PEMANFAATAN CAMPURAN LUMPUR SIDOARJO DAN FLY ASH DALAM PEMBUATAN MORTAR GEOPOLIMER MUTU TINGGI | Jodjana | Jurnal Dimensi Pratama Teknik Sipil 2589 4792 1 SM

PEMANFAATAN CAMPURAN LUMPUR SIDOARJO DAN FLY ASH
DALAM PEMBUATAN MORTAR GEOPOLIMER MUTU TINGGI
Aleksander Jodjana1, Alvin Cahyadi Djoewardi2, Antoni3, Djwantoro Hardjito4

ABSTRAK : Luapan lumpur Sidoarjo merupakan permasalahan lingkungan yang hingga saat ini
belum dapat diatasi. Lumpur Sidoarjo yang telah diolah sebelumnya, terbukti dapat digunakan sebagai
material pozzolan yang baik, yang dapat menggantikan sebagian semen, karena mengandung SiO2,
Fe2O3 dan Al2O3 yang tinggi. Akan tetapi, penggunaan lumpur Sidoarjo sebagai bahan dasar
pembuatan geopolimer belum dapat menghasilkan mortar geopolimer mutu tinggi. Di lain pihak, fly
ash sudah terbukti dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan mortar geopolimer mutu tinggi.
Oleh karena itu, penelitian ini memanfaatkan campuran lumpur Sidoarjo dan fly ash sebagai material
mortar geopolimer yang diharapkan dapat menghasilkan mortar geopolimer mutu tinggi. Dalam
penelitian ini, variabel yang ditinjau adalah variasi molaritas NaOH, perbandingan massa larutan
NaOH dengan sodium silikat, perbandingan larutan dengan pasta, serta perbandingan massa lumpur
Sidoarjo dengan fly ash. Karakteristik mortar geopolimer yang dievaluasi adalah kuat tekan, berat
jenis, kelecakan dengan menggunakan metode flow table dan initial setting test dengan menggunakan
penetrometer. Dari hasil dari penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa dengan mencampurkan fly ash
dengan lumpur Sidoarjo sebagai material dasar geopolimer, dihasilkan mortar geopolimer mutu tinggi
dengan kuat tekan 64 MPa pada umur 28 hari yang telah memenuhi syarat mortar geopolimer mutu
tinggi.
KATA KUNCI : geopolimer, geopolimer mutu tinggi, lumpur Sidoarjo, fly ash, kuat tekan.


1. PENDAHULUAN
Bencana luapan lumpur di Sidoarjo yang terjadi sejak tanggal 29 Mei 2006 menyebabkan
tergenangnya kawasan pemukiman, pertanian dan perindustrian di tiga kecamatan dan sekitarnya,
serta mempengaruhi aktivitas perekonomian di Jawa Timur. Lumpur Sidoarjo yang sekarang ini
semakin menumpuk perlu dimanfaatkan untuk membantu mengurangi volume lumpur yang ada.
Berbagai usaha telah dilakukan untuk menghentikan luapan lumpur tersebut, tapi hingga sekarang
masih belum berhasil dan hanya ditampung dengan tanggul.
Penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa lumpur Sidoarjo memiliki kandungan SiO2,
Al2O3, dan Fe2O3 masing-masing lebih kurang sebesar 53%, 18%, dan 6% (Aristianto, 2006). Dengan
komposisi semacam ini, material tersebut berpotensi untuk digunakan sebagai pengganti sebagian
semen, yang disyaratkan harus memiliki kandungan senyawa SiO2, Al2O3, dan Fe2O3 minimum 70%.
Sebelum adanya penelitian tentang lumpur Sidoarjo yang dapat digunakan sebagai material dasar
geopolimer, fly ash sudah terlebih dahulu dikenal sebagai bahan dasar yang baik untuk pembuatan
beton geopolimer.
1

Mahasiswa Program Studi Teknik Sipil Universitas Kristen Petra, m21410076@john.petra.ac.id
Mahasiswa Program Studi Teknik Sipil Universitas Kristen Petra, m21410079@john.petra.ac.id
3

Dosen Program Studi Teknik Sipil Universitas Krsiten Petra, antoni@petra.ac.id
4
Dosen Program Studi Teknik Sipil Universitas Kristen Petra, djwantoro.h@petra.ac.id

2


 

Fly ash dan lumpur Sidoarjo memiliki kandungan senyawa Al2O3, dan Fe2O3 yang tinggi. Akan tetapi
untuk penelitian dengan menggunakan material lumpur Sidoarjo sampai saat ini masih belum
memenuhi syarat beton mutu tinggi. Sedangkan dari hasil penelitian (Leoindarto & Sanjaya, 2006)
yang menggunakan material fly ash Jawa Power Paiton sebagai bahan pembuatan beton geopolimer
telah memenuhi syarat beton mutu tinggi. Oleh karena itu dengan mencampurkan fly ash dengan
lumpur Sidoarjo diharapkan dapat menghasilkan kuat tekan geopolimer yang baik. Sehingga dapat
memanfaatkan material lumpur Sidoarjo sebagai mortar geopolimer mutu tinggi.
2. METODE PENELITIAN
Setelah melakukan pengambilan lumpur Sidoarjo yang masih basah, lumpur tersebut dibentuk seperti
batu bata dengan ketebalan 2-3 cm yang tujuannya agar pada proses pembakaran lumpur tersebut
matang secara merata. Selanjutnya lumpur Sidoarjo yang masih basah tersebut dioven dalam suhu

110oC selama 24 jam. Lalu lumpur Sidoarjo yang sudah dioven dibakar pada suhu pembakaran 700OC
selama 6 jam, setelah itu penggilingan lumpur bakar Sidoarjo dilakukan selama 8 jam.
Awalnya, peneliti menggunakan komposisi campuran untuk pasta geopolimer. Variabel terikatnya
adalah perbandingan lumpur bakar Sidoarjo dengan fly ash yaitu 1 : 1. Sedangkan komposisi sodium
silikat, NaOH, dan molaritas NaOH merupakan variabel bebas. Komposisi perbandingan sodium
silikat dan larutan NaOH adalah 1,5, 2, 2,5 dan komposisi molaritas NaOH 8M dan 10M. Peneliti
melakukan pencampuran lumpur menggunakan larutan NaOH, Sodium Silikat, dan fly ash dengan
komposisi yang sudah ditentukan. Penelitian ini menggunakan benda uji sebesar 5 x 5 x 5 cm3, dan
dioven dengan suhu 110o selama 24 jam.
Berikutnya, peneliti memvariasikan komposisi dari perbandingan antara larutan dan pasta yaitu 0,3,
0,35 dan 0,4. Larutan yang dimaksudkan adalah campuran larutan sodium silikat dan larutan NaOH.
Penelitian tahap ini menggunakan perbandingan massa pasir : pasta yaitu 2 : 1. Campuran mortar yang
telah dibuat, dituang dalam cetakan benda uji sebesar 5 x 5 x 5 cm3, dan dioven selama 24 jam pada
suhu 110o. Komposisi mix design tahap kedua ini dengan hasil kuat tekan paling tinggi yang
memvariasikan komposisi dari perbandingan antara larutan dan pasta yaitu 0,3, 0,35 dan 0,4
selanjutnya dipilih sebagai komposisi mix design mortar tahap berikutnya.
Pada tahap ketiga penelitian ini, peneliti memvariasikan komposisi dari perbandingan antara Lumpur
Sidoarjo dan Fly ash yaitu 100% : 0%, 60% : 40%, 50% : 50%, 40% : 60% dan 0% :100%. Penelitian
tahap ini juga menggunakan perbandingan massa pasir : pasta yaitu 2 : 1. Campuran mortar yang telah
dibuat, lalu dituang dalam cetakan benda uji sebesar 5 x 5 x 5 cm3, dan dioven selama 24 jam pada

suhu 90o. Setelah dilakukan pengetesan, hasil dari kuat tekan, kelecakan dan berat jenisnya dianalisis.
3. ANALISIS DAN HASIL
3.1. Pengaruh Molaritas NaOH dan Perbandingan Larutan NaOH dengan Larutan Sodium
Silikat dalam Pembuatan Pasta Geopolimer
Pada penelitian pasta geopolimer dibuat 3 benda uji untuk tiap komposisi, dengan ukuran yang sama
yaitu 5×5×5 cm3. Variabel bebas pada tahap ini adalah Molaritas NaOH yaitu 8M dan 10M, juga
perbandingan larutan Sodium Silikat : larutan NaOH yaitu 1.5, 2, dan 2.5. Sedangkan variabel
terikatnya ialah perbandingan massa lumpur Sidoarjo dengan fly ash yaitu 1 : 1. Massa air pada
komposisi campuran ini digunakan untuk melarutkan padatan NaOH. W/b yang dimaksud adalah
perbandingan massa air dengan massa total campuran pasta geopolimer.


 

Compressive Strength (MPa)

Lumpur Sidoarjo : Fly Ash = 1 : 1
60
52.0
50

40
30

49.3

36.5
36.7

40.0

31.1

8M
10M

20
10
0
1.5


2

2.5

Larutan Sodium Silikat : Larutan NaOH

 

 

Gambar 1. Hasil Tes Kuat Tekan Pasta Geopolimer Umur 7 Hari.
Lumpur Sidoarjo : Fly Ash = 1 : 1

Berat Jenis (kg/m³)

2350
2300

2288


2250

2264

2296

2304

2280

2288
8M

2200
2150

10M

2100
2050

2000
1.5

 

2

2.5

Perbandingan Sodium Silikat : NaOH

 

Gambar 2. Berat Jenis Pasta Geopolimer.

Hasil dari tes kuat tekan pasta geopolimer umur 7 hari pada Gambar 1 dan Gambar 2
memperlihatkan bahwa penggunaan larutan NaOH 10M menghasilkan kuat tekan lebih tinggi
dibandingkan larutan NaOH 8M. Dan penggunaan larutan NaOH 10M dengan perbandingan antara
larutan sodium silikat dan larutan NaOH sebesar 2 menghasilkan kuat tekan yang paling optimal. Dari
hasil penelitian pada tahap ini, komposisi dengan hasil kuat tekan yang paling tinggi digunakan untuk

komposisi campuran mortar geopolimer yang menggunakan variasi perbandingan larutan dan pasta.
3.2. Pengaruh Perbandingan Larutan dengan Pasta dalam Pembuatan Mortar Geopolimer
Pada penelitian berikut ini dibuat 3 benda uji untuk tiap komposisi, dengan volume yang sama yaitu
5×5×5 cm3. Variabel bebasnya adalah perbandingan larutan (larutan sodium silikat dan larutan NaOH)
dengan pasta yaitu 0,3, 0,35, dan 0,4 dijadikan sebagai komposisi campuran dengan komposisi
perbandingan massa lumpur Sidoarjo dan fly ash 1 : 1, alkaline activator yang digunakan berupa
larutan NaOH 10 M dan larutan sodium silikat. Perbandingan larutan NaOH dan larutan sodium
silikat sebesar 1:2. Dan perbandingan massa pasta : massa pasir Lumajang yaitu 1 : 2. Massa air pada
komposisi campuran ini digunakan untuk melarutkan padatan NaOH. W/b yang dimaksud adalah
perbandingan massa air dengan massa total campuran pasta geopolimer.


 

Compressive Strength (MPa)

70

62.7


63.3

56.3

56.7

32.3

34.7

63.9

60
50
40

56.3
33.1

30

20
10
0

14 hari

0.3
0.35
0.4

NaOH 10M
Sodium Silikat : NaOH = 2 : 1
Pasir : Pasta = 2 : 1
Lumpur Sidoarjo : Fly Ash = 1 : 1
7 hari

Larutan/Pasta

28 hari

Umur

 

Berat Jenis (kg/m³)

Gambar 3. Hasil Tes Kuat Tekan Mortar Geopolimer dengan Variasi Perbandingan Larutan dan Pasta

2350

2312

2323

2312

2296
2267

2309

2269

2300
2250
2200

0.3
2216

2205

2150
NaOH 10M
Sodium Silikat : NaOH = 2 : 1
2050 Pasir : Pasta = 2 : 1
2000 Lumpur Sidoarjo : Fly Ash = 1 : 1
7 hari
14 hari

0.35
0.4

2100

Umur

Larutan/Pasta

28 hari

 

Gambar 4. Berat Jenis Mortar Geopolimer dengan Variasi Perbandingan Larutan dan Pasta

Dari Gambar 3 dapat dilihat bahwa semakin kecil perbandingan antara massa larutan dan pasta maka
semakin besar kuat tekan pada mortar geopolimer dengan variasi perbandingan larutan dan pasta
tersebut. Hal ini disebabkan semakin sedikitnya kandungan air di dalam mix design mortar geopolimer
yang menggunakan perbandingan larutan : pasta 0,3 dibandingkan dengan lainnya. Dan dari
Gambar 4 penggunaan komposisi dengan perbandingan larutan : pasta yang semakin kecil nilainya
menghasilkan sampel yang lebih padat. Hal ini disebabkan karena semakin kecil perbandingan larutan
: pasta maka semakin besar berat jenis mortar tersebut.


 

Flow (mm)

25
20

20

15
12

10
9
5
0
0.3

NaOH 10M
Sodium Silikat : NaOH = 2 : 1
Pasir : Pasta = 2 : 1
Lumpur Sidoarjo : Fly Ash = 1 : 1
0.35

0.4

Perbandingan Larutan / Pasta

 

Gambar 5. Flow Mortar Geopolimer dengan Variasi Perbandingan Larutan dan Pasta.

Dari hasil uji flow table pada Gambar 5 dapat dilihat bahwa kelecakan mortar geopolimer kurang baik
apabila diaplikasian untuk pengerjaan yang membutuhkan nilai slump yang tinggi seperti pengecoran
balok. Akan tetapi untuk pengerjaan yang membutuhkan nilai slump yang rendah seperti pengecoran
bendungan, maka kelecakan mortar geopolimer ini dapat digunakan. Variasi perbandingan larutan
dengan pasta tidak seberapa berpengaruh terhadap kelecakan mortar geopolimer tersebut.

Larutan/Pasta

Gambar 6. Initial Setting Time pada Mortar Geopolimer dengan Variasi Perbandingan
Larutan dan Pasta.

Hasil dari initial setting time pada Gambar 6 mortar geopolimer yang menggunakan variasi mortar
geopolimer dengan variasi perbandingan larutan dan pasta menunjukkan bahwa semakin banyak
larutan maka initial setting time yang terjadi semakin lama.
3.3. Pengaruh Perbandingan Massa Lumpur Sidoarjo dan Fly Ash dalam Pembuatan Mortar
Geopolimer
Ada beberapa perbedaan perlakuan dalam penelitian ini dibandingkan penelitian sebelumnya. Pada
penelitian berikut ini dibuat 3 benda uji untuk tiap komposisi, dengan volume yang sama yaitu 5×5×5
cm3. Variabel bebasnya adalah perbandingan massa lumpur Sidoarjo dengan fly ash yaitu 100%: 0,
60% : 40%, 50% : 50%, 40% : 60%, dan 0% : 100%. Kemudian alkaline activator yang digunakan


 

Compressive Strength (MPa)

berupa larutan NaOH 10 M dan larutan sodium silikat. Perbandingan larutan NaOH dan larutan
sodium silikat sebesar 1:2. Sedangkan untuk perbandingan larutan : pasta sebesar 0,3. Dan
perbandingan massa pasta : massa pasir Lumajang yaitu 1 : 2. Massa air pada komposisi campuran ini
digunakan untuk melarutkan padatan NaOH. W/b yang dimaksud adalah perbandingan massa air
dengan massa total campuran mortar geopolimer.
 

120

103.7

100

101.3

NaOH 10M
Sodium Silikat : NaOH = 2 : 1
Larutan : Pasta = 0.3 : 1
104.7 Pasir : Pasta = 2 : 1

Lumpur : Fly Ash

80

100% : 0%

63.3
59.7

64.0
59.9

40

62.7
59.6
48.7

44.7

48.3

50% : 50%

20

25.1

25.1

25.1

40% : 60%

7 hari

14 hari

28 hari

60

0

60% : 40%

0% : 100%

Umur

 

Gambar 7. Hasil Tes Kuat Tekan Mortar Geopolimer dengan Variasi Perbandingan
Massa Lumpur Sidoarjo dan Fly Ash.
Tabel 1. Berat Jenis Mortar Geopolimer dengan Variasi Perbandingan
Massa Lumpur Sidoarjo dan Fly Ash.
Perbandingan
Massa Lumpur
Sidoarjo : Fly Ash
100% : 0%
60% : 40%
50% : 50%
40% : 60%
0% : 100%

Berat Jenis
(kg/m3)
7 Hari
2112
2325
2312
2355
2339

14 Hari
2112
2331
2323
2347
2341

28 Hari
2112
2339
2328
2349
2355

Dari hasil penelitian ini, pada Gambar 7 dan Tabel 1 dapat disimpulkan bahwa pemadatan benda uji
sangat mempengaruhi berat jenis dan hasil kuat tekan mortar geopolimer. Dengan menggunakan
komposisi campuran 100% lumpur Sidoarjo didapatkan hasil kuat tekan yang lebih rendah
dibandingkan dengan komposisi benda uji lainnya. Hal ini disebabkan karena permukaan butiran dari
lumpur Sidoarjo yang tidak beraturan sehingga menyebabkan pemadatan menjadi lebih susah
dibandingkan dengan komposisi lainnya.


 

Flow (mm)

25

25

20
15

15

10

9

5

5

7

NaOH 10M
Sodium Silikat : NaOH = 2 : 1

Larutan : Pasta = 0.3 : 1
Pasir : Pasta = 2 : 1

0
100% : 0%

60% : 40%

50% : 50%

40% : 60%

0% : 100%

Lumpur : Fly Ash

 

Gambar 8. Flow Mortar Geopolimer dengan Variasi Perbandingan Massa Lumpur Sidoarjo dan Fly Ash.

Dari hasil penelitian ini, pada Gambar 8 juga dapat disimpulkan bahwa semakin banyak penambahan
kadar fly ash pada komposisi campuran mortar geopolimer, maka akan meningkatkan kelecakan dan
kuat tekan mortar geopolimer tersebut. Hal ini disebabkan karena permukaan butiran fly ash lebih
halus dibandingkan dengan lumpur Sidoarjo.

Lumpur : Fly Ash

Gambar 9. Initial Setting Time pada Mortar Geopolimer dengan Variasi Perbandingan
Massa Lumpur Sidoarjo dan Fly Ash.

Hasil initial setting time pada Gambar 9 menunjukkan bahwa semakin banyak kandungan fly ash
pada mortar geopolimer tersebut akan memperlambat initial setting time yang terjadi.
4. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis dan penelitian dapat ditarik kesimpulan mengenai mortar geopolimer,
sebagai berikut:
1. Kualitas mortar geopolimer dipengaruhi dari kadar molaritas NaOH dan perbandingan antara
NaOH dan sodium silikat. Semakin tinggi molaritas larutan NaOH akan meningkatkan kuat tekan
mortar geopolimer. Hal ini dapat dilihat dari penggunaan larutan NaOH 10M pada pasta
geopolimer memiliki hasil kuat tekan yang lebih tinggi dibandingkan dengan penggunaan larutan
NaOH 8M.


 

2.

3.

4.

5.

Kualitas mortar geopolimer juga dipengaruhi oleh perbandingan massa antara larutan (larutan
sodium silikat dan larutan NaOH) dengan pasta (lumpur Sidoarjo, fly ash, larutan sodium silikat
dan larutan NaOH). Semakin sedikit kandungan larutan yang terdapat pada mortar geopolimer
akan menghasilkan kuat tekan yang semakin tinggi pula. Akan tetapi dengan sedikitnya
kandungan larutan pada mortar geopolimer akan mempengaruhi kelecakan sehingga lebih susah
untuk dikerjakan. Hal ini dapat dilihat dari komposisi mortar geopolimer dengan perbandingan
larutan dengan pasta sebesar 0,3 memiliki hasil kuat tekan yang paling tinggi yaitu 64 Mpa pada
umur 28 hari dan memiliki flow sebesar 9 mm. Sehingga dari hasil kuat tekan tersebut dapat
dikategorikan sebagai mortar geopolimer mutu tinggi.
Pada penelitian tentang pengaruh perbandingan massa lumpur Sidoarjo dan fly ash, dapat
disimpulkan bahwa semakin banyak penggunaan fly ash terhadap lumpur Sidoarjo pada
komposisi campuran mortar geopolimer, maka akan meningkatkan kuat tekan mortar geopolimer
tersebut. Hal ini dapat dilihat dari komposisi mortar geopolimer yang menggunakan 100% fly ash
memiliki hasil kuat tekan yang paling tinggi yaitu 104,7 MPa pada umur 28 hari. Partikel fly ash
yang telah diamati dengan SEM memiliki permukaan butiran yang halus dan berbentuk bulat,
sehingga proses pemadatan menjadi lebih baik yang dapat meningkatkan kuat tekan.
Initial setting time dipengaruhi oleh perbandingan larutan dan pasta, juga dipengaruhi oleh
perbandingan lumpur Sidoarjo dan fly ash. Semakin banyak kandungan larutan dalam mortar
geopolimer maka semakin lama pula initial setting time yang terjadi. Dan semakin banyak
kandungan fly ash yang terdapat dalam mortar geopolimer maka initial setting yang terjadi juga
semakin lama.

DAFTAR REFERENSI

Aristianto. (2006). Pemeriksaan Pendahuluan Lumpur Panas Lapindo Sidoarjo. Balai Besar Keramik
Departemen Perindustrian Bandung, Bandung.
Leoindarto, C., Sanjaya, A., Antoni, A., & Sugiharto, H. (2006). Komposisi Alkaline Aktivato dan Fly
Ash Untuk Beton Geopolimer Mutu Tinggi. Jurnal Dimensi Teknik Sipil, Universitas Petra
Surabaya, 1–50.

 


 

Dokumen yang terkait

PEMBUATAN PASTA RINGAN GEOPOLIMER CELLULER LIGHTWEIGHT CONCRETE (CLC) BERBASIS CAMPURAN LUMPUR SIDOARJO DAN FLY ASH | Susanto | Jurnal Dimensi Pratama Teknik Sipil 3889 7356 1 SM

0 0 8

PEMANFAATAN LUMPUR SIDOARJO SECARA MAKSIMAL DENGAN CAMPURAN FLY ASH DALAM PEMBUATAN MORTAR GEOPOLIMER | Widjaya | Jurnal Dimensi Pratama Teknik Sipil 3002 5598 1 SM

0 0 7

RINGAN GEOPOLIMER BERBASIS LUMPUR SIDOARJO DAN FLY ASH DENGAN MENGGUNAKAN FOAM AGENT | Subroto | Jurnal Dimensi Pratama Teknik Sipil 3048 5726 1 SM

0 0 8

PEMBUATAN BATAKO DENGAN MEMANFAATKAN CAMPURAN FLY ASH DAN LUMPUR SIDOARJO DENGAN KADAR YANG TINGGI | Phengkarsa | Jurnal Dimensi Pratama Teknik Sipil 2593 4800 1 SM

0 1 8

PEMANFAATAN CAMPURAN LUMPUR SIDOARJO DAN FLY ASH DALAM PEMBUATAN MORTAR GEOPOLIMER MUTU TINGGI | Jodjana | Jurnal Dimensi Pratama Teknik Sipil 2608 4830 1 SM

0 0 7

AGREGAT RINGAN GEOPOLIMER BERBAHAN DASAR LUMPUR SIDOARJO | Budisetiawan | Jurnal Dimensi Pratama Teknik Sipil 1695 3133 1 SM

0 0 8

KARAKTERISTIK MORTAR DAN BETON GEOPOLIMER BERBAHAN DASAR LUMPUR SIDOARJO | Prasetio | Jurnal Dimensi Pratama Teknik Sipil 471 837 1 SM

0 0 7

AGREGAT RINGAN GEOPOLIMER BERBASIS LUMPUR SIDOARJO | Suryawangi | Jurnal Dimensi Pratama Teknik Sipil 476 847 1 SM

0 0 7

DURABILITAS MORTAR GEOPOLYMER BERBASIS LUMPUR SIDOARJO | Wiyono | Jurnal Dimensi Pratama Teknik Sipil 392 680 1 SM

0 0 8

PENGAPLIKASIAN LUMPUR SIDOARJO KADAR TINGGI PADA MORTAR DAN BETON | Chandra | Jurnal Dimensi Pratama Teknik Sipil 397 690 1 SM

0 0 7