34
2.5.4 Jenis Admixture II.5.4.1 Mineral Admixture
a Kerak Tanur Tinggi Ground Granulated Blast Furnace
Blast-furnace-slag adala kerak slag, bahan sisa dari pengecoran besi pig iron, dimana prosesnya memakai dapur furnace yang bahan bakarnya dari
udara yang ditiupkan blast. Material penyusun slag adalah kapur, silika dan alumina yang bereaksi pada temperatur 1600°C dan berbentuk cairan. Bila
cairan ini didinginkan secara lambat maka akan terjadi kristal yang tak berguna sebagai campuran semen dan dapat dipakai sebagai pengganti agregat. Namun
membentuk granulated glass yang sangat reaktif, yang cocok untuk pembuatan semen slag. Bijih dari blast furnace tersebut kemudian digiling hingga halus,
dapat dipakai sebagai bahan pengganti semen pada pembuatan beton.
b Uap Silika Silica Fume
Uap silika terpadatkan Condensed Silica Fume, CSF adalah produk samping dari proses fusi smelting dalam produksi silikon metal dan amalgam
ferrosilikon pada pabrik pembuatan mikrochip untuk komputer. Juga disebut siliks fume SF, microsilika, silica fume dust, amorphous silica, dan sebagainya.
Namun SF yang dipakai untuk beton adalah yang mengandung lebih dari 75 silikon. Secara umum, SF mengandung SiO
2
86-96, ukuran butir rata-rata 0,1- 0,2 micrometer, dan strukturnya amorphous bersifat reaktif dan tidak
terkristalisasi. Ukuran silika fume ini lebih halus dari pada asap rokok. Silika fume berbentuk seperti fly ash tetapi ukuran nya lebih kecil sekitar seratus kali
lipatnya. SF bisa didapat dalam bentuk bubuk , dipadatkan atau cairan yang
Universitas Sumatera Utara
35 dicampurkan dengan air 50. Berat jenisnya sekitar 2,20 tetapi bulk density
hanya 200-300 kgm³. Specific suface area sangat besar, yaitu 15-25 m²g. SF bisa dipakai sebagai pengganti sebagian semen, meskipun tidak
ekonimis. Kedua sebagai bahan tambahan untuk memperbaiki sifat beton, baik beton segar maupun beton keras. Untuk beton normal dengan kadar semen di
atas 250 kgm³, kebutuhan air bertambah dengan ditambahnya SF. Campuran lebih kohesif. Pada slump yang sama, lebih banyak energi dibutuhkan untuk
menghasilkan aliran tertentu. Ini mengindikasikan stabilitas lebih baik dari beton cair. Perdarahan bleeding sangat berkurang sehingga perlu perawatan
dini untuk mencegah retak susut plastis, khususnya pada cuaca panas dan berangin. SF baisanya dipakai bersama super plasticizer. Beton dari SF
memperlihatkan kekuatan awal yang rendah. Namun perawatan temperatur tinggi memberi pengaruh percepatan yang besar. Potensi kekuatan adalah 3
sampai 5 kali dari semen portland per unit massa sehingga untuk kekuatan yang sama, umur 28 hari memberikan faktor air semen yang lebih besar. Panas hidrasi
juga 2 kali lebih besar, namun karena potensi kekuatan tinggi, evolusi panas total bisa lebih rendah bila kadar semen dikurangi. Jadi beton dengan kekuatan
tinggi diatas 100 Mpa dapat dihasilkan. Sifat mekanis lainnya seperti kuat tarik dan lentur dan modulus elastisitas berkaitan dengan kuat tekan seperti halnya
beton dari semen portland.
c Abu Terbang Fly Ash
Fly-Ash atau abu terbang yang merupakan sisa-sisa pembakaran batu bara, yang dialirkan dari ruang pembakaran melalui ketel berupa semburan asap, yang
telah digunakan sebagai bahan campuran pada beton. Fly-Ash atau abu terbang
Universitas Sumatera Utara
36 di kenal di Inggris sebagai serbuk abu pembakaran. Abu terbang sendiri tidak
memiliki kemampuan mengikat seperti halnya semen. Tetapi dengan kehadiran air dan ukuran partikelnya yang halus, oksida silika yang dikandung oleh abu
terbang akan bereaksi secara kimia dengan kalsium hidroksida yang terbentuk dari proses hidrasi semen dan menghasilkan zat yang memiliki kemampuan
mengikat. Di karenakan fly ash merupakan bahan pozzolanic yang mampu bereaksi secara kimia dengan kapur bebas.
II.5.4.2 Jenis Miscellanous Admixture bahan tambah lain
Saat ini mulai dilakukan pengujian penambahan material – material
tertentu guna mencapai hasil ataupun mengetahui pengaruh dari penggunaan material tersebut. Bahan tersebut ditambahkan ke dalam campuran beton dengan
berbagai tujuan, antara lain untuk mengurangi pemakaian semen, agregat halus maupun agregat kasar. Cara pemakaiannya pun berbeda-beda, sebagai bahan
pengganti sebagian agregat atau sebagai tambahan pada campuran untuk mengurangi pemakaian agregat.
a Abu Kulit Gabah Rice Husk Ash
Kulit gabah dari penggilingan padi dapat digunakan sebagi bahan bakar dalam proses produksi. Kulit gabah terdiri dari 75 bahan mudah terbakar dan
25 berat akan berubah menjadi abu. Abu ini dikenal dengan dengan Rice Husk
Ash RHA yang mempunyai kandungan silika reaktif sekitar 85
– 90. Untuk membuat abu kulit gabah menjadi silika reaktif yang dapat
digunakan sebagai material pozzolan dalam beton maka diperlukan kontrol pembakaran yang baik. Temperatur pembakaran tidak boleh melebihi 800°C
Universitas Sumatera Utara
37 sehingga dapat dihasilkan RHA yang terdiri dari silika yang tidak terkristalisasi.
Jika kulit gabah ini terbakar hingga suhu lebih dari 850°C maka akan menghasilkan abu yang sudah terkristalisasi menjadi arang dan tidak reaktif lagi
sehingga tidak mempunyai sifat pozzolan. RHA kemudian dapat digiling untuk mendapatkan ukuran butiran yang halus. RHA sebagai bahan tambahan dapat
digunakan dengan mencampurkannya pada semen atau hanya memakai air kapur sebagai campuran untuk mendapatka beton dengan kuat tekan rendah.
b Abu Boiler
Secara umum abu boiler dapat didefinisikan sebagai materi sisa yang tidak habis terbakar dan berfungsi dalam proses pembakaran karbon, hidrogen, sulfur,
oksigen dan penguapan air yang terkandung dalam Tandan Buah Sawit dan Cangkang Buah Sawit. Abu boiler tersebut berwarna gelap hitam keabu-abuan
dan ukuran butirnya bervariasi dari ukuran pasir hingga kerakal pebble. Komposisi kimia abu boiler didominasi oleh SiO
2,
Al
2
O
3,
CaO dan lainnya. Pada dasarnya abu boiler mempunyai komposisi kimia yang menyerupai
aluminosilikat lainnya,seperti lempung. Bahan ini memadat selama berada di dalam gas-gas buangan dan dikumpulkan menggunakan presipitator
elektrostatik
Puti Farida, Erlangga Jogaswara, Jurnal
. Karena partikel-partikel ini memadat selama tersuspensi di dalam gas-gas buangan, partikel-partikel abu ini umumnya
berbentuk bulat. Partikel-partikel abu yang terkumpul pada presipitator elektrostatik biasanya berukuran silt 0.074
– 0.005 mm. Bahan ini terutama terdiri dari silikon dioksida SiO2, aluminium oksida Al2O3 dan besi oksida
Fe2O3.
Universitas Sumatera Utara
38
Tabel 2.4 Susunan Kimia dan Sifat Fisik Abu Terbang
No Uraian
Kelas F Kelas C
A Susunan Kimia
1. Silikon dioksida + aluminium oksida + 70.00
50.00 besi oksida, min
2. Sulfur trioksida, maks 5.00
5.00 3. Kadar air, maks
3.00 3.00
4. Hilang pijar, maks 6.00
6.00 5. Na
2
O, maks 1.50
1.50 B
Sifat fisik 1. Kehalusan sisa di atas ayakan 4 um,
maks 34.00
34.00 2. Indeks keaktifan pozolan dengan PC I,
75.00 75.00
pada umur minimal 28 hari 3. Air, maks
105.00 105.00
4. Pengembangan dengan autoclave, maks
0.80 0.80
Sumber : SNI 03-6863-2002 2002 : 150
Tabel 2.5 Komposisi Kimia berbagai Jenis Abu Terbang dan Semen Portland
No Komposisi
Kimia Jenis Abu Terbang
Semen Jenis F
Jenis C Jenis N
1 SiO
2
51.90 50.90
58.20 22.60
2
Al
2
O
3
25.80 15.70
18.40 4.30
3 Fe
2
O
3
6.98 5.80
9.30 2.40
4 CaO
8.70 24.30
3.30 64.40
5
MgO 1.80
4.60 3.90
2.10
6 SO
2
0.60 3.30
1.10 2.30
7 Na
2
O , K
2
O 0.60
1.30 1.10
0.60
Sumber : Ratmaya Urip, 2003
Universitas Sumatera Utara
39
Tabel 2.6 Komposisi Kimia Abu Boiler
Parameter Satuan
Hasil Uji Metode Uji
K
2
O 2,12
SNI 02.2803.2000 MgO
2,23 AAS
CaO 3,58
AAS Al
2
O
3
4,89 SNI 02.2804.2005
Fe
2
O
3
0,66 SNI 02.2804.2005
SiO
2
40,61 SNI 02.2804.2005
Mn 0,06
AAS Na
0,65 AAS
Zn -
LoD AAS
C.Organik -
5,57 Gravimetri
LoD Zn = 0,0008 mgl
Sumber: Laboratorium PPKS, 08 April 2011
Abu boiler yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah abu boiler dari PTPN IV yang telah diuji dilaboratorium PPKS. Hasil pemeriksaan
komposisi kimia yang telah dilakukan disajikan dalam tabel 2.6 menunjukkan bahwa abu terbang tersebut masuk kelas C, karena kandungan oksida silika,
alumunium dan besi = ±50. Penggunaan abu boiler ini dalam campuran beton
didasarkan atas sifat pozolanik yang terkandung dalam abu boiler, yaitu mampu
bereaksi dengan kalsium hidroksida dan air untuk membentuk suatu bahan yang dapat mengeras sementasi. Sama halnya seperti fly ash batu bara yang
merupakan pozolanik yang memiliki senyawa kimia aluminosilikat dan senyawa lainnya,abu terbang dapat digunakan sebagai bahan campuran semen untuk
menghasilkan beton.
Universitas Sumatera Utara
40
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Umum
Pelaksanaan penelitian dilakukan secara eksperimental, yang dilakukan di Laboratorium Teknologi Bahan Konstruksi, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara. Objek dalam penelitian ini adalah beton mutu 25 MPa yang menggunakan Abu Boiler sebagai pengganti terhadap berat semen dengan
varian campuran 0, 10, 15, 20, 25, dan 30,. Sedangkan pengujian kuat tekan, modulus elastisitas, dan modulus patahan dilakukan setelah beton berumur 7,
14 dan 28 hari. Agar diharapkan hasil penelitian yang memuaskan maka digunakan metode
penelitian dalam pelaksanaannya. Pelaksanaan metode penelitian yang dilakukan meliputi hal-hal sebagai berikut :
a. Penyediaan bahan penyusun beton.
b. Pemeriksaan bahan.
c. Perencanaan campuran beton Mix Design.
d. Pembuatan benda uji.
e. Pemeriksaan nilai slump.
f. Pengujian kuat tekan beton umur 7, 14 dan 28 hari.
g. Pengujian elastisitas beton umur 7, 14 dan 28 hari.
h. Pengujian Flexure beton umur 7, 14 dan 28 hari.
Universitas Sumatera Utara