PENGARUH PENAMBAHAN FLY ASH PADA SEMEN PORTLAND TIPE I DAN PORTLAND COMPOSITE CEMENT (PCC) TERHADAP SIFAT FISIS MORTAR.
PENGARUH PENAMBAHAN FLY ASH PADA SEMEN
PORTLAND TIPE I DAN PORTLAND COMPOSITE CEMENT
(PCC) TERHADAP SIFAT FISIS MORTAR
SKRIPSI
BIAZ NASTYASA
0810441010
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014
PENGARUH PENAMBAHAN FLY ASH PADA SEMEN
PORTLAND TIPE I DAN PORTLAND COMPOSITE CEMENT
(PCC) TERHADAP SIFAT FISIS MORTAR
ABSTRAK
Penelitian tentang pengaruh penambahan fly ash pada semen portland tipe 1 dan
portland composite cement (PCC) terhadap sifat fisis mortar telah dilakukan.
Pencampuran dengan komposisi tertentu dimaksudkan untuk mendapatkan
perbandingan dengan nilai kuat tekan dan kerapatan yang maksimum. Penelitian
dilakukan dengan variasi perbandingan fly ash terhadap semen portland tipe 1 dan
PCC masing-masing 0%, 10%, 15%, 20% dan 25%. Sampel mortar yang telah
dibuat terlebih dahulu direndam menggunakan air kapur hingga umur 7 hari dan
28 hari sebelum dilakukan pengujian yang mengacu prosedur standar kerja
BARISTAND. Uji yang dilakukan meliputi sifat mekanik dan fisis seperti
kehalusan, kuat tekan, porositas dan densitas. Hasil menunjukkan nilai kehalusan
semen tipe 1 dan PCC memiliki nilai kehalusan ± 3101,53 m2/kg, sedangkan
dengan penambahan fly ash nilai kehalusan yang didapatkan yaitu ± 3249,50
m2/kg. Pada hasil uji kuat tekan nilai yang baik dalam penambahan fly ash yaitu
berkisar 15% sampai dengan 20%, untuk semen PCC yaitu 365,73 kg/cm2 dan
tipe 1 yaitu 383,41 kg/cm2. Dapat disimpulkan bahwa nilai kehalusan dengan
penambahan fly ash lebih halus daripada nilai kehalusan semen. Sedangkan nilai
kuat tekan PCC dengan penambahan fly ash 20% dihari ke 28 menyamai hasil
nilai kuat tekan semen portland tipe 1 tanpa penambahan fly ash pada hari yang
sama.
Kata Kunci : Densitas, Fly ash, Kehalusan, Kuat tekan, Mortar, Porositas,
i
INFLUENCE OF ADDITION OF FLY ASH IN PORTLAND
CEMENT TYPE I AND PORTLAND COMPOSITE CEMENT
(PCC) OF THE PHYSICAL PROPERTIES OF MORTAR
ABSTRACT
Research on the influence of addition of fly ash in portland cement type 1
and portland composite cement (PCC) of the physical properties of mortar was
conducted. Mixing with certain composition intended to get a comparison with the
value of compressive strength and maximum density. Research conducted with a
variation comparison of fly ash to cement portland type 1 and PCC each 0%,
10%, 15%, 20% and 25%. Mortar samples that have been made will be soaked in
lime water up to 7 days and 28 days prior to testing according to the standard
procedure of work of BARISTAND. Test performed include physical and
mechanical properties such as compressive strength, smoothness, porosity and
density. The results show the initial value of smoothness of portland cement type 1
and PCC is ± 3101,53 m2/kg, whereas with the addition of fly ash smoothness
value obtained is ± 3249,50 m2/kg. Test results on the values of compressive
strength with the addition of fly ash ranges from 15% to 20% for PCC is 365,73
kg/cm2 and for portland cement type 1 is 383,41 kg/cm2. It can be concluded that
the value of smoothness of cement with the addition of fly ash is more refined than
the value of smoothness of ordinary cement. Whereas the value of compressive
strength of PCC with the addition of 20% fly ash on 28th day match the value of
compressive strength of portland cement type 1 without the addition of fly ash on
the same day.
Keywords : Blaine,Compressive strength, Density, Fly ash, Porosity, the Mortar
ii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Mortar yang berupa campuran pasta semen, pasir dan air awalnya dibuat
dengan menggunakan campuran semen portland dan kapur (Andoyo,2006).
Penggunaan mortar pada umumnya adalah untuk plesteran dan adukan pasangan
batu bata, atau batuan. Sifat dari mortar yang baik untuk bahan adukan adalah
tingkat elastis yang cukup sehingga mudah dikerjakan, dapat menghasilkan
rekatan yang kuat, lekatan yang baik, serta dapat membagi tegangan secara merata
dan mempunyai kekuatan lentur yang baik. Selain itu, semakin baik suatu mortar
sifat-sifat tersebut mampu bertahan dalam jangka yang lama.
Sifat-sifat mortar sangat dipengaruhi oleh campuran bahan dasar yang
digunakan, seperti semen, pasir, dan air. Untuk mempengaruhi sifat mortar
terkadang juga digunakan bahan tambahan lain seperti abu sekam padi, slag, fly
ash (abu terbang), dan lain-lain. Selain itu, sifat mortar juga dipengaruhi oleh tipe
semen yang digunakan. Seperti semen portland tipe 1 dan PCC akan
menghasilkan mortar dengan sifat yang berbeda. Jika semen yang digunakan
semakin halus, maka akan mengurangi waktu pengikat semen atau setting time
dan meninggikan nilai konsistensi normal. Namun kelemahannya, semen yang
kurang halus memiliki nilai kuat tekan yang lebih rendah. Semen PCC dengan
tingkat kehalusan lebih tinggi dibanding semen portland tipe 1 dalam hal ini
memiliki kelemahan pada kuat tekan yang lebih rendah. Sedangkan semen
portland tipe 1 menghasilkan permukaan lebih kasar.
1
Pada mortar, fly ash dapat mengurangi keberadaan unsur kalsiumhidroksida di dalam mortar yang merupakan bagian lemah pada mortar, serta
menggantikannya setelah bereaksi dengan SiO2 menjadi kalsium-silika-hidrat
(CSH gel) yang selanjutnya memberikan peningkatan kekuatan mortar.
Surya (2006) telah melakukan penelitian tentang Pengaruh Abu Terbang
sebagai Pengganti Sejumlah Semen Tipe V pada Beton Mutu Tinggi Dari hasil
penelitian diperoleh, semakin besar kadar abu terbang pada adukan beton maka
kelecakan beton semakin bertambah. Penggunaan abu terbang ternyata dapat
mengurangi pengeluaran air dari adukan beton yang disebabkan oleh pelepasan air
pada pasta semen (bleeding)
dan pemisahan kerikil dari adukan beton
(segregasi). Penggunaan abu terbang pada adukan beton secara umum
memperlambat waktu pengikatan awal dan pengikatan akhir beton. Kontribusi
kuat tekan beton abu terbang lebih lambat daripada beton tanpa abu terbang
dibawah umur 28 hari. Kuat tekan maksimum beton abu terbang pada pada umur
56 hari diperoleh pada kadar abu terbang 20 % sebagai bahan pengganti sejumlah
semen.
Andoyo (2008) menunjukkan bahwa penambahan flly ash dengan
persentase tertentu dari berat semen ternyata dapat meningkatkan kuat tekan pada
mortar. Peningkatan kuat tekan pada mortar terjadi dibawah 30% penambahan fly
ash, dan dengan penambahan fly ash ini mortar bisa menjadi lebih kedap air,
karena nilai serapan airnya semakin rendah.
Melihat kedua hasil tersebut, pada penelitian ini akan dilihat pengaruh abu
terbang pada PCC dan semen portland tipe 1. Penelitian ini semen yang
2
digunakan yaitu semen Portland tipe I dan semen PCC. Saat ini semen tipe I
hanya digunakan untuk pembuatan konstruksi jalan dan tidak banyak diproduksi
lagi, sedangkan semen PCC saat ini banyak digunakan masyarakat untuk
pembangun rumah. Fly ash yang digunakan yaitu fly ash kelas F dengan variasi
0%, 10%, 15%, 20%, dan 25%, karakteristik yang diuji yaitu kehalusannya dan
untuk mortar akan diuji kuat tekan, porositas, dan densitasnya.
1.2
Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan penelitian adalah :
1. Menentukan pengaruh penambahan fly ash terhadap kuat tekan dari mortar
semen portland tipe I dengan semen PCC.
2. Melihat pengaruh penambahan fly ash pada porositas dan densitas untuk
menentukan hubungannya dengan kuat tekan.
Manfaat dari penelitian ini untuk mengetahui seberapa besar kemungkinan
semen PCC yang telah di tambahkan dengan fly ash bisa menyamai
kekuatannya dengan semen portland tipe 1 dan diharapkan juga dapat
mengurangi dampak negatif dari limbah fly ash batubara terhadap lingkungan.
1.3
Batasan Masalah
1. Bahan yang digunakan untuk penambahan pembuatan mortar ini yaitu sisa
dari pembakaran batubara berbentuk fly ash.
2. Pengujian pertama dilakukan adalah melihat kehalusan semen tipe I dan
PCC yang telah dicampur dengan fly ash. Kemudian pengujian yang
dilakukan adalah kuat tekan (pada umur 7 harindan 28 hari), porositas, dan
densitas (28 hari).
3
3. Pencampuran material ini lebih pada pengurangan semen dengan
penambahan fly ash kelas F yang diambil dari 30 titik yang berdeda, untuk
mendapatkan massa beton yang ringan.
4
PORTLAND TIPE I DAN PORTLAND COMPOSITE CEMENT
(PCC) TERHADAP SIFAT FISIS MORTAR
SKRIPSI
BIAZ NASTYASA
0810441010
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014
PENGARUH PENAMBAHAN FLY ASH PADA SEMEN
PORTLAND TIPE I DAN PORTLAND COMPOSITE CEMENT
(PCC) TERHADAP SIFAT FISIS MORTAR
ABSTRAK
Penelitian tentang pengaruh penambahan fly ash pada semen portland tipe 1 dan
portland composite cement (PCC) terhadap sifat fisis mortar telah dilakukan.
Pencampuran dengan komposisi tertentu dimaksudkan untuk mendapatkan
perbandingan dengan nilai kuat tekan dan kerapatan yang maksimum. Penelitian
dilakukan dengan variasi perbandingan fly ash terhadap semen portland tipe 1 dan
PCC masing-masing 0%, 10%, 15%, 20% dan 25%. Sampel mortar yang telah
dibuat terlebih dahulu direndam menggunakan air kapur hingga umur 7 hari dan
28 hari sebelum dilakukan pengujian yang mengacu prosedur standar kerja
BARISTAND. Uji yang dilakukan meliputi sifat mekanik dan fisis seperti
kehalusan, kuat tekan, porositas dan densitas. Hasil menunjukkan nilai kehalusan
semen tipe 1 dan PCC memiliki nilai kehalusan ± 3101,53 m2/kg, sedangkan
dengan penambahan fly ash nilai kehalusan yang didapatkan yaitu ± 3249,50
m2/kg. Pada hasil uji kuat tekan nilai yang baik dalam penambahan fly ash yaitu
berkisar 15% sampai dengan 20%, untuk semen PCC yaitu 365,73 kg/cm2 dan
tipe 1 yaitu 383,41 kg/cm2. Dapat disimpulkan bahwa nilai kehalusan dengan
penambahan fly ash lebih halus daripada nilai kehalusan semen. Sedangkan nilai
kuat tekan PCC dengan penambahan fly ash 20% dihari ke 28 menyamai hasil
nilai kuat tekan semen portland tipe 1 tanpa penambahan fly ash pada hari yang
sama.
Kata Kunci : Densitas, Fly ash, Kehalusan, Kuat tekan, Mortar, Porositas,
i
INFLUENCE OF ADDITION OF FLY ASH IN PORTLAND
CEMENT TYPE I AND PORTLAND COMPOSITE CEMENT
(PCC) OF THE PHYSICAL PROPERTIES OF MORTAR
ABSTRACT
Research on the influence of addition of fly ash in portland cement type 1
and portland composite cement (PCC) of the physical properties of mortar was
conducted. Mixing with certain composition intended to get a comparison with the
value of compressive strength and maximum density. Research conducted with a
variation comparison of fly ash to cement portland type 1 and PCC each 0%,
10%, 15%, 20% and 25%. Mortar samples that have been made will be soaked in
lime water up to 7 days and 28 days prior to testing according to the standard
procedure of work of BARISTAND. Test performed include physical and
mechanical properties such as compressive strength, smoothness, porosity and
density. The results show the initial value of smoothness of portland cement type 1
and PCC is ± 3101,53 m2/kg, whereas with the addition of fly ash smoothness
value obtained is ± 3249,50 m2/kg. Test results on the values of compressive
strength with the addition of fly ash ranges from 15% to 20% for PCC is 365,73
kg/cm2 and for portland cement type 1 is 383,41 kg/cm2. It can be concluded that
the value of smoothness of cement with the addition of fly ash is more refined than
the value of smoothness of ordinary cement. Whereas the value of compressive
strength of PCC with the addition of 20% fly ash on 28th day match the value of
compressive strength of portland cement type 1 without the addition of fly ash on
the same day.
Keywords : Blaine,Compressive strength, Density, Fly ash, Porosity, the Mortar
ii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Mortar yang berupa campuran pasta semen, pasir dan air awalnya dibuat
dengan menggunakan campuran semen portland dan kapur (Andoyo,2006).
Penggunaan mortar pada umumnya adalah untuk plesteran dan adukan pasangan
batu bata, atau batuan. Sifat dari mortar yang baik untuk bahan adukan adalah
tingkat elastis yang cukup sehingga mudah dikerjakan, dapat menghasilkan
rekatan yang kuat, lekatan yang baik, serta dapat membagi tegangan secara merata
dan mempunyai kekuatan lentur yang baik. Selain itu, semakin baik suatu mortar
sifat-sifat tersebut mampu bertahan dalam jangka yang lama.
Sifat-sifat mortar sangat dipengaruhi oleh campuran bahan dasar yang
digunakan, seperti semen, pasir, dan air. Untuk mempengaruhi sifat mortar
terkadang juga digunakan bahan tambahan lain seperti abu sekam padi, slag, fly
ash (abu terbang), dan lain-lain. Selain itu, sifat mortar juga dipengaruhi oleh tipe
semen yang digunakan. Seperti semen portland tipe 1 dan PCC akan
menghasilkan mortar dengan sifat yang berbeda. Jika semen yang digunakan
semakin halus, maka akan mengurangi waktu pengikat semen atau setting time
dan meninggikan nilai konsistensi normal. Namun kelemahannya, semen yang
kurang halus memiliki nilai kuat tekan yang lebih rendah. Semen PCC dengan
tingkat kehalusan lebih tinggi dibanding semen portland tipe 1 dalam hal ini
memiliki kelemahan pada kuat tekan yang lebih rendah. Sedangkan semen
portland tipe 1 menghasilkan permukaan lebih kasar.
1
Pada mortar, fly ash dapat mengurangi keberadaan unsur kalsiumhidroksida di dalam mortar yang merupakan bagian lemah pada mortar, serta
menggantikannya setelah bereaksi dengan SiO2 menjadi kalsium-silika-hidrat
(CSH gel) yang selanjutnya memberikan peningkatan kekuatan mortar.
Surya (2006) telah melakukan penelitian tentang Pengaruh Abu Terbang
sebagai Pengganti Sejumlah Semen Tipe V pada Beton Mutu Tinggi Dari hasil
penelitian diperoleh, semakin besar kadar abu terbang pada adukan beton maka
kelecakan beton semakin bertambah. Penggunaan abu terbang ternyata dapat
mengurangi pengeluaran air dari adukan beton yang disebabkan oleh pelepasan air
pada pasta semen (bleeding)
dan pemisahan kerikil dari adukan beton
(segregasi). Penggunaan abu terbang pada adukan beton secara umum
memperlambat waktu pengikatan awal dan pengikatan akhir beton. Kontribusi
kuat tekan beton abu terbang lebih lambat daripada beton tanpa abu terbang
dibawah umur 28 hari. Kuat tekan maksimum beton abu terbang pada pada umur
56 hari diperoleh pada kadar abu terbang 20 % sebagai bahan pengganti sejumlah
semen.
Andoyo (2008) menunjukkan bahwa penambahan flly ash dengan
persentase tertentu dari berat semen ternyata dapat meningkatkan kuat tekan pada
mortar. Peningkatan kuat tekan pada mortar terjadi dibawah 30% penambahan fly
ash, dan dengan penambahan fly ash ini mortar bisa menjadi lebih kedap air,
karena nilai serapan airnya semakin rendah.
Melihat kedua hasil tersebut, pada penelitian ini akan dilihat pengaruh abu
terbang pada PCC dan semen portland tipe 1. Penelitian ini semen yang
2
digunakan yaitu semen Portland tipe I dan semen PCC. Saat ini semen tipe I
hanya digunakan untuk pembuatan konstruksi jalan dan tidak banyak diproduksi
lagi, sedangkan semen PCC saat ini banyak digunakan masyarakat untuk
pembangun rumah. Fly ash yang digunakan yaitu fly ash kelas F dengan variasi
0%, 10%, 15%, 20%, dan 25%, karakteristik yang diuji yaitu kehalusannya dan
untuk mortar akan diuji kuat tekan, porositas, dan densitasnya.
1.2
Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan penelitian adalah :
1. Menentukan pengaruh penambahan fly ash terhadap kuat tekan dari mortar
semen portland tipe I dengan semen PCC.
2. Melihat pengaruh penambahan fly ash pada porositas dan densitas untuk
menentukan hubungannya dengan kuat tekan.
Manfaat dari penelitian ini untuk mengetahui seberapa besar kemungkinan
semen PCC yang telah di tambahkan dengan fly ash bisa menyamai
kekuatannya dengan semen portland tipe 1 dan diharapkan juga dapat
mengurangi dampak negatif dari limbah fly ash batubara terhadap lingkungan.
1.3
Batasan Masalah
1. Bahan yang digunakan untuk penambahan pembuatan mortar ini yaitu sisa
dari pembakaran batubara berbentuk fly ash.
2. Pengujian pertama dilakukan adalah melihat kehalusan semen tipe I dan
PCC yang telah dicampur dengan fly ash. Kemudian pengujian yang
dilakukan adalah kuat tekan (pada umur 7 harindan 28 hari), porositas, dan
densitas (28 hari).
3
3. Pencampuran material ini lebih pada pengurangan semen dengan
penambahan fly ash kelas F yang diambil dari 30 titik yang berdeda, untuk
mendapatkan massa beton yang ringan.
4