Post on 02-Mar-2023
DAMPAK VARIASI WATERGLASS PADA MORTAR GEOPOLIMER
MENGGUNAKAN FLY ASH DENGAN PERAWATAN UAP
Disusun Oleh :Hafiz Hadiwirya
&Hasan Basri
Pembimbing : Anni Susilowati ST, M.Eng
Politeknik Negeri Jakarta
Latar Belakang
Kenapa Mortar Geopolimer?
1.Teknologi mortar yang terus berkembang
2.Isu global warming3.Pemanfaatan limbah batu bara
Lanjutan...
Kenapa mortar Geopolimer dengan variasi waterglass pada perawatan uap?
1.Masih belum ada penelitian mengenai mortar Geopolimer dengan variasi waterglass pada perawatan uap di lingkungan Politeknik Negeri Jakarta.
2.Pada penelitian terdahulu masih belum ada kesimpulan yang bulat tentang perbandingan waterglass yang tepat.
3.Pengaruh perawatan uap yang mempengaruhi sifat fisik dan mekanik mortar geopolimer.
Permasalahan
1.Bagaimana dampak sifat fisik dan mekanik mortar geopolimer menggunakan fly ash dengan berbagai variasi waterglass yang dirawat uap 24 jam.
2.Berapa komposisi waterglass pada mortar geopolimer dengan perawatan uap 24 jam yang menghasilkan sifat fisik dan mekanik yang baik.
Tujuan Penelitian
1.Untuk mendapatkan sifat fisik dan mekanik mortar geopolimer menggunakan fly ash dengan berbagai variasi waterglass yang dirawat uap 24 jam.
2.Untuk mendapatkan komposisi waterglass pada mortar geopolimer dengan perawatan uap 24 jam yang menghasilkan sifat fisik dan mekanik yang baik.
Pembatasan Masalah1. Pengujian agregat meliputi uji berat jenis,
uji penyerapan air, uji kadar air, berat isi, analisa ayak dan kadar lumpur.
2. Pengujian fly ash meliputi uji berat isi dan uji berat jenis.
3. Pengujian sifat fisik pada mortar meliputi uji konsistensi dan perubahan panjang.
4. Pengujian sifat mekanik mortar meliputi uji kuat tekan dan uji kuat lentur.
5. NaOH dan Na2SiO3 (waterglass) yang digunakan dalam percobaan
ini tidak diuji dan tidak dibahas sifat-sifat kimianya.
6. Pengujian air tidak dilakukan, karena air yang digunakan
secara visual tidak berwarna, tidak berbau dan tidak
berasa.
7. Komposisi mortar dengan perbandingan volume 1 Fly ash : 3
Pasir : 0,75 air. Dengan Variasi perbandingan antara sodium
hidroksida (NaOH) dengan sodium silikat (Na2SiO3), 1:0,50;
1:0,75; 1:1,25; 1:1,50; 1:1,75; 1:2,00. Dan dengan
konsentrasi (NaOH) 9 M.
Lanjutan...
8. Dibuat benda uji dengan rincian sebagai berikut:• Pengujian kuat tekan: Kubus ukuran 5 x 5 x 5 cm, umur
pengujian 7, 14, 21, dan 28 hari masing-masing 3 benda uji.
• Pengujian kuat lentur : balok ukuran 2,5 x 2,5 x 10 cm, umur pengujian 28 hari, 6 benda uji.
• Pengujian perubahan panjang: balok ukuran 2,5 x 2,5 x 28,5 cm, umur pengujian 1, 7, 14, 21, dan 28 hari , masing-masing 2 benda uji
9. Perawatan yang dilakukan terhadap benda uji mortar geopolimer adalah perawatan uap dengan lama perawatan selama 24 jam.
Lanjutan...
Manfaat Penelitian
1.Dapat memanfaatkan limbah pabrik industri batu bara yang berupa fly ash.
2.Dapat mengurangi polusi udara yang disebabkan oleh penggunaan semen sebagai bahan perekat.
3.Dapat mengetahui variasi waterglass yang tepat untuk menghasilkan sifat fisik dan mekanik yang baik pada mortar.
Pengujian Agregat Halus
1.Pengujian berat jenis dan penyerapan air (SNI 03 – 1970 – 2008)
2.Pengujian berat isi (SNI 03 – 4804 – 1998)
3.Analisis ayak (SNI 03 – 4804 – 1998)
4.Pengujian kadar air (SNI 03 – 4142 – 1996)
5.Pengujian kadar lumpur (RSNI 03 – 1971 - 2008)
Pengujian Fly Ash
1.Pengujian berat jenis (SNI 15 – 2531 – 1991)
2.Pengujian berat isi (SNI 03 – 4804 – 2008)
Pengujian Mortar Geopolimer
1.Pengujian konsistensi (ASTM C 305 – 99)
2.Pengujian kuat tekan (SNI 03-6825-2002)
3.Pengujian kuat lentur (ASTM C 580 – 02)
4.Pengujian perubahan panjang (ASTM C 531 – 00)
Diagram Alir
Penelitian
Pengujian Bahan 1. BJ & Peny. Air (Agregat & fly ash)2. Berat isi (Agregat & fly ash)3. Analisa Ayak (Agregat)4. Kadar Air (Agregat)5. Kadar Lumpur (Agregat)
Standar
Perancangan Mortar GEOPOLIMER
Pembuatan/Pengadukan Mortar GEOPOLIMER
Pengujian Mortar Keras1. Kuat Tekan 2. Kuat Tarik Lentur 3. Perubahan Panjang
Analisis Data
Kesimpulan
Uji Konsistensi
Benda Uji
Yes
No
Persiapaan Bahan
Pembuatan Larutan
GEOPOLIMER
SELESAI
MULAI
Diagram Alir Pembuatan Larutan
Menyiapkan Bahan
Campuran siap untuk digunakan
Air dicampurkan dengan NaOH lalu diaduk hingga larut
Campuran Air dan NaOH dimasukkan dalam botol yang bisa ditutup dengan
rapat
Setelah larutan dingin tutup botol dengan rapat
Diamkan larutan selama 24 jam
Tuangkan larutan ke dalam gelas ukur lalu campur dengan Na2Sio3 kemudian aduk
hingga rata
Timbang NaOH Timbang Air Timbang Na2Sio3
NaOH dimasukkan kedalam gelas ukur
NO PENGUJIAN HASIL STANDARMEMENUHI
YA TIDAK
I Berat Jenis dan Penyerapan Air
- Berat Jenis (Bulk Specify Gravity)
2,148
2,2 - 2,7
√
- Berat Jenis SSD 2,270 √ - Berat Jenis Semu 2,447 √ - Penyerapan Air 5,815% - II Berat Isi - Berat Isi Lepas 1157,762 kg/m3 min 1200 kg/m3 √
- Berat Isi Padat 1272,681 kg/m3 min 1200 kg/m3 √
- Berat Isi Rata - Rata 1215,222 kg/m3 min 1200 kg/m3 √
- Voids 47% < 50% √ III Analisis Ayak - Grading Zone Zone 2 BS 882:1973 (Zone 2) √ - Angka Kehalusan 2,779 SNI 03-6861.1-2002
(1,5 - 3,8)
IV Kadar Air - Kadar Air 13,914% - V Kadar Lumpur - Kadar Lumpur 4,749%
NO PENGUJIAN HASIL STANDARMEMENUHI
YA TIDAKI Berat Jenis - Berat Jenis 2,322 ACI Manual of Concrete
Practice (2,2 - 2,8)
√
II Berat Isi - Berat Isi Lepas 1085,259 kg/m3 - Berat Isi Padat 1190,602 kg/m3 - Berat Isi Rata -
Rata1137,931 kg/m3
1. Perbandingan Bahan
Fly Ash : Agregat Halus : Air NaOH (M)
NaOH : Na2SiO3
1 : 3 : 0.75 9 1 : 0,501 : 3 : 0.75 9 1 : 0,751 : 3 : 0.75 9 1 : 1,251 : 3 : 0.75 9 1 : 1,501 : 3 : 0.75 9 1 : 1,751 : 3 : 0.75 9 1 : 2,00
2. Data Kebutuhan Bahan Untuk Satu Kali Pengadukan
Variasi NaOH Fly
Ash
Pasir Air NaOH Na2SiO3
NaOH : Na2SiO3 (M) (gram) (gram) (gram) (gram) (gram)
1,0 : 0,50
9 1195.0
5
3828.67 787.64
9
283.55
3
141.776
1,0 : 0,75
9 1195.0
5
3828.67 787.64
9
283.55
3
212.665
1,0 : 1,25
9 1195.0
5
3828.67 787.64
9
283.55
3
354.442
1,0 : 1,50
9 1195.0
5
3828.67 787.64
9
283.55
3
425.330
1,0 : 1,75
9 1195.0
5
3828.67 787.64
9
283.55
3
496.219
1,0 : 2,00
9 1195.0
5
3828.67 787.64
9
283.55
3
567.107
Σ7170.3
222972.0
24725.8
91701.3
22197.5
4
1. Pengujian Konsistensi
Variasi D1 D2 D3 D4 Flow
NaOH : Na2SiO3 ( % ) ( % ) ( % ) ( % ) ( %
)
1,0 : 0,50 13.5 13.0 13.2 13.4 53.1
1,0 : 0,75 18.9 18.1 19.5 18.2 74.7
1,0 : 1,25 19.1 19.0 18.5 19.0 75.6
1,0 : 1,50 20.0 20.5 20.5 20.0 81.0
1,0 : 1,75
29.5 30.5 28.5 28.0 116.
5
1,0 : 2,00
29.8 29.8 30.2 30.0 119.
8
1 : 0,50 1 : 0,75 1 : 1,25 1 : 1,50 1 : 1,75 1 : 2,000
20
40
60
80
100
120
140
53.1
74.7 75.681
116.5 119.8
NaOH : Waterglass
Flow
( %
)
Lanjutan...
Semakin besar variasi Na2SiO3 (waterglass) semakin besar nilai flow-nya
2. Pengujian Kuat Tekan
Secara umum semakin besar penambahan waterglass maka semakin besar kuat tekan yang dihasilkan.
1 : 0,50 1 : 0,75 1 : 1,25 1 : 1,50 1 : 1,75 1 : 2,000.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
0.280 0.280
1.133
1.8531.627
1.920
0.493 0.480
2.120
3.0132.667
3.187
0.640 0.627
2.987
4.520
3.380
4.987
0.653 0.787
3.220
6.080
4.093
5.787
7 hari14 hari21 hari28 hari
NaOH : Waterglass
Kuat
Tek
an (
N/mm
2)
Lanjutan...
Nilai kuat tekan mortar geopolimer untuk seluruh variasi waterglass terus mengalami peningkatan seiring bertambahnya umur (hari).
7 14 21 280.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
1.920
3.187
4.987
5.787
1.627
2.667
3.380
4.093
1.853
3.013
4.520
6.080
1.133
2.120
2.9873.220
0.280 0.480 0.627 0.787
0.280 0.493 0.640 0.653
1 : 2,001 : 1,751 : 1,501 : 1,251 : 0,751 : 0,50
Umur (Hari)
Kuat
Tek
an (
N/mm2)
3. Pengujian Kuat Lentur
1 : 0,50 1 : 0,75 1 : 1,25 1 : 1,50 1 : 1,75 1 : 2,000.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
0.775 0.791
2.670
3.4283.131
3.757
NaOH : Waterglass
Kuat
Lentu
r (N/mm2
)
Secara umum semakin besar penambahan waterglass maka semakin besar kuat lentur yang dihasilkan.
4. Pengujian Perubahan Panjang
-2.00
-1.50
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
1.50
0.253
-1.333
0.000 -0.189-0.029
0.870
-0.860
-1.301
0.000
-0.225
0.135
0.872
0.191
-1.469
0.000
-0.383
0.165
0.688
0.263
-1.243
0.000
-0.206
0.110
0.660
7 hari14 hari21 hari28 hari
1 : 2,00 1 : 1,75 1 : 1,50 1 : 1,25 1: 0,75 1 : 0,50
NaOH : Waterglass
Peru
baha
n Panj
ang
(%)
Mortar geopolimer dengan semua variasi waterglass mengalami muai susut.
-2.000
-1.500
-1.000
-0.500
0.000
0.500
1.000
1.500
0.253
-0.860
0.191 0.263
-1.333 -1.301-1.469
-1.243
0 0 0 0
-0.189 -0.225-0.383
-0.206-0.029
0.135 0.165 0.110
0.870 0.8720.688 0.660
1 : 2,001 : 1,751 : 1,501 : 1,251 : 0,751 : 0,50
7 14 21 28Umur (Hari)
Peru
baha
n Pa
njan
g (
%)
Mortar geopolimer dengan semua variasi waterglass mengalami muai susut pada setiap umur pengujian perubahan panjangnya.
Lanjutan...
Kesimpulan
1. Semakin banyak Na2SiO3 (waterglass) yang diberikan semakin besar pula nilai konsistensinya.
2. Perubahan panjang untuk semua kadar Na2SiO3 mengalami penyusutan dan pemuaian yang bervariasi setiap umur pengujiannya.
3. Kuat tekan dan kuat lentur terus meningkat hingga umur mortar 28 hari. Secara umum semakin besar variasi waterglass maka kuat tekan dan kuat lentur yang dicapai semakin besar pula.
4. Variasi optimum Na2SiO3 (waterglass) pada mortar geopolimer berbahan dasar fly ash dengan perbandingan Fly ash : Pasir : Air = 1 : 3 : 0,75 tercapai pada variasi NaOH : Na2SiO3 = 1 : 1,50.
Saran
1. Perlu penelitian-penelitian lebih lanjut terhadap komposisi Na2SiO3 (waterglass) untuk campuran larutan aktivator mortar geopolimer berbahan dasar fly ash dengan variasi NaOH : Na2SiO3 yang lebih besar dari 1 : 2,00.
2. Dalam penggunaan material-material penyusun mortar geopolimer sebaiknya menggunakan material yang berkualitas baik sehingga didapatkan sifat fisik dan mekanik mortar geopolimer yang baik pula.
Daftar Pustaka
Achmad, D., 2008, Job Sheet Laboratorium Uji Bahan 2 Konstruksi Bangunan Gedung, Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Jakarta, Depok.
Achmad, D., 2010, Job Sheet Laboratorium Uji Bahan 1 Konstruksi Bangunan
Gedung, Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Jakarta Depok. ASTM C 144 – 02, Standard Spesification for Aggregate for Masonry Mortar. American
Society of Testing Materials. ASTM C 305 – 99, Standard Practices for Mechanical Mixing of Hydraulic Cement Pastes and
Mortars of Plastic Consistency, American Society of Testing Materials. ASTM C 618 – 03, Standart Spesification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural
Pozzoland for Use as a Mineral Admixture in Concrete, American Society of Testing Materials.
BS 882 : 1973, Specification For Aggregates From Natural Sources For Concrete, British
Standard Institution. Davidovits, J., 1994, Highest Alkali Cements for 21st Century Concretes. Concrete
Technology: Past, Present and Future. P.K Mehta, ACI, Detroit, USA. SP 144-19: 383-397.
Davidovits, J., 1997, Geopolymer Inorganic Polymer New Material. France: Geopolymer Institute.
Fitriani, D.R., 2010, Pengaruh Modulus Alkali dan Kadar Aktivator Terhadap
Kuat Tekan Fly Ash-Based Geopolymer Mortar, Skripsi Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.
Handayani, A., L. Hasyyati., 2012. Sifat Fisik dan Mekanik Mortar Geopolimer
Menggunakan Abu Terbang dengan Perawatan Uap 24 Jam, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Jakarta.
Hardjito, D., dan Rangan, B.V., 2005, Development and Properties of Low Calcium Fly
Ash – Based Geopolymer Concrete, Research report GC 1, Curtin University of Technology, Perth, Australia.
Iwan, D.S., 2010, Pengaruh Penggunaan Slag Terhadap Kekuatan Mortar Geopolymer
Berbahan Dasar Fly Ash, Skripsi Fakultas Teknik Universitas Kristen Petra.http://digilib.petra.ac.id/jiunkpe/s1/sip4/2010/jiunkpe-ns-s1-2010-21405038-15330-mortar-abstract_toc.pdf, diakses 6 Mei 2013
Lanjutan...
Rousstia, K.D., 2008, Perilaku Balok Beton Bertulang Geopolimer Akibat Pembebanan Dinamis dengan Pile Integrity Test, Skripsi Fakultas Teknik Universitas Indonesia.http://www.lontar.ui.ac.id/file?file=digital/122921-R010844-Perilaku%20balok-Pendahuluan.pdf, diakses 8 Mei 2013.
Sanjaya, A., C.Y. Leoindarto, 2006, Komposisi Alkaline Aktivator
dan Fly Ash Untuk Beton Geopolimer Mutu Tinggi, Skripsi Fakultas Teknik Universitas Kristen Petra.http://digilib.petra.ac.id/jiunkpe/s1/sip4/2006/jiunkpe-ns-s1-2006-21402019-4125-alkaline-abstract_toc.pdf, diakses 6 Mei 2013.
Tjokrodimuljo, K., 1996, Buku Ajar Teknologi Beton, Jurusan Teknik
Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Widharta, 2008, Analisa Numerik Perilaku Struktur Balok Beton
Bertulang Berbahan Dasar Geopolimer, Skripsi Fakultas Teknik Universitas Indonesia.
http://www.lontar.ui.ac.id/file?file+digital/126825-R010831-Analisa%20numerik-Abstrak.pdf, diakses 8 Mei 2013.
Lanjutan...