Penggunaan tanah liat untuk mengurangi jumlah semen pada beton geopolimer
CURRICULUM VITAE
Data Pribadi
Nama
: Gino Marino
Tempat, Tanggal Lahir
: Bandung, 26 Oktober 1990
Jenis kelamin
: Laki-laki
Agama
: Islam
Status
: Kawin
Kewarganegaraan
: Warga Negara Indonesia
Suku
: Sunda
Tinggi/Berat Badan
: 179/65
Golongan darah
:B
Alamat
: Kp. Hegarsari 01/03 Kec. Ciwidey Kab. Bandung
40973
Email
: marinogino261090@gmail.com
marinogino261090@yahoo.com
No. Telp/Hp
: 085722356003
Riwayat Pendidikan
2008-2013
: Universitas Komputer Indonesia
2005-2008
: SMAN 1 CIWIDEY
2002-2005
: SMPN 1 CIWIDEY
1996-2002
: SDN 6 CIWIDEY
PENGGUNAAN TANAH LIAT UNTUK MENGURANGI
JUMLAH SEMEN PADA BETON GEOPOLIMER
SKRIPSI
Tugas Akhir sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana dari
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
Oleh:
GINO MARINO
NIM : 1.30.08.004
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
2013
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat, taufik, serta
hidayah-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan karya tulis yang berbentuk
skripsi ini sesuai dengan waktu yang telah direncanakan.
“Penggunaan Tanah Liat Untuk Mengurangi Jumlah Semen Pada Beton
Geopolimer“ merupakan judul yang diambil dalam rangka memenuhi syarat untuk
memperoleh gelar sarjana teknik pada Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer,
Jurusan Teknik Sipil di Universitas Komputer Indonesia.
Penulisan skripsi ini tidak akan terlaksana dan selesai tanpa bantuan berbagai
pihak. Oleh karena itu Penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1.
Ayahanda dan Ibundaku tercinta, kakak dan adiku serta seluruh
keluarga besar yang telah banyak memberikan dukungan dan
pengorbanan baik secara moril maupun materil sehingga Penulis dapat
menyelesaikan studi dengan baik.
2.
Istri saya Nina Agustina dan anak saya Kais Pariz Marino yang telah
banyak memberikan dukungan dan pengorbanan baik secara moril
maupun materil.
3.
Dr. Y. Djoko Setiyarto, ST., MT., selaku pembimbing dalam
penulisan skripsi ini yang telah banyak memberikan bimbingan,
nasehat dan arahan kepada Penulis.
4.
Dr. Ir. Eddy Soeryanto Soegoto, selaku rektor Universitas Komputer
Indonesia dan Prof. Dr. H. Denny Kurniadie, Ir., M.Sc., selaku dekan
Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia.
5.
M. Donie Aulia, ST., MT., Vitta Pratiwi, ST., MT., Muhammad Riza
H, ST., MT. dan Yogi Jaelani, ST., MT., selaku dosen di Jurusan
Teknik Sipil Universitas Komputer Indonesia.
6.
Seluruh karyawan / staff pegawai Universitas Komputer Indonesia.
7.
Rekan-rekan dijurusan Teknik Sipil terutama teman angkatan 2008
yang telah membantu dan memberikan semangatnya.
8.
Sahabat saya Faridz Wildan Fadli Fauzar, Nur Cevi Andriansyah dan
James Kusmambang yang selalu meluangkan waktunya, membantu
dan memberikan motivasi serta semangatnya sehingga skripsi ini
dapat terselesaikan dengan lancar.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan,
maka saran dan kritik yang konstruktif dari semua pihak sangat diharapkan demi
penyempurnan selanjutnya.
Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi Penulis dan para pembacanya.
Bandung, Agustus 2013
Penulis
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Perkembangan teknologi di bidang rekayasa struktur dan penggunaan
beton semen sebagai salah satu alternatif bahan bangunan masih banyak
digunakan. Hal ini karena bahan penyusun beton seperti semen, agregat, dan
air
mudah
didapatkan.
Akan
tetapi,
penggunaan
semen
banyak
menimbulkan masalah, yaitu adanya gas karbondioksida (CO2) yang
dilepaskan ke udara pada saat produksi semen yang dapat mengakibatkan
pemanasan global. Banyaknya gas karbondioksida sebanding dengan
produksi semen tersebut (Davidovits, 1994), dapat dibayangkan semakin
banyak semen dikonsumsi, maka semakin banyak pula gas karbondioksida
yang di produksi. Hal inilah yang merupakan salah satu faktor pendorong
ditemukannya bahan alternatif berupa beton geopolimer yang menggunakan
berbagai bahan mineral alam seperti fly ash, tanah liat, dan lain-lain yang
berfungsi sebagai bahan baku sintesis geopolimer.
Tanah liat memiliki kandungan unsur kimia yang hampir sama dengan
semen yaitu mengandung Alumunium (Al), Silika (Si), Kalsium Oksida
(CaO), Besi Oksida (FeO) dan Magnesium Oksida (MgO) yang mempunyai
peran penting dalam mempercepat proses pengikatan dan pengerasan pada
beton. Oleh karena itu penggunaan tanah liat untuk mengurangi jumlah
semen pada geopolimer perlu diteliti lebih lanjut.
1.2
Maksud dan Tujuan Penulisan
Maksud dari penulisan ini adalah untuk mengetahui pengaruh
penggunaan tanah liat sebagai bahan baku beton, dengan tujuan untuk
mengurangi jumlah semen pada komposisi beton geopolimer.
I-1
1.3
Batasan Masalah
a.
Tanah liat yang digunakan sebagai bahan baku beton geopolimer ini
diperoleh dari Kecamatan Plered Kabupaten Purwakarta.
b.
Komposisi campuran bahan kimia yang digunakan dalam penelitian
ini adalah sebagai berikut:
Penggunaan molaritas NaOH (7.652 molar).
Rasio perbandingan NaOH terhadap Na2SiO3 yaitu 1 berbanding
4.
c.
Perawatan (Curing)
Beton geopolimer ini di curing dengan cara:
Di Oven (suhu 90°C)
Beton
geopolimer
yang
telah
dilepaskan
dari
cetakan
dimasukkan kedalam oven yang bersuhu 90°C selama 24 jam,
kemudian beton dibiarkan dalam suhu ruangan hingga pengujian
dilakukan.
Tidak Di Oven
Beton yang telah dilepaskan dari cetakan direndam didalam air
hingga pengujian dilakukan.
d.
Sample yang dibuat pada penelitian ini terdiri dari 6 tipe sample,
masing-masing 3 sample yang akan diuji pada usia beton geopolimer
3, 7 dan 28 hari.
e.
Pada penelitian ini sample dicetak pada tabung silinder dengan tinggi
20 cm dan diameter 10 cm.
f.
Pada penelitian dilakukan uji kuat tekan untuk mengetahui kuat tekan
beton dalam parameter yang berbeda.
I-2
1.4
Sistematika Penulisan
Untuk membentuk keutuhan dalam penulisan tugas akhir ini
dipergunakan sistematika penulisan sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini memuat tentang latar belakang, maksud dan tujuan, batasan
masalah, sistematika penulisan dan masalah.
BAB II STUDI PUSTAKA
Studi pustaka ini berisi landasan teori dan informasi tentang definisi beton
konvensional, karakteristik beton konvensional, definisi beton geopolimer,
definisi tanah liat, karakteriistik tanah liat, fungsi sodium hidroksida, fungsi
sodium silikat, dan definisi semen.
BAB III METODE PENELITIAN
Pada bab ini berisi tentang penjelasan alur penelitian untuk mengetahui
penggunaan tanah liat untuk mengurangi jumlah semen pada beton
geopolimer.
BAB IV STUDI EKSPERIMEN
Pada bab ini akan disajikan tentang uraian pembahasan serta perhitungan
analisis data yang didapatkan dari hasil penulisan pada Bab III.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil akhir pengerjaan laporan
tugas akhir yang telah dilakukan. Selain itu terdapat saran yang disajikan
oleh penulis.
1.5
Manfaat
Dalam penulisan ini, penulis bermaksud ingin mendapatkan manfaat
agar bisa digunakan sebagai bahan pertimbangan dalam hal pengendalian
emisi karbondioksida dan menghasilkan beton geopolimer yang kokoh
namun ramah lingkungan.
I-3
BAB II
STUDI PUSTAKA
2.1
Beton Konvensional
Beton adalah sebuah bahan bangunan komposit yang terbuat dari
kombinasi agregat dan pengikat (semen). Beton mempunyai karakteristik
tegangan hancur tekan yang tinggi serta tegangan hancur tarik yang rendah.
Beton tidak dapat dipergunakan pada elemen konstruksi yang memikul
momen lengkung atau tarikan, karena beton sangat lemah dalam menerima
gaya tarik.
Beton memiliki kelebihan dan kekurangan antara lain sebagai berikut:
Kelebihan Beton:
Beton mampu menahan gaya tekan dengan baik
Beton segar dapat dengan mudah dicetak sesuai dengan keinginan
Beton segar dapat segar dapat disemprotkan pada permukaan beton
lama yang retak maupun dapat diisikan kedalam retakan beton dalam
proses perbaikan
Beton segar dapat dipompakan sehingga memungkinkan untuk
dituang
Kekurangan Beton:
Beton dianggap tidak mampu menahan gaya tarik, sehingga mudah
retak, oleh karena itu perlu di beri baja tulangan sebagai penahan gaya
tarik
Untuk mendapatkan beton kedap air secara sempurna, harus dilakukan
dengan pengerjaan yang teliti
Beton bersifat getas (tidak daktail) sehingga harus dihitung dan teliti
secara seksama agar setelah dikompositkan dengan baja tulangan
menjadi bersifat daktail, terutama pada struktur tahan gempa
II-1
2.2
Beton Geopolimer
Davidovits memberi nama material temuannya 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 mengandung unsur-unsur silikat dan
alumunium. Unsur-unsur ini banyak didapati, diantaranya pada material
alam ataupun buangan hasil sampingan industri seperti tanah liat, abu
terbang, dan lain-lain. Untuk melarutkan unsur-unsur silikat dan
alumunium, serta memungkinkan terjadi reaksi kimiawi, digunakan larutan
yang bersifat alkanis. Material ini digabung dengan agregat batuan
kemudian akan menghasilkan beton geopolimer.
Geopolimer merupakan produk beton geosintetik di mana reaksi
pengikatan yang terjadi adalah reaksi polimerisasi. Dalam reaksi
polimerisasi, aluminium (Al) dan Silika (Si) mempunyai peran penting
dalam ikatan polimerisasi. Reaksi Aluminium (Al) dan Silika yang
terkandung dibahan dasar dengan larutan alkali akan menghasilkan
rangkaian panjang AlO4 dan SiO4 (Davidovits, 1994)
Gambar II.1. Ikatan yang Terjadi pada Beton Geopolimer
Sumber: Davidovits (1994,p.2)
Hasil- hasil riset selama ini telah menunjukan bahwa beton
geopolimer memiliki sifat-sifat teknik yang mengesankan, diantaranya
bahan dasar dari beton geopolimer tersebut dan campuran beton geopolimer
II-2
yang cepat mengeras, sehingga kuat tekan dapat dicapai pada umur awal
setelah beton tersebut di cetak, Davidovits (1994).
Menurut Davidovits (2002), Piramida Agung Giza dibangun dari
unsur tanah liat, setelah melalui proses pembakaran maka tanah liat tersebut
menjadi sekeras batu alam, campuran unsur tanah liat ini apabila dipanaskan
pada suhu tinggi maka bahan-bahan tersebut akan saling berinteraksi.
Dalam
penggunaannya,
beton
geopolimer
memiliki
beberapa
kelebihan dan kekurangan sebagai berikut :
a)
Kelebihan beton geopolimer
Dapat mengurangi polusi udara, karena beton geopolimer
disebut beton yang ramah lingkungan.
b)
Berbahan baku alami sehingga bahan baku mudah didapat.
Kekurangan beton geopolimer
Proses pembuatan yang sedikit lebih rumit dibandingkan beton
konvensional karena jenis material yang digunakan lebih banyak
dari pada beton konvensional
2.3
Definisi Tanah Liat
Tanah Liat merupakan suatu zat yang terbentuk dari partikel-partikel
yang sangat kecil terutama dari mineral-mineral yang disebut kaolinit, yaitu
pesenyawaan dari Oksida Alumina (Al2O3), dengan Oksida Silica (SiO2)
dan air (H2O).
Tanah liat dalam ilmu kimia termasuk Hidrosilika Alumina, yang
dalam keadaan murni mempunyai rumus: Al2O3 2SiO2 2H2O. Komposisi
unsur kimia yang terdapat pada Tanah Liat, adalah sebagai berikut:
II-3
Tabel II.1. Komposisi Unsur Kimia pada Tanah Liat (Lempung)
(Lab Kimia FMIPA USU, 2011)
Unsur/Senyawa
%
Silika (SiO2)
± 59.14
Alumunium Karbonat (Al2O3)
± 15.34
Besi (Fe2O3)
± 0.69
Kalsium Oksida (CaO)
± 0.51
Natrium Oksida (Na2O)
± 0.38
Magesium Oksida (MgO)
± 0.35
Kalium (K2O)
± 0.11
Air (H2O)
± 0.12
TiO2
± 0.11
Lain-lain
± 0.09
Di alam hanya terdapat dua jenis tanah liat, yaitu: Tanah Liat Primer
dan Tanah Liat Sekunder.
2.3.1 Tanah Liat Primer
Tanah Liat Primer (residu) adalah jenis tanah liat yang dihasilkan dari
pelapukan batuan feldspatik oleh tenaga endogen yang tidak berpindah dari
batuan induk. Selain tenaga air, tenaga uap panas yang keluar dari dalam
bumi mempunyai andil dalam pembentukan tanah liat primer. Karena tidak
terbawa arus air, angin maupun gletser, maka tanah liat tidak berpindah
tempat sehingga sifatnya lebih murni diibandingkan dengan tanah liat
sekunder. Tanah liat primer cenderung berbutir kasar, tidak plastis daya
leburnya tinggi dan daya susutnya kecil. Karena tidak tercampur dengan
bahan organik seperti humus, ranting atau daun busuk dan sebagainya, maka
tanah liat berwarna putih atau kusam.
2.3.2 Tanah Liat Sekunder
Tanah Liat Sekunder (sedimen) adalah jenis tanah liat hasil pelapukan
batuan feldspatik yang berpindah jauh dari batuan induknya karena tenaga
eksogen, dan dalam perjalanan bercampur dengan bahan-bahan organik
maupun anorganik.
II-4
Jumlah tanah liat sekunder lebih banyak dari tanah liat primer.
Transportasi air mempunyai pengaruh khusus pada tanah liat, salah satunya
ialah gerakan arus air cenderung menggerus mineral tanah liat menjadi
partikel-partikel yang semakin kecil. Karena pembentukannya melalui
proses panjang dan bercampur dengan bahan pengotor seperti oksida logam
(besi, nikel, titan mangan dan sebagainya), dan bahan organik (humus dan
daun busuk), maka tanah liat mempunyai sifat: berbutir halus berwarna
krem/abu-abu/merah jambu/kuning. Pada umumnya tanah liat sekunder
lebih plastis dan mempunyai daya susut yang lebih besar daripada tanah liat
primer. Setelah dibakar, warnanya menjadi lebih terang dari krem muda,
abu-abu muda ke coklat. Semakin tinggi suhu bakarnya semakin keras dan
semakin kecil porositasnya.
Tanah Liat yang digunakan pada penelitian ini termasuk kedalam jenis
tanah liat sekunder, karena tanah liat ini sudah bepindah jauh dari batuan
induknya.
2.4
Alkaline Activator (Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida)
Alkaline activator merupakan bahan yang sangat penting dalam
pembuatan beton geopolimer, sebagai salah satu bahan pengikat unsur
alumunium dan silikat yang terkandung dalam tanah liat, sehingga terbentuk
suatu ikatan polimerisasi dan mempercepat reaksi yang terjadi.
2.4.1 Sodium Hidroksida (NaOH)
Sodium hidroksida berfungsi untuk mereaksikan unsur-unsur Al dan
Si yang terkandung dalam tanah liat, sehingga dapat menghasilkan ikatan
polimer yang kuat. NaOH dalam beton geopolimer adalah sebagai daya
dukung untuk terjadinya polimerisasi.
2.4.2 Sodium Silikat (Na2SiO3)
Sodium silikat terdapat dalam 2 bentuk, yaitu padat dan cair, untuk
campuran beton banyak digunakan dengan bentuk cairan. Sodium silikat
atau yang lebih dikenal water glass, pada mulanya digunakan sebagai
campuran dalam pembuatan sabun. Tetapi dalam perkembangannya sodium
II-5
silikat dapat digunakan untuk berbagai macam keperluan, antara lain untuk
bahan campuran semen, pengikat keramik, campuran cat serta dalam
beberapa keperluan industri, seperti kertas, tekstil dan serat.
Sodium silikat ini merupakan salah satu larutan alkali yang
memainkan peran penting dalam proses polimerisasi karena sodium silikat
mempunyai fungsi untuk mempercepat reaksi polimerisasi. Reaksi terjadi
secara cepat ketika larutan alkali banyak mengandung larutan silikat seperti
Sodium silikat ataupun potassium silikat dibandingkan reaksi yang terjadi
akibat larutan alkali yang banyak mengandung larutan hidroksida.
2.5
Semen
Semen adalah suatu campuran senyawa kimia yang bersifat hidrolis,
artinya jika dicampur dalam air dalam jumlah tertentu akan mengikat bahanbahan lain menjadi satu kesatuan massa yang dapat memadat dan mengeras.
Secara umum semen dapat didefinisikan sebagai bahan perekat yang dapat
merekatkan bagian-bagian benda padat menjadi bentuk yang kuat kompak
dan keras.
Semen adalah hasil industri dari perpaduan 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.
Batu kapur/gamping adalah bahan alam yang mengandung senyawa
Calcium Oksida (CaO), sedangkan lempung/tanah liat adalah bahan alam
yang mengandung senyawa : Silika Oksida (SiO2), Alumunium Oksida
(Al2O3), Besi Oksida (Fe2O3) dan Magnesium Oksida (MgO). Untuk
menghasilkan semen, bahan baku tersebut dibakar sampai meleleh, sebagian
untuk membentuk clinkernya, yang kemudian dihancurkan dan ditambah
dengan gips (gypsum) dalam jumlah yang sesuai.
II-6
Tabel II.2. Komposisi Unsur Kimia Pada Semen
Unsur/Senyawa
%
Silika (SiO2)
± 17 - 25
Alumunium Karbonat (Al2O3)
±3-8
Besi (Fe2O3)
± 0.5 – 6.0
Kalsium Oksida (CaO)
± 60 – 67
Natrium Oksida (Na2O)
± 0.3 – 1.2
Magesium Oksida (MgO)
± 0.5 – 4.0
Kalium (K2O)
± 0.3 – 1.2
(SO3)
± 2.0 – 3.5
Ordinary Portland Cement (Tipe I) adalah semen Portland yang
dipakai untuk segala macam konstruksi apabila tidak diperlukan sifat-sifat
khusus, misalnya ketahanan terhadap sulfat, panas hiderasi dan sebagainya
Semen Portland dibuat dengan mengkalsinasi campuran batu kapur
(limestone) dengan tanah liat (clay) pada suhu tinggi untuk menghasilkan
suatu produk untuk menghasilkan semen. Semen Portland terdiri berbagai
senyawa oksida yang disajikan didalam Tabel II.3.
Tabel II.3. Komponen Utama Semen Portland
Singkatan
Nama Senyawa
Komposisi Oksida
Tri-Calsium Silicate
3CaO.SiO2
C3 S
Di-Calsium Silicate
2CaO.SiO2
C2 S
Tri-Calsium Silikate
3CaO.Al2O3
C3 A
Tetra-Calsium
4CaO.Al2O3.Fe2O3
C4AF
Oksida
Aluminoferrate
II-7
Adapun perbandingan komposisi unsur kimia semen dengan tanah liat
adalah sebagai berikut :
Tabel II.4. Perbandingan Komposisi Unsur Kimia Semen Dengan Tanah Liat
Unsur/Senyawa
Semen (%)
Tanah Liat (%)
± 17 - 25
± 59.14
±3-8
± 15.34
Besi (Fe2O3)
± 0.5 – 6.0
± 0.69
Kalsium Oksida (CaO)
± 60 – 67
± 0.51
Natrium Oksida (Na2O)
± 0.3 – 1.2
± 0.38
Magesium Oksida (MgO)
± 0.5 – 4.0
± 0.35
Kalium (K2O)
± 0.3 – 1.2
± 0.11
(SO3)
± 2.0 – 3.5
± 0.09
± 0 - 0.1
± 0.12
Silika (SiO2)
Alumunium Karbonat (Al2O3)
Air (H2O)
2.6
Rasio Air Semen
Rasio air semen adalah rasio berat air terhadap berat semen yang
digunakan dalam campuran beton dan memiliki pengaruh penting pada
kualitas beton yang dihasilkan. Sebuah rasio air semen yang lebih rendah
menyebabkan kekuatan yang lebih tinggi dan daya tahan yang juga lebih
tinggi. Konsep rasio air semen dikembangkan oleh Duff A. Abrams dan
pertama kali diterbitkan pada tahun 1918.
Beton mengeras sebagai hasil dari reaksi kimia antara semen dan air
(dikenal sebagai hidrasi, ini menghasilkan panas dan disebut panas hidrasi),
hal ini memerlukan rasio air-semen 1:4. Namun, campuran dengan w / c
rasio 0,2, memungkinkan air tidak mengalir cukup baik untuk di cetak,
sehingga lebih banyak air digunakan daripada secara teknis diperlukan
untuk bereaksi dengan semen. Rasio air-semen yang lebih khas dari 0,4-0,6
digunakan. Untuk beton kekuatan yang lebih tinggi, Terlalu banyak air akan
menghasilkan pemisahan komponen pasir dan agregat dari pasta semen, air
yang tidak dikonsumsi oleh reaksi hidrasi dapat meninggalkan beton seperti
mengeras di awal hari, sehingga pori-pori mikroskopis (pendarahan) yang
II-8
akan mengurangi kekuatan akhir beton. Campuran dengan terlalu banyak air
akan mengalami penyusutan lebih seperti daun kelebihan air, sehingga akan
retak dan patah tulang terlihat yang lagi-lagi akan mengurangi kekuatan
akhir. 1997 Uniform Building Code menentukan rasio maksimum 0,50
perbandingan air dengan semen (1:2).
II-9
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1
Metode Penelitian
Metode yang digunakan untuk penelitian ini adalah merupakan
metode percobaan (eksperimen), yaitu dengan cara mengurangi komposisi
semen untuk setiap sample seiring bertambahnya campuran geopolimer
pada beton. Selain itu dimaksudkan agar semua material pada beton
geopolimer dapat lebih terikat serta diharapkan dalam penambahan
campuran geopolimer tersebut menghasilkan mutu beton sesuai dengan
rencana mutu beton konvensional. Dengan alur metode penelitian sebagai
berikut:
Gambar III.1. Alur Metode Penelitian
III-1
Adapun detail urutan kegiatan penelitian adalah sebagai berikut :
III-2
(A)
KOMPOSISI
BETON
GEOPOLIMER
(seuai dengan
komposisi beton
konvensional)
AGREGAT
HALUS
BINDER
GEOPOLIMER
TANAH
LIAT
(74%)
AGREGAT
KASAR
SEMEN
BAHAN
KIMIA
(26%)
NaOH
(1)
Na2SiO3
(4)
BETON
GEOPOLIMER
UJI SLUMP
CURING
UJI KUAT TEKAN
ANALISA DATA
KESIMPULAN
FINISH
Gambar III.2. Detail Urutan Kegiatan Penelitian
III-3
3.2
Studi Literatur
Pada tahap ini dikumpulkan teori dan informasi tentang beton konvensional,
beton geopolimer, definisi tanah liat, campuran geopolimer, definisi semen,
dan rasio air semen.
3.3
Penentuan Mutu Beton
Penentuan mutu beton konvensional dilakukan untuk menentukan kuat
tekan beton yang akan dijadikan dasar untuk menentukan mutu kuat tekan
beton geopolimer yang akan di buat.
3.4
Mix Desain
Mix desain beton konvensional dengan mutu K-175 yang dilakukan di awal
penelitian ini merupakan acuan untuk mix desain beton geopolimer.
3.5
Komposisi Beton Konvensional dan Beton Geopolimer
Untuk pembuatan benda uji beton konvensional, dilakukan mix desain
untuk komposisi material-material yang akan digunakan yaitu agregat halus,
agregat kasar dan semen. Untuk pembuatan benda uji beton geopolimer,
dilakukan mix desain untuk komposisi material-material yang akan
digunakan yaitu agregat halus, agregat kasar, tanah liat, semen dan
campuran bahan kimia yaitu sodium silikat dan sodium hidroksida.
3.6
Curing
Pada tahap ini Beton yang sudah dilepaskan dari cetakan kemudian di
curing dengan 2 metode yang berbeda yaitu dengan cara direndam dalam air
untuk beton konvesional dan di oven dalam suhu 90oC untuk beton
geopoolimer.
3.7
Uji Slump
Pengujian Slump dilakukan terhadap beton segar yang mewakili campuran
beton. Hasil dari pengujian ini digunakan dalam pekerjaan perencanaan
campuran beton dan pengendalian mutu beton pada pelaksanaan
pengecoran.
3.8
Uji Kuat Tekan Beton
Pengujian kuat tekan beton dilakukan untuk menentukan hasil dari kuat
tekan beton tersebut. Pengujian ini dilakukan di Laboratorium Rekayasa
Struktur Teknik Sipil ITB dengan menggunakan alat uji kuat tekan I-BER
III-4
TEST berkapasitas 20 ton dan Tokyo Testing Machine MFG CO., LTD
berkapasitas 100 ton.
3.9
Analisa Data
Analisa dilakukan untuk mendapatkan kesimpulan dari hasil uji kuat tekan
beton geopolimer.
3.10 Kesimpulan
Pada tahapan ini dilakukan penarikan kesimpulan terhadap hasil pengujian
kuat tekan beton geopolimer
3.11 Proses Pembuatan Beton Konvensional
a.
Timbang semua material yang akan digunakan.
b.
Campurkan Semen, Air, Agregat kasar, Agregat halus dan di aduk
hingga merata.
c.
Beton kemudian dicetak dalam cetakan berukuran 100 x 200 mm2 dan
diratakan.
d.
Untuk beton konvensional di disimpan dalam air selama proses curing
berlangsung hingga pengujian-pengujian dilakukan.
3.12 Proses Pembuatan Beton Geopolimer
a.
Campur Sodium Hidroksida dengan air hingga menjadi 7.652 M.
b.
Timbang semua material yang akan digunakan.
c.
Aduk larutan Sodium Hidroksida, Sodium Silikat dan Tanah Liat
hingga tercampur rata dalam ember plastik.
d.
Campurkan Semen, Air, Agregat kasar, Agregat halus dan di aduk
hingga merata.
e.
Beton geopolimer kemudian dicetak dalam cetakan berukuran 100 x
200 mm2 dan diratakan.
f.
Untuk beton geopolimer yang akan di oven, cetakan bisa dilepas
setelah beton sudah mengeras. Biasanya bisa dilakukan pada umur 5
jam. Setelah dilepas dari cetakan, beton geopolimer ini kemudian
dimasukkan dalam oven dengan temperatur 90°C selama 24 jam.
Setelah di oven selama 24 jam, beton geopolimer disimpan dalam
suhu ruangan sampai pengetesan-pengujian dilakukan.
III-5
BAB IV
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS DATA
4.1
PENENTUAN KOMPOSISI ALKALINE AKTIVATOR
Pada penelitian ini molaritas NaOH dibatasi sebesar 7.652 molar. Adapun
cara menghitung NaOH 7.652 molar adalah sebagai berikut :
Diketahui Mr NaOH = 40 (berdasarkan tabel periodik), maka:
Mr NaOH x molaritas yang diinginkan = NaOH (gram)
Contoh: 40 x 7.652 = 306.08 gram
Untuk mendapatkan 7.652 molar NaOH dalam bentuk cair, 306.08 gram
NaOH tersebut dicampurkan dengan air dan dimasukan kedalam tabung
erlenmeyer hingga volume campuran didalam erlenmeyer mencapai 1 liter.
4.2
PENENTUAN KOMPOSISI BETON KONVENSIONAL
Pada penelitian ini komposisi perbandingan beton konvensional diantaranya
semen, agregat halus, agregat kasar dan faktor air semen, yaitu 1 : 2 : 3 +
w/c = 0.4439. adapun perhitungan menentukan komposisi beton
konvensional akan dibahas pada perhitungan berikut:
4.3
PENENTUAN KOMPOSISI BETON GEOPOLIMER
Pada tahap ini komposisi semen pada setiap sample dikurangi seiring
dengan bertambahnya campuran geopolimer pada beton.
IV-1
Adapun perbandingan komposisi geopolimer dengan semen pada setiap
adalah sebagai berikut :
Tabel IV.1. Perbandingan Komposisi antara Geopolimer dengan Semen pada Beton
Geopolimer untuk Setiap Sampel
KODE
GEOPOLIMER
SEMEN
B-1
0%
B-2
UMUR TEST (Hari)
3
7
28
100%
3 Sample
3 Sample
3 Sample
20%
80%
3 Sample
3 Sample
3 Sample
B-3
40%
60%
3 Sample
3 Sample
3 Sample
B-4
60%
40%
3 Sample
3 Sample
3 Sample
B-5
80%
20%
3 Sample
3 Sample
3 Sample
B-6
100%
0%
3 Sample
3 Sample
3 Sample
Gambar IV.1. Grafik Perbandingan antara Geopolimer dengan Semen pada Beton
Geopolimer untuk Setiap Sampel
Sedangkan untuk umur uji sample yang digunakan dalam penelitian
beton geopolimer ini adalah 3 hari, 7 hari dan 28 hari. Pada saat umur 3 hari
sampai 7 hari, beton geopolimer diprediksi akan menunjukan kekuatan awal
IV-2
pengerasannya dan secara teori beton akan mencapai puncak kekuatannya
pada umur 28 hari.
Adapun perhitungan untuk menentukan komposisi beton konvensional dan
beton geopolimer untuk setiap sample adalah sebagai berikut:
Gambar IV.2. Tabung Silinder
Diameter
= 10 cm → 0.1 m
Tinggi
= 20 cm → 0.2 m
Berat Jenis Beton
= 2200 Kg/m3 (K-175)
Volume
= ¼ . π . (0.1)2 . 0.2
= 0,00157 m3
Total Volume
= 9 Sample . 0,00157 m3
= 0,01413 m3
Berat Campuran Beton Geopolimer Dalam Suatu Wadah
Total V . Berat Jenis Beton
= 0.01413 m3 . 2200 Kg/m3
= 31,086 Kg
Perbandingan Antara Binder, Agregat Halus Dan Agregat Kasar.
Binder (1)
:
Agregat Halus (2)
:
Agregat Kasar (3)
= 1/6 . 31,086 Kg
= 5,181 Kg
= 2/6 . 31,086 Kg
= 10,362 Kg
= 3/6 . 31,086 Kg
= 15.543 Kg
Jadi dalam satu wadah ( 9 Sample ) terdiri dari:
Binder
= 5,181 Kg
Agregat Halus
= 10,362 Kg
Agregat Kasar
= 15.543 Kg
Total
= 31.086 Kg
IV-3
4.3.1 Komposisi Beton Konvensional Kode B-1 (Geopolimer 0% - Semen
100%)
Beton geopolimer dengan komposisi semen 5.181 Kg, air 2.300 Kg, agregat
halus 10,362 Kg dan agregat kasar 15.543 Kg.
Binder =
5.1810
գ
Geopolimer =
0%
dari Binder
0
NaOH =
1/5 dari Bahan Kimia
0.0000
Bahan Kimia =
26%
dari Geopolimer
0.0000
գ
բ
գ
բ
բ
Semen =
100%
dari Binder
5.181
w/c = 0.4439
Tanah Liat =
74%
dari Geopolimer
0.0000
Na2SiO3 =
4/5 dari Bahan Kimia
0.0000
4.3.2 Komposisi Beton Geopolimer Kode B-2 (Geopolimer 20% - Semen
80%)
Beton geopolimer dengan komposisi semen 4.1448 Kg, air 2.300 Kg, tanah
liat 0.7668 Kg, NaOH 0.0539 Kg, Na2SiO3 0.2155 Kg, agregat halus 10,362
Kg dan agregat kasar 15.543 Kg.
Binder =
5.1810
գ
Geopolimer =
20%
dari Binder
1.0362
NaOH =
1/5 dari Bahan Kimia
0.0539
Bahan Kimia =
26%
dari Geopolimer
0.2694
գ
բ
գ
բ
բ
Semen =
80%
dari Binder
4.1448
w/c = 0.5549
Tanah Liat =
74%
dari Geopolimer
0.7668
Na2SiO3 =
4/5 dari Bahan Kimia
0.2155
IV-4
4.3.3 Komposisi Beton Geopolimer Kode B-3 (Geopolimer 40% - Semen
60%)
Beton geopolimer dengan komposisi semen 3.1086 Kg, air 2.300 Kg, tanah
liat 1.5336 Kg, NaOH 0.1078 Kg, Na2SiO3 0.4311 Kg, agregat halus 10,362
Kg dan agregat kasar 15.543 Kg.
Binder =
5.1810
գ
Geopolimer =
40%
dari Binder
2.0724
NaOH =
1/5 dari Bahan Kimia
0.1078
Bahan Kimia =
26%
dari Geopolimer
0.5388
գ
բ
գ
բ
բ
Semen =
60%
dari Binder
3.1086
w/c = 0.7399
Tanah Liat =
74%
dari Geopolimer
1.5336
Na2SiO3 =
4/5 dari Bahan Kimia
0.4311
4.3.4 Komposisi Beton Geopolimer Kode B-4 (Geopolimer 60% - Semen
40%)
Beton geopolimer dengan komposisi semen 2.0724 Kg, air 2.300 Kg, tanah
liat 2.3004 Kg, NaOH 0.1616 Kg, Na2SiO3 0.6466 Kg, agregat halus 10,362
Kg dan agregat kasar 15.543 Kg.
Binder =
5.1810
գ
Geopolimer =
60%
dari Binder
3.1086
NaOH =
1/5 dari Bahan Kimia
0.1616
Bahan Kimia =
26%
dari Geopolimer
0.8082
գ
բ
գ
բ
բ
Semen =
40%
dari Binder
2.0724
w/c = 1.1098
Tanah Liat =
74%
dari Geopolimer
2.3004
Na2SiO3 =
4/5 dari Bahan Kimia
0.6466
IV-5
4.3.5 Komposisi Beton Geopolimer Kode B-5 (Geopolimer 80% - Semen
20%)
Beton geopolimer dengan komposisi semen 1.0362 Kg, air 2.300 Kg, tanah
liat 3.0672 Kg, NaOH 0.2155 Kg, Na2SiO3 0.8621 Kg, agregat halus 10,362
Kg dan agregat kasar 15.543 Kg.
Binder =
5.1810
գ
Geopolimer =
80%
dari Binder
4.1448
NaOH =
1/5 dari Bahan Kimia
0.2155
Bahan Kimia =
26%
dari Geopolimer
1.0776
գ
բ
գ
բ
բ
Semen =
20%
dari Binder
1.0362
w/c = 2.2196
Tanah Liat =
74%
dari Geopolimer
3.0672
Na2SiO3 =
4/5 dari Bahan Kimia
0.8621
4.3.6 Komposisi Beton Geopolimer Kode B-6 (Geopolimer 100% - Semen
0%)
Beton geopolimer dengan komposisi tanah liat 3.8339 Kg, air 2.300 Kg,
NaOH 0.2694 Kg, Na2SiO3 1.0776 Kg, agregat halus 10,362 Kg dan agregat
kasar 15.543 Kg.
Binder =
5.1810
գ
Geopolimer =
100%
dari Binder
5.181
NaOH =
1/5 dari Bahan Kimia
0.2694
Bahan Kimia =
26%
dari Geopolimer
1.3471
գ
բ
գ
բ
բ
Semen =
0%
dari Binder
0
w/c = 0.0000
Tanah Liat =
74%
dari Geopolimer
3.8339
Na2SiO3 =
4/5 dari Bahan Kimia
1.0776
IV-6
Adapun kebutuhan bahan dalam pembuatan beton geopolimer untuk setiap sampel
adalah sebagai berikut :
Tabel IV.2. Kebutuhan Bahan dalam Pembuatan Beton Geopolimer untuk Setiap Sampel
Kode
Tanah
Semen
NaOH
Na2SiO3
Liat
(Kg)
(Kg)
(Kg)
Air
(Kg)
(Kg)
Agregat
Agregat
Halus
Kasar
(Kg)
(Kg)
B-1
0
5.181
0
0
2.300
10.362
15.543
B-2
0.7668
4.1448
0.0539
0.2155
2.300
10.362
15.543
B-3
1.5336
3.1086
0.1078
0.4311
2.300
10.362
15.543
B-4
2.3004
2.0724
0.1616
0.6466
2.300
10.362
15.543
B-5
3.0672
1.0362
0.2155
0.8621
2.300
10.362
15.543
B-6
3.8339
0
0.2694
1.0776
2.300
10.362
15.543
4.4
UJI SLUMP
Pengujian Slump pada penelitian ini dilakukan di Laboratorium Universitas
Komputer Indonesia, dengan menggunakan alat yang bernama Kerucut
Abrams. Pengujian ini dilakukan terhadap beton segar yang mewakili
campuran beton. Hasil dari pengujian ini yang kemudian digunakan dalam
pekerjaan perencanaan campuran beton dan pengendalian mutu beton pada
pelaksanaan pembetonan. Nilai Slump adalah selisih ketinggian antara
kerucut tes slump dengan beton yang diuji.
Adapun hasil dari pengujian slump untuk seluruh komposisi beton adalah
sebagai berikut :
Tabel IV.3. Tabel Hasil Pengujian Slump
KODE
B-1
B-2
B-3
B-4
B-5
B-6
Identifikasi Benda Uji
Geopolimer
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Semen
100%
80%
60%
40%
20%
0%
Tanggal
Slump
beton Di Cor (cm)
16/07/2013
19/07/2013
22/07/2013
22/07/2013
23/07/2013
23/07/2013
10.900
12.500
13.000
13.100
12.800
14.700
IV-7
Dari tabel VI.1. dapat dilihat bahwa nilai slump pada kode B-1 sampai
dengan kode B-5 termasuk kedalam standard nilai slump untuk struktur atas
yaitu berkisar antara 12 ± 2 cm, dengan nilai slump tersebut akan
memungkinkan campuran pasta pada beton segar ini dapat memenuhi
rongga-rongga dan dapat mengikat semua komponen campuran beton.
Tetapi yang terjadi pada kode B-6 yang mempunyai nilai slump sebesar
14.7 cm, dapat diperkirakan pasta pada campuran tersebut tidak dapat
merekat dengan baik, sehingga akan menyebabkan kurangnya kekuatan
tekan pada beton tersebut.
4.5
UJI KUAT TEKAN BETON
Pengujian Kuat Tekan Beton dilaksanakan di Laboratorium Rekayasa
Struktur Institut Teknologi Bandung dengan menggunakan alat I-ber Test
berkapasitas 20 ton dan Tokyo Testing Machine MFG CO., LTD yang
berkapasitas 100 ton.
IV-8
Adapun hasil pengujian kuat tekan beton B-1 dengan komposisi 0% geopolimer
dan 100% semen adalah sebagai berikut:
Tabel IV.4. Tabel Hasil Uji Tekan Beton Pada Kode B-1
KODE
B-1
B-1
B-1
Identifikasi Benda
Tanggal
Tanggal
Uji
beton Di Cor Beton Di
Test
Geo
Semen
polimer
0%
100%
16/07/2013 19/07/2013
0%
100%
16/07/2013 23/07/2013
0%
100%
16/07/2013 13/08/2013
Umur
(Hari)
3
7
28
Berat
(Kg)
Ratarata
4.620
4.567
4.593
Slump
(cm)
10.9
10.9
10.9
Luas Beban Maks Kekuatan
Tekan
Bidang
(kg)
2
Tekan
Rata-rata
(kg/cm )
2
(cm )
78.500
7909.833
100.762
78.500 12029.567
153.243
78.500 18033.333
229.724
28
Gambar IV.3. Grafik Kuat Tekan Beton pada Kode B-1
Berdasarkan pengujian kuat tekan beton untuk kode B-1, pada umur beton
3 hari didapat nilai kuat tekan sebesar 100.762 kg/cm2, sedangkan pada umur
beton 7 hari kuat tekan mengalami kenaikan sebesar 153.243 kg/cm2, dan pada
umur 28 hari beton juga mengalami kenaikan yaitu menjadi sebesar 229.724
kg/cm2. Dengan nilai kuat tekan beton sebesar 229.724 kg/cm2 pada umur beton
28 hari, maka nilai kuat tekan beton tersebut sudah mencapai kuat tekan beton
yang direncanakan.
IV-9
Sedangkan hasil pengujian kuat tekan beton B-2 dengan komposisi 20%
geopolimer dan 80% semen adalah sebagai berikut:
Tabel IV.5. Tabel Hasil Uji Tekan Beton Pada Kode B-2
KODE Identifikasi Benda
Uji
B-2
B-2
B-2
Geo
polimer
20%
20%
20%
Tanggal
Beton Di
Test
Umur
(Hari)
Berat
(Kg)
Slump
(cm)
Semen
Tanggal
beton Di
Cor
80%
80%
80%
19/07/2013
19/07/2013
19/07/2013
22/07/2013
26/07/2013
16/08/2013
3
7
28
Ratarata
4.213
4.236
4.200
12.5
12.5
12.5
Luas Beban Maks Kekuatan
(kg)
Tekan
Bidang
Tekan
(kg/cm2)
Rata-rata
(cm2)
78.500
78.500
78.500
3499.433
5007.800
6664.100
44.579
63.794
84.893
Gambar IV.4. Grafik Kuat Tekan Beton pada Kode B-2
Berdasarkan pengujian kuat tekan beton untuk kode B-2, pada umur beton
3 hari didapat nilai kuat tekan sebesar 44.579 kg/cm2, sedangkan pada umur beton
7 hari kuat tekan mengalami kenaikan sebesar 63.794 kg/cm2, dan pada umur 28
hari beton juga mengalami kenaikan yaitu menjadi sebesar 84.893 kg/cm2.
IV-10
Sedangkan hasil pengujian kuat tekan beton B-3 dengan komposisi 40%
geopolimer dan 60% semen adalah sebagai berikut:
Tabel IV.6. Tabel Hasil Uji Tekan Beton Pada Kode B-3
KODE Identifikasi Benda
Uji
B-3
B-3
B-3
Geo
polimer
40%
40%
40%
Tanggal
beton Di
Cor
Tanggal
Beton Di
Test
Umur
(Hari)
Berat
(Kg)
3
7
28
Ratarata
4.120
4.053
3.900
Semen
60%
60%
60%
22/07/2013 25/07/2013
22/07/2013 29/07/2013
22/07/2013 19/08/2013
Slump
(cm)
Luas
Bidang
Tekan
2
13.000
13.000
13.000
Beban
Maks (kg)
Kekuatan
Tekan
(kg/cm2)
(cm )
Rata-rata
78.500
78.500
78.500
2110.467
2196.767
2501.100
26.885
27.984
31.861
28
Gambar IV.5. Grafik Kuat Tekan Beton pada Kode B-3
Berdasarkan pengujian kuat tekan beton untuk kode B-3, pada umur beton
3 hari didapat nilai kuat tekan sebesar 26.885 kg/cm2, sedangkan pada umur beton
7 hari kuat tekan mengalami kenaikan sebesar 27.984 kg/cm2, dan pada umur 28
hari beton juga mengalami kenaikan yaitu menjadi sebesar 31.861 kg/cm2.
IV-11
Sedangkan hasil pengujian kuat tekan beton B-4 dengan komposisi 60%
geopolimer dan 40% semen adalah sebagai berikut:
Tabel IV.7. Tabel Hasil Uji Tekan Beton Pada Kode B-4
KODE Identifikasi Benda
Uji
B-4
B-4
B-4
Geo
polimer
60%
60%
60%
Tanggal
beton Di
Cor
Tanggal
Beton Di
Test
Umur
(Hari)
Berat
(Kg)
3
7
28
Ratarata
4.053
4.060
3.940
Semen
40%
40%
40%
22/07/2013 25/07/2013
22/07/2013 29/07/2013
22/07/2013 19/08/2013
Slump
(cm)
Luas
Bidang
Tekan
2
13.100
13.100
13.100
Beban
Maks (kg)
Kekuatan
Tekan
(kg/cm2)
(cm )
Rata-rata
78.500
78.500
78.500
1293.067
1458.767
1505.433
16.472
18.583
19.177
28
Gambar IV.6. Grafik Kuat Tekan Beton pada Kode B-4
Berdasarkan pengujian kuat tekan beton untuk kode B-4, pada umur beton
3 hari didapat nilai kuat tekan sebesar 16.472 kg/cm2, sedangkan pada umur beton
7 hari kuat tekan mengalami kenaikan sebesar 18.583 kg/cm2, dan pada umur 28
hari beton juga mengalami kenaikan yaitu menjadi sebesar 19.177 kg/cm2.
IV-12
Sedangkan hasil pengujian kuat tekan beton B-5 dengan komposisi 80%
geopolimer dan 20% semen adalah sebagai berikut:
Tabel IV.8. Tabel Hasil Uji Tekan Beton Pada Kode B-5
KODE Identifikasi Benda
Uji
Geo
Semen
polimer
B-5
80%
20%
B-5
80%
20%
B-5
80%
20%
Tanggal
beton Di
Cor
Tanggal
Beton Di
Test
23/07/2013 26/07/2013
23/07/2013 30/07/2013
23/07/2013 20/08/2013
Umur
(Hari)
3
7
28
Berat Slump
(Kg)
(cm)
Ratarata
4.193 12.800
4.127 12.800
4.020 12.800
Luas
Bidang
Tekan
Beban
Maks (kg)
Rata-rata
Kekuatan
Tekan
4393.033
4578.300
3500.100
55.962
58.322
44.587
2
(kg/cm )
2
(cm )
78.500
78.500
78.500
28
Gambar IV.7. Grafik Kuat Tekan Beton pada Kode B-5
Berdasarkan pengujian kuat tekan beton untuk kode B-5, pada umur beton
3 hari didapat nilai kuat tekan sebesar 55.962 kg/cm2, sedangkan pada umur beton
7 hari kuat tekan mengalami kenaikan sebesar 58.322 kg/cm2, dan pada umur 28
hari beton juga mengalami penurunan yaitu menjadi sebesar 44.587 kg/cm2.
IV-13
Sedangkan hasil pengujian kuat tekan beton B-6 dengan komposisi 100%
geopolimer dan 0% semen adalah sebagai berikut:
Tabel IV.9. Tabel Hasil Uji Tekan Beton Pada Kode B-6
KODE Identifikasi Benda
Uji
Geo
Semen
polimer
B-6
B-6
B-6
100%
100%
100%
0%
0%
0%
3
Tanggal
beton Di
Cor
Tanggal
Beton Di
Test
23/07/2013 26/07/2013
23/07/2013 30/07/2013
23/07/2013 20/08/2013
Umur
(Hari)
3
7
28
Berat
(Kg)
Ratarata
Slump
(cm)
4.087
3.913
3.867
14.700
14.700
14.700
Luas Beban Maks
(kg)
Bidang
Tekan
Rata-rata
(cm2)
78.500
78.500
78.500
120.433
99.700
142.833
7
Kekuatan
Tekan
(kg/cm2)
1.534
1.270
1.820
28
Gambar IV.8. Grafik Kuat Tekan Beton pada Kode B-6
Berdasarkan pengujian kuat tekan beton untuk kode B-6 pada umur beton 3
hari didapat nilai kuat tekan sebesar 1.534 kg/cm2, sedangkan pada umur beton 7
hari kuat tekan mengalami penurunan sebesar 1.270 kg/cm2, dan pada umur 28
hari beton mengalami kenaikan yaitu menjadi sebesar 1.820 kg/cm2.
IV-14
Adapun perbandingan seluruh kuat tekan beton pada umur 3 hari adalah
sebagai berikut :
Gambar IV.9. Perbandingan Grafik Kuat Tekan untuk seluruh Beton Geopolimer pada
Umur 3 Hari
Berdasarkan grafik diatas untuk umur beton 3 hari dengan kode B-1
memiliki kuat tekan beton tertinggi yaitu sebesar 100.762 kg/cm2, dikarenakan
menggunakan komposisi beton dengan 100% semen tanpa komposisi campuran
geopolimer. Namun pada beton geopolimer kode B-5 menjadi beton yang kuat
tekannya tertinggi dibandingkan dengan beton geopolimer lainnya. Dari hasil
penelitian yang dilakukan diketahui bahwa beton yang menggunakan bahan
geopolimer 80% mempunyai sifat kuat tekan di awal umur beton geopolimer.
Berdasarkan dari pengujian slump yang dilakukan, sample B-5 memiliki
nilai slump yang hampir mendekati sample B-2, sehingga kemungkinan kuat
tekan B-5 dihasilkan dari kekuatan material tanah liat tersebut.
IV-15
Sedangkan perbandingan kuat tekan untuk seluruh beton pada umur 7 hari
adalah sebagai berikut :
Gambar IV.10. Perbandingan Grafik Kuat Tekan untuk Seluruh Beton Geopolimer pada
Umur 7 Hari
Berdasarkan dari grafik diatas untuk umur beton 7 hari dengan kode B-1
memiliki kuat tekan beton tertinggi yaitu sebesar 153.243 kg/cm2. Untuk beton
geopolimer umur 7 hari dengan kode B-2 dapat melampaui kuat tekan kode B-5
dengan kuat tekan beton sebesar 63.7794 kg/cm2.
IV-16
Sedangkan perbandingan kuat tekan untuk seluruh beton pada umur 28 hari
adalah sebagai berikut :
Gambar IV.11. Perbandingan Grafik Kuat Tekan untuk Seluruh Beton Geopolimer
Umur 28 Hari
Berdasarkan dari grafik diatas untuk umur beton 28 hari dengan kode B-1
memiliki kuat tekan beton tertinggi yaitu sebesar 229.724 kg/cm2. Untuk umur
beton 28 hari dengan kode B-2 memiliki kuat tekan beton yaitu sebesar 84.893
kg/cm2. Untuk umur beton 28 hari dengan kode B-3 memiliki kuat tekan beton
yaitu sebesar 31.861 kg/cm2. Untuk umur beton 28 hari dengan kode B-4
memiliki kuat tekan beton yaitu sebesar 19.177 kg/cm2. Untuk umur beton 28 hari
dengan kode B-5 memiliki kuat tekan beton yaitu sebesar 44.587 kg/cm2. Untuk
umur beton 28 hari dengan kode B-6 memiliki kuat tekan beton yaitu sebesar
1.820 kg/cm2. Dilihat dari grafik tersebut beton geopolimer dengan kode B-5
mengalami penurunan kuat tekan betonnya, karena didalam unsur kimia tanah liat
tidak terdapat unsur Kalsium (CaO) yang membentuk kekuatan beton geopolimer
tersebut.
IV-17
Adapun rangkuman kuat tekan beton berdasarkan seluruh hasil pengujian
dapat dilihat di bawah ini:
Tabel IV.10. Rangkuman Seluruh Hasil Uji Tekan Beton Geopolimer
KODE Identifikasi Benda
Uji
Geo
Semen
polimer
B-1
0%
100%
B-1
0%
100%
B-1
0%
100%
B-2
20%
80%
B-2
20%
80%
B-2
20%
80%
B-3
40%
60%
B-3
40%
60%
B-3
40%
60%
B-4
60%
40%
B-4
60%
40%
B-4
60%
40%
B-5
80%
20%
B-5
80%
20%
B-5
80%
20%
B-6
100%
0%
B-6
100%
0%
B-6
100%
0%
Tanggal
beton Di
Cor
Tanggal
Beton Di
Test
Umur
(Hari)
16/07/2013
16/07/2013
16/07/2013
19/07/2013
19/07/2013
19/07/2013
22/07/2013
22/07/2013
22/07/2013
22/07/2013
22/07/2013
22/07/2013
23/07/2013
23/07/2013
23/07/2013
23/07/2013
23/07/2013
23/07/2013
19/07/2013
23/07/2013
13/08/2013
22/07/2013
26/07/2013
16/08/2013
25/07/2013
29/07/2013
19/08/2013
25/07/2013
29/07/2013
19/08/2013
26/07/2013
30/07/2013
20/08/2013
26/07/2013
30/07/2013
20/08/2013
3
7
28
3
7
28
3
7
28
3
7
28
3
7
28
3
7
28
Berat
(Kg)
Ratarata
4.620
4.567
4.593
4.213
4.236
4.200
4.120
4.053
3.900
4.053
4.060
3.940
4.193
4.127
4.020
4.087
3.913
3.867
Slump
(cm)
10.9
10.9
10.9
12.5
12.5
12.5
13.0
13.0
13.0
13.1
13.1
13.1
12.8
12.8
12.8
14.7
14.7
14.7
Luas Beban Maks Kekuatan
Tekan
Bidang
(kg)
Tekan
Rata-rata
(kg/cm2)
(cm2)
78.500
7909.833
100.762
78.500 12029.567
153.243
78.500 18033.333
229.724
78.500
3499.433
44.579
78.500
5007.800
63.794
78.500
6664.100
84.893
78.500
2110.467
26.885
78.500
2196.767
27.984
78.500
2501.100
31.861
78.500
1293.067
16.472
78.500
1458.767
18.583
78.500
1505.433
19.177
78.500
4393.033
55.962
78.500
4578.300
58.322
78.500
3500.100
44.587
78.500
120.433
1.534
78.500
99.700
1.270
78.500
142.833
1.820
Gambar IV.12. Perbandingan Grafik Kuat Tekan Beton Geopolimer pada Umur 3, 7 dan
28 Hari
Berdasarkan dari grafik diatas untuk umur beton 28 hari dengan kode B-1
memiliki kuat tekan beton tertinggi yaitu sebesar 229.724 kg/cm2.
Hasil kuat tekan beton geopolimer dengan umur 3 hari, 7 hari dan 28 hari,
terdapat dua kode beton geopolimer dengan kuat tekan tertinggi yaitu beton kode
B-5 dan beton kode B-2. Beton dengan kode B-5 memiliki peningkatan kekuatan
tekan beton yang tinggi di permulaannya terbukti pada umur beton 3 hari, untuk
IV-18
beton kode B-5 mencapai kekuatan tekan tertinggi dibandingkan dengan kode
yang lainnya, akan tetapi nilai kuat tekan beton pada umur berikutnya yaitu umur
28 hari mengalami penurunan sedangkan untuk beton kode B-2 walaupun pada
umur 3 hari kuat tekannya lebih rendah dibanding beton kode B-5 akan tetapi
selanjutnya memiliki peningkatan yang stabil dan terus meningkat, terbukti pada
umur beton 7 hari sampai 28 hari, beton kode B-2 memiliki kuat tekan beton
geopolimer tertinggi dibanding dengan kode beton geopolimer lainnya.
IV-19
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian kuat tekan beton yang dilakukan pada
umur 28 hari, pengurangan jumlah semen dengan geopolimer tidak
memberikan hasil kuat tekan yang lebih baik dibandingkan dengan
beton konvensional, karena didalam unsur kimia tanah liat tidak
terdapat unsur Kalsium (CaO) yang membentuk kekuatan beton
geopolimer.
Pengaruh pengurangan jumlah semen dengan geopolimer akan
memberikan nilai slump yang semakin besar. Ini menunjukan bahwa
campuran beton semakin encer.
Pada saat umur 3 hari sampai 7 hari, beton geopolimer menunjukan
kekuatan awal pengerasannya.
Penyebab beton konvensional lebih tinggi kuat tekannya adalah
pengaruh faktor air semen yang lebih baik dibandingkan dengan beton
geopolimer.
Hasil dari kesimpulan ini hanya dikhususkan pada penelitian yang
dilakukan berlaku pada jenis material, metoda dan sample benda uji
yang digunakan.
5.2
Saran
Untuk mendapatkan hasil pengujian dan penelitian yang memadai,
sebaiknya bahan-bahan material yang digunakan tetap terjaga material
propertisnya, sehingga error pada material dapat direduksi.
Sebaiknya ada perbandingan untuk perawatan sample yang dilakukan
yaitu dengan cara di Oven dan tidak di Oven.
V-1
Agar mendapatkan kurva kuat tekan sample yang lebih jelas, perlu
ditambahkannya jumlah hari pengujian. Misalnya: 3,7,14,21 dan 28
hari.
Bisa dilakukan variasi air pada jumlah campuran, namun angka slump
tetap diukur/dijaga.
Perlu diperhatikan cara melarutkan alkaline aktivator NaOH, untuk
menghasilkan molaritas larutan NaOH yang sesuai.
Tanah Liat yang digunakan adalah tanah liat yang didapat dari
Kecamatan Plered Kabupaten Purwakarta sehingga hasil dari
kesimpulan ini hanya berlaku pada jenis tanah liat tersebut.
V-2
Data Pribadi
Nama
: Gino Marino
Tempat, Tanggal Lahir
: Bandung, 26 Oktober 1990
Jenis kelamin
: Laki-laki
Agama
: Islam
Status
: Kawin
Kewarganegaraan
: Warga Negara Indonesia
Suku
: Sunda
Tinggi/Berat Badan
: 179/65
Golongan darah
:B
Alamat
: Kp. Hegarsari 01/03 Kec. Ciwidey Kab. Bandung
40973
: marinogino261090@gmail.com
marinogino261090@yahoo.com
No. Telp/Hp
: 085722356003
Riwayat Pendidikan
2008-2013
: Universitas Komputer Indonesia
2005-2008
: SMAN 1 CIWIDEY
2002-2005
: SMPN 1 CIWIDEY
1996-2002
: SDN 6 CIWIDEY
PENGGUNAAN TANAH LIAT UNTUK MENGURANGI
JUMLAH SEMEN PADA BETON GEOPOLIMER
SKRIPSI
Tugas Akhir sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana dari
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
Oleh:
GINO MARINO
NIM : 1.30.08.004
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
2013
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat, taufik, serta
hidayah-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan karya tulis yang berbentuk
skripsi ini sesuai dengan waktu yang telah direncanakan.
“Penggunaan Tanah Liat Untuk Mengurangi Jumlah Semen Pada Beton
Geopolimer“ merupakan judul yang diambil dalam rangka memenuhi syarat untuk
memperoleh gelar sarjana teknik pada Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer,
Jurusan Teknik Sipil di Universitas Komputer Indonesia.
Penulisan skripsi ini tidak akan terlaksana dan selesai tanpa bantuan berbagai
pihak. Oleh karena itu Penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1.
Ayahanda dan Ibundaku tercinta, kakak dan adiku serta seluruh
keluarga besar yang telah banyak memberikan dukungan dan
pengorbanan baik secara moril maupun materil sehingga Penulis dapat
menyelesaikan studi dengan baik.
2.
Istri saya Nina Agustina dan anak saya Kais Pariz Marino yang telah
banyak memberikan dukungan dan pengorbanan baik secara moril
maupun materil.
3.
Dr. Y. Djoko Setiyarto, ST., MT., selaku pembimbing dalam
penulisan skripsi ini yang telah banyak memberikan bimbingan,
nasehat dan arahan kepada Penulis.
4.
Dr. Ir. Eddy Soeryanto Soegoto, selaku rektor Universitas Komputer
Indonesia dan Prof. Dr. H. Denny Kurniadie, Ir., M.Sc., selaku dekan
Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia.
5.
M. Donie Aulia, ST., MT., Vitta Pratiwi, ST., MT., Muhammad Riza
H, ST., MT. dan Yogi Jaelani, ST., MT., selaku dosen di Jurusan
Teknik Sipil Universitas Komputer Indonesia.
6.
Seluruh karyawan / staff pegawai Universitas Komputer Indonesia.
7.
Rekan-rekan dijurusan Teknik Sipil terutama teman angkatan 2008
yang telah membantu dan memberikan semangatnya.
8.
Sahabat saya Faridz Wildan Fadli Fauzar, Nur Cevi Andriansyah dan
James Kusmambang yang selalu meluangkan waktunya, membantu
dan memberikan motivasi serta semangatnya sehingga skripsi ini
dapat terselesaikan dengan lancar.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan,
maka saran dan kritik yang konstruktif dari semua pihak sangat diharapkan demi
penyempurnan selanjutnya.
Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi Penulis dan para pembacanya.
Bandung, Agustus 2013
Penulis
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Perkembangan teknologi di bidang rekayasa struktur dan penggunaan
beton semen sebagai salah satu alternatif bahan bangunan masih banyak
digunakan. Hal ini karena bahan penyusun beton seperti semen, agregat, dan
air
mudah
didapatkan.
Akan
tetapi,
penggunaan
semen
banyak
menimbulkan masalah, yaitu adanya gas karbondioksida (CO2) yang
dilepaskan ke udara pada saat produksi semen yang dapat mengakibatkan
pemanasan global. Banyaknya gas karbondioksida sebanding dengan
produksi semen tersebut (Davidovits, 1994), dapat dibayangkan semakin
banyak semen dikonsumsi, maka semakin banyak pula gas karbondioksida
yang di produksi. Hal inilah yang merupakan salah satu faktor pendorong
ditemukannya bahan alternatif berupa beton geopolimer yang menggunakan
berbagai bahan mineral alam seperti fly ash, tanah liat, dan lain-lain yang
berfungsi sebagai bahan baku sintesis geopolimer.
Tanah liat memiliki kandungan unsur kimia yang hampir sama dengan
semen yaitu mengandung Alumunium (Al), Silika (Si), Kalsium Oksida
(CaO), Besi Oksida (FeO) dan Magnesium Oksida (MgO) yang mempunyai
peran penting dalam mempercepat proses pengikatan dan pengerasan pada
beton. Oleh karena itu penggunaan tanah liat untuk mengurangi jumlah
semen pada geopolimer perlu diteliti lebih lanjut.
1.2
Maksud dan Tujuan Penulisan
Maksud dari penulisan ini adalah untuk mengetahui pengaruh
penggunaan tanah liat sebagai bahan baku beton, dengan tujuan untuk
mengurangi jumlah semen pada komposisi beton geopolimer.
I-1
1.3
Batasan Masalah
a.
Tanah liat yang digunakan sebagai bahan baku beton geopolimer ini
diperoleh dari Kecamatan Plered Kabupaten Purwakarta.
b.
Komposisi campuran bahan kimia yang digunakan dalam penelitian
ini adalah sebagai berikut:
Penggunaan molaritas NaOH (7.652 molar).
Rasio perbandingan NaOH terhadap Na2SiO3 yaitu 1 berbanding
4.
c.
Perawatan (Curing)
Beton geopolimer ini di curing dengan cara:
Di Oven (suhu 90°C)
Beton
geopolimer
yang
telah
dilepaskan
dari
cetakan
dimasukkan kedalam oven yang bersuhu 90°C selama 24 jam,
kemudian beton dibiarkan dalam suhu ruangan hingga pengujian
dilakukan.
Tidak Di Oven
Beton yang telah dilepaskan dari cetakan direndam didalam air
hingga pengujian dilakukan.
d.
Sample yang dibuat pada penelitian ini terdiri dari 6 tipe sample,
masing-masing 3 sample yang akan diuji pada usia beton geopolimer
3, 7 dan 28 hari.
e.
Pada penelitian ini sample dicetak pada tabung silinder dengan tinggi
20 cm dan diameter 10 cm.
f.
Pada penelitian dilakukan uji kuat tekan untuk mengetahui kuat tekan
beton dalam parameter yang berbeda.
I-2
1.4
Sistematika Penulisan
Untuk membentuk keutuhan dalam penulisan tugas akhir ini
dipergunakan sistematika penulisan sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini memuat tentang latar belakang, maksud dan tujuan, batasan
masalah, sistematika penulisan dan masalah.
BAB II STUDI PUSTAKA
Studi pustaka ini berisi landasan teori dan informasi tentang definisi beton
konvensional, karakteristik beton konvensional, definisi beton geopolimer,
definisi tanah liat, karakteriistik tanah liat, fungsi sodium hidroksida, fungsi
sodium silikat, dan definisi semen.
BAB III METODE PENELITIAN
Pada bab ini berisi tentang penjelasan alur penelitian untuk mengetahui
penggunaan tanah liat untuk mengurangi jumlah semen pada beton
geopolimer.
BAB IV STUDI EKSPERIMEN
Pada bab ini akan disajikan tentang uraian pembahasan serta perhitungan
analisis data yang didapatkan dari hasil penulisan pada Bab III.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil akhir pengerjaan laporan
tugas akhir yang telah dilakukan. Selain itu terdapat saran yang disajikan
oleh penulis.
1.5
Manfaat
Dalam penulisan ini, penulis bermaksud ingin mendapatkan manfaat
agar bisa digunakan sebagai bahan pertimbangan dalam hal pengendalian
emisi karbondioksida dan menghasilkan beton geopolimer yang kokoh
namun ramah lingkungan.
I-3
BAB II
STUDI PUSTAKA
2.1
Beton Konvensional
Beton adalah sebuah bahan bangunan komposit yang terbuat dari
kombinasi agregat dan pengikat (semen). Beton mempunyai karakteristik
tegangan hancur tekan yang tinggi serta tegangan hancur tarik yang rendah.
Beton tidak dapat dipergunakan pada elemen konstruksi yang memikul
momen lengkung atau tarikan, karena beton sangat lemah dalam menerima
gaya tarik.
Beton memiliki kelebihan dan kekurangan antara lain sebagai berikut:
Kelebihan Beton:
Beton mampu menahan gaya tekan dengan baik
Beton segar dapat dengan mudah dicetak sesuai dengan keinginan
Beton segar dapat segar dapat disemprotkan pada permukaan beton
lama yang retak maupun dapat diisikan kedalam retakan beton dalam
proses perbaikan
Beton segar dapat dipompakan sehingga memungkinkan untuk
dituang
Kekurangan Beton:
Beton dianggap tidak mampu menahan gaya tarik, sehingga mudah
retak, oleh karena itu perlu di beri baja tulangan sebagai penahan gaya
tarik
Untuk mendapatkan beton kedap air secara sempurna, harus dilakukan
dengan pengerjaan yang teliti
Beton bersifat getas (tidak daktail) sehingga harus dihitung dan teliti
secara seksama agar setelah dikompositkan dengan baja tulangan
menjadi bersifat daktail, terutama pada struktur tahan gempa
II-1
2.2
Beton Geopolimer
Davidovits memberi nama material temuannya 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 mengandung unsur-unsur silikat dan
alumunium. Unsur-unsur ini banyak didapati, diantaranya pada material
alam ataupun buangan hasil sampingan industri seperti tanah liat, abu
terbang, dan lain-lain. Untuk melarutkan unsur-unsur silikat dan
alumunium, serta memungkinkan terjadi reaksi kimiawi, digunakan larutan
yang bersifat alkanis. Material ini digabung dengan agregat batuan
kemudian akan menghasilkan beton geopolimer.
Geopolimer merupakan produk beton geosintetik di mana reaksi
pengikatan yang terjadi adalah reaksi polimerisasi. Dalam reaksi
polimerisasi, aluminium (Al) dan Silika (Si) mempunyai peran penting
dalam ikatan polimerisasi. Reaksi Aluminium (Al) dan Silika yang
terkandung dibahan dasar dengan larutan alkali akan menghasilkan
rangkaian panjang AlO4 dan SiO4 (Davidovits, 1994)
Gambar II.1. Ikatan yang Terjadi pada Beton Geopolimer
Sumber: Davidovits (1994,p.2)
Hasil- hasil riset selama ini telah menunjukan bahwa beton
geopolimer memiliki sifat-sifat teknik yang mengesankan, diantaranya
bahan dasar dari beton geopolimer tersebut dan campuran beton geopolimer
II-2
yang cepat mengeras, sehingga kuat tekan dapat dicapai pada umur awal
setelah beton tersebut di cetak, Davidovits (1994).
Menurut Davidovits (2002), Piramida Agung Giza dibangun dari
unsur tanah liat, setelah melalui proses pembakaran maka tanah liat tersebut
menjadi sekeras batu alam, campuran unsur tanah liat ini apabila dipanaskan
pada suhu tinggi maka bahan-bahan tersebut akan saling berinteraksi.
Dalam
penggunaannya,
beton
geopolimer
memiliki
beberapa
kelebihan dan kekurangan sebagai berikut :
a)
Kelebihan beton geopolimer
Dapat mengurangi polusi udara, karena beton geopolimer
disebut beton yang ramah lingkungan.
b)
Berbahan baku alami sehingga bahan baku mudah didapat.
Kekurangan beton geopolimer
Proses pembuatan yang sedikit lebih rumit dibandingkan beton
konvensional karena jenis material yang digunakan lebih banyak
dari pada beton konvensional
2.3
Definisi Tanah Liat
Tanah Liat merupakan suatu zat yang terbentuk dari partikel-partikel
yang sangat kecil terutama dari mineral-mineral yang disebut kaolinit, yaitu
pesenyawaan dari Oksida Alumina (Al2O3), dengan Oksida Silica (SiO2)
dan air (H2O).
Tanah liat dalam ilmu kimia termasuk Hidrosilika Alumina, yang
dalam keadaan murni mempunyai rumus: Al2O3 2SiO2 2H2O. Komposisi
unsur kimia yang terdapat pada Tanah Liat, adalah sebagai berikut:
II-3
Tabel II.1. Komposisi Unsur Kimia pada Tanah Liat (Lempung)
(Lab Kimia FMIPA USU, 2011)
Unsur/Senyawa
%
Silika (SiO2)
± 59.14
Alumunium Karbonat (Al2O3)
± 15.34
Besi (Fe2O3)
± 0.69
Kalsium Oksida (CaO)
± 0.51
Natrium Oksida (Na2O)
± 0.38
Magesium Oksida (MgO)
± 0.35
Kalium (K2O)
± 0.11
Air (H2O)
± 0.12
TiO2
± 0.11
Lain-lain
± 0.09
Di alam hanya terdapat dua jenis tanah liat, yaitu: Tanah Liat Primer
dan Tanah Liat Sekunder.
2.3.1 Tanah Liat Primer
Tanah Liat Primer (residu) adalah jenis tanah liat yang dihasilkan dari
pelapukan batuan feldspatik oleh tenaga endogen yang tidak berpindah dari
batuan induk. Selain tenaga air, tenaga uap panas yang keluar dari dalam
bumi mempunyai andil dalam pembentukan tanah liat primer. Karena tidak
terbawa arus air, angin maupun gletser, maka tanah liat tidak berpindah
tempat sehingga sifatnya lebih murni diibandingkan dengan tanah liat
sekunder. Tanah liat primer cenderung berbutir kasar, tidak plastis daya
leburnya tinggi dan daya susutnya kecil. Karena tidak tercampur dengan
bahan organik seperti humus, ranting atau daun busuk dan sebagainya, maka
tanah liat berwarna putih atau kusam.
2.3.2 Tanah Liat Sekunder
Tanah Liat Sekunder (sedimen) adalah jenis tanah liat hasil pelapukan
batuan feldspatik yang berpindah jauh dari batuan induknya karena tenaga
eksogen, dan dalam perjalanan bercampur dengan bahan-bahan organik
maupun anorganik.
II-4
Jumlah tanah liat sekunder lebih banyak dari tanah liat primer.
Transportasi air mempunyai pengaruh khusus pada tanah liat, salah satunya
ialah gerakan arus air cenderung menggerus mineral tanah liat menjadi
partikel-partikel yang semakin kecil. Karena pembentukannya melalui
proses panjang dan bercampur dengan bahan pengotor seperti oksida logam
(besi, nikel, titan mangan dan sebagainya), dan bahan organik (humus dan
daun busuk), maka tanah liat mempunyai sifat: berbutir halus berwarna
krem/abu-abu/merah jambu/kuning. Pada umumnya tanah liat sekunder
lebih plastis dan mempunyai daya susut yang lebih besar daripada tanah liat
primer. Setelah dibakar, warnanya menjadi lebih terang dari krem muda,
abu-abu muda ke coklat. Semakin tinggi suhu bakarnya semakin keras dan
semakin kecil porositasnya.
Tanah Liat yang digunakan pada penelitian ini termasuk kedalam jenis
tanah liat sekunder, karena tanah liat ini sudah bepindah jauh dari batuan
induknya.
2.4
Alkaline Activator (Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida)
Alkaline activator merupakan bahan yang sangat penting dalam
pembuatan beton geopolimer, sebagai salah satu bahan pengikat unsur
alumunium dan silikat yang terkandung dalam tanah liat, sehingga terbentuk
suatu ikatan polimerisasi dan mempercepat reaksi yang terjadi.
2.4.1 Sodium Hidroksida (NaOH)
Sodium hidroksida berfungsi untuk mereaksikan unsur-unsur Al dan
Si yang terkandung dalam tanah liat, sehingga dapat menghasilkan ikatan
polimer yang kuat. NaOH dalam beton geopolimer adalah sebagai daya
dukung untuk terjadinya polimerisasi.
2.4.2 Sodium Silikat (Na2SiO3)
Sodium silikat terdapat dalam 2 bentuk, yaitu padat dan cair, untuk
campuran beton banyak digunakan dengan bentuk cairan. Sodium silikat
atau yang lebih dikenal water glass, pada mulanya digunakan sebagai
campuran dalam pembuatan sabun. Tetapi dalam perkembangannya sodium
II-5
silikat dapat digunakan untuk berbagai macam keperluan, antara lain untuk
bahan campuran semen, pengikat keramik, campuran cat serta dalam
beberapa keperluan industri, seperti kertas, tekstil dan serat.
Sodium silikat ini merupakan salah satu larutan alkali yang
memainkan peran penting dalam proses polimerisasi karena sodium silikat
mempunyai fungsi untuk mempercepat reaksi polimerisasi. Reaksi terjadi
secara cepat ketika larutan alkali banyak mengandung larutan silikat seperti
Sodium silikat ataupun potassium silikat dibandingkan reaksi yang terjadi
akibat larutan alkali yang banyak mengandung larutan hidroksida.
2.5
Semen
Semen adalah suatu campuran senyawa kimia yang bersifat hidrolis,
artinya jika dicampur dalam air dalam jumlah tertentu akan mengikat bahanbahan lain menjadi satu kesatuan massa yang dapat memadat dan mengeras.
Secara umum semen dapat didefinisikan sebagai bahan perekat yang dapat
merekatkan bagian-bagian benda padat menjadi bentuk yang kuat kompak
dan keras.
Semen adalah hasil industri dari perpaduan 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.
Batu kapur/gamping adalah bahan alam yang mengandung senyawa
Calcium Oksida (CaO), sedangkan lempung/tanah liat adalah bahan alam
yang mengandung senyawa : Silika Oksida (SiO2), Alumunium Oksida
(Al2O3), Besi Oksida (Fe2O3) dan Magnesium Oksida (MgO). Untuk
menghasilkan semen, bahan baku tersebut dibakar sampai meleleh, sebagian
untuk membentuk clinkernya, yang kemudian dihancurkan dan ditambah
dengan gips (gypsum) dalam jumlah yang sesuai.
II-6
Tabel II.2. Komposisi Unsur Kimia Pada Semen
Unsur/Senyawa
%
Silika (SiO2)
± 17 - 25
Alumunium Karbonat (Al2O3)
±3-8
Besi (Fe2O3)
± 0.5 – 6.0
Kalsium Oksida (CaO)
± 60 – 67
Natrium Oksida (Na2O)
± 0.3 – 1.2
Magesium Oksida (MgO)
± 0.5 – 4.0
Kalium (K2O)
± 0.3 – 1.2
(SO3)
± 2.0 – 3.5
Ordinary Portland Cement (Tipe I) adalah semen Portland yang
dipakai untuk segala macam konstruksi apabila tidak diperlukan sifat-sifat
khusus, misalnya ketahanan terhadap sulfat, panas hiderasi dan sebagainya
Semen Portland dibuat dengan mengkalsinasi campuran batu kapur
(limestone) dengan tanah liat (clay) pada suhu tinggi untuk menghasilkan
suatu produk untuk menghasilkan semen. Semen Portland terdiri berbagai
senyawa oksida yang disajikan didalam Tabel II.3.
Tabel II.3. Komponen Utama Semen Portland
Singkatan
Nama Senyawa
Komposisi Oksida
Tri-Calsium Silicate
3CaO.SiO2
C3 S
Di-Calsium Silicate
2CaO.SiO2
C2 S
Tri-Calsium Silikate
3CaO.Al2O3
C3 A
Tetra-Calsium
4CaO.Al2O3.Fe2O3
C4AF
Oksida
Aluminoferrate
II-7
Adapun perbandingan komposisi unsur kimia semen dengan tanah liat
adalah sebagai berikut :
Tabel II.4. Perbandingan Komposisi Unsur Kimia Semen Dengan Tanah Liat
Unsur/Senyawa
Semen (%)
Tanah Liat (%)
± 17 - 25
± 59.14
±3-8
± 15.34
Besi (Fe2O3)
± 0.5 – 6.0
± 0.69
Kalsium Oksida (CaO)
± 60 – 67
± 0.51
Natrium Oksida (Na2O)
± 0.3 – 1.2
± 0.38
Magesium Oksida (MgO)
± 0.5 – 4.0
± 0.35
Kalium (K2O)
± 0.3 – 1.2
± 0.11
(SO3)
± 2.0 – 3.5
± 0.09
± 0 - 0.1
± 0.12
Silika (SiO2)
Alumunium Karbonat (Al2O3)
Air (H2O)
2.6
Rasio Air Semen
Rasio air semen adalah rasio berat air terhadap berat semen yang
digunakan dalam campuran beton dan memiliki pengaruh penting pada
kualitas beton yang dihasilkan. Sebuah rasio air semen yang lebih rendah
menyebabkan kekuatan yang lebih tinggi dan daya tahan yang juga lebih
tinggi. Konsep rasio air semen dikembangkan oleh Duff A. Abrams dan
pertama kali diterbitkan pada tahun 1918.
Beton mengeras sebagai hasil dari reaksi kimia antara semen dan air
(dikenal sebagai hidrasi, ini menghasilkan panas dan disebut panas hidrasi),
hal ini memerlukan rasio air-semen 1:4. Namun, campuran dengan w / c
rasio 0,2, memungkinkan air tidak mengalir cukup baik untuk di cetak,
sehingga lebih banyak air digunakan daripada secara teknis diperlukan
untuk bereaksi dengan semen. Rasio air-semen yang lebih khas dari 0,4-0,6
digunakan. Untuk beton kekuatan yang lebih tinggi, Terlalu banyak air akan
menghasilkan pemisahan komponen pasir dan agregat dari pasta semen, air
yang tidak dikonsumsi oleh reaksi hidrasi dapat meninggalkan beton seperti
mengeras di awal hari, sehingga pori-pori mikroskopis (pendarahan) yang
II-8
akan mengurangi kekuatan akhir beton. Campuran dengan terlalu banyak air
akan mengalami penyusutan lebih seperti daun kelebihan air, sehingga akan
retak dan patah tulang terlihat yang lagi-lagi akan mengurangi kekuatan
akhir. 1997 Uniform Building Code menentukan rasio maksimum 0,50
perbandingan air dengan semen (1:2).
II-9
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1
Metode Penelitian
Metode yang digunakan untuk penelitian ini adalah merupakan
metode percobaan (eksperimen), yaitu dengan cara mengurangi komposisi
semen untuk setiap sample seiring bertambahnya campuran geopolimer
pada beton. Selain itu dimaksudkan agar semua material pada beton
geopolimer dapat lebih terikat serta diharapkan dalam penambahan
campuran geopolimer tersebut menghasilkan mutu beton sesuai dengan
rencana mutu beton konvensional. Dengan alur metode penelitian sebagai
berikut:
Gambar III.1. Alur Metode Penelitian
III-1
Adapun detail urutan kegiatan penelitian adalah sebagai berikut :
III-2
(A)
KOMPOSISI
BETON
GEOPOLIMER
(seuai dengan
komposisi beton
konvensional)
AGREGAT
HALUS
BINDER
GEOPOLIMER
TANAH
LIAT
(74%)
AGREGAT
KASAR
SEMEN
BAHAN
KIMIA
(26%)
NaOH
(1)
Na2SiO3
(4)
BETON
GEOPOLIMER
UJI SLUMP
CURING
UJI KUAT TEKAN
ANALISA DATA
KESIMPULAN
FINISH
Gambar III.2. Detail Urutan Kegiatan Penelitian
III-3
3.2
Studi Literatur
Pada tahap ini dikumpulkan teori dan informasi tentang beton konvensional,
beton geopolimer, definisi tanah liat, campuran geopolimer, definisi semen,
dan rasio air semen.
3.3
Penentuan Mutu Beton
Penentuan mutu beton konvensional dilakukan untuk menentukan kuat
tekan beton yang akan dijadikan dasar untuk menentukan mutu kuat tekan
beton geopolimer yang akan di buat.
3.4
Mix Desain
Mix desain beton konvensional dengan mutu K-175 yang dilakukan di awal
penelitian ini merupakan acuan untuk mix desain beton geopolimer.
3.5
Komposisi Beton Konvensional dan Beton Geopolimer
Untuk pembuatan benda uji beton konvensional, dilakukan mix desain
untuk komposisi material-material yang akan digunakan yaitu agregat halus,
agregat kasar dan semen. Untuk pembuatan benda uji beton geopolimer,
dilakukan mix desain untuk komposisi material-material yang akan
digunakan yaitu agregat halus, agregat kasar, tanah liat, semen dan
campuran bahan kimia yaitu sodium silikat dan sodium hidroksida.
3.6
Curing
Pada tahap ini Beton yang sudah dilepaskan dari cetakan kemudian di
curing dengan 2 metode yang berbeda yaitu dengan cara direndam dalam air
untuk beton konvesional dan di oven dalam suhu 90oC untuk beton
geopoolimer.
3.7
Uji Slump
Pengujian Slump dilakukan terhadap beton segar yang mewakili campuran
beton. Hasil dari pengujian ini digunakan dalam pekerjaan perencanaan
campuran beton dan pengendalian mutu beton pada pelaksanaan
pengecoran.
3.8
Uji Kuat Tekan Beton
Pengujian kuat tekan beton dilakukan untuk menentukan hasil dari kuat
tekan beton tersebut. Pengujian ini dilakukan di Laboratorium Rekayasa
Struktur Teknik Sipil ITB dengan menggunakan alat uji kuat tekan I-BER
III-4
TEST berkapasitas 20 ton dan Tokyo Testing Machine MFG CO., LTD
berkapasitas 100 ton.
3.9
Analisa Data
Analisa dilakukan untuk mendapatkan kesimpulan dari hasil uji kuat tekan
beton geopolimer.
3.10 Kesimpulan
Pada tahapan ini dilakukan penarikan kesimpulan terhadap hasil pengujian
kuat tekan beton geopolimer
3.11 Proses Pembuatan Beton Konvensional
a.
Timbang semua material yang akan digunakan.
b.
Campurkan Semen, Air, Agregat kasar, Agregat halus dan di aduk
hingga merata.
c.
Beton kemudian dicetak dalam cetakan berukuran 100 x 200 mm2 dan
diratakan.
d.
Untuk beton konvensional di disimpan dalam air selama proses curing
berlangsung hingga pengujian-pengujian dilakukan.
3.12 Proses Pembuatan Beton Geopolimer
a.
Campur Sodium Hidroksida dengan air hingga menjadi 7.652 M.
b.
Timbang semua material yang akan digunakan.
c.
Aduk larutan Sodium Hidroksida, Sodium Silikat dan Tanah Liat
hingga tercampur rata dalam ember plastik.
d.
Campurkan Semen, Air, Agregat kasar, Agregat halus dan di aduk
hingga merata.
e.
Beton geopolimer kemudian dicetak dalam cetakan berukuran 100 x
200 mm2 dan diratakan.
f.
Untuk beton geopolimer yang akan di oven, cetakan bisa dilepas
setelah beton sudah mengeras. Biasanya bisa dilakukan pada umur 5
jam. Setelah dilepas dari cetakan, beton geopolimer ini kemudian
dimasukkan dalam oven dengan temperatur 90°C selama 24 jam.
Setelah di oven selama 24 jam, beton geopolimer disimpan dalam
suhu ruangan sampai pengetesan-pengujian dilakukan.
III-5
BAB IV
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS DATA
4.1
PENENTUAN KOMPOSISI ALKALINE AKTIVATOR
Pada penelitian ini molaritas NaOH dibatasi sebesar 7.652 molar. Adapun
cara menghitung NaOH 7.652 molar adalah sebagai berikut :
Diketahui Mr NaOH = 40 (berdasarkan tabel periodik), maka:
Mr NaOH x molaritas yang diinginkan = NaOH (gram)
Contoh: 40 x 7.652 = 306.08 gram
Untuk mendapatkan 7.652 molar NaOH dalam bentuk cair, 306.08 gram
NaOH tersebut dicampurkan dengan air dan dimasukan kedalam tabung
erlenmeyer hingga volume campuran didalam erlenmeyer mencapai 1 liter.
4.2
PENENTUAN KOMPOSISI BETON KONVENSIONAL
Pada penelitian ini komposisi perbandingan beton konvensional diantaranya
semen, agregat halus, agregat kasar dan faktor air semen, yaitu 1 : 2 : 3 +
w/c = 0.4439. adapun perhitungan menentukan komposisi beton
konvensional akan dibahas pada perhitungan berikut:
4.3
PENENTUAN KOMPOSISI BETON GEOPOLIMER
Pada tahap ini komposisi semen pada setiap sample dikurangi seiring
dengan bertambahnya campuran geopolimer pada beton.
IV-1
Adapun perbandingan komposisi geopolimer dengan semen pada setiap
adalah sebagai berikut :
Tabel IV.1. Perbandingan Komposisi antara Geopolimer dengan Semen pada Beton
Geopolimer untuk Setiap Sampel
KODE
GEOPOLIMER
SEMEN
B-1
0%
B-2
UMUR TEST (Hari)
3
7
28
100%
3 Sample
3 Sample
3 Sample
20%
80%
3 Sample
3 Sample
3 Sample
B-3
40%
60%
3 Sample
3 Sample
3 Sample
B-4
60%
40%
3 Sample
3 Sample
3 Sample
B-5
80%
20%
3 Sample
3 Sample
3 Sample
B-6
100%
0%
3 Sample
3 Sample
3 Sample
Gambar IV.1. Grafik Perbandingan antara Geopolimer dengan Semen pada Beton
Geopolimer untuk Setiap Sampel
Sedangkan untuk umur uji sample yang digunakan dalam penelitian
beton geopolimer ini adalah 3 hari, 7 hari dan 28 hari. Pada saat umur 3 hari
sampai 7 hari, beton geopolimer diprediksi akan menunjukan kekuatan awal
IV-2
pengerasannya dan secara teori beton akan mencapai puncak kekuatannya
pada umur 28 hari.
Adapun perhitungan untuk menentukan komposisi beton konvensional dan
beton geopolimer untuk setiap sample adalah sebagai berikut:
Gambar IV.2. Tabung Silinder
Diameter
= 10 cm → 0.1 m
Tinggi
= 20 cm → 0.2 m
Berat Jenis Beton
= 2200 Kg/m3 (K-175)
Volume
= ¼ . π . (0.1)2 . 0.2
= 0,00157 m3
Total Volume
= 9 Sample . 0,00157 m3
= 0,01413 m3
Berat Campuran Beton Geopolimer Dalam Suatu Wadah
Total V . Berat Jenis Beton
= 0.01413 m3 . 2200 Kg/m3
= 31,086 Kg
Perbandingan Antara Binder, Agregat Halus Dan Agregat Kasar.
Binder (1)
:
Agregat Halus (2)
:
Agregat Kasar (3)
= 1/6 . 31,086 Kg
= 5,181 Kg
= 2/6 . 31,086 Kg
= 10,362 Kg
= 3/6 . 31,086 Kg
= 15.543 Kg
Jadi dalam satu wadah ( 9 Sample ) terdiri dari:
Binder
= 5,181 Kg
Agregat Halus
= 10,362 Kg
Agregat Kasar
= 15.543 Kg
Total
= 31.086 Kg
IV-3
4.3.1 Komposisi Beton Konvensional Kode B-1 (Geopolimer 0% - Semen
100%)
Beton geopolimer dengan komposisi semen 5.181 Kg, air 2.300 Kg, agregat
halus 10,362 Kg dan agregat kasar 15.543 Kg.
Binder =
5.1810
գ
Geopolimer =
0%
dari Binder
0
NaOH =
1/5 dari Bahan Kimia
0.0000
Bahan Kimia =
26%
dari Geopolimer
0.0000
գ
բ
գ
բ
բ
Semen =
100%
dari Binder
5.181
w/c = 0.4439
Tanah Liat =
74%
dari Geopolimer
0.0000
Na2SiO3 =
4/5 dari Bahan Kimia
0.0000
4.3.2 Komposisi Beton Geopolimer Kode B-2 (Geopolimer 20% - Semen
80%)
Beton geopolimer dengan komposisi semen 4.1448 Kg, air 2.300 Kg, tanah
liat 0.7668 Kg, NaOH 0.0539 Kg, Na2SiO3 0.2155 Kg, agregat halus 10,362
Kg dan agregat kasar 15.543 Kg.
Binder =
5.1810
գ
Geopolimer =
20%
dari Binder
1.0362
NaOH =
1/5 dari Bahan Kimia
0.0539
Bahan Kimia =
26%
dari Geopolimer
0.2694
գ
բ
գ
բ
բ
Semen =
80%
dari Binder
4.1448
w/c = 0.5549
Tanah Liat =
74%
dari Geopolimer
0.7668
Na2SiO3 =
4/5 dari Bahan Kimia
0.2155
IV-4
4.3.3 Komposisi Beton Geopolimer Kode B-3 (Geopolimer 40% - Semen
60%)
Beton geopolimer dengan komposisi semen 3.1086 Kg, air 2.300 Kg, tanah
liat 1.5336 Kg, NaOH 0.1078 Kg, Na2SiO3 0.4311 Kg, agregat halus 10,362
Kg dan agregat kasar 15.543 Kg.
Binder =
5.1810
գ
Geopolimer =
40%
dari Binder
2.0724
NaOH =
1/5 dari Bahan Kimia
0.1078
Bahan Kimia =
26%
dari Geopolimer
0.5388
գ
բ
գ
բ
բ
Semen =
60%
dari Binder
3.1086
w/c = 0.7399
Tanah Liat =
74%
dari Geopolimer
1.5336
Na2SiO3 =
4/5 dari Bahan Kimia
0.4311
4.3.4 Komposisi Beton Geopolimer Kode B-4 (Geopolimer 60% - Semen
40%)
Beton geopolimer dengan komposisi semen 2.0724 Kg, air 2.300 Kg, tanah
liat 2.3004 Kg, NaOH 0.1616 Kg, Na2SiO3 0.6466 Kg, agregat halus 10,362
Kg dan agregat kasar 15.543 Kg.
Binder =
5.1810
գ
Geopolimer =
60%
dari Binder
3.1086
NaOH =
1/5 dari Bahan Kimia
0.1616
Bahan Kimia =
26%
dari Geopolimer
0.8082
գ
բ
գ
բ
բ
Semen =
40%
dari Binder
2.0724
w/c = 1.1098
Tanah Liat =
74%
dari Geopolimer
2.3004
Na2SiO3 =
4/5 dari Bahan Kimia
0.6466
IV-5
4.3.5 Komposisi Beton Geopolimer Kode B-5 (Geopolimer 80% - Semen
20%)
Beton geopolimer dengan komposisi semen 1.0362 Kg, air 2.300 Kg, tanah
liat 3.0672 Kg, NaOH 0.2155 Kg, Na2SiO3 0.8621 Kg, agregat halus 10,362
Kg dan agregat kasar 15.543 Kg.
Binder =
5.1810
գ
Geopolimer =
80%
dari Binder
4.1448
NaOH =
1/5 dari Bahan Kimia
0.2155
Bahan Kimia =
26%
dari Geopolimer
1.0776
գ
բ
գ
բ
բ
Semen =
20%
dari Binder
1.0362
w/c = 2.2196
Tanah Liat =
74%
dari Geopolimer
3.0672
Na2SiO3 =
4/5 dari Bahan Kimia
0.8621
4.3.6 Komposisi Beton Geopolimer Kode B-6 (Geopolimer 100% - Semen
0%)
Beton geopolimer dengan komposisi tanah liat 3.8339 Kg, air 2.300 Kg,
NaOH 0.2694 Kg, Na2SiO3 1.0776 Kg, agregat halus 10,362 Kg dan agregat
kasar 15.543 Kg.
Binder =
5.1810
գ
Geopolimer =
100%
dari Binder
5.181
NaOH =
1/5 dari Bahan Kimia
0.2694
Bahan Kimia =
26%
dari Geopolimer
1.3471
գ
բ
գ
բ
բ
Semen =
0%
dari Binder
0
w/c = 0.0000
Tanah Liat =
74%
dari Geopolimer
3.8339
Na2SiO3 =
4/5 dari Bahan Kimia
1.0776
IV-6
Adapun kebutuhan bahan dalam pembuatan beton geopolimer untuk setiap sampel
adalah sebagai berikut :
Tabel IV.2. Kebutuhan Bahan dalam Pembuatan Beton Geopolimer untuk Setiap Sampel
Kode
Tanah
Semen
NaOH
Na2SiO3
Liat
(Kg)
(Kg)
(Kg)
Air
(Kg)
(Kg)
Agregat
Agregat
Halus
Kasar
(Kg)
(Kg)
B-1
0
5.181
0
0
2.300
10.362
15.543
B-2
0.7668
4.1448
0.0539
0.2155
2.300
10.362
15.543
B-3
1.5336
3.1086
0.1078
0.4311
2.300
10.362
15.543
B-4
2.3004
2.0724
0.1616
0.6466
2.300
10.362
15.543
B-5
3.0672
1.0362
0.2155
0.8621
2.300
10.362
15.543
B-6
3.8339
0
0.2694
1.0776
2.300
10.362
15.543
4.4
UJI SLUMP
Pengujian Slump pada penelitian ini dilakukan di Laboratorium Universitas
Komputer Indonesia, dengan menggunakan alat yang bernama Kerucut
Abrams. Pengujian ini dilakukan terhadap beton segar yang mewakili
campuran beton. Hasil dari pengujian ini yang kemudian digunakan dalam
pekerjaan perencanaan campuran beton dan pengendalian mutu beton pada
pelaksanaan pembetonan. Nilai Slump adalah selisih ketinggian antara
kerucut tes slump dengan beton yang diuji.
Adapun hasil dari pengujian slump untuk seluruh komposisi beton adalah
sebagai berikut :
Tabel IV.3. Tabel Hasil Pengujian Slump
KODE
B-1
B-2
B-3
B-4
B-5
B-6
Identifikasi Benda Uji
Geopolimer
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Semen
100%
80%
60%
40%
20%
0%
Tanggal
Slump
beton Di Cor (cm)
16/07/2013
19/07/2013
22/07/2013
22/07/2013
23/07/2013
23/07/2013
10.900
12.500
13.000
13.100
12.800
14.700
IV-7
Dari tabel VI.1. dapat dilihat bahwa nilai slump pada kode B-1 sampai
dengan kode B-5 termasuk kedalam standard nilai slump untuk struktur atas
yaitu berkisar antara 12 ± 2 cm, dengan nilai slump tersebut akan
memungkinkan campuran pasta pada beton segar ini dapat memenuhi
rongga-rongga dan dapat mengikat semua komponen campuran beton.
Tetapi yang terjadi pada kode B-6 yang mempunyai nilai slump sebesar
14.7 cm, dapat diperkirakan pasta pada campuran tersebut tidak dapat
merekat dengan baik, sehingga akan menyebabkan kurangnya kekuatan
tekan pada beton tersebut.
4.5
UJI KUAT TEKAN BETON
Pengujian Kuat Tekan Beton dilaksanakan di Laboratorium Rekayasa
Struktur Institut Teknologi Bandung dengan menggunakan alat I-ber Test
berkapasitas 20 ton dan Tokyo Testing Machine MFG CO., LTD yang
berkapasitas 100 ton.
IV-8
Adapun hasil pengujian kuat tekan beton B-1 dengan komposisi 0% geopolimer
dan 100% semen adalah sebagai berikut:
Tabel IV.4. Tabel Hasil Uji Tekan Beton Pada Kode B-1
KODE
B-1
B-1
B-1
Identifikasi Benda
Tanggal
Tanggal
Uji
beton Di Cor Beton Di
Test
Geo
Semen
polimer
0%
100%
16/07/2013 19/07/2013
0%
100%
16/07/2013 23/07/2013
0%
100%
16/07/2013 13/08/2013
Umur
(Hari)
3
7
28
Berat
(Kg)
Ratarata
4.620
4.567
4.593
Slump
(cm)
10.9
10.9
10.9
Luas Beban Maks Kekuatan
Tekan
Bidang
(kg)
2
Tekan
Rata-rata
(kg/cm )
2
(cm )
78.500
7909.833
100.762
78.500 12029.567
153.243
78.500 18033.333
229.724
28
Gambar IV.3. Grafik Kuat Tekan Beton pada Kode B-1
Berdasarkan pengujian kuat tekan beton untuk kode B-1, pada umur beton
3 hari didapat nilai kuat tekan sebesar 100.762 kg/cm2, sedangkan pada umur
beton 7 hari kuat tekan mengalami kenaikan sebesar 153.243 kg/cm2, dan pada
umur 28 hari beton juga mengalami kenaikan yaitu menjadi sebesar 229.724
kg/cm2. Dengan nilai kuat tekan beton sebesar 229.724 kg/cm2 pada umur beton
28 hari, maka nilai kuat tekan beton tersebut sudah mencapai kuat tekan beton
yang direncanakan.
IV-9
Sedangkan hasil pengujian kuat tekan beton B-2 dengan komposisi 20%
geopolimer dan 80% semen adalah sebagai berikut:
Tabel IV.5. Tabel Hasil Uji Tekan Beton Pada Kode B-2
KODE Identifikasi Benda
Uji
B-2
B-2
B-2
Geo
polimer
20%
20%
20%
Tanggal
Beton Di
Test
Umur
(Hari)
Berat
(Kg)
Slump
(cm)
Semen
Tanggal
beton Di
Cor
80%
80%
80%
19/07/2013
19/07/2013
19/07/2013
22/07/2013
26/07/2013
16/08/2013
3
7
28
Ratarata
4.213
4.236
4.200
12.5
12.5
12.5
Luas Beban Maks Kekuatan
(kg)
Tekan
Bidang
Tekan
(kg/cm2)
Rata-rata
(cm2)
78.500
78.500
78.500
3499.433
5007.800
6664.100
44.579
63.794
84.893
Gambar IV.4. Grafik Kuat Tekan Beton pada Kode B-2
Berdasarkan pengujian kuat tekan beton untuk kode B-2, pada umur beton
3 hari didapat nilai kuat tekan sebesar 44.579 kg/cm2, sedangkan pada umur beton
7 hari kuat tekan mengalami kenaikan sebesar 63.794 kg/cm2, dan pada umur 28
hari beton juga mengalami kenaikan yaitu menjadi sebesar 84.893 kg/cm2.
IV-10
Sedangkan hasil pengujian kuat tekan beton B-3 dengan komposisi 40%
geopolimer dan 60% semen adalah sebagai berikut:
Tabel IV.6. Tabel Hasil Uji Tekan Beton Pada Kode B-3
KODE Identifikasi Benda
Uji
B-3
B-3
B-3
Geo
polimer
40%
40%
40%
Tanggal
beton Di
Cor
Tanggal
Beton Di
Test
Umur
(Hari)
Berat
(Kg)
3
7
28
Ratarata
4.120
4.053
3.900
Semen
60%
60%
60%
22/07/2013 25/07/2013
22/07/2013 29/07/2013
22/07/2013 19/08/2013
Slump
(cm)
Luas
Bidang
Tekan
2
13.000
13.000
13.000
Beban
Maks (kg)
Kekuatan
Tekan
(kg/cm2)
(cm )
Rata-rata
78.500
78.500
78.500
2110.467
2196.767
2501.100
26.885
27.984
31.861
28
Gambar IV.5. Grafik Kuat Tekan Beton pada Kode B-3
Berdasarkan pengujian kuat tekan beton untuk kode B-3, pada umur beton
3 hari didapat nilai kuat tekan sebesar 26.885 kg/cm2, sedangkan pada umur beton
7 hari kuat tekan mengalami kenaikan sebesar 27.984 kg/cm2, dan pada umur 28
hari beton juga mengalami kenaikan yaitu menjadi sebesar 31.861 kg/cm2.
IV-11
Sedangkan hasil pengujian kuat tekan beton B-4 dengan komposisi 60%
geopolimer dan 40% semen adalah sebagai berikut:
Tabel IV.7. Tabel Hasil Uji Tekan Beton Pada Kode B-4
KODE Identifikasi Benda
Uji
B-4
B-4
B-4
Geo
polimer
60%
60%
60%
Tanggal
beton Di
Cor
Tanggal
Beton Di
Test
Umur
(Hari)
Berat
(Kg)
3
7
28
Ratarata
4.053
4.060
3.940
Semen
40%
40%
40%
22/07/2013 25/07/2013
22/07/2013 29/07/2013
22/07/2013 19/08/2013
Slump
(cm)
Luas
Bidang
Tekan
2
13.100
13.100
13.100
Beban
Maks (kg)
Kekuatan
Tekan
(kg/cm2)
(cm )
Rata-rata
78.500
78.500
78.500
1293.067
1458.767
1505.433
16.472
18.583
19.177
28
Gambar IV.6. Grafik Kuat Tekan Beton pada Kode B-4
Berdasarkan pengujian kuat tekan beton untuk kode B-4, pada umur beton
3 hari didapat nilai kuat tekan sebesar 16.472 kg/cm2, sedangkan pada umur beton
7 hari kuat tekan mengalami kenaikan sebesar 18.583 kg/cm2, dan pada umur 28
hari beton juga mengalami kenaikan yaitu menjadi sebesar 19.177 kg/cm2.
IV-12
Sedangkan hasil pengujian kuat tekan beton B-5 dengan komposisi 80%
geopolimer dan 20% semen adalah sebagai berikut:
Tabel IV.8. Tabel Hasil Uji Tekan Beton Pada Kode B-5
KODE Identifikasi Benda
Uji
Geo
Semen
polimer
B-5
80%
20%
B-5
80%
20%
B-5
80%
20%
Tanggal
beton Di
Cor
Tanggal
Beton Di
Test
23/07/2013 26/07/2013
23/07/2013 30/07/2013
23/07/2013 20/08/2013
Umur
(Hari)
3
7
28
Berat Slump
(Kg)
(cm)
Ratarata
4.193 12.800
4.127 12.800
4.020 12.800
Luas
Bidang
Tekan
Beban
Maks (kg)
Rata-rata
Kekuatan
Tekan
4393.033
4578.300
3500.100
55.962
58.322
44.587
2
(kg/cm )
2
(cm )
78.500
78.500
78.500
28
Gambar IV.7. Grafik Kuat Tekan Beton pada Kode B-5
Berdasarkan pengujian kuat tekan beton untuk kode B-5, pada umur beton
3 hari didapat nilai kuat tekan sebesar 55.962 kg/cm2, sedangkan pada umur beton
7 hari kuat tekan mengalami kenaikan sebesar 58.322 kg/cm2, dan pada umur 28
hari beton juga mengalami penurunan yaitu menjadi sebesar 44.587 kg/cm2.
IV-13
Sedangkan hasil pengujian kuat tekan beton B-6 dengan komposisi 100%
geopolimer dan 0% semen adalah sebagai berikut:
Tabel IV.9. Tabel Hasil Uji Tekan Beton Pada Kode B-6
KODE Identifikasi Benda
Uji
Geo
Semen
polimer
B-6
B-6
B-6
100%
100%
100%
0%
0%
0%
3
Tanggal
beton Di
Cor
Tanggal
Beton Di
Test
23/07/2013 26/07/2013
23/07/2013 30/07/2013
23/07/2013 20/08/2013
Umur
(Hari)
3
7
28
Berat
(Kg)
Ratarata
Slump
(cm)
4.087
3.913
3.867
14.700
14.700
14.700
Luas Beban Maks
(kg)
Bidang
Tekan
Rata-rata
(cm2)
78.500
78.500
78.500
120.433
99.700
142.833
7
Kekuatan
Tekan
(kg/cm2)
1.534
1.270
1.820
28
Gambar IV.8. Grafik Kuat Tekan Beton pada Kode B-6
Berdasarkan pengujian kuat tekan beton untuk kode B-6 pada umur beton 3
hari didapat nilai kuat tekan sebesar 1.534 kg/cm2, sedangkan pada umur beton 7
hari kuat tekan mengalami penurunan sebesar 1.270 kg/cm2, dan pada umur 28
hari beton mengalami kenaikan yaitu menjadi sebesar 1.820 kg/cm2.
IV-14
Adapun perbandingan seluruh kuat tekan beton pada umur 3 hari adalah
sebagai berikut :
Gambar IV.9. Perbandingan Grafik Kuat Tekan untuk seluruh Beton Geopolimer pada
Umur 3 Hari
Berdasarkan grafik diatas untuk umur beton 3 hari dengan kode B-1
memiliki kuat tekan beton tertinggi yaitu sebesar 100.762 kg/cm2, dikarenakan
menggunakan komposisi beton dengan 100% semen tanpa komposisi campuran
geopolimer. Namun pada beton geopolimer kode B-5 menjadi beton yang kuat
tekannya tertinggi dibandingkan dengan beton geopolimer lainnya. Dari hasil
penelitian yang dilakukan diketahui bahwa beton yang menggunakan bahan
geopolimer 80% mempunyai sifat kuat tekan di awal umur beton geopolimer.
Berdasarkan dari pengujian slump yang dilakukan, sample B-5 memiliki
nilai slump yang hampir mendekati sample B-2, sehingga kemungkinan kuat
tekan B-5 dihasilkan dari kekuatan material tanah liat tersebut.
IV-15
Sedangkan perbandingan kuat tekan untuk seluruh beton pada umur 7 hari
adalah sebagai berikut :
Gambar IV.10. Perbandingan Grafik Kuat Tekan untuk Seluruh Beton Geopolimer pada
Umur 7 Hari
Berdasarkan dari grafik diatas untuk umur beton 7 hari dengan kode B-1
memiliki kuat tekan beton tertinggi yaitu sebesar 153.243 kg/cm2. Untuk beton
geopolimer umur 7 hari dengan kode B-2 dapat melampaui kuat tekan kode B-5
dengan kuat tekan beton sebesar 63.7794 kg/cm2.
IV-16
Sedangkan perbandingan kuat tekan untuk seluruh beton pada umur 28 hari
adalah sebagai berikut :
Gambar IV.11. Perbandingan Grafik Kuat Tekan untuk Seluruh Beton Geopolimer
Umur 28 Hari
Berdasarkan dari grafik diatas untuk umur beton 28 hari dengan kode B-1
memiliki kuat tekan beton tertinggi yaitu sebesar 229.724 kg/cm2. Untuk umur
beton 28 hari dengan kode B-2 memiliki kuat tekan beton yaitu sebesar 84.893
kg/cm2. Untuk umur beton 28 hari dengan kode B-3 memiliki kuat tekan beton
yaitu sebesar 31.861 kg/cm2. Untuk umur beton 28 hari dengan kode B-4
memiliki kuat tekan beton yaitu sebesar 19.177 kg/cm2. Untuk umur beton 28 hari
dengan kode B-5 memiliki kuat tekan beton yaitu sebesar 44.587 kg/cm2. Untuk
umur beton 28 hari dengan kode B-6 memiliki kuat tekan beton yaitu sebesar
1.820 kg/cm2. Dilihat dari grafik tersebut beton geopolimer dengan kode B-5
mengalami penurunan kuat tekan betonnya, karena didalam unsur kimia tanah liat
tidak terdapat unsur Kalsium (CaO) yang membentuk kekuatan beton geopolimer
tersebut.
IV-17
Adapun rangkuman kuat tekan beton berdasarkan seluruh hasil pengujian
dapat dilihat di bawah ini:
Tabel IV.10. Rangkuman Seluruh Hasil Uji Tekan Beton Geopolimer
KODE Identifikasi Benda
Uji
Geo
Semen
polimer
B-1
0%
100%
B-1
0%
100%
B-1
0%
100%
B-2
20%
80%
B-2
20%
80%
B-2
20%
80%
B-3
40%
60%
B-3
40%
60%
B-3
40%
60%
B-4
60%
40%
B-4
60%
40%
B-4
60%
40%
B-5
80%
20%
B-5
80%
20%
B-5
80%
20%
B-6
100%
0%
B-6
100%
0%
B-6
100%
0%
Tanggal
beton Di
Cor
Tanggal
Beton Di
Test
Umur
(Hari)
16/07/2013
16/07/2013
16/07/2013
19/07/2013
19/07/2013
19/07/2013
22/07/2013
22/07/2013
22/07/2013
22/07/2013
22/07/2013
22/07/2013
23/07/2013
23/07/2013
23/07/2013
23/07/2013
23/07/2013
23/07/2013
19/07/2013
23/07/2013
13/08/2013
22/07/2013
26/07/2013
16/08/2013
25/07/2013
29/07/2013
19/08/2013
25/07/2013
29/07/2013
19/08/2013
26/07/2013
30/07/2013
20/08/2013
26/07/2013
30/07/2013
20/08/2013
3
7
28
3
7
28
3
7
28
3
7
28
3
7
28
3
7
28
Berat
(Kg)
Ratarata
4.620
4.567
4.593
4.213
4.236
4.200
4.120
4.053
3.900
4.053
4.060
3.940
4.193
4.127
4.020
4.087
3.913
3.867
Slump
(cm)
10.9
10.9
10.9
12.5
12.5
12.5
13.0
13.0
13.0
13.1
13.1
13.1
12.8
12.8
12.8
14.7
14.7
14.7
Luas Beban Maks Kekuatan
Tekan
Bidang
(kg)
Tekan
Rata-rata
(kg/cm2)
(cm2)
78.500
7909.833
100.762
78.500 12029.567
153.243
78.500 18033.333
229.724
78.500
3499.433
44.579
78.500
5007.800
63.794
78.500
6664.100
84.893
78.500
2110.467
26.885
78.500
2196.767
27.984
78.500
2501.100
31.861
78.500
1293.067
16.472
78.500
1458.767
18.583
78.500
1505.433
19.177
78.500
4393.033
55.962
78.500
4578.300
58.322
78.500
3500.100
44.587
78.500
120.433
1.534
78.500
99.700
1.270
78.500
142.833
1.820
Gambar IV.12. Perbandingan Grafik Kuat Tekan Beton Geopolimer pada Umur 3, 7 dan
28 Hari
Berdasarkan dari grafik diatas untuk umur beton 28 hari dengan kode B-1
memiliki kuat tekan beton tertinggi yaitu sebesar 229.724 kg/cm2.
Hasil kuat tekan beton geopolimer dengan umur 3 hari, 7 hari dan 28 hari,
terdapat dua kode beton geopolimer dengan kuat tekan tertinggi yaitu beton kode
B-5 dan beton kode B-2. Beton dengan kode B-5 memiliki peningkatan kekuatan
tekan beton yang tinggi di permulaannya terbukti pada umur beton 3 hari, untuk
IV-18
beton kode B-5 mencapai kekuatan tekan tertinggi dibandingkan dengan kode
yang lainnya, akan tetapi nilai kuat tekan beton pada umur berikutnya yaitu umur
28 hari mengalami penurunan sedangkan untuk beton kode B-2 walaupun pada
umur 3 hari kuat tekannya lebih rendah dibanding beton kode B-5 akan tetapi
selanjutnya memiliki peningkatan yang stabil dan terus meningkat, terbukti pada
umur beton 7 hari sampai 28 hari, beton kode B-2 memiliki kuat tekan beton
geopolimer tertinggi dibanding dengan kode beton geopolimer lainnya.
IV-19
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian kuat tekan beton yang dilakukan pada
umur 28 hari, pengurangan jumlah semen dengan geopolimer tidak
memberikan hasil kuat tekan yang lebih baik dibandingkan dengan
beton konvensional, karena didalam unsur kimia tanah liat tidak
terdapat unsur Kalsium (CaO) yang membentuk kekuatan beton
geopolimer.
Pengaruh pengurangan jumlah semen dengan geopolimer akan
memberikan nilai slump yang semakin besar. Ini menunjukan bahwa
campuran beton semakin encer.
Pada saat umur 3 hari sampai 7 hari, beton geopolimer menunjukan
kekuatan awal pengerasannya.
Penyebab beton konvensional lebih tinggi kuat tekannya adalah
pengaruh faktor air semen yang lebih baik dibandingkan dengan beton
geopolimer.
Hasil dari kesimpulan ini hanya dikhususkan pada penelitian yang
dilakukan berlaku pada jenis material, metoda dan sample benda uji
yang digunakan.
5.2
Saran
Untuk mendapatkan hasil pengujian dan penelitian yang memadai,
sebaiknya bahan-bahan material yang digunakan tetap terjaga material
propertisnya, sehingga error pada material dapat direduksi.
Sebaiknya ada perbandingan untuk perawatan sample yang dilakukan
yaitu dengan cara di Oven dan tidak di Oven.
V-1
Agar mendapatkan kurva kuat tekan sample yang lebih jelas, perlu
ditambahkannya jumlah hari pengujian. Misalnya: 3,7,14,21 dan 28
hari.
Bisa dilakukan variasi air pada jumlah campuran, namun angka slump
tetap diukur/dijaga.
Perlu diperhatikan cara melarutkan alkaline aktivator NaOH, untuk
menghasilkan molaritas larutan NaOH yang sesuai.
Tanah Liat yang digunakan adalah tanah liat yang didapat dari
Kecamatan Plered Kabupaten Purwakarta sehingga hasil dari
kesimpulan ini hanya berlaku pada jenis tanah liat tersebut.
V-2