Pemanfaatan Kalsinasi Kaolin ( Metakaolin ) Sebagai Substitusi Sebagian Semen Dengan Bahan Tambah Superplasticizer Terhadap Sifat Mekanik Beton
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Pembangunan di Indonesia saat ini semakin maju,seperti dalam bidang
konstruksi. Hal ini terbukti dari semakin meningkatnya jumlah individu di
Indonesia serta semakin berkembangnya teknologi mutakhir dari masa ke
masa.Oleh karena itu diperlukan suatu inovasi dalam menciptakan kreasi bahan
konstruksi dengan melakukan rekayasa- rekayasa yang bersifat sederhana maupun
fundamental. Namun dalam rekayasa ini harus diperhatikan juga tingkat
keamanannya.
Berbagai penelitian dan pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi
sudah banyak dilakukan. Penelitian tersebut dikarenakan untuk mendapatkan
mineral tambahan yang mempunyai kandungan yang dapat memberikan pengaruh
pada beton.
Beton merupakan konstruksi yang sangat penting dan paling dominan
digunakan pada struktur bangunan.Penggunaan beton sebagai konstruksi
bangunan tentunya tidak terlepas dari ketersediaan material beton seperti agregat
kasar, agregat halus, semen dan air.
Semen merupakan salah satu unsur utama dalam pembuatan beton. Seiring
dengan pertumbuhan pembangunan, kebutuhan semen juga meningkat. Semen
sendiri mempunyai efek buruk gas rumah kaca. Dengan kebutuhan yang
banyakdan efek buruk dari semen, dibutuhkan bahan lain sebagai pengganti
semen seperti metakaolin.
Metakaolin di hasilkan dari proses pemanasan kaolin. Reaksi kimia pada
proses pemanasan (kalsinasi) kaolin menjadi metakaolin sebagai berikut:
1
Universitas Sumatera Utara
2
�2
5(
�)4
Panas �
2 3 2.
2
+ 2�2 O
Metakaolin banyak mengandung SiO2dan Al2O3yang merupakan unsur utama
semen sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan pengganti semen ataupun
sebagai bahan tambahan. Memenuhi syarat sebagai bahan tambahan yang dapat
meningkatakan kualitas pada beton. Metakaolin juga meningkatan kerapatan dari
mikrostruktur beton. Sehingga metakaolin memenuhi syarat sebagai bahan
tambahan yang dapat meningkatakan kualitas pada beton.
Dengan menambahkan metakaolin pada campuran beton selain berfungsi
sebagai bahan pengisi pori, kandungan SiO2 dalam metakaolin akan bereaksi
dengan Ca(OH)2 yang di hasilkan dari reaksi hidrasi semen sehingga terbentuk
ikatan berbentuk gel yang memperkuat ikatan dalam beton. Disamping itu
butiranbutiran halus metakaolin secara tidak langsung dapat berfungsi sebagai
bahan pengisi pori sehingga dengan berkurangnya jumlah pori akan didapat beton
yang padat (RMC Group, 1996).
2
Universitas Sumatera Utara
1.2
Rumusan Masalah
Rumusan masalah adalah langkah penting untuk membatasi masalah yang
latar belakang yang telah diuraikan, maka masalah yang diangkat dalam penelitian
ini adalah:
1. Berapa besar persentase metakaolin yang optimum sebagai substitusi
sebagian semen terhadap sifat mekanik beton?
2. Bagaimana karakteristik mineral kaolin yang digunakan sebagai substitusi
sebagian semen terhadap mutubeton?
1.3
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan yang ingin dicapai dari studi ini adalah:
1. Mengetahui persentase metakaolinoptimumterhadap sifat mekanik beton.
2. Mengetahui karakteristik mineral kaolin setelah di kalsinasi.
3. Mengetahui pengaruh metakaolin terhadap sifat mekanik beton setelah
mendapatkan perawatan.
1.4
Manfaat Penelitian
Manfaat yang ingin diperoleh dari hasil penelitian ini adalah sebagai
berikut:
1. Manfaat Teoritis
Penambahan kontribusi bagi perkembangan ilmu pengetahuan
khususnya teknologi beton dan struktur beton.
Mengetahui pengaruh penambahan metakaolin terhadap sifat
mekanik beton.
2. Manfaat Praktis
Memberi allternatif komposisi beton dengan bahan penambah
semen
Mengetahui efek dari pemakaian bahan penambah semen berupa
metakaolin beton normal.
3
Universitas Sumatera Utara
1.5
Pembatasan Masalah
Dalampenelitian ini tentunya banyak parameter yang berkaitan dan perlu
dilakukan batasan masalah yang hanya dilakukan dalam penelitian ini. Adapun
batasan masalah tersebut antara lain:
1. Material kaolin yang digunakan diperoleh dari CV. Karunia Jaya yang
berasal dari Belitung.
2. Alat kalsinasi kaolin yaitu Muffle Furnace Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara
3. Suhu Pembakaran 800o C selama 4 jam
4. Ukuran dan metakaolin yang digunakan yaitu lolos saringan No.200
5. Semen yang digunakan yaitu semen Portland Type 1
6. Superplasticizer yang dipakai 1000 ml per 100 kg cementious.
7. Superplasticizer tipe Masterglenium ace 8590 dari PT. BASF.
8. Pengujian kuat tekan,kuat lentur, Absorbsi pada benda uji
9. Umur pengujian benda uji silinder 7,21, dan 28 hari
10. Umur pengujian benda uji balok 28 hari
11. Mutu beton rencana fc’ 30 Mpa
12. Komposisi yang digunakan terdiri dari semen, metakaolin, pasir, air,
kerikil dan superplasticizer
13. Variasi penggunaan metakaolin mulai dari 7,5% ; 12,5% ; 17,5% dari
berat semen dengan benda uji masing-masing 3 buah untuk setiap variasi
komposisi benda uji.
14. Pengujian dilakukan di Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
15. Pengujian kuat tekan benda uji yang digunakan adalah silinder dengan
diameter 15 cm dan tinggi 30cm
16. Pengujian kuat lentur benda uji yang digunakan adalah balok dengan
ukuran panjang 75 cm, lebar 15 cm dan tinggi 15 cm.
4
Universitas Sumatera Utara
1.6
Gambar Benda Uji
30cm
15cm
Gambar 1.1 Benda Uji Silinder
15 cm
15 cm
60 cm
Gambar 1.2 Benda Uji Balok
5
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Pembangunan di Indonesia saat ini semakin maju,seperti dalam bidang
konstruksi. Hal ini terbukti dari semakin meningkatnya jumlah individu di
Indonesia serta semakin berkembangnya teknologi mutakhir dari masa ke
masa.Oleh karena itu diperlukan suatu inovasi dalam menciptakan kreasi bahan
konstruksi dengan melakukan rekayasa- rekayasa yang bersifat sederhana maupun
fundamental. Namun dalam rekayasa ini harus diperhatikan juga tingkat
keamanannya.
Berbagai penelitian dan pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi
sudah banyak dilakukan. Penelitian tersebut dikarenakan untuk mendapatkan
mineral tambahan yang mempunyai kandungan yang dapat memberikan pengaruh
pada beton.
Beton merupakan konstruksi yang sangat penting dan paling dominan
digunakan pada struktur bangunan.Penggunaan beton sebagai konstruksi
bangunan tentunya tidak terlepas dari ketersediaan material beton seperti agregat
kasar, agregat halus, semen dan air.
Semen merupakan salah satu unsur utama dalam pembuatan beton. Seiring
dengan pertumbuhan pembangunan, kebutuhan semen juga meningkat. Semen
sendiri mempunyai efek buruk gas rumah kaca. Dengan kebutuhan yang
banyakdan efek buruk dari semen, dibutuhkan bahan lain sebagai pengganti
semen seperti metakaolin.
Metakaolin di hasilkan dari proses pemanasan kaolin. Reaksi kimia pada
proses pemanasan (kalsinasi) kaolin menjadi metakaolin sebagai berikut:
1
Universitas Sumatera Utara
2
�2
5(
�)4
Panas �
2 3 2.
2
+ 2�2 O
Metakaolin banyak mengandung SiO2dan Al2O3yang merupakan unsur utama
semen sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan pengganti semen ataupun
sebagai bahan tambahan. Memenuhi syarat sebagai bahan tambahan yang dapat
meningkatakan kualitas pada beton. Metakaolin juga meningkatan kerapatan dari
mikrostruktur beton. Sehingga metakaolin memenuhi syarat sebagai bahan
tambahan yang dapat meningkatakan kualitas pada beton.
Dengan menambahkan metakaolin pada campuran beton selain berfungsi
sebagai bahan pengisi pori, kandungan SiO2 dalam metakaolin akan bereaksi
dengan Ca(OH)2 yang di hasilkan dari reaksi hidrasi semen sehingga terbentuk
ikatan berbentuk gel yang memperkuat ikatan dalam beton. Disamping itu
butiranbutiran halus metakaolin secara tidak langsung dapat berfungsi sebagai
bahan pengisi pori sehingga dengan berkurangnya jumlah pori akan didapat beton
yang padat (RMC Group, 1996).
2
Universitas Sumatera Utara
1.2
Rumusan Masalah
Rumusan masalah adalah langkah penting untuk membatasi masalah yang
latar belakang yang telah diuraikan, maka masalah yang diangkat dalam penelitian
ini adalah:
1. Berapa besar persentase metakaolin yang optimum sebagai substitusi
sebagian semen terhadap sifat mekanik beton?
2. Bagaimana karakteristik mineral kaolin yang digunakan sebagai substitusi
sebagian semen terhadap mutubeton?
1.3
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan yang ingin dicapai dari studi ini adalah:
1. Mengetahui persentase metakaolinoptimumterhadap sifat mekanik beton.
2. Mengetahui karakteristik mineral kaolin setelah di kalsinasi.
3. Mengetahui pengaruh metakaolin terhadap sifat mekanik beton setelah
mendapatkan perawatan.
1.4
Manfaat Penelitian
Manfaat yang ingin diperoleh dari hasil penelitian ini adalah sebagai
berikut:
1. Manfaat Teoritis
Penambahan kontribusi bagi perkembangan ilmu pengetahuan
khususnya teknologi beton dan struktur beton.
Mengetahui pengaruh penambahan metakaolin terhadap sifat
mekanik beton.
2. Manfaat Praktis
Memberi allternatif komposisi beton dengan bahan penambah
semen
Mengetahui efek dari pemakaian bahan penambah semen berupa
metakaolin beton normal.
3
Universitas Sumatera Utara
1.5
Pembatasan Masalah
Dalampenelitian ini tentunya banyak parameter yang berkaitan dan perlu
dilakukan batasan masalah yang hanya dilakukan dalam penelitian ini. Adapun
batasan masalah tersebut antara lain:
1. Material kaolin yang digunakan diperoleh dari CV. Karunia Jaya yang
berasal dari Belitung.
2. Alat kalsinasi kaolin yaitu Muffle Furnace Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara
3. Suhu Pembakaran 800o C selama 4 jam
4. Ukuran dan metakaolin yang digunakan yaitu lolos saringan No.200
5. Semen yang digunakan yaitu semen Portland Type 1
6. Superplasticizer yang dipakai 1000 ml per 100 kg cementious.
7. Superplasticizer tipe Masterglenium ace 8590 dari PT. BASF.
8. Pengujian kuat tekan,kuat lentur, Absorbsi pada benda uji
9. Umur pengujian benda uji silinder 7,21, dan 28 hari
10. Umur pengujian benda uji balok 28 hari
11. Mutu beton rencana fc’ 30 Mpa
12. Komposisi yang digunakan terdiri dari semen, metakaolin, pasir, air,
kerikil dan superplasticizer
13. Variasi penggunaan metakaolin mulai dari 7,5% ; 12,5% ; 17,5% dari
berat semen dengan benda uji masing-masing 3 buah untuk setiap variasi
komposisi benda uji.
14. Pengujian dilakukan di Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
15. Pengujian kuat tekan benda uji yang digunakan adalah silinder dengan
diameter 15 cm dan tinggi 30cm
16. Pengujian kuat lentur benda uji yang digunakan adalah balok dengan
ukuran panjang 75 cm, lebar 15 cm dan tinggi 15 cm.
4
Universitas Sumatera Utara
1.6
Gambar Benda Uji
30cm
15cm
Gambar 1.1 Benda Uji Silinder
15 cm
15 cm
60 cm
Gambar 1.2 Benda Uji Balok
5
Universitas Sumatera Utara