Natrium lignosulfonat sebagai agen pendispersi pada mortar

NATRIUM LIGNOSULFONAT SEBAGAI AGEN
PENDISPERSI PADA MORTAR

YUYUN YUMAIROH

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

ABSTRAK
YUYUN YUMAIROH. Natrium Lignosulfonat sebagai Agen Pendispersi pada
Mortar. Dibimbing oleh GUSTINI SYAHBIRIN dan SRI MUDIASTUTI
PRIYANTO.
Lignosulfonat yang merupakan modifikasi dari limbah industri kertas dan
pulp berupa lignin dapat digunakan sebagai water reducer dalam campuran
mortar. Senyawa ini dapat mempengaruhi mortar secara mekanis antara lain
diameter alir, kuat lentur, kuat tekan mortar, dan waktu ikat semen. Lignosulfonat
memperlihatkan fungsi sebagai dispersan pada proses hidrasi semen pada umur 3
hari yang dianalisis dengan alat difraktometer sinar X. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa diameter alir mortar semakin meningkat dengan peningkatan
konsentrasi (dari bobot semen) natrium lignosulfonat (NaLS) sintetik. Hal ini
menunjukkan bahwa homogenitas mortar juga semakin meningkat. Hasil uji kuat
lentur dan kuat tekan menggunakan NaLS sintetik dengan ragam konsentrasi
0.1%-0.3% dari bobot semen memperlihatkan bahwa penambahan NaLS sintetik
0.2% merupakan hasil yang terbaik karena mempunyai nilai kuat lentur dan kuat
tekan terbesar. Waktu ikat awal semen semakin meningkat dengan penambahan
NaLS sintetik 0.2%, yaitu sekitar 50%, sedangkan waktu ikat akhir mengalami
penurunan, yaitu sekitar 23%. Pengujian hidrasi semen menunjukkan peningkatan
pada intensitas puncak produk hidrasi, yaitu Ca(OH)2 dan kalsium silikat hidrat
(C-S-H).

ABSTRACT
YUYUN YUMAIROH. Sodium Lignosulphonate as Dispersan on Mortar. Under
direction of GUSTINI SYAHBIRIN and SRI MUDIASTUTI PRIYANTO.
Lignosulphonate, a modification product of lignin waste from pulp and
paper industry can be used as water reducer in mortar mixture. This substance can
influence the mechanical characteristic of mortar such as diameter of flow,
flexural strength, compressive strength, and setting time of cement paste.
Lignosulphonate shows it function as dispersant on cement hydration at 3 days

that analyzed with x-ray difractometer. Research result show that flow of fresh
mortar rise with increase concentration (from weight of cement) of synthetic
sodium lignosulphonate (NaLS). It show that mortar homogenity also increasing.
The result of flexural strength and compressive strength test use synthetic NaLS
0.1-0.3% from weight of cement show that addition synthetic NaLS 0.2% is the
best result because it has the biggest of flexural strenght and compressive strength
value. Initial setting time of cement paste increase, about 50% with addition of
synthetic NaLS 0.2%. Whereas the final setting time decrease, about 8%. Cement
hydration test show increase hydration product peak, Ca(OH)2 dan calcium
silicate hydrate (C-S-H).

NATRIUM LIGNOSULFONAT SEBAGAI AGEN
PENDISPERSI PADA MORTAR

YUYUN YUMAIROH

Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia

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

Judul :
Nama :
NIM :

Natrium Lignosulfonat sebagai Agen Pendispersi pada Mortar
Yuyun Yumairoh
G44204015

Menyetujui,
Pembimbing I

Pembimbing II

Dra. Gustini Syahbirin, MS
NIP 131 842 414

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

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

Dr. drh. Hasim, DEA
NIP 131 578 806

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan
karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Shalawat dan salam
semoga terlimpahkan kepada nabi Muhammad SAW, keluarga, sahabat, serta umatnya
hingga akhir zaman. Tema yang dipilih dalam karya ilmiah ini adalah Natrium

Lignosulfonat sebagai Agen Pendispersi pada Mortar.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Gustini Syahbirin dan Ibu Sri
Mudiastuti yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini.
Kepada keluarga (ibu, bapak, dan adinda tercinta Maratun dan Tegar) terima kasih atas
doa, kasih sayang, dan inspirasinya, Erika sebagai teman seperjuangan penelitian, Ria
dan Budiriza atas bantuan pemikirannya, kak Ichsan dan kak Diki atas masukan yang
diberikan, kepada Pak Sabur, Bu Yeni, Bu Aah atas fasilitasnya, mahasiswa Kimia
Organik angkatan 41 dan seluruh keluarga Kimia 41atas motivasi dan semangatnya
kepada Penulis, dan kepada Tile untuk penjelasan analisis statistiknya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Februari 2009

Yuyun Yumairoh

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bekasi pada tanggal 17 Maret 1986 dari ayah Maan dan ibu
Mami. Penulis merupakan putri pertama dari tiga bersaudara.
Tahun 2004 penulis lulus dari SMU Negeri 1 Cikarang Utara dan pada tahun yang
sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru. Penulis

memilih Program Studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten praktikum kimia
TPB tahun 2005 dan 2008 dan asisten praktikum Kimia Organik Layanan tahun 2007 dan
2008. Pada Juli−Agustus 2007 penulis melaksanakan praktik lapangan di PT Pharmacore
Labs, Cikarang.

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................

vii

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

1

TINJAUAN PUSTAKA
Lignin .................................................................................................................

Lignosulfonat ......................................................................................................
Kegunaan Natrium Lignosulfonat ......................................................................
Mortar ..................................................................................................................

1
2
2
3

BAHAN DAN METODE PENELITIAN
Bahan dan Alat ..................................................................................................
Analisis Ayak Pasir .............................................................................................
Penentuan berat pasir pada masing-masing ayakan yang sesuai dengan
ASTM C33-1995 .................................................................................................
Bobot Jenis Relatif Pasir......................................................................................
Absorpsi Pasir .....................................................................................................
Penentuan Bobot Jenis Semen .............................................................................
Penentuan Kekekalan Semen ...............................................................................
Pembuatan Spesimen Campuran Mortar .............................................................
Uji Alir Mortar.....................................................................................................

Uji Kuat Lentur Mortar........................................................................................
Uji Kuat Tekan Mortar ........................................................................................
Penentuan Waktu Pengikatan Semen ..................................................................
Analisis Hidrasi Semen Umur 3 Hari dengan Difraktometer Sinar X .................
Rancangan Percobaan ..........................................................................................

4
4
4
4
4
5
5
5
5
5
5
5
6
6

HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Analisis Ayak Pasir .................................................................................... 6
Bobot Jenis Relatif dan Absorpsi Pasir .............................................................. 6
Bobot Jenis Semen............................................................................................... 7
Kekekalan Semen ................................................................................................ 7
Hasil Uji Pendahuluan Kuat Lentur ..................................................................... 7
Hasil Uji Alir Mortar ......................................................................................... 8
Hasil Uji Kuat Lentur Mortar .............................................................................. 8
Hasil Uji Kuat Tekan Mortar ............................................................................... 9
Waktu Pengikatan Semen .................................................................................... 10
Hidrasi Semen Umur 3 hari dengan Difraktometer Sinar X ................................ 10
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ............................................................................................................ 11
Saran .................................................................................................................. 11
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 12
LAMPIRAN .................................................................................................................. 13

DAFTAR GAMBAR
Halaman

1 Prekursor pembentuk lignin: (a) p-koumaril alkohol, (b) koniferil

alkohol, (c) sinapil alkohol ...................................................................................

1

2 Bagian struktur lignin yang banyak pada kayu lunak dengan 16 unit

fenilpropana ............................................................................................................

2

3 Lignin tersulfonasi pada posisi C- dan C- ..................................................

2

4 Reaksi semen dan air (a) tanpa pemberian bahan tambah jenis, (b) setelah
ditambahkan dengan bahan tambah jenis water reducer ...............................

3

5 Hubungan persen butir lolos pasir percobaan terhadap ukuran ayakan. ........

6

6 Hubungan persen butir lolos pasir sesuai standar terhadap ukuran ayakan

6

7 Pasta semen (a) sebelum direbus, (b) setelah direbus ....................................

7

8 Hubungan antara kuat lentur mortar dan konsentrasi NaLS komersial ..........

8

9 Hubungan antara diameter flow dengan perlakuan konsentrasi perlakuan ...............

8

10 Grafik kuat lentur terhadap umur mortar ..................................................................

9

11 Grafik kuat tekan terhadap umur mortar ................................................................... 10
12 Grafik penetrasi pasta semen pada (a) waktu ikat awal, (b) waktu ikat akhir .......... 10
13 Difraktometer sinar X (a) pasta semen tanpa bahan tambah kimia, (b) pasta semen
dengan penambahan NaLS sintetik 0.2%, dan (c) pasta semen dengan penambahan
NaLS 0.3% yang dilakukan oleh Grierson et al. (2004) ........................................... 11

DAFTAR LAMPIRAN
1 Karakteristik Natrium Lignosulfonat sintetik ............................................................ 14
2 Hasil analisa ayak pasir Cimangkok ......................................................................... 15
3 Bobot jenis dan absorpsi pasir Cimangkok.......................................................... 17
4 Hasil bobot jenis semen ............................................................................................. 18
5 Hasil uji pendahuluan kuat lentur ............................................................................... 19
6 Hasil uji alir mortar ..................................................................................................... 20
7 Hasil uji kuat lentur dengan penambahan NaLS sintetik dan komersial .................... 22

8 Hasil uji kuat lentur mortar komersial .............................................................. 23
9 Hasil uji kuat tekan mortar ............................................................................... 24

10 Hasil uji waktu ikat semen portland tanpa penambahan admixture, dengan
penambahan NaLS komersial, dan NaLS sintetik 0.2% ............................................. 25
11 Hasil analisis statistik uji kuat lentur ..................................................................... 28
12 Puncak difraktogram sinar X pasta semen pada umur 3 hari ........................... 32
13 Data standar puncak difraktogram sinar X pasta semen .................................. 33

PENDAHULUAN
Kombinasi antara harga kertas yang
terjangkau
dan kebutuhan masyarakat
membuat penggunaan kertas di Indonesia
semakin meningkat. Sejak krisis moneter
1997 sampai 2007 kapasitas produksi pulp
dan kertas naik sekitar 53 persen, yaitu dari
7.2 juta ton menjadi 11 juta ton per tahun (The
2008). Pertumbuhan kedua industri tersebut
mengakibatkan
produksi
limbah
cair
meningkat,
yaitu
lindi
hitam
yang
mengandung senyawa lignin. Lindi hitam
dalam lingkungan perairan menimbulkan
dampak negatif bagi organisme. Pengaruh ini
dapat dihambat dengan pemanfaatan lebih
lanjut terhadap lignin yang terbuang agar
lingkungan tetap terjaga.
Ciri lignin yang tidak larut dalam beberapa
macam pelarut merupakan hambatan yang
besar dalam penggunaannya sehingga perlu
dilakukan
modifikasi
lignin
menjadi
lignosulfonat. Lignosulfonat termasuk dalam
jenis surfaktan anionik yang memiliki
berbagai kegunaan, misalnya sebagai bahan
perekat dalam industri keramik, bahan tambah
dalam pengeboran minyak, dan bahan
pendispersi dalam preparasi beton dan
campuran adukan mortar (Ouyang et al.
2005). Barron (2008) menyatakan bahwa
lignosulfonat memiliki kemampuan untuk
mendispersikan
atau
menghambat
penggumpalan
partikel
semen
dalam
campuran sehingga dapat mempengaruhi
kekuatan beton maupun mortar. Sampai saat
ini, Indonesia masih mengimpor lignosulfonat
dan diperkirakan kebutuhan lignosulfonat
mencapai kurang lebih 32 ton per bulan
(Fosroc Indonesia 2005).
Pemanfaatan lignosulfonat sebagai bahan
tambah kimia sebagai dispersan pada pasta
gipsum telah dilakukan oleh Matsushita &
Yasuda (2004). Hasilnya menunjukkan bahwa
lignosulfonat yang telah dimodifikasi dapat
menaikkan dispersibilitas pasta gipsum.
Baskoca et al. (1998) telah meneliti
lignosulfonat dan dextrin serta glukonat yang
dapat meningkatkan kemudahan pengerjaan
(workability) dan sifat kekuatan adukan beton.
Penelitian
Kamoun
et
al.
(2003)
memperlihatkan pengaruh lignin tersulfonasi
dari rumput esparto (SEL) sebagai pemlastis
yang baik pada mortar dengan mengurangi
kandungan air dalam campuran mortar. SEL
juga dapat menghambat waktu ikat awal dan
akhir semen serta meningkatkan kekuatan
tekan mortar setelah 28 hari. Jumadurdiyev et
al. (2004) telah meneliti pengaruh molase,

yaitu limbah pabrik gula dan lignosulfonat
yang dapat memperlambat waktu pengerasan
pasta semen dengan menghambat waktu
hidrasi semen. Molase yang ditambahkan ke
dalam
pasta
semen
memperlihatkan
perkembangan waktu pengerasan pada dosis
0.2%, Dosis yang lebih tinggi meningkatkan
waktu pengerasan. Molase dan lignosulfonat
juga memperlihatkan peningkatan kuat tekan
dan kuat lentur di tiap pengujian berdasarkan
umur mortar. Grierson et al. (2004) telah
meneliti lignosulfonat yang digunakan sebagai
pemlastis untuk mengurangi komposisi air
dalam campuran beton dan juga menganalisis
penghambatan hidrasi semen dengan metode
difraksi sinar X.
Penelitian
ini
diarahkan
untuk
mengembangkan limbah industri pulp dan
kertas untuk diaplikasikan sebagai agen
pendispersi pada bahan konstruksi seperti
adukan mortar. Pengaruh lignosulfonat
sebagai agen pendispersi dapat dilihat dari
pengujian pada mortar secara mekanis, yaitu
nilai alir (flow), kuat lentur, kuat tekan, waktu
ikat semen, dan hidrasi semen. Pengaruh
penambahan natrium lignosulfonat (NaLS)
sintetik pada mortar dengan rasio air semen
yang tetap dipelajari dalam penelitian ini dan
dibandingkan dengan penambahan NaLS
komersial.
TINJAUAN PUSTAKA
Lignin
Lignin merupakan polimer amorf yang
berfungsi sebagai bahan pendukung struktural
dalam jaringan tumbuhan (Ghosh 2004).
Lignin terdiri atas unit-unit fenilpropana yang
cenderung bercabang dan membentuk struktur
tiga dimensi. Lignin tidak larut dalam air,
asam, dan hidrokarbon. Prazat utama
pembentuk lignin (Gambar 1), yaitu koniferil
alkohol, sinapil alkohol, dan p-koumaril
alkohol merupakan turunan sinamil alkohol
yang terdapat dalam jaringan-jaringan
kambium (Fengel dan Wegener 1995).
CH2OH

CH2OH

CH2OH

OCH3 CH3O
OH

OH

OCH3
OH

a
b
c
Gambar 1 Prekursor pembentuk lignin: (a) pkoumaril alkohol, (b) koniferil
alkohol, (c) sinapil alkohol
(Fengel dan Wegener 1995).

2

Rumus struktur lignin kayu lunak yang
terdiri atas unit fenilpropana hanya
menunjukkan sebagian dari makromolekul
lignin (Gambar 2) (Fengel & Wegener 1995).
Komposisi kimia lignin bergantung pada
spesies kayu. Kayu keras memiliki kandungan
lignin yang lebih kecil daripada kayu lunak.

dari proses kraft ini disulfonasi untuk
menghasilkan lignosulfonat (Gambar 3).
Gugus sulfonat mensubstitusi gugus fungsi
hidroksil atau eter pada atom karbon- dari
rantai samping propana. Sulfonasi ini
bertujuan untuk mengubah hidrofilitas lignin
yang kurang polar (tidak larut dalam air)
dengan mensubstitusi gugus hidroksil dengan
gugus sulfonat sehingga hidrofilitasnya
meningkat (Syahmani 2000).
NaO3S

CH2
HC R
HC

SO3Na

OH

Gambar 3 Lignin tersulfonasi pada posisi Cdan C- (Sjöström 1995).
Gambar 2 Bagian struktur lignin yang banyak
pada kayu lunak dengan 16 unit
fenilpropana (Fengel dan Wegener
1995).
Fengel dan Wegener (1995) menyatakan
bahwa lignin berfungsi sebagai pengikat selsel kayu satu sama lain sehingga kayu menjadi
keras dan membuat pohon dapat berdiri tegak.
Hal inilah yang menyebabkan kayu mampu
meredam kekuatan mekanik yang dikenakan
tehadapnya. Sjöström (1995) menyatakan
bahwa lignin dapat diperoleh dari lindi hitam
hasil samping proses pulp. Lindi hitam
merupakan
campuran
kompleks
yang
mengandung sejumlah besar komponen
dengan struktur dan susunan berbeda.
Sebagian besar lindi hitam terdiri atas lignin,
yaitu sebesar 46% dari padatan totalnya.
Selain itu juga terdapat produk-produk
degradasi karbohidrat, bagian-bagian kecil
ekstraktif, dan produk-produk lainnya.
Komposisi komponen kimia lignin yang
terdapat dalam lindi hitam bervariasi
bergantung pada spesies kayu dan kondisi
pemasakannya.
Lignosulfonat
Lignosulfonat merupakan turunan lignin
yang
mengandung
gugus
sulfonat.
Lignosulfonat dapat diisolasi langsung dari
lindi hitam melalui proses sulfit dengan cara
ultrafiltrasi. Namun, proses pulp di Indonesia
umumnya menggunakan proses kraft. Lindi
hitam yang dihasilkan melalui proses kraft
tidak mengandung lignosulfonat tetapi
mengandung lignin. Oleh karena itu, lignin

Kegunaan Lignosulfonat
Lignosulfonat mengandung grup hidrofilik
(gugus sulfonat, fenil hidroksil, dan alkohol
hidroksil) dan grup hidrofobik (rantai karbon)
sehingga termasuk ke dalam kelompok
surfaktan anionik (Ouyang et al. 2006). Sifat
anionik ini ditimbulkan oleh gugus sulfonat
yang bermuatan negatif pada molekul
lignosulfonat. Surfaktan anionik dapat
menaikkan adsorpsi permukaan dan dispersi
partikel. Dispersi terjadi karena lignosulfonat
teradsorpsi pada permukaan partikel dan
menimbulkan muatan negatif pada permukaan
partikel sehingga mengakibatkan gaya tolak
menolak antar partikel. Sebagai contoh bahan
yang ditambahkan surfaktan adalah mortar.
Ketika surfaktan ditambahkan ke dalam
campuran mortar, partikel surfaktan akan
teradsorpsi pada permukaan partikel semen
dan menyebabkan tolakan antar partikel
semen
sehingga
akan
menghasilkan
deflokulasi yang kuat, akibatnya distribusi
partikel semen akan homogen di dalam
campuran (Gambar 4).

a
b
Gambar 4 Reaksi semen dan air (a) tanpa
pemberian bahan tambah kimia,
(b) setelah ditambahkan dengan
agen pendispersi.

3

Lignosulfonat digunakan sebagai agen
pendispersi dalam industri semen dan beton,
zat aditif dalam pengeboran minyak, dan
bahan perekat dalam industri keramik.
Jumadurdiyev et al. (2004) menyatakan
bahwa lignosulfonat telah banyak digunakan
sebagai bahan tambah yang dapat mengurangi
penggunaan air dalam teknologi beton dan
dapat memperlambat waktu pengerasan. Dua
sifat yang dimiliki oleh lignosulfonat
menyebabkan bahan ini dapat digunakan
untuk memodifikasi waktu pengikatan beton
maupun
mortar
dengan
kemudahan
pengerjaan yang sangat baik.
Mortar
Mortar merupakan bahan bangunan lentur
yang dapat mengeras dan bahan tersebut
biasanya digunakan pada pekerjaan batu atau
pekerjaan plesteran. Secara umum, mortar
adalah bahan bangunan berupa adukan pasta
semen yang dicampur dengan pasir. Beberapa
fungsi mortar diantaranya sebagai perekat
untuk bahan pembentuk dinding seperti bata,
batako, bata ringan dan bahan pembentuk
dinding lainnya, merekatkan antara satu bata
dengan yang lain hingga dapat berdiri tegak
menjadi bidang dinding, sebagai pelindung
pasangan bata atau pasangan lain pada
dinding dan pelindung ruang-ruang dalam
bangunan, dan sebagai penambah ketebalan
dinding, lantai dan bagian bangunan yang
lain.
Semen merupakan komponen utama dalam
teknologi beton yang berfungsi sebagai
perekat hidrolik untuk mengikat dan
menyatukan agregat (Mulyono 2003). Semen
dapat dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu
semen nonhidrolik dan semen hidrolik. Jenis
semen non hidrolik tidak dapat mengikat dan
mengeras di dalam air, tetapi memerlukan
udara untuk dapat mengeras, sedangkan
semen hidrolik mempunyai kemampuan untuk
mengikat dan mengeras di dalam air,
contohnya semen pozolan, semen portland,
semen alam, semen portland-pozolan, dan lain
sebagainya. Jenis semen hidrolik yang banyak
digunakan di Indonesia ialah Ordinary
Portland Cement (OPC) atau biasa dikenal
semen portland. Semen yang umum
digunakan dalam beton adalah semen portland
tipe 1. Semen jenis ini dipakai untuk
bangunan-bangunan yang tidak memerlukan
persyaratan khusus seperti panas, waktu
hidrasi, dan kondisi lingkungan yang agresif.

Semen mengandung empat senyawa yang
potensial, yaitu trikalsium silikat (Ca3SiO5),
dikalsium silikat (Ca2SiO4), trikalsium
aluminat (3CaO·Al2O3), dan tetrakalsium
aluminat ferit (4CaO·Al2O3·Fe2O3) (Mulyono
2003). Senyawa-senyawa tersebut dalam
klinker semen menjadi kristal yang saling
mengikat. Sifat mengikat dan mengeras semen
disebabkan adanya senyawa kompleks yang
terhidrasi. Akibat proses hidrasi tersebut,
semen mengalami pengerasan dari waktu ke
waktu. Komposisi Ca3SiO5 dan Ca2SiO4
merupakan bagian yang paling dominan
dalam memberikan sifat kimia semen tersebut.
Kedua senyawa tersebut bereaksi dengan air
membentuk senyawa kalsium silikat hidrat (CS-H) dan kalsium hidroksida.
2Ca3SiO5 + 6H2O
3Ca(OH)2

3CaO·2SiO2·3H2O +

2Ca2SiO4 + 4H2O
Ca(OH)2

3CaO·2SiO2·3H2O +

Senyawa kalsium silikat hidrat atau
disebut juga tobermorite gel merupakan
komponen utama pemberi kekuatan pada
pasta semen. Trikalsium silikat yang dicampur
dengan air akan cepat bereaksi dan
menghasilkan panas yang mempengaruhi
kecepatan mengeras pada minggu pertama
sesudah pencampuran. Senyawa tersebut
merupakan komponen penentu utama
kekuatan awal semen. Dikalsium silikat
bereaksi lebih lambat dengan air dan hanya
berpengaruh terhadap semen setelah umur 7
hari. Senyawa ini merupakan komponen
utama penentu kekuatan akhir semen. Unsur
ketiga, yaitu trikalsium aluminat bereaksi
secara eksotermik dan memberikan kekuatan
awal pada 24 jam.
3CaO·Al2O3 + Ca(OH)2 + 12H2O
Al2O3·13H2O

4CaO·

Sifat mengikat semen berhubungan dengan
waktu ikat semen, yaitu lamanya waktu yang
diperlukan semen dari saat mulai bereaksi
dengan air menjadi pasta semen yang cukup
kaku menahan tekanan (Mulyono 2003).
Waktu ikat semen dibagi menjadi dua, yaitu
waktu ikat awal dan waktu ikat akhir. Waktu
ikat awal merupakan waktu dari pencampuran
semen dengan air menjadi pasta semen sampai
terjadi kehilangan sifat keplastisan. Waktu
ikat akhir merupakan waktu terjadinya pasta
semen sampai beton mengeras.
Kekekalan pasta semen yang telah
mengeras merupakan suatu ukuran dari
kemampuan
pengembangan
dan

4

mempertahankan volume setelah mengikat
(Mulyono 2003). Semen yang kurang kekal
ketika digunakan sebagai adukan mortar
maupun beton akan merusak struktur mortar
dan beton melalui penampakan retakan
maupun pembengkakan yang mengakibatkan
penurunan kekuatan. Kekekalan semen
terlihat dari keutuhan semen setelah disimpan
selama 24 jam dalam tempat yang lembab dan
diteruskan dengan perebusan selama 3 jam.
Pasir merupakan material berbentuk
granular yang terjadi secara alamiah
(Mulyono 2003). Persyaratan pasir yang baik
tidak mengandung tanah atau lumpur. Semua
butir pasir harus dapat melewati ayakan 9.5
mm (American Society for Testing and
Material atau ASTM C33 1995). Bobot jenis
pasir akan mempengaruhi komposisi untuk
menentukan proporsi campuran mortar.
Adukan
mortar
dapat
menggunakan
komposisi semen dan pasir berkisar 1:2 – 1:7.
Semakin besar perbandingan komposisi
adukan semen dan pasir maka nilai
kekuatannya akan semakin rendah. Pasir yang
baik harus bersih dan distribusi ukuran
partikelnya menunjukkan modulus kehalusan
(finenes modulus) 2.3 – 3.2 yang sesuai
dengan pengukuran JIS A 1102 (Kato 1993).
BAHAN DAN METODE PENELITIAN
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan ialah NaLS
sintetik, NaLS komersial yang diperoleh dari
PT Fosroc Indonesia, semen portland
komposit dari daerah industri Cibinong, pasir
Cimangkok, dan air kran wilayah kampus
IPB
Alat-alat yang digunakan antara lain
loyang alumunium, ayakan dengan ukuran
9.5; 4.75; 2.36; 1.18; 0.6; 0.3; dan 0.15 mm;
serta wadah debu, timbangan dengan
kapasitas lebih dari 25 kg dan 5 kg, labu
piknometer le Chatelir, cetakan (mould)
mortar ukuran 16 × 4 × 4 cm, alat vicat, alat
uji kuat tekan Shimadzu, alat uji kuat lentur
Mihaelis, dan difraktometer sinar X merk
Shimadzu.
Metode
Analisis Ayak Pasir (ASTM C136-2001)
Sampel pasir kering yang telah dicuci
diayak dengan susunan ayakan dari ukuran
terbesar hingga terkecil. Berat pasir yang
tertahan
pada
masing-masing
ayakan
ditimbang. Persentase berat pasir dihitung
pada masing-masing ayakan terhadap berat

total. Kemudian modulus kehalusan pasir
dihitung.
W1
× 100 %
A=
total W1
B ( gram ) = W1 + akumulasi W 1 sebelumnya
%B=

bobot B
× 100 %
total W1

mod ulus kehalusan =

%B

100
Keterangan :
A = jumlah pasir yang tertahan di masingmasing ayakan (%)
B = akumulasi pasir yang tertahan pada
masing-masing ayakan
W1 = bobot pasir yang tertahan pada masingmasing ayakan (gram)

Penentuan Bobot Pasir pada Masingmasing Ayakan yang Sesuai dengan ASTM
C33-1995.
Pasir dicuci dan diayak. Pasir yang
tertahan di tiap ayakan ditimbang agar berada
pada kisaran yang ditentukan ASTM C331995.
Bobot Jenis Relatif Pasir
(ASTM C128-2001)
Pasir dicuci terlebih dahulu kemudian
direndam dalam air selama 24 ± 4 jam.
Setelah itu pasir dikeringkan hingga tercapai
keadaan kering permukaan jenuh air (Surface
Saturated Dry) yang ditandai dengan
penurunan pasir setelah dilepas dari cetakan
kerucut, kemudian ditimbang bobotnya (BS).
Pasir dimasukkan ke dalam labu takar yang
telah berisi 200 mL air, kemudian air
ditambahkan lagi hingga tanda tera. Bobot
labu takar yang berisi pasir dan air ditimbang
(Bt). Bobot labu takar yang hanya berisi air
hingga tanda batas juga ditimbang (B).

Bobot jenis relatif kering permukaan jenuh =
Bs
volume bejana − V 1
Absorpsi Pasir (ASTM C128-2001)
Sebanyak 250 gram pasir kering
permukaan jenuh air dimasukkan ke dalam
oven hingga bobotnya konstan (Bk).
Penyerapan = Bs − Bk × 100 %
Bk

5

Keterangan:
Bk = berat pasir hasil pengeringan oven
Bs = berat pasir kering permukaan jenuh air
V1 = total air yang ditambahkan

Keterangan :
1 = diameter dalam (cm)
2 = diameter luar (cm)

Penentuan Bobot Jenis Semen (ASTM
C188-95)
Labu piknometer le Chatelir diisi dengan
minyak tanah. Labu direndam dalam
penangas air. Skala pada labu dibaca (V1).
Sebanyak 64 gram semen dimasukkan ke
dalam labu dan direndam dalam penangas air
dengan suhu yang tetap kemudian skala pada
labu dibaca (V2).

Uji Kuat Lentur Mortar (Kato 1990)
Sampel mortar ditimbang beratnya dan
diuji kuat lenturnya dengan alat uji kuat lentur
Mihaelis. Pencatatan dilakukan terhadap berat
wadah dan beban yang dibutuhkan. Uji kuat
lentur dilakukan saat mortar berumur 3, 7, dan
28 hari. Patahan mortar diuji untuk kuat tekan.

semen ( g )
V 2 − V 1 ( mL )

Kuat lentur (kg/cm2) = berat beban (kg) × 50
× 0.234 cm2

Bobot jenis semen = berat

Penentuan Kekekalan Semen (Kato 1990)
Sejumlah air untuk mencapai konsistensi
normal semen dipakai untuk campuran pasta,
lalu dimasukkan 650 gram semen. Pasta
dibentuk dengan diameter 12 cm dan tinggi
tengahnya 13 mm. Pasta didiamkan di
ruangan lembab selama 24 jam kemudian
direbus selama 3 jam. Setelah itu,
diperhatikan keadaan fisiknya.

Uji Kuat Tekan Mortar (Kato 1990)
Mortar hasil uji kuat lentur dipakai untuk
uji kuat tekan. Mesin pengukur kuat tekan
dijalankan dengan penambahan beban
berkisar antara 2 sampai 4 kg/cm2/detik.
Pembebanan
dilakukan
hingga
batas
maksimum, yaitu saat mortar retak dan
hasilnya dicatat. Kuat tekan mortar diukur
pada umur mortar yang sama dengan
pengujian kuat lentur.
Kuat tekan ( )

Pembuatan Spesimen Campuran Mortar
(Kato 1990)
Sebanyak 520 gram semen dimasukkan ke
dalam 1040 gram pasir dan diaduk hingga
homogen. Sebanyak 338 mL air bersih
dimasukkan ke dalam campuran semen dan
diaduk selama 15 menit hingga homogen.
Adukan dicetak dengan cetakan kubus ukuran
16 × 4 × 4 cm lalu disimpan di tempat yang
lembab selama 24 jam. mortar yang dihasilkan
direndam dalam air bersih hingga waktu
pengukuran. Pembuatan mortar dengan
penambahan NaLS komersial dengan variasi
konsentrasi 0.1-0.5% dari berat semen
dilakukan untuk uji pendahuluan, kemudian
dilakukan penambahan NaLS sintetik dengan
variasi konsentrasi yang mengikuti uji
pendahuluan dan dibandingkan dengan NaLS
komersial.
Uji Alir Mortar (Kato 1990)
Cetakan kerucut dan alat untuk uji alir
dibasahi. Adukan mortar dimasukkan ke
dalam cetakan. Setiap lapis pemadatan ditusuk
dengan tongkat pemadat masing-masing 25
kali. Cetakan diangkat perlahan-lahan.
Pemutar dijalankan sebanyak 15 kali dan hasil
penurunan dari adukan mortar diukur.
Nilai alir mortar = φ 1 + φ 2
2

= P ( kg / cm 2 )
A

P = beban maksimum (kg)
A = luas permukaan sampel (cm2)
Penentuan Waktu Pengikatan Semen
(ASTM C191-2004)
Sebanyak 400 gram semen dicampurkan
dengan 150 mL air. Bola pasta ditekan ke
dalam cincin konik sehingga cincin terisi
penuh dengan pasta. Kelebihan pasta pada
lubang besar diratakan dengan sendok perata.
Plat kaca diletakkan pada lubang besar
kemudian dibalikkan dan kelebihan pasta pada
lubang kecil diratakan. Cincin konik
diletakkan di bawah jarum vicat 1 mm. Jarum
dijatuhkan setiap 15 menit sekali sampai
mencapai penurunan di bawah 25 mm setiap
dijatuhkan. Hal serupa juga dilakukan
terhadap pasta semen yang ditambahkan
NaLS sintetik dan NaLS komersial.
Konsentrasi
NaLS
yang
digunakan
berdasarkan hasil terbaik dari uji kuat lentur.
Waktu ikat awal =

A− B
× (C − 25) + B
C−D

Keterangan :
A = waktu ikat di bawah 25 cm
B = waktu ikat di atas 25 cm

6

C = penetrasi pada waktu ikat di atas 25 cm

HASIL DAN PEMBAHASAN

D = penetrasi pada waktu ikat di bawah 25
cm
Analisis Hidrasi Semen Umur 3 Hari
dengan Difraktometer Sinar X (Grierson
et al. 2004)
Sebanyak 50 gram semen dicampurkan
dengan NaLS sintetik yang menggunakan
konsentrasi berdasarkan hasil terbaik dari uji
kuat lentur yang telah dilarutkan dengan 25
mL air deion. Kemudian diaduk hingga
homogen. Proses hidrasi dihentikan setelah 3
hari dengan menghancurkan sampel menjadi
bubuk yang diikuti perendaman dengan
aseton. Setelah itu, analisis bubuk dilakukan
dengan alat difraktometer sinar X pada 40 kV
dan 20 mA. Analisis juga dilakukan terhadap
pasta semen tanpa bahan tambah.
Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan yang digunakan
dalam penelitian ini adalah rancangan
percobaan acak lengkap (RAL) satu faktor in
time sebanyak dua kali ulangan. Faktor yang
digunakan untuk uji pendahuluan kuat lentur
mortar adalah perlakuan dengan 5 taraf, yaitu
penambahan NaLS komersial 0.1, 0.2, 0.3, 0.4
dan 0.5%. Sedangkan faktor perlakuan untuk
kuat lentur memiliki 7 taraf, yaitu kontrol
(0%), NaLS sintetik 0.1%, NaLS sintetik
0.2%, NaLS sintetik 0.3%, NaLS komersial
0.1%, NaLS komersial 0.2%, dan NaLS
komersial 0.3%. Waktu (in time) yang
digunakan adalah 3, 7, dan 28 hari. Respon
yang diamati adalah kuat lentur mortar,
sehingga dapat dituliskan dengan model linier
sebagai berikut
ijk =

ijk

+

i+

j+

ij +

ijk

: karakteristik mortar pada faktor jenis
sampel ke-i, waktu ke-j, dan ulangan
ke-k dengan i = 1,2,3,4,5,6,7 ; j = 1,2,3
; dan k = 1,2
: nilai tengah umum

i

: pengaruh jenis sampel ke-i

j

: pengaruh waktu ke-j
ij

: pengaruh interaksi jenis sampel dan
waktu

ijk

: galat

Hasil Analisis Ayak Pasir
Analisis ayak pasir bertujuan mengetahui
distribusi ukuran partikel pasir. Pasir yang
digunakan dalam penelitian ini menunjukkan
distribusi ukuran partikel yang tidak sesuai
dengan
ketentuan
ASTM
C33-1995
(Lampiran 2b). Distribusi ukuran partikel
pasir sangat berpengaruh pada kemudahan
pengerjaan mortar, oleh karena itu distribusi
ukuran partikelnya harus memenuhi kisaran
yang ditentukan dan hasilnya ditunjukkan
dengan nilai modulus kehalusan. Mulyono
(2003) menyatakan bahwa pasir mempunyai
modulus kehalusan sekitar 1.5-3.0. Modulus
kehalusan pasir yang digunakan dalam
penelitian ini sebesar 3.21, sehingga lebih
besar daripada kisaran literatur Kato (1990).
Berdasarkan grafik distribusi ukuran partikel
pada pasir Cimangkok menunjukkan adanya
nilai di luar kisaran yang diperbolehkan oleh
standar ASTM (Gambar 5).

Gambar 5 Hubungan persen butir lolos pasir
percobaan
terhadap
ukuran
saringan.
Pendekatan yang dilakukan adalah dengan
cara menetapkan bobot pada tiap ayakan
(Lihat halaman 4) sehingga persen butir lolos
pasir sesuai dengan yang direkomendasikan
oleh standar ASTM C33-1995 (Gambar 6)
(Lampiran 2c).

7

Gambar 6 Hubungan persen butir lolos pasir
yang sesuai standar terhadap
ukuran ayakan.
Bobot Jenis Relatif dan Absorpsi Pasir
Penentuan bobot jenis relatif dan absorpsi
pasir bertujuan untuk menentukan kualitas
pasir secara parsial. Bobot jenis relatif dan
absorpsi pasir dapat menetukan proporsi pasir
dalam campuran mortar. Bobot jenis relatif
dan absorpsi pasir yang diperoleh pada
penelitian ini sebesar 2.22 g/mL dan 8.76%
(Lampiran 3). Nilai bobot jenis pasir yang
diperoleh berada di bawah kisaran standar,
yaitu 2.5-2.65 g/mL, sedangkan nilai absorpsi
pasir lebih besar dari kisaran standar, yaitu 15% (Kato 1990). Hal ini mengindikasikan
bahwa pasir yang digunakan memiliki daya
absorpsi cairan yang besar sehingga proporsi
pasir harus sedikit dalam campuran mortar,
yaitu rasio semen pasir 1:2.
Bobot Jenis Semen
Bobot jenis semen dilakukan dengan
tujuan untuk melihat pengurangan bobot jenis
akibat cuaca dan cara penyimpanan yang baik.
Hasil pengukuran bobot jenis semen portland
yang dipakai dalam penelitian sebesar 3.02
g/mL (Lampiran 4). Nilai ini berada di bawah
nilai literatur, yaitu 3.15 g/mL (Kato 1990).
Hal ini dapat disebabkan oleh cuaca yang
mempengaruhinya. Ketika semen keluar dari
pabrik kemudian didistribusikan ke daerah
konstruksi maupun toko bangunan dan
mengalami penyimpanan, semen
akan
menerima panas dan guncangan yang ekstrim
sehingga dapat mempengaruhi berat jenisnya.
Akibat pengaruh cuaca tersebut maka
sebaiknya semen disimpan dalam bak yang
tertutup.
Kekekalan Semen
Kekekalan pasta semen yang telah
mengeras merupakan suatu ukuran dari
kemampuan pengembangan dari bahan-bahan
campurannya dan mempertahankan volumen
setelah mengikat. Hasil uji kekekalan semen
menunjukkan bahwa contoh semen tidak
memperlihatkan perubahan volume maupun
retakan yang signifikan pada permukaan
semen (Gambar 7). Penampakan semen
memperlihatkan struktur permukaan semen
yang tidak rata dengan adanya pengerutan
(shrinkage). Hal tersebut disebabkan adanya
penguapan yang terjadi pada pasta semen saat
perebusan, sehingga jika menggunakan pasta
semen untuk dinding perlu dilapisi terlebih
dahulu. Walaupun demikian, semen masih

layak pakai dan dapat digunakan sebagai
campuran dalam mortar.

a
b
Gambar 7 Pasta semen (a) sebelum direbus,
(b) setelah direbus.
Hasil Uji Pendahuluan Kuat Lentur
Mortar
Uji pendahuluan kuat lentur bertujuan
untuk menetapkan variasi konsentrasi yang
akan digunakan pada penambahan NaLS
sintetik ke dalam mortar. Nilai kuat lentur
dihitung saat mortar berumur 3, 7, dan 28 hari.
Umur tersebut diambil berdasarkan sifat yang
dimiliki oleh masing-masing senyawa dalam
semen, yaitu trikalsium aluminat, trikalsium
silikat, dan dikalsium silikat. Gambar 8
menunjukkan nilai kuat lentur terhadap variasi
konsentrasi NaLS komersial. Hasil pengujian
dengan rancangan percobaan terhadap data
(Lampiran 5) menunjukkan bahwa interaksi
antara
perlakuan
dan
umur
mortar
memberikan pengaruh yang berbeda nyata
terhadap respon (kuat lentur mortar) pada
taraf nyata 5% berdasarkan uji F. Uji lanjut
Duncan memperlihatkan bahwa penambahan
NaLS komersial 0.2% merupakan konsentrasi
optimum (Lampiran 11a) karena mempunyai
nilai kuat lentur yang terbesar. Ragam
konsentrasi NaLS sintetik yang ditambahkan
diambil berdasarkan uji pendahuluan tersebut
sehingga diambil nilai 0.1-0.3% dari bobot
semen.
Bertambahnya
umur
mortar
memperlihatkan peningkatan kuat lentur. Uji
lanjut Duncan memperlihatkan bahwa respon
terhadap masing-masing umur mortar berbeda
nyata. Hal ini disebabkan kuantitas produk
hidrasi, terutama kalsium silikat hidrat yang
terkandung dalam pasta semen meningkat.
Meningkatnya senyawa tersebut menyebabkan
ikatan yang dihasilkan oleh semen dengan
pasir semakin kuat dan ruang-ruang kosong
yang awalnya terisi oleh air diganti dengan

8

kalsium silikat hidrat sehingga porositas
mortar berkurang. Proses tersebut akhirnya
memberikan
kontribusi
utama
bagi
peningkatan kuat lentur maupun kuat tekan.

Penggunaan rasio air semen yang berbeda
memperlihatkan diameter alir yang berbeda
juga. Hal ini dapat terlihat pada grafik. Rasio
air semen 0.45 tidak memperlihatkan
perubahan diameter alir, nilainya yaitu 9.25
cm. Hal ini disebabkan oleh campuran pasir,
semen, dan air yang tidak mencapai
konsistensi sehingga adukan tidak membentuk
mortar segar dan dapat mengakibatkan
kesulitan dalam pengerjaannya. Penggunaan
rasio air semen 0.55 tidak memperlihatkan
perubahaan pada mortar dengan penambahan
NaLS sintetik maupun komersial 0.1 dan
0.2%, sedangkan dengan konsentrasi 0.3%
memperlihatkan perubahan, yaitu masingmasing 10.25 dan 9.5 cm. perubahan tersebut
sebesar 10 dan 2%.

Gambar 8 Hubungan antara kuat lentur
mortar dan konsentrasi NaLS
komersial
Hasil Uji Alir Mortar
Pengujian nilai alir mortar bertujuan untuk
melihat pengaruh penambahan NaLS sintetik
dan komersial dengan beragam variasi
konsentrasi
terhadap
dispersi
mortar.
Penelitian ini menghasilkan nilai diameter alir
mortar tanpa penambahan bahan kimia
sebesar 13.46 mm (Lampiran 6). Pengaruh
penambahan
NaLS
sintetik
dengan
konsentrasi 0.1, 0.2, dan 0.3% pada rasio
semen air 0.65 masing-masing sebesar 14.36,
15.15, 16.25 cm. Peningkatan konsentrasi
NaLS sintetik memperlihatkan peningkatan
dispersi mortar. Persentase peningkatan
diameter alir berturut-turut 6.69, 12.56,
20.73%. Pengaruh penambahan NaLS
komersial dengan variasi konsentrasi yang
sama masing-masing sebesar 14.26, 14.83,
15.05 mm (Gambar 9). Peningkatan diameter
alir mortar dengan penambahan NaLS sintetik
dari konsentrasi 0.1-0.3% lebih besar daripada
mortar dengan penambahan NaLS komersial,
yaitu sebesar 0.7%, 2.16%, dan 7.97%. Secara
langsung, hal ini mengakibatkan peningkatan
kehomogenan mortar. Senyawa NaLS
berpengaruh secara kimia pada pasta semen,
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.
Berdasarkan nilai alir yang mengalami
peningkatan maka NaLS sintetik dapat
dikategorikan sebagai bahan tambah kimia
yang dapat mengurangi penggunaan air
dalam adukan mortar. Oleh karena itu,
semakin tinggi dispersi yang terjadi pada
pasta semen maka aliran pasir dalam
campuran akan cenderung menyebar sehingga
tata letak pasir tersebut akan menopang daya
tahan mortar terhadap tekanan.

Gambar 9 Hubungan antara diameter alir dan
konsentrasi perlakuan
Hasil Uji Kuat Lentur Mortar
Penentuan kuat lentur ini bertujuan untuk
membandingkan pengaruh NaLS sintetik
dengan komersial terhadap daya tahan mortar,
yaitu kuat lentur dan kuat tekan. Kuat lentur
hasil penelitian ini menunjukkan mortar
dengan penambahan NaLS sintetik memiliki
kekuatan lentur masing-masing untuk
konsentrasi 0.1, 0.2, dan 0.3% dari berat
semen pada umur mortar 3 hari sebesar 44.84,
46.11, dan 44.04 kg/cm2; 46.84, 49.97, dan
46.28 kg/cm2 untuk umur mortar 7 hari;
48.76, 52.50, 49.71 kg/cm2 untuk umur mortar

9

28 hari (Lampiran 7). Sedangkan nilai kuat
lentur mortar kontrol umur 3, 7, dan 28 hari
berturut-turut sebesar 39.17, 43.17, dan 46.59
kg/cm2. Hasil tersebut menunjukkan bahwa
nilai kuat lentur mortar dengan penambahan
NaLS sintetik 0.1, 0.2, dan 0.3% mengalami
peningkatan sebesar 14.5, 17.7, dan 12.4%
pada umur mortar 3 hari. Saat umur mortar
mencapai 7 hari, kuat lentur mortar meningkat
sebesar 8.5, 15.8, dan 7.2%. Sedangkan pada
umur 28 hari mortar mengalami peningkatan
sebesar 4.7, 12.7, dan 6.7% seiring dengan
meningkatnya konsentrasi NaLS sintetik yang
ditambahkan.
Hasil uji kuat lentur mortar dengan
penambahan
NaLS
sintetik
juga
memperlihatkan perbedaan yang nyata
terhadap mortar dengan penambahan NaLS
komersial. Penambahan NaLS sintetik dengan
ragam konsentrasi 0.1, 0.2, dan 0.3% lebih
besar 6.3, 9.0, dan 2.7% terhadap NaLS
komersial pada umur 3 hari. 4.1, 13.9, dan
1.2% untuk hari ke 7. NaLS komersial 0.1 dan
0.3% pada umur mortar pada hari ke 28
menunjukkan nilai yang lebih besar daripada
NaLS sintetik dengan konsentrasi yang sama,
yaitu sebesar 1.5 dan 1.4%. Kuat lentur mortar
dengan penambahan NaLS sintetik 0.2% lebih
besar daripada mortar dengan penambahan
NaLS komersial dengan konsentrasi yang
sama, yaitu sebesar 4.6%.
Gambar 10 memperlihatkan nilai kuat
lentur yang semakin meningkat dengan
bertambahnya konsentrasi NaLS sintetik
maupun komersial dan mencapai optimum
pada penambahan NaLS 0.2%, tetapi saat
penambahan NaLS 0.3%, kuat lentur mortar
menurun. Hal ini menunjukkan bahwa
konsentrasi berlebih yang ditambahkan pada
mortar dengan rasio semen air yang tetap akan
mengakibatkan kekuatan mortar menurun.
Perbandingan mortar percobaan dengan
mortar komersial juga memiliki nilai yang
jauh lebih tinggi. Mortar komersial memiliki
kuat lentur untuk hari ke 3, 7, dan 28 sebesar
sebesar 6.35, 7.32, 10.09 kg/cm2.
Bertambahnya
umur
mortar
memperlihatkan peningkatan kuat lentur
sampai hari ke 28. Hal ini disebabkan
kuantitas produk hidrasi, terutama kalsium
silikat hidrat yang terkandung dalam pasta
semen meningkat. Meningkatnya senyawa
tersebut menyebabkan ikatan yang dihasilkan
oleh semen dengan pasir semakin kuat dan
ruang-ruang kosong yang awalnya terisi oleh
air diganti dengan kalsium silika hidrat
sehingga porositas mortar berkurang. Proses

tersebut akhirnya memberikan kontribusi
utama pada peningkatan kekuatan.

Keterangan : NaLS sin = NaLS sintetik
NaLS kom = NaLS komersial
Gambar 10 Grafik kuat lentur terhadap umur
mortar.
Berdasarkan
rancangan
percobaan
menggunakan program SPSS, uji interaksi
antara
perlakuan
dan
umur
mortar
memberikan pengaruh nyata terhadap respon
pada taraf nyata 5% berdasarkan uji F. Uji
lanjut Duncan menunjukkan bahwa pengaruh
penambahan NaLS sintetik maupun komersial
0.1, 0.2, dan 0.3% memperlihatkan perbedaan
yang nyata terhadap kontrol (0%) (Lampiran
11b). Uji ini menunjukkan bahwa NaLS
sintetik 0.2% merupakan hasil yang terbaik
karena mempunyai nilai kuat lentur terbesar.
Hasil Uji Kuat Tekan Mortar
Hasil pengujian kuat tekan mortar
menunjukkan nilai yang terbaik terjadi pada
mortar dengan penambahan NaLS sintetik
0.2% karena kuat tekannya terbesar (Gambar
11), yaitu 54.84, 54.89, dan 61.42 kg/cm2
untuk umur 3, 7, dan 28 hari. Nilai kuat tekan
mortar dengan penambahan NaLS sintetik
0.2% pada umur 3 hari ini lebih tinggi 43.8%
daripada kuat tekan mortar tanpa bahan
tambah kimia. Nilai kuat tekan mortar
semakin meningkat dengan bertambahnya
umur hingga hari ke 54. Mortar dengan
penambahan NaLS komersial 0.2% pada hari
ke 3 menunjukkan nilai kuat tekan sebesar
40.24 kg/cm2. Nilai tersebut masih lebih
rendah 36.3% jika dibandingkan dengan nilai
kuat tekan mortar dengan penambahan NaLS
sintetik. Oleh karena itu, NaLS sintetik
memiliki pengaruh yang lebih besar daripada

10

NaLS komersial pada kekuatan mortar, baik
kuat lentur maupun kuat tekan.

penentuan kuat lentur. Berdasarkan persamaan
garis linier (Gambar 12) didapatkan prediksi
waktu ikat awal berturut-turut terjadi pada
177, 262, 264 menit. Prediksi waktu ikat akhir
terjadi pada menit ke 481, 442, dan 404 menit.
Peningkatan waktu ikat awal ini menunjukkan
bahwa NaLS sintetik dapat bertindak sebagai
inhibitor pada reaksi hidrasi semen.

(a)
Gambar 11 Grafik kuat tekan terhadap umur
mortar.
Waktu Pengikatan Semen
Waktu ikat awal dan akhir sangat
dipengaruhi oleh jumlah air yang dipakai.
Waktu ikat awal sangat penting dalam kontrol
pekerjaan, untuk kasus-kasus tertentu waktu
ikat awal diperlukan selama 2 jam agar waktu
terjadinya ikatan awal lebih panjang. Waktu
yang panjang ini dibutuhkan untuk
transportasi, penuangan, pemadatan, dan
penyelesaian. Data uji waktu ikat semen
menunjukkan waktu ikat awal pasta semen
tanpa bahan tambah, pasta semen dengan
penambahan NaLS komersial 0.2%, dan pasta
semen dengan penambahan NaLS sintetik
0.2% berturut-turut adalah 173, 275, dan 260
menit (Lampiran 10), sedangkan waktu ikat
akhir berturut-turut terjadi pada menit ke 525,
405, dan 405. Hasil waktu ikat semen masih
berada dalam kisaran yang dianjurkan oleh
ASTM C150, yaitu waktu ikat awal berkisar
antara 45-375 menit dan waktu ikat akhir
maksimum 9 jam. Berdasarkan hasil uji waktu
ikat semen, pengaruh penambahan NaLS
sintetik 0.2% ke dalam pasta semen
memperlihatkan adanya peningkatan waktu
pengikatan awal, yaitu sebesar 50%.
Sedangkan waktu ikat akhir mengalami
penurunan sekitar 8%. Pemilihan konsentrasi
0.2% diambil dari hasil terbaik pada

(b)
Gambar 12 Grafik penetrasi pasta semen pada
(a) waktu ikat awal, (b) waktu
ikat akhir.
Hasil Analisis Hidrasi Semen Umur 3 hari
dengan Difraktometer Sinar X
Analisis hidrasi semen bertujuan untuk
mempelajari proses hidrasi semen pada umur
3 hari dengan penambahan NaLS sintetik
0.2%. Pemilihan konsentrasi NaLS sintetik
0.2% berdasarkan pengujian kuat lentur yang
menunjukkan
hasil
terbaik.
Kajian
difraktometer sinar X menunjukkan bahwa
intensitas puncak produk hidrasi, yaitu

11

Ca(OH)2 dan kalsium silikat hidrat (C-S-H)
pada pasta semen yang ditambahkan NaLS
sintetik 0.2% mengalami peningkatan
terhadap pasta semen tanpa bahan tambah
kimia (Gambar 13). Peningkatan intensitas
puncak Ca(OH)2 dan kalsium silikat hidrat
sebesar 21.7% dan 8.3%, yaitu dari 230
menjadi 280 cps dan dari 480 menjadi 520 cps
(Lampiran 12). Ca(OH)2 merupakan kapur
bebas hasil hidrasi senyawa trikalsium silikat
dan dikalsium silikat, sedangkan kalsium
silikat hidrat juga merupakan produk hidrasi
dari kedua senyawa tersebut yang bersifat
perekat. Kapur bebas tidak banyak
memberikan kontribusi dalam perkembangan
sifat mortar.

Gambar 13 Difraktogram sinar X (a) pasta
semen tanpa bahan tambah
kimia, (b) pasta semen dengan
penambahan NaLS sintetik
0.2%, (c) pasta semen dengan
penambahan NaLS 0.3% yang
dilakukan oleh Grierson et al.
(2004).
Peningkatan
puncak
Ca(OH)2
ini
mengindikasikan peningkatan reaksi hidrasi
senyawa
trikalsium
silikat.
Hal
ini
memperlihatkan bahwa natrium lignosulfonat
bertindak sebagai agen pendispersi. Akibat
dari sifat dispersif tersebut maka akan
meningkatkan deflokulasi pada pasta semen
sehingga pasta semakin homogen dan jumlah
pori dalam struktur mortar akan berkurang.
Kemudian dengan meningkatnya deflokulasi,
daerah permukaan partikel terdispersi akan
semakin meningkat sehingga jumlah Ca(OH)2
dan kalsium silikat hidrat juga meningkat.
Pengaruh dispersi partikel ini secara tidak
langsung mempengaruhi kekuatan mortar
karena adanya pengurangan struktur pori
dalam mortar. Oleh karena itu, nilai kuat
lentur dan kuat tekan mortar dengan
penambahan NaLS sintetik 0.2% pada hari ke

3 mengalami peningkatan, yaitu sebesar
17.7% dan 43.8%.

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Hasil uji pendahuluan kuat lentur mortar
dengan menggunakan NaLS komersial 0.10.5% dari berat semen memperlihatkan nilai
kuat lentur terbesar terjadi pada mortar
dengan penambahan NaLS komersial 0.2%
sehingga uji kuat lentur dengan bahan tambah
NaLS
sintetik
menggunakan
variasi
konsentrasi 0.1-0.3%. Uji alir mortar
menunjukkan bahwa semakin meningkatnya
konsentrasi NaLS sintetik maupun komersial
maka akan meningkatkan daya dispersi
mortar. Peningkatan nilai diameter alir pada
mortar dengan penambahan NaLS sintetik
0.2% sebesar 12.6%.
Uji kuat lentur mortar dengan penambahan
NaLS sintetik 0.2% pada hari ke 28
memperlihatkan hasil yang terbaik, yaitu
sebesar 12.7 % terhadap mortar tanpa bahan
tambah dan 5% terhadap mortar dengan
penambahan NaLS komersial 0.2%, namun
NaLS sintetik juga memperlihatkan nilai yang
lebih besar pada semua variasi konsentrasi
yang
digunakan.
Hal
tersebut
juga
diperlihatkan oleh nilai kuat tekan mortar.
Mortar dengan penambahan NaLs sintetik
0.2% memperlihatkan nilai yang lebih besar
43.8% daripada mortar tanpa penambahan
bahan kimia. NaLS sintetik dapat bertindak
sebagai inhibitor reaksi hidrasi awal karena
memperlihatkan kenaikan waktu ikat awal
pada pasta semen sekitar 50%. Analisis
hidrasi semen pada waktu 3 hari
memperlihatkan peningkatan kuantitas produk
hidrasi, yaitu Ca(OH)2 dan kalsium silikat
hidrat, yaitu sebesar 21.7% dan 8.3% sehingga
NaLS sintetik bertindak sebagai dispersan
dalam pasta semen saat waktu tersebut.
Saran
Penelitian lebih lanjut perlu dilakukan
terhadap kuat lentur pada umur mortar yang
lebih besar untuk melihat pengaruhnya setelah
28 hari. Perlu dilakukan penguk