Pembuatan Panel Beton Ringan Berbasis Perlit Dan Efek Komposisi Terhadap Karakteristiknya

PEMBUATAN PANEL BETON RINGAN BERBASIS

PERLIT DAN EFEK KOMPOSISI TERHADAP

KARAKTERISTIKNYA

T E S I S

Oleh

JAUHARAH CUT ALI

077026010/FIS

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009

PEMBUATAN PANEL BETON RINGAN BERBASIS

PERLIT DAN EFEK KOMPOSISI TERHADAP

KARAKTERISTIKNYA

T E S I S

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Ilmu Fisika pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh

JAUHARAH CUT ALI

077026010/FIS

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009

Judul Tesis : PEMBUATAN PANEL BETON RINGAN BERBASIS PERLIT DAN EFEK KOMPOSISI TERHADAP

KARAKTERISTIKNYA Nama Mahasiswa : Jauharah Cut Ali

Nomor Pokok : 077026010 Program Studi : Fisika

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc) (Prof. Drs. H. Mohammad Syukur, MS) Ketua Anggota

Ketua Program Studi Direktur

(Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc) (Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B.,M.Sc)

Telah diuji pada

Tanggal : 08 Juni 2009

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc.

Anggota : 1. Prof. Drs. H. Mohammad Syukur, MS 2. Dra. Justinon, MS

3. Dr. Ir. Reza Fadhilla, M.I.M. 4. Drs. Nasir Saleh, M.Eng.Sc.

ABSTRAK

Telah dilakukan pembuatan panel beton ringan (beton perlit I dan II) dari campuran semen - perlit dan semen - agregat (campuran perlit dan pasir). Kualitas beton ringan secara umum sangat ditentukan oleh komposisi bahan baku dan proses pengeringannya. Prosedur pembuatan beton perlit I menggunakan bahan baku (semen + perlit) dan beton perlit II (semen + perlit + pasir), diaduk hingga rata dan dicetak berbentuk selinder (diameter 27 mm dan tinggi 90 mm), sedangkan bentuk balok berukuran 160 x 40 x 40 cm3. Kemudian sampel tersebut dikeringkan secara alami (7, 14, 21 dan 28 hari) serta menggunakan autoclave dengan tekanan 1,5 bar (selama 20, 30, 60 dan 90 menit). Karakteristik beton ringan yang diukur meliputi: densitas, kuat tekan, kuat patah, kuat tarik, penyerapan air, penyusutan, firing resistance (firing retardant), konduktivitas termal, dan analisa mikrostrukturnya dengan XRD. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa beton perlit I dan II dengan komposisi: 80,00; 85,72; dan 88,89 % (volum perlit atau volum agregat) yang dikeringkan selama 28 hari (secara alami) dan dengan autoclave selama 90 menit memiliki sifat fisis, mekanik dan termal, memenuhi persyaratan sebagai panel beton ringan. Nilai densitas dari beton perlit I yang diperoleh dari proses pengeringan alami (28 hari), dan dikeringkan dengan menggunakan

autoclave bertekanan 1,5 bar (90 menit) adalah sekitar: 315,22 - 662,08 kg/m3 (0,315 -

0,662 g/cm3). Panel beton ringan (beton perlit II) yang dikeringkan selama 28 hari (alami) dan dikeringkan selama 90 menit (menggunakan autoclave) menghasilkan densitas pada rentang: 1050,22 - 1420,35 kg/m3.

Penyerapan air beton perlit I dan II pada komposisi terbaik adalah: 8 – 20 % dan penyusutannya sekitar 0,05 - 0,17 %. Ketahanan api terbaik dari beton perlit I dan II yang dibakar selama 4 jam (titik nyala api) adalah pada komposisi 80,00 dan 85,72 % volum perlit, dan 80,00; 85,72 dan 88,89 % agregat. Panel beton perlit I dan II memiliki kamampuan meredam panas dengan nilai konduktivitas panas sekitar: 0,61 –

0,97 W/m2.K, sehingga dapat dipergunakan sebagai panel isolasi panas. Beton perlit I didominasi oleh fasa-fasa: Ca2SiO4 (C2S), Ca3SiO5 (C3S), dan Ca3Al2SiO6 (C3A), dan fasa minor SiO2 yang berasal dari perlit. Beton perlit II memiliki fasa dominan SiO2 yang berasal dari pasir dan perlit: quarzt, tridymit dan crystobalit, sedangkan fasa dari semen: Ca2SiO4 (C2S), dan Ca3SiO5 (C3S).

ABSTRACT

The making of light weight concrete (perlit concrete I and II) have been done by using mixture cement - perlit and cement - aggregate (mixture of perlit and sand). Generally, the quality of light weight concrete was determined by composition of raw material and process. The procedure of perlit concrete making was used raw material (cement + perlit) for perlit concrete I and (cement + perlit + sand) for concrete perlit II, Raw material was mixed until homogeneous and casting in form of cylinder (diameter = 27

mm and high = 90 mm), also in beam form (160 x 40 x 40 cm3). Then the sample was

dried naturally (7, 14, 21 and 28 day) and also used the autoclave with pressure 1.5 bar (during 20, 30, 60 and 90 minutes). The light weight Concrete characteristic measured cover: density, compressive strength, bending strength, tensile strength, water absorption, shrinkage, firing resistance (firing retardant), thermal conductivity, and microstructure analysis by using XRD. The characterization results indicate that the perlit concrete I and II with the composition: 80.00; 85.72; and 88.89 % (perlit volume or aggregate volume), dried during 28 day (naturally) and by using autoclave during 90 minute have the physical, mechanical and thermal properties that fulfill the condition as light weight concrete panel. The density of perlit concrete I, obtained from natural draining process (28 day), and dried by using autoclave with pressure 1.5 bar

(90 minute) are about: 315.22 _– 662.08 kg/m3 (0.315 _– 0.662 g/cm3). The light weight

concrete panel (perlit concrete II) that is dried during 28 days and 90 minute (using

autoclave) have density in range: 1050.22 _– 1420.35 kg/ m3. The best composition for

water absorption of perlit concrete I and II are: 8 - 20 % and shrinkage about 0.05 _–

0.17 %. The best fire resistance performance of perlite concrete I and II, fired during 4 hours (flash point) are: composition 80.00% and 85.72% (perlit volume), and 80.00%; 85.72% and 88.89% (aggregate). The perlit concrete panel I and II have the capability

to reduce the heat with thermal conductivity about: 0.61 _– 0.97 W/m2.K, so it can be

used as insulation panel. The perlit concrete I was dominated by phases: Ca2SiO4

(C2S), Ca3SiO5 (C3S), and Ca3Al2SiO6 (C3A), and minor phase of SiO2 coming from

perlit. The perlit concrete II have the dominant phase of SiO2 coming from sand and

perlit: quartz, tridymit and crystobalit, while phase from cement: Ca2SiO4 (C2S), and

Ca3SiO5 (C3S).

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat kepada Allah SWT. atas segala limpahan rahmat dan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini. Kami ucapkan terima kasih sebesar – besarnya kepada Pemerintah Republik Indonesia c.q. Pemerintah Provinsi Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan dana sehingga kami dapat melaksanakan Program Magister Sains pada Program Studi Magister Ilmu Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.

Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah saya mengucapkan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada :

1. Bapak Prof. Chairuddin P. Lubis, DTM&H, Sp..A(K) selaku Rektor Universitas Sumatera Utara atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada kami untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Ilmu Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.

2. Ibu Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B., M.Sc, selaku Direktur Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara, atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menjadi Mahasiswa Program Magister Sains pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc selaku Ketua Program Studi Magister Fisika Sekolah Pascasarjana sekaligus sebagai Ketua Komisi Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu dan pikiran dalam membimbing penulis hingga terselesaikannya penulisan tesis ini.

4. Bapak Drs. Nasir Saleh, M.Eng.Sc selaku Sekretaris Magister Sains Program Studi Ilmu Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. Yang telah banyak meluangkan waktu dan pikiran dalam memberikan petunjuk dan arahan hingga terselesainya penulisan tesis ini.

5. Bapak Prof. Drs. Mohammad Syukur, M.Sc selaku Anggota Komisi Pembimbing yang telah banyak membantu penulis membimbing dalam penulisan tesis ini.

6. Bapak Prof. (Riset) Drs. H. Perdamean Sebayang, M.Si selaku Pembimbing Lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing kami hingga selesainya penelitian ini.

7. Bapak dan Ibu Dosen Staf Pengajar Program Studi Ilmu Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara atas dorongan, arahan dan saran hingga selesainya tesis ini.

8. Rekan-rekan mahasiswa Sekolah Pascasarjana angkatan 2007 dan semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dorongan kepada penulis selama perkuliahan hingga selesainya tesis ini.

9. Teristimewa ucapan terima kasih yang sedalam-dalamnya dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada ayahanda Drs. Tgk. Cut Ali dan ibunda Hendon beserta suami tercinta Drs. M. Gade, M.Si dan kelima ananda tersayang Nurul Wahida; Neily Maulida Ulfa; Zhuhriana Putri; Zahratul Faizah; dan Azzam Fawwaz, beserta seluruh keluarga yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang tetap memberikan semangat kepada penulis selama dalam pendidikan dan waktu penulisan tesis ini. Terima kasih atas segala pengorbanan kalian baik berupa moril maupun meteril, budi baik, tidak dapat dibalas hanya diserahkan kepada Allah SWT.jua.

Akhir kata semoga tesis ini bermanfaat bagi pembaca, dalam usaha meningkatkan mutu pendidikan, dan penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan, karena itu dengan segala kerendahan hati penulis mengharapkan saran dan kritik yang dapat menyempurnakan tesis ini.Amin.

Medan, Juni 2009 Penulis,

RIWAYAT HIDUP

1. Nama Lengkap : Jauharah Cut Ali

2. N I P : 132 159 262

3. Tempat/Tanggal Lahir : Kec. Meureudu, 18 Nopember 1972

4. Jenis Kelamin : Wanita

5. Alamat Rumah : Jalan Padi Raya No. 22 Lingkungan XIV Pasar V Tembung ( Telp. 061-91138556 )

6. e-mail : cutali_jauharah@yahoo.co.id

7. Pekerjaan : PNS ( Guru MAN 3 MEDAN )

8. Pangkat/Golongan : Penata Tk.I / III/d / Guru dewasa Tk.I 9. Alamat Sekolah : Jalan Pertahanan Patumbak

10.Data Pendidikan :

 SD Negeri Mns. Mulieng Sigli, lulus tahun 1985  SMP Negeri 2 Meureudu Sigli, lulus tahun 1988  SMA Negeri Meureudu Sigli, lulus tahun 1991

 Universitas Muslim Nusantara Al-Washliyah Medan, lulus tahun 1996  SPS-USU Medan, Ilmu Fisika (S2), lulus tahun 2009

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK... i

ABSTRACT... ii

KATA PENGANTAR... iii

RIWAYAT HIDUP... v

DAFTAR ISI... vi

DAFTAR TABEL... viii

DAFTAR GAMBAR... x

DAFTAR LAMPIRAN... xiii

BAB I PENDAHULUAN... 1

1.1 Latar Belakang... 1

1.2 Perumusan Masalah... 2

1.3 Pembatasan Masalah... 3

1.4 Tujuan Penelitian... 3

1.5 Hipotesa... 3

1.6 Manfaat Penelitian... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 5

2.1 Beton... 5

2.2 Semen... 6

2.3 Perlit... 8

2.4 Karakterisasi Beton Ringan... 9

BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 14

3.1 Lokasi Penelitian... 14

3.2 Bahan dan Peralatan... 14

3.3 Variabel dan Parameter... 14

3.5 Karakterisasi... 17

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN... 23

4.1 Hasil Penelitian... 23

4.2 Pembahasan... 43

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 56

5.1 Kesimpulan... 56

5.2 Saran... 57

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

2.1 Komposisi dari Semen ( portland cement)... 7

2.2 Karakteristik dari Semen Portland Tipe I ... ... 8

2.3 Sifat-Sifat Fisis Perlit Sintetis... 9

3.1 Komposisi Beton Perlit I... 15

3.2 Komposisi Beton Perlit II... 16

4.1 Komposisi Kimia dari Perlit... 40

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman 2.1 Difraksi dari Bidang Kristal... 12 3.1 Diagram Alir Preparasi Beton Perlit... 16 4.1 Hubungan antara Densitas terhadap Komposisi Perlit ( % Volum)

dari Beton Perlit I melalui Proses Pengeringan Alami : 7, 14, 21, 28... 23 4.2 Hubungan antara Densitas terhadap Komposisi Perlit ( % Volum )

dari Beton Perlit I melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60 dan 90 Menit... 24 4.3 Hubungan antara Densitas terhadap Komposisi Perlit ( % Volum )

dari Beton Perlit II Melalui Proses Pengeringan Alami : 7, 14, 21, 28... 24 4.4 Hubungan antara Densitas terhadap Komposisi Perlit ( % Volum )

dari Beton Perlit II Melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60 dan 90 Menit... 25 4.5 Hubungan antara Kuat Tekan Beton Perlit I terhadap Panambahan Perlit

( % Volum ) melalui Proses Pengeringan Alami : 7, 14, 21, dan 28 Hari... 26 4.6 Hubungan antara Kuat Tekan Beton Perlit I terhadap Panambahan Perlit

( % Volum ) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit... 26 4.7 Hubungan antara Kuat Tekan Beton Perlit II terhadap Panambahan Perlit

(% Volum ) melalui Proses Pengeringan Alami: 7, 14, 21, dan 28 Hari... 27 4.8 Hubungan antara Kuat Tekan Beton Perlit II terhadap Panambahan Perlit

( % Volum ) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit... 27 4.9 Hubungan antara Kuat Patah Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit

( % Volum ) melalui Proses Pengeringan Alami : 7, 14, 21 dan 28 Hari... 28 4.10 Hubungan antara Kuat Patah Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit

( % Volum ) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit ... 29

( % Volum ) melalui Proses Pengeringan Alami : 7, 14, 21 dan 28 Hari... 29 4.12 Hubungan antara Kuat Patah Beton Perlit II terhadap Penambahan Perlit

( % Volum ) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit ... 30 4.13 Hubungan antara Kuat Tarik Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit

( % Volum ) melalui Proses Pengeringan Alami : 7, 14, 21, dan 28 Hari... 31 4.14 Hubungan antara Kuat Tarik Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit

( % Volum ) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit... 31 4.15 Hubungan antara Kuat Tarik Beton Perlit II terhadap Penambahan Agregat

( % Volum ) melalui Proses Pengeringan Alami : 7, 14, 21, dan 28 Hari... 32 4.16 Hubungan antara Kuat Tarik Beton Perlit II terhadap Penambahan Perlit

( % Volum ) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit... 32 4.17 Hubungan antara Penyerapan Air Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit

( % Volum ) melalui Proses Pengeringan Alami : 7, 14, 21, dan 28 Hari... 33 4.18 Hubungan antara Penyerapan Air Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit ( % Volum ) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit... 34 4.19 Hubungan antara Penyerapan Air Beton Perlit II terhadap Penambahan Perlit

( % Volum ) melalui Proses Pengeringan Alami : 7, 14, 21, dan 28 Hari... 34

4.20 Hubungan antara Penyerapan Air Beton Perlit II terhadap Penambahan Perlit ( % Volum ) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit... 35 4.21 Hubungan antara Penyusutan Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit

( % Volum ) melalui Proses Pengeringan Alami : 7, 14, 21, dan 28 Hari... 36 4.22 Hubungan antara Penyusutan Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit

( % Volum ) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit... 36 4.23 Hubungan antara Penyusutan Beton Perlit II terhadap Penambahan Perlit

( % Volum ) melalui Proses Pengeringan Alami : 7, 14, 21, dan 28 Hari... 37 4.24 Hubungan antara Penyusutan Beton Perlit II terhadap Penambahan Perlit

selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit... 37 4.25 Kurva Hasil Uji Ketahanan Api untuk Sampel Beton Perlit I yang Telah

Dikeringkan dengan Cara Alami selama 28 Hari... 38 4.26 Kurva Hasil Uji Ketahanan Api untuk Sampel Beton Perlit I yang Telah

Dikeringkan dengan Cara Autoclave selama 90 Menit... 39 4.27 Kurva Hasil Uji Ketahanan Api untuk Sampel Beton Perlit II yang Telah

Dikeringkan dengan Cara Alami selama 28 Hari... 39 4.28 Kurva Hasil Uji Ketahanan Api untuk Sampel Beton Perlit II yang Telah

Dikeringkan dengan Cara Autoclave selama 90 Menit... 40

4.29 Pola Difraksi Sinar X dari Beton Perlit I... 42 4.30 Pola Difraksi Sinar X dari Beton Perlit II... 42

Nomor Judul Halaman 1. Tabel 1.A Nilai Densitas Beton Perlit I yang Dikeringkan secara Alami... 61 2. Tabel 1.B Nilai Densitas Beton Perlit I yang Dikeringkan dengan Autoclave.... 61 3. Tabel 2.A Nilai Densitas Beton Perlit II yang Dikeringkan secara Alami... 62 4. Tabel 2.B Nilai Densitas Beton Perlit II yang Dikeringkan dengan Autoclave... 62 5. Tabel 3.A Nilai Kuat Tekan Beton Perlit I yang Dikeringkan Secara Alami... 63 6. Tabel 3.B Nilai Kuat Tekan Beton Perlit I yang Dikeringkan dengan

Autoclave... 63 7. Tabel 4.A Nilai Kuat Tekan Beton Perlit II yang Dikeringkan secara Alami... 64 8. Tabel 4.B Nilai Kuat Tekan Beton Perlit II yang Dikeringkan dengan

Autoclave... 64 9. Tabel 5.A Nilai Kuat Patah (MOR) Beton Perlit I yang Dikeringkan secara

Alami... 65 10. Tabel 5.B Nilai Kuat Patah (MOR) Beton Perlit I yang Dikeringkan dengan

Autoclave... 65 11. Tabel 6.A Nilai Kuat Patah (MOR) Beton Perlit II Yang Dikeringkan secara

Alami ... 66 12. Tabel 6.B Nilai Kuat Patah (MOR) Beton Perlit II Yang Dikeringkan dengan

Autoclave... 66 13. Tabel 7.A Nilai Kuat Tarik Beton Perlit I yang dikeringkan Secara Alami... 67 14. Tabel 7.B Nilai Kuat Tarik Beton Perlit I yang Dikeringkan dengan

Autoclave... 67 15. Tabel 8.A Nilai Kuat Tarik Beton Perlit II yang Dikeringkan secara Alami... 68 16. Tabel 8.B Nilai Kuat Tarik Beton Perlit II yang Dikeringkan dengan

Autoclave... 68 17. Tabel 9.A Nilai Penyerapan Air Beton Perlit I yang Dikeringkan secara

Alami... 69 18. Tabel 9.B Nilai Penyerapan Air Beton Perlit I yang Dikeringkan dengan

19. Tabel 10.A Nilai Penyerapan Air Beton Perlit II yang Dikeringkan secara

Alami………... 70

20. Tabel 10.B Nilai Penyerapan Air Beton Perlit II yang Dikeringkan dengan Autoclave………...…... 70

21. Tabel 11.A Nilai Penyusustan Beton Perlit I yang Dikeringkan secara Alami... 71

22. Tabel 11.B Nilai Penyusustan Air Beton Perlit I yang Dikeringkan dengan Autoclave... 71

23. Tabel 12.A Nilai Penyusustan Beton Perlit II yang Dikeringkan Secara Alami... 72

24. Tabel 12.B Nilai Penyusustan Beton Perlit II yang Dikeringkan dengan Autoclave... 72

25. Tabel 13.A Nilai Kuat Tekan Beton Perlit I setelah Dilakukan Firing Test... 73

26. Tabel 13.B Nilai Kuat Tekan Beton Perlit I setelah Dilakukan Firing Test... 73

27. Tabel 14.A Nilai Kuat Tekan Beton Perlit II setelah Dilakukan Firing Test... 74

28. Tabel 14.B Nilai Kuat Tekan Beton Perlit II setelah Dilakukan Firing Test... 74

29. Tabel 15.A Data XRD Beton perlit I... 75

30. Tabel 15.B Analisi Data XRD Beton Perlit I... 75

31. Tabel 16.A Data XRD Beton Perlit II... 76

32. Tabel 16.B Analisi Data XRD Beton Perlit II... 76

BAB I PENDAHULUAN

1. 1. Latar Belakang

Panel beton adalah beton yang berbentuk lembaran, berukuran lebih panjang dari bahan bangunan lainnya, seperti: batako, dan bata merah, material ini terbuat dari campuran semen, pasir dan agregat. Pada umumnya panel beton banyak digunakan pada konstruksi dinding maupun lantai. Penggunaan panel beton dalam pembangunan rumah dan gedung bertingkat dengan tujuan agar waktu konstruksinya dapat dipercepat, karena produk aerated concrete sangat ringan dan mudah dalam pemasangannya. Dengan semakin cepat proyek konstruksi selesai tentunya dapat menghemat biaya konstruksi secara keseluruhan.

Dengan adanya keunggulan tersebut maka beton ringan khususnya beton berpori sangat sesuai dan tepat untuk dipergunakan pada pembangunan perumahan, dan perkantoran. Karakteristik panel beton yang beredar di pasaran: memiliki densitas rata-rata > 2000 kg/m3, dengan kuat tekan bervariasi dari 3 – 50 MPa (Aggarwal P, 2007). Dilihat dari nilai densitasnya maka panel beton ini tergolong cukup berat, sehingga untuk satu panel berukuran 240 x 60 x 6 cm memiliki bobot sekitar 100 - 125 kg. Akibatnya untuk mengangkatnya baik pada waktu pengangkutan ataupun instalasinya memerlukan tenaga lebih dari 2 orang atau membutuhkan alat berat sebagai media bantunya. Disamping itu karena materialnya cukup berat sehingga waktu instalasinya memakan waktu lama. Kelemahan lainnya adalah tidak mampu untuk meredam panas dengan baik (sebagai isolator), dan tidak mampu meredam suara dengan baik bila

digunakan sebagai penyekat ruangan.

Akan tetapi bila dilihat dari nilai kekuatan mekaniknya memang sudah cukup memadai. Ada beberapa usaha untuk mengatasi masalah bobot beton ini, antara lain dengan cara merekayasa material beton sehingga densitasnya cenderung berkurang atau sering disebut dengan beton ringan (Ergul Yassar, et.al, 2003). Semakin ringan panel beton, maka mudah mengangkatnya, cepat instalasinya, tidak memerlukan tenaga kerja yang banyak, dan tidak memerlukan alat-alat berat. Keuntungan lain penggunaan panel beton ringan adalah: daya redam terhadap rambatan panas maupun suara akan jauh lebih bagus, dan daya ketahanan api (firing resistance) lebih baik.

Beberapa teknik untuk menurunkan densitas beton, yaitu: dibuat berpori (aerated concrete, foam concrete), atau mengganti agregat beton dengan agregat ringan (Ergul Yassar, et.al, 2003), seperti: batu apung, serat alami, abu sekam, perlit, dan polystyrefoam. Umumnya agregat-agregat ringan tersebut memiliki massa yang ringan dengan densitas < 1 g/cm3 (Ergul Yassar, et.al, 2003). Perlit adalah batuan yang terbentuk oleh lava riolit. Pada waktu lava mengalir, bagian bawahnya bersentuhan dengan media air dan akibat beban diatasnya dan aliran lava yang tertahan akan terjadi pendinginan sangat cepat, maka terbentuklah pertilisasi. Dalam penelitian ini dilakukan pembuatan panel beton ringan dari campuran semen, pasir, dan perlit.

Dengan demikian dapat dikuasai teknologi pembuatannya beton perlit sebagai panel beton ringan dan diharapkan tercapainya densitas < 1600 kg/m3 dengan kekuatan mekanik/kuat tekan maksimal 1200 lb/in2 (Schundler, 2009). Ketersediaan perlit di Indonesia cukup berlimpah, di daerah vulkanik seperti di Pulau Jawa, Pulau Sumatera dan Nusa Tenggara Timur.

1. 2. Perumusan Masalah

Panel beton ringan berbasis perlit merupakan beton yang dibuat dari campuran agregat ringan. Dari karakteristik di atas akan dilihat sejauh manakah pengaruh variasi komposisi campuran bahan baku terhadap kualitas panel beton ringan berbasis perlit.

1. 3. Pembatasan Masalah

Penelitian pembuatan beton perlit menggunakan 2 (dua) macam komposisi dan dua macam pengeringan yaitu :

1. Komposisi beton perlit merupakan campuran antara semen dengan perlit 2. Komposisi beton perlit II yang merupakan campuran antara semen dengan

agregat, dimana digunakan 50% pasir dan 50% perlit 3. Pengeringan secara alami yaitu, 7, 14, 21 dan 28 hari.

4. Pengeringan secara cepat dengan menggunakan autoclave bertekanan 1,5 bar yaitu selama 20, 30, 60 dan 90 menit.

1. 4. Tujuan Penelitian

1. Menguasai teknik pembuatan panel beton ringan dengan menggunakan agregat ringan perlit.

2. Mengetahui pengaruh variasi komposisi perlit terhadap karakteristik beton ringan : densitas, kuat tekan, kuat patah, penyusutan, penyerapan air, konduktivitas panas, firing resistance, dan struktur kristalnya.

1. 5. Hipotesa

Dengan mencampurkan antara semen dengan perlit (beton I) dan antara semen dengan pasir dan perlit (beton perlit II) akan dihasilkan beton ringan yang densitasnya dapat mencapai < 1600 kg/m3 dan kuat tekanya maksimal tercapai 1200 lb/in2. Variasi komposisi perlit dan lamanya pengeringan beton baik secara alami atau lambat maupun secara cepat dengan autoclave bertekanan 1,5 bar akan memberikan pengaruh terhadap karakteristik beton ringan secara signifikan.

1. 6. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat hasil penelitian adalah untuk menambah ilmu pengetahuan tentang teknologi pembuatan beton ringan dan aplikasinya , serta dapat diperolehnya ilmu pengetahuan dalam bidang proses pembuatan beton secara umum dan teknik karakterisasi material khususnya material beton.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2. 1. Beton

Beton tergolong suatu komposit dengan matrik yang berfungsi perekat (semen) dan bahan pengisi (filler) yang berupa agregat (batu kecil atau pasir) (Tri Mulyono, 2005). Pada beton proses penguatan ikatan antar agregat melalui proses hidratasi semen, dalam proses reaksi hidratasi tersebut akan terbentuk Calsium silikat hidrat (CS fasa), calcium aluminat hidrat (CA fasa) dan calcium alumina silikat hidrat (CAS). Proses penguatan atau pengerasan pada beton sangat tergantung pada perbandingan (ratio berat) air terhadap semen, normalnya bervariasi dari 0,4 – 1,0 (Tri Mulyono, 2005; Andrew R. Barron et.al, 2008). Beton dikualifikasikan menjadi dua golongan yaitu beton normal dan beton ringan. Beton normal tergolong beton yang memiliki densitas sekitar 2200 – 2400 kg/m3 dan kekuatannya tergantung komposisi campuran beton (mix design) ( Engineering Tool Box, 2008 ). Beton ringan adalah suatu beton yang memiliki densitas < 1800 kg/m3, begitu juga kekuatannya bisa disesuaikan pada penggunaan dan pencampuran bahan bakunya (mix design) (Tri Mulyono, 2005; Andrew R. Barron et.al, 2008). Jenis dari beton ringan (Siporex Oy, 2000) ada dua golongan yaitu: (a) beton ringan berpori (aerated concrete) dan (b) beton ringan non aerated. Beton ringan berpori (aerated) adalah beton yang dibuat sehingga strukturnya banyak terdapat pori-pori, beton semacam ini diproduksi dengan bahan baku dari campuran semen, pasir, gypsum, CaCO3 dan katalis Aluminium (Yothin Ungkoon, 2007). Dengan adanya katalis Al selama terjadi reaksi hidratasi semen akan

menimbulkan panas (reaksi eksotermal) sehingga timbul gelembung-gelembus gas H2O dan CO2. Dari reaksi tersebut, akhirnya gelembung tersebut akan menimbulkan jejak pori dalam badan beton yang sudah mengeras. Semakin banyak gas yang dihasilkan akan semakin banyak pori-pori terbentuk, dan beton akan semakin ringan. Berbeda dengan beton non aerated, pada beton ini agar menjadi ringan dalam pembuatannya ditambahkan agregat ringan (Yothin Ungkoon,2007). Banyak kemungkinan agregat ringan yang digunakan antara lain: batu apung (pumice), perlit, serat sintesis/alami, slag baja, dan lain-lain (Tri Mulyono, 2005). Pada penelitian ini digunakan perlit sebagai agregat.

2. 2. Semen

Semen merupakan bahan perekat anorganik yang banyak digunakan dalam bidang bangunan. Banyak sekali tipe-tipe semen dan yang paling banyak digunakan adalah semen tipe I atau disebut dengan portland cement. Bahan baku portland semen adalah kapur sebagai sumber CaO, tanah liat sebagai sumber silika (SiO2), aluminium oksida (Al2O3), dan besi oksida. Material ini bereaksi di dalam suatu dapur atau tungku membentuk klinker, kemudian melalui penghalusan dengan ball mill dan dicampurkan bahan gipsum dan terbentuklah semen (Andrew R. Barron, 2008).

Kandungan senyawa-senyawa di dalam semen antara lain: C3S (Tricalcium

silicate), C2S (Dicalcium silicate), C3A (Tricalcium aluminate), dan C4AF

(Tetracalcium aluminoferrite), dimana C = CaO, S = SiO2, A = Al2O3, dan F = Fe2O3, dan bahan ikutan lainnya antara lain: MgO, TiO2, Mn2O3, K2O, dan Na2O (Diefenderf, 1998). Semen dapat berfungsi sebagai perekat bila terjadi pengerasan, proses

pengerasan pada semen akibat adanya reaksi antara komponen-komponen di dalam semen dengan air yang disebut reaksi hidratasi semen, dengan komposisi seperti pada tabel dibawah ini :.

Tabel 2. 1 Komposisi dari Semen (portland cement)

Komponen Formula Simbol % berat

Tricalcium Silicate 3CaO.SiO2 C3S 50

Dicalcium Silicate 2CaO.SiO2 C2S 25

Tricalcium Aluminate 3CaO.Al2O3 C3A 12

Tetracalcium

Aluminoferrite 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 8

Gypsum CaSO4.2H2O CSH2 3.5

Lamanya proses pengerasan berlangsung cukup lama dan umumnya berlangsung maksimum selama 28 hari (Haque N. I , H. Al-Khaiat, 1999). Reaksi-reaksi yang terjadi selama proses pengerasan antara lain:

2C3S+ 6H  C3S2H3+ 3CH 2C2S+ 4H  C3S2H3+ CH C3A+ 3CSH2+ 26H  C6As3H32 2C3A+ C6As3H32+ 4H  3C4ASH12

C4Af+ 3CSH2+ 21H  C6(A,F)S3H32+ (A,F)H3 ( 2.4a) C4Af+ C6(A,F)S3H32+ 7H  3C4(A,F)SH12+ (A,F)H3

dimana:

H = Air ( H2O)

CH = Zat kapur Hidroksida (Ca[OH]2)

CSH2 = Gipsum (CaSO4 hidrat)

C6As3H32 = 6-calcium aluminat trisulfate-32-hydrate (Ettringite) 3C4ASH12 = Tetracalcium aluminat monosulfate-12-hydrate. Karakteristik semen ditinjau dari sifat fisis dan mekanik pada tabel dibawah ini :

Tabel. 2. 2 Karakteristik dari Semen Portland Tipe I

Parameter Nilai

Spesifik gravitasi 3,15

Waktu pengerasan awal > 30 menit

Waktu pengerasan akhir < 600 menit

Kehalusan 10 %

Kuat Tekan umur 3 hari 23 N/mm2

Kuat Tekan umur 7 hari 35,8 N/mm2

Sumber : Aggarwal, 2007

2. 3. Perlit

Mineral Perlit merupakan mineral vulkanik yang berupa amorfus alumina silikat, sintetis perlit dibuat dari pemanasan mineral perlit sampai pada suhu 870oC, pada suhu tersebut volume perlit akan mengembang cukup besar hingga berongga, oleh karena itu perlit sintetis disebut sebagai expanded Perlit yang memiki massa yang sangat ringan dan banyak diaplikasikan sebagai bahan baku beton ringan. (Pichor, 2005) Perlit sintetis memiliki komposisi kimia: min. 69% SiO2, max.18% Al2O3, 6% (CaO+MgO) , 8% (Na2O+K2O), 3% Fe2O3 . Beberapa sifat fisis dari perlit sintetis ditunjukkan pada tabel 2. 3 sebagai berikut.

Tabel 2. 3 Sifat-Sifat Fisis Perlit Sintetis

Parameter Nilai

Bulk density, kg/m3 125 ± 15

Powder Density, g/cm3 2,23 - 2,40

Titik lebur, oC 950 – 1050

Average particle size, mm about 1,0

Thermal conductivity,W/mK 0,045 - 0,059

Water absorption, % V/V 30 – 40

Kuat Tekan, MPa 0,10 - 0,40

Sumber : Pichor, 2005

2. 4. Karakterisasi Beton Ringan 2. 4. 1. Densitas

Untuk pengukuran densitas dihitung dengan persamaan :

V m

Densitas ………..…..(2.1)

dengan:

m = massa sampel kering, g V = volume sampel, cm3

2. 4. 2. Kuat Tekan (CompressiveStrength)

Pengukuran kuat tekan (compressive strength) dapat ditentukan dengan persamaan berikut ( Miyaki, 1997 ) :

Kuat Tekan =

A F

……...………..(2. 2)

dengan: F = Gaya penekan, N

2. 4. 3. Kuat Patah (Bending Strength)

Pengukuran kuat patah (bending strength) dihitung dengan persamaan berikut ( Lam F, et al, 2001 ) :

3 x P x l

Kuat Patah = --- …………..…..…...………...(2. 3)

2 x b x h2 dimana:

P = Gaya penekan, kgf l = Panjang span, cm b = Lebar penampang, cm h = Tinggi penampang, cm

2. 4. 4. Kuat Tarik (Tensile Strength)

Pengukuran kuat tarik dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

Kuat Tarik =

A F

………...(2. 4)

dimana:

F = Gaya tarik, N A = Luas penampang, cm2

2. 4. 5. Penyerapan Air (Water absorbtion)

Untuk penyerapan air dihitung dengan persamaan :

) 5 . 2 ...( %... 100 ker ker x ing sampel massa ing sampel massa jenuh sampel massa air

Penyerapan  

2. 4. 6. Penyusutan

Untuk pengujian penyusutan dari beton perlit I dan II dilakukan dengan cara pengukuran dimensi atau panjang awal (Lo) dan panjang setelah mengalami

pengeringan 7 hari, 14 hari, 21 hari, dan 28 hari yaitu sebagai Lt. Kemudian penyusutan dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

Lo - Lt

Penyusutan = --- x 100 % ...……….(2. 6)

Lo

2. 4. 7. Ketahanan Api

Uji ketahanan api dilakukan berdasarkan standar SNI 03 – 1741-1989, dari masing-masing komposisi sampel yang dibuat. Pengujian dilakukan dengan mengamati berapa lama sampel beton dapat terbakar langsung dengan api sehingga kekuatan mekanik / kuat tekannya masih kondisi baik atau tidak terjadi degradasi.

2. 4. 8. Konduktifitas Termal (Thermal Conductivity)

Pengujian konduktivitas panas dari beton ringan perlit digunakan dengan persamaan sebagai berikut:

) 2 1 .(

. . .

T T A

d dt dT c m k



 ...(2. 7) dengan:

k = Konduktivitas panas

m = Massa air sebagai sumber panas, gram c = Panas jenis beton, kal/g 0C

d = Tebal sample, cm

dT/ dt = Perubahan suhu terhadap waktu A = Luas permukaan kontak

T1 = Temperature air panas pada stedy state, 0C T2 = Temperatur permukaan beton, 0C

2. 4. 9. Analisa Mikrostruktur Difraksi Sinar X

Analisa untuk mengidentifikasi struktur kristal atau fasa-fasa yang terbentuk menggunakan difraksi sinar X atau XRD. Metoda yang digunakan untuk menganalisa hasil analisa difraksi sinar X adalah dengan cara membandingkan nilai d (jarak antara bidang kristal) dari hasil pengukuran dengan nilai d pada kartu JCPDS.

Sifat-sifat suatu material merupakan fungsi intrinsic dari fasa-fasa yang terkandungnya. Keberadaan fasa yang dominan maupun yang minor akan mempengaruhi sifat keseluruhan dari bahan. Dengan menggunakan difraksi sinar X dapat diidentifikasi fasa-fasa yang terdapat dalam bahan. Sinar X merupakan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang 0,5 sampai 2,5 Angstrom yang mendekati jarak antar atom kristal (Hassen dan Chan, 1992). Jika sinar X ditembakkan kesegala arah dan dalam arah tertentu berkas sinar yang dihamburkan akan sefasa dan saling menguatkan. Jika atom-atom tersusun secara periodic pada sebuah kisi maka sinar yang dihamburkan oleh atom-atom tersebut memiliki hubungan fasa tertentu..

Hubungan fasa menghasilkan interferensi konstruktif dalam arah tertentu membentuk berkas difraksi seperti pada gambar diatas. Berkas sinar X dengan panjang gelombang  jatuh dengan sudut  pada sekumpulan bidang kristal yang berjarak d. Sinar yang dipantulkan dengan sudut  hanya dapat tampak jika berkas-berkas dari tiap bidang yang berdekatan saling menguatkan. Oleh karena itu berkas sinar yang dihamburkan dari bidang difraksi sesuai dengan jarak antar kisi. Persamaan dari pantulan sinar yang saling menguatkan dinyatakan dengan hukum Bragg yaitu (Hassen dan Chan, 1992) :

n  = 2 d sin  ...(2. 8) dengan n adalah orde difraksi,  adalah panjang gelombang, d adalah jarak antara bidang difraksi dan  adalah sudut difraksi.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3. 1. Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Pusat Penelitian Fisika LIPI Kawasan Puspiptek Serpong.

3. 2. Bahan Dan Peralatan

Bahan baku yang dipergunakan untuk pembuatan panel beton ringan :

1. Semen type I (Portland cement) 3. Perlit

2. Pasir Bangka 4. Air

Sedangkan peralatan yang dipergunakan untuk penelitian ini antara lain :

1. Timbangan 5. X-Ray Diffractometer

2. Gelas Ukur 6. Ayakan screen 8 mm

3. Cetakan beton ( mould steel) 7. Autoclave 4. UTM (Universal Testing Machine)

3. 3. Variabel Dan Parameter

Varibel-variabel penelitian ini antara lain:

1. Variasi pencampuran bahan baku Beton I (semen dan agregat), agregat berupa 100% perlit,dengan ratio berat antara Perlit: Semen = 4 : 1, 6 : 1, 8 : 1, dan 10: 1 2. Variasi pencampuran bahan baku beton II ( semen dan agregat ) dimana

ratio berat agregat : semen = 4 : 1, 6 : 1, 8 : 1, dan 10 : 1.

3. Variasi waktu pengerasan beton (aging time): 7, 14, 21, dan 28 hari.

4. Variasi waktu pengerasan beton (aging time) dengan menggunakan autoclave pada tekanan 1,5 bar, dengan waktu: 20, 30, 60 dan 90 menit.

Parameter-parameter yang dilakukan meliputi pengujian: Densitas, Penyerapan air, Penyusutan, Kuat tekan, Kuat patah, Kuat Tarik, konduktivitas panas, firing resistance, dan struktur kristalnya dengan XRD

3. 4. Preparasi Sampel Beton Ringan

Preparasi pembuatan sampel beton ringan seperti diagram alir pada gambar 3. 1. Komposisi dari masing-masing beton I dan II pada tabel di bawah ini :

Tabel 3. 1 Komposisi Beton Perlit I

Kode Sampel

Semen, (% Volum)

Perlit, (% Volum)

Ratio Volum (Perlit / semen)

I. 1 20 80,00 4 : 1

I. 2 14.28 85,72 6:1

I. 3 11.11 88,89 8:1

I. 4 9.09 90,91 10:1

Untuk pembuatan beton perlit, pertama diukur dan ditimbang masing-masing bahan baku sesuai dengan komposisi seperti pada variabel (tabel 3. 1 dan 3. 2). Setelah diukur dan ditimbang, kemudian ketiga bahan baku tersebut dicampur dalam suatu wadah plastik, dengan diaduk menggunakan sendok semen, kemudian tambahkan air, dimana jumlah air yang digunakan sesuai dengan perbandingan berat air : semen = 0,8.

Tabel 3. 2 Komposisi Beton Perlit II

Kode Sampel

Semen, (% Volum)

Agregat (% Volum)

Ratio Volum (Perlit / semen)

Keterangan

II. 1 20 80,00 4 : 1

II. 2 14.28 85,72 6:1

II. 3 11.11 88,89 8:1

II. 4 9.09 90,91 10:1

Agregat = 50% volum pasir + 50

% volum perlit

Gambar 3. 1 Diagram Alir Preparasi Beton Perlit

Misalkan semen yang digunakan sebanyak 50 gram, maka air yang di perlukan = 0,8 x 50 = 40 gram. Kemudian adonan diaduk hingga merata dan homogen.

PENIMBANGAN

PASIR BANGKA

PERLIT SEMEN

PENCAMPURAN

Air

(air : semen = 0,8 )

PENCETAKAN

PENGERASAN Dibiarkan diudara terbuka selama 7, 14, 21, _{dan 28 hari dan atau dengan autoclave selama :}

20, 30, 60, dan 90 menit.

Selanjutnya adonan yang dihasilkan dituangkan dalam cetakan yang terbuat dari besi dengan ukuran: 16 x 4 x 4 cm. Setelah adonan dicetak kemudian dikeringkan diudara terbuka atau direbus dalam autoclave agar terjadi proses pengerasan. Dari masing-masing komposisi, dibuat waktu pengeringan diudara terbuka selama 7 hari, 14 hari, 21 hari, dan 28 hari, sedangkan di dalam autoclave dibuat selama 20,30, 60, dan 90 menit. Setelah benda uji mengalami proses pengeringan baru dilakukan pengujian yang meliputi: densitas, penyerapan air, penyusutan, kuat tekan, kuat patah, kuat tarik, konduktivitas panas, firing resistance, dan struktur kristalnya dengan XRD.

3. 5. Karakterisasi 3. 5. 1. Densitas

Pengukuran densitas (bulk density) dari masing-masing komposisi beton yang telah dibuat, dilakukan sebagai berikut :

1. Sampel yang telah mengalami pengerasan (ageing) 28 hari, dikeringkan di dalam drying oven dengan suhu 100oC, selama 1 jam.

2. Kemudian timbang massa sampel kering (beton), m dengan menggunakan neraca digital.

3. Sampel yang telah ditimbang, kemudian diukur volumenya, V dengan cara mengukur diameter dan tinggi benda uji.

4. Sampel yang telah diukur masa dan volume, dilakukan penghitungan densitasnya.

Dengan mengetahui besaran-besaran tersebut di atas, maka nilai densitas beton dapat ditentukan dengan persamaan (2. 1).

3. 5. 2. Kuat Tekan (Compressive strength)

Untuk mengetahui besarnya nilai kuat tekan dari beton, dilakukan pengujian sebagai berikut :

1. Sampel berbentuk selinder diukur diameternya, minimal dilakukan tiga kali pengulangan. Dengan mengetahui diameternya maka luas penampang

dapat dihitung, A =  (d2/4).

2. Atur tegangan supply sebesar 40 volt, untuk menggerakkan motor penggerak kearah atas maupun bawah. Sebelum pengujian berlangsung, alat ukur (gaya) terlebih dahulu dikalibrasi dengan jarum penunjuk tepat pada angka nol. 3. Kemudian tempatkan sampel tepat berada di tengah pada posisi pemberian

gaya, dan arahkan switch ON/OFF ke arah ON, maka pembebanan secara otomatis akan bergerak dengan kecepatan konstan sebesar 4 mm/menit. 4. Apabila sampel telah pecah, arahkan switch kearah OFF maka motor

penggerak akan berhenti. Kemudian catat besarnya gaya yang ditampilkan pada panel display, saat beton tersebut rusak.

Dengan menggunakan persamaan (2. 2) maka nilai kuat tekan dari beton dapat ditentukan.

3. 5. 3. Kuat Patah (Flexural Strength)

Untuk mengetahui besarnya kuat patah dari beton, dilakukan pengujian berikut : 1. Sampel berbentuk balok diukur lebar dan tingginya, minimal dilakukan tiga

kali pengulangan, kemudian atur jarak titik tumpu (span) sebesar 10 cm sebagai dudukan sampel.

penggerak kearah atas maupun bawah. Sebelum pengujian berlangsung, alat ukur (gaya) terlebih dahulu dikalibrasi dengan jarum penunjuk tepat pada angka nol.

3. Kemudian tempatkan sampel tepat berada di tengah pada posisi pemberian gaya (lihat gambar), dan arahkan switch ON/OFF ke arah ON, maka pembebanan secara otomatis akan bergerak dengan kecepatan konstan sebesar 4 mm/menit.

4. Apabila sampel telah patah, arahkan switch kearah OFF maka motor penggerak akan berhenti. Kemudian catat besarnya gaya yang ditampilkan pada panel display, saat beton tersebut patah.

Dengan menggunakan persamaan (2. 3) maka nilai kuat patah dari beton dapat diperoleh.

3. 5. 4. Kuat Tarik (Tensile Strength)

Untuk mengetahui besarnya kuat tarik dari beton, dilakukan pengujian berikut : 1. Sampel berbentuk silinder diukur diameternya (d), minimal dilakukan tiga

kali pengulangan, kemudian pasang tali penggantung yang telah tersedia sebagai dudukan sampel.

2. Atur tegangan supply sebesar 40 volt, untuk menggerakkan motor penggerak kearah atas maupun bawah. Sebelum pengujian berlangsung, alat ukur (gaya) terlebih dahulu dikalibrasi dengan jarum penunjuk tepat pada angka nol. 3. Kemudian tempatkan sampel tepat berada di tengah pada posisi pemberian

gaya, dan arahkan switch ON/OFF ke arah ON, maka pembebanan secara otomatis akan bergerak dengan kecepatan konstan sebesar 4 mm/menit.

4. Apabila sampel telah putus, arahkan switch kearah OFF maka motor penggerak akan berhenti. Catat besarnya gaya yang ditampilkan pada panel display, saat beton tersebut putus.

Dengan menggunakan persamaan (2. 4) maka nilai kuat tarik dari beton dapat ditentukan.

3. 5. 5. Penyerapan Air (Water absorption)

Untuk mengetahui besarnya penyerapan air dari beton yang telah dibuat, maka perlu dilakukan pengujian yang mengacu pada standar ASTM C 20 – 00.

Prosedur pengukuran penyerapan air adalah sebagai berikut:

1. Sampel yang telah dikeringkan di dalam drying oven dengan suhu 100oC selama 1 jam, ditimbang massanya dengan menggunakan neraca digital, disebut massa sampel kering.

2. Kemudian sampel direndam di dalam air selama 1 jam sampai massa sampel jenuh dan catat massanya.

Dengan menggunakan persamaan (2. 5) maka nilai penyerapan air dari beton dapat ditentukan.

3. 5. 6. Penyusutan

Pengukuran penyusutan dari beton dilakukan berdasrkan perubahan dimensi. Mula-mula ukur panjang sampel yang baru dikeluarkan dari cetakan, disebut panjang awal (Lo). Setelah sampel mengalami proses pengerasan atau pengeringan selama 7, 14, 21 dan 28 hari, kemudian diukur panjangnya disebut sebagai panjang akhir (Lt). Dengan menggunakan persamaan 2.6. Maka nilai penyusutan dari beton dapat ditentukan.

3. 5. 7 Uji Ketahanan Api

Uji ketahanan api dilakukan dari masing – masing komposisi sampel yang dibuat. Pengujian dilakukan dengan mengamati berapa lama sampel beton dapat terbakar langsung dengan api sehingga kekuatan mekanik / kuat tekannya masih kondisi baik atau tidak terjadi degradasi (Ongah R, 2008)

3. 5. 8. Konduktivitas Termal (Thermal Conductivity)

Untuk mengetahui besarnya konduktivitas termal dari beton, dilakukan pengujian sebagai berikut :

1. Sampel beton dibuat berbentuk selinder (koin) dengan diameter 10 cm, dan tebal 3 - 5 mm, untuk memastikan dimensinya gunakan mikrometer dan jangka sorong dan diukur dimensinya minimal tiga kali pengulangan.

2. Timbang pelat alas kuningan, C dan catat massanya (m), kemudian gantungkan dengan tali penggantung, X pada statip penggantung.

3. Letakkan benda uji, B (beton ringan perlit) di atas pelat alas tersebut, dan olesin permukaan benda uji tersebut dengan bahan pelumas agar kontak panasnya menjadi lebih baik

4. Ketel uap, S diletakkan diatas benda uji dan hubungkan dengan ketel air panas dengan menggunakan selang.

5. Masukkan termometer T1 pada lubang ketel uap dan termometer T2 pada pelat alas kuningan.

6. Catat kenaikan temperatur T1 dan T2 setiap dua menit sampai kondisi kesetimbangan (stady state) tercapai. Keadaan setimbang dinyatakan apabila kenaikan temperatur  0,1 oC selama 10 menit.

7. Apabila T1 dan T2 sudah mencapai setimbang angkat ketel uap dan panaskan pelat alas beserta benda uji dengan alat pemanas, hingga temperatur T2 naik sekitar 10 oC.

8. Setelah temperaturnya tercapai, matikan alat pemanas dan catat penurunan temperatur T2 setiap dua menit, sehingga selisih suhunya sekitar 20 oC.

9. Kemudian plot kurva kenaikan temperatur selama pemanasan dan penurunan temperatur sewaktu pendinginan terhadap waktu.

Dengan menggunakan persamaan (2. 8) maka nilai konduktivitas termal dari beton ringan perlit dapat ditentukan.

3. 5. 9 Analisa Mikrostruktur dengan Difraksi Sinar _–X (XRD)

Struktur kristal atau fasa yang terbentuk dari beton ringan perlit dapat diidentifikasikan berdasarkan data yang diperoleh dari alat X-ray Diffraction (XRD). Hasil yang diperoleh adalah berupa pola difraksi yang menyatakan hubungan antara intensitas (I) terhadap sudut difraksi (2), kemudian pola ini dicocokkan nilai jarak kisi (d) dengan data dari JCPDS card untuk mengetahui fasa yang terbentuk. Dengan menggunakan persamaan 2. 9, maka besarnya jarak kisi (d) dapat ditentukan, kemudian nilai ini (d yang telah dihitung) dicocokan dengan nilai d dari JCPDS card.

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4. 1. Hasil Penelitian 4. 1. 1. Densitas

Hasil pengukuran densitas, baik beton perlit I maupun beton perlit II yang dikeringkan secara alami : 7, 14, 21 dan 28 hari maupun yang dikeringkan dengan menggunakan autoclave bertekanan 1,5 bar selama variasi wktu : 20, 30, 60 dan 90 menit tabel 1.A, 1.B,2.A dan 2.B (Lampiran 1 dan 2) dapat digambarkan masing –

masing dibawah ini :

Dari gambar 4. 1, terlihat bahwa densitas beton ringan untuk beton perlit I yang dikeringkan secara alami diperoleh berkisar antara 315,22 – 1235,41 kg/m3.

Gambar 4. 1 Hubungan antara Densitas terhadap Komposisi Perlit (% Volum) dari Beton Perlit I melalui Proses Pengeringan Alami: 7, 14, 21, dan 28 Hari 250

450 650 850 1050 1250

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Pe rlit

D

e

n

si

ta

s,

k

g

/m

3

7 hari

14 hari

28 hari 21 hari

Batas Maksimum

Dari gambar 4. 2, terlihat bahwa densitas beton ringan untuk beton perlit I yang dikeringkan secara cepat dengan autoclave bertekanan 1,5 bar berkisar antara 308,68 –

1132,12 kg/m3.

Gambar 4. 2 Hubungan antara Densitas terhadap Komposisi Perlit (% Volum) dari Beton Perlit I melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit

250 450 650 850 1050 1250

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Perlit

D en si ta s, k g /m 3 20 menit 30 menit 60 menit 90 menit Batas Maksimum 1050 1250 1450 1650

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Agregat

D en si tas , k g/ m 3 7 hari 14 hari 21 hari 28 hari

Referensi , = 1440 kg/m3

Gambar 4. 3 Hubungan antara Densitas terhadap Komposisi Agregat (% Volum) dari Beton Perlit II melalui Proses Pengeringan Alami: 7, 14, 21, dan 28 Hari

Dari gambar 4.3 diperoleh nilai densitas beton perlit II yang dikeringkan secara alami berkisar antara 1074,36 – 1620,42 kg/m3.

Perubahan nilai densitas beton perlit II seperti ditunjukkan pada gambar 4.4 masih menyerupai pada gambar 4.3 dan juga nilai densitas yang dihasilkan masih dalam kisaran 1050,22 – 1405,20 kg/m3. Pada gambar 4.4 terlihat bahwa waktu pengeringan 60 menit dengan 90 menit tidak terjadi perubahan densitas yang besar, jadi dengan waktu pengeringan 60 menit telah dapat diperoleh densitas beton yang sesuai dengan referensi yaitu dibawah 1440 kg/m3 untuk berbagai komposisi. Hal ini tentunya merupakan hasil capaian yang lebih cepat dibandingkan bila pengeringan secara alami 28 hari. Tetapi dengan menggunakan sampel pada komposisi 85,72 %, 88,89%, dan 90,91 % volume agregat dapat tercapai densitas di bawah 1440 kg/m3 dengan waktu pengeringan 30 menit menggunakan autoclave 1,5 bar.

1050 1150 1250 1350 1450 1550 1650

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Agregat

D

en

si

ta

s,

k

g

/m

3

Gambar 4. 4 Hubungan antara Densitas terhadap Komposisi Perlit (% Volum) dari Beton Perlit II melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit

20 menit

30 menit 60 menit 90 menit

4. 1. 2. Kuat Tekan

Hasil pengukuran kuat tekan, baik beton perlit I maupun beton perlit II yang dikeringkan secara alami dan autoclave (Lampiran 3 dan 4) dapat digambarkan masing–masing dibawah ini :

0 100 200 300 400 500

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Perlit

K u at T ek an , lb /i n 2

Gambar 4. 6. Hubungan antara Kuat Tekan Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit

90 menit 60 menit 30 menit 20 menit Batas Maksimum Batas Minimum

Gambar 4. 5 Hubungan antara Kuat Tekan Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan Alami: 7, 14, 21, dan 28 Hari. 0 1 00 2 00 3 00 4 00 5 00

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Pe rlit

K u a t T ek a n , lb /i n 2 28 hari 21 hari 14 hari 7 hari Batas Maksimum Batas Minimum

Pada gambar 4.5, terlihat bahwa kuat tekan dari beton perlit I yang dikeringkan secara alami adalah berkisar antara 39,87 – 460,31 lb/in2. Sedangkan pada gambar 4.6 pola perubahan kuat tekan beton perlit I yang dikeringkan secara cepat menggunakan tekanan 1,5 bar memiliki pola yang sama dengan pengeringan secara normal. Sampel dengan komposisi perlit 80 % - 90,91 %, terlihat bahwa kuat tekan berkisar antara 17,16 – 464,08 lb/in2.

200 600 1000 1400

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Agregat

Ku a t Tek a n , lb /i n 2

Gambar 4. 7 Hubungan antara Kuat Tekan Beton Perlit II terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan Alami: 7, 14, 21, dan 28 Hari

7 hari 14 hari 21 hari 28 hari Batas minimal Batas maksimal 200 600 1000 1400

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Agregat

Kua t Teka n, l b/ in 2

Gambar 4. 8 Hubungan antara Kuat Tekan Beton Perlit II terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit

30 menit 60 menit 90 menit 20 menit Batas Minimal Batas Maksimal

Dari gambar 4.7 terlihat bahwa nilai kuat tekan beton perlit II yang dikeringkan secara alami berkisar antara : 320,15 – 1285,30 lb/in2. Sedangkan pada gambar 4.8 terlihat bahwa nilai kuat tekan beton perlit II yang dikeringkan secara cepat dengan menggunakan autoclave berkisar antara : 319,88 – 1286,08 lb/in2.

4. 1. 3. Kuat Patah

Hasil pengukuran kuat patah, baik beton perlit I maupun beton perlit II yang dikeringkan secara alami dan autoclave (Lampiran 5 dan 6) dapat digambarkan masing–masing dibawah ini :

Pada gambar 4. 9, terlihat bahwa nilai kuat patah dari beton perlit I yang dikeringkan secara alami adalah berkisar antara 16,09 – 315,32 lb/in2.

0 100 200 300 400 500

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Perlit

Kua

t

P

a

ta

h,

l

b/

in

2

7hari 14 hari 21 hari 28 hari

Gambar 4. 9 Hubungan antara Kuat Patah Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan Alami: 7, 14, 21, dan 28 Hari.

Pada gambar 4.10 ditunjukkan hasil pengujian kuat patah untuk sampel beton perlit I yang dikeringkan secara cepat menggunakan autoclave bertekanan 1,5 bar berkisar antara : 10,32 – 320,01 lb/in2.

0 100 200 300 400 500

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Perlit

K u a t P a ta h , lb /i n 2 20 mnt 30 mnt 60 mnt 90 mnt

Gambar 4. 10 Hubungan antara Kuat Tekan Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit

Gambar 4. 11 Hubungan antara Kuat Patah Beton Perlit II terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan Alami: 7, 14, 21, dan 28 Hari

0 100 200 300 400 500

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Agregat

Kua t P a ta h, l b/ in 2 7hari 14 hari 21 hari 28 hari

Pada gambar 4.11 memperlihatkan hasil pengujian kuat patah untuk sampel beton perlit II yang dikeringkan secara alami berkisar antara : 20,35 – 475,12 lb/in2.

Pada gambar 4.12 ditunjukkan hasil pengujian kuat tekan untuk sampel beton perlit II yang dikeringkan secara cepat menggunakan autoclave bertekanan 1,5 bar berkisar antara : 17,72 – 478,10 lb/in2.

4. 1. 4. Kuat Tarik

Hasil pengukuran kuat tarik, baik beton perlit I maupun beton perlit II yang dikeringkan secara alami dan autoclave (Lampiran 7 dan 8) dapat digambarkan masing–masing dibawah ini :

Berdasarkan gambar 4.13, kuat tarik dari beton perlit I setelah dikeringkan secara alami memiliki nilai sekitar: 8,88 – 81,33 lb/in2.

0 100 200 300 400 500

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Agrgat

K

u

at

P

at

ah

,

lb

/i

n

2

20 mnt 30 mnt

60 mnt 90 mnt

Gambar 4. 12 Hubungan antara Kuat Tekan Beton Perlit II terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave selama : 20, 30, 60, dan 90 Menit

Sedangkan pada gambar 4.14, kuat tarik dari beton perlit II setelah dikeringkan dengan cara alami memiliki nilai berkisar antara : 10,80 – 124,08 lb/in2.

0 20 40 60 80 100 120 140

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00

% Volum Perlit

K u at T ar ik , lb /i n 2 7 hari 14 hari 21 hari

28 hari Batas Maksimal

Batas Minimal

Gambar 4. 13 Hubungan antara Kuat Tarik Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan Alami: 7, 14, 21, dan 28 Hari.

0 20 40 60 80 100 120 140

80,00 82,00 84,00 86,00 88,00 90,00 92,00 % Volum Agregat

K u at T ar ik , l b /i n 2 7 hari 14 hari 21 hari 28 hari Batas Maksimal Batas Minimal

Gambar 4. 14 Hubungan antara Kuat Tarik Beton Perlit II terhadap Penambahan Agregat (% Volum) melalui Proses Pengeringan Alami: 7, 14, 21, dan 28 Hari

Gambar 4. 15 Hubungan antara Kuat Tarik Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama 20, 30, 60, dan 90 Menit

Gambar 4.16 Hubungan antara Kuat Tarik Beton Perlit II terhadap Penambahan Agregat (% Volum) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave

selama 20, 30, 60, dan 90 Menit

Berdasarkan gambar 4.15, kuat tarik dari beton perlit I setelah dikeringkan dengan menggunakan autoclave memiliki nilai sekitar : 5,02 – 82,33 lb/in2. Sedangkan

0 20 40 60 80 100 120 140

80.00 82.00 84.00 86.00 88.00 90.00 92.00

% Volum Perlit

K u a t P a ta h , lb /i n 2 Batas Maksimal Batas Minimal 90 menit 60 menit 30 menit 20 menit 0 20 40 60 80 100 120 140

80.00 82.00 84.00 86.00 88.00 90.00 92.00

% Volum Agregat

K u a t T a r ik , lb /i n 2 Batas Maksimal Batas Minimal 90 menit 60 menit 30 menit 20 menit

pada gambar 4.16, kuat tarik dari beton perlit II setelah dikeringkan dengan mengunakan autoclave memiliki nilai berkisar antara : 9,99 – 124,86 lb/in2.

4. 1. 5. Penyerapan Air

Hasil pengukuran penyerapan air, baik beton perlit I maupun beton perlit II yang dikeringkan secara alami dan autoclave (Lampiran 9 dan 10) dapat digambarkan masing–masing dibawah ini :

Gambar 4. 17 Hubungan antara Penyerapan Air Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan

Alami 7, 14, 21, dan 28 Hari

Berdasarkan gambar 4.17, penyerapan air dari beton perlit I setelah dikeringkan secara alami memiliki nilai sekitar: 10,11 – 37,45 %. Sedangkan gambar 4.18, penyerapan air dari beton perlit I setelah dikeringkan dengan menggunakan autoclave memiliki nilai sekitar : 11,05 – 39,01 %.

0 10 20 30 40

80.00 82.00 84.00 86.00 88.00 90.00 92.00

% Volum Perlit

%

P

e

n

y

e

r

a

p

a

n

A

ir 7 hari

14 hari

21 hari 28 hari

Gambar 4. 18 Hubungan antara Penyerapan Air Beton Perlit I terhadap Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan

dengan Autoclave selama 20, 30, 60, dan 90 Menit

Gambar 4. 19 Hubungan antara Penyerapan Air Beton Perlit II terhadap Penambahan Agregat (% Volum) melalui Proses Pengeringan

Alami 7, 14, 21, dan 28 Hari

Pada gambar 4.19 terlihat bahwa penyerapan air dari beton perlit II setelah dikeringkan secara alami memiliki nilai penyerapan air berkisar antara:8,25–35,92 %.

0 10 20 30 40

80.00 82.00 84.00 86.00 88.00 90.00 92.00

% Volum Agregat

% P e n y e r a p a n A ir 7 hari 14 hari 21 hari 28 hari 0

10 20 30 40

80.00 82.00 84.00 86.00 88.00 90.00 92.00 % Volum Perlit

% P e n y e r a p a n A ir 20 menit 30 menit 60 menit 90 menit

Gambar 4. 20 Hubungan antara Penyerapan Air Beton Perlit II terhadap Penambahan Agregat (% Volum) melalui Proses Pengeringan

dengan Autoclave selama 20, 30, 60, dan 90 Menit

Pada gambar 4.20 terlihat bahwa penyerapan air dari beton perlit II setelah dikeringkan dengan menggunakan autoclave bertekanan 1,5 bar memiliki nilai penyerapan air berkisar antara : 8,12 – 36,30 %.

4. 1. 6. Penyusutan

Hasil pengukuran penyusutan, baik beton perlit I maupun beton perlit II yang dikeringkan secara alami dan autoclave (Lampiran 11 dan 12) dapat digambarkan masing–masing dibawah ini :

Berdasarkan gambar 4.21, penyusutan dari beton perlit I setelah dikeringkan secara alami memiliki nilai sekitar: 0,08 – 0,15 %. Sedangkan gambar 4.22, penyusutan dari beton perlit I setelah dikeringkan dengan menggunakan autoclave memiliki nilai sekitar : 0,09 – 0,17 %.

0 10 20 30 40

80.00 82.00 84.00 86.00 88.00 90.00 92.00

% Volum Agregat

%

P

e

n

y

e

r

a

p

a

n

A

ir

20 menit 30 menit

60 menit 90 menit

Gambar 4. 21 Hubungan antara Penyusutan Beton Perlit I terhadap

Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan Alami 7, 14, 21, dan 28 Hari

Gambar 4. 22 Hubungan antara Penyusutan Beton Perlit I terhadap

Penambahan Perlit (% Volum) melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave selama 20, 30, 60, dan 90 Menit

Pada gambar 4.23 terlihat bahwa penyusutan dari beton perlit II setelah dikeringkan secara alami memiliki nilai penyerapan air berkisar antara: 0,04 –0,11 %. Sedangkan pada gambar 4.24 terlihat bahwa penyusutan dari beton perlit dengan

0.04 0.08 0.12 0.16

80.00 82.00 84.00 86.00 88.00 90.00 92.00 % Volum Perlit

% P e n y u su ta n 7hari 14 hari 21 hari 28 hari 0.04 0.08 0.12 0.16 0.2

80.00 82.00 84.00 86.00 88.00 90.00 92.00

% Volum Perlit

% P e n y u su ta n

20 mnt 30 mnt

menggunakan autoclave bertekanan 1,5 bar memiliki nilai penyusutan berkisar antara : 0,05 – 0,11 %.

Gambar 4. 23 Hubungan antara Penyusutan Beton Perlit II terhadap

Penambahan Agregat (% Volum) Melalui Proses Pengeringan Alami 7, 14, 21, dan 28 Hari

Gambar 4. 24 Hubungan antara Penyusutan Beton Perlit II terhadap

Penambahan Agregat (% Volum) Melalui Proses Pengeringan dengan Autoclave selama 20, 30, 60, dan 90 Menit

0.04 0.08 0.12 0.16 0.2

80.00 82.00 84.00 86.00 88.00 90.00 92.00

% Volum Agregat

% P e n y u su ta n

20 mnt 30 mnt

60 mnt 90 mnt

0.04 0.08 0.12 0.16

80.00 82.00 84.00 86.00 88.00 90.00 92.00 % Volum Agregat

% P e n y u s u ta n 7hari 14 hari 21 hari 28 hari

4. 1. 7. Uji Ketahan Api (Firing Test)

Hasil pengukuran uji ketahanan api, baik beton perlit I maupun beton perlit II yang dikeringkan secara alami dan autoclave (Lampiran 13 dan 14) dapat digambarkan masing–masing dibawah ini :

Gambar 4.25 Kurva hasil Uji Ketahan Api untuk Sampel Beton Perlit I yang telah Dikeringkan 28 Hari

Berdasarkan gambar 4.25, uji ketahanan api dari beton perlit I setelah dikeringkan secara alami memiliki nilai sekitar: 68,27 - 460,31 lb/in2. Sedangkan gambar 4.26, uji ketahanan api dari beton perlit I setelah dikeringkan dengan menggunakan autoclave memiliki nilai sekitar : 69,02 – 464,08 lb/in2.

Pada gambar 4.27 untuk uji ketahanan api dari beton perlit II yang dikeringkan secara alami memiliki nilai sekitar : 894,30 – 1285,30 lb/in2 dan pada gambar 4.28 uji ketahanan api dari beton perlit II yang dikeringkan dengan menggunakan autoclave bertekanan 1,5 bar memiliki nilai sekitar:1039-1280lb/in2

0 100 200 300 400 500

78 80 82 84 86 88 90 92

Komosisi , % Volume Perlit

K

u

a

t

T

e

k

a

n

,

lb

/i

n

2

Nyala Api 30 menit Nyala Api 60 menit Nyala Api 120 menit Nyala Api 180 menit Nyala Api 240 menit Nyala Api 300 menit

Gambar 4.26 Kurva hasil Uji Ketahan Api untuk Sampel Beton Perlit I yang telah Dikeringkan dengan Autoclave 90 Menit

Gambar 4.27 Kurva hasil Uji Ketahan Api Untuk Sampel Beton Perlit II yang Telah Dikeringkan 28 Hari

0 100 200 300 400 500

78 80 82 84 86 88 90 92

% Volum Perlit

K u a t T ek a n , lb /i n 2

Nyala Api 30 menit Nyala Api 60 menit Nyala Api 120 menit Nyala Api 180 menit Nyala Api 240 menit Nyala Api 300 menit

0 300 600 900 1200 1500 1800

78 80 82 84 86 88 90 92

% Volum Agregat

K u a t T ek a n , lb /i n 2

Nyala Api 30 menit Nyala Api 60 menit Nyala Api 120 menit Nyala Api 180 menit Nyala Api 240 menit Nyala Api 300 menit

Gambar 4.28 Kurva hasil Uji Ketahan Api untuk Sampel Beton Perlit II yang telah Dikeringkan dengan Autoclave 90 Menit

4. 1. 8. Hasil Analisa Komposisi Kimia Perlit

Hasil analisa komposisi kimia perlit menggunakan X-Ray Fluorocent (XRF) seperti pada tabel di bawah ini :

Tabel 4.1 Komposi Kimia dari Perlit

Oksida % berat

SiO2 85,71

Al2O3 7,79

MgO 2,11

Fe2O3 0,65

NaO 2,68

CaO 0,95

Loss Of Iqnition 0,11

0 300 600 900 1200 1500 1800

78 80 82 84 86 88 90 92

% Volum Agregat

K

u

a

t

T

e

k

a

n

,

lb

/i

n

2

Nyala Api 30 menit Nyala Api 60 menit Nyala Api 120 menit Nyala Api 180 menit Nyala Api 240 menit Nyala Api 300 menit

4. 1. 9. Konduktivitas Panas

Data nilai daya hantar panas ( konduktivitas panas ) beton perlit I dan II berbagai komposisi dan berbagai waktu pengeringan seperti tabel di bawah ini :

Tabel 4. 2 Data Nilai Daya Hantar Panas dari Beton Perlit I dan II

Nama Komposisi Proses / Waktu

Konduktivitas

panas Referensi Sampel Pengeringan W/m2 K W/m2 K Beton

Perlit I 80 % perlit 28 hari (alami) 0.69 0,6 s/d 1,19

85.716 %

perli 28 hari (alami) 0.65

88.899 %

perli 28 hari (alami) 0.61

Beton

Perlit I 80 % perlit

90 menit

(autoclave) 0.69 0,6 s/d 1,19

85.716 % perli

90 menit

(autoclave) 0.64

88.899 % perli

90 menit

(autoclave) 0.61

Beton

Perlit II 80 % agregat 28 hari (alami) 0.97 0,6 s/d 1,19

85.716 %

agregat 28 hari (alami) 0.85

88.899 %

agregat 28 hari (alami) 0.85

Beton

Perlit II 80 % agregat

90 menit

(autoclave) 0.94 0,6 s/d 1,19

85.716 % agregat

90 menit

(autoclave) 0.86

88.899 % agregat

90 menit

4. 1. 10. Analisa Difraksi Sinar X (XRD)

Hasil difraksi sinar X untuk kedua jenis beton perlit I dan II seperti pada gambar 4.29 dan 4.30 di bawah ini :

Gambar 4.29. Pola Difraksi Sinar X dari Beton Perlit I

Gambar 4.30 Pola Difraksi Sinar X dari Beton Perlit II Cr

C2S Cr

Trd

C3A

C3A

C3S

C2S

C3A C2S C3A

Q Cr

Cr Trd

Trd

Q

C3S

C2S Cr

4. 2. Pembahasan 4. 2. 1. Densitas

Dari hasil penelitian (gambar 4.1), terlihat bahwa densitas beton ringan untuk beton perlit I yang dikeringkan secara alami diperoleh berkisar antara 315,22 – 1235,41 kg/m3. Ternyata beton perlit I untuk berbagai komposisi perlit dari 80 - 90,91 % volume yang dikeringkan secara alami sampai 28 hari memiliki densitas yang sangat rendah yaitu pada kisaran 315,22 - 660,56 kg/m3.

Sedangkan beton perlit I (gambar 4.2) untuk berbagai komposisi yang dikeringkan secara cepat dengan autoclave selama 20, 30, 60 dan 90 menit, diperoleh densitas antara 308,68 – 1132,12 kg/m3.

Untuk beton perlit II (gambar 4.3) yang dikeringkan secara alami dalam berbagai komposisi agregat (campuran 50 % pasir, 50 % perlit) pada berbagai waktu pengeringan diperoleh densitas 1074,36 – 1620,42 kg/m3, menunjukkan pola yang sama dengan beton perlit I (tanpa pasir). Perbedaannya dalah pada nilai densitas, beton perlit II jauh lebih besar dibandingkan dengan beton perlit I.

Sedangkan nilai densitas beton perlit II yang dikeringkan dengan menggunakan autoclave berbagai komposisi dalam kisaran 1050,22 – 1615,33 kg/m3. Berdasarkan referensi, beton ringan untuk aplikasi sebagai perlite insulating concrete memiliki persyaratan densitas sekitar 320 – 640 kg/m3 dan typical density yang ekonomis adalah sekitar 432 kg/m3. Jika hal ini di bandingkan dengan hasil penelitian, maka komposisi yang sesuai untuk persyaratan sebagai perlite insulating concrete adalah sampel beton perlit I dengan komposisi 85,72 % volum perlit dan 88,89 % volum perlit setelah dikeringkan selama 28 hari.

Pada referensi lain, beton yang diklasifikasikan sebagai beton ringan adalah yang memiliki densitas < 1000 kg/m3 (Siporex Oy, 2000). Kecenderungan pola yang diperoleh mirip dengan yang ditampilkan pada gambar 4. 1. Perbedaannya hanya pada waktu pengeringan atau pengerasan (ageing) yang relatif lebih cepat dibanding dengan cara alami (konvensional) dan peristiwa atau reaksi yang terjadi adalah relatif sama.

Densitas beton yang dibuat dari campuran semen, pasir, dan perlit untuk sebagai panel beton ringan (insulating light weight concrete) memiliki densitas maksimal 1440 kg/m3 (Schundler, 2009) Rata-rata untuk semua komposisi setelah melalui pengeringan selama 28 hari memiliki densitas yang mendekati nilai referensi tersebut. Sedangkan untuk waktu pengeringan selama 14 dan 21 hari hanya komposisi yang memenuhi syarat adalah pada: 85,72 %, 88,89%, dan 90,91 % volum agregat.

Perubahan nilai densitas beton perlit II seperti ditunjukkan pada gambar 4.4 masih menyerupai pada gambar 4.3 dan juga nilai densitas yang dihasilkan masih dalam kisaran 1050,22 – 1405,20 kg/m3. Pada gambar 4.4 terlihat bahwa waktu pengeringan 60 menit dengan 90 menit tidak terjadi perubahan densitas yang besar, jadi dengan waktu pengeringan 60 menit telah dapat diperoleh densitas beton yang sesuai dengan referensi yaitu dibawah 1440 kg/m3 untuk berbagai komposisi. Hal ini tentunya merupakan hasil capaian yang lebih cepat dibandingkan bila pengeringan secara alami 28 hari. Tetapi dengan menggunakan sampel pada komposisi 85,72 %, 88,89%, dan 90,91 % volume agregat dapat tercapai densitas di bawah 1440 kg/m3 dengan waktu pengeringan 30 menit menggunakan autoclave 1,5 bar. Jadi proses pengerasan semen untuk mampu mengikat agregat dapat dipercepat melalui pemanasan bertekanan 1,5 bar, dalam hal ini panas dari autoclave dapat menyebabkan reaksi pembentukkan C3S

(trikalsium silikat) dan C3A (tricalcium aluminat) yang ada pada semen menjadi lebih cepat.

4. 2. 2. Kuat Tekan

Dari hasil pengukuran kuat tekan seperti ditunjukkan pada gambar 4.5 memperlihatkan bahwa semakin banyak komposisi perlit cenderung menurunkan kuat tekan pada beton perlit I, sebaliknya semakin lama waktu pengeringan cenderung meningkat kuat tekannya. Bila dibandingkan antara hasil eksperimen dengan batasan referensi maka kuat tekan sampel beton perlit I yang telah dikeringkan selama 7 hari belum memenuhi batasan minimal kuat tekan, untuk sampel beton perlit yang telah dikeringkan selama 14 hari dan 21 hari hanya pada komposisi: 80 % dan 85,72 % perlit yang berada diatas batas minimal kuat tekannya.

Sesuai dengan referensi, nilai kuat tekan dari beton perlit I dari campuran semen dan perlit yang dikeringkan secara alami adalah sebesar minimal 95 lb/in2 dan maksimal 440 lb/in2 .

Sampel beton perlit I yang telah dikeringkan selama 28 hari hanya pada komposisi 80 % perlit yang memiliki kuat tekan diatas batas nilai maksimal, sedangkan sampel yang komposisi perlit pada 85,72 % dan 88,89 % memiliki kuat tekan yang berada diantara batas minimal dan maksimal. Sedangkan hasil pengujian kuat tekan sampel beton perlit I yang dikeringkan dengan autoclave pada tekanan 1,5 bar untuk berbagai waktu pengeringan ditunjukkan pada gambar 4.6. Pola perubahan kuat tekan beton perlit I yang dikeringkan secara cepat menggunakan tekanan 1,5 bar memiliki pola yang sama dengan pengeringan secara normal. Sampel dengan komposisi perlit 80 % dan 85,72 % setelah dikeringkan selama 30 menit, kuat tekannya berada sedikit

diatas batas minimal kuat tekan beton perlit yaitu sekitar 107,66 lb/in2 dan 142,98 lb/in2 . Sampel perlit dengan komposisi 80,00%; 85,72 %; dan 88,89 % perlit serta dikeringkan selama 60 menit dan nilai kuat tekannya meningkat hingga mencapai sekitar: 95,6 – 370,15 lb/in2 , dan bila dikeringkan lebih lama lagi yaitu 90 menit kuat tekannya meningkat lagi hingga mencapai sekitar: 110,22 – 464,08 lb/in2. Hal ini terlihat juga bahwa semakin banyak komposisi perlitnya maka cenderung menurun kuat tekannya, karena kekuatan mekanik dari perlit sendiri cukup rendah.

Dari gambar 4.7 terlihat bahwa nilai kuat tekan beton perlit II setelah dikeringkan selama 7 sampai dengan 28 hari memiliki nilai kuat tekan dalam rentang: 320,15 – 1285,30 lb/in2. Bila dibandingkan dengan kuat tekan beton perlit I, maka kuat tekan beton perlit II jauh lebih besar, karena pada beton perlit II kekuatannya diperbesar dengan adanya agregat pasir, dimana antara pasir dan semen dapat mengikat perlit dengan lebih kuat dibandingkan semen saja. Persyaratan kuat tekan beton perlit yang menggunakan campuran dengan pasir dan telah dikeringkan selama 28 hari adalah minimal 1000 lb/in2 dan maksimal 1200 lb/in2.

Ternyata dari hasil penelitian menunjukkan bahwa untuk sampel dengan semua komposisi setelah dikeringkan alami selama 7, 14, dan 21 hari memiliki kuat tekan yang masih rendah dan belum memenuhi persyaratan kuat tekan untuk beton perlit yang menggunakan campuran pasir. Sedangkan sampel dengan komposisi perlit: 85,72 %, dan 88,89 % dan telah dikeringkan selama 28 hari memiliki kuat tekan yang sesuai dengan persyaratan kuat tekan untuk beton perlit yang menggunakan campuran pasir dengan nilai pada kisaran : 1048,35 – 1285,30 lb/in2.

Hasil pengukuran kuat tekan beton perlit II yang dikeringkan secara cepat dengan menggunakan autoclave bertekanan 1,5 bar diperlihatkan pada gambar 4.8. Hasil pengujian menunjukkan bahwa nilai kuat tekan yang diperoleh sekitar 319,88 –

1286,08 lb/in2. Untuk sampel yang dikeringkan selama 20, 30, dan 60 menit menggunakan autoclave bertekanan 1,5 bar belum memiliki kuat tekan yang memenuhi batas minimal, kecuali pada komposisi 80,00 – 85,72 % agregat.

Sedangkan sampel beton dengan komposisi 80,00% - 88,89 % agregat setelah dikeringkan selama 90 menit dengan autoclave memiliki kuat tekan yang sudah memenuhi persyaratan batas minimal dan maksimal yaitu 1094,92 -1286,08 lb/in2.

Kondisi pengeringan yang optimum untuk sampel beton perlit II adalah dengan pengeringan secara alami selama 28 hari atau pengeringan secara cepat menggunakan autoclave bertekanan 1,5 bar adalah selama 90 menit adalah pada komposisi 88,89 agregat.

4. 2. 3. Kuat Patah

Dari hasil penelitian yang diperoleh seperti ditunjukkan pada gambar 4.9 menunjukkan bahwa semakin lama waktu pengeringan nilai kuat patahnya cenderung meningkat, dan beton menjadi semakin lebih padat, hal tersebut terlihat dari perubahan nilai densitasnya yang semakin padat ikatan beton tersebut. Bila ikatan beton semakin padat maka kemampuan beton untuk menahan gaya akan semakin besar. Sebaliknya semakin banyak penambahan perlitnya maka nilai kuat patahnya cenderung menurun, hal ini disebabkan perlit sendiri memiliki sifat mekanik yang rendah. Jadi nilai kuat patah maksimal tercapai pada pengeringan selama 28 hari, yaitu nilainya sekitar 50,06

LAMPIRAN 13

Tabel 13.A. Nilai Kuat Tekan Beton Perlit I setelah Dilakukan Firing Test

Sampel 28 hari Kuat Tekan, lb/in2 Ratio Volume % volum % volum Waktu nyala Api

Semen : Perlit Semen Perlit 30 mnt 60 mnt 120 mnt 180 mnt 240 mnt 300 mnt 1:04 20 80,00 460,3 460,27 460,23 459,11 455,34 400,12 1:06 14.28 85,72 225,4 225,38 222,31 220,2 219,02 198,44 1:08 11.11 88,89 103,51 101,09 98,75 46,77 0 0

1:10 9.09 90,91 60,02 40,22 0

Tabel 13.B. Nilai Kuat Tekan Beton Perlit I setelah Dilakukan Firing Test

Sampel 90 menit Autoclave Kuat Tekan, lb/in2 Ratio Volume % volum % volum Waktu nyala Api

Semen : Perlit Semen Perlit 30 mnt 60 mnt 120 mnt 180 mnt 240 mnt 300 mnt 1:04 20 80,00 463,51 462,29 462,03 460,4 457,11 410,37 1:06 14.28 85,72 227,22 225,79 225,04 224,66 220,66 192,81 1:08 11.11 88,89 105,08 100,97 95,41 44,51 0 0

Tabel 14.A. Nilai Kuat Tekan Beton Perlit II setelah Dilakukan Firing Test

Sampel 28 hari Kuat Tekan, lb/in2 Ratio Volume % volum % volum Waktu nyala Api

Semen : Perlit Semen Agregat 30 mnt 60 mnt 120 mnt 180 mnt 240 mnt 300 mnt 1:04 20 80,00 1285,3 1285,22 1283,2 1280,15 1278,4 1277,08 1:06 14.28 85,72 1160,7 1160,3 1160,11 1159,44 1157,8 1152,85 1:08 11.11 88,89 1048,4 1033,21 1010,5 975,22 320,33 0 1:10 9.09 90,91 770,23 315,66 0

Agregat = 50 % volum pasir + 50 % volum perlit

Tabel 14.B. Nilai Kuat Tekan Beton Perlit II setelah Dilakukan Firing Test

Sampel 90 menit Autoclave Kuat Tekan, lb/in2

Ratio Volume % volum % volum Waktu nyala Api

Semen : Perlit Semen Agregat 30 mnt 60 mnt 120 mnt 180 mnt 240 mnt 300 mnt 1:04 20 80,00 1289,9 1289,42 1289,04 1285,95 1282,02 1280,12 1:06 14.28 85,72 1162 1159,7 1159,58 1158,84 1157,43 1153,65 1:08 11.11 88,89 1048,6 1036,4 1012,51 950,72 321,4 0

1:10 9.09 90,91 870,23 318,05 0

LAMPIRAN 15

Tabel 15.A. Data XRD Beton Perlit I

Peak No 2 tetha D I/I0

1 22.138 4.015 67

2 26.422 3.3735 87

3 29.0995 3.0686 86

4 31.9555 2.8003 100

5 33.919 2.604 86

6 40.8805 2.2075 46

7 45.343 2.0002 12

8 51.055 1.7887 47

9 55.8745 1.6456 24

10 61.408 1.5098 26

11 62.836 1.4788 13

12 63.7285 1.4603 10

Tabel 15.B. Analisi Data XRD Beton Perlit I

REFERENSI d C2S [700388] C3S [42-0551] C3A

[38-1429] Quarzt,L

Quarzt H

Crysto -balit L

Tridymit L

Quarzt L

4.015 4.0802 4.05

3.3735 3.3725

3.0686 3.14

2.8003 2.776

2.604 2.604

2.2075 2.2032

2.0002 2.065

1.7887 1.7871 1.7864

1.6456 1.6457

1.5098 1.5113

1.4788 1.4755

1.4603 1.462

Catatan :C2S = Ca2SiO4 ; C3A = Ca3Al2O6 ; Quarzt H = SiO2 high

Tabel 16. A. Data XRD Beton Perlit II

Peak No 2 tetha D I/Io

1 19.828 4.4785 42

2 22.012 4.0401 61

3 24.742 3.5987 23

4 26.016 3.4245 40

5 32.204 2.7799 100

6 40.576 2.2231 22

7 44.762 2.0248 8

8 49.494 1.8414 19

9 52.952 1.7294 60

Tabel 16.B.Analisi Data XRD Beton Perlit II

d C2S [700388] C3S [42-0551] C3A [38-1429] Quarzt, L Quarzt H Crysto -balit L Tridymit L Quarzt L

4.4785 4.43

4.0401 4.05

3.5987 3.53

3.4245 3.461

2.7799 2.776

2.2231 2.237

2.0248 2.065

1.8414 1.8439

LAMPIRAN 17

FOTO PERALATAN DAN BENDA UJI :

Skema pengujian konduktivitas termal dengan Less method. beton

Tali penggantung

Uap air Ketel uap

Pelat alas

Alas kuningan

Kuat tekan, (a). Universal Testing Mechine (UTM) dan (b). benda uji.

(a) (b)

Uji tarik (Universal Testing Machine), (a). Penempatan sampel dan (b). Model penjepit sample

(a)