TINJAUAN SIFAT FISIK DAN MEKANIK BETON GEOPOLIMER TANPA PASIR DENGAN PENAMBAHAN VARIASI SUPERPLASTICIZER

30/PA/D-3-TKG/S/2014 PROYEK AKHIR TINJAUAN SIFAT FISIK DAN MEKANIK PADA BETON GEOPOLIMER TANPA PASIR DENGAN PENAMBAHAN VARIASI SUPERPLASTICIZER Disusun untuk melengkapi salah satu syarat kelulusan Program D-3 Politeknik Negeri Jakarta Disusun Oleh : Dian Zulkafli 3111110025 Hilman Arief Ramadhan 3111110012 Pembimbing : Pratikto, S.T., M.Si. NIP. 19610725 198903 1 002 PROGRAM STUDI TEKNIK KONSTRUKSI GEDUNG JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI JAKARTA DEPOK 2014

i

KATA PENGANTAR

Assalam’ualaikum Warrahmatullah Wabarakatu Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas limpahan rahmat, karunia serta izi-Nya kami dapat menyelesaikan penulisan Proyek Akhir ini yang berjudul Tinjauan Sifat Fisik dan Mekanik pada Beton Geopolimer Tanpa Pasir dengan Penambahan Variasi Superplasticizer sebagai salah satu syarat menyelesaikan program Diploma-III Politeknik Negeri jakarta. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Proyek Akhir ini, keberhasilan kami dikarenakan adanya bantuan dab dukungan dari berbafai piihak, baik dukungan moril maupun materi. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada : 1. Allah SWT. 2. Orang tua dan seluruh keluarga tercinta yang telah memberikan dukungan moral maupun materi dalam penyusunan Proyek Akhir ini. 3. Bapak Pratikto, S.T., M.Si, selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dalam penyusunan Proyek Akhir ini. 4. Bapak Putera Agung Maha Agung S.T., M.T., Ph.D, selaku ketua jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Jakarta. 5. Segenap staf pengajar Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta. 6. Seluruh staf administrasi Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta. 7. Seluruh staf laboratorium uji bahan Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta. 8. Seluruh sahabat serata rekan-rekan dijurusan Teknik Sipil khususnya 3 Gedung 1 Sore Politeknik Negeri Jakarta yang telah memberikan dukungannya kepada penulis. Dalam penulisan Proyek Akhir ini, kami sebagai penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih terdapat kekurangan. Oleh karena itu dengan segala

ii

kerendahan hati penulis menerima kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan Proyek Akhir ini. Harapan kami semoga penulisan Proyek Akhir ini dapat pengetahuan dan bermanfaat bagi semua pihak. Wassalamua’alaikum Warahmatullah Wabarakatu.

Depok, juli 2014

Penulis

iii

DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN LEMBAR PENGESAHAN KATA PENGANTAR ......................................................................................... i DAFTAR ISI ........................................................................................................ iii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... vi DAFTAR TABEL ............................................................................................... vii BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah .................................................................................... 3 1.3 Tujuan ....................................................................................................... 3 1.4 Manfaat Penelitian .................................................................................... 3 1.5 Pembatasan Masalah ................................................................................ 3 1.6 Metode Penelitian ..................................................................................... 4 1.7 Sistematika Penulisan ............................................................................... 5 BAB II DASAR TEORI ...................................................................................... 7 2.1 Beton Geopolimer .................................................................................... 7 2.1.1 Definisi Polimer ................................................................................ 7 2.1.2 Definisi Beton Geopolimer ............................................................... 7 2.1.3 Sifat-sifat Beton Geopolimer ............................................................ 9 2.1.4 Kelebihan dan Kekurangan Beton Geopolimer ................................ 10 2.2 Beton Non pasir ......................................................................................... 11 2.3 Binder ....................................................................................................... 11 2.3.1 Definisi Fly Ash ................................................................................. 11 2.3.2 Sifat Fisik Fly Ash ............................................................................. 12 2.3.3 Klasifikasi Jenis Fly Ash (ASTM C 618) .......................................... 12 2.3.4 Keunggulan Penggunaan Fly Ash pada Beton Geopolimer .............. 13 2.4 Agregat ..................................................................................................... 14 2.4.1 Pengelompokan Agregat ................................................................... 14

iv

2.4.2 Sifat Fisik dan Mekanis pada Agregat .............................................. 16 2.5 Alkaline Activator ..................................................................................... 24 2.5.1 Sodium Silikat .................................................................................... 24 2.5.2 Sodium Hidroksida ............................................................................ 25 2.6 Admixture ................................................................................................. 27 3.6.1 Type Admixture .................................................................................. 27 3.6.2 Superplasticizer ................................................................................. 28 3.6.3 Produk Superplasticizer yang digunakan ........................................... 30 2.7 Molaritas ................................................................................................... 32 2.8 Penelitian yang Pernah dilakukan (Literatur) ............................................ 32 BAB III METODOLOGI PENELITIAN ........................................................ 34 3.1 Pendahuluan ............................................................................................. 34 3.2 Bahan Penelitian ....................................................................................... 34 3.3 Waktu dan Tempat Pengujian .................................................................. 34 3.4 Metode Pelaksanaan ................................................................................. 35 3.4.1 Persiapan Bahan ................................................................................ 35 3.4.2 Perhitungan Kebutuhan Benda Uji .................................................... 36 3.5 Prosedur Pengujian ................................................................................... 37 3.5.1 Pengujian Agregat Kasar ................................................................... 37 3.5.1.1 Pengujian Berat Jenis & Penyerapan Air ................................. 37 3.5.1.2 Pengujian Berat Isi dan Voids (ASTM C-29-78) ...................... 39 3.5.1.3 Pengujian Kadar Air (SK-SNI M 11-1989-F) ........................... 42 3.5.1.4 Pengujian Kadar Lumpur (ASTM C 117-92) ........................... 44 3.5.2 Pengujian Fly Ash (SNI 15-2531-1991) ............................................ 46 3.5.2.1 Pengujian Berat Jenis ................................................................ 46 3.5.2.2 Pengujian Berat Isi (SNI 03-4804-2008) .................................. 47 3.6 Prosedur Pembuatan dan Pengujian Beton ............................................... 49 3.6.1 Pembuatan Benda Uji ........................................................................ 49 3.6.2 Pengujian Beton Segar ...................................................................... 50 3.6.2.1 Pengujian Slump (Slump Test) .................................................. 50 3.6.2.2 Pengujian Berat Isi (ASTM C 138-92) ..................................... 52

v

3.6.3 Pengujian Beton Keras ...................................................................... 53 3.6.3.1 Pengujian Kuat Tekan (ASTM C-3983-B) ............................... 53 3.6.3.2 Pengujian Kuat Tarik Belah (ASTM C) ................................... 55 3.6.3.3 Pengujian Kuat Tarik Lentur (ASTM C 580-02) ...................... 56 3.7 Analisis Data ............................................................................................ 58 BAB IV DATA DAN ANALISA ....................................................................... 59 4.1 Data dan Analisis Hasil Pengujian Agregat Kasar ................................... 59 4.1.1 Hasil Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air .............................. 59 4.1.2 Hasil Pengujian Berat Isi dan Voids .................................................. 60 4.1.3 Hasil Pengujian Kadar Air ................................................................ 61 4.1.4 Hasil Pengujian Kadar Lumpur ......................................................... 62 4.2 Data dan Analisis Hasil Pengujian Fly Ash .............................................. 62 4.2.1 Hasil Pengujian Berat Jenis ............................................................... 62 4.2.2 Hasil Pengujian Berat Isi ................................................................... 63 4.3 Trial Mix .................................................................................................. 63 4.4 Data untuk Kebutuhan Bahan .................................................................. 65 4.4.1 Pembuatan Beton Geopolimer Tanpa Pasir Percobaan 1 .................. 67 4.4.2 Pembuatan Beton Geopolimer Tanpa Pasir Percobaan 2 .................. 68 4.4.3 Pembuatan Beton Geopolimer Tanpa Pasir Percobaan 3 .................. 68 4.5 Pengujian Beton Segar ............................................................................. 69 4.5.1 Pengujian Berat Isi Beton .................................................................. 69 4.6 Pengujian Beton Keras ............................................................................. 69 4.6.1 Pengujian Kuat Tekan ....................................................................... 69 4.6.2 Pengujian Kuat Tarik Belah .............................................................. 73 4.6.3 Pengujian Kuat Tarik Lentur ............................................................. 74 4.7 Hasil Analisa Pengujian Beton Geopolimer Tanpa Pasir ......................... 75 BAB V PENUTUP .............................................................................................. 76 5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 76 5.2 Saran ......................................................................................................... 77 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 78 LAMPIRAN ........................................................................................................ 80

vi

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Ikatan Polimer ............................................................................... 9 Gambar 2.2 Ikatan Polimerisasi Si dan Al ....................................................... 9 Gambar 2.3 Scanning Electron Microscopy ...................................................... 10 Gambar 2.4 Scanning Electron Microscopy ...................................................... 10 Gambar 2.5 Photomicrograph Partikel Fly Ash diperbesar 2000x ................. 12 Gambar 2.6 Berbagai Bentuk Agregat ............................................................. 18 Gambar 2.7 Kondisi Agregat ............................................................................ 23 Gambar 2.8 Scanning Electron Microscopy (SEM)......................................... 25 Gambar 2.9 Scanning Electron Microscopy (SEM)......................................... 26 Gambar 2.10 Molekul Superplasticizer ............................................................ 32 Gambar 3.1 Diagram Alir Tahapan Penelitian ................................................ 35 Gambar 3.2 Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air ................................ 39 Gambar 3.3 Pemadatan Benda Uji untuk Beara Isi ........................................ 41 Gambar 3.4 Penimbangan Benda Uji setelah dikeringkan ............................ 43 Gambar 3.5 Penuangan ari cucian benda uji ................................................... 45 Gambar 3.6 Cetakan untuk Pembuatan Benda Uji ........................................ 49 Gambar 3.7 Uji Slump ....................................................................................... 52 Gamabr 4.1 Diagram Alir Pencampuran Larutan Geopolimer .................... 64 Gamabr 4.2 Bahan Pada Pembuatan Beton Geopolimer ................................ 66 Gambar 4.3 Proses Pembuatan Beton Geopolimer Percobaan 1 ................... 67 Gambar 4.4 Proses Pembuatan Beton Geopolimer Percobaan 3 ................... 69 Gambar 4.5 Kuat Tekan rata-rata Beton Geopolimer 0 % SP ...................... 70 Gambar 4.6 Kuat Tekan rata-rata Beton Geopolimer 0,5 % SP ................... 71 Gambar 4.7 Kuat Tekan rata-rata Beton Geopolimer 1 % SP ...................... 72 Gambar 4.8 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton ............................................ 72 Gambar 4.9 Perbandingan Kuat Tarik Belah Beton Geopolimer .................. 73 Gambar 4.10 Perbandingan Kuat Tarik Lentur Beton Geopolimer ............. 74

vii

DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Kandungan dalam Fly Ash ................................................................ 13 Tabel 2.2 Komposisi Perbandingan Agregat dan pasta .................................. 26 Tabel 3.1 Variasi campuran beton geopolimer non pasir .............................. 36 Tabel 3.2 Macam-mcam wadah baja silinder .................................................. 40 Tabel 3.3 Banyaknya Benda Uji Berdasarkan Ukuran butiruan Maks......... 43 Tabel 3.4 Banyaknya Benda Uji Berdasarkan Ukuran Agregat Maks .......... 44 Tabel 4.1 Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Kasar ............................. 60 Tabel 4.2 Berat Isi dan Voids Agregat Kasar .................................................. 60 Tabel 4.3 Kadar Air Agregat Kasar .................................................................. 61 Tabel 4.4 Kadar Lumpur Agregat Kasar ......................................................... 62 Tabel 4.5 Berat Jenis Fly Ash ............................................................................. 62 Tabel 4.6 Berat Isi Fly Ash ................................................................................ 63 Tabel 4.7 Komposisi Perbandingan Trial Mix ................................................. 65 Tabel 4.8 Data Pengujian Kuat Tekan dan Tarik Belah pada Trial Mix ..... 65 Tabel 4.9 Perbandingan Beton Geopolimer ..................................................... 66 Tabel 4.10 Kebutuhan Bahan ........................................................................... 67 Tabel 4.11 Komposisi dan Hasil Pengamatan Beton Geopolimer 1 ............... 67 Tabel 4.12 Komposisi dan Hasil Pengamatan Beton Geopolimer 2 ............... 68 Tabel 4.13 Komposisi dan Hasil Pengamatan Beton Geopolimer 3 ............... 68 Tabel 4.14 Hasil Pengujian Berat Isi Beton Segar ........................................... 69 Tabel 4.15 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton 0 % Sp .................................. 69 Tabel 4.16 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton 0,5 % Sp ................................ 70 Tabel 4.17 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton 1 % Sp ................................... 71 Tabel 4.18 Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah ................................................. 73 Tabel 4.19 Hasil Pengujian Kuat Tarik Lentur ............................................... 74 Tabel 4.20 Hasil Analisa Beton Geopolimer ..................................................... 75

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada umumnya beton dikenal sebagai material yang tersusun dari komposisi utama batuan (agregat), air, dan semen portland (biasa disebut semen). Beton sangat populer dan digunakan secara luas, karena bahan pembuatnya mudah didapat, harganya relatif murah, dan teknologi pembuatannya relatif sederhana. Namun, akhir-akhir ini beton tersebut makin sering mendapatkan kritik, khususnya dari kalangan yang peduli dengan kelestarian lingkungan hidup, karena emisi gas rumah kaca (karbon dioksida) yang dihasilkan pada proses produksi semen. Menurut International Energy Authority, World Energy Outlook, jumlah karbon dioksida yang dihasilkan tahun 1995 adalah 23,8 Milyar ton. Angka ini menunjukkan produksi semen Portland menyumbang 7% dari keseluruhan CO2 yang dihasilkan berbagai sumber. Mengingat sumbangan insdustri semen terhadap total emisi karbon dioksida harap segera dicarikan upaya untuk bias menekan angka produksi gas CO2 tersebut. Isu kedua yang kerap dipersoalkan adalah masalah keawetan beton itu sendiri. Bangunan beton pada umumnya sudah memerlukan perbaikan karena sudah mulai mengalami kerusakan ketika usia bangunannya baru mencapai 20 tahun, walaupun telah direncanakan dan dibuat sesuai dengan standar yang berlaku. Mengingat sumbangan insdustri semen terhadap total emisi karbon dioksida harap segera dicarikan upaya untuk bisa menekan angka produksi gas CO2 tersebut. Davidovits memberi nama material temuannya dengan nama Geopolimer, karena merupakan sintesa bahan-bahan alam nonorganik lewat proses polimerisasi. Bahan dasar utama yang diperlukan untuk pembuatan material geopolimer ini adalah bahan-bahan yang banyak mengandung unsurunsur silikon dan aluminium. Unsur-unsur ini banyak didapati, di antaranya

1

2

pada material buangan hasil sampingan industri, seperti misalnya abu terbang (fly Ash) dari sisa pembakaran batu bara. Fly Ash adalah abu sisa pembakaran batu bara yang dipakai dalam banyak industri dan PLTU. Fly Ash sendiri tidak memiliki kemampuan mengikat seperti halnya semen. Tetapi dengan kehadiran air dan ukuran partikelnya yang halus, oksida silika yang dikandung oleh Fly Ash akan bereaksi secara kimia dan mengeluarkan zat yang memiliki kemampuan mengikat. Fly Ash, disebut demikian karena kecilnya ukuran partikel dan mudah berterbangan di udara, Oleh karena itu abu terbang Fly Ash ini tidak banyak dimanfaatkan dengan semestinya ataupun dipakai, melainkan hanya sebagai bahan timbunan. Penimbunan yang sembarangan bahkan berpotensi mengancam kelestarian lingkungan, selain mudah beterbangan dan mengotori udara, partikel-partikel logam berat yang dikandungnya dengan mudah larut dan mencemari sumber-sumber air. Untuk melarutkan unsur-unsur silikon dan aluminium, serta memungkinkan terjadinya reaksi kimiawi, digunakan larutan yang bersifat alkalis. Material geopolimer ini digabungkan dengan agregat batuan kemudian menghasilkan beton geopolimer, tanpa menggunakan semen lagi. Geopolimer dikatakan ramah lingkungan, karena selain dapat menggunakan bahan-bahan buangan industri, proses pembuatan beton geopolimer tidak terlalu memerlukan energi. Dengan pemanasan lebih kurang 60° C selama satu hari penuh sudah dapat dihasilkan beton yang berkekuatan tinggi. Karenanya, pembuatan beton geopolimer mampu menurunkan emisi gas rumah kaca yang diakibatkan oleh proses produksi semen hingga tinggal 20% saja. Berdasarkan data-data selama ini telah menunjukan bahwa beton geopolimer memiliki sifat-sifat teknik yang amat mengesankan, diantaranya kekuatan dan keawetan yang tinggi. Dengan keinginan mempelajari lebih lanjut tentang beton geopolimer, maka akan dilakukan riset atau penelitian mengenai perbandingan beton geopolimer menggunakan Superplasticizer dengan variasi campuran superplasticizer 0%, 0,5% dan 1%.

3

1.2 Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah berdasarkan latar belakang dalam penelitian ini adalah : 1. Pengaruh

dan

reaksi

beton

geopolimer

terhadap

penambahan

Superplasticizer dengan variasi campuran 0%, 0,5% dan 1%. 2. Apa manfaat Superplasticizer pada beton geopolimer ?

1.3 Tujuan Penelitian ini mempunyai beberapa tujuan sebagai berikut : 1. Menentukan nilai molaritas yang akan dipakai dari nilai molaritas 8 M , 11 M dan 14 M. 2. Mendapatakan kuat tekan, kuat kuat tarik belah dan kuat lentur beton geopolimer dengan variasi campuran Superplasticizer 0%, 0,5% dan 1%.

1.4 Manfaat Penelitian a. Dapat memanfaatkan limbah buangan pabrik industri batu bara yang berupa Fly Ash atau bahan buangan lainnya yang banyak mengandung SiO2 dan Al2O3. b. Mengurangi polusi udara karena tidak menggunakan semen sebagai bahan perekatnya. c. Beton yang dihasilkan dari penelitian ini akan lebih kuat dan mempermudah proses pengadukan, dibandingkan beton geopolimer lainnya karena ada penambahan Superplasticizer.

1.5 Pembatasan Masalah Dari semua permasalahan tersebut diatas, maka dilakukan pembatasan masalah sebagai berikut : 1.

Fly Ash yang dipakai adalah Fly Ash tipe F yaitu Fly Ash yang mengandung CaO lebih kecil dari 10% yang dihasilkan dari pembakaran anthracite atau bitumen batubara (bituminous).

4

2.

Fly Ash yang digunakan dalam penelitian ini dari PT. ADHIMIX PRECAST INDONESIA.

3.

Superplasticizer yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari PT. SIKA INDONESIA dengan tipe Sika ViscoCrete-3310.

4.

Aktivator menggunakan larutan sodium hidroksida (NaOH) dan sodium silikat (Na2SiO3).

5.

Pengujian sifat mekanik beton meliputi uji kuat tekan, uji kuat tarik belah, dan uji kuat lentur.

6.

Pengujian air tidak dilakukan karena air yang digunakan secara visual tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa.

7.

Komposisi beton dengan perbandingan volume 3 Agregat kasar : 1 adonan pasta, dengan pasta yang terdiri dari 0,7 Fly Ash : 0,3 larutan (activator).

8.

Dengan water binder yang digunakan 0,3.

9.

Konsentrasi larutan yang digunakan adalah 8, 11 dan 14 molar.

10. Dibuat benda uji dengan rincian sebagai berikut : a. Pengujian kuat tekan yang ditinjau pada hari ke 14, 24, dan 28 hari, masing-masing variasi berjumlah 12 buah benda uji dengan ukuran silinder 10 x 20 cm dan 3 buah benda uji dengan ukuran 15 x 30 cm. b. Pengujian kuat tarik belah yang ditinjau pada hari ke-28, masingmasing variasi berjumlah 9 buah benda uji dengan ukuran silinder 15 x 30 cm. c. Pengujian kuat lentur yang ditinjau pada hari ke-28 masing-masing variasi berjumlah 4 buah benda uji dengan ukuran balok 50 x 10 x 10 cm 11. Dalam penelitian ini pengujian agregat kasar yang tertahan ayakan ASTM 9,5 mm diteliti penyerapan air, kadar air, dan berat isi.

1.6 Metode Penelitian Penelitian pada tugas akhir ini dilakukan dengan menggunakan metode eksperimen, yaitu dengan dilakukan sebuah penelitian atau

5

pengembangan eksperimen, dari benda uji yang berasal dari beton non-pasir dengan campuran larutan geopolimer.. a) Penelitian dilakukan pada beton geopolimer dengan binder Fly Ash dan alkaline activator menggunakan sodium hidroksida (NaOH) dengan nilai molaritas 8 M, 11 M, dan 14 M. Perbandingan antara sodium hidroksida dan sodium silikat adalah 1 : 2 dalam berat dan perbandingan water binder (WB) adalah 0,3. b) Sampel yang digunakan adalah silinder beton dengan diameter 10 cm dan tinggi 20 cm untuk kuat tekan dan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm untuk uji kuat tarik belah. c) Metode Pengujian yang dilakukan adalah : a. Uji agregat Kasar 1. Uji berat jenis dan penyerapan air agregat kasar sesuai dengan SKSNI M 09-1989-F. 2. Uji berat isi agregat kasar sesuai dengan ASTM C-29-78. 3. Uji kadar air agregat kasar sesuai dengan SK-SNI M 11-1989-F. 4. Uji kadar lumpur ASTM C 117-95. b. Uji beton segar 1. Uji slump. 2. Uji bobot isi. c. Uji beton keras 1. Uji kuat tekan pada umur 14, 24 dan 28 hari. 2. Uji kuat tarik belah pada umur 28 hari. 3. Uji kuat lentur pada umur 28 hari.

1.7 Sistematika Penulisan Agar memudahkan untuk membahas setiap masalah dalam penyusunan Tugas Akhir ini, maka penyusun membuat sistematika dari pokok yang dibahas. Adapun dari pokok yang dibahas antara lain sebagai berikut :

6

HALAMAN JUDUL LEMBAR PERSETUJUAN LEMBAR PENGESAHAN KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL BAB I

PENDAHULUAN Bab ini berisikan tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan, manfaat penelitian, pembatasan masalah, metode penelitian, dan sistematika penulisan.

BAB II

DASAR TEORI Bab ini berisikan mengenai penjelasan beton dan geopolimer secara umum, dasar teori, material dan alat yang digunakan, serta teoriteori yang menunjang dalam penulisan tugas akhir.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN Bab ini berisikan metode-metode yang digunakan di dalam mengumpulkan data maupun dalam menganalisis data dalam menyelesaikan permasalahan yang dikemukakan.

BAB IV DATA DAN ANALISIS DATA Analisis hasil penelitian berisi tentang analisis regresi data hasil penelitian, karakteristik pada beton geopolimer.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan dan saran berisi tentang kesimpulan dari keseluruhan penulisan dan saran sebagai pelengkap tugas akhir ini.

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

BAB II DASAR TEORI 2.1 Beton Geopolimer 2.1.1 Definisi Geopolimer Geopolimer, merupakan sintesa bahan-bahan alam nonorganik lewat proses polimerisasi. Bahan dasar utama yang diperlukan untuk pembuatan material geopolimer ini adalah bahan-bahan yang banyak mengandung unsurunsur silikon dan aluminium. Geopolimer merupakan bagian dari ilmu polimer, kimia dan teknologi yang membentuk salah satu bidang utama dari ilmu material. Polimer organik, yaitu berbasis karbon, atau polimer anorganik, yaitu berbasis silikon. Polimer organik terdiri dari kelas polimer alam (karet, selulosa), polimer organik sintetis (serat tekstil, plastik, film, elastomer, dll). Bahan baku yang digunakan dalam sintesis polimer berbasis silikon, terutama mineral pembentuk batuan asal geologi, material yang bisa digunakan untuk pengikat seperti fly ash, blast furnace slag dan metakolin atau abu sekam padi, oleh karena itu namanya adalah geopolimer. Joseph Davidovits menciptakan istilah ini pada tahun 1978 dan menciptakan keuntungan bagi lembaga non ilmiah Perancis (Association Loi 1901) dan Institut Géopolymère (Geopolymer Institute).

2.1.2 Definisi Beton Geopolimer Pada tahun 1979, Davidovits mulai memperkenalkan beton beton tanpa semen, yaitu beton yang menggunakan bahan pengikat yang dihasilkan dari reaksi polimer larutan alkali dengan silica dan alumunium yang terkandung dalam material seperti fly ash, blast furnace slag, metakolin atau abu sekam padi disebut sebagai beton geopolimer (Davidovits, 2002). Beton Geopolimer merupakan material ramah lingkungan yang biasa dikembangkan sebagai alternatif pengganti beton semen di masa mendatang. Dan pada penelitian ini bahan pengikat yang di gunakan sebagai pengganti semen adalah fly ash.

7

8

Material ini merupakan limbah batu bara dan mempunyai kandungan silica dan aluminanya sangat tinggi. Fly ash yang diaktifkan dengan larutan alkali berupa sodium hiroksida (NaOH) dan sodium silikat (Na2SiO3) sebagai katalisatornya. Kombinasi ini akan digunakan sebagai material untuk membuat konstruksi resapan dengan bentuk silinder. Pada proses geopolomerisasi larutan alkaline yang sering digunakan merupakan kombinasi sodium hiroksida (NaOH) atau potassium hiroksida (KOH) dan sodium silikat (K2SiO3). Jenis larutan alkali berperan penting dalam proses polimerisasi. Reaksi lebih cepat terjadi jika mengandung silikat dibanding hiroksida. Adapun larutan NaOH memberikan reaksi yang lebih baik dibanding larutan KOH. Penggunaan bahan sodium (Na) yaitu sodium hiroksida atau sodium silikat akan lebih murah sehingga biaya dapat ditekan dan teknologi yang digunakan lebih feasible (Hardjito dan Rangan, 2005). Sodium

silikat

mempunyai

fungsi

untuk

mempercepat

reaksi

polimerisasi. Bentuknya dapat berupa padatan dan larutan, pada pengguanaan beton lebih banyak digunakan bentuk larutan. Sodium silikat dikenal sebagai water glass yang awalnya digunakan sebagai campuran dalam pembuatan sabun fly ash dan sodium silikat membentuk ikatan yang sangat kuat namun terjadi retakan antar mikrostruktur. Sodium hiroksida berfungsi untuk mereaksikan unsur-unsur Al dan Si yang terkandung dalam fly ash sehingga dapat menghasilkan ikatan polimer yang kuat. Fly ash dalam sodium hiroksida membentuk ikatan kurang kuat namun ikatan lebih padat dan terjadi retakan antar mikrostruktur (Hardjito dan Rangan, 2005). Semakin besar rasio perbandingan Si/Al, maka karakter polimer semakin terbentuk kuat. Hal ini dapat dilihat pada gambar 2.1 Selain itu reaksi pembentukan material geopolimer dilihat dalam persamaan pada Gambar 2.2 (Wallah, 2006).

9

Gambar 2.1 Ikatan Polimerisasi SiO4 dan AlO4

Gambar 2.2 Ikatan Polimerisasi Berdasarkan Si dan Al (Davinos, 1994) Peranan unsur silikat dan alumunium sangat penting dalam proses polimerisasi. Hal ini ditunjukkan dalam bentuk rasio perbandingan Si/Al, semakin besar ratio Si/Al karakter polimer semakin terbentuk kuat.

2.1.3 Sifat-sifat Beton Geopolimer Beton geopolimer memiliki sifat-sifat sebagai berikut : a. Pada beton segar (fresh concrete)  Memiliki waktu setting 10 jam pada suhu -20°C, dan mencapai 7 – 60 menit pada suhu 20°C,  Penyusutan selama setting kurang dari 0.05%,  Kehilangan masa dari beton basah menjadi beton kering kurang dari 0.1%. b. Pada beton keras (hardened concrete)  Memiliki kuat tekan lebih besar dari 90 Mpa pada umur 28 hari,

10

 Memiliki kuat tarik sebesar 10-15 Mpa pada umur 28 hari,  Memiliki water absorption kurang dari 3%

Gambar 2.3 Scanning Electron Microscopy (SEM) Fase awal pembentukan beton geopolimer

Gambar 2.4 Scanning Electron Microscopy (SEM) dari Beton Geopolimer Umur 28 hari 2.1.4 Kelebihan dan Kekurangan Beton Geopolimer a. Kelebihan-kelebihan beton geopolimer (Frantisek Skvara,dkk, 2006)  Tahan terhadap api,  Tahan terhadap lingkungan korosif,  Tahan terhadap reaksi alkali silica.  Tidak menggunakan semen sebagai bahan perekatnya, maka dapat mengurangi polusi udara.  Mempunyai rangkak susut yang kecil. b. Kekurangan-kekurangan beton geopolimer :  Pembuatan beton geopolimer lebih rumit dibandingkan beton semen, karena membutuhkan alkaline activator,

11

 belum ada rancang campuran (mix design) yang pasti.

2.2 Beton Non-Pasir (No Fines Concrete) Menurut penuturan Kepala Laboratorium Bahan Bangunan Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknik UGM Ir. Kardiyono Tjokrodimuljo, M.E., beton non-pasir (No Fines Concrete) adalah suatu bentuk sederhana dari jenis beton ringan yang diperoleh dengan cara menghilangkan agregat halus pada pembuatan beton. Pembuatan beton non-pasir ini relatif lebih sederhana dengan bahan kerikil, semen dan campuran air. Tidak adanya agregat halus (pasir) dalam campuran, menghasilkan suatu sistem berupa rongga yang terdistribusi di dalam massa beton, serta berkurangnya berat jenis beton. Dengan kata lain sifatnya lebih ringan dengan sedikit rongga. Bahan beton non-pasir menurut Kardiyono cocok diterapkan untuk sumur resapan, perkerasan jalan, barang kerajinan (buis beton, bak pupuk, bataton dsb).

2.3 Binder Binder adalah bahan pengikat dalam campuran beton geopolimer yang terdiri dari fly ash. Ukuran fly ash yang sangat halus sangat baik untuk mengisi rongga yang terdapat dalam beton. 2.3.1 Definisi Fly Ash Fly Ash adalah bahan yang berasal dari sisa pembakaran batu bara yang tidak terpakai. Material ini mempunyai kadar bahan semen yang tinggi dan mempunyai sifat pozzolanik, yaitu dapat bereaksi dengan kapur bebas yang dilepaskan semen saat proses hidrasi dan membentuk senyawa yang bersifat mengikat pada temperatur normal dengan adanya air (Himawan dan Darma 25). Komposisi dari fly ash sebagian besar terdiri dari silikat dioksida (SiO2), alumunium (Al2O3), besi (Fe2O3) dan kalsium (CaO), serta magnesium, potassium, sodium, titanium, sulfur, dalam jumlah yang kecil. Komposisinya tergantung dari tipe batu bara.

12

Gambar 2.5 Photomicrograph Partikel Fly Ash diperbesar 2000x dengan Scanning Elektron Microscope (SEM) 2.3.2 Sifat Fisik Fly Ash Menurut ACI Committee 226 dijelaskan bahwa fly ash mempunyai sifat sebagai berikut: a. Spesific gravity : 2.2 – 2.8 b. Ukuran : ϕ 1 mikron – ϕ 1 mm, dengan kehalusan 70% - 80% melewati saringan no. 200 (75 mikron) c. Kehalusan : % tertahan ayakan 0.075 mm

3.5

% tertahan ayakan 0.045 mm

19.3

% sampai ke dasar

77.22

2.3.3 Klasifikasi jenis Fly Ash (ASTM C 618) Fly Ash dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu: a. Kelas C  Fly Ash yang mengandung CaO diatas 10%, dan abu terbang (Fly Ash) yang dihasilkan dari pembakaran ligmit atau batu bara dengan kadar karbon ±60% atau sub bitumen.  Kadar (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 50% b. Kelas F  Fly Ash yang mengandung CaO lebih kecil 10%, dan abu terbang (Fly Ash) yang dihasilkan dari pembakaran batu bara jenis anthrchacite pada suhu 1560°C. Abu terbang ini mempunyai sifat pozolan.

13

 Kadar (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 70% c. Kelas N  Pozzolan alam atau hasil pembakaran yang dapat digolongkan antara lain tanah diatomic, opaline chertz, dan shales, tuff, dan abu vulkanik, dimana biasa diproses melalui pembakaran atau tidak melalui proses pembakaran. Selain itu juga mempunyai sifat pozzolan yang baik.

Tabel 2.1 Kandungan dalam Fly Ash

Component Bituminous Subbituminous Lignite 20-60 40-60 15-45 Al2O3 (%) 5-35 20-30 20-25 Fe2O3 (%) 10-40 4-10 4-15 CaO (%) 1-12 5-30 15-40 LOI (%) 0-15 0-3 0-5 Sebagian besar abu terbang yang digunakan dalam beton adalah abu kalsium rendah (kelas ”F” ASTM) yang dihasilkan dari pembakaran anthracite atau batu bara bituminous. Abu terbang ini memiliki sedikit atau tidak ada sifat semen tetapi dalam bentuk yang halus dan kehadiran kelembaban, akan bereaksi secara kimiawi dengan kalsium hidroksida pada suhu biasa untuk membentuk bahan yang memiliki sifat-sifat penyemenan. Abu terbang kalsium tinggi (kelas ASTM) dihasilkan dari pembakaran lignit atau bagian batu bara bituminous, yang memiliki sifat-sifat penyemenan di samping sifat-sifat pozolan.

2.3.4

Keunggulan Penggunaan Fly Ash pada Beton Geopolimer a) Alternatif pengganti semen yang paling baik. b) Menurunkan alkalinitas beton sehingga mengurangi korosi pada besi beton.

14

c) Meningkatkan ketahanan concrete (beton) terhadap oksidasi akibat lingkungan yang bersifat asam (utamanya daerah rawa). Beton jadi lebih awet & Kuat. d) Mengurangi biaya material semen sehingga pembiayaan lebih hemat dan ekonomis. e) Mudah dalam pengerjaan, cepat kering dan mengeras. f) Permukaan beton lebih rata dan halus serta kekuatan (kualitas) beton meningkat. g) Tahan lama dan tidak mudah rusak oleh pengaruh cuaca. h) Tahan terhadap rembasan air (kedap air). i) Melekat dengan baik pada pasangan batu pondasi, bata merah atau batako. j) Tidak timbul retak-retak halus pada permukaan beton dan plesteran.

2.4 Agregat Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran beton atau mortar. Agregat meliputi sebanyak kurang lebih 60 – 75 % dari volume beton dan sisanya terdiri dari pasta semen yang telah mengeras, mineral dalam semen yang belum bereaksi dan rongga udara. Semakin padat agregat – agregat itu tersusun akan mempengaruhi kekuatan, daya tahan terhadap cuaca dan nilai ekonomis dari beton tersebut.

2.4.1 Pengelompokan Agregat 1. Berdasarkan Sumbernya a. Agregat Alam Agregat alam diambil dari endapan alam tanpa merubah keadaan

aslinya

selama

produksi,

kecuali

pemecahan,

penyaringan, penentuan ukuran butiran atau pencucian. Dalam kelompok ini batu pecah, kerikil dan pasir merupakan agregat alam yang biasa digunakan, walaupun batu

15

apung, kerang, biji besi dan batu gamping dapat pula dimasukkan ke dalam kelompok ini. b. Agregat Buatan Agregat buatan adalah agregat yang dihasilkan sebagai produk tambahan dari pembuatan produk lain. Agregat ringan dianggap sebagai agregat buatan, umpamanya terak lempung, batu tulis, kerang atau terak dapur tinggi. Terak dapur tinggi yang didinginkan dalam udara menghasilkan beton yang sama kekuatannya dengan beton yang menggunakan agregat biasa, akan tetapi dengan daya tahan terhadap api yang lebih baik. 2. Berdasarkan Berat Isinya a. Agregat Berat, yaitu agregat dengan berat jenis lebih dari 2.9. Karena sangat berat dapat digunakan untuk konstruksi yang harus memiliki berat sendiri yang tinggi, seperti pada dinding penahan tanah, tanggul penahan longsor, atau dapat pula digunakan untuk jenis beton yang harus menahan radiasi, sehingga dapat memberi perlindungan terhadap sinar x, sinar γ dan neutron. Efektifitas beton berat dengan bobot isi antara 3000 – 5000 kg/m³, tergantung pada jenis agregat yang dipakai bisa dari batuan hematit, batuan barit, serta pada derajat kepadatannya. Untuk beton berat sering dihadapi kesukaran dalam pengadukan, karena perbedaan yang jauh antara berat jenis agregat dan pasta semen, sehingga beton mengalami segregasi atau pemisahan butiran, agregat cenderung turun ke bawah, sedangkan pasta semennya mengapung ke atas. b. Agregat Normal, yaitu agregat dengan berat jenis antara 2.4 sampai dengan 2.9. yang menghasilkan beton dengan bobot isi antara 2200 – 2700 kg/m³.Agregat ini merupakan agregat yang paling banyak digunakan untuk campuran beton normal, atau pemakaian beton dengan tujuan yang biasa, tidak khusus. Sumber batuannya sangat banyak, diantaranya batuan andesit, granit, basalt, dan lain-lain

16

c. Agregat Ringan, Jenis agregat ini banyak dipakai untuk pembuatan beton ringan. Memiliki berat jenis kurang dari 2.0 dan menghasilkan beton dengan bobot isi kurang dari 1800 kg/m3. Dengan bobot beton yang ringan dapat menghemat banyak tulangan, karena berat sendiri pada beton tersebut relatif kecil, sehingga momen yang bekerjanya juga relatif kecil. Beton ringan juga memiliki karakteristik kedap suara dan panas, tetapi penyerapan airnya lebih tinggi berkisar antara 20 sampai dengan 25 %, kekuatan tekan pada betonnya juga relatif rendah, tergantung dari jenis agregat ringannya. Dengan menggunakan lempung bekah kuat tekannya bisa mencapai 200 kg/cm2. Agregat ringan digunakan dalam bermacam – macam produk beton, baik sebagai beton partisi maupun beton bertulang atau bahkan beton pra-tekan. 3. Berdasarkan Besar Butiran a. Agregat Halus Agregat ini biasanya disebut pasir dan mempunyai ukuran butir antara 4,75 sampai 0,075 mm. Partikel dengan ukuran lebih kecil dari 0,075 mm disebut Lumpur. b. Agregat Kasar Agregat ini mempunyai ukuran lebih besar dari 4,75 mm dan ukuran maksimumnya sangat bervariasi tergantung dari kebutuhan betonnya. Pada umumnya ukuran maksimum agregat kasar adalah 10 mm, 20 mm, 30 mm, 40 mm, 80 mm, dan 100 mm.

2.4.2 Sifat Fisik dan Mekanis pada Agregat Dilihat dari bentuknya, agregat ini dapat dibagi menjadi beberapa macam, diantaranya adalah : 1. Bentuk a. Berbentuk bulat, dinamakan berbentuk bulat karena bentuknya bulat dan menyerupai telur, sudut-sudutnya tidak tajam. Agregat

17

seperti ini banyak ditemukan pada sungai atau kali, atau di pinggir pantai. Bentuk bulat disebabkan karena pada waktu terbentuknya banyak mengalami benturan dengan dasar atau tebing sungai yang dilaluinya. Karena jarak antara batuan induk dengan tempat ditemukannya batuan tersebut sangat jauh, maka batuan yang asal permukaannya bersudut mengalami banyak pengausan, sehingga menjadi bulat. b. Tidak beraturan, bentuknya hampir sama dengan batuan bulat, yaitu sudut-sudut permukaannya tidak tajam, tapi bentuknya tidak beraturan. Ke dua bentuk agregat tersebut sangat mempengaruhi terhadap beton segar maupun pada beton kerasnya. Dengan bentuk permukaannya yang licin, tidak bersudut, maka pada waktu pengadukan beton menjadi mudah dikerjakan, karena gesekan antar agregat sangat kecil, sehingga beton segar mudah menggelincir. Sebaliknya pada beton keras, dengan menggunakan agregat seperti ini kekuatannya relatif rendah, karena sifat saling mengunci diantara agregat sangat rendah, sehingga beban mudah memecah batas antara butiran agregat. Di dalam beton kedua agregat ini diklasifikasikan sebagai agregat alami, atau tidak dipecah (uncrushed). c. Bersudut,

dinamakan

demikian

karena

agregat

tersebut

permukaannya bersudut tajam. Ini terbentuk karena agregat tersebut

berasal

dari

hasil

pemecahan

batu

alam

yang

menggunakan pemecah manual maupun mesin. Dengan bentuk bersudut pada waktu pengadukan menjadi sulit dikerjakan, karena gesekan antar agregatnya tinggi, tapi pada beton keras memiliki kekuatan yang besar, karena saling mengunci antara agregat sangat tinggi. Di dalam beton agregat ini juga dinamakan agregat batu pecah (crushed). d. Pipih, dinamakan agregat pipih jika lebar dari agregat tersebut lebih dari tiga kali tebalnya. Bentuk agregat seperti ini akan

18

menyulitkan dalam pengadukan dan pengecoran, karena dengan bentuk yang pipih akan menghalangi masuknya beton ke dalam cetakan, agregatnya akan melintang, sehingga beton menjadi sulit dipadatkan. Apalagi jika bentuk cetakannya sempit dan tulangannya sangat rapat. Karena sulit dipadatkan maka beton menjadi berongga. Untuk itulah dalam SNI adanya agregat yang pipih dibatasi jumlahnya. e. Lonjong, agregat dinamakan lonjong jika panjang dari agregat tersebut lebih dari tiga kali lebarnya. Pengaruh dari agregat seperti ini sama dengan pada agregat pipih, yaitu menyulitkan dalam pengecoran beton.

Terbentuk oleh

Bentuk tidak

Bentuknya

relative kecil

Panjang relatif

Gesekan/Erosi

teratur atau

terdefinisi dengan

untuk 2

lebih besar untuk

sebagian

baik

dimensi lain

2 dimensi lain

kotak

Gambar 2.6 Berbagai bentuk agregat 2. Berat Jenis dan Penyerapan Air Sebelum merancang campuran beton, perlu diketahui terlebih dahulu

berat

jenis

agregatnya.

Beton

menjadi

berat

jika

menggunakan agregat yang tinggi berat jenisnya, demikian pula

19

beton menjadi ringan jika menggunakan agregat yang rendah berat jenisnya. Maka

dari itu berat jenis pada agregat mutlak harus

diketahui terlebih dahulu supaya dapat menentukan rancangan campuran yang cocok. Berat jenis inipun ada hubungannya dengan kekuatan agregat, makin tinggi berat jenisnya makin besar pula kekuatannya. Berat jenis adalah berat agregat per satuan volume absolut. Volume

absolut

adalah

volume

massif

dengan

tidak

memperhitungkan rongga (voids) yang ada dalam partikel agregat atau susunan agregat. Ada tiga macam berat jenis dalam agregat yaitu : a. Berat jenis ialah perbandingan antara berat agregat kering dan berat air suling yang isinya sama dengan isi agregat dalam keadaan jenuh pada suhu tertentu. b. Berat jenis jenuh permukaan kering (ssd) ialah perbandingan antara berat agregat jenuh permukaan kering dan berat air suling yang isinya sama dengan isi agregat dalam keadaan jenuh pada suhu tertentu. c. Berat jenis semu ialah perbandingan antara berat agregat kering dan berat air suling yang isinya sama dengan isi agregat dalam keadaan kering pada suhu tertentu. Berat jenis yang digunakan dalam campuran beton adalah berat jenis ssd. Dalam pelaksanaan di lapangan belum tentu agregat tersebut dalam keadaan ssd. Bisa dalam keadaan kering udara, atau dalam keadaan basah. Untuk mengatasi hal diatas maka kandungan air dalam agregat harus dikoreksi. Pada pengujian berat jenis agregat dapat diketahui juga penyerapan airnya. Penyerapan air adalah kemampuan agregat untuk menyerap air dari kondisi kering oven hingga mencapai kondisi jenuh air (ssd). Penyerapan air menggambarkan besarnya rongga atau pori dalam agregat, yang mana merupakan sifat porositas dari

20

agregat tersebut. Porositas ini akan mempengaruhi daya ikat antara agregat dengan pasta semen dalam campuran beton, juga mempengaruhi kekuatan agregat terhadap abrasi dan kuat tekan agregat itu sendiri. Pada umumnya agregat yang memiliki penyerapan air yang tinggi, daya rekatnya dengan semennya juga baik. Tetapi dengan penyerapan air yang tinggi, dapat menyebabkan mineral yang terdapat dalam agregat yang mudah larut oleh air, akan terbawa oleh air tersebut, sehingga keawetan dari agregat menjadi berkurang. 3. Susunan Butiran (Gradasi) Susunan butiran dalam agregat mempengaruhi terhadap kepadatan beton, Untuk menghasilkan beton yang padat diantara butiran agregat harus saling mengisi Untuk saling mengisi maka butiran agregat harus bervariasi dari yang paling besar sampai yang paling kecil. Susunan butiran pada agregat dapat diatur pada waktu pemecahan batu, terutama pemecahan batu dengan menggunakan alat pemecah mekanis seperti Jaw Crusher, atau dengan alat pemecah batu mekanis lainnya. Dengan alat ini akan menghasilkan diameter butiran yang bervariasi, sehingga memudahkan dalam menentukan susunan butiran pada agregat. Untuk mengetahui susunan butiran pada agregat dilakukan dengan analisa ayak. Agregat yang akan diuji dimasukkan kedalam susunan saringan yang telah ditentukan, kemudian susunan saringan tersebut digetar selama 10 sampai 15 menit. Agregat yang tertahan pada masing-masing saringan dianalisa, hasilnya dibandingkan dengan persyaratan atau spesifikasi. Syarat susunan butiran agregat untuk beton, sudah diatur dalam Peraturan Beton Bertulang Indonesia tahun 1971, SK SNI, atau dalam standard asing seperti ASTM dan British Standard.

21

Dalam menentukan baik buruknya suatu gradasi agregat, selain membandingkan persen lolos komulatif dengan spesifikasi, juga dapat berdasarkan angka kehalusan (finenes modulus). Angka kehalusan adalah jumlah tertahan komulatif dari suatu seri saringan yang disusun kelipatan dua mulai dari saringan 150 μm (0.15 mm) dibagi dengan 100. Angka kehalusan yang baik untuk agregat halus adalah :  Menurut SII No. 52 tahun 1980

= 1.5 – 3.8

 Menurut ASTM C 33 – 73

= 2.3 – 3.0

Angka kehalusan yang baik untuk agregat kasar adalah :  Menurut SII No. 52 tahun 1980

= 6.00 – 7.00

Gradasi agregat sangat mempengaruhi sifat beton, seperti : 2.1 Terhadap beton segar  Mempengaruhi kelecakan  Mempengaruhi sifat kohesif  Mempengaruhi jumlah air pencampur dan semen yang diperlukan untuk suatu campuran beton  Mempengaruhi pengecoran dan pemadatan  Mempengaruhi finishing  Terjadinya pemisahan butiran (segregasi)  Terjadinya bleeding 2.2 Terhadap beton keras Beton segar yang sukar dipadatkan akan terjadi segregasi dan bleeding sehingga menghasilkan beton keras yang porous. Beton yang porous akan menyebabkan banyaknya rongga-rongga atau cacat yang dapat mengurangi kekuatan dan ketahanan beton. 4. Berat Isi Agregat Perbedaan berat isi dan berat jenis pada agregat adalah dari volumenya. Berat jenis adalah perbandingan antara berat agregat dengan volume mutlak dari agregat itu sendiri, sedangkan berat isi

22

adalah perbandingan antara berat agregat berbanding dengan volume alat. Pengujian berat isi pada agregat berguna untuk mengkonversi dari satuan berat ke satuan volume. Dalam merancang campuran beton komposisi bahan ditentukan dalam satuan berat. Sedangkan pada waktu pengadukan beton di lapangan menggunakan komposisi perbandingan yaitu dengan takaran (volume), karena dengan komposisi berat kurang praktis. Untuk mengkonversi dari satuan berat ke satuan volume digunakan angka berat isi. Berat isi pada agregat sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti berat jenis, gradasi agregat, bentuk agregat, dan diameter maksimum agregat. Dalam SII No. 52 – 1980, berat isi untuk agregat beton semen disyaratkan harus lebih dari 1.2 Kg/liter. 5. Kadar Air Sifat lain pada agregat yang perlu diketahui adalah kadar air. Kadar air pada agregat dapat berubah-ubah tergantung kondisi agregatnya. Dalam merancang campuran beton, agregat dianggap dalam kondisi SSD ( saturated surface dried ), yaitu kondisi dimana dalam agregat jenuh dengan air tetapi permukaannya kering. Pada waktu membuat beton dalam volume yang besar sangat sulit dan tidak praktis menggunakan agregat dalam kondisi SSD, maka rancangan campuran harus dikoreksi kembali, karena jika menggunakan agregat yang basah, tentu air dalam beton akan berlebihan sehingga faktor air semen naik, yang menyebabkan kekuatan turun. Demikian pula jika menggunakan agregat yang kering udara, maka air dalam campuran beton akan banyak diserap oleh agregat, sehingga beton menjadi kaku, sulit dikerjakan. Kondisi agregat dapat digambarkan sebagai berikut : a. Kondisi Basah Agregat pada kondisi basah kadar airnya tinggi. Dinyatakan basah apabila agregatnya jenuh dengan air dan air yang ada sampai

23

menyelimuti agregatnya. Kondisi ini pada umumnya didapati pada agregat yang telah kena air hujan, atau pada musim hujan. b. Kondisi SSD ( saturate surface drying ) Kondisi ini adalah kondisi dimana agregat didalamnya jenuh dengan air, tetapi bagian permukaannya kering, kondisi ini tercapai apabila agregat yang telah basah dan jenuh dengan air di lap bagian permukaannya. 2.3Kondisi Kering Udara Apabila agregat ditempatkan dalam ruangan terbuka, maka sebagian air yang terdapat dalam agregat akan mengalami penguapan. penguapan tersebut tidak akan menghabiskan air yang dikandungnya. Kondisi seperti ini yang dinamakan dengan kondisi kering udara. Biasanya pada musim kemarau agregat dalam kondisi ini. 2.4Kondisi Kering Oven Kondisi seperti ini hanya di dapat apabila agregat dimasukkan ke dalam oven dengan suhu lebih dari 100 C. Akibat air yang dikandung oleh agregat menguap semuanya, maka kadar airnya = 0 %.

Gambar 2.7. Kondisi Agregat

24

2.5 Alkaline Activator Sodium silikat dan sodium hidroksida digunakan sebagai alkaline activator (Hardjito Djuwantoro, dkk, 2004). Sodium silikat berfungsi untuk mempercepat reaksi polimerisasi, sedangkan sodium hidroksida berfungsi untuk mereaksikan unsur-unsur Al dan Si yang terkandung dalam Fly Ash sehingga dapat menghasilkan ikatan polimer yang kuat. 2.5.1 Sodium Silikat Sodium silikat merupakan salah satu bahan tertua dan paling aman yang sering digunakan dalam industry kimia, hal ini dikarenakan proses produksi yang lebih sederhana, maka sejak tahun 1818 sodium silikat berkembang dengan cepat. Sodium silikat dapat dibuat dengan 2 proses yaitu proses kering dan proses basah. Pada proses kering, pasir (SiO2) dicampur dengan sodium carbonate (Na2CO3) atau dengan pottasium carbonate (K2CO3) pada temperatur 1100 - 1200°C. Hasil reaksi tersebut menghasilkan kaca (cullets) yang dilarutkan kedalam air dengan tekanan tinggi menjadi cairan yang bening dan agak kental. Sedangkan pada proses pembuatan basah, pasir (SiO2) dicampur dengan sodium hidroxide (NaOH) melalui proses filtrasi akan menghasilkan sodium silikat yang murni (Andi dan Calvin, 2006). Sodium silikat terdapat dalam dua bentuk, yaitu berupa padat dan larutan. Untuk campuran beton lebih banyak digunakan dengan bentuk larutan. Sodium silikat atau yang lebih dikenal dengan nama water glass, pada mulanya digunakan sebagai campuran dalam pembuatan sabun. Tetapi dalam perkembangannya sodium silikat dapat digunakan untuk berbagai macam keperluan, antara lain untuk bahan campuran semen, pengikat keramik, coating, campuran cat serta dalam beberapa keperluan industry, seperti kertas, tekstil dan serat. Beberapa penelitian telah membuktikan bahwa sodium silikat dapat digunakan untuk bahan campuran dalam beton. (Hartono. B. dan Sutanto. E, 2005).

25

Dalam penelitian ini sodium silikat digunakan sebagai salah satu alkaline activator. Sodium silikat ini merupakan salah satu larutan alkali yang memainkan peranan penting dalam proses polimerisasi. Karena sodium

silikat

mempunyai

fungsi

untuk

mempercepat

reaksi

polimerisasi. Reaksi terjadi secara lebih cepat pada larutan alkali yang banyak mengandung larutan hidroksida.

Gambar 2.8 Scanning Electron Microscopy (SEM) dari campuran antara Fly Ash dengan Sodium silikat. Pada gambar 2.8 ditunjukan campuran Fly Ash dengan sodium silikat yang diamati dalam ukuran microstruktur. Terlihat bahwa campuran antara Fly Ash dan sodium silikat membentuk ikatan yang sangat kuat namun banyak terjadi retakan-retakan antar mikrostruktur.

2.5.2 Sodium Hidroksida Natrium hidroksida (NaOH), juga dikenal sebagai soda kaustik atau sodium hidroksida, adalah sejenis basa logam kaustik. Natrium Hidroksida terbentuk dari oksida basa Natrium Oksida dilarutkan dalam air. Natrium hidroksida membentuk larutan alkalin yang kuat ketika dilarutkan ke dalam air. Ia digunakan di berbagai macam bidang industri, kebanyakan digunakan sebagai basa dalam proses produksi bubur kayu, dan kertas, tekstil, air minum, sabun dan deterjen. Natrium

hidroksida adalah basa yang paling umum digunakan dalam laboratorium kimia.

26

Natrium hidroksida murni berbentuk putih padat dan tersedia dalam bentuk pelet, serpihan, butiran ataupun larutan jenuh 50%. Ia bersifat lembab cair dan secara spontan menyerap karbon dioksida dari udara bebas. Ia sangat larut dalam air dan akan melepaskan panas ketika dilarutkan, ia juga larut dalam etanol dan metanol. Larutan natrium hidroksida akan meninggalkan noda kuning pada kain dan kertas. Dalam

Geopolimer

sodium

hidroksida

berfungsi

untuk

mereaksikan unsur-unsur Al dan Si yang terkandung dalam Fly Ash sehingga dapat menghasilkan ikatan polimer yang kuat.

Gambar 2.9 Scanning Electrom Microscopy (SEM) dari campuran antara Fly Ash dengan Sodium hidroksida. Dalam gambar 2.9 ditunjukan campuran antara Fly Ash dengan sodium hidroksida

yang diamati dalam ukuran microstruktur.

Menunjukan bahwa campuran antara Fly Ash dan sodium hidroksida membentuk ikatan yang kurang kuat tetapi menghasilkan ikatan yang lebih padat dan tidak ada retakan seperti pada campuran sodium silikat dan Fly Ash. Tabel 2.2 Komposisi Perbandingan Agregat dan Pasta Perbandingan No. Trial Mix 1 Trial Mix 2 Trial Mix 3

agregat kasar 0,75 0,75 0,75

Pasta 0,25 0,25 0,25

Konsentrasi Superplasticizer NaOH (M) 0 0,50% 1%

8 11 14

Na2SiO3 (M) 2 2 2

27

2.6 Admixture Penambahan additive atau admixture tersebut ke dalam campuran beton ternyata telah terbukti meningkatkan kinerja beton hampir disemua aspeknya, yaitu kekuatan, kemudahan pengerjaan, keawetan dan kinerja-kinerja lainnya dalam memenuhi tuntutan teknologi konstruksi modern. Mengacu pada klasifikasi ASTM C494-82, dikenal 7 jenis admixture sebagai berikut : 2.6.1 Type Admixture a. Tipe A : Water Reducer (WR) atau plasticizer. Bahan kimia tambahan untuk mengurangi jumlah air yang digunakan Dengan pemakaian bahan ini diperoleh adukan dengan faktor air semen lebih rendah pada nilai kekentalan adukan yang sama, atau diperoleh kekentalan adukan lebih encer pada faktor air semen yang sama. b. Tipe B : Retarder Bahan kimia untuk memperlambat proses ikatan beton. Bahan ini diperlukan apabila dibutuhkan waktiu yang cukup lama antara pencampuran/pengadukan beton dengan penuangan adukan. Atau dimana jarak antara tempat pengadukan betondan tempat penuangan adukan cukup jauh. c. Tipe C : Accelerator Bahan kimia untuk mempercepat proses ikatan dan pengerasan beton. Bahan ini digunakan jika penuangan adukan dilakukan dibawah permukaan air, atau pada struktur beton yang memerlukan pengerasan segera. d. Tipe D : Water Reducer Retarder (WRR) Bahan kimia tambahn berfungsi ganda yaitu untuk mengurangi air dan memperlambat proses ikatan. e. Tipe E : Water Reducer Accelerator Bahan kimia tambahan berfungsi ganda yaitu untuk mengurangi air dan mempercepat proses ikatan.

28

f. Tipe F : High Range Water Reducer (Superplasticizer) Bahan kimia yang berfungsi mengurangi air sampai 12% atau bahkan lebih. Penjelasan mengenai Superplasticizer akan dibahas lebih lanjut. g. Tipe G : High Range Water Reducer (HRWR) Bahan kimia tambahan berfungsi ganda yaitu untuk mengurangi air dan mempercepat proses ikatan dan pengerasan beton. Bahan kimia tambahan biasanya dimasukkan dalam campuran beton dalam jumlah yang relatif kecil dibandingkan dengan bahan-bahan utama, maka tingkatan kontrolnya harus lebih besar daripada pekerjaan beton biasa. Hal ini untuk menjamin agar tidak terjadi kelebihan dosis, karena dosis yang berlebihan akan bisa mengakibatkan menurunnya kinerja beton bahkan lebih ekstrem lagi bisa menimbulkan kerusakan pada beton.

2.6.2 Superplasticizer Superplasticizer merupakan bahan tambah (admixture). Bahan tambah, additive dan admixture adalah bahan selain semen, agregat dan air yang ditambahkan pada adukan beton, sebelum atau selama pengadukan beton untuk mengubah sifat beton sesuai dengan keinginan perencana. Menurut ASTM C494 dan British Standard 5075, Superplasticizer

adalah

bahan kimia tambahan pengurang air

yang sangat effektif. Dengan pemakaian bahan tambahan ini diperoleh adukan dengan faktor air semen lebih rendah pada nilai kekentalan adukan yang sama atau diperoleh adukan dengan kekentalan lebih encer dengan faktor air semen yang sama, sehingga kuat tekan beton lebih tinggi. Superplasticizer juga mempunyai pengaruh yang besar dalam meningkatkan menghasilkan

workabilitas beton

bahan

mengalir

ini

merupakan sarana

tanpa

terjadi

untuk

pemisahan

(segregasi/bleeding) yang umumnya terjadi pada beton dengan jumlah

29

air yang besar, maka bahan ini berguna untuk pencetakan beton ditempat-tempat yang sulit seperti tempat pada penulangan yang rapat. Superplasticizer

dapat

memperbaiki

workabilitas

namun tidak

berpengaruh besar dalam meningkatkan kuat tekan beton untuk faktor air semen yang diberikan. Namun kegunaan Superplasticizer untuk beton mutu tinggi secara umum sangat berhubungan dengan pengurangan jumlah air dalam campuran beton. Pengurangan ini tergantung dari kandungan air yang digunakan, dosis dan tipe dari Superplasticizer yang dipakai. (L. J. Parrot,1998). Untuk meningkatkan workability campuran beton, penggunaan dosis Superplasticizer secara normal berkisar antara 1-3 liter tiap 1 meter kubik beton. Larutan Superplasticizer terdiri dari 40% material aktif. Ketika Superplasticizer digunakan untuk menguarangi jumlah air, dosis yang digunakan akan lebih besar, 5 sampai 20 liter tiap 1 meter kubik beton. (Neville, 1995) Menurut (Edward G Nawy, 1996). Superplasticizer dibedakan menjadi 4 jenis : 1.

Modifikasi Lignosulfonat tanpa kandungan klorida. xxvi

2.

Kondensasi Sulfonat Melamine Formaldehyde (SMF) dengan kandungan klorida sebesar 0.005%

3.

Kondensasi Sulfonat Nephtalene Formaldehyde (SNF) dengan kandungan klorida yang diabaikan.

4.

Carboxyl acrylic ester copolymer. Jenis SMF dan SNF yang disebut garam sulfonik lebih sering

digunakan karena lebih effektif dalam mendispersikan butiran semen, juga mengandung unsur-unsur yang memperlambat pengerasan. Superplasticizer adalah zat-zat polymer organik yang dapat larut dalam air yang telah dipersatukan dengan menggunakan proses polymerisasi yang komplek untuk menghasilkan molekul-molekul panjang dari massa molecular yang tinggi. Molekul-molekul panjang ini akan membungkus diri mengelilingi partikel semen dan memberikan

30

pengaruh negatif yang tinggi sehingga antar partikel semen akan saling menjauh dan menolak. Hal ini akan menimbulkan pendispersian partikel semen sehingga mengakibatkan keenceran adukan dan meningkatkan

workabilitas.

Perbaikan

workabilitas

ini

dapat

dimanfaatkan untuk menghasilkan beton dengan workability yang tinggi atau menghasilkan beton dengan kuat tekan yang tinggi. 2.6.3 Produk Superplasticizer Yang Digunakan Dalam penelitian ini kami memilih menggunakan Superplasticizer jenis sika ViscoCrete-3310. Sika ViscoCrete-3310 adalah generasi terbaru dari Superplasticizer untuk beton dan mortar. Secara khusus dikembangkan untuk produksi beton dengan kemampuan mengalir tinggi dengan sifat daya alir yang tahan lama. Berdasarkan aturan pemakaian pada brosur produk Sika ViscoCrete-3110 dosis pemakaian superplasticizer yang dianjurkan adalah dari 0,4% - 1,5% (lihat pada lampiran), oleh karena itu dalam penelitian ini kami menggunakan dosis superplasticizer dengan variasi 0%, 0,5% dan 1%. Dosis yang kami gunakan juga berdasarkan penelitian sebelumnya oleh Hendro Suseno, Edhi Wahyuni S dan Budi Hariono (2008), dan mendapatkan kuat tekan optimum pada dosis 0,4%. Kegunaan Sika ViscoCrete-3310 memberikan pengurangan air dalam jumlah besar. kemudahan mengalir yang sangat baik dalam waktu bersamaan dengan kohesi yang optimal dan sifat beton yang memadat dengan sendirinya. Sika ViscoCrete-3310 digunakan untuk tipe-tipe beton sebagai berikut:  Beton dengan kemampuan mengalir yang tinggi.  Beton yang memadat dengan sendirinya (Self Compacting Concrete / SCC)  Beton dengan kebutuhan pengurangan air yang sangat tinggi (hingga 30%)

31

 Beton Mutu Tinggi.  Beton Kedap Air  Beton Pra cetak Kombinasi pengurangan air dalam jumlah besar, kemampuan mengalir yang tinggi dan kuat awal yang tinggi menghasilkan keuntungankeuntungan yang jelas seperti tersebut dalam aplikasi diatas. Keuntungan Sika ViscoCrete-3310 bekerja melalui penyerapan permukaan partikelpartikel semen yang menghasilkan efek-efek separasi sterikal. Beton yang dihasilkan dengan Sika ViscoCrete-3310 memperlihatkan sifatsifat sebagai berikut:  Kemampuan mengalir yang sangat baik (dihasilkan pada tingginya pengurangan penempatan dan usaha-usaha pemadatan).  Kemampuan Self Compactnya kuat.  Pengurangan air yang sangat ekstrim (ditunjukkan pada tingginya berat jenis dan kuat beton)  Mengurangi retak dan susuk  Meningkatkan ketahanan terhadap karbonasi pada beton.  Meningkatkan hasil akhir Sika ViscoCrete-3310 tidak mengandung klorin atau bahan-bahan lain yang dapat menyebabkan karat/ bersifat korosif pada tulangan baja, sehingga cocok digunakan untuk beton dengan tulangan atau pra-tekan. Sika ViscoCrete-3310 memberikan beton dengan kelecekan yang panjang dan tergantung pada desain pencampuran dan kualitas material yang digunakan, partikel-partikel self compacting dapat di pertahankan lebih dari 1 jam pada suhu 30°C.

32

Gambar 2.10 molekul Superplasticizer

2.7 Molaritas Molaritas atau kemolaran merupakan satuan kepekatan atau konsentrasi dari suatu larutan. Molaritas didefinisikan sebagai banyaknya mol zat terlarut dalam satu liter larutan. Keterangan: M = Molaritas n = mol v = Volume

2.8 Penelitian yang pernah dilakukan (Literatur) 2.8.1 Penelitian oleh Mukhba (2007) Penelitian yang dilakukan oleh Mukhba (2007) tentang Pengaruh Penambahan Sika ViscoCrete-3310 sebesar 1,2% dan 1,4 % dari Berat Semen terhadap Slump Loss dan Kuat Tekan Beton. Dalam penelitian ini mix design menggunakan metode SNI dengan menggunakan ukuran maksimum agregat kasar 20 mm, dan dosis untuk pengunaan Sika ViscoCrete-3310 sebesar 1,2% dan 1,4 % dari berat semen dimana pengujiannya dilakukan pada tiap variasi beton dengan interval waktu 25 menit, 50 menit dan 75 menit, pengujian kuat tekan beton dilakukan pada umur 28 hari. Dari hasil penelitian, pada beton sebelum ditambah Sika ViscoCrete-3310 terjadi penurunan nilai slump,

33

sedangkan pada beton sesudah ditambah Sika ViscoCrete-3310 nilai slump meningkat. Nilai slump tertinggi didapatkan pada penggunaan dosis 1,4% Sika ViscoCrete-3310. 2.8.2 Penelitian oleh Hendro, edhi dan budi (2008) Penelitian yang dilakukan oleh Hendro Suseno, Edhi Wahyuni S dan Budi Hariono (2008) tentang Pengaruh Variasi Proporsi Campuran dan Penambahan Superplasticizer Terhadap Slump, Berat Isi dan Kuat Tekan Beton Ringan Struktural Beragregat Batuan Andesit Piroksen. Dalam penelitian ini digunakan dosis Superplasticizer yang digunakan adalah dengan variasi 0%, 0,4%¸ 0,8%, 1,2% dan 1,6%. Pada penelitian ini beton dengan dosis campuran 0,8% memiliki kuat tekan tertinggi dibandingkan beton dengan dosis Superplasticizer yang lainnya.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1

Pendahuluan Metode penelitian adalah analisis teoritis mengenai suatu cara atau suatu

rangkaian pelaksanaan penelitian dalam rangka mencari jawaban atau suatu permasalahan. Penelitian merupakan suatu usaha yang sistematis dan terorganisasi untuk menyelidiki masalah tertentu yang memerlukan jawaban. Penelitian dapat berjalan dengan lancar dan mencapai tujuan yang diinginkan tidak terlepas dari metode penelitian yang disesuaikan dengan prosedur, alat, dan jenis penelitian.

3.2

Bahan Penelitian Untuk kelancaran penelitian diperlukan beberapa bahan yang digunakan

untuk mencapai maksud dan tujuan penelitian. Adapun bahan peneliian yang digunakan adalah sebagai berikut: 1. Fly ash berasal dari Kawasan Industri Pulo Gadung diperoleh dari PT. Adhimix Precast Indonesia, 2. Agregat kasar yaitu batu pecah (Split) berasal dari Kawasan Industri Pulo Gadung yang diperoleh dari PT Jaya Konstruksi, 3. Sodium Silikat (Water Glass), d. Sodium hidroksida, dan 4. Air yang berasal dari Laboratorium Uji Bahan Politeknik Negeri Jakarta. 5. Superplasticizer berasal dari PT. Sika Indonesia

3.3

Waktu dan Tempat Pengujian Tempat pengujian beton di Laboratorium Uji Bahan Politeknik Negeri

Jakarta dan waktu pelaksanaan mulai dari tanggal 21 Februari 2014 sampai dengan batas akhir penyerahan naskah Tugas Akhir.

34

35

3.4

Metode Pelaksanaan 3.4.1 Persiapan Bahan Untuk Pembuatan benda uji, persiapan bahan-bahan yang dibutuhkan terdiri dari 3 macam komposisi dan diagram alir pengujiannya adalah sebagai berikut :

Mulai

Persiapan Bahan 1. Agregat Kasar 2. Fly ash 3. Sodium Silikat 4. Sodium Hidroksida 5. Superplasticizer

Pembuatan larutan Alkaline Rancangan campuran Beton Geopolimer

Perancangan Beton Geopolimer Tanpa Pasir

Percobaan Pembuatan Benda Uji dengan Variasi Larutan : 8M, 11M, dan 14M untuk mendapatkan hasil yang optimum

Pembuatan / Pengadukan Beton Geopolimer Tanpa Pasir

Pengujian Beton Segar : Uji Slump & Bobot Isi

Pengujian Benda Uji Beton pada umur 14, 21, dan 28 hari

Pengujan Benda Uji Beton : 1. Kuat Tekan 2. Kuat Tarik Belah 3. Kuat Lentur 4. Penyerapan Air

Analisa Kesimpulan Selesai

Hasil Optimum Benda Uji dari Variasi Larutan 8M, 11M, dan 14M

Gambar 3.1 Diagram Alir Tahapan Penelitian

36

Tabel 3.1 Variasi campuran beton geopolimer non pasir dengan penambahan superplasticizer Perbandingan No. Trial Mix 1 Trial Mix 2 Trial Mix 3

3.4.2

Agregat Kasar 0,75 0,75 0,75

Pasta 0,25 0,25 0,25

Konsentrasi Superplasticizer (%) 0 0,5 1

NaOH (M) 8 11 14

Na2SiO3 (M) 2 2 2

Perhitungan Kebutuhan Benda Uji Pengujian ini dilakukan dengan membuat benda uji yang terdiri dari: a. Untuk uji kuat tekan, dibuat benda uji berbentuk silinder dengan ukuran 10 x 20 cm sebanyak 2 buah untuk campuran dari nilai variasi yang optimum. b. Untuk uji kuat tekan, dari hasil percobaan sampel yang optimum dibuat benda uji silinder 10 x 20 cm sebanyak 2 buah untuk setiap campuran. Jumlah benda uji keseluruhannya 6 sampel. c. Untuk uji kuat tarik belah, dibuat benda uji berbentuk silinder dengan ukuran 15 x 30 cm sebanyak 2 buah untuk campuran dari nilai variasi yang optimum. d. Untuk uji kuat tarik belah, dari hasil percobaan sampel yang optimum dibuat benda uji silinder 15 x 30 cm sebanyak 1 buah untuk setiap campuran. Jumlah benda uji keseluruhannya 3 sampel. e. Untuk uji kuat lentur, dibuat benda uji berbentuk balok dengan ukuran 50 x 10 x 10 cm sebanyak 2 buah untuk campuran dari nilai variasi yang optimum. f. Untuk uji kuat lentur, dari hasil percobaan sampel yang optimum dibuat benda uji balok 50 x 10 x 10 cm sebanyak 2 buah untuk setiap campuran. Jumlah benda uji keseluruhannya 4 sampel. g. Untuk uji slump hanya dilakukan 1 kali pengujian dari nilai variasi yang optimum.

37

h. Untuk uji slump dari hasil percobaan sampel yang optimum hanya dilakukan 1 kali pengujian dari setiap campuran jadi jumlah keseluruhannya 3 kali pengujian slump. i. Untuk uji berat isi hanya dilakukan 1 kali pengujian dari nilai variasi yang optimum. j. Untuk uji berat isi dari hasil percobaan sampel yang optimum hanya dilakukan 1 kali pengujian dari setiap campuran jadi jumlah keseluruhannya 3 kali pengujian berat isi.

3.5

Prosedur Pengujian Pengujian bahan yang dilakukan dalam penelitian ini terdiri dari pengujian agregat kasar dan pengujian Fly ash.

3.5.1 Pengujian Agregat Kasar Pengujian agregat kasar terdiri dari pengujian berat jenis, berat isi, analisa ayak, kadar air, dan kadar lumpur. 3.5.1.1 Pengujian Berat Jenis & Penyerapan Air (SK-SNI M-091989-F) a. Tujuan Pengujian Untuk mendapatkan nilai berat jenis dan besar penyerapan air oleh agregat kasar. b. Peralatan Pengujian 1) Keranjang kawat ukuran 0,374 inchi (No. 9,5) dengan kapasitas kira-kira 5 kg. 2) Tempat air dengan kapasitas dan bentuk sesuai untuk pemeriksaan. Tempat ini harus dilengkapi dengan pipa sehingga permukaan air selalu tetap. 3) Timbangan dengan kapasitas 10 kg dengan ketelitian 0,1% dari berat contoh yang ditimbang dan dilengkapi dengan alat penggantung keranjang.

38

4) Oven yang dilengkapi pengatur suhu untuk memanasi sampai (110 ± 5) ºC. 5) Alat pemisah, contoh saringan No. 4. c. Bahan Pengujian Benda uji adalah agregat yang tertahan ayakan 8 mm diperoleh dari alat pemisah contoh atau perempat sebanyak 2000 gram dan air suling. d. Prosedur Pengujian 1. Benda Uji dicuci untuk menghilangkan debu atau bahanbahan lain yang merekat pada permukaan. 2. Benda Uji dikeringkan dalam oven pada suhu 105 ºC sampai berat tetap. 3. Benda Uji didinginkan pada suhu kamar selama 1-3 jam, kemudian ditimbang dengan ketelitian 0,5 gram (Bk). 4. Benda Uji direndam dalam air pada suhu kamar selama 24 ± 4 jam. 5. Keluarkan benda uji dari air, lap dengan kain penyerap sampai selaput air permukaan hilang (jenuh permukaan kering/SSD). Untuk butir yang besar pengeringan harus satu persatu. 6. Benda Uji ditimbang dalam keadaan jenuh (Bj). 7. Benda Uji diletakkan di dalam keranjang, guncangkan batunya untuk mengeluarkan udara yang tersekap dan tentukan beratnya didalam air (Ba). Suhu air diukur untuk penyesuaian perhitungan kepada suhu standar 25 ºC.

39

Gambar 3.2 Pengujian Berat Jenis & Penyerapan Air e. Perhitungan Berat Jenis (Bulk Specific Gravity)

=

Bk Bj - Ba

Berat Jenis kering permukaan jenuh (SSD) =

Bj Bj - Ba

Berat Jenis semu (Apparent Surface Dry) =

Bk Bk - Ba

Penyerapan Air (Absorbtion)

= Bj - Bk x 100% Bk

Keterangan : Bk = Berat benda uji kering oven (gram) Bj = Berat benda uji dala keadaan kering permukaan jenuh (SSD) (gram). Ba = Berat benda Uji kering permulaan di dalam air (gram).

3.5.1.2 Pengujian Berat Isi dan Voids (ASTM C-29-78) a. Tujuan Pengujian Untuk mendapatkan nilai berat isi pada agregat kasar. b. Peralatan Pengujian 1. Timbangan dengan ketelitian 0.1 gram 2. Talam dengan kapasitas besar.

40

3. Tongkat Pemadat diameter 15 mm dan panjang 60 cm. 4. Mistar perata (Straight Edge). 5. Sekop 6. Wadah baja yang cukup kaku berbentuk silinder dengan alat pemegang, berkapasitas sebagai berikut : Tabel 3.2 Macam-macam wadah baja silinder Kapasitas Diameter (liter) (mm) 2,651 7,069 14,158 28,316

150,4 203,2 254,0 335,6

Tinggi (mm) 150,9 252,1 279,4 284,4

Tebal Tempat Minimum Dasar Sisi 5,08 2,54 5,08 2,54 5,08 3,00 5,08 3,00

Ukuran Butir max (mm) 12,7 25,4 38,1 101,6

c. Bahan Pengujian Benda uji agregat yang telah di oven dengan suhu (110 ± 5) ºC sampai beat tetap. d. Prosedur Pengujian A. Berat Isi Lepas 1. Timbang silinder dan catat beratnya (W1), serta ukur volumenya (V). 2. Masukkan benda Uji dengan hati-hati supaya tidak terjadi pemisahan butira, dari ketinggian maksmum 5 cm diatas wadah dengan emnggunakan sendok atau sekop sampai penuh. 3. Ratakan permukaan benda uji denga menggunakan mistar perata. 4. Timbang dan catat berat wadah serta isinya (W2). 5. Hitung berat benda Uji (W3 = W2 – W1). B. Berat Isi Padat a. Agregat dengan ukuran butiran maksimum 38,1 mm dengan cara penusukan. 1. Timbang silinder dan catat beratnya (W1)

41

2. Isilah silinder/wadah dengan benda uji dalam tiga lapis yang sama tebal. Setiap lapis dipadatkan dengan tongkat pemadat sebanyak 25 kali tusukan secara merata. Pada pemadatan tongkat masuk sampai lapisan bagian bawah tiap lapisan. 3. Ratakan permukaan benda uji dengan mistar perata. 4. Timbang dan cacat berat wadah serta benda uji (W4). 5. Hitung berat benda uji (W5 = W4 – W1). b. Agregat dengan diameter butiran antara 38,1 mm sampai 101,6 mm dengan penggoyangan. 1. Timbang siliinder dan catat beratnya (W1) 2. Isilah wadah dengan benda uji dalam lapisan yang sama tebal. 3. Padatkan seiap lapisan dengan cara menggoyanggoyangkan wadah seperti berikut :  Letakkan wadah diatas tempat yang kokoh dan datar, angkatlah salah satu sisinya kira-kira 5 cm, kemudian lepaskan.  Ulangi hal ini pada sisi yang berlawanan. Padatkan setiap lapisan sebanyak 25 kali untuk setiap sisinya.

Gambar 3.3 Pemadatan Benda Uji untuk Berat Isi

42

4. Ratakan permukaan benda uji dengan menggunakan mistar perata. 5. Timbang dan catat berat wadah beserta beda uji (W2). 6. Hitung berat benda uji (W3 = W2 – W1). e. Perhitungan Berat Isi Agregat Lepas

= W2 - W1 V

Berat Isi Agregat Padat

= W3 - W1 V

Voids

= [(S x W) – M] x 100 SxW

Keterangan : W1 = Berat Alat/Bejana (kg) W2 = Berat Alat/Bejana dan Agregat Kasar (kg) W3 = Berat Alat/Bejana dan Agregat Kasar dalam kondisi lepas (kg) V = Volume Tabung SIlinder (m3) S = Bulk Specific Gravity (Berat Jenis) Agregat M = Berat Isi Agregat (kg/m3) W = Density (kerapatan) air = 998 kg/m3

3.5.1.3 Pengujian Kadar Air (SK-SNI M 11-1989-F) a. Tujuan Pengujian Untuk mendapatkan nilai kadar air yang terdapat dalam agregat dan ambandingkan kadar air dengan penyerapan air pada agregat. b. Peralatan Pengujian 1. Timbangan kapasitas 10 kg dengan ketelitian 0,1 gram. 2. Oven. 3. Talam dari logam anti karat. c. Bahan Pengujian

43

Benda uji banyaknya tergantung pada ukuran butir maksimum sesuai dengan daftar dibawah ini : Tabel 3.3 Banyaknya benda uji berdasarkan ukuran butir maksimum. Ukuran Butir Maksimum Mm Inch 6,3 ¼ 9,5 3/8 12,7 ½ 19,1 3/8 25,4 1,0 38,1 1,5

Berat Contoh Kg 0,5 1,5 2,0 3,0 4,0 6,0

Ukuran Butir Maksimum Mm Inch 50,8 2 63,5 2,5 76,2 3 88,9 3,5 101,6 4 152,4 6

Berat Contoh Kg 8 10 13 16 25 50

d. Prosedur Pengujian a. Timbang dan catat berat talam (W1). b. Masukkan benda uji kedalam talam lalu timbang dan catat beratnya (W2). c. Hitung berat benda uji (W3 = W2 – W1). d. Keringkan benda uji beserta talam dalam oven dengan suhu (110 ± 5) ºC, sampai berat tetap. e. Setelah kering, timbang dan catatlah berat benda uji beserta talam (W4). f. Hitung berat benda uji kering (W5 = W4 – W1).

Gambar 3.4 Penimbangan Benda Uji setelah dikeringkan

44

e. Perhitungan = W3 – W5 x 100% W5

Kadar Air Agregat Keterangan : W3 = Berat awal benda uji

W5 = Berat benda uji setelah dioven

3.5.1.4 Pengujian Kadar Lumpur (ASTM C 117-92) a. Tujuan Pengujian Untuk mendapatkan nilai kadar lumpur yang terdapat dalam agregat. b. Peralatan Pengujian 1. Saringan no. 16 dan no. 200. 2. Tempat pencuci kapasitas besar. 3. Oven panas. 4. Tibngan dengan ketelitian 0,1 gram. 5. Talam unuk mengeringkan contoh. c. Bahan Pengujian Benda uji berupa agregat yang telah dikeringkan sebanyak ± 2000 gram. Tabel 3.4 Banyaknya benda uji berdasarkan ukuran agregat maksimum kuran Agregat Maksimum Mm Inch 2,36 No.6 4,18 No. 4 9,5 3/8 19,1 ¾ 38,1 1,5

Berat Contoh Maksimum Gram 100 500 2000 2500 5000

45

d. Prosedur Pengujian 1. Masukkan benda uji dengan berat seperti tertera dalam tabel di atas, lalu keringkan dalam oven dengan suhu (110 ± 5) ºC, sampai berat tetap. Kemudian timbang (W1). 2. Masukkan benda uji ke dalam wadah, dan beri air pencuci secukupnya sehingga benda uji terendam. 3. Aduk air cucian dalam wadah sehingga lumpur yang menempel pada agregat lepas, kemudian tuangkan air cucian ke dalam susunan saringan no. 16 dan no. 200. Pada waktu menuangkan air cucian usahakan agar bahan kasar tidak ikut tertuang.

Gambar 3.5 Penuangan Air cucian Benda Uji 4. Masukkan air pencuci baru, dan ulangi pekerjaan diatas sampai air cucian menjadi bersih. 5. Semua bahan yang tertahan diatas saringan no. 16 dan no. 200 kembalikan kedalam wadah, kemudian masukkan seluruh bahan tersebut kedalam talam yang telah diketahui beratnya (W2) dan keringkan dalam oven sampai berat tetap. 6. Setelah kering timbang dan catat beratnya (W3). 7. Hitung berat bahan kering tersebut (W4 = W3 – W2). e. Perhitungan Kadar Lumpur Agregat Kasar Keterangan :

= W1 – W2 x 100% W4

46

W1 = Berat Agregat Kasar (gram) W4 = Berat Agregat Kasar kering Oven (gram) Agregat kasar dinyatakan bersih jika kadar lumpurnya kurang dari 5 % dari berat seluruh agregat tersebut.

3.5.2 Pengujian Fly ash (SNI 15-2531-1991) Pengujian Fly ash terdiri dari engujian berat jenis dan berat isi sesuai dengan data yang diperlukan dari penelitian. 3.5.2.1 Pengujian Berat Jenis a. Tujuan Pengujian Untuk mendapatkan nilai berat jenis Fly ash. b. Peralatan Pengujian 1. Tabung Le-Chatelier 2. Corong terbuat dari kaca 3. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram 4. Gelas Ukur c. Bahan Pengujian 1. Fly ash tipe F dari hasil pengabilan sampel 2. Air Suling pengganti kerosine d. Prosedur Pengujian 1. Bersihkan tabung Le-Chatelier sehingga kering. 2. Lalu isi dengan air suling hingga mencapai skala antara 0,0 ml sampai dengan 1,0 ml pada leher tabung tersebut. 3. Kemudian meletakkan tabung yang telah diisi dengan air dalam tempat yang memiliki suhu konstan (20 ºC). 4. Diamkan selama 30 menit, lalu baca volume awal air pada tabung (V1 ml). 5. Pada tahap selanjutnya adalah menimbang Fly ash ± 51 gram dan Fly ash tersebut dimasukkan seluruhnya ke dalam

47

tabung Le-Chatelier, dijaga jangan sampai ada tumpahan Fly ash yang keluar dari tabung. 6. Fly ash kemudian didorong dengan kawat kecil sehingga terendam dalam air dan diletakkan dalam ruangan yang dimiliki suhu konstan (20 ºC) selama 30 menit. 7. Lalu membaca volume air dengan Fly ash pada tabung LeChatelier (V2 ml). e. Perhitungan Kadar Lumpur Agregat Kasar

= Berat Fly ash (V2 – V1) x d

Keterangan : V1 = Pembacaan awal air suling (ml) V2 = Pembacaan volume air suling + Fly ash (ml) d = Berat Isi air pada suhu 4ºC – 1 gr/cm3

3.5.2.2 Pengujian Berat Isi (SNI 03-4804-2008) a. Tujuan Pengujian Untuk mendapatkan berat isi Fly ash b. Peralatan Pengujian 1. Timbangan dengan ketelitian 0,1 gram. 2. Talam dengan kapasitas benar. 3. Tongkat pemadat diameter 15 mm dan panjang 60 cm. 4. Mistar perata. 5. Wadah baja yang cukup kaku berbentuk silinder dengan alat. c. Bahan Pengujian Benda Uji adalah Fly ash tipe F yang disediakan. d. Prosedur Pengujian 1) Berat Isi Lepas a) Timbang silinder dan catat beratnya (W1).

48

b) Kemudian benda uji dimasukkan dengan hati-hati agar tidak terjadi pemisahan butiran dari ketinggian maksimum 5 cm diatas wadah dengan menggunakan sendok atau sekop sampai penuh. c) Lalu benda uji diratakan permukaannya menggunakan mistar perata. d) Kemudian wadah diisi dan ditimbang beratnya (W2). e) Selanjutnya hitung berat benda uji (W3 = W2 – W1). 2) Berat Isi Padat a) Timbang silinder dan catat beratnya (W1). b) Kemudian isi silinder dengan benda uji dalam tiga lapis yang sama tebal. c) Setiap lapis dipadatkan dengan tongkat pemadat sebanyak 25 kali tusukkan secara merata. d) Lalu permukaan benda uji diratakan dengan mistar perata. e) Kemudian timbang berat benda uji dan wadah (W4). f) Selanjutnya hitung berat benda uji (W5 = W4 – W1). e. Perhitungan Berat Isi Agregat Lepas

=

W3 V

Berat Isi Agregat Padat

=

W5 V

Voids

= [(S x W) – M] x 100 SxW

Keterangan : W3 = Berat benda uji kondisi lepas (kg) W5 = Berat benda uji kondisi padat (kg) V = Volume tabung silinder (liter) S = Bulk Specific Gravity M = Berat Isi Agreget

49

W = Density air : 998 kg/m3.

3.6

Prosedur Pembuatan dan Pengujian Beton 3.6.1 Pembuatan Benda Uji Pada pengadukan beton ini kami menggunakan komposisi perbandingan volume. Banyaknya bahan yang digunakan untuk pengadukkan tergantung dari volume sampel yang kana dibuat dari banyaknya pengujian yang dilakukan. a. Peralatan Pengujian 1. Alat atau mesin pengaduk beton. 2. Timbangan dengan kapasitas 100 kg dengan ketelitian 100 gram. 3. Ember besar. 4. Alat penakar bahan. 5. Suatu set alat pengujian slump. 6. Suatu set alat pengujian Berat Isi. 7. Sendok aduk/Spesi. 8. Satu set cetakan silinder diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. 9. Satu set cetakan silinder diameter 10 cm dan tinggi 20 cm. 10. Satu set cetakan balok ukuran 10 × 10 × 50 cm

. Gambar 3.6 Cetakan untuk Pembuatan Benda Uji b. Prosedur Pengujian

50

1. Menentukan

komposisi

adukan

sesuai

kebutuhan

dalam

perbandingan volume. 2. Agregat kasar/kerikil yang akan digunakan diayak terlebih dahulu tertahan ayakan 6 mm. 3. Menyiapkan fly ash serta aktivator/campuran (Air, NaOH, Na2SiO3) yang telah didiamkan selama 24 jam. 4. Kemudian menyiapkan mesin pengaduk beton atau molen. 5. Setelah mesin pengaduk siap dan pengaduk berjalan, sambil memasukkan agregat kasar lalu fly ash serta campuran (Air, NaOH, Na2SiO3) dituangkan ke dalam molen yang masih berjalan. 6. Segera setelah selesai pengadukkan, campuran beton terlebih dahulu diuji workabilitynya dengan menggunakan alat slump. 7. Kemudian melakukan pengujian berat isi. 8. Masukkan beton segar kedalam cetakan yang terlebih dahulu dilumasi begian dalamnya dengan alat pelumas. 9. Masukkan sampel kedalam cetakan dalam tiga lapis, setiap lapisan dipadatkan sebanyak 25 kali. 10. Ratakan permukaanya dengan mistar perata. 11. Setelah 24 jam lepaskan benda uji dari cetakan dan diletakkan di tempat pada suhu runag sampai saat waktu pengujian yang telah ditentukan yaitu pada umur 14, 21, dan 28 hari.

3.6.2 Pengujian Beton Segar 3.6.2.1 Pengujian Slump (Slump Test) Sifat fisik yang perlu diketahui pada beton segar adalah workability, yaitu kemampuan dikerjakan. Beton segar dinyatakan memiliki workability yang tinggi apabila beton tersebut mudah diaduk, mudah dicor dan mudah dipadatkan. Alat untuk mengukur workability pada beton segar yang banyak digunakan di lapangan adalah alat slump, karena alatnya sederhana dan mudah dioperasikan.

51

Beton yang encer akan menghasilkan nilai slump yang tinggi, sebaliknya beton yang kaku akan menghasilkan nilai slump yang rendah. a. Tujuan Pengujian Untuk mendapatkan nilai workability beton geopolimer. b. Peralatan Pengujian 1. Kerucut Abram, yaitu kerucut terpancung dengan ukuran diameter bawah 20 cm diameter atas 10 cm, tinggi 30 cm. 2. Plat baja untuk alas pengujian. 3. Tongkat pemadat diameter 20 mm, panjang 50 cm. 4. Mistar pengukur. c. Bahan Pengujian Beton segar geopolimer d. Prosedur Pengujian 1. Lumasi alat slump dengan kain basah agar tidak menyerap air dari sampel. 2. Kemudian letakkan alat slump di tempat datar, lalu tahan kerucut terpancang dengan cara menginjak bagian bawah agar tidak terangkat pada saat beton dimasukkan. 3. Masukkan beton dalam tiga lapisan, setiap lapis dipadatkan dengan tongkat pemadat sebanyak 25 kali. 4. Setelah itu, ratakan permukaan atas dengan menggeserkan tongkat pemadat secara mendatar. 5. Bersihkan kelebihan beton yang menempel pada alat slump, kemudian lepaskan injakan kaki, lalu segera angkat vertical ke atas kerucut abram. 6. Letakkan kerucut abram dengan cara terbalik di samping benda uji, letakkan tongkat pemadat secara mendatar pada bagian atas kerucut abram, lalu ukur dengan mistar pengukur.

52

Gambar 3.7 Slump Test 3.6.2.2 Pengujian Berat Isi Beton (ASTM C 138-92) a. Tujuan Pengujian Untuk mendapatkan nilai berat isi Beton Geopolimer b. Peralatan Pengujian 1. Tabung silinder. 2. Timbangan kapasitas 25 kg, dengan ketelitian 0,1 gram. 3. Sekop baja. 4. Tongkat pemadat. 5. Mistar perata. c. Prosedur Pengujian 1) Timbang tabung silinder kosong (A) 2) Hitung volume silinder (B) 3) Masukkan beton segar kedalam silinder dalam tiga lapisan yang sama volumenya. 4) Setiap lapis dipadatkan dengan tongkat pemadat sebanyak 25 kali. 5) Padatkan secara saling silang. 6) Ratakan

permukaan

silinder

dengan

kemudian timbang (C). d. Perhitungan Berat Isi

= (C – A) (B – A)

mistar

perata,

53

Keterangan : A = Berat Silinder kosong (gram) B = Volume Silinder (liter) C = Berat Silinder + beton segar (gram)

3.6.3 Pengujian Beton Keras 3.6.3.1 Pengujian Kuat Tekan (ASTM C-3983 B) a. Tujuan Untuk mendapatkan kuat tekan pada beton geopolimer. b. Peralatan 1. Mesin Kuat Tekan. 2. Cetakan silinder diameter 15 cm, tinggi 30 cm. 3. Timbangan kapasitas 25 kg dengan ketelitian 0,1 gram. 4. Mistar ukur.

c. Prosedur Langkah pertama adalah menentukan komposisi campuran sesuai dengan kebutuhan dalam perbandingan volume. Dan kemudian dilakukan pengadukan pembuatan benda uji untuk kuat tekan, lalu dilakukan pengujian slump terlebih dahulu agar diketahui nilai workabilitynya, setelah diketahui nilai workabilitynya kemudian dapat langsung dicetak ke dalam cetakan silinder untuk pengujian kuat tekan. a) Pencetakan benda uji Langkah awal dalam pencetakan benda uji adalah melumasi cetakan terlebih dahulu dengan menggunakan minyak pelumas. Kemudian beton yang telah selesai dilakukan pengujian slump segera diisikan ke dalam cetakan dalam 3 lapis, benda uji ditumbuk sebanyak 25 kali. Tumbukan ini untuk meratakan pengisian beton di dalam

54

cetakan. Setelah selesai proses penumbukan, ratakan permukaan

beton

dengan

tongkat

penumbuk

arah

horizontal. b) Pengujian kuat tekan Beton berbentuk silinder yang telah berumur 14, 24, dan 28 hari Setelah itu, lakukan pengukuran diameter dan tinggi. Lalu catat benda uji yang akan ditekan (A). Timbang benda uji (B). Kemudian, bawa benda uji ke mesin uji tekan. Nyalaka generator mesin kuat tekan beserta Komputernya. Atur menu pada aplikasi concrete test, lalu input data pengujian test seperti nama sample dan dimensi benda uji, kemudian tekan tombol UP pada mesin kuat tekan, lalu letakan benda uji pada mesin tekan, kemudian tekan tombol DOWN sampai mesin penekan menempel pada benda uji. Atur kecepatan pembebanan pada aplikasi concrete test antara 0,2 sampai 5 Mm/min. Pada aplikasi concrete test akan terlihat grafik kuat tekannya, bila dalam grafik terjadi penurunan yang drastis segera click stop. Catat besar beban maksimum (Pmax). Setelah itu, click down agar mesin berhenti menekan, dan tekan tombol up pada mesin kuat tekan dan bersihkan sisa beton yang ada di mesin kuat tekan. d. Perhitungan Kuat Tekan Beton

= Pmax A

N/mm2

Keterangan : Pmax = Beban maksimum dalam Newton A

= Luas bidang tekan benda uji, mm2 atau cm2

3.6.3.2 Pengujian Kuat Tarik Belah (ASTM C)

55

a. Tujuan Untuk mendapatkan Kuat Tarik Belah pada Beton Geopolimer. b. Peralatan 1. Mesin kuat tekan 2. Timbangan kapasitas 25 kg dengan ketelitian minimum 0,01 kg. 3. Mistar ukur 4. Alat bantu untuk kuat tarik belah (Auxiliary Platen Assembly) c. Prosedur Langkah awal adalah menentukan komposisi adukan sesuai

kebutuhan dalam perbandingan volume sebelum

membuat benda uji.

a) Pencetakan benda uji Pertama, lumasi terlebih dahulu cetakan silinder dengan ukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm dengan minyak pelumas. Kemudian, beton yang telah dilakukan pengujian konsistensinya, segera diisikan ke cetakan dalam 3 lapis. Setelah beton diisi kedalam cetakan, padatkan setiap lapisan dengan tongkat penumbuk, jumlah tumbukan 25 kali. Pastikan sudut dan ujung cetakan dipadatkan dengan baik. Isikan lapisan kedua hingga setengah lalu padatkan kemudian isikan lapisan ketiga sampai lebih dari permukaan cetakan lalu padatkan. Kemudian

ratakan

permukaan

permukaan cetakan dengan mistar.

b) Pengujian kuat belah

beton

sama

dengan

56

Pada saat pengujian benda uji yang akan dilakukan pengujiannya dipersiapkan terlebih dahulu. Ukur benda uji dengan teliti dan letakkan benda uji pada alat bantu uji belah. Setelah benda uji dan alat bantu telah berada diposisinya maka jalankan mesin sehingga memberikan pembebanan yang merata dan terus menerus pada benda uji dengan kecepatan pembebanan 0,2 sampai 5 mm/min. Catat beban maksimum dalam satuan Kilo Newton. d. Perhitungan Kuat Tarik Belah

= 2 x Pmax πxLxD

N/mm2 atau kg/cm2

Keterangan : Pmax = Beban Maksimum (kg) L

= Panjang Benda Uji (cm)

D

= Diameter Benda Uji (cm)

3.6.3.3 Pengujian Kuat Tarik Lentur (ASTM C 580-02) a. Tujuan Untuk

mendapatkan

Kuat

Geopolimer. b. Peralatan 1. Cetakan 10 x 10 x 50 cm 2. Spatula 3. Sendok aduk 4. Alat bantu uji lentur. 5. Mesin uji lentur

Tarik

Lentur

pada

Beton

57

c. Prosedur Langkah awal adalah menentukan komposisi adukan sesuai kebutuhan dalam perbandingan volume sebelum membuat benda uji. a) Pencetakan benda uji Pertama - tama lumasi terlebih dahulu cetakan dengan ukuran 10 x 10 x 50 cm dengan minyak pelumas. Kemudian,

beton

yang

telah

dilakukan

pengujian

konsistensinya, segera diisikan ke cetakan dalam 3 lapis. Setelah beton diisi kedalam cetakan, padatkan setiap lapisan dengan batang penumbuk, jumlah tumbukan sebanyak 25 kali. Pastikan sudut dan ujung cetakan dipadatkan dengan baik. Isikan lapisan kedua hingga setengah silinder, kemudian isikan yang ketiga sampai lebih dari permukaan cetakan lalu padatkan. Kemudian ratakan permukaan beton sama dengan permukaan cetakan dengan mistar. b) Pengujian kuat lentur Pada saat pengujian benda uji yang akan dilakukan pengujiannya dipersiapkan terlebih dahulu. Ukur benda uji dengan teliti dan letakkan benda uji pada alat bantu uji lentur. Setelah benda uji dan alat bantu telah berada diposisinya maka jalankan mesin sehingga memberikan pembebanan yang merata dan terus menerus pada benda uji dengan kecepatan pembebanan 0,2 sampai 5 mm/min. Catat beban maksimum dalam satuan Kilo Newton. d. Perhitungan Kuat Tarik Belah

= 3xPxL 2 x B x H2

Keterangan : P = Beban Maksimum dalam Newton

N/mm2

58

L = Jarak Tumpuan (cm atau mm) B = Lebar Benda Uji (cm atau mm) H = Tinggi Benda Uji (cm atau mm)

3.7

Analisis Data Data yang diperoleh dari Laboratorium dinalisis dengan cara mencari nilai rata-rata (mean) dengan rumus :

Keterangan : X = Nilai rata-rata (mean) Xi = Data n = Banyaknya data fi = Frekuensi ke i k = Banyaknya Data yang dikelompokkan.

BAB IV DATA DAN ANALISA Dari hasil pengujian terhadap agregat kasar, fly ash dan beton geopolimer, maka data-data yang didapat perlu dilakukan analisis untuk mengetahui sifat-sifat dari agregat kasar, fly ash, dan beton geopolimer. Pengujian agregat kasar, fly ash, dan beton geopolimer dilakukan di Laboratorium Uji Bahan Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta. Adapun hasil yang akan dibahas pada bab ini berupa tabel dan grafik. Hasil tersebut meliputi: 1. Pengujian Agregat Kasar a. Uji Berat Jenis dan Penyerapan Air b. Uji Berat Isi (Unit Weight and Voids) c. Uji Kadar Air d. Uji Kadar Lumpur 2. Pengujian Fly ash a. Uji Berat Jenis b. Uji Berat Isi (Unit Weight and Voids) 3. Hasil Pengujian Beton Segar a. Berat Isi b. Slump 4. Hasil Pengujian Beton Keras a. Pengujian kuat tekan b. Pengujian kuat tarik belah c. Pengujian kuat tarik lentur

4.1 Data dan Analisis Hasil Pengujian Agregat Kasar 4.1.1 Hasil Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air Data yang diperoleh dari hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.1

59

60

Tabel 4.1 Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Kasar Pengukuran (gram) Berat Agregat SSD (gram) Berat Agregat dalam air (gram) Berat Agregat kering oven (gram) Berat Jenis (gram) BJ SSD (gram) Berat Jenis Semu (gram) Penyerapan Air (%)

I

II

Rata-Rata

1510 1017,5 1413 2,869 3,066 3,573 6,865

1598 1019 1498 2,585 2,758 3,124 6,68

1554 1018 1455,5 2,715 2,899 3,327 6,767

Analisa: Dari hasil uji berat jenis agregat kasar didapat berat jenis rata-rata 2.715, berat jenis SSD 2.889 gr, dan berat jenis semu 3.327 gr, dimana berat jenis SSD dan Semu tidak memenuhi persyaratan berat jenis agregat normal yaitu antara 2,2-2,7. Sementara untuk nilai rata-rata berat jenis memenuhi syarat agregat normal. Didapat angka penyerapan air dengan nilai rata-rata 6.767 %.

4.1.2 Hasil Pengujian Berat Isi dan Voids Data yang diperoleh dari hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.2 Tabel 4.2 Berat Isi dan Voids Agregat Kasar Pengukuran Berat Tabung Silinder (Kg) Volume Tabung ( liter)

I

II

Berat Tabung + Agregat (Kg) Berat Agregat (Kg) Berat Isi Lepas (Kg/ lt) Berat Isi Lepas rata-rata (Kg/ lt) Voids (%)

2,220 2,629 BERAT ISI LEPAS 5,62 5,58 3,4 3,36 1,293 1,278 1,286 99,995

Berat Tabung + Agregat (Kg) Berat Agregat (Kg) Berat Isi Padat(Kg/lt) Berat Isi Padat rata-rata (Kg/lt) Voids (%) Berat Isi Rata-Rata (Kg/lt) Void Rata-Rata (%)

BERAT ISI PADAT 6,003 6,242 3,783 4,022 1,439 1,529 1,484 99,995 1,385 99,995

61

Analisa: Berat isi rata-rata yang didapat dengan cara dipadatkan dan dilepas sebesar 1,385 kg/lt. Jika dibandingkan dengan persyaratan menurut SII 0052-80, bahwa berat isi harus lebih besar dari 1,2 kg/liter, maka berat isi pada agregat kasar masih memenuhi syarat. Berat isi mempengaruhi terhadap kepadatan agregat pada saat dibuat beton. Hal ini dapat terlihat pada rongga udara diantara agregat (voids). Rongga udara rata-rata yang terdapat di dalam agregat didapat 99,995%, rongga udara (voids) pada agregat untuk beton secara teoritis harus kurang dari 50%. Hal ini dipengaruhi oleh komposisi beton yang tidak menggunakan pasir sebagai bahan pengisinya.

4.1.3 Hasil Pengujian Kadar Air Data yang diperoleh dari hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.3 Tabel 4.3 Kadar Air Agregat Kasar Pengukuran (gram) Berat Talam W1 (gram) Berat Talam + Agregat W2 (gram) Berat Agregat Asli W3 (gram) Berat Agregat Kering Oven + Talam W4 (gram) Berat Agregat Kering Oven W5 (gram) Kadar Air (%) Kadar Air Rata-Rata(%)

I

II

690 687 2200 2195 1510 1508 2180 2173 1490 1486 1.342 1.481 1.411

Analisa: Dari hasil uji kadar air pada agregat kasar didapat kadar air ratarata sebesar 1.411%. Jika dihubungkan dengan pengujian penyerapan air dimana pengujian tersebut diketahui bahwa penyerapan air oleh agregat kasar adalah 6.68 %. Karena nilai kadar air lebih kecil dari penyerapan air, maka dapat dikatakan bahwa agregat ini dalam keadaan kering. Untuk mencapai keadaan agregat yang jenuh kering permukaan harus ditambah air sebesar 5.269 %

62

4.1.4 Hasil Pengujian Kadar Lumpur Data yang diperoleh dari hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.4 Tabel 4.4 Kadar Lumpur Agregat Kasar Pengukuran Berat kering oven awal W1 (gram) Berat cawan W2 (gram) Kering oven setelah dicuci & saring no. 16 dan no. 200 + cawan W3 (gram) Berat Kering W4 (gram) Kadar Lumpur (%) Kadar Lumpur Rata-rata (%)

I 2002 104.8 110.5

II 2000 104.98 105.8

104,85 99.75 0.997 0.997 0.997

Analisa: Dari hasil uji kadar lumpur pada agregat kasar, didapat nilai ratarata kadar lumpur sebesar 0.997%. Nilai ini masih dibawah batas yang disyaratkan yaitu maksimum 1%. Hal ini berarti agregat tersebut banyak mengandung lumpur dan harus dicuci sebelum digunakan.

4.2 Data dan Analisis Hasil Pengujian Fly ash 4.2.1 Hasil Pengujian Berat Jenis Data yang diperoleh dari hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.5. Tabel 4.5 Berat Jenis Fly Ash Sampel 1 2

Berat Fly Ash (gram) 50 50 BJ Rata- Rata

V1

V2

Berat Jenis (kg)

1 0.8

21.3 21

2,463 2,475 2,469

Analisa: Dari hasil uji berat jenis fly ash didapat berat jenis fly ash rata-rata sebesar 2.469 kg, nilai ini masih termasuk dalam syarat berat jenis fly ash menurut ACI Manual of Concrete Practice, 1003 Parts 1 226. 3R-6 yaitu antara 2.2 – 2.8.

63

4.2.2

Hasil Pengujian Berat Isi

Data yang diperoleh dari hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.6 Tabel 4.6 Berat Isi Fly Ash Pengukuran

I

Berat Tabung Silinder (Kg) 3

Volume Tabung (m ) Berat Tabung + Agregat (Kg) Berat Agregat (Kg) Berat Isi Lepas (Kg/ m3) Berat Isi Lepas rata-rata (Kg/ m3) Voids (%) Berat Tabung + Agregat (Kg) Berat Agregat (Kg) Berat Isi Padat(Kg/ m3) Berat Isi Padat rata-rata (Kg/m3) Voids (%) Berat Isi Rata-Rata (Kg/m3)

II 2,188

0,002547 BERAT ISI LEPAS 5,179 5,147 2,991 2,959 1174,323 1161,759 1168,041 52,599 BERAT ISI PADAT 5,395 5,196 3,207 3,008 1259,128 1180,997 1220,063 50,489 1194,052

Analisa: Dari hasil uji berat isi fly ash, didapat nilai rata-rata berat isi sebesar 1194,052 kg/m3

4.3 Trial Mix Penelitian dilakukan dengan cara metode eksperimen, yaitu dengan membuat benda uji dengan komposisi campuran yang berbeda dan melakukan proses pengadukan yang sebelumnya dilakukan perhitungan agar komposisi yang dibuat sesuai. Untuk trial mix benda uji yang dibuat adalah benda uji kuat tekan berbentuk silinder dengan ukuran 10 x 20 cm dan silinder ukuran 15 x 30 cm, sebelum dilakukan trial mix dilakukan pembuatan larutan aktivator dan mempersiapakn waterglass (Na2SiO3). Diagram alir pencampuran larutan aktivator adalah seperti Gambar 4.2.

64

Menyiapkan Bahan

Timbang NaOH

Timbang Air

Timbang Na2Sio3

NaOH dimasukkan kedalam gelas ukur Air dicampurkan dengan NaOH lalu diaduk hingga larut Campuran Air dan NaOH dimasukkan dalam botol yang bisa ditutup dengan rapat Setelah larutan dingin tutup botol dengan rapat Diamkan larutan selama 24 jam Tuangkan larutan ke dalam gelas ukur lalu campur dengan Na2Sio3 kemudian aduk hingga rata Campuran siap untuk digunakan

Gambar 4.1 Diagram Alir Pencampuran Larutan Geopolimer

65

Tabel 4.7 Komposisi Perbandingan dan Trial Mix Nomor

Perbandingan NaOH Na2SiO3

Perbandingan

Konsentrasi

Slump

Pasta

Agregat

NaOH (M)

(Cm)

Trial Mix 1

1

2

0,25

0,75

8

19,5

Trial Mix 2

1

2

0,25

0,75

11

20

Trial Mix 3

1

2

0,25

0,75

14

20,2

Pengamatan Visual Adukan Mengeras Di mesin Pengaduk Adukan Beton Lecak Adukan Beton Lecak

Dari Tabel 4.7 Didapatkan hasil pengamatan trial mix dengan hasil yang paling baik, maka digunakan kepekatan larutan NaOH sebesar 11 M sebagai bahan untuk penelitian ini. Karena nilai molaritas 11 M pengerjaannya lebih mudah (workable), dibandingkan dengan 8 M, dan pasta dengan nilai molaritas 11 M tidak terlalu banyak yang mengendap dibagian bawah beton, dibandingkan dengan 14 M. Perbandingan beton geopolimer dapat dilihat pada Tabel 4.8 Tabel 4.8 Data Pengujian Kuat Tekan dan Kuat Tarik Belah Trial Mix

No

1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

Pengujian Kuat Tekan Nilai Molaritas (M) 8 11 14 Berat (gr) 3000 2800 3400 2800 3000 3000 Dimensi (mm) 100 , 200 100 , 200 100 , 200 100 , 200 100 , 200 100 , 200 2 Section Area (mm ) 7854 7854 7854 7854 7854 7854 Pmax (kN) 17,5 15,1 18,5 17,3 Strength (MPa) 0,22 0,19 0,24 0,22

12,7 16,1 0,16 0,20

No

1 1 1 1 1

Pengujian Kuat Tarik Belah Nilai Molaritas (M) 8 11 14 Berat (gr) 9800 10200 10000 Dimensi 15, 30 15, 30 15, 30 Section Area 17672 17672 17672 Pmax (kN) 8,6 15,1 27,6 Strength (MPa) 0,5 0,9 1,6

66

Tabel 4.9 Perbandingan Beton Geopolimer Pasta

Agregat Kasar

Fly Ash

NaOH, Na₂SiO₃, Air

0.25

0.75

0.7

0.3

Data untuk Kebutuhan Bahan Untuk pengujian beton geopolimer dengan variasi perbandingan NaOH : Na₂SiO₃ dibuat benda uji yang terdiri dari pengujian kuat tekan sejumlah 12 buah dengan ukuran 10x20 cm lalu pengujian kuat tarik lentur yang berjumlah 4 buah benda uji dengan ukuran 10x10x50 cm dan pengujian kuat tarik belah yang berjumlah 12 buah benda uji dengan ukuran 15x30 cm, dibutuhkan volume pekerjaan sebesar 0.112 m³. Dari volume 1 kali pekerjaan tersebut didapatkan kebutuhan bahan yang dibutuhkan dalam pengujian perbandingan beton geopolimer tanpa semen seperti yang dapat dilihat pada Tabel 4.9

Gambar 4.2 Bahan pada Pembuatan Beton Geopolimer

67

Tabel 4.10 Kebutuhan Bahan yang dibutuhkan dalam pengujian beton geopolimer dengan variasi SP 0%, 0,5%, 1% No.

Fly Ash

Kerikil

Air

1 2 3

(kg) 20.21 20.21 20.21

(kg) 86.58 86.58 86.58

(kg) 3.31 3.31 3.31

NaOH Na₂SiO₃ (kg) 1,78 1,78 1,78

Superplasticizer

(kg) 3,56 3,56 3,56

(%) 0% 0,5 % 1%

(kg) 0,1443 0,2886

4.4.1 Pembuatan Beton Geopolimer Percobaan 1 Hasil dari pembuatan beton geopolimer tanpa pasir dengan agregat dalam keadaan kering.

Tabel 4.11 Komposisi dan Hasil Pengamatan Pembuatan Beton Geopolimer Percobaan 1 Perbandingan No.

1

Kerikil Pasta

0.75

0.25

Perbandingan

Konsentrasi NaOH NaOH Na₂SiO₃ (M)

1

2

8

Slump (cm)

Hasil Pengamatan secara Visual

0

 Beton sulit di kerjakan  Beton sudah mengeras di dalam mesin pengaduk

Analisa : Dari hasil pembuatan beton geopolimer, didapatkan bahwa beton segar tersebut tidak memiliki nilai slump. Hal ini mengakibatkan beton tersebut tidak bisa dikerjakan.

Gambar 4.3 Proses Pembuatan Beton Geopolimer Percobaan 1

68

4.4.2

Pembuatan Beton Geopolimer Percobaan 2 Hasil dari pembuatan beton geopolimer tanpa pasir Percobaan 2 dengan agregat dalam keadaan SSD, serta campuran superplasticizer sebanyak 0,5 %.

Tabel 4.12 Komposisi dan Hasil Pengamatan Pembuatan Beton Geopolimer Tanpa Semen Percobaan 2 Perbandingan No.

1

Kerikil

0.75

Pasta

0.25

Perbandingan Na₂SiO₃

NaOH

1

2

Konsent Super rasi plasti NaOH cizer (M) (%) 11

0,5

Slump (cm)

20,2

Hasil Pengamatan secara Visual  Adukan beton encer  Beton dapat dikerjakan

Analisa: Dari hasil pembuatan beton geopolimer dengan campuran Superplasticizer 0,5%, didapatkan bahwa beton segar tersebut memiliki nilai slump sebesar 20,2 cm. Sehingga, beton dapat dikerjakan.

4.4.3 Pembuatan Beton Geopolimer Percobaan 3 Hasil dari pembuatan beton geopolimer tanpa pasir Percobaan 3 dengan agregat dalam keadaan SSD, serta campuran superplasticizer sebanyak 1 %. Tabel 4.13 Komposisi dan Hasil Pengamatan Pembuatan Beton Geopolimer Tanpa Pasir Percobaan 3 Perbandingan No.

1

Kerikil

0.75

Pasta

0.25

Perbandingan NaOH

1

Na₂SiO₃

2

Konsent Super rasi plasti NaOH cizer (M) (%) 11

1

Slump (cm)

22

Hasil Pengamatan secara Visual  Adukan beton encer  Beton dapat dikerjakan

69

Gambar 4.4 Proses Pembuatan Beton Geopolimer Tanpa Semen percobaan 3 4.5 Pengujian Beton Segar 4.5.1 Pengujian Berat Isi Beton Data Pengujian : Tabel 4.14 Hasil Pengujian Berat Isi Beton Segar Berat Berat Kapasitas Variasi Wadah Beton+Wadah Wadah Molaritas (kg) (kg) (m³) 11 M 2.2 7 2.629 11 M 2.2 7 2.629

Berat Isi Beton (kg/ m³) 1818.2 1818.2

Berat Isi Beton Rata-rata (kg/ m³) 1818.2

Analisa: Dari hasil pengujian berat isi beton 11 M, w/b 0.25 dan NaOH/NaSiO₂ = 1:2 didapatkan hasil berat isi beton sebesar 1818.2 kg/m³. 4.6 Pengujian Beton Keras 4.6.1 Pengujian Kuat Tekan Tabel 4.15 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Campuran SP 0 % dengan Nilai Molaritas 11 M

1 2 3 4 5

Cam puran SP (%) 0 0 0 0 0

6

0

No.

Berat (gr) 3600 4000 3800 3600 2800 2200

Campuran Superplasticizer 0 % Hasil Pengujian Luas Berat Isi Umur Kuat Permu (gr/cm3) (hari) P max Tekan kaan (N) (MPa) 1,5287 7854 14 36300 4,62 1,6985 7854 14 60900 7,75 1,6136 7854 24 54900 6,99 1,5287 7854 24 67600 8,61 1,1890 7854 28 73000 9,29 0,9342

7854

28

25300

3,22

kuat tekan rata-rata (Mpa) 6,185 7,8 6,255

70

Analisa: Dari

hasil

pengujian

kuat

tekan

beton

dengan

campuran

Superplasticizer 0% didapatkan hasil kuat tekan rata-rata pada umur 14 hari sebesar 6,185 MPa, pada umur 24 hari mengalami peningkatan sebesar 7,8 MPa, namun kekuatan beton kembali menurun pada umur 28 hari yaitu sebesar 6,255 MPa, hal ini disebabkan oleh penumbukan yang kurang baik pada saat pemadatan beton segar.

Kuat Tekan (Mpa)

Kuat tekan Rata-rata SP 0% 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00

Kuat tekan Rata-rata SP 0%

14

24

28

Umur Beton

Gambar 4.5 Kuat tekan rata-rata beton geopolimer dengan campuran 0 % SP

Tabel 4.16 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Campuran SP 0,5% dengan Nilai Molaritas 11 M

No. 1 2 3 4 5 6

Campu ran SP (%) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

Campuran Superplasticizer 0,5 % Hasil Pengujian Luas Berat Berat Isi Umur Kuat Permu (gr) (gr/cm3) (hari) P max Tekan kaan (N) (MPa) 3151 1,3380 7854 14 46400 5,9 3045 1,2930 7854 14 47500 6,0 3001 1,2743 7854 24 52800 6,7 3147 1,3363 7854 24 45400 5,8 3213 1,3643 7854 28 80400 10,2 3188 1,3537 7854 28 41200 5,2

kuat tekan ratarata (MPa) 5,950 6,250 7,700

71

Analisa: Dari

hasil

pengujian

kuat

tekan

beton

dengan

campuran

Superplasticizer 0,5% didapatkan hasil kuat tekan rata-rata pada umur 14 hari sebesar 5,950 MPa, pada umur 24 hari mengalami peningkatan sebesar 6,250 MPa, dan semakin meningkat pada umur 28 hari kuat tekannya mengalami kenaikan yaitu sebesar 7,700 MPa.

Gambar 4.6 Kuat tekan rata-rata beton geopolimer dengan campuran 0,5 % SP Tabel 4.17 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Campuran SP 1% dengan Nilai Molaritas 11 M

No.

Cam puran SP (%)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 1 1 1 1 1 1 1 1

Campuran superplasticizer 1 % Hasil Pengujian Berat Luas Berat Umur Kuat Isi Permuk (gr) (hari) P max 3 Tekan (gr/cm ) aan (N) (MPa) 3200 1,3588 7854 14 29300 3,73 3204 1,3117 7854 14 32600 4,15 3073 1,3049 7854 24 61400 7,8 3089 1,3117 7854 24 56700 7,2 3084 1,3096 7854 28 41600 5,3 2891 1,2276 7854 28 40300 5,1 10922 3,4131 17662,5 28 78100 4,4 10587 3,3084 17662,5 28 54600 3,1 10219 3,1934 17662,5 28 49900 2,8

kuat tekan ratarata (MPa) 3,94 7,50

4,14

72

Analisa: Dari

hasil

pengujian

kuat

tekan

beton

dengan

campuran

Superplasticizer 1% didapatkan hasil kuat tekan rata-rata pada umur 14 hari sebesar 3,94 MPa, pada umur 24 hari mengalami peningkatan sebesar 7,50 MPa, namun kekuatan beton menurun pada umur 28 hari yaitu sebesar 4,14 MPa, hal ini disebabkan penumbukan yang kurang baik pada saat pemadatan beton segar dan kurang meratanya larutan Superplasticizer pada saat proses pengadukan.

Gambar 4.7 Kuat tekan rata-rata Beton geopolimer dengan campuran 1 % SP

Grafik Kuat Tekan Beton Geopolimer 7,80

Kuat Tekan (MPa)

7,000 6,000

6,19

7,5

5,95

6,25

5,000 4,000

7,7 6,26 5,2

3,000

3,9407

Silinder 0,5 % SP Silinder 1 % SP

2,000

Silinder 0 % Sp

1,000 0,000 0

10

20

30

Umur beton

Gambar 4.8 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Dengan Variasi Superplasticizer 0%, 0,5%, 1% ditambah Beton silinder besar dengan campuran SP 1%

73

Analisa: Dari grafik pengujian kuat tekan beton geopolimer hasil yang didapatkan silinder campuran superplasticizer dengan dosis 0,5% memiliki kuat tekan terbaik bila dibandingkan dengan dosis campuran 0% dan 1% superplasticizer, karena mengalami peningkatan kuat tekan pada setiap harinya.

4.6.2 Pengujian Kuat Tarik Belah Tabel 4.18 Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton dengan Nilai Molaritas 11 M No. 1 2 3

P max Campuran Umur Diameter Panjang rata-rata Superplasticizer (hari) (mm) (mm) (N) 0% 28 150 300 34850 0,50% 28 150 300 56900 1% 28 150 300 39933

Kuat Tarik Belah rata-rata (MPa) 0,493 0,782 0,565

Gambar 4.9 Perbandingan Kuat Tarik Belah Beton Geopolimer dengan campuran Superplasticizer 0 %, 0,5 %, dan 1 %

Analisa: Dari hasil pengujian kuat tarik belah beton geopolimer pada umur 28 hari dengan nilai molaritas 11 M, beton dengan campuran SP 0,5% memiliki kuat tarik yang paling tinggi dibandingkan dengan 0 % SP dan 1 % SP.

74

4.6.3 Pengujian Kuat Tarik Lentur Tabel 4.19 Hasil Pengujian Kuat Tarik Lentur Beton dengan Nilai Molaritas 11M Umur

Benda Uji

P

B

d

(Hari) (mm) (mm) (mm) Campuran SP 0 % Campuran SP 0,5 % Campuran SP 1 %

(N)

Kuat Tarik Lentur (MPa)

P max

28

500

100

100

4800

0,0048

28

500

100

100

2950

0,00295

28

500

100

100

3000

0,003

Gambar 4.10 Perbandingan Kuat Tarik Lentur Beton Geopolimer dengan Campuran Superplasticizer 0%, 0,5% dan 1%

Analisa : Dengan data tersebut dapat diketahui bahwa beton geopolimer dengan campuran Superplasticizer sebanyak 0,5% memiliki kuat tarik lentur lebih tinggi dibandingkan dengan campuran 0% dan 1%.

75

4.7 Hasil Analisa Pengujian Beton Geopolimer Hasil dari analisa pengujian beton geopolimer tanpa pasir didapatkan : Tabel 4.20 Hasil Analisa Beton Geopolimer Perbandingan Konsentrasi No Kerikil Pasta NaOH (M) 1

0,75

0,25

11

Slump (cm) 22

Berat isi Berat Jenis Penyera Kadar Berat isi Superplasticizer Kadar agregat agregat pan Air Lumpur Beton 0,50% 1% Air (%) (kg/mm³) (kg/mm3) (%) (%) (kg/mm³) (kg) (kg) 1,385 2,715 6,767 1,411 0,997 1818,2 0,2886 0,1443

Analisa : Berat isi agregat tersebut masih memenuhi syarat SII 0052-80 yaitu harus lebih besar dari 1,2 kg/liter. Berat jenis SSD dan Semu tidak memenuhi persyaratan berat jenis agregat normal yaitu antara 2,2 – 2,7. Sementara untuk nilai rata-rata berat jenis (bulk specific gravity) memenuhi syarat agregat normal. Lalu didapatkan angka penyerapan air dengan nilai rata-rata 6,767 %. Kadar lumpur yang didapat dalam pengujian sebesar 0.997% maka agregat harus dicuci sebelum digunakan. Berat isi beton lebih rendah dari berat isi beton normal yaitu 2.200 kg/mm3.

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil dan analisis terhadap pengujian yang telah dilakukan didapatkan beberapa kesimpulan yang tertera sebagai berikut: a. Sifat fisik beton geopolimer tanpa pasir :  Semakin tinggi nilai molaritas, maka workability semakin mudah.  Semakin tinggi nilai molaritas, maka semakin banyak adonan pasta yang mengendap dipemukaan beton.  Berat isi beton geopolimer tanpa pasir 1818,2 kg/m3, termaksud ke dalam beton ringan. b. Sifat mekanik beton geopolimer dengan campuran superplasticizer 0%, 0,5% dan 1% sebagai berikut :  Hasil pengujian kuat tekan umur 14, 24, 28 hari, beton geopolimer dengan campuran superplasticizer 0,5% memiliki kuat tekan yang lebih besar dibandingkan dengan beton geopolimer dengan campuran superplasticizer 0% dan 1%.  Hasil pengujian kuat tarik belah umur 28 hari, beton geopolimer dengan campuran superplasticizer 0,5% memiliki kuat tarik belah yang lebih besar

dibandingkan

beton

geopolimer

dengan

campuran

superplasticizer 0% dan 1%.  Hasil pengujian kuat tarik lentur pada umur 28 hari, beton geopolimer dengan campuran superplasticizer 0,5% memiliki kuat lentur yang lebih besar dibandingkan dengan beton geopolimer dengan campuran superplasticizer 0% dan 1%.

76

77

5.2 Saran Penelitian beton geopolimer di lingkungan Politeknik Negeri Jakarta masih sedikit sehingga untuk penelitian di masa yang akan datang dapat diberikan saran-saran berdasarkan penelitian yang telah dilakukan sebagai berikut :  Pengerjaan beton geopolimer harus diperhatikan waktu pengikatannya karena lebih cepat dibandingkan dengan beton semen.  Perhatikan prosedur pemadatan beton, lakukan dengan baik dan benar karena akan mempengaruhi kepadatan beton tersebut.  Pada proses penuangan cairan Superplasticizer ke dalam adukan beton, pastikan adukan beton sudah merata dengan baik agar cairan Superplasticizer juga merata dengan sempurna pada adukan beton tersebut.

78

DAFTAR PUSTAKA  http://civilcomm.blogspot.com/2013/01/bahan-additif-dalam-campuranbeton.html  http://www.researchgate.net/publication/39737569_Komposisi_alkaline_aktiva tor_dan_fly_ash_untuk_beton_geopolimer_mutu_tinggi  http://sanggapramana.wordpress.com/2011/02/15/beton-geopolimer/  http:/myscoutchemistry.wordpress.com/2008/05/30/geopolimer-material-ajaibramah-lingkungan/ ViscoCrete 3110 ID, Dinamika utama solusi bangunan, Produk SIKA ASTM, Concrete and Agregates, Volume 04.02, Section 4 Nevile, Properties of Concrete, Thrid Edition : (ELBS) Englis Book Society/Lowongan PEDC, Teknologi Bahan 1, Bandung 1987 PEDC, Teknologi Bahan 1, Bandung 1987 PEDC, Teknologi Bahan 1, Bandung 1987 Prasetiyo, Hendri 2009 Hubungan Molaritas Larutan Terhadap Karakteristik Beton Geopolimer. Politeknik Negeri Jakarta ASTM C – 29 – 78 tentang Metode Pengujian Bobot Isi dan Voids Agregat Halus dan Agregat kasar. (n.d.). Philadelphia: ASTM International. ASTM C 117- 92 tentang Metode Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus dan Agregat Kasar. (n.d.). Philadelphia: ASTM International. ASTM C 131- 92 tentang Metode Uji Keausan Agregat Kasar Dengan Alat Los Angeles. (n.d.). Philadelphia: ASTM International. Davidovits, J. 2002. Properties of Geopolimer. France: Geopolimer Institute. Ir. Tjokrodimulyo, Kardiyono, ME, 2009 Teknologi Beton,Biro Penerbit Teknik Sipil Universitas Gajah Mada.

79

Djuwantoro, Hardijito, 2004 Efek Perawatan Terhadap Kuat Tekan Beton Geoplimer, Politeknik Negeri Jakarta. Wikipedia , Sodium-Hidroksida

Lampiran 1

Product Data Sheet Edition 1/07 Identification no: Provisional Sika® ViscoCrete®-3110

Sika® ViscoCrete®-3110 Concrete admixture for High flow/ self compacting concrete Product Description Uses

®

®

®

®

®

®

Sika ViscoCrete -3110 is a third generation superplasticiser for concrete and mortar. It is particularly developed for the production of high flow concrete with exceptional flow retention properties. Sika ViscoCrete -3110 facilitates extreme water reduction, excellent flowability with optimal cohesion and strong self-compacting behaviour. Sika ViscoCrete

-3110 is used for the following types of concrete:


High flow concrete
Self-compacting concrete (S.C.C.)
Concrete with very high water reduction (up to 30%)
High strength concrete The combination of high water reduction, excellent flowability and high early strength provides clear benefits in the above mentioned applications. Characteristics / Advantages

®

®

Sika ViscoCrete -3110 acts by surface absorption on the cement particles producing a sterical separation effect on the cement particles. Concrete produced ® ® with Sika ViscoCrete -3110 exhibits the following properties:
Excellent flowability (resulting in highly reduced placing and compacting efforts)
Strong self-compacting behaviour
Extremely high water reduction (resulting in high density and strengths)
Increased high early strength development
Improved shrinkage and creep behaviour
Reduced rate of carbonation of the concrete
Improved finish ® ® Sika ViscoCrete -3110 does not contain chlorides or other steel corrosion promoting ingredients. Therefore, it may be used without restriction for reinforced and pre-stressed concrete construction. ® ® Sika ViscoCrete -3110 gives the concrete extended workability and depending on the mix design and the quality of materials used, self-compacting properties can be maintained for more than 1 hour at 30°C.

Tests Approval / Standards

Conforms to the requirements of ASTM C494-86 Type GF and BS 5075: Part 3.

Product Data Form Appearance / Colour

Clear Colourless to Yellowish liquid.

Packaging

1000 litre IBC’s

1

Sika® ViscoCrete®-3110

1/3

Lampiran 1 Storage Storage Conditions / Shelf Life

12 months from date of production if stored properly in undamaged and unopened original sealed containers, in dry conditions and at temperatures between +5°C and +35°C. Protect from direct sunlight and frost.

Technical Data Chemical Base

Aqueous solution of modified Polycarboxylate. co-polymers

Density

Approx. 1.085 kg/l

System Information Application Details Consumption / Dosage

For soft plastic concrete 0.2 – 0.4% by weight of binder For flowing and self compacting concrete 0.4 – 1.5%* by weight of binder. Higher dosage up to 1.7 % by weight of binder, can be used depending on the mix design & concrete requirement, but a pre-trial to confirm the dosage must be done by the user. * Note: Set retardation may occur at dosages greater than 1.0% with some binders.

Concrete Placing

®

With the use of Sika ViscoCrete produced.

®

-3110, concrete of the highest quality is

The standard rules of good concreting practice (production as well as placing) must ®

also be observed with Sika ViscoCrete

®

-3110 concrete.

Fresh concrete must be cured properly.

Application Conditions / Limitations Compatibility

®

Sika ViscoCrete particularly:

®

-3110 may be combined with many other Sika Products

®

-

Sika Stabilizer-229

-

Sika Pump

-

SikaFume

-

Sika Retarder and Sika Retardol-25

-

Fro-V5 A / Fro-V10

®

®

®

®

Trials must be performed before combining products in a concrete mix.

Application Instructions Dispensing

®

®

Sika ViscoCrete -3110 is added to the gauging water or simultaneously poured with it into the concrete mixer. For optimum utilisation of its high water reduction property, we recommend thorough mixing at a minimal wet mixing time of 60 seconds. The addition of the remaining gauging water (to fine tune concrete consistency) may only be started after two-thirds of the wet mixing time, to avoid surplus water in the concrete.

Application Method / Tools

The standard rules of good concreting practice, concerning production and placing, are to be followed. Refer to relevant standards. Fresh concrete must be cured correctly.

Notes on Application / Limitations

®

®

When using Sika ViscoCrete -3110 a suitable mix design must be selected and local material sources should be trialled. If frozen and/or if precipitation has occurred, Sika® ViscoCrete®-3110 may only be used after thawing slowly at room temperature and intensive mixing.

2

Sika® ViscoCrete®-3110

2/3

®

Sika ViscoCrete

®

Lampiran 1

-3110 should not be added to dry cement.

Before pouring, suitability tests on the fresh concrete must be carried out. Due to the extended workability, take special care that formwork is properly installed and secured.

Value Base

All technical data stated in this Product Data Sheet are based on laboratory tests. Actual measured data may vary due to circumstances beyond our control.

Local Restrictions

Please note that as a result of specific local regulations the performance of this product may vary from country to country. Please consult the local Product Data Sheet for the exact description of the application fields

Health and Safety Information

For information and advice on the safe handling, storage and disposal of chemical products, users should refer to the most recent Material Safety Data Sheet containing physical, ecological, toxicological and other safety-related data.

Legal Notes

The information, and, in particular, the recommendations relating to the application and end-use of Sika products, are given in good faith based on Sika's current knowledge and experience of the products when properly stored, handled and applied under normal conditions in accordance with Sika’s recommendations. In practice, the differences in materials, substrates and actual site conditions are such that no warranty in respect of merchantability or of fitness for a particular purpose, nor any liability arising out of any legal relationship whatsoever, can be inferred either from this information, or from any written recommendations, or from any other advice offered. The user of the product must test the product’s suitability for the intended application and purpose. Sika reserves the right to change the properties of its products. The proprietary rights of third parties must be observed. All orders are accepted subject to our current terms of sale and delivery. Users must always refer to the most recent issue of the local Product Data Sheet for the product concerned, copies of which will be supplied on request.

Sika Gulf B.S.C (c) Bldg.925, Road 115, Sitra Area 601. P.O.Box 15776 Adliya, Kingdom of Bahrain Tel: ++973 17 738188, Fax : ++973 17732 476 Email; [email protected] Web : http://www.sika.com.bh

3

Sika® ViscoCrete®-3110

3/3

Tabel Periodik

Proses pengadukan benda uji

Pengujian slump

Pengujian Berat jenis dan penyerapan air

Pengujian berat isi

Pengujian kuat tekan

Benda uji yang rusak setelah proses kuat tekan

Grafik kuat tekan

Pengujian tarik belah

Hasil benda uji

Pengujian tarik lentur

Benda uji setelah di ujikan

Grafik pada proses pengujian tarik lentur