3. 5. 8. Analisa Mikrostruktur
Analisa mikrostruktur dari beton ringan berpori dilakukan dengan 2 cara,
yaitu: menggunakan Scanning Electron Microscope SEM untuk melihat bentuk dan ukuran partikel penyusunnya dan X-ray Diffraction XRD untuk mengidentifikasi
struktur kristal atau fasa yang terbentuk.
3. 5. 8. 1. Analisa Mikrostruktur dengan Scanning Electron Microscope SEM
Bentuk dan ukuran partikel penyusun dari beton ringan berpori dapat diidentifikasikan berdasarkan data yang diperoleh dari alat Scanning Electron
Microscope SEM, seperti diperlihatkan pada gambar J11 lampiran. Mekanisme alat ukur SEM dapat dijabarkan sebagai berikut:
1. Sampel diletakkan di dalam cawan, kemudian sampel tersebut dilapisi
emas. 2.
Sampel disinari dengan pancaran elektron bertenaga kurang lebih 20 kV sehingga sampel memancarkan elektron turunan secondary electron dan
elektron terpantul back scattered electron yang dapat dideteksi dengan detector scintilator yang diperkuat sehingga timbul gambar pada layar
CRT. 3.
Pemotretan dilakukan setelah dilakukan pengesetan pada bagian tertentu, dari objek dan perbesaran yang diinginkan sehingga diperoleh foto yang
dapat diidentifikasi.
Suarni Nasution : Efek Komposisi Dan Aging Terhadap Sifat Mekanik Dan Fisis Pada Pembuatan Aerated Concrete Beton Berpori, 2009
USU Repository © 2008
3. 5. 8. 2. Analisa Mikrostruktur dengan Difraksi Sinar –X XRD
Struktur kristal atau fasa yang terbentuk dari beton ringan berpori dapat diidentifikasikan berdasarkan data yang diperoleh dari alat X-ray Diffraction XRD,
seperti pada gambar 3. 9.
θ θ
2
Gambar 3. 2 Skema peralatan Difraksi Sinar-X XRD Hasil
ang diperoleh adalah berupa pola difraksi yang menyatakan hubungan antara intensitas I terhadap sudut difraksi 2
θ, kemudian pola ini dicocokkan nilai jarak kisi d dengan data dari JCPDS card untuk mengetahui fasa
yang terbentuk. y
Pada gambar 3. 9, peralatan X-ray Diffraction XRD terdiri dari: 1.
Generator tegangan tinggi A yang berfungsi sebagai catu daya pada sumber sinar - X B
2. Sampel C diletaakan di atas tatakan D yang sudutnya dapat diatur.
3. Sinar-X dari sumber B didifraksi oleh sampel menjadi berks sinar
konvergen yang terfokus di celah E, kemudian masuk ke alat pencacah F.
Suarni Nasution : Efek Komposisi Dan Aging Terhadap Sifat Mekanik Dan Fisis Pada Pembuatan Aerated Concrete Beton Berpori, 2009
USU Repository © 2008
4. D dan F dihubungkan secara mekanis, jika F berputar 2 maka D
berputar sebesar . 5.
Intensitas difraksi sinar-X yang masuk dalam pelat pencacah F, dikonversikan dengan alat kalibrasi G dalam signal tegangan yang
disesuaikan dan direkam oleh recorder atau alat perekam H dalam bentuk kurva.
6. Dari pengujin ini diperoleh grafik hubungan sudut 2 dengan intensitas
pola struktur dari berbagai puncak. Dengan menggunakan persamaan 2.8, maka besarnya jarak kisi d dapat
ditentukan, kemudian nilai ini d yang telah dihitung dicocokan dengan nilai d dari JCPDS card
Suarni Nasution : Efek Komposisi Dan Aging Terhadap Sifat Mekanik Dan Fisis Pada Pembuatan Aerated Concrete Beton Berpori, 2009
USU Repository © 2008
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Beton ringan berpori aerated concrete telah dibuat dari campuran semen, pasir atau fly ash, CaCO
3
dan katalis Al, kemudian dikeringkan secara alami 7, 14, 21 dan 28 hari maupun dengan menggunakan Autoclave bertekanan 1,5 bar 20, 40
dan 60 menit. Karakteristik beton berpori sangat ditentukan oleh komposisi pasir silika maupun fly ash dari pembakaran batu bara pada PLTU Suralaya – Banten,
dan proses pengeringannya. Untuk mengetahui karakteristik beton tersebut maka perlu diukur besaran-besaran fisisnya antara lain: densitas, penyerapan air, kuat tekan,
kuat patah, konduktivitas termal, daya redam suara dan analisa mikrostrukturnya dengan menggunakan SEM dan XRD.
4.1. Densitas
Hasil pengukuran densitas beton ringan berpori aerated concrete yang berbasis campuran semen, pasir atau fly ash, CaCO
3
dan katalis Al, melalui proses pengeringan secara alami selama waktu: 7, 14, 21 dan 28 hari diperlihatkan pada
gambar 4.1.
31
Suarni Nasution : Efek Komposisi Dan Aging Terhadap Sifat Mekanik Dan Fisis Pada Pembuatan Aerated Concrete Beton Berpori, 2009
USU Repository © 2008
0.6 0.9
1.2
10 20
30 40
50 6
D e
nsi tas
g c
1.5
m
3
Batas maksimum
Referensi beton berpori 7 hari
28 hari
14 hari 21 hari
Fly Ash massa Gambar 4. 1. Hubungan antara densitas terhadap penambahan fly ash massa
melalui proses pengeringan alami: 7, 14, 21 dan 28 hari Data Gambar 4.1, diperoleh dari tabel pada lampiran 1 yaitu: data pengukuran
densitas. Dari Gambar 4.1, terlihat bahwa densitas beton ringan berpori yang
dikeringkan secara alami diperoleh berkisar antara 0,728 – 1,414 gcm
3
. Sedangkan nilai densitas beton ringan berpori yang dikeringkan tanpa menggunakan Autoclave
Non AAC adalah berkisar 0,741 gcm
3
William V. Abbate, 2005. Menurut Siporex Oy, 2000, beton berpori yang diklasifikasikan sebagai beton ringan adalah
yang memiliki densitas 1 gcm
3
. Apabila batas atas dari nilai densitas yang diinginkan 1 gcm
3
, maka nilai yang memenuhi adalah pada komposisi: 40 fly ash dengan waktu pengeringan 7 hari, 50 fly ash dengan waktu pengeringan 14,
21dan 28 hari. Ternyata dari hasil pengamatan menunjukkan bahwa, apabila waktu pengeringan atau pengerasan aging diperpanjang maka nilai densitas cenderung
meningkat. Artinya proses pengeringan sangat mempengaruhi kualitas beton tersebut. Perubahan nilai densitas yang diperoleh antara hari ke 14, 21 dan hari ke 28 pada
komposisi 50 fly ash relatif kecil, maka untuk penghematan disarankan waktu
Suarni Nasution : Efek Komposisi Dan Aging Terhadap Sifat Mekanik Dan Fisis Pada Pembuatan Aerated Concrete Beton Berpori, 2009
USU Repository © 2008
pengeringan cukup dilakukan selama 14 hari, dimana nilai densitasnya masih 1 gcm
3
. Sebaliknya pada penambahan fly ash cenderung menurunkan nilai densitas pada beton ringan berpori. Peristiwa ini merupakan terjadinya reaksi antara CaO dan
SiO
2
yang terdapat pada fly ash dan membentuk komponen Tobermerite. Pada gambar 4. 2, ditunjukkan hasil pengukuran densitas dari beton ringan
berpori yang dikeringkan secara cepat dengan variasi waktu 20, 40 dan 60 menit yang menggunakan Autoclave bertekanan 1,5 bar. Dari gambar 4.2, terlihat bahwa densitas
beton ringan berpori yang dikeringkan secara cepat menggunakan Autoclave masing- masing selama 20, 40 dan 60 menit, diperoleh berkisar antara 0,740 – 1,280 gcm
3
. Sedangkan nilai densitas beton ringan berpori yang dikeringkan menggunakan
Autoclave AAC pada tekanan 12 bar adalah berkisar 0,575 gcm
3
William V. Abbate, 2005. Sebenarnya kualifikasi dari jenis beton ringan struktur adalah
memiliki densitas dalam rentang 1,44 – 1,84 gcm
3
NRMCA, 2000. Pada referensi lain, beton berpori yang diklasifikasikan sebagai beton ringan adalah yang memiliki
densitas 1 gcm
3
Siporex Oy, 2000. Kecenderungan pola yang diperoleh mirip dengan yang ditampilkan pada gambar 4. 1. Perbedaannya hanya pada waktu
pengeringan atau pengerasan aging yang relatif lebih cepat dibanding dengan cara alami konvensional dan peristiwa atau reaksi yang terjadi adalah sama saja. Sesuai
dengan tujuan penelitian, diharapkan nilai densitas yang diperoleh 1 gcm
3
, maka nilai yang memenuhi adalah pada komposisi: 35 fly ash dengan waktu
pengeringan 20 menit, 20 fly ash dengan waktu pengeringan 40 dan 60 menit.
Suarni Nasution : Efek Komposisi Dan Aging Terhadap Sifat Mekanik Dan Fisis Pada Pembuatan Aerated Concrete Beton Berpori, 2009
USU Repository © 2008
Batas maksimum
0.4 0.6
0.8 1.0
1.2
10 20
30 40
50 60
Fly Ash berat
Densitas gcm
3
Gambar 4.2. Hubungan antara densitas terhadap penambahan fly ash massa melalui proses pengeringan Autoclave: 20, 40 dan 60 menit
20 menit 40 menit
Referensi beton berpori 60 menit
1.4
ma Fly Ash massa
Perbedaan nilai densitas beton ringan berpori yang diperoleh dengan pengeringan cepat antara 40 dan 60 menit dengan komposisi 20 fly ash adalah relatif kecil,
maka disarankan waktu pengeringan cukup dilakukan selama 40 menit. Pemikiran ini berdasarkan azas penghematan, karena nilai densitas target 1 gcm
3
telah terpenuhi.
4. 2. Penyerapan Air
Pada gambar 4. 3, terlihat bahwa penyerapan air dari beton ringan berpori yang dikeringkan secara alami diperoleh berkisar antara 48,76 – 54,8 . Hasil
pengamatan peneliti lain Siporex Oy, 2000, menunjukkan bahwa beton berpori untuk jenis beton ringan terdapat banyak pori sampai 50 - 70 .
Suarni Nasution : Efek Komposisi Dan Aging Terhadap Sifat Mekanik Dan Fisis Pada Pembuatan Aerated Concrete Beton Berpori, 2009
USU Repository © 2008
Gambar 4. 3. Hubungan antara penyerapan air terhadap penambahan fly ash massa melalui proses pengeringan alami: 7, 14, 21 dan 28 hari
48 50
52 54
10 20
30 40
50 60
P e
n y
er apan A
ir
56
Batas bawah 7 hari
14 hari 28 hari
21 hari
Fly Ash massa
.
Dari kurva yang diperoleh menunjukkan bahwa fungsi waktu pengerasan aging sangat menentukan, karena penyerapan air masih berlangsung sampai hari ke 28.
Pembuatan beton ringan berpori dengan pengeringan secara alami menghasilkan nilai penyerapan air yang tertinggi pada hari ke 28, yaitu: 50,2 – 54,8 . Apabila batas
minimum bawah penyerapan air sebesar 50 , maka komposisi yang memenuhi adalah 20 fly ash dengan waktu pengeringan 7 hari, 10 fly ash untuk waktu
pengeringan 14, 21 dan 28 hari. Pada komposisi tersebut, perubahan nilai penyerapan air antara hari ke 14, 21 dan hari ke 28 pengaruhnya tidak begitu signifikan, sehingga
disarankan waktu pengeringan cukup dilakukan 14 hari saja. Adanya air yang terperangkap di dalam beton ringan berpori lambat laun akan terlepas secara bertahap
sebagai fungsi waktu pada saat pengerasan. Pengaruh penambahan fly ash menunjukkan besarnya nilai penyerapan air cenderung meningkat. Hal ini dapat
disebabkan oleh adanya reaksi eksotermal antara CaO dan SiO
2
, yang akan
Suarni Nasution : Efek Komposisi Dan Aging Terhadap Sifat Mekanik Dan Fisis Pada Pembuatan Aerated Concrete Beton Berpori, 2009
USU Repository © 2008
menimbulkan panas, serta gelembung-gelembung gas CO
2
maupun H
2
O yang terbentuk selama proses pencetakan dan pada saat pengerasannya justru akan terurai.
Gelembung-gelembung udara ini menjadikan volumenya menjadi dua kali lebih besar dari volume awal. Pada akhir proses pengembangan hidrogen akan terlepas ke
atmosfer dan posisinya langsung digantikan oleh udara, sehingga menimbulkan rongga dan membuat beton menjadi ringan Wijoseno, 2008.
Pada gambar 4. 4, terlihat bahwa penyerapan air dari beton ringan berpori yang dikeringkan secara cepat dengan menggunakan Autoclave AAC diperoleh
berkisar antara 55,27 – 60,35 . Hasil ini relatif lebih tinggi lebih baik dibanding dengan pengeringan secara alami. Nilai penyerapan air berbanding lurus terhadap
waktu dan jumlah fly ash yang ditambahkan. Artinya semakin lama proses pengeringannya dan semakin banyak fly ash yang ditambahkan maka nilai
penyerapan air dari beton ringan berpori akan meningkat.
54 56
58 60
62
10 20
30 40
50 60
Penyer apan Ai
r
Gambar 4. 4. Hubungan antara penyerapan air terhadap penambahan fly ash massa melalui proses pengeringan Autoclave: 20, 40 dan 60 menit
20 menit 40 menit
60 menit
Fly Ash massa
Suarni Nasution : Efek Komposisi Dan Aging Terhadap Sifat Mekanik Dan Fisis Pada Pembuatan Aerated Concrete Beton Berpori, 2009
USU Repository © 2008
Perubahan nilai penyerapan air dari beton ringan berpori pada proses pengeringan dengan menggunakan Autoclave antara 40 menit dan 60 menit menjadi tidak
signifikan. Oleh karena besarnya penyerapan air sudah 50 , untuk itu disarankan cukup dilakukan selama 40 menit saja, agar penghematan dilakukan.
4. 3. Kuat Tekan
Kategori