammadiyah 1 Gresik dan lulus pada tahun 2010. Penulis mengikuti ujian masuk Program Studi D-III Teknik Sipil FTSP – ITS dan diterima di Program Studi D-III Teknik Sipil FTASP – ITS pada tahun 2010 dan terdaftar dengan NRP. 3110.030.089. Di Program Studi D-III Teknik Sipil, penulis mengambil jurusan Bangunan Transportasi. Lalu penulis melanjutkan Studi Lintas Jalur S-1 Teknik Sipil.

pengaruh temperatur curing pada sifat mekanik...

Documents