Penilaian Agregat Buatan Berbahan Dasar Fly Ash Untuk Bahan Perkerasan Jalan Di Berbagai Variasi Suhu Perawatan - ITS Repository
P ENILAIAN A GREGAT B UATAN B ERBAHAN D ASAR F LY A SH UNTUK BAHAN PERKERASAN JALAN DI B ERBAGAI
V ARIASI
S
UHU P ERAWATANSUDRAJAT
311 420 7804
1 DOSEN PEMBIMBING : Dr. Ir. Ria Asih Aryani Soemitro, M.Eng Ir. Herry Budianto, Msc Dr.Eng Januarti Jaya Ekaputri, ST, MT PROGRAM MAGISTER BIDANG KEAHLIAN MANAJEMEN ASET JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2016
2
PEMBUATAN AGREGAT BUATAN BERBAHAN DASAR FLY ASH
3
INFRASTRUKTUR JALAN YANG SEMAKIN MENINGKAT KEKHAWATIRAN TERHADAP KEKURANGAN AGREGAT ALAMI BATU PECAH
4 PEMBANGUNAN
AGREGAT BUATAN BERBAHAN DASAR FLY ASH (Agregat Buatan Geopolimer)
5
1. Bagaimanakah membuat agregat buatan yang diperlukan untuk pengujian berdasarkan Spesifikasi Umum Bina Marga 2010 rev 3?
2. Berapakah suhu curing yang paling baik yang digunakan sebagai agregat buatan berdasarkan Spesifikasi Umum Bina Marga 2010 rev 3?
3. Bagaimanakah karakteristik agregat buatan ditinjau dari Spesifikasi Umum Bina Marga 2010 rev 3?
1. Membuat agregat buatan dengan diameter kurang lebih 12,5 mm, 9,5 mm, 6 mm, dan 4 mm.
2. Mencari suhu curing/ perawatan yang paling baik digunakan sebagai agregat buatan.
3. Mencari karakteristik agregat buatan ditinjau dari Spesifikasi Umum Bina Marga 2010 rev 3 yang meliputi ketahanan agregat terhadap penghancuran (abrasi), kelekatannya terhadap aspal, kekekalan bentuk agregat terhadap larutan sulfat (soundness), maupun berat jenis dan penyerapan airnya.
Merupakan proses untuk mendapatkan material
baru yang dihasilkan dari geosintesis aluminosilikat polimerik dan alkali-silikat yang
menghasilkan kerangka polimer SiO4 (Silicate) dan AlO4 (Aluminate) yang terikat secara tetrahedral
(Davidovits, 1994). Agregat buatan dg proses geopolimerisasi mrpk
salah satu upaya untuk mendapatkan agregat
buatan yang lebih ramah lingkungan.
6
7
Spesifikasi Umum Bina Marga Edisi 2010 rev 3. SNI 3407 : 2008 tentang Uji Kekekalan Agregat SNI 2417 : 2008 tentang Uji Abrasi.
SNI 2439 : 2011 tentang Uji Kelekatan Agregat.
SNI 1969 : 2008 tentang Uji Berat Jenis & Penyerapan Air
Penelitian Damayanti, Ekaputri, & Triwulan
(2007)
Komposisi Binder terdiri dari 74% Fly Ash dan
26% alkali aktivator dijadikan dasar penelitian
sekarang.
Fly Ash yg digunakan adalah fly ash kelas C dari PT. Petrokimia-Gresik.
Benda Uji yg dibuat berbentuk Spherical Shape
(agregat hampir bulat sempurna) dengan menggunakan alat granulasi.
Tipe Curing yg dipakai adalah suhu ruang (± 27-
34 C) & 40
C, 60
C, 80 C menggunakan mesin
steamer.
8
Pengujian berdasarkan Spesifikasi Umum Bina Marga 2010 rev 3. Suhu 400, 600, dan 800C dengan steam curing Spesifikasi Umum Bina Marga 2010 rev 3
C)
Pengayakan
Suhu ruang (± 27
XRF
Kekekalan agregat
Kelekatan agregat
Abrasi
Berat Jenis & Penyerapan Air
Pengeringan
9
Kontrol
Pembasahan
Persiapan
- – 34
- – P
10 P ENGUMPULAN
D ATA
P RIMER
EMBUATAN A
GG . B
UATAN START
Persiapan Mesin Pan Granulator Persiapan Material
Penimbangan Fly Ash Penimbangan Alkali Aktivator Fly Ash yang telah ditimbang kemudian dimasukkan ke dalam mesin pan granulator yang sedang berputar sambil disemprot dengan alkali aktivator
P E RSI A P A N A P E MB A SA H A N
ENGUMPULAN DATA
- – P
11 P
P RIMER
EMBUATAN A
GG . B
UATAN K ON T R OL A
AB terlalu kering? Tambahkan alkali aktivator
Go to PEMBASAHAN Ya Tidak AB terlalu basah?
Timbang larutan alkali setelah digunakan Tambahkan Fly Ash
Ya Go to PEMBASAHAN Tidak Agg buatan yg terbentuk segera digulirkan di atas fly ash & di diamkan selama 1x24 jam
P E NGE RI NGA N B
ENGUMPULAN ATA RIMER EMBUATAN GG UATAN
P D P A . B
- – P
P E B NGA Y A KN
Pengayakan agregat buatan sesuai kebutuhan benda uji.
P Perawatan Agg. Buatan di berbagai
E R variasi suhu curing
A W A T A Temperature Ruang : Steamer machine :
N C 40, 60, & 80 C ±27 – 34
P E SPEK. UMUM BINA MARGA 2010 REV 3 UJI XRF NGUJ
IA Berat Peny. N
Kekekalan Abrasi Kelekatan Jenis Air
12 C
- – 1,7 kg agar tidak banyak material yang terbuang.
- – 2,0 kg agregat buatan yang terdiri dari :
13
Dari hasil trial, didapatkan fly ash murni yang dimasukkan ke dalam pan granulator berkisar 1,5
Dalam 1x trial akan dihasilkan sekitar 1,8
agregat berdiameter ± 3/4 “ seberat 0,07-0,073 kg;
agregat berdiameter ± 1/2 “ seberat 0,50-0,54 kg;
agregat berdiameter ± 3/8 “ seberat 0,50-0,51 kg;
agregat berdiameter ± 4.75 mm seberat 0,5-0,62 kg;
agregat berdiameter lebih kecil dari 4,75 mm seberat 0,20-0,24 kg;
- Al
- Fe
2 O
2 O 1,33
2 O 1,61
3 1,12 Mn
Termasuk ke dalam fly ash kelas C
3 = 69,6% > 50%
2 O
3
2
O2
SiO
Berdasarkan ASTM C 618 :
3 0,17
SO
14
Na
3 0,01 K
2 O
MgO 6,70 Cr
2 0,79 CaO 15,99
3 12,26 TiO
2 O
3 18,19 Fe
2 39,15 Al
SiO
Senyawa % massa
2 O
Jenis Uji Metode Pengujian
Pemeriksaan Berat Jenis & SNI 1969
- – 2008 Penyerapan Air Pemeriksaan Keausan Aggregat SNI 2417 : 2008 dengan mesin Los Angeles
Pemeriksaan Kelekatan Agregat SNI 2439 : 2011 terhadap Aspal
Pemeriksaan Kekekalan Bentuk SNI 3407 : 2008
Agregat terhadap larutan Natrium atau Magnesium Sulfat
15
Tipe Test Berat Jenis/ Specific Gravity (gr/cm3) Peny.
Air (%)
Suhu Curing Oven Dry SSD Apparent Suhu Ruang (± 27-34
C) 2,146 2,367 2,756 10,30
Curing 40 C 2,133 2,376 2,817 11,38
Curing 60 C 2,132 2,378 2,828 11,53
Curing 80 C 2,092 2,343 2,795 12,02
Persyaratan Spek.
Umum Bina Marga 2010 Max. 3% -
rev 3
16
17
C1. Grafik Pemeriksaan Berat Jenis & Penyerapan Air
2,146 2,133 2,132 2,092 2,367
2,376 2,378 2,343 2,756
2,817 2,828 2,795
1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 27 - 34°C 40°C 60°C 80°C
Be ra t J e n is (g r/c m3 ) Suhu Curing (
Oven Dry SSD App 10,30 11,38 11,53
12,02 Maximal Absorbsi 3%
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0
12,0 14,0 27 - 34°C 40°C 60°C 80°C
N il a i A b so r b si ( % ) Suhu Curing ( °C) Pengaruh Suhu Curing pada Penyerapan Air
C) Pengaruh Suhu Curing pada Berbagai Berat Jenis
18
Suhu Curing Keausan Rata-rata (0C) (%) Suhu Ruang (± 27-34
C) 34,00 Curing 40 C 35,00 Curing 60 C 37,00 Curing 80 C 39,00 Persyaratan Spek. Umum Bina Marga 2010 rev 3
Maximal 40% 34,00 35,00
37,00 39,00 Maximal Nilai Abrasi 40%
0,0 6,0 12,0 18,0 24,0 30,0 36,0 42,0 48,0 27 - 34°C 40°C 60°C 80°C
N il a i Ab ra si ( % ) Suhu Curing (°C) Pengaruh Suhu Curing pada Nilai Abrasi
Suhu Curing % dari Pengaruh Suhu Curing pada Nilai Kelekatan Agregat Terhadap Aspal permukaan (0C)
100,0 contoh Minimal Nilai Kelekatan 95%
Suhu Ruang (± 27-34
C) 15,00
) 80,0
% ( n ta Curing 40 C 20,00
a 60,0 k le
50,00 e K Curing 60 C 40,00
40,00 i 40,0 a
il N 20,00 Curing 80 C 50,00
15,00
20,0 Persyaratan Spek.
0,0 Umum Bina Marga Minimal 95%
27 - 34°C 40°C 60°C 80°C
2010 rev 3 Suhu Curing ( ◦C)
19
Suhu Curing Index
Kekekalan Pengaruh Suhu Curing terhadap Nilai Kekekalan Agregat
Agregat
14 Maksimal Nilai Kekekalan 12%
(
C) (%)
12 ) (%
Suhu Ruang (± 27-34
C) 1,42 t
11,1
10 a g
re g
8 A
6,47 Curing 40 C 4,40 n la
6 ka ke
e Curing 60 C 6,47
K
4 i la
4,4
Ni
2 Curing 80 C 11,1 1,42 27 - 34°C 40°C 60°C 80°C Persyaratan Spek.
Maksimal Suhu Curing (
C) Umum Bina Marga 2010 12% rev 3
20
1. Perbandingan alkali aktivator dengan fly ash yang digunakan untuk mendapatkan agregat buatan yang baik berkisar antara 0,20
- – 0,30.
2. Peningkatan suhu curing membuat nilai berat jenis (kering oven) semakin menurun. Nilai berat jenis terendah didapat pada agregat buatan dengan suhu curing 80 C yaitu sebesar 2,092.
3. Semua nilai penyerapan air oleh agregat buatan ini tidak ada yang memenuhi syarat Spesifikasi Umum Bina Marga 2010 rev 3 yaitu maksimum 3%. Nilai penyerapan air terendah terdapat pada agregat buatan dengan suhu curing pada suhu ruang (± 27
C).
- – 34 4.
Melalui tes abrasi, peningkatan suhu curing ternyata membuat nilai abrasi agregat buatan semakin besar. Walaupun demikian, semua nilai abrasi agregat buatan masih memenuhi syarat Spesifikasi Umum Bina Marga 2010 rev 3 yaitu masih di bawah 40%.
21
5. Nilai kelekatan agregat buatan terhadap aspal di setiap variasi suhu curing tidak memenuhi syarat Spesifikasi Umum Bina Marga 2010 rev 3. Semua nilai kelekatan masih di bawah 95%. Walaupun demikian, peningkatan suhu curing membuat kelekatan agregat buatan terhadap aspal semakin membaik (secara visual).
6. Peningkatan suhu curing membuat nilai kekekalan agregat semakin tinggi. Nilai kekekalan agregat buatan paling kecil didapat pada agregat buatan dengan curing pada suhu ruang, yaitu sebesar 1,42%.
C)
- – 34 memiliki karakteristik yang lebih baik digunakan sebagai agregat buatan jika dibandingkan dengan
7. Agregat buatan dengan curing suhu ruang (± 27
22 curing suhu lainnya berdasarkan Spesifikasi Umum Bina Marga 2010 rev 3.
1. Berdasarkan nilai penyerapan air oleh agregat buatan yang masih cenderung besar, maka perlu upaya-upaya untuk memadatkan agregat buatan dengan lebih baik lagi. Dengan pemadatan yang baik, maka nilai penyerapan air oleh agregat buatan dapat memenuhi persyaratan sesuai Spesifikasi Umum Bina Marga 2010 rev 3 yaitu maksimal 3%.
2. Berdasarkan hasil kelekatan agregat terhadap aspal yang masih rendah, perlu dilakukan uji lain untuk mendapatkan tingkat keakuratan penyerapan aspal yang lebih baik. Mengingat uji kelekatan agregat terhadap aspal yang masih dilakukan secara visual. Hal ini untuk mendapatkan tingkat keakuratan kelekatan agregat terhadap aspal yang memenuhi syarat Spesifikasi Umum Bina Marga 2010 rev 3, yaitu
23 minimal 95%.
24
25
Pengambilan Fly ash dari PT. Petrokimia Gresik
26
Penyiapan Mesin Pan Granulator
27
Penyiapan Mesin Steam Curing
28
Pembuatan larutan NaOH (Natrium Hidroksida)
29
Pembuatan Larutan Alkali Aktivator
30
Pembuatan Agregat Buatan dengan
menggunakan pan granulator
31
Agregat Buatan yang dihasilkan
32
Persiapan Pengujian Berat Jenis & Penyerapan Air
33
Tes Abrasi
34
Tes Kelekatan Aspal
35
Tes Kekekalan Bentuk Agreat terhadap larutan
Natrium Sulfat
36