Pemanfaatan Sulfonat Hidroksimetil Fenol Lignin Asam Sulfat sebagai Pemlastis pada Mortar

PEMANFAATAN SULFONAT HIDROKSIMETIL
FENOL LIGNIN ASAM SULFAT SEBAGAI
PEMLASTIS PADA MORTAR

ERIKA PUTRI CEMPAKASARI

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009

PEMANFAATAN SULFONAT HIDROKSIMETIL
FENOL LIGNIN ASAM SULFAT SEBAGAI
PEMLASTIS PADA MORTAR

ERIKA PUTRI CEMPAKASARI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada

Program Studi Kimia

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009

Judul :
Nama :
NIM :

Pemanfaatan Sulfonat Hidroksimetil Fenol Lignin Asam Sulfat
sebagai Pemlastis pada Mortar
Erika Putri Cempakasari
G44204068

Disetujui:
Pembimbing I

Pembimbing II

Dra. Gustini Syahbirin, MS
NIP 131 842 414

Ir. Sri Mudiastuti, M. Eng
NIP 130 536 678

Diketahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor

Dr. drh. Hasim, DEA
NIP 131 578 806

Tanggal Lulus:

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 25 Desember 1985 dari ayah Dede
Kurniawan dan ibu Enung Rohaeni. Penulis merupakan putri kedua dari dua bersaudara.

Tahun 2004 penulis lulus dari SMU Negeri 34 Jakarta dan pada tahun yang sama
lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru dan memilih
Program Studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam. Penulis pernah melaksanakan praktik lapangan pada bulan Juli-Agustus 2008 di
PT Jakarana Tama dengan judul Korelasi Antara Kadar Air, Kadar Abu, dan Kadar
Lemak Mi Instan serta Pengaruhnya oleh Parameter Proses Produksi.

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan
karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Shalawat dan salam semoga
terlimpahkan kepada nabi Muhammad SAW, keluarga, sahabat, serta umatnya hingga
akhir zaman. Tema yang dipilih dalam karya ilmiah ini adalah Sulfonat Hidroksimetil
Fenol Lignin Asam Sulfat sebagai Pemlastis pada Mortar.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Gustini Syahbirin dan Ibu Sri
Mudiastuti yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini.
Kepada keluarga (mama, apap, dan Teh Rina) terima kasih atas doa, kasih sayang, dan
inspirasinya; Yunro sebagai teman seperjuangan penelitian; Balqis, Mbak Erik, Asti,
Lina, dan Juli yang selalu ada untuk memberi ‘pencerahan’ dalam setiap ‘kegelapan’;
Kak Ichsan atas pemberian sampel dan literaturnya; staf Laboratorium Organik, Pak
Sabur, Bu Yeni, Bu Aah atas bantuan alat dan bahan penelitian; serta staf Laboratorium

Kekuatan Bahan TEP dan Mang Karman atas fasilitas lab dan bantuan penelitiannya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Januari 2009

Erika Putri Cempakasari

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ........................................................................................................

vii

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................

vii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................. viii
PENDAHULUAN .......................................................................................................

1

TINJAUAN PUSTAKA
Lignin ..................................................................................................................
Modifikasi Lignin ...............................................................................................
Mortar ..................................................................................................................
Pasir .....................................................................................................................
Semen ..................................................................................................................
Bahan Tambah ....................................................................................................
Kinerja Lignin Termodifikasi sebagai Pemlastis.................................................

1
2
2
2
3
3
4

BAHAN DAN METODE

Bahan dan Alat ..................................................................................................
Uji Sifat Fisik Pasir .............................................................................................
Uji Sifat Fisik Semen ..........................................................................................
Uji Pemlastis pada Mortar .................................................................................
Anaisis Permukaan Mortar dengan SEM.............................................................
Analisis Statistik ..................................................................................................

5
5
5
5
6
6

HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisik Pasir.................................................................................................... 6
Sifat Fisik Semen................................................................................................. 7
Pemlastis pada Mortar ....................................................................................... 8
Analisis Permukaan Mortar dengan SEM ........................................................... 10
Analisis Statistik .................................................................................................. 10

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ............................................................................................................ 11
Saran .................................................................................................................. 11
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 11
LAMPIRAN .................................................................................................................. 13

DAFTAR TABEL
Halaman
1 Sifat fisik Pasir Cimangkok .......................................................................................

6

2 Sifat fisik Semen Tiga Roda .....................................................................................

7

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Strukur (a) p-koumaril alkohol, (b) koniferil alkohol, dan (c) sinapil alkohol
(Fengel & Wegener 1995) ........................................................................................

1

2 Modifikasi lignin menjadi SHF-LAS(Matsushita & Yasuda 2004). ........................

2

3 Efek pemlastis terhadap dispersi partikel semen (Collepardi 2005).........................

4

4 Air yang terperangkap akibat flokulasi partikel semen (Collepardi 2005) ...............

4

5 Pasta semen tanpa pemlastis (kiri, w/c = 0.60) dan dengan pemlastis
(kanan, w/c = 0.45) (Collepardi 2005) ......................................................................

4

6 Skema polimer tersulfonasi (SNF) dan gaya elektrostatiknya yang memberikan
efek dispersif pada partikel semen (Collepardi 2005)...............................................

4

7

Distribusi ukuran partikel pasir Cimangkok .............................................................

7

8

Perbaikan distribusi ukuran partikel Pasir Cimangkok............................................

7

9

Penetrasi penentuan waktu ikat Semen Tiga Roda..................................................

7

10 Hasil uji kekekalan semen: (a) sebelum direbus (b) setelah direbus........................

8

11 Kuat lentur berbagai konsentrasi pada hari ke-3, 7, dan 28:
(a) SHF-LAS dan (b) SNF .......................................................................................

8

12 Kuat lentur kontrol, SHF-LAS, SNF, dan Mortar Utama........................................

9

13 Kuat tekan kontrol, SHF-LAS, dan Mortar Utama..................................................

9

14 Nilai alir: (a) SHF-LAS dan (b) SNF.......................................................................

9

15 Penampakan permukaan mortar: (a) kontrol, (b) SHF-LAS, dan (c) SNF ............... 10

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Bagan alir penelitian .................................................................................................. 14
2 Bagan alir sintesis SHF-LAS (Ardiansyah 2008) ...................................................... 15
3 Karakteristik SHF-LAS síntesis oleh Ardiansyah 2004 ............................................. 16
4 Kadar air Pasir Cimangkok......................................................................................... 17
5 Bobot jenis Pasir Cimangkok .................................................................................... 17
6 Absorpsi Pasir Cimangkok ......................................................................................... 18
7 Analisis ayak Pasir Cimangkok ................................................................................. 19
8 Penyesuaian distribusi partikel Pasir Cimangkok...................................................... 20
9 Bobot jenis Semen Tiga Roda ................................................................................... 21
10 Waktu ikat Semen Tiga Roda .................................................................................... 21
11 Perhitungan kuat lentur kontrol, SHF-LAS, SNF, dan Mortar Utama ...................... 24
12 Data kuat tekan dengan mesin Shimadzu dan Mihaeler ............................................ 28
13 Perhitungan nilai alir mortar kontrol, SHF-LAS, dan SNF ....................................... 29
14 Analisis Statistik ........................................................................................................ 31

PENDAHULUAN
Industri pembuatan kertas (pulp) merupakan
salah satu industri yang berkembang cukup
pesat. Hal ini dikarenakan oleh kebutuhan
kertas yang terus meningkat, sebagaimana
dinyatakan oleh ketua Asosiasi Pulp dan
Kertas Indonesia (Kontan online 2008) bahwa
kapasitas produksi pulp nasional tahun 2008
naik menjadi 7,9 juta ton dibanding tahun
2007 yang hanya 6,5 juta ton. Hasil samping
dari proses pembuatan pulp adalah larutan sisa
pemasakan berupa limbah cair yang dikenal
dengan lindi hitam (black liquor).
Komponen utama dari lindi hitam adalah
lignin, yaitu sebanyak 55% dari total padatan
keringnya (Sjöström 1995). Lebih dari 50 juta
ton industri lignin diproduksi setiap tahunnya,
tetapi hanya sekitar 10% yang dimanfaatkan
(Ouyang et al. 2006). Lignin yang
dimanfaatkan dalam industri akan diubah
menjadi lignin sulfonat (lignosulfonat) dengan
cara memasukkan gugus sulfonat pada lignin
sehingga memiliki kelarutan yang tinggi.
Lignosulfonat merupakan suatu surfaktan
anionik yang memiliki derajat aktivitas
permukaan tertentu yang dapat meningkatkan
adsorpsi permukaan dan dispersi partikel lebih
jauh. Lignosulfonat diproduksi secara luas
melalui suatu proses pengasaman dan lebih
dari 50% digunakan sebagai bahan aditif pada
beton atau mortar (Nadif et al. 2002).
Mortar merupakan suatu campuran plastis
yang biasa digunakan sebagai bahan pengisi
dalam konstruksi bangunan. Mortar terdiri
dari agregat yang diikat menjadi satu oleh
pasta semen, yaitu campuran semen dengan
air. Mortar juga dapat mengandung bahan
aditif yang dapat memodifikasi sifat-sifat
campuran
mortar
sehingga
proses
pengerjaannya menjadi lebih efektif dan
efisien. Salah satu bahan aditif tersebut adalah
pemlastis yang dapat meningkatkan nilai alir
mortar tanpa penambahan air sehingga
mampu meningkatkan kekuatannya (Ouyang
et al. 2006). Salah satu pemlastis yang banyak
digunakan adalah lignosulfonat.
Kinerja lignosulfonat dipengaruhi oleh
struktur, kandungan sulfur, serta bobot
molekulnya. Dispersibilitas lignosulfonat akan
meningkat seiring dengan meningkatnya
kandungan sulfur dan bobot molekul dari
lignosulfonat itu sendiri (Matsushita &
Yasuda 2004). Oleh karena itu, banyak
peneliti yang mencoba melakukan modifikasi
terhadap
lignin
untuk
menghasilkan
lignosulfonat yang lebih efektif dan efisien,
salah satunya adalah sulfonat hidroksimetil

fenol lignin asam sulfat (SHF-LAS) yang
memiliki dispersibilitas 30-70% lebih tinggi
dibanding lignosulfonat komersil (Matsushita
& Yasuda 2004).
Pada penelitian ini, hasil sintesis lignin
termodifikasi berupa SHF-LAS diaplikasikan
pada mortar untuk mengetahui kinerja
senyawa tersebut sebagai pemlastis dengan
membandingkannya dengan mortar tanpa
bahan aditif sebagai kontrol serta mortar yang
diberi sulfonated naphtalene formaldehyde
(SNF), yaitu pemlastis yang secara umum
diketahui memiliki dispersibilitas paling baik.

TINJAUAN PUSTAKA
Lignin
Lignin merupakan unsur yang terdapat pada
semua tanaman dan jumlahnya di alam sangat
besar setelah selulosa yang juga merupakan
senyawa organik polimer. Penyatuan lignin ke
dalam dinding sel tumbuhan memungkinkan
lignin menguasai permukaan bumi. Lignin
merupakan senyawa kompleks yang pada
umumnya diperoleh dari kayu dan bagian
integral dinding sel tumbuhan.
Secara fisis lignin berwujud amorf,
berwarna cokelat, dengan bobot jenis 1.3-1.4
g/ml bergantung pada sumber ligninnya.
Lignin juga tidak larut dalam air, larutan
asam, dan larutan hidrokarbon. Lignin tidak
dapat mencair, tetapi akan melunak dan
kemudian menjadi hangus bila dipanaskan.
Lignin yang diperdagangkan larut dalam basa
encer dan dalam beberapa senyawa organik.
Beberapa studi dengan karbon (14C)
radioaktif menegaskan bahwa p-koumaril
alkohol, koniferil alkohol dan sinapil alkohol
merupakan senyawa induk primer dan
merupakan unit pembentuk semua lignin
(Fengel & Wegener 1995).
OH

OH

OCH3
OH

OH

OH

H3CO

OCH3
OH

a
b
c
Gambar 1 Strukur (a) p-koumaril alkohol, (b)
Koniferil alkohol, dan (c) Sinapil
alkohol (Fengel & Wegener 1995).
Lignin menaikkan sifat-sifat kekuatan
mekanik sedemikian rupa sehingga tumbuhan
yang besar seperti pohon yang tingginya lebih
dari 100 m dapat kokoh berdiri. Hal ini

dikarenakan lignin mengisi ruang dalam
dinding sel antara selulosa, hemiselulosa, dan
komponen pektin, terutama pada trakeid,
sklereid, dan xilem (Fengel & Wegener 1995).

CH2OH
CH2OH

CH-O-

CH-O-

CHOH

CH-OCH

CH-OCH2OH

CH

OH

CH-O-

MeO
OMe

CH2 OH

CH2OH

CHOH

n CH
O(H)
MeO

O(H)

OMe
O(H)

O(H)
MeO
O(H)

Modifikasi Lignin
Lignin dominan berpotensi pada industri
surfaktan, tetapi sifat hidrofilisitas lignin yang
rendah
membuatnya
perlu
dilakukan
modifikasi kimia. Modifikasi ini biasanya
bertujuan untuk menghasilkan suatu senyawa
yang lebih efektif dan efisien karena
memperkuat dispersi, kompleksitas atau sifatsifat ikatan dari produk akhir.
Ardiansyah (2008) memodifikasi lignin
berupa sulfonat hidroksimetil fenol lignin
asam sulfat (SHF-LAS) menggunakan metode
Matsushita & Yasuda (2004). Modifikasi
dilakukan karena lignin asam sulfat (LAS)
memiliki kereaktifan yang sangat lambat
disebabkan oleh penghilangan gugus hidroksil
benzilik dan/atau gugus eter dari senyawa
lignin oleh proses pengasaman. Kemudian
LAS difenolasi menjadi lignin asam sulfat
terfenolasi (F-LAS) yang berguna untuk
meningkatkan
kereaktifan.
Proses
ini
membentuk p-hidroksifenil pada rantai
samping di posisi- sehingga F-LAS dapat
larut dalam pelarut alkali maupun organik.
Selanjutnya dilakukan hidroksimetilasi yang
diikuti sulfonasi netral (metode dua tahap)
menghasilkan
sulfonasi
netral
F-LAS
terhidroksimetilasi (SHF-LAS) (Gambar 2).
Diagram alir sintesis yang dilakukan leh
Ardiansyah disajikan pada lampiran 2.
Kemudian hasil sintesis SHF-LAS diuji
dengan fourier transform infrared (FTIR)
untuk membuktikan kandungan gugus kimia
dan fungsinya. Karakterisasi lain dari SHFLAS tersebut dapat dilihat pada lampiran 3.
Matsushita & Yasuda (2004) menunjukkan
hasil bahwa lignosulfonat berupa SHF-LAS
memiliki dispersibilitas 30-70% lebih tinggi
dibanding lignosulfonat komersil. Hal ini
disebabkan SHF-LAS memiliki bobot
molekul dan kandungan sulfur lebih tinggi
sehingga gaya halangan sterik dan tolakan
elektrostatiknya lebih besar.

F-LAS

LAS

Lignin

CH2 OH
CH-O-

CH2OH

CH2SO3

CH

CH-O-

OH

(CH2SO3)
MeO

(CH2OH)
MeO

(CH2SO3)

CH2 OH

CH

OH

(CH2 OH)
O(H)

O(H)
SHF-LAS

HF-LAS

Gambar 2 Modifikasi lignin menjadi SHFLAS (Matsushita & Yasuda
2004).
Mortar
Mortar adalah suatu campuran plastis yang
terdiri dari semen, agregat halus, dan air
dengan perbandingan 1:3:0.5 berdasarkan
massanya (ASM 1992). Agregat diikat
menjadi satu oleh pasta semen dan menjadi
keras. Selain bahan utama, mortar dapat
mengandung bahan aditif (Gunawan & Yacob
1987).
Gunawan & Yacob (1987) menyatakan
bahwa pencampuran bahan pasir, air, dan
semen dipengaruhi oleh kandungan air
masing-masing bahan, jenis permukaan, dan
luas permukaan agregat alam. Sifat mekanis
mortar dinyatakan dalam kuat tekan dan kuat
lentur, yaitu muatan tekan maksimum yang
dapat dipikul persatuan luas ( = P/A).

.
Pasir
Pasir atau disebut juga agregat halus
merupakan material granular yang digunakan
bersama-sama dengan pasir untuk membuat
beton atau mortar dengan ukuran butiran
maksimum 4.75 mm (ASTM C125-03). Pasir
memiliki sifat-sifat fisik seperti kadar air,
bobot jenis, absorpsi, dan analisis ayak pasir.
Penentuan kadar air bertujuan mengatur
komposisi yang tepat untuk pasir, air, dan
semen yang akan digunakan pada pembuatan
mortar. Kadar air pasir yang melebihi batas
akan secara tidak langsung berpengaruh
terhadap faktor air semen, sehingga faktor air
semen yang tidak tepat akan berakibat pada
kekuatan mortar yang kurang baik. Bobot
jenis pasir merupakan sifat fisik yang
digunakan untuk menghitung volume pasir
yang terdapat dalam mortar. Selain itu, bobot
jenis juga digunakan untuk menghitung
kekosongan (pori) dalam mortar. Absorpsi
pasir didefinisikan sebagai penambahan massa

PEMANFAATAN SULFONAT HIDROKSIMETIL
FENOL LIGNIN ASAM SULFAT SEBAGAI
PEMLASTIS PADA MORTAR

ERIKA PUTRI CEMPAKASARI

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009

PEMANFAATAN SULFONAT HIDROKSIMETIL
FENOL LIGNIN ASAM SULFAT SEBAGAI
PEMLASTIS PADA MORTAR

ERIKA PUTRI CEMPAKASARI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Program Studi Kimia

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009

Judul :
Nama :
NIM :

Pemanfaatan Sulfonat Hidroksimetil Fenol Lignin Asam Sulfat
sebagai Pemlastis pada Mortar
Erika Putri Cempakasari
G44204068

Disetujui:
Pembimbing I

Pembimbing II

Dra. Gustini Syahbirin, MS
NIP 131 842 414

Ir. Sri Mudiastuti, M. Eng
NIP 130 536 678

Diketahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor

Dr. drh. Hasim, DEA
NIP 131 578 806

Tanggal Lulus:

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 25 Desember 1985 dari ayah Dede
Kurniawan dan ibu Enung Rohaeni. Penulis merupakan putri kedua dari dua bersaudara.
Tahun 2004 penulis lulus dari SMU Negeri 34 Jakarta dan pada tahun yang sama
lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru dan memilih
Program Studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam. Penulis pernah melaksanakan praktik lapangan pada bulan Juli-Agustus 2008 di
PT Jakarana Tama dengan judul Korelasi Antara Kadar Air, Kadar Abu, dan Kadar
Lemak Mi Instan serta Pengaruhnya oleh Parameter Proses Produksi.

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan
karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Shalawat dan salam semoga
terlimpahkan kepada nabi Muhammad SAW, keluarga, sahabat, serta umatnya hingga
akhir zaman. Tema yang dipilih dalam karya ilmiah ini adalah Sulfonat Hidroksimetil
Fenol Lignin Asam Sulfat sebagai Pemlastis pada Mortar.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Gustini Syahbirin dan Ibu Sri
Mudiastuti yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini.
Kepada keluarga (mama, apap, dan Teh Rina) terima kasih atas doa, kasih sayang, dan
inspirasinya; Yunro sebagai teman seperjuangan penelitian; Balqis, Mbak Erik, Asti,
Lina, dan Juli yang selalu ada untuk memberi ‘pencerahan’ dalam setiap ‘kegelapan’;
Kak Ichsan atas pemberian sampel dan literaturnya; staf Laboratorium Organik, Pak
Sabur, Bu Yeni, Bu Aah atas bantuan alat dan bahan penelitian; serta staf Laboratorium
Kekuatan Bahan TEP dan Mang Karman atas fasilitas lab dan bantuan penelitiannya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Januari 2009

Erika Putri Cempakasari

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ........................................................................................................

vii

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................

vii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................. viii
PENDAHULUAN .......................................................................................................

1

TINJAUAN PUSTAKA
Lignin ..................................................................................................................
Modifikasi Lignin ...............................................................................................
Mortar ..................................................................................................................
Pasir .....................................................................................................................
Semen ..................................................................................................................
Bahan Tambah ....................................................................................................
Kinerja Lignin Termodifikasi sebagai Pemlastis.................................................

1
2
2
2
3
3
4

BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat ..................................................................................................
Uji Sifat Fisik Pasir .............................................................................................
Uji Sifat Fisik Semen ..........................................................................................
Uji Pemlastis pada Mortar .................................................................................
Anaisis Permukaan Mortar dengan SEM.............................................................
Analisis Statistik ..................................................................................................

5
5
5
5
6
6

HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisik Pasir.................................................................................................... 6
Sifat Fisik Semen................................................................................................. 7
Pemlastis pada Mortar ....................................................................................... 8
Analisis Permukaan Mortar dengan SEM ........................................................... 10
Analisis Statistik .................................................................................................. 10
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ............................................................................................................ 11
Saran .................................................................................................................. 11
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 11
LAMPIRAN .................................................................................................................. 13

DAFTAR TABEL
Halaman
1 Sifat fisik Pasir Cimangkok .......................................................................................

6

2 Sifat fisik Semen Tiga Roda .....................................................................................

7

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Strukur (a) p-koumaril alkohol, (b) koniferil alkohol, dan (c) sinapil alkohol
(Fengel & Wegener 1995) ........................................................................................

1

2 Modifikasi lignin menjadi SHF-LAS(Matsushita & Yasuda 2004). ........................

2

3 Efek pemlastis terhadap dispersi partikel semen (Collepardi 2005).........................

4

4 Air yang terperangkap akibat flokulasi partikel semen (Collepardi 2005) ...............

4

5 Pasta semen tanpa pemlastis (kiri, w/c = 0.60) dan dengan pemlastis
(kanan, w/c = 0.45) (Collepardi 2005) ......................................................................

4

6 Skema polimer tersulfonasi (SNF) dan gaya elektrostatiknya yang memberikan
efek dispersif pada partikel semen (Collepardi 2005)...............................................

4

7

Distribusi ukuran partikel pasir Cimangkok .............................................................

7

8

Perbaikan distribusi ukuran partikel Pasir Cimangkok............................................

7

9

Penetrasi penentuan waktu ikat Semen Tiga Roda..................................................

7

10 Hasil uji kekekalan semen: (a) sebelum direbus (b) setelah direbus........................

8

11 Kuat lentur berbagai konsentrasi pada hari ke-3, 7, dan 28:
(a) SHF-LAS dan (b) SNF .......................................................................................

8

12 Kuat lentur kontrol, SHF-LAS, SNF, dan Mortar Utama........................................

9

13 Kuat tekan kontrol, SHF-LAS, dan Mortar Utama..................................................

9

14 Nilai alir: (a) SHF-LAS dan (b) SNF.......................................................................

9

15 Penampakan permukaan mortar: (a) kontrol, (b) SHF-LAS, dan (c) SNF ............... 10

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Bagan alir penelitian .................................................................................................. 14
2 Bagan alir sintesis SHF-LAS (Ardiansyah 2008) ...................................................... 15
3 Karakteristik SHF-LAS síntesis oleh Ardiansyah 2004 ............................................. 16
4 Kadar air Pasir Cimangkok......................................................................................... 17
5 Bobot jenis Pasir Cimangkok .................................................................................... 17
6 Absorpsi Pasir Cimangkok ......................................................................................... 18
7 Analisis ayak Pasir Cimangkok ................................................................................. 19
8 Penyesuaian distribusi partikel Pasir Cimangkok...................................................... 20
9 Bobot jenis Semen Tiga Roda ................................................................................... 21
10 Waktu ikat Semen Tiga Roda .................................................................................... 21
11 Perhitungan kuat lentur kontrol, SHF-LAS, SNF, dan Mortar Utama ...................... 24
12 Data kuat tekan dengan mesin Shimadzu dan Mihaeler ............................................ 28
13 Perhitungan nilai alir mortar kontrol, SHF-LAS, dan SNF ....................................... 29
14 Analisis Statistik ........................................................................................................ 31

PENDAHULUAN
Industri pembuatan kertas (pulp) merupakan
salah satu industri yang berkembang cukup
pesat. Hal ini dikarenakan oleh kebutuhan
kertas yang terus meningkat, sebagaimana
dinyatakan oleh ketua Asosiasi Pulp dan
Kertas Indonesia (Kontan online 2008) bahwa
kapasitas produksi pulp nasional tahun 2008
naik menjadi 7,9 juta ton dibanding tahun
2007 yang hanya 6,5 juta ton. Hasil samping
dari proses pembuatan pulp adalah larutan sisa
pemasakan berupa limbah cair yang dikenal
dengan lindi hitam (black liquor).
Komponen utama dari lindi hitam adalah
lignin, yaitu sebanyak 55% dari total padatan
keringnya (Sjöström 1995). Lebih dari 50 juta
ton industri lignin diproduksi setiap tahunnya,
tetapi hanya sekitar 10% yang dimanfaatkan
(Ouyang et al. 2006). Lignin yang
dimanfaatkan dalam industri akan diubah
menjadi lignin sulfonat (lignosulfonat) dengan
cara memasukkan gugus sulfonat pada lignin
sehingga memiliki kelarutan yang tinggi.
Lignosulfonat merupakan suatu surfaktan
anionik yang memiliki derajat aktivitas
permukaan tertentu yang dapat meningkatkan
adsorpsi permukaan dan dispersi partikel lebih
jauh. Lignosulfonat diproduksi secara luas
melalui suatu proses pengasaman dan lebih
dari 50% digunakan sebagai bahan aditif pada
beton atau mortar (Nadif et al. 2002).
Mortar merupakan suatu campuran plastis
yang biasa digunakan sebagai bahan pengisi
dalam konstruksi bangunan. Mortar terdiri
dari agregat yang diikat menjadi satu oleh
pasta semen, yaitu campuran semen dengan
air. Mortar juga dapat mengandung bahan
aditif yang dapat memodifikasi sifat-sifat
campuran
mortar
sehingga
proses
pengerjaannya menjadi lebih efektif dan
efisien. Salah satu bahan aditif tersebut adalah
pemlastis yang dapat meningkatkan nilai alir
mortar tanpa penambahan air sehingga
mampu meningkatkan kekuatannya (Ouyang
et al. 2006). Salah satu pemlastis yang banyak
digunakan adalah lignosulfonat.
Kinerja lignosulfonat dipengaruhi oleh
struktur, kandungan sulfur, serta bobot
molekulnya. Dispersibilitas lignosulfonat akan
meningkat seiring dengan meningkatnya
kandungan sulfur dan bobot molekul dari
lignosulfonat itu sendiri (Matsushita &
Yasuda 2004). Oleh karena itu, banyak
peneliti yang mencoba melakukan modifikasi
terhadap
lignin
untuk
menghasilkan
lignosulfonat yang lebih efektif dan efisien,
salah satunya adalah sulfonat hidroksimetil

fenol lignin asam sulfat (SHF-LAS) yang
memiliki dispersibilitas 30-70% lebih tinggi
dibanding lignosulfonat komersil (Matsushita
& Yasuda 2004).
Pada penelitian ini, hasil sintesis lignin
termodifikasi berupa SHF-LAS diaplikasikan
pada mortar untuk mengetahui kinerja
senyawa tersebut sebagai pemlastis dengan
membandingkannya dengan mortar tanpa
bahan aditif sebagai kontrol serta mortar yang
diberi sulfonated naphtalene formaldehyde
(SNF), yaitu pemlastis yang secara umum
diketahui memiliki dispersibilitas paling baik.

TINJAUAN PUSTAKA
Lignin
Lignin merupakan unsur yang terdapat pada
semua tanaman dan jumlahnya di alam sangat
besar setelah selulosa yang juga merupakan
senyawa organik polimer. Penyatuan lignin ke
dalam dinding sel tumbuhan memungkinkan
lignin menguasai permukaan bumi. Lignin
merupakan senyawa kompleks yang pada
umumnya diperoleh dari kayu dan bagian
integral dinding sel tumbuhan.
Secara fisis lignin berwujud amorf,
berwarna cokelat, dengan bobot jenis 1.3-1.4
g/ml bergantung pada sumber ligninnya.
Lignin juga tidak larut dalam air, larutan
asam, dan larutan hidrokarbon. Lignin tidak
dapat mencair, tetapi akan melunak dan
kemudian menjadi hangus bila dipanaskan.
Lignin yang diperdagangkan larut dalam basa
encer dan dalam beberapa senyawa organik.
Beberapa studi dengan karbon (14C)
radioaktif menegaskan bahwa p-koumaril
alkohol, koniferil alkohol dan sinapil alkohol
merupakan senyawa induk primer dan
merupakan unit pembentuk semua lignin
(Fengel & Wegener 1995).
OH

OH

OCH3
OH

OH

OH

H3CO

OCH3
OH

a
b
c
Gambar 1 Strukur (a) p-koumaril alkohol, (b)
Koniferil alkohol, dan (c) Sinapil
alkohol (Fengel & Wegener 1995).
Lignin menaikkan sifat-sifat kekuatan
mekanik sedemikian rupa sehingga tumbuhan
yang besar seperti pohon yang tingginya lebih
dari 100 m dapat kokoh berdiri. Hal ini

dikarenakan lignin mengisi ruang dalam
dinding sel antara selulosa, hemiselulosa, dan
komponen pektin, terutama pada trakeid,
sklereid, dan xilem (Fengel & Wegener 1995).

CH2OH
CH2OH

CH-O-

CH-O-

CHOH

CH-OCH

CH-OCH2OH

CH

OH

CH-O-

MeO
OMe

CH2 OH

CH2OH

CHOH

n CH
O(H)
MeO

O(H)

OMe
O(H)

O(H)
MeO
O(H)

Modifikasi Lignin
Lignin dominan berpotensi pada industri
surfaktan, tetapi sifat hidrofilisitas lignin yang
rendah
membuatnya
perlu
dilakukan
modifikasi kimia. Modifikasi ini biasanya
bertujuan untuk menghasilkan suatu senyawa
yang lebih efektif dan efisien karena
memperkuat dispersi, kompleksitas atau sifatsifat ikatan dari produk akhir.
Ardiansyah (2008) memodifikasi lignin
berupa sulfonat hidroksimetil fenol lignin
asam sulfat (SHF-LAS) menggunakan metode
Matsushita & Yasuda (2004). Modifikasi
dilakukan karena lignin asam sulfat (LAS)
memiliki kereaktifan yang sangat lambat
disebabkan oleh penghilangan gugus hidroksil
benzilik dan/atau gugus eter dari senyawa
lignin oleh proses pengasaman. Kemudian
LAS difenolasi menjadi lignin asam sulfat
terfenolasi (F-LAS) yang berguna untuk
meningkatkan
kereaktifan.
Proses
ini
membentuk p-hidroksifenil pada rantai
samping di posisi- sehingga F-LAS dapat
larut dalam pelarut alkali maupun organik.
Selanjutnya dilakukan hidroksimetilasi yang
diikuti sulfonasi netral (metode dua tahap)
menghasilkan
sulfonasi
netral
F-LAS
terhidroksimetilasi (SHF-LAS) (Gambar 2).
Diagram alir sintesis yang dilakukan leh
Ardiansyah disajikan pada lampiran 2.
Kemudian hasil sintesis SHF-LAS diuji
dengan fourier transform infrared (FTIR)
untuk membuktikan kandungan gugus kimia
dan fungsinya. Karakterisasi lain dari SHFLAS tersebut dapat dilihat pada lampiran 3.
Matsushita & Yasuda (2004) menunjukkan
hasil bahwa lignosulfonat berupa SHF-LAS
memiliki dispersibilitas 30-70% lebih tinggi
dibanding lignosulfonat komersil. Hal ini
disebabkan SHF-LAS memiliki bobot
molekul dan kandungan sulfur lebih tinggi
sehingga gaya halangan sterik dan tolakan
elektrostatiknya lebih besar.

F-LAS

LAS

Lignin

CH2 OH
CH-O-

CH2OH

CH2SO3

CH

CH-O-

OH

(CH2SO3)
MeO

(CH2OH)
MeO

(CH2SO3)

CH2 OH

CH

OH

(CH2 OH)
O(H)

O(H)
SHF-LAS

HF-LAS

Gambar 2 Modifikasi lignin menjadi SHFLAS (Matsushita & Yasuda
2004).
Mortar
Mortar adalah suatu campuran plastis yang
terdiri dari semen, agregat halus, dan air
dengan perbandingan 1:3:0.5 berdasarkan
massanya (ASM 1992). Agregat diikat
menjadi satu oleh pasta semen dan menjadi
keras. Selain bahan utama, mortar dapat
mengandung bahan aditif (Gunawan & Yacob
1987).
Gunawan & Yacob (1987) menyatakan
bahwa pencampuran bahan pasir, air, dan
semen dipengaruhi oleh kandungan air
masing-masing bahan, jenis permukaan, dan
luas permukaan agregat alam. Sifat mekanis
mortar dinyatakan dalam kuat tekan dan kuat
lentur, yaitu muatan tekan maksimum yang
dapat dipikul persatuan luas ( = P/A).

.
Pasir
Pasir atau disebut juga agregat halus
merupakan material granular yang digunakan
bersama-sama dengan pasir untuk membuat
beton atau mortar dengan ukuran butiran
maksimum 4.75 mm (ASTM C125-03). Pasir
memiliki sifat-sifat fisik seperti kadar air,
bobot jenis, absorpsi, dan analisis ayak pasir.
Penentuan kadar air bertujuan mengatur
komposisi yang tepat untuk pasir, air, dan
semen yang akan digunakan pada pembuatan
mortar. Kadar air pasir yang melebihi batas
akan secara tidak langsung berpengaruh
terhadap faktor air semen, sehingga faktor air
semen yang tidak tepat akan berakibat pada
kekuatan mortar yang kurang baik. Bobot
jenis pasir merupakan sifat fisik yang
digunakan untuk menghitung volume pasir
yang terdapat dalam mortar. Selain itu, bobot
jenis juga digunakan untuk menghitung
kekosongan (pori) dalam mortar. Absorpsi
pasir didefinisikan sebagai penambahan massa

dari suatu pasir akibat air yang meresap ke
dalam pori-pori, tetapi belum termasuk air
yang tertahan pada permukaan luar partikel
yang dinyatakan sebagai persentase dari bobot
keringnya. Pasir terdiri dari berbagai ukuran
gradasi, oleh karena itu wajib dilakukan
analisis ayak pasir sebelum digunakan untuk
membuat mortar. Tujuan dari analisis ayak
pasir ini adalah mengetahui distribusi ukuran
partikel pasir yang akan digunakan. Menurut
Kato (1991), gradasi dari pasir sangat
berpengaruh terhadap workabilitas mortar,
oleh karena itu distribusi ukuran partikel pasir
harus masuk dalam kisaran yang telah
ditentukan dan hasilnya diberikan sebagai
nilai modulus kehalusan.
Semen
Semen adalah hasil industri dari paduan
bahan baku: batu kapur/gamping sebagai
bahan utama dan lempung/tanah liat atau
bahan pengganti lainnya dengan hasil akhir
berupa padatan berbentuk bubuk/bulk, tanpa
memandang proses pembuatannya, yang
mengeras atau membatu pada pencampuran
dengan air. Semen memiliki sifat fisik yaitu
bobot jenis, waktu ikat, dan kekekalan. Bobot
jenis semen berfungsi untuk mengetahui
kondisi semen tersebut. Waktu ikat adalah
lamanya waktu yang diperlukan semen dari
saat mulai bereaksi dengan air menjadi pasta
semen sampai dengan pasta semen cukup
kaku menahan tekanan (Mulyono 1995).
Waktu ikat semen dibagi menjadi dua, yaitu
waktu ikat awal dan waktu ikat akhir. Waktu
ikat awal merupakan waktu dari pencampuran
semen dengan air menjadi pasta semen sampai
terjadi kehilangan sifat keplastisan, sedangkan
waktu ikat akhir adalah waktu terjadinya pasta
semen sampai mengeras.
Bahan Aditif
Standard Definitions of Terminology
Relating to Concrete and Concrete
Aggregates (ASTM C.125-1995:61) dan
dalam Cement and Concrete Terminology
(ACI AP-19) mendefinisikan bahan aditif
sebagai material selain air, agregat dan semen
hidrolik yang dicampurkan dalam mortar
sebelum
atau
selama
pengadukan
berlangsung. Bahan aditif digunakan untuk
memodifikasi sifat dan karakteristik dari
mortar agar mudah dikerjakan serta
menghemat biaya dan energi (Mulyono 2005).
Berdasarkan pengaruhnya terhadap beton,
bahan aditif dibagi menjadi beberapa
kelompok, diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Pemlastis (agen pereduksi air)
Bahan aditif ini adalah bahan yang
mengurangi air pencampur yang diperlukan
untuk menghasilkan beton dengan konsistensi
tertentu. Bahan aditif ini memiliki dua fungsi,
yaitu
untuk
mempertahankan
slump
(penurunan dari adukan semen) dan
kemudahan pengerjaannya, serta mengurangi
penggunaan air dan semen.
Macam-macam bahan aditif yang dapat
berperan sebagai pemlastis/pereduksi air
adalah asam lignosulfonat dan garamnya,
asam hidroksil karboksilat dan garamnya, atau
modifikasi dari keduanya.
2. Pemlastis super
Pemlastis
super
berfungsi
untuk
meningkatkan kemudahan pengerjaan atau
mempertinggi daya kerja. Dalam perannya
sebagai pemlastis super, bahan tambah akan
menjadikan kuat tekan beton lebih tinggi
karena dengan kekentalan adukan yang sama
dan nilai faktor air semen (f.a.s) yang lebih
rendah hingga 15 – 25%. Selain itu, dengan
adanya bahan tambah ini, jika nilai f.a.s.
dibuat sama sehingga kuat tekannya sama,
kekentalan dari adukan beton akan lebih
encer.
Macam-macam bahan aditif yang dapat
berperan sebagai pemlastis super antara lain
sulfonat melamin formaldehida, sulfonat
formaldehida, dan modifikasi lignosulfonat.
3. Agen pengisi udara
Bahan aditif ini berfungsi membentuk
gelembung-gelembung udara berdiameter 1
mm atau lebih kecil di dalam beton atau
mortar selama pencampuran dengan maksud
mempermudah pengerjaan beton pada saat
pengecoran dan menambahkan ketahanan
awal pada beton. Bahan ini juga mengontrol
jumlah gelembung udara di dalam beton. Hal
ini dikarenakan ia akan meninggikan sifat
kedap
udara,
meningkatkan resistensi
pembekuan dan pencairan, menurunkan
densitas dan meningkatkan daya kerjanya.
Macam-macam bahan yang dapat berperan
sebagai agen ini antara lain resin kayu,
minyak/lemak, dan hidrokarbon sulfonat.
4. Agen untuk mempercepat pengerasan
Bahan
aditif
ini
berfungsi
untuk
mempercepat pengikatan dan pengembangan
kekuatan awal beton. Bahan ini digunakan
untuk
mengurangi
lamanya
waktu
pengeringan (hidrasi) dan mempercepat
pencapaian kekuatan beton. Bahan ini
digunakan jika penuangan adukan dilakukan
di bawah permukaan air atau pada struktur
beton yang memerlukan waktu penyelesaian
segera.

Macam-macam bahan tambah yang dapat
berperan sebagai agen ini antara lain kalsium
klorida, kalsium format, NaOH, KOH, dan
sejumlah bahan-bahan organik.
5. Agen untuk memperlambat pengerasan
Bahan aditif ini berfungsi untuk
menghambat waktu pengikatan beton,
misalnya karena kondisi cuaca yang panas
atau memperpanjang waktu pemadatan untuk
menghindari
dampak
penurunan
saat
pengecoran
dilaksanakan.
Bahan
ini
digunakan misalnya pada suatu kasus jarak
antara tempat pengadukan beton dan tempat
penuangan adukan cukup jauh, sehingga
selisih waktu antara mulai pencampuran dan
pemadatan lebih dari satu jam

Gambar 4 Air yang terperangkap akibat
flokulasi
partikel
semen
(Collepardi 2005).
Keuntungan yang didapat dengan adanya
pemlastis adalah penggunaan faktor air semen
dapat dikurangi untuk menghasilkan ikatan
yang lebih kuat antara pasta semen dengan
agregat (Gambar 5).

Kinerja Lignin Termodifikasi sebagai
Pemlastis
Lignin termodifikasi sebagai pemlastis
bekerja sebagai surfaktan yang memiliki
kemampuan untuk mendispersikan partikel
semen dalam suatu campuran. Hal tersebut
disebabkan pemlastis memiliki gugus
hidrofilik bermuatan negatif yang mampu
mendeflokulasikan partikel semen. Menurut
Collepardi
(2005),
ketika
pemlastis
dimasukkan ke dalam campuran mortar,
partikel dari pemlastis akan teradsorpsi ke
dalam permukaan partikel semen lalu
terbentuk ekor-ekor bermuatan negatif yang
akan saling bertolakan satu sama lain. Akibat
dari tolak-menolak ini, partikel-partikel semen
akan terdeflokulasi sehingga semua partikel
akan tersebar secara merata (Gambar 3).

Gambar 5 Pasta semen tanpa pemlastis (kiri,
w/c = 0.60) dan dengan pemlastis
(kanan, w/c = 0.45) (Collepardi
2005).
Keterangan: (w/c) = faktor air semen
Struktur dari lignin termodifikasi turut
mempengaruhi kinerjanya sebagai pemlastis.
Semakin banyak gugus sulfat yang terkandung
dalam lignin termodifikasi, gaya tolakan
elektrostatik yang ditimbulkan akan semakin
besar. Gaya elektrostatik yang timbul akan
memberi efek dispersif pada partikel semen
(Gambar 6).

Gambar 3 Efek pemlastis terhadap dispersi
partikel semen (Collepardi 2005).
Tolakan partikel semen akan membebaskan
air yang terperangkap akibat flokulasi partikel
semen (Gambar 4). Hal inilah yang
mengakibatkan pemlastis dapat meningkatkan
daya kerja suatu campuran mortar, sehingga
walaupun air yang ditambahkan dalam
campuran mortar lebih sedikit akan
menghasilkan kuat tekan yang lebih baik.

Gambar 6 Skema polimer dengan gugus
sulfonat (SNF) dan gaya
elektrostatiknya
yang
memberikan efek dispersif pada
partikel semen (Collepardi 2005).

BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan adalah
minyak tanah, Semen Tiga Roda, Pasir
Cimangkok, SHF-LAS sintesis dan sulfonated
naphtalene
formaldehide (SNF)
yang
diperoleh dari PT FOSROC, dan Mortar
Utama sebagai pembanding. Sementara alatalat yang digunakan adalah peralatan gelas,
kertas saring, cawan petri, loyang, timbangan,
stop watch, ayakan standar untuk pasir, kuas,
kaca ukuran 15 x 15 cm tebal 3 mm, oven,
labu Le Chatelier, saringan minyak, tongkat
pemadat dari baja tahan karat, bejana gelas,
sendok spesi, cetakan mortar, mistar baja, alat
pengukuran fluiditas mortar, alat Vicat, alat
kuat lentur Mihaeler, ala kuat tekan
Shimadzu, dan alat Scanning Electron
Microscope (SEM): JSM-5310LV Jeol Japan.
Uji Sifat Fisik Pasir
Analisis Ayak Pasir (ASTM C-136)
Pasir yang akan dianalisis diayak dengan
menggunakan ayakan standar sesuai ASTM.
Pasir yang tertahan pada ayakan ditimbang
untuk mendapatkan modulus kehalusan.
Kadar Air Pasir (ASTM C70-94R01)
500 gram pasir dimasukkan ke dalam oven
dengan suhu (110 ± 5)°C selama kurang lebih
5 jam. Kadar air pasir diperoleh dengan
menggunakan rumus berikut:
Kadar Air (%) =

A− B
× 100%
A

keterangan :
A = bobot pasir awal (gram)
B = bobot pasir kering (gram)
Bobot Jenis Pasir (ASTM C128-04A)
250 gram pasir kering jenuh permukaan
dimasukkan dalam labu takar 500 ml dan
ditambahkan air hingga 90% mendekati tanda
tera, lalu direndam dalam air dingin selama
satu jam kemudian ditambah air sampai tanda
tera dan ditimbang untuk mendapatkan bobot
jenis pasir.
Bobot jenis = Ws
500 − Va

Keterangan:
Ws = bobot pasir kering jenuh (gram)
Va = Volume air (ml)
Absorpsi Pasir (ASTM C128-04A)
250 gram pasir kering jenuh permukaan
dimasukkan dalam loyang dan dikeringkan
dalam oven selama 1,5 jam pada suhu (110 ±

5)°C, kemudian didinginkan dan ditimbang
untuk menentukan absorpsi pasir.
Penyerapan = Ws − Wk × 100%
Wk

Keterangan:
Ws = bobot pasir jenuh (gram)
Wk = bobot pasir kering oven (gram)
Uji Sifat Fisik Semen
Bobot Jenis Semen (ASTM C-188)
Labu Le Chatelier diisi dengan minyak
tanah sampai skala antara 0 dan 1 lalu
dimasukkan ke dalam bak air dengan suhu
±20°C dan dibaca skalanya (V1). Selanjutnya
100 gram semen ditambahkan ke dalam labu
lalu dimasukkan lagi ke dalam bak air dengan
suhu ±20°C dan dibaca skalanya (V2). Bobot
jenis semen dihitung berdasarkan rumus
berikut:
Bobot jenis = Berat semen
(V 2 − V 1)
Kekekalan Semen (ASTM C189-49)
Konsistensi normal semen dilakukan
terhadap 100 gram semen sehingga menjadi
pasta semen. Pasta semen tersebut didiamkan
dalam ruangan lembab selama 24 jam,
kemudian dididihkan selama 30 menit lalu
direbus selama 3 jam. Perubahan pasta semen
diamati.
Waktu Pengikatan Semen (ASTM C19104B)
Konsistensi normal semen dilakukan
terhadap 400 gram semen sehingga menjadi
pasta semen lalu dimasukkan dalam vessel
yang dialasi plat kaca. Selanjutnya pasta
semen diuji dengan menggunakan alat Vicat.
Jarum Vicat dijatuhkan setiap 15 menit sekali
sampai konstan.
Uji Pemlastis pada Mortar
Pembuatan Mortar (ASTM C-305)
Pembuatan mortar dilakukan dengan
perbandingan semen-pasir sebesar 1:3 dan
perbandingan semen air sebesar 1:0.65.
Kontrol dibuat dengan mengaduk semen,
pasir, dan air hingga homogen. Sementara
pembuatan
mortar
yang
mengandung
pemlastis ditambahkan sampel dengan
konsentrasi 0.1, 0.2, dan 0.3% dari bobot
semen. Adukan mortar dimasukkan dalam
cetakan kubus dengan ukuran 16 x 4 x 4 cm.
Mortar yang dihasilkan direndam dalam air
sampai tiba waktu pengujian.

Uji Alir (Flow Test) Mortar (ASTM C143701)
Adukan mortar dimasukkan ke dalam cone
dan diletakkan di atas flow table. Permukaan
adukan diratakan kemudian cetakan diangkat
dan alat diputar sebanyak 15 kali. Diameter
dalam (d1) dan luar (d2) mortar yang terjadi
diukur.
Nilai alir = d1 + d 2
2
Kuat Lentur Mortar (ASTM C-348)
Sampel mortar ditimbang bobotnya dan
diuji kuat lenturnya dengan alat Mihaeler. Uji
kuat lentur dilakukan saat mortar berumur 3
hari, 7 hari, dan 28 hari.
Kuat Tekan Mortar
Sampel mortar hasil pengujian kuat lentur
diuji kuat tekannya dengan menggunakan alat
Shimadzu Compressive Strength.
Analisis Permukaan Mortar dengan SEM
Sampel mortar diusahakan dalam keadaan
kering dan bebas uap air. Selanjutnya sampel
ditempelkan pada sel holder dengan perekat
ganda, lalu dilapisi dengan logam emas dalam
keadaan vakum. Setelah itu, sampel
dimasukkan pada tempatnya di dalam SEM.
Gambar topografi diamati dan dilakukan
perbesaran sampai 1000 kali.
Analisis Statistik
Analisis statistik yang digunakan pada
penelitian adalah rancangan acak lengkap satu
faktorial berdasarkan waktu, yaitu umur
mortar 3, 7, dan 28 hari. Respon diamati pada
tujuh taraf yaitu kontrol, SHF-LAS 0.1%,
SHF-LAS 0.2%, SHF-LAS 0.3%, SNF 0.1%,
SNF 0.2%, SNF 0.5% dengan dua kali
ulangan. Model rancangan percobaan
penelitian adalah sebagai berikut:
Yijk

=

+

i

+

j

+

ij

+

ijk

Keterangan:
Yijk = kekuatan dan fluiditas mortar pada
perlakuan mortar ke-i, umur mortar kej, dan ulangan ke-k
= nilai tengah umum
= pengaruh perlakuan mortar ke-i
i
= pengaruh umur mortar ke-j
j
ij = pengaruh interaksi antara perlakuan
mortar ke-i dan umur mortar ke-j
ijk = galat dari perlakuan mortar ke-i dan
umur mortar ke-j, dan ulangan kek

HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisik Pasir
Uji sifat fisik pasir tidak menunjukkan
kualitas dari pasir tersebut, tetapi akan
berfungsi untuk menentukan komposisi yang
tepat saat proses pembuatan mortar agar
diperoleh kualitas mortar yang baik. Uji sifat
fisik yang dilakukan meliputi penentuan kadar
air, bobot jenis, absorpsi, dan analisis ayak
pasir. Hasil dari uji sifat fisik pasir disajikan
pada Tabel 1.
Tabel 1 Sifat fisik Pasir Cimangkok
Parameter
Nilai Nilai Pustaka
Kadar air (%)
7.73
Bobot jenis
2.22
1.6 – 1.8
(g/ml)
Absorpsi (%)
8,61
Modulus
3,21
2.3 – 3.1
kehalusan
Sumber: ASTM C0033-03
Kadar air pasir pada penelitian ini
memiliki rata-rata sebesar 7.73% (lampiran 4).
Nilai ini terkait dengan kondisi lingkungan
kota Bogor yang memiliki kelembaban relatif
tinggi, sehingga menyebabkan kadar air yang
terkandung dalam pasir tinggi.
Bobot jenis pasir yang digunakan pada
penelitian ini memiliki bobot jenis sebesar
2.22 g/ml (lampiran 5). Nilai ini sedikit lebih
besar dari bobot jenis pasir umum yang berada
pada kisaran 1.6 g/ml sampai dengan 1.8 g/ml.
Bobot jenis pasir yang besar akan ikut
memberikan peningkatan pada kekuatan
mortar.
Absorpsi pasir yang dihasilkan pada
penelitian ini sebesar 8.61% (lampiran 6).
Nilai ini terkait dengan kondisi lingkungan
kota Bogor yang memiliki kelembaban relatif
tinggi, sehingga menyebabkan absorpsi yang
terkandung dalam pasir tinggi. Semakin tinggi
absorpsi pasir akan semakin baik, karena
waktu penyerapan yang dibutuhkan pasir
ketika ditambahkan semen dan air akan
semakin cepat.
Analisis ayak pasir bertujuan adalah
mengetahui distribusi ukuran partikel pasir
yang akan digunakan. Menurut Kato (1991),
gradasi dari pasir sangat berpengaruh terhadap
workabilitas mortar, oleh karena itu distribusi
ukuran partikel pasir harus masuk dalam
kisaran yang telah ditentukan dan hasilnya
diberikan sebagai nilai modulus kehalusan.
Modulus kehalusan Pasir Cimangkok pada
penelitian ini adalah 3.21 (lampiran 7). Nilai

ini berada diluar nilai yang diperbolehkan
oleh ASTM, yaitu 2.3 – 3.1. Selain itu, dari
grafik distribusi partikel terlihat adanya nilai
yang tidak masuk kisaran yang diperbolehkan
oleh ASTM, yaitu pada ukuran ayakan 2.36
mm dan 4.75 mm (Gambar 7).

Pasir lolos ayakan (%)

100
80
60
40

Tabel 2 Sifat fisik Semen Tiga Roda
Parameter
Pengamatan
Pustaka
Bobot jenis
2.86
3.15
(g/ml)
Waktu
ikat
semen:
min. 45
187
Awal (menit)
maks. 600
534
Akhir (menit)
Kekekalan
Terjadi
Tidak ada
semen
pengerutan
perubahan
Sumber: ASTM C0150-04AE01

20
0
0

2

4

6

8

10

Ukuran ayakan (mm )
Gradasi pasir Cimangkok

Batas atas ASTM

Batas baw ah ASTM

Gambar 7 Grafik distribusi ukuran partikel
Pasir Cimangkok.
Hasil analisis ayak ter