BETON GEOPOLIMER BERBAHAN DASAR FLY ASH DENGAN MOLARITAS

BETON GEOPOLIMER BERBAHAN DASAR FLY ASH DENGAN MOLARITAS 8 MOL 1,5 DAN 12 MOL 1,5 TAHAN TERHADAP AGRESIFITAS AIR LAUT SELAT MADURA Srie Subekti Dosen Diploma Teknik Sipil FTSP-ITS Triwulan, Muji Irmawan Dosen Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITS ABSTRAK Fly ash adalah limbah dari proses pembakaran batu bara dari industri-industri atau perusahaan-perusahaan terutama PLTU-PLTU yang memakai batu bara sebagai bahan bakarnya, dan makin lama bertambah banyak volumenya. Dimana kandungan fly ash mirip dengan semen, sehingga bisa dimanfaatkan sebagai pengganti semen. Solusi untuk mengatasi makin melimpahnya limbah fly ash dan emisi CO2 di udara diperlukan penelitian Beton Geopolimer Berbahan Dasar Fly Ash dengan Molaritas 8 Mol perbandingan massa

Na2 SiO3 NaOH

= 1,5 dan 12 Mol perbandingan massa

Na2 SiO3 = 1,5 Tahan Terhadap Agresifitas Air Laut Selat Madura. Dalam hal ini NaOH

digunakan fly ash kelas F dari PLTU Paiton Probolinggo. Benda uji beton yang dipakai dalam penelitian ini berdiameter 10 cm dan tinggi 20 cm menggunakan larutan Alkalin Sodium Hidroksida, untuk mempercepat reaksi polimerisasi digunakan larutan Sodium Silikat. Uji tes dilakukan pada umur rendaman air tawar dan air laut selama 0 hari, 30 hari, 60 hari, 90 hari, 120 hari. Air laut dibuat dari air PDAM dengan campuran NaCl dibuat PH= 7. Pada saat uji tes umur rendaman 30 hari kuat tekan dan kuat tarik seiring dengan porositas. Dari hasil tes didapat bahwa untuk molaritas yang besar, maka kokoh tekan lebih tinggi dan yang paling tahan terhadap lingkungan agresif adalah campuran dengan molaritas 12 Mol 1,5 rendaman larutan NaCl selama 120 hari adalah 58,95 MPa. Kata kunci : aktifator, beton geopolimer, fly ash, kuat tekan, porositas. 1. LATAR BELAKANG Beton merupakan bahan yang sering digunakan dalam sektor konstruksi. Dibuat dengan mencampurkan bahan bangunan berupa : Pasir, kerikil dan diikat semen bercampur air. Dengan maraknya bangunan di dunia konstruksi menyebabkan kebutuhan beton meningkat dan akibatnya kebutuhan semen meningkat pula. Mehta ; 2001 dalam M.D.J. Sumajouw dan B.V. Rangan ; 2006, menyatakan bahwa konsumsi beton di seluruh dunia di taksir sekitar 8,8 milyar ton per tahun. Industri semen makin meningkat sekitar 3% tiap tahun Mc Caffrey ; 2002 dalam Hardjito ; 2005. Menurut INTERNASIONAL ENERGY AUTHORITY, WORLD ENERGY OUTLOOK, jumlah

ISBN No. 978-979-18342-0-9

B-21

karbon dioksida yang dihasilkan tahun 1995 adalah 23.8 Milyar ton. Angka ini menunjukkan produksi semen Portland menyumbang 7% dari keseluruhan CO2 yang dihasilkan berbagai sumber. [Djwantoro Hardjito ; 2001. Mengingat sumbangan industri semen terhadap total emisi karbon dioksida harap segera dicarikan upaya untuk bisa menekan angka produksi gas CO2 tersebut. Abu terbang ( Fly Ash ) adalah abu sisa pembakaran batu bara yang dipakai dalam banyak industri dan PLTU. Fly Ash sendiri tidak memiliki kemampuan mengikat seperti halnya

Srie Subekti, Triwulan & Muji Irmawan

semen. Tetapi dengan kehadiran air dan ukuran partikelnya yang halus, oksida silika yang dikandung oleh Fly Ash akan bereaksi secara kimia dan menghasilkan zat yang memiliki kemampuan mengikat D Hardjito dkk ; 2005. Alkali aktivator yang umum digunakan untuk membuat beton geopolimer adalah Sodium Hidroksida (NaOH) dengan Sodium Silikat atau Potassium Hidroksida (KOH) dengan Potassium Silikat Xu and Van Deventer, 2002 dalam Hardjito , 2005.

4. METODOLOGI PENELITIAN 4.1 Diagram Alir Beton Geopolimer

2. PERMASALAHAN Permasalahan yang timbul apabila beton geopolimer tahan terhadap lingkungan agresif (terhadap air laut) dimana campuran beton tersebut tanpa menggunakan semen, sebagai penggantinya fly ash adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana perkembangan kekuatan mekanik [ Kuat Tekan, Kuat Tarik ] dan seberapa besar tingkat porositas yang terjadi pada beton geopolimer agar tahan terhadap lingkungan agresif dengan komposisi sebagai berikut : • Kadar Sodium hidroksida adalah 8 Mol dan 12 Mol • Perbandingan Sodium silikat dengan sodium hidroksida : Na2 SiO3 NaOH

• • • •

adalah 1.5

Massa aktivator dalam binder adalah 26% sedangkan massa Fly Ash dalam binder 74% Perbandingan agregat halus dan agregat kasar 1 : 2 Komposisi campuran dalam beton geopolimer adalah agregat 75 % dan binder 25% Pengetesan benda uji dilakukan pada beton berumur 0 hari, 30 hari, 60 hari, 90 hari, dan 120 hari.

3. TUJUAN MASALAH Untuk mengetahui perkembangan kekuatan mekanik [ kuat tekan, kuat tarik ] dan besarnya tingkat porositas yang terjadi pada beton geopolimer dengan komposisi seperti tersebut diatas dan di lingkungan agresif (air laut). Gambar 1. Diagram Alir

ISBN No. 978-979-18342-0-9

B-22

Beton Geopolimer Berbahan Dasar Fly Ash dengan Molaritas 8 Mol 1,5 Dan 12 Mol 1,5 Tahan Terhadap Agresifitas Air Laut Selat Madura

4.2 Persiapan Bahan 1. PULVERISED Fly Ash (PFA) Sebagai material dasar untuk pembuatan beton geopolimer adalah Fly Ash yang berasal dari PLTU Paiton, Probolinggo.

Air diambil dari PDAM kota Surabaya setelah diuji di laboratorium TAKI. 4. Alkali Aktivator yang digunakan adalah Sodium Silikat (Na2SiO3) dan Sodium Hidroksida (NaOH) larutan Natrium Hidroksida (NaOH) yang digunakan adalah larutan (NaOH) 8Mol, 12 Mol.

Gambar 2. Fly Ash Paiton Tabel 1 Hasil Analisa Kimia Fly Ash

Gambar 3. Serpihan NaOH

Code Contoh No .

Senyawa

1.

Silikon

Standa Hasil rt Nam Analisa Pozola a (%) n Kimi (ASTM) a SiO2

69,32

dioksida

SiO2 + Al2O3

2.

Fery

F2O3

5,71

+ F2O3

3.

oksida

Al2O3

3,82

minimu

Aluminiu 4.

m oksida

m 70 % CaO

9,96

Calsium 5.

oksida

Gambar 4. Sodium silikat 5. Agregat Halus yang digunakan pasir alami ( Uncrushed ) berasal dari PT. Jaya Ready Mix 6. Agregat Kasar yang digunakan dari PT Jaya Ready Mix yang lazim disebut batu pecah.

Maks 10%

MgO

6,64

-

Na2O

1,47

Maks

Magnesiu 6.

m oksida Natrium

7.

oksida

1,5 % SO3

1,67

Oksida

Maks 4 %

8.

belerang

H 2O

0,3

9.

Air

LO1

0,34

-

Gambar 5. Agregat halus (pasir) -

2. Semen yang akan digunakan untuk beton konvensional type I produksi PT. Semen Gresik, dengan standar mutu mengacu pada ASTM C 150 dan SNI 0013 – 81. 3. Air

ISBN No. 978-979-18342-0-9

B-23

Gambar 6. Agregat kasar (kerikil)


4.3 Perawatan Benda Uji

2. Lingkungan Agresif

Benda uji berbentuk silinder dengan ukuran 10cm dan tinggi 20cm. Setelah beton geopolimer dan beton semen dicetak dibiarkan selama 24 jam, baru dibuka dari cetakannya dan beton ditutup dengan plastik selama 4 hari. Kemudian dibuka dan dibiarkan di ruang terbuka pada suhu kamar sampai umur beton 28 hari. Kemudian direndam pada air tawar dan pada larutan agresif : air laut. Benda uji Beton Geopolimer dan Beton Konvensional dites pada rendaman selama 30 hari, 60 hari, 90 hari, 120 hari.

Tabel 2 Hasil Pengetesan Air Laut No Parame Satua ter

n

Laut

Laut

Metode

Kenjera Perak

Analisa

n 1. NaCl

Mg/L 27.390 28.215 Argento metri

2. CaCO3 Mg/L 714,28 785,70 Komplek sometri 3. MgCO3 Mg/L

3900

3915

Komplek sometri

Sumber : Laboratorium Teknik Lingkungan ITS Lingkungan Air Laut

Gambar 7 Beton Geopolimer Hasil Rendaman Larutan NaCl

Gambar 8 Beton Geopolimer Hasil Rendaman Air Tawar Untuk mengetahui kepekaan campuran dipakai 2 kondisi curing yaitu : • Direndam dalam air PDAM • Direndam dalam larutan Natrium Chloride (NaCl) Lingkungan benda uji yaitu Lingkungan yang digunakan untuk merendam benda uji yaitu : 1. Lingkungan Normal Menggunakan air tawar dari PDAM kodya Surabaya Tujuan : Untuk pembanding hasil uji terhadap benda uji yang berada di lingkungan agresif.

ISBN No. 978-979-18342-0-9

B-24

Air laut dibuat dengan komposisi larutan NaCl agar sama dengan air laut dari wilayah pelabuhan Selat Madura Perak Surabaya, yaitu ke dalam 1 liter air PDAM dilarutkan garam NaCl = 28,215 gram. Komposisinya diperoleh berdasarkan hasil analisa tes dari lab Teknik Lingkungan ITS. Agar air laut mendekati keadaan aslinya dan tidak selalu dalam keadaan basa, PH air laut dijaga agar selalu 7, yaitu dengan cara mengganti larutan NaCl untuk perendaman benda uji setiap hari ke-6, PH air laut diukur dengan menggunakan PH indikator MERCH / kertas lakmus. 5. BETON GEOPOLIMER 8 MOL 1,5 DAN 12 MOL 1,5 5.1 Kuat Tekan dan Kuat Tarik Belah Beton Geopolimer 8 Mol 1,5 dan 12 Mol 1,5 Hasil kuat tekan dan kuat tarik belah beton geopolimer dengan molaritas NaOH adalah 8 molar dan 12 molar. Rasio antara sodium silikat dan sodium hidroksida  Na 2 SiO3 = 1,5  .  NaOH  

Rumus untuk menghitung kuat tekan adalah : σ=

p A

dimana :


σ = Kuat Tekan Beton (MPa) P = Beban / Tekanan (Kg) A= Luas Permukaan (cm2) 1MPa = 9,8 Kg/cm2

Allahverdi dan Skvara bahwa aktivasi alkali yang ditimbulkan oleh efek larutan-larutan NaOH dan Na2SiO3 bisa meningkatkan secara signifikan zat-zat yang bersifat hidrolik seperti fly ash (Ali Allahverdi and Skvara)

2P σt = π .D.L

dimana :

σt = Kuat Tarik belah Beton (MPa) P = Beban / Tekanan (Kg) π = 3,14 D = Diameter Beton (cm) L = Tinggi Beton (cm) 1MPa = 9,8 Kg/cm2 Tabel 3 Hasil Kuat Tekan Beton Geopolimer dengan Molaritas 8 Mol 1,5 Lama fc rata2 fc rata2 Rendaman (Tawar) (NaCl) 0 Hr 35.39 35.39 30 Hr 36.72 37.49 60 Hr 40.52 44.65 90 Hr 41.47 47.22 120 Hr 42.15 49.98

Hubungan KuatTarik dengan Umur Beton (8 Mol 1,5)

8.00 7.00 6.00 5.00 NaCl

4.00

T awar

3.00 2.00 1.00 0.00 0

20

40

60

80

100

120

140

Umur Rendaman (hari)

Gambar 10 Grafik Hubungan Kuat Tarik dengan Umur Rendaman Beton 8 Mol 1,5

Hubungan KuatTekan dengan Umur Beton (8 Mol 1,5)

Kuat Tekan (Mpa)

Tabel 4 Hasil Kuat Tarik Beton Geopolimer dengan Molaritas 8 Mol 1,5 Lama Air Larutan Rendaman Tawar NaCl 0 Hr 3.69 3.69 30 Hr 4.11 4.28 60 Hr 4.37 4.67 90 Hr 4.43 4.87 120 Hr 4.44 5.12

Kuat Tarik (Mpa)

Rumus untuk menghitung kuat tatrik belah adalah :

Dari Gambar 10 grafik hasil uji kuat tarik beton geopolimer dengan molaritas 8 mol

60.00 55.00 50.00 45.00 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00

perbandingan

NaCl Tawar

0

20

40

60

80

100

120

140

Gambar 9 Grafik Hubungan Kuat Tekan dengan Umur Rendaman Beton 8 Mol 1,5 Dari Gambar 9 grafik kuat tekan beton geopolimer dengan molaritas 8 mol Na 2 SiO3

NaOH

= 1,5 dalam

rendaman larutan agresif yaitu NaCl kenaikan lebih tinggi bila dibandingkan rendaman air tawar selama 30 hari, 60 hari, 90 hari, 120 hari, grafik mengalami kenaikan signifikan dalam rendaman NaCl selama 30 hari sampai 60 hari adalah 37,49 MPa menjadi 44,65 MPa. Hal ini sesuai dengan persyaratan dari [lewis 1982] bahwa penggunaan bahan fly ash akan mempertinggi daya tahan terhadap serangan air laut dan sesuai dengan pendapat dari Ali ISBN No. 978-979-18342-0-9

NaOH

=

1,5

mengalami kenaikan untuk beton rendaman dalam larutan NaCl lebih tinggi daripada rendaman air tawar selama 30 hari, 60 hari, 90 hari, 120 hari. Terlihat kuat tarik mengalami naik seiring dengan kenaikan kuat tekan.


perbandingan

Na 2 SiO3

B-25

Tabel 5 Hasil Kuat Tekan Beton Geopolimer dengan Molaritas 12 Mol 1,5 Lama fc rata2 fc rata2 Rendaman (Tawar) (NaCl) 0 Hr 46.06 46.06 30 Hr 49.27 49.53 60 Hr 50.79 52.58 90 Hr 52.45 56.06 120 Hr 52.58 58.95


Hubungan Kuat tekan dengan Umur Beton (12 Mol 1,5)

Hubungan Kuat Tarik dengan Umur Beton (12 Mol 1,5)

60.00

8.00 7.00

50.00

Kuat Tarik (Mpa)

Kuat Tekan (Mpa)

55.00

45.00 NaCl

40.00

Tawar 35.00 30.00 25.00

6.00 5.00 NaCl

4.00

Tawar

3.00 2.00 1.00

20.00

0.00 0

20

40

60

80

100

120

140

0


20

40

60

80

100

120

140


Gambar 11 Grafik Hubungan Kuat Tekan dengan Umur Rendaman Beton 12 Mol 1,5

Gambar 12 Grafik Hubungan Kuat Tarik dengan Umur Rendaman Beton 12 Mol 1,5

Dari Gambar 11 Grafik Hasil Uji Kuat Tekan Beton Geopolimer 12 Mol 1,5 dalam rendaman larutan NaCl dan air tawar selama 30 hari, 60 hari, 90 hari, 120 hari mengalami kenaikan dimungkinkan akan naik terus dalam rendaman yang lebih lama. Dari 0 rendaman sampai 120 hari rendaman kenaikan tertinggi adalah dalam larutan NaCl selama 120 hari sebesar 58,95 MPa sedangkan dalam rendaman air tawar 120 hari lebih rendah sebesar 52,58 MPa. Hal ini menunjukkan bahwa perbandingan aktifator memegang peranan penting dalam besarnya kuat tekan beton geopolimer [Hardjito,2004]. Dan sesuai dengan persyaratan dari Rowles, 2003 bahwa semakin tinggi katalisator maka pengikatan polimerisasi semakin cepat sehingga beton yang memiliki kadar sodium silikat yang tinggi akan memiliki kuat tekan yang tinggi [Rowles, 2003].

Dari Gambar 12 Grafik Hasil Uji Kuat Tarik Beton Geopolimer 12 Mol 1,5 mengalami kenaikan yang tertinggi dan kenaikan kuat tekan beton 12 mol 1,5 dalam rendaman larutan agresif NaCl. Sedangkan dalam Larutan air tawar selama 30 hari, 60 hari, 90 hari, 120 hari lebih rendah. Terlihat kuat tarik tertinggi dari 0 rendaman sampai 120 hari dicapai dalam rendaman NaCl yaitu 5,91 MPa.

Gambar 13 Tes Kuat Tekan Beton Geopolimer

Tabel 6 Hasil Kuat Tarik Beton Geopolimer dengan Molaritas 12 Mol 1,5 Lama Air Larutan Rendaman Tawar NaCl 0 Hr 4.70 4.70 30 Hr 4.96 5.02 60 Hr 5.24 5.38 90 Hr 5.37 5.65 120 Hr 5.38 5.91 Gambar 14 Tes Kuat Tarik belah Beton Geopolimer

ISBN No. 978-979-18342-0-9

B-26


Tabel 7 Hubungan Kuat Tekan dan Kuat Tarik Beton Geopolimer 8 Mol 1.5 [ Edward G Nawy ; 1990 ]. Lama 0.1fc’ < ft < 0.2fc’ Renda Air Tawar NaCl man 30 Hr 3.67<4.11<7.34 3.75<4.28<7.50 60 Hr 4.05<4.37<8.10 4.47<4.67<8.93 90 Hr 4.15<4.43<8.29 4.72<4.87<9.44 4.21<4.44<8.4 5.00<5.12<10. 120 Hr 3 00 Tabel 8 Hubungan Kuat Tekan dan Kuat Tarik Beton Geopolimer 12 Mol 1.5 [ Edward G Nawy ; 1990 ]. Lama 0.1fc’ < ft < 0.2fc’ Renda Air Tawar NaCl man 4.93<4.96<9.8 4.95<5.02<9.9 30 Hr 5 1 5.08<5.24<10. 5.26<5.38<10. 60 Hr 16 52 5.25<5.37<10. 5.61<5.65<11. 90 Hr 49 21 5.26<5.38<10. 5.89<5.91<11. 120 Hr 52 79 Bila dilihat secara keseluruhan dari hasil perkembangan kuat tekan benda uji yang terendam larutan NaCl terlihat bahwa pada awal perendaman sampai dengan umur 120 hari untuk beton geopolimer pada Tabel 3 Gambar 9 pada campuran dengan molaritas 12 Mol perbandingan Na 2 SiO3 NaOH = 1,5 lebih besar daripada 8 mol perbandingan Na 2 SiO3

NaOH

terbesar

ada

perbandingan

= 1,5 dimana kuat tekan pada Na 2 SiO3

campuran NaOH

12

mol

= 1,5 pada Tabel

5 Gambar 11 rendaman NaCl selama 120 hari adalah 58,95 MPa. Hal ini berarti bahwa beton geopolimer dengan molaritas lebih besar dan perbandingan aktifator lebih tinggi akan didapat kuat tekan lebih besar. Dari Tabel 7 dan Tabel 8 terlihat bahwa kuat tekan dan kuat tarik memenuhi syarat 0.1fc’ < ft < 0.2fc’ [ Edward G Nawy ; 1990 ]. Peristiwa ini bisa diterangkan sebagai berikut : 1. Beton geopolimer berbasis fly ash yang berkalsium rendah mempunyai kuat tekan

ISBN No. 978-979-18342-0-9

B-27

2.

3.

4.

5.

yang baik tidak menderita drying skrinkage dan resistansi yang baik terhadap serangan lingkungan agresif [MDJ. Sumajouw ; BV. Rangan, 2006]. Aktivasi alkali yang ditimbulkan oleh efek larutan-larutan NaOH dan Na2SiO3 bisa meningkatkan secara signifikan zatzat yang bersifat hidrolik. [Ali Allahverdi and Skvara, 2005] Caim, 1994 dalam Tri Mulyono 2005 menyatakan bahwa fly ash : - memperbaiki kinerja workability - mengurangi panas hidrasi - mempertinggi usia beton - mempertinggi kuat tekan beton - mempertinggi keawetan beton - mengurangi penyusutan - mengurangi daya serap air dalam beton Menurut Edward G. Nawy (1990), Fly ash dalam beton segar bisa meningkatkan workability, mengurangi bleding, memper- lambat waktu pengikatan awal dan pada beton yang mengeras bisa meningkatkan kuat tekan, menurunkan alkali silika. Penggunaan bahan fly ash mempertinggi daya tahan terhadap serangan air laut [Lewis,1982 ].

Hal ini terlihat juga secara keseluruhan bahwa beton geopolimer dalam rendaman larutan NaCl mempunyai kuat tekan dan kuat tarik lebih besar daripada rendaman air tawar. Hal ini dikarenakan fly ash bisa meningkatkan keawetan beton terhadap lingkungan agresif (air laut) sesuai pernyataan K. Torii, 2005, dan menunjukkan bahwa perbandingan aktivator memegang peranan penting dalam hasil kuat tekan beton geopolimer (Hardjito,2004). Bisa disimpulkan dari hasil analisa terlihat kuat tekan dan kuat tarik mengalami kenaikan seiring dengan berjalannya waktu rendaman. 6. TES POROSITAS Pengukuran porositas pada benda uji beton yang diperoleh adalah angka pori yang biasa disebut porositas terbuka dan porositas tertutup. Pengukuran angka pori dilakukan setelah benda uji beton melampaui umur rendaman air tawar dan larutan NaCl selama 30 hari.


Adapun hasil dari pengukuran porositas benda uji beton ditampilkan pada Tabel 9 dan Gambar 20 - 21, dimana angka porositas yang dicantumkan adalah porositas total, porositas terbuka dan porositas tertutup. Pengukuran Porositas : § Dalam keadaan basah benda uji ditimbang dalam air (= µ ) § Benda uji ditimbang dalam keadaan SSD (Mh ) § Setelah itu benda uji dimasukkan ke dalam oven ± 100°C selama beberapa hari agar semua air yang ada dalam benda uji keluar semua, dalam keadaan kering tersebut benda uji ditimbang ( = Mo )

Gambar 18. Material dari beton yang sudah dipisahkan kerikil, pasir dan pastanya untuk dilakukan test porositas §

Contoh yang telah dihaluskan ditimbang ( = mo ) dan dengan alat picnometer diukur volumenya. ( =Vo)

Gambar 19. Contoh Diukur Volumenya Gambar 15 Beton dimasukkan ke dalam oven Dengan suhu ± 100°C

§

Benda uji dihaluskan sampai lolos ayakan no. 200-0.063

§ Perhitungan Ø Kepadatan absolut ( r ) adalah perbandingan berat dan volume dalam keadaan halus r=

mo Vo

Ø Kepadatan visual ( α ) adalah perbandingan contoh dalam keadaan kering ( Mo ) terhadap volume yang tampak (Mh -µ ) α=

Gambar 16 Alat untuk Menumbuk / Menghancurkan Beton

Mo Mh − µ

Ø Porositas total ( pt ) dalam persen adalah perbandingan volume pori terhadap volume yang tampak pt (%)=100x(1- α /r)

Ø Porositas terbuka (po ) dalam persen adalah perbandingan volume porositas terbuka terhadap yang tampak.

Gambar 17. Benda Uji Dihaluskan

ISBN No. 978-979-18342-0-9

B-28


Untuk Porositas

(Mh − Mo) ( Mh − µ )

po (%) = 100 x

Ø Porositas tertutup adalah perbandingan porositas tertutup terhadap volume yang tampak p f ( %) = pt – p

Tabel 9. Porositas Beton Geopolimer umur 30 hari No.

Kode Beton 8 mol 1,5 /NaCl 8mol 1,5 /Tawar 12 mol 1,5 /NaCl 12 mol 1,5 /Tawar

1 2 3 4

Pt (%)

Po (%)

23.21

14.33

8.88

23.42

14.72

8.70

25.34

11.37

13.97

24.08

12.40

11.68

Pf (%)

Hubungan pori te rtutup um ur rendaman 30 hari dengan perbandingan aktivator beton be rm olaritas larutan s odium hidr oks ida 8 Molar & 12 Molar 25.00 22 .50 20 .00

7. BETON KONVENSIONAL

NaCl

17.50 15.00 12 .50 10 .00 7.50 5.00 2 .50 0 .00

1. Jika dilihat dari hasil pada Tabel 9 Gambar 20 terlihat bahwa nilai porositas tertutup tergantung juga bila molaritasnya tinggi dan aktifator lebih besar. Terlihat nilai porositas tertutup lebih besar dimana fly ash juga menambah workability dari beton. Nilai porositas ada hubungannya dengan kuat tekan beton [Granju J.L dan Grandit J. 1988]. 2. Porositas tertutup dari beton geopolimer ini dominan dipengaruhi oleh molaritas larutan aktifator. Pasta dengan molaritas lebih besar menghasilkan pori tertutup yang lebih besar pula. 3. Porositas tertutup akan semakin besar apabila setting time juga cepat. Tinggi porositas tertutup disebabkan karena cepatnya pengerasan yang terjadi 4. Besarnya porositas terbuka disebabkan karena setting time awalnya yang terlalu cepat, sehingga menurunkan workabilitas beton sehingga saat pencetakan, pasta tidak sempurna pemadatannya dan mengakibatkan banyaknya pori yang terbentuk. Hal ini mempengaruhi menurunnya nilai kuat tekan.

Tawar

7.1 Kuat Tekan dan Kuat Tarik Beton Semen (Beton Konvensional) 8 M ol 1,5

12 M o l 1,5

Tabel. 10 Hasil Uji Kuat Tekan Beton Konvensional

N a2 SiO 3/ N aOH

Gambar 20. Grafik Porositas Tertutup (%)

Renda man

Hubungan pori terbuka um ur rendaman 30 hari de ngan perbandingan aktivator beton berm olaritas larutan sodium hidroks ida 8 Molar & 12 Molar 25.00 22.50

NaCl

20.00

Tawar

17.50 15.00 12.50 10.00 7.50 5.00 2.50 0.00 8 Mol 1,5

12 Mol 1,5

N a2 SiO 3 / N aOH

Gambar 21. Grafik Porositas Terbuka (%)

ISBN No. 978-979-18342-0-9

B-29

Kuat Tekan (Mpa) 60 hr

90 hr

120 hr

NaCl 50.65 50.44 49.59 Tawar 50.65 50.87 52.32 Sumber : Hasil Penelitian

48.49 52.91

44.76 56.48

0 hr

30 hr


mengalami penurunan dan yang terendam dalam air tawar selama 0 hari sampai dengan 120 hari, kuat tekan naik sebesar 50,65 MPa menjadi 56,48 MPa. Sesuai dengan persyaratan {Sarawud Yodmune, 2006] kuat tekan beton geopolimer mempunyai resistansi korosi lebih besar daripada beton konvensional.

Hubungan Kuat Tekan dengan Um ur Beton 80.00

Kuat Tekan (Mpa)

70.00 60.00 50.00 NaCl

40.00

Tawar 30.00 20.00 10.00 0.00 0

20

40

60

80

100

120

140


7.2 Porositas Beton Konvensional.

Gambar 22 Grafik Kuat Tekan Beton Konvensional Tabel. 11 Konvensional Renda man

Hasil

Uji

Kuat

Tarik

Kuat Tarik (Mpa) 30 90 60 hr hr hr

0 hr

NaCl 3.49 3.47 3.41 Tawar 3.49 3.54 3.67 Sumber : Hasil Penelitian

3.32 3.72

Tabel. 13 Hasil Pengukuran Porositas Beton Konvensional

Beton

120 hr

No.

Kode Beton

Pt (%)

X = Semen / 24.21 NaCl Y = Semen 23.89 2 /Tawar Sumber : Hasil Penelitian 1

3.03 3.97

Po (%)

Pf (%)

12.26

11.95

11.75

12.14

Porositas Te rtutup Beton Semen Hubungan Kuat Tarik dengan Um ur Beton

Kuat Tarik (Mpa)

15.00 12.00

12.50

11.00 10.00

10.00

NaCl

9.00 8.00

7.50

7.00 6.00

NaCl

Tawar

5.00

T awar

5.00 4.00

2.50

3.00 2.00

0.00

1.00 0.00

B et o n S eme n 0

20

40

60

80

100

120

140

Gambar 24 Grafik Porositas Tertutup Beton Konvensional


Gambar 23 Grafik Kuat Tarik Beton Konvensional

Porositas Te rbuka Beton Sem e n

Tabel 12 Hubungan Kuat Tekan dan Kuat Tarik Beton Semen [ Edward G Nawy ; 1990 ]. Lama 0.1fc’ < ft < 0.2fc’ Renda Air Tawar NaCl man 5.08>3.54<10. 5.04 > 3.47 < 30 Hr 16 10.08 5.23>3.67<10. 4.95 > 3.41 < 60 Hr 46 9.90 5.29>3.72<10. 4.85 > 3.32 < 90 Hr 58 9.70 5.65>3.97<11. 4.47 > 3.03 < 120 Hr 3 8.94 Pada Tabel 10 Gambar 22 dan Tabel 11 Gambar 23 terlihat bahwa kuat tekan dan kuat tarik pada beton konvensional yang terendam dalam larutan NaCl kuat tekan

ISBN No. 978-979-18342-0-9

B-30

15.00 12.50 10.00

NaCl 7.50

Tawar

5.00 2.50 0.00

B et o n S eme n

Gambar 25 Grafik Porositas Terbuka Beton Konvensional Darri Tabel 10-11 Gambar 22-23 terlihat bahwa kuat tekan dan kuat tarik pada beton konvensional rendaman NaCl mengalami penurunan, hal ini kebalikan dengan beton geopolimer. Hal ini dimungkinkan korosi yang berasal dari dalam diantaranya :


a. Berasal dari semen yaitu adanya unsur CaO - Adanya unsur CaO bebas dalam beton bereaksi dengan air yang menyebabkan terbentuknya Ca(OH)2 dengan volume yang lebih besar menyebabkan retak kecil dalam beton. - Adanya unsur MgO dalam semen yang juga menyebabkan retak dalam beton mengeras. b. Berasal dari Agregat - Reaksi alkali carbonat → timbul terutama jika menemukan agregat yang berasal dari batuan basa dolomitic. Reaksi yang timbul : 1) CaMg(CO3)2 + air + 2KOH → CaCO3 + Mg(OH)2 + K2CO3 Batuan dolomite (2NaOH) (Na2CO3) 2) K2 CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2KOH (Na2CO3) (2NaOH) c. CO2 bisa terdapat dalam udara atau dalam larutan air. CO2 akan mudah menyerang Ca(OH)2 (kapur) di dalam beton dengan reaksi : CO2 + Ca(OH) 2 → CaCO3 + H 2O Ada 3 macam tipe CaCO3 : • Calcite • Vaterite • Arogonit Yang paling menguntungkan adalah tipe calcite kadang-kadang bisa memberi kekompakan dalam beton. Namun lama-kelamaan CO2 bisa juga menyerang unsur-unsur CAH dan CSH dalam beton. Terlihat bahwa KOH dan NaOH selalu terbentuk pada akhir reaksi sehingga menyebabkan reaksi 1) berulang kembali. Terbentuknya Mg(OH)2 (brucit) yang mempunyai sifat expansive yang menyebabkan retak-retak dalam beton 8. KESIMPULAN

NaOH

= 1,5 terendam larutan

NaCl selama 120 hari adalah 58,95 MPa. 2. Secara keseluruhan semakin tinggi perbandingan aktifator menghasilkan porositas tertutup yang makin tinggi dan diikuti kuat tekan yang tinggi. Dan sebaliknya pada porositas terbuka dengan nilai tinggi didapat kuat tekan rendah. 3. Dari keterangan tersebut di atas bisa dikatakan bahwa hubungan terlihat seiring antara kuat tekan, kuat tarik dan porositas pada beton geopolimer pada umur rendaman 30 hari dalam larutan NaCl. 4. Pada beton konvevsional terlihat tidak memenuhi syarat 0.1fc’ < ft < 0.2fc’[ Edward G Nawy ; 1990 ]. Pada beton geopolimer terlihat memenuhi syarat 0.1fc’ < ft < 0.2fc’[ Edward G Nawy ; 1990 ]. 5. Larutan NaOH 12 M lebih pekat jika dibandingkan larutan NaOH 8 M. Kepekatan berhubungan dengan perbandingan antara banyaknya jumlah air dan NaOH yang digunakan. Semakin pekat larutan NaOH, maka air yang digunakan semakin sedikit dan massa NaOH yang digunakan semakin banyak. Bila kadar NaOH terlalu kecil, akan terjadi kekurangan OH- dalam reaksi yang mengakibatkan proses pemutusan on Si+4 dan Al +3 dan kristalisasi tidak berlangsung sempurna dan tidak mereaksikan fly ash secara efektif (terdapat fly ash yang belum bereaksi). Oleh sebab itu, campuran geopolimer yang menggunakan larutan NaOH dengan molaritas yang lebih tinggi akan menghasilkan kuat tekan yang lebih tinggi. 9. DAFTAR PUSTAKA

1. Dengan molaritas lebih tinggi dan alkalin lebih besar didapat kuat tekan lebih tinggi. Hal ini juga dialami kuat tarik beton geopolimer. Kuat tekan tertinggi pada beton geopolimer dengan molaritas 12 mol perbandingan aktifator

ISBN No. 978-979-18342-0-9

Na 2 SiO3

B-31

1.

AFNOR NF B 49104, Porositas.

Petunjuk Tes

2.

Allahverdi, Ali., and Skvara, F. (2005), “ Mechanism of Corrosion at Relatively High Concentrations “, Sulfuric Acid


Attack on Hardened Paste of Geopolymer Cements, Vol. 49, No.4, hal. 225-229. [email protected]. 3.

ASTM Committee C 39 / C 29M-97 (1997), Standart test method for Compression Strength of hidrical concrete speciment, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken.

4.

ASTM Committee ASTM C 496 – 96 (1996), Standart Test Method for Spliting Tensile Strength of Cilindrical Concrete Speciments, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken.

5.

Hardjito, Djwantoro., Steenie E Wallah, Dody M..J Sumajouw, and Rangan., B.V. (2004), “ Factors Influencing The Compressive Strength Of Fly Ash – Based Geopolimer Concrete ”, Dimensi Teknik Sipil, Vol. 6, No. 2, hal. 88-93.

6.

Hardjito, Djwantoro., and Rangan, B.V. (2005), “ Development and Properties of Low-Calcium Fly Ash – Based Geopolymer Concrete ”. Research Report GC 1 Faculty of Engineering Curtin University of Technology Perth, Australia.

7.

Mulyono, Tri, (2005), Teknologi Beton, Edisi II, CV. Andi Offset.,Yogyakarta.

8.

Nawy, Edward G, (1990), Beton Bertulang [Suatu Pendekatan Dasar], Edisi 1, PT. Eresco, Bandung.

9.

Sumajouw, M.D.J., and Rangan, B.V. (2006), “ Low - Calcium Fly Ash – Based Geopolimer Concrete : Reinforced Beams And Columns ”, Research Report GC3 Faculty of Engineering Curtin Universitiy Of Technology Perth, Australia.

10. Triwulan., Raka, IGP., dan Sadji. (1997),

“ Perubahan Tegangan Tekan Beton Fly Ash Karena Pengaruh Steam Curing “. Pengkajian dan Penelitian Ilmu Pengetahuan Dasar, Direktorat Pembinaan Penelitian dan Pengabdian pada Masyarakat, Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.

ISBN No. 978-979-18342-0-9

B-32

11. Yodmunee,

S., and Yodsudjai, W. (2006), “ Corrosion of Steel Bar in Fly Ash – Based Geopolymer Concrete “. International Conference on Pozzolan, Concrete and Geopolymer. Kasetsart University, Bangkok, Thailand. May 2425 2006.

BETON GEOPOLIMER BERBAHAN DASAR FLY ASH DENGAN MOLARITAS

Recommend Documents