BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah Pembangunan konstruksi bangunan di Indonesia telah berkembang dengan pesat seiring dengan semakin bertambahnya jumlah penduduk, terutama di kota-kota besar yang mengakibatkan meningkatnya kebutuhan terhadap sarana dan prasarana, khususnya bangunan rumah dan gedung. Pada umumnya sebagian besar sarana dan prasarana (infrastruktur) yang ada menggunakan konstruksi beton, dimana teknologinya telah dapat dikuasai oleh seluruh lapisan masyarakat dari tingkat bawah hingga tingkat atas. Beton masih dapat memenuhi kebutuhan untuk pembangunan konstruksi dan secara keseluruhan konstruksi beton masih dianggap lebih murah dibandingkan dengan konstruksi lainnya. Hal ini dapat terlihat dari produksi semen yang akan terus meningkat dari 1,5 milyar ton pada tahun 1995 menjadi 2,2 milyar ton pada tahun 2010 (Malhotra, 1999) Di lain hal, kemajuan teknologi dan krisis ekonomi yang terjadi di Indonesia, mengarahkan pembangunan infrastruktur pada penggunaan struktur dengan material yang baru tetapi secara keseluruhan tidak berdampak pada peningkatan biaya. Adapun bahan alternatif yang dapat digunakan adalah dengan menggunakan abu terbang atau pulverised fly ash (PFA) untuk dibuat sebagai pengganti semen (cementitious) pada pembuatan beton. Penggantian penggunaan semen ini dengan geopolimerisasi dapat mengurangi biaya pembuatan beton serta dapat mengurangi pemanasan global yang ditimbulkan dari produksi semen karena produksi semen Portland selama ini melepaskan gas CO2 ke asmofer bumi, dimana gas CO2 memberikan sumbangan terbesar dalam pemanasan global. Karbondioksida (CO2) memberikan kontribusi 65% terhadap pemanasan global (McCaffrey, 2002). Sedangkan industri semen sendiri memberi kontribusi 6% dari emisi CO2 tersebut, karena setiap produksi satu ton semen Portland akan menghasilkan satu ton CO2 ke atmosfer bumi (Davidovits, 1994; McCaffrey, 2002). Fly ash sendiri, kalau tidak dimanfaatkan juga bisa menjadi ancaman bagi lingkungan. Oleh karena itu, sangat penting dilakukan penggantian sebagian besar atau seluruh penggunaan semen Portland pada produksi beton, dan bahan pengganti semen yang cukup tersedia banyak adalah fly ash, limbah hasil pembakaran batu bara pada pembangkit listrik tersebut.
2 Dapat dikatakan pemanfaatan fly ash akan mendatangkan efek ganda pada tindak penyelamatan lingkungan, yaitu memangkas dampak negatif kalau bahan sisa ini dibuang begitu saja dan sekaligus mengurangi bahkan menggantikan penggunaan semen portland sebagai bahan utama dalam pembuatan beton. Namun fly ash sendiri tidak memiliki kemampuan mengikat seperti halnya semen. Fly ash harus direaksikan secara kimia menggunakan alkalin aktivator. Alkalin aktivator digunakan untuk mereaksikan Si dan Al yang terkandung dalam fly ash agar terjadi proses geopolimerisasi. Selama ini, jenis alkalin aktivator yang sering digunakan adalah sodium hidroksida (NaOH) dan sodium silikat (Na2SiO3). Pada penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya (Hardjito dan Rangan, 2004) sudah dilakukan pembuatan beton geopolimer hanya menggunakan satu jenis alkalin aktivator saja yaitu sodium hidroksida (NaOH) dan sodium silikat (Na2SiO3). Karena itu, diperlukan lagi penelitian beton geopolimer yang dibuat menggunakan alkalin aktivator lain seperti potasium hidroksida (KOH) dan potasium silikat (K2SiO3) sehingga dapat lebih mempermudah dan menambah alternatif larutan alkalin aktivator dalam pembuatan beton geopolimer nantinya. Pada dasarnya, pemilihan larutan alkali potasium pada beton geopolimer fly ash diharapkan akan menghasilkan performa yang lebih baik daripada beton geopolimer fly ash yang menggunakan larutan alkali sodium seperti halnya pada penelitian yang telah dilakukan oleh Xu dan Deventer (2000), dimana perbandingan kuat tekan pada beton geopolimer berbahan dasar kaolin dengan larutan alkali potasium menghasilkan kuat tekan yang lebih baik daripada yang menggunakan larutan alkali sodium. Meskipun di pasaran harga bahan kimia pembentuk larutan alkali potasium memiliki harga yang lebih mahal daripada harga bahan kimia pembentuk larutan alkali sodium, diharapkan dengan performa yang lebih baik, volume material yang diperlukan akan berkurang dan didapatkan beton geopolimer fly ash yang lebih ekonomis. Oleh karena itu, dalam tugas akhir ini akan dibahas analisis potasium hidroksida (KOH) dan potasium silikat (K2SiO3) sebagai alternatif alkalin aktivator pengganti sodium hidroksida (NaOH) dan sodium silikat (Na2SiO3) untuk menghasilkan beton geopolimer fly ash yang berfungsi sebagai material struktural dan bermutu tinggi.
3 1.2. Batasan Masalah Adapun batasan-batasan masalah dalam penelitian ini adalah: a. Fly ash yang digunakan fly ash tipe F. b. Pengujian yang dilakukan adalah kuat tekan (compressive strength) dan uji waktu ikat (setting time). c. Perawatan (curing) beton geopolimer pada suhu tinggi menggunakan oven. d. Tidak dilakukan analisis kimia geopolimerisasi beton geopolimer. e. Pengaruh suhu dan lingkungan saat pencampuran diabaikan / disamakan.
1.3. Rumusan Masalah Berdasarkan uraian yang telah disampaikan di atas maka dalam penelitian ini dapat dirumuskan permasalahan yang akan dibahas, yaitu: a. Bagaimanakah kuat tekan mortar geopolimer dan waktu ikat (setting time) pasta geopolimer yang memakai larutan potasium hidroksida dan potasium silikat sebagai alkalin aktivatornya dibandingkan dengan menggunakan larutan sodium hidroksida dan sodium silikat? b. Bagaimanakah komposisi mortar geopolimer dengan larutan potasium hidroksida dan potasium silikat yang menghasilkan kuat tekan optimum? c. Berapakah kuat tekan optimum beton geopolimer yang menggunakan larutan potasium hidroksida dan potasium silikat serta kuat tekan optimum beton geopolimer yang menggunakan larutan sodium hidroksida dan sodium silikat berdasarkan komposisi mortar yang menghasilkan kuat tekan optimum?
1.4. Tujuan Penelitian Mengacu pada uraian masalah yang telah dibahas sebelumnya, tujuan utama dari penelitian secara umum adalah untuk mengkaji lebih dalam dan luas tentang pengaruh penggunaan larutan potasium hidroksida dan potasium silikat sebagai alternatif pengganti larutan alkalin aktivator beton geopolimer fly ash mutu tinggi. Adapun tujuan khusus yang akan dicapai antara lain: a. Mengetahui kuat tekan mortar geopolimer dan waktu ikat (setting time) pasta geopolimer yang memakai larutan potasium hidroksida dan potasium silikat sebagai alkalin aktivatornya dibandingkan dengan menggunakan larutan sodium hidroksida dan sodium silikat.
4 b. Mengetahui komposisi mortar geopolimer dengan larutan potasium hidroksida dan potasium silikat yang menghasilkan kuat tekan optimum. c. Mengetahui dan membandingkan kuat tekan optimum beton geopolimer yang menggunakan larutan potasium hidroksida dan potasium silikat dengan kuat tekan optimum beton geopolimer yang menggunakan larutan sodium hidroksida dan sodium silikat berdasarkan komposisi mortar yang menghasilkan kuat tekan optimum.
1.5. Manfaat Penelitian Penelitian mengenai beton geopolimer, khususnya yang menggunakan potasium hidroksida dan potasium silikat sebagai alkalin aktivatornya sangat sedikit dilakukan di Indonesia. Oleh sebab itu, penelitian potasium hidroksida dan potasium silikat sebagai alkalin aktivator beton geopolimer ini perlu dilakukan. Dengan penelitian ini diharapkan dapat menggambarkan perilaku mekanis beton geopolimer yang menggunakan larutan potasium hidroksida dan potasium silikat sebagai alkalin aktivatornya serta mendapatkan komposisi yang tepat untuk menghasilkan beton geopolimer untuk material struktural. Selain itu, dengan adanya penelitian ini diharapkan dapat diperoleh suatu jenis beton baru yang ramah lingkungan, karena: a. Memanfaatkan material sisa (buangan) sehingga mengurangi limbah yang mencemari lingkungan. b. Mengurangi kadar emisi CO2 yang dihasilkan produksi semen.
