TUGAS AKHIR – RC 141501 PENGARUH …repository.its.ac.id/41860/1/3113106025-Undergraduate...Dari...

a

TUGAS AKHIR – RC 141501 PENGARUH KONSENTRASI ALKALI TERHADAP PENETRASI ION CHLORIDA PADA BETON GEOPOLIMER

RUCEH SIMANJUNTAK NRP: 3113 106 025

DOSEN PEMBIMBING I: Dr. Eng Januarti Jaya Ekaputri, ST. MT.

DOSEN PEMBIMBING II: Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA PROGRAM STUDI LINTAS JALUR TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2016

b

TUGAS AKHIR – RC 141501 PENGARUH KONSENTRASI ALKALI TERHADAP PENETRASI ION CHLORIDA PADA BETON GEOPOLIMER


DOSEN PEMBIMBING I: Dr. Eng. Januarti Jaya Ekaputri, ST. MT.

DOSEN PEMBIMBING II: Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA.

PROGRAM STUDI LINTAS JALUR TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2016

FINAL PROJECT – RC 141501 THE EFFECT OF CONCENTRATION OF THE ALKALI ON PENETRATION OF ION CHLORIDE IN GEOPOLYMER CONCRETE.


SUPERVISOR I: Dr. Eng Januarti Jaya Ekaputri, ST. MT.

SUPERVISOR II: Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA

CIVIL ENGINEERING DEPARTMENT FACULTY OF CIVIL ENGINEERING AND PLANNING SEPULUH NOPEMBER INSTITUTE OF TECHNOLOGY SURABAYA 2016

ii

PENGARUH KONSENTRASI ALKALI TERHADAP PENETRASI ION CHLORIDA PADA BETON

GEOPOLIMER

Nama Mahasiswa : Ruceh Simanjuntak NRP : 31 13 106 025 Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS Dosen Konsultasi : Dr. Eng Januarti Jaya Ekaputri, ST. MT Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA

ABSTRAK Air laut mengandung 3,5% garam- (ion Cl⁻) yang dapat

menggerogoti kekuatan dan keawetan beton yang mampu melarutkan beton, sehingga yang tertinggal hanyalah batu - batu kerikil dan pasir tanpa semen. Penetrasi ion Cl− di dalam beton dapat menyebabkan terjadinya korosi pada beton bertulang. Kombinasi antara fly ash dan rasio antara Natrium Hidroksida dan Natrium Silikat berpengaruh pada proses penetrasi ion chloride pada beton. Jumlah fly ash yang lebih banyak dan rasio antara Sodium Hidroksida dan Sodium Silikat yang lebih kecil mampu menghasilkan beton yang memiliki perlawanan yang lebih baik terhadap ion chloride di lingkungan air laut

Dari penelitian ini diketahui bahwa kuat tekan beton geopolimer paling maksimum ada pada variasi 12M : 2,5. Dengan selisih nilai laju potensial paling rendah sebesar -202mV.

iii

THE EFFECT CONCENTRATION OF ALKALI ON PENETRATION OF ION CHLORIDE IN

GEOPOLYMER CONCRETE.

ABSTRACT

Nama Mahasiswa : Ruceh Simanjuntak NRP : 31 13 106 025 Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS Dosen Konsultasi : Dr. Eng Januarti Jaya Ekaputri, ST. MT Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA

ABSTRAK Sea water contains 3.5% salts (ions Cl⁻) that undermined

the strength and durability of concrete which is capable of dissolving the concrete, so that is left is the stone - gravel and sand without cement. Cl ion penetration in concrete can cause corrosion in reinforced concrete. The combination of fly ash and the ratio of Sodium Hydroxide and Sodium Silicate effect on the penetration of chloride ion in concrete. The amount of fly ash that is more and the ratio of Sodium Hydroxide and Sodium Silicate smaller capable of producing concrete has better resistance to chloride ions in sea water environment

From this research it is known that most of geopolymer concrete compressive strength at maximum no variation 12M: 2.5. With the difference in value of the rate of the lowest potential of -202mV.Keywords: geopolymer, fly ash, alkali activators, chloride ions, salt water, compressive strength, corrosion

iv

KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala

rahmat dan hidayah-Nya sehingga dapat terselesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Pengaruh Konsentrasi Alkali Terhadap Penetrasi Ion Chorida pada Beton Geopolimer” tepat pada waktunya.

Terselesaikannya Tugas Akhir ini juga tidak terlepas dari dukungan dan motivasi dari berbagai pihak yang telah sangat banyak membantu dan memberi masukan serta arahan kepada kami. Untuk itu penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya , terutama kepada : 1. Kedua orang tua, saudara-saudara kami tercinta, sebagai

penyemangat dan yang telah memberi dukungan, kasih, dan kepercayaan yang begitu besar.

2. Ibu Dr.Eng. Januarti Jaya Ekaputri, ST, MT. Dan ibu Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA atas bimbingannya yang telah banyak memberikan arahan, petunjuk, dan motivasi dalam penyusunan proyek akhir ini.

3. Bapak / Ibu dosen pengajar yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan selama bangku kuliah.

4. Teman-teman terdekat yang tidak bisa disebutkan satu persatu, terimakasih atas bantuannya dan saran-saran yang telah diberikan selama proses pengerjaan tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan dan masih jauh dari sempurna, untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.

Surabaya, Januari 2016

Penulis

vi

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN .......................................... i ABSTRAK ............................................................. ii ABSTRACT ............................................................ iii KATA PENGANTAR ................................................. iv

DAFTAR ISI ............................................................. vi DAFTAR TABEL ........................................................ x

DAFTAR GAMBAR ................................................ xiii BAB 1 PENDAHULUAN ........................................ 1

Latar belakang ................................................... 1

Rumusan Masalah ............................................. 4

Tujuan Penelitian............................................... 4

Batasan Masalah ................................................ 4

Manfaat Penelitian............................................. 5

Sistematika Penulisan ........................................ 5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA............................... 7

Umum ................................................................ 7

Beton Geopolimer ............................................. 8

Unsur Penyusun Geopolimer ............................ 9

vii

Beton di Lingkungan Air Laut ........................ 14

Mekanisme Kerusakan ................................... 16

Proses Masuknya Ion Chlorida ke dalam Beton17

Pengukuran Laju Korosi ................................. 19

BAB 3 METODOLOGI ........................................ 23

Diagram Alir ................................................... 23

Tahap – Tahap Metodologi Penenelitian ........ 25

Persiapan Bahan dan Material ........................ 26

Analisa/Uji Material ....................................... 30

Perhitungan kebutuhan benda uji dan kebutuhan bahan ............................................................... 45

viii

Mix Design ...................................................... 55

Tes Benda UJi ................................................. 63

3.7.3 Tes Laju Korosi (ASTM C876-09) ................... 69

Kontrol Kualitas Uji Tekan ............................. 74

Perhitungan Kandungan air dalam Alkali ....... 75

Analisa Hasil ................................................... 77

Kesimpulan ..................................................... 77

BAB 4 ............................................................ 79

Uji X Ray Fluorescene (XRF) Fly Ash ........... 79

Pengujian Material .......................................... 80

Uji Slump ........................................................ 94

Analisa Air Laut .............................................. 95

Hasil Pengukuran pH dan ppm ........................ 96

Analisa Hasil Uji Tekan Beton ........................ 98

Analisa Hasil Uji Porositas ........................... 108

Analisa Hasil Uji Laju Korosi ....................... 127

Analisa Hasil Resistivity ............................... 133

Analisa Hasil Uji Penetrasi Ion Chlorida ...... 134

Analisa Kandungan SiO2, Al2O3, Na2O dan H2O dalam beton geopolimer ................................ 140

ix

Analisa Hubungan kandungan (Si/Al, Na2O/SiO2, , dan water/solid) dengan kuat Tekan ...................................................................... 147

xiii

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Partikel fly ash yang diamati dengan SEM (Ekaputri,

2013) .................................................................................... 11 Gambar 2.2 Ikatan Polimerisasi SiO₄ dan AlO₄ ............................ 12 Gambar 2.3. Ikatan Polimerisasi Berdasarkan Si dan Al (Davidovits,

1994) .................................................................................... 13 Gambar 2.4. Mekanisme terjadinya korosi pada tulangan dalam

beton .................................................................................... 17 Gambar 4.1 Pengujian berat volume pasir ..................................... 83 Gambar 4.2 Pengujian Pasir Terhadap Bahan Organik ................. 84 Gambar 4.3 Pengujian Pasir Terhadap Lumpur ............................. 85 Gambar 4.4 Pasir oven yang sudah dicuci ..................................... 86 Gambar 4.5 Grafik lengkung Ayakan Pasir ................................... 87 Gambar 4.6 Pengujian berat volume batu pecah ............................ 90 Gambar 4.7 Batu pecah yang telah di oven ................................... 91 Gambar 4.8 Batu pecah oven yang sudah diuji keausan ................ 92 Gambar 4.9 Grafik Lengkung Ayakan Batu Pecah ........................ 93 Gambar 4.10 Grafik hubungan kuat tekan beton 8 M dengan rasio

alkali 1,5 ; 2 ; 2,5 ................................................................. 99 Gambar 4.11 Grafik hubungan kuat tekan beton 10 M dengan rasio

alkali 1,5 ; 2 ; 2,5 ............................................................... 100 Gambar 4.12 Grafik hubungan kuat tekan beton 12 M dengan rasio

alkali 1,5 ; 2 ; 2,5 ............................................................... 101 Gambar 4.13 Grafik hubungan kuat tekan beton 8M ;2,5 dengan

perendaman di air tawar..................................................... 103 Gambar 4.14 Grafik hubungan kuat tekan beton OPC dengan

perendaman di air tawar dan air garam .............................. 107 Gambar 4.15 Grafik hubungan kuat tekan beton dengan nilai

porositas beton geopolimer variasi 8M;1,5 ....................... 110 Gambar 4.16 Grafik hubungan antara kuat tekan dengan porositas

beton geopolimer 8M ; 2 ................................................... 112 Gambar 4.17 Grafik hubungan antara kuat tekan dengan porositas

beton geopolimer 8M ;2,5.................................................. 114 Gambar 4.18 Grafik hubungan antara kuat tekan dengan porositas

beton geopolimer 10M ; 1,5............................................... 116

xiv

Gambar 4.19 Grafik hubungan antara kuat tekan dengan porositas beton geopolimer 10M ; 2 ................................................. 118

Gambar 4.20 Grafik hubungan antara kuat tekan dengan porositas beton geopolimer 10M ; 2,5 .............................................. 120

Gambar 4.21 Grafik hubungan antara kuat tekan dengan porositas beton geopolimer 12M ; 1,5 .............................................. 122



Gambar 4.24 . Cara Pengujian Nilai potensial pada Half cell. .... 128 Gambar 4.25 Grafik kenaikan nilai potensial beton geoplimer variasi

8M ..................................................................................... 130 Gambar 4.26 Grafik kenaikan nilai potensial beton geoplimer variasi

10M ................................................................................... 130 Gambar 4.27. Grafik kenaikan nilai potensial beton geoplimer

variasi 10M ........................................................................ 131 Gambar 4.28 Silinder beton geopolimer untuk test penetrasi ion

chloride .............................................................................. 135 Gambar 4.29 Grafik hubungan penetrasi ion chlor terhadap

kedalaman beton geopolimer variasi 8M ; 1,5 .................. 136 Gambar 4.30 Grafik hubungan nilai pH terhadap kedalaman beton

geopolimer variasi 8M ; 1,5 .............................................. 137 Gambar 4.31 Grafik hubungan penetrasi ion chloride dengan pori

tertutup beton geopolimer variasi 8M ; 1,5 umur 60 hari.. 139 Gambar 4.32 Hubungan Si/Al dengan kuat tekan ....................... 149 Gambar 4.33 Hubungan Na2O/SiO2 dengan kuat tekan ............. 150 Gambar 3.26 Hubungan H2O/Na2O dengan kuat tekan ........ Error!

Bookmark not defined. Gambar 3.28 Hubungan water/solid dengan kuat tekan .............. 152

x

DAFTAR TABEL Tabel 2.1.Interpretasi nilai half cell potential (mV) terhadap

elektroda ................................................................................ 20 Tabel 2.2 Resiko korosi berdasarkan kadar klorida....................... 21 Tabel 2.3. Tingkat korosi berdasarkan Tahanan Beton ................. 22 Tabel 3.1Ukuran lubang ayakan .................................................... 37 Tabel 3.2 Jumlah kebutuhan benda uji beton geopolimer untuk uji

kuat tekan ............................................................................... 45 Tabel 3.3 Jumlah kebutuhan benda uji beton geopolimer untuk uji

laju korosi .............................................................................. 46 Tabel 3.4 Jumlah kebutuhan benda uji OPC untuk kuat tekan dan

pentrasi ion chlorida .............................................................. 47 Tabel 3.5 Kebutuhan material beton geopolimer .......................... 51 Tabel 3.6 Total kebutuhan untuk 108 benda uji silinder ............... 51 Tabel 3.7 Kebutuhan material untuk balok ................................... 55 Tabel 3.8 Kebutuhan total material dan untuk 18 benda uji balok

10x10x15cm .......................................................................... 55 Tabel 3.9 Standar Deviasi Pembuatan Beton Sesuai ..................... 75 Tabel 3.10 Kebutuhan material ..................................................... 76 Tabel 4.1 Hasil Uji Komposisi Fly Ash ........................................ 79 Tabel 4.2 Hasil Test Reaktivitas Silica (SiO₂) .............................. 80 Tabel 4.3 Kelembaban Pasir .......................................................... 80 Tabel 4.4 Berat Jenis Pasir ........................................................... 81 Tabel 4.5 Air Resapan Pasir ......................................................... 81 Tabel 4.6 Berat Volume Pasir....................................................... 82 Tabel 4.7 Kebersihan Pasir dari Bahan Organik .......................... 83 Tabel Tabel 4.8 Kebersihan Pasir Terhadap Lumpur (Pengendapan)

............................................................................................... 84 Tabel 4.9 Kebersihan Pasir Terhadap Lumpur / Pencucian ........ 85 Tabel 4.10 Kebersihan Pasir Terhadap Lumpur / Pencucian ....... 86 Tabel 4.11 Kelembapan batu pecah .............................................. 87 Tabel 4.12 Berat Jenis Batu Pecah ............................................... 88 Tabel 4.13 Air Resapan Batu Pecah ............................................. 89 Tabel 4.14 Berat Volume Batu Pecah .......................................... 89 Tabel 4.15 Kebersihan Batu Pecah Terhadap Lumpur ................. 90

xi

Tabel 4.16 Keausan Agregat Kasar .............................................. 91 Tabel 4.17 Hasil Analisa Saringan ............................................... 92 Tabel 4.18 Nilai slump Beton Geopolimer dan OPC ................... 94 Tabel 4.19 Kandungan unsur-unsur air laut kenjeran .................. 95 Tabel 4.20 Hasil pengukuran pH larutan air garam ..................... 96 Tabel 4.21 Hasil pengukuran ppm larutan air tawar .................... 97 Tabel 4.22 Uji Tekan Beton Geopolimer ...................................... 98 Tabel 4.23 Kuat tekan beton geopolimer 8M : 2,5 di rendam di air

tawar ..................................................................................... 102 Tabel 4.24 Mix Desain Beton OPC ........................................... 104 Tabel 4.25 Uji Tekan Beton OPC di Air Garam ........................ 106 Tabel 4.25 Uji Tekan Beton OPC di Air Tawar ........................ 106 Tabel 4.27. Hasil uji porositas beton geopolimer 8M : 1,5 ......... 109 Tabel 4.28 Hasil uji porositas beton geopolimer 8M : 2 ............ 111 Tabel 4.29 Hasil uji porositas beton geopolimer 8M : 2,5 ........ 113 Tabel 4.30 Hasil uji porositas beton geopolimer 10M ; 1,5 ...... 115 Tabel 4.31 Hasil uji porositas beton geopolimer 10M ; 2 ......... 117 Tabel 4.32 Hasil uji porositas beton geopolimer 10M ; 2,5 ...... 119 Tabel 4.33 Hasil uji porositas beton geopolimer 12M ; 1,5 ...... 121 Tabel 4.32 Hasil uji porositas beton geopolimer 12M ; 2 ......... 123 Tabel 4.32 Hasil uji porositas beton geopolimer 12M ; 2,5 ...... 125 Tabel 4.36 Hasil Uji Half Cell Potential ..................................... 128 Tabel. 4.37. Interpretasi nilai Half Cell Potensial ........................ 132 Tabel 4.38 Hasil Uji Resistivity .................................................. 133 Tabel 4.39 Resiko korosi berdasarkan tahanan beton ................. 133 Tabel 4.40 Penetrasi ion chloride (%) pada variasi 8 M ; 1,5 ..... 136 Tabel 4.40 Nilai pH pada variasi 8 M ; 1,5 ................................. 137 Tabel 4.42 Tabel porositas dan penetrasi ion Chlorida 8M ; 1,5138 Tabel 4.43 Komposisi Material Beton Geopolimer 12 Benda Uji

.............................................................................................. 140 Tabel 4.44 Rekapituasi kandungan SiO2, Al2O3, Na2O dan H2O

dalam beton geopolimer ....................................................... 146 Tabel 4.44 Nilai Kuat Tekan Beton Geopolimer Variasi 8M dengan

Rasio Alkali 1,5 ; 2 ; 2, pada umur beton 30,60,90, dan 120 hari

xii

dan kandungan (Si/Al, SiO2/Al2O3, Na2O/SiO2, H2O/ Na2O, Fe2O3/SiO2 dan water/solid) .............................................. 148

1

BAB 1 PENDAHULUAN

Latar belakang Pada zaman sekarang ini beton memegang peranan yang sangat

penting dalam pekerjaan konstruksi. Beton dihasilkan dari proses pencampuran yang homogen, yang terdiri dari agregat berupa pasir dan kerikil, semen sebagai bahan pengikat, air dan admixture yang biasa disebut bahan tambahan, yang kemudian akan mengeras karena proses kimia antara semen dan air. Semen yang digunakan adalah Semen Portland. Dengan berkembangnya pembangunan di segala bidang maka meningkat pula permintaan akan Semen Portland. Hal ini menyebabkan produksi semen semakin gencar di semua negara.

Produksi semen ternyata ikut menyumbang emisi gas rumah kaca yaitu sekitar 1,35 miliar ton pertahun atau sekitar 7% dari total emisi gas rumah kaca dunia ke atmosphere bumi.(Hardjito, dkk, 2004). Produksi 1 ton semen secara langsung menghasilkan 0.55 ton gas C0₂, dan pada saat proses pembakaran menghasilkan 0.40 ton gas C0₂. Agar lebih sederhana dapat dituliskan bahwa produksi 1 ton semen menghasilkan kurang lebih 1 ton CO₂ dan secara langsung dilepaskan ke atmosfer.(Davidovits,1994). Untuk menekan gas CO₂ yang dihasilkan oleh produksi semen, maka dilakukan usaha untuk mencari bahan pengganti semen tersebut.

Berkembangnya ilmu pengetahuan membuat banyak peneliti melakukan usaha untuk mencari bahan pengganti kebutuhan semen dan salah satunya adalah beton geopolimer. Beton geopolimer untuk pertama kalinya dikembangkan oleh Davidovits (1970), seorang berkebangsaan Prancis. Beton geopolimer ini adalah jenis beton yang tidak memakai semen Portland sama sekali sebagai bahan pengikat. Beton geopolimer berasal dari geopolimerisasi yaitu geosintesis alumino silikat polimerik dan alkali-silikat menjadi kerangka polimer SiO4 dan AlO4 yang terikat secara tetrahedral (Davidovits, 2008). Bahan

BAB I

2

dasar yang sering digunakan untuk membuat beton geoplimer adalah Fly Ash.

Fly Ash adalah sisa pembakaran batu bara yang sudah tidak dimanfaatkan lagi dan memiliki potensi mencemari lingkungan, sehingga diharapkan limbah batu bara ini bisa bermanfaat sebagai pengganti semen dan ramah lingkungan. Diperlukan alkali activator seperti Sodium Hidroksida dan Sodium Silikat dalam campuran geopolimer karena fly ash tidak memiliki kemampuan untuk mengikat, seperti semen. (Hardjito dan Rangan, 2005).

Muttashar dkk (2014) meneliti ketahanan beton geopolimer dan ternyata memiliki banyak kelebihan dibandingkan dengan beton konvensional di antaranya memliki kuat tarik dan tekan yang lebih tinggi, tahan terhadap serangan sulfat, tahan terhadap aktivitas bakar, dan resistansi yang kuat terhadap asam.. Penelitian yang mirip juga dilakukan oleh Subekti (2008) dan hasilnya adalah beton geopolimer lebih tahan terhadap lingkungan agresif (air laut dan sulfat) daripada beton konvensional.

Air laut mengandung 3,5% garam sodium , yang artinya dalam 1 L (1000mL) air laut terdapat 35 gram garam yang dapat menggerogoti kekuatan dan keawetan beton. Beberapa jenis garam sodium yang terdapat dalam air laut adalah klorida (55%), natrium (31%), sulfat (8%), magnesium (4%), kalsium (1%), potasium (1%) dan sisanya (kurang dari 1%) teridiri dari bikarbonat, bromida, asam borak, strontium dan florida (Hidayat, 2011).

Garam pada air laut maupun larutan sulfat [ Mg SO4 CaSO4, NaSO4 ] yang terkandung dalam tanah atau air tanah juga dapat menggerogoti beton akibatnya beton akan retak – retak, bahkan menjadi lembek atau soft, MgSO4 bahkan mampu melarutkan beton, sehingga yang tertinggal hanyalah batu - batu kerikil dan pasir tanpa semen (Sudarmadi. M, 2006)

Korosi akibat dari penetrasi ion Cl− di dalam beton dapat menyebabkan beton berpori dan menjadi keropos sehingga dipandang perlu adanya penelitian tentang proses difusi ion Cl⁻ ke dalam beton dari air laut (Hartono dkk, 2012).

3

Beberapa penelitian mengenai kekuatan dan durabilitas beton geopolimer di lingkungan agresif seperti sulfat, asam dan api telah banyak dilakukan. Namun, hanya sedikit literatur yang membahas durabilitas beton geopolimer berbahan dasar fly ash di lingkungan air garam

Penelitian ini akan mempelajari laju korosi tulangan pada benda uji beton geopolimer dan penetrasi ion Cl‾ ke dalam beton untuk yang mengetahui sejauh mana kedalaman ion Cl‾ yang terpenetrasi dalam beton dengan variasi konsentrasi alkali yang berbeda beda, ratio benda uji beton geopolimer yang berbeda-beda dan lama perendaman yang berbeda beda. Untuk mengetahui laju korosi tulangan dibuat benda uji beton geopolimer berbentuk balok ukuran (10x10x15)cm dan di tengahnya diberikan tulangan polos Ǿ16mm. Untuk mengetahui penetrasi ion Cl‾ ke dalam beton dibuat benda uji berbentuk silinder (10x20)cm. Benda uji dibuat variasi konsentrasi 8M, 10M,dan 12M ; ratio penggunaan Sodium Silikat dan Sodium Hiidroksida 1,5, 2, dan 2,5 dan lama perendaman 30 hari di air tawar di lanjutkan dengan perendaman di air garam , sampai 120hr. Selain itu akan dibuat benda uji dari beton OPC dengan ukuran benda uji, perlakuan rendaman, dan pengujian yang sama dengan beton geopolimer. Penelitian ini juga akan mempelajari kuat tekan beton beton geopolimer dan beton OPC yang direndam di air garam, serta mengetahui hubungan porositas terhadap kuat tekan beton.

4

Rumusan Masalah Adapun yang menjadi rumusan masalah pada peneltian ini

adalah: 1. Bagaimana kuat tekan yang terjadi pada silinder beton

geopolimer di lingkungan air garam dan hubungannya dengan porositas.

2. Bagaimana laju korosi tulangan dengan melihat nilai potensial pada balok beton geopolimer yang direndam dalam air garam?

3. Bagaimana laju penetrasi ion chlorida pada silinder beton geopolimer di lingkungan air garam?

Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah :

1. Untuk menghitung kuat tekan dan hubungannya dengan porositas pada silinder beton geopolimer di lingkungan air garam.

2. Untuk mengetahui laju korosi tulangan dengan melihat nilai potensial pada balok beton geopolimer yang direndam dalam air garam.

3. Untuk mengetahui laju penetrasi ion chlorida pada silinder beton geopolimer di lingkungan air garam

Batasan Masalah Dalam penyusunan laporan penelitian Tugas Akhir ini

penulis melakukan batasan permasalahan agar tidak timbul penyimpangan terhadap permasalahan yang semakin meluas. Batasan permasalahan adalah sebagai berikut :

1. Semua hal yang berkaitan dengan perencanaan maupun pembuatan geopolimer tidak dipandang dari segi biaya jika dibandingkan dengan beton konvensional.

2. Agregat yang digunakan berasal dari PT. Surya Beton Indonesia 3. Semua data dan hasil yang dicantumkan dalam Tugas Akhir

berdasarkan hasil penelitian di Laboratorium.

5

4. Menggunakan PDAM Surabaya 5. Fly ash yang digunakan pada penelitian ini merupakan fly ash

kelas F yang berasal dari PT. Petrokimia, Gresik. 6. Tidak membahas tentang reaksi kimia.

Manfaat Penelitian Dalam penulisan laporan penelitian tugas akhir ini

diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut ini : 1. Hasil dari penelitian ini dapat menjadi referensi pada

penelitian beton geopolimer yang akan datang. 2. Penelitian ini dapat menjadi referensi untuk pembuatan beton

geopolimer pada skala industri.

Sistematika Penulisan BAB I PENDAHULUAN Pada bab ini berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan, batasan masalah, manfaat dan sistematika penulisan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini berisi tentang pembahasan beton geopolimer beserta penelitian-penelitian pendahulu, dan pembahasan unsur penyusun beton geopolimer.

BAB III METODOLOGI Pada bab ini membahas tentang persyaratan material yang dapat digunakan pada penelitian, mix desain dan proses pembuatan balok beton geopolimer, serta pengetesan yang dilakukan terhadap balok beton geopolimer. BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN Pada bab ini membahas hasil pengujian yang dilakukan terhadap balok beton geopolimer.

6

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini membahas hasil akhir dari Pengujian beton geopolimer dan saran-saran untuk penelitian berikutnya.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Umum

Saat ini banyak pembangunan konstruksi yang sedang dan akan terus berlangsung. Sehingga dampak pembangunan terhadap lingkungan perlu diperhatikan, pencemaran lingkungan karena pembangunan, perlu ditekan seminimal mungkin. Dan juga penggunaan beton pada konstruksi saat ini menimbulkan pencemaran lingkungan, karena menggunakan semen sebagai material penyusunnya. Padahal, semen menghasilkan gas CO2 yang berbahaya bagi lingkungan. Banyaknya gas CO2 yang dihasilkan diukur berdasarkan banyaknya bahan bakar yang digunakan bukan berdasarkan banyanya asap yang keluar dari cerobong asap. Dalam hal ini saat 1 ton semen diproduksi, maka secara langsung 0,55 ton gas CO2 terbentuk dan 0,40 terbentuk saat proses pembakaran. Bisa disimpulkan bahwa jika 1 ton semen diproduksi maka menghasilkan 1 ton gas CO2. (Davidovits,1994).

Pencarian bahan pengganti semen portland telah menjadi suatu tantangan bagi komunitas semen internasional. Bab ini akan menjelaskan secara umum tentang geopolimer mulai dari latar belakang beton dan perkembangan geopolimer dengan bahan dasar fly ash sehingga dipakai menjadi salah satu alternatif baru untuk mengganti semen. Perkembangan beton geopolimer juga diharapakan menjadi terobosan baru pada skala besar sehingga perlu diteliti kekuatannya dan ketahanan (resistansi) dengan berbagai variasi campuran untuk mendapatkan hasil yang baik. Penelitian ini mengacu pada lingkungan air laut sehingga dalam penerapannya beton geopolimer juga diharapakan penerapannya mampu bertahan di lingkungan agresif, untuk itu pada bab ini akan dipaparkan bagaimana beton geopolimer berbahan dasar fly ash jika ditempatkan di lingkungan air garam baik dari segi kekuatan

BAB II

8

beton maupun korosi yang terjadi pada beton maupun baja tulangan.

Beton Geopolimer Penelitian tentang beton geopolimer pertama kali

diperkenalkan oleh Davidovits (1978) menyatakan larutan alkaline bisa dibuat dengan bahan dasar Fly Ash atau abu sekam agar menghasilkan binder. (Davidovits, 1994) menyatakan reaksi kimia yang terjadi dalam pencampuran material diatas merupakan proses polimerisasi disebut geopolimer untuk binder binder tersebut.

Beton geopolimer merupakan beton yang tidak menggunakan semen pada campurannya. Sebagai pengganti semen digunakan fly ash yang merupakan limbah hasil pembakaran batu bara, namun fly ash tidak memiliki kemampuan mengikat seperti halnya semen, sehingga diperlukan alkali aktivator. Aktivator yang umumnya digunakan adalah Sodium Hidroksida 8M sampai 14M dan Sodium Silikat (Na2SiO3) dengan perbandingan antara 0,4 sampai 2,5 (Hardjito, 2005).

Geopolimer merupakan sintesis bahan-bahan produk sampingan seperti abu terbang (fly ash), abu kulit padi (rice husk ash) dan lain-lain yang banyak mengandung silika dan alumina (prekursor) membentuk sebuah senyawa silikat alumina anorganik (Lloyd dan Ranga, 2010).

Penelitian tentang geoplimer dilakukan oleh banyak peneliti di berbagai negara dan universitas termasuk yang dilakukan oleh Chalmers, dkk (2013), yang melakukan uji fly ash berdasarkan 10 sumber yang berbeda di Australia. Dalam penelitian nya mereka menggunakan suhu curing sebesar 23°C dengan umur beton 7 hari, 28 hari, 56 hari, dan 90 hari menunjukkan bahwa pada umur 7 hari beton tersebut memiliki kuat tekan sebesar 40,1 MPa, pada umur beton 28 hari memiliki kuat tekan sebesar 68,1 MPa, untuk 56 hari menghasilkan kuat tekan 81,6 MPa, dan untuk umur beton 90 hari menghasilkan kuat tekan maksimum sebesar 80,8 MPa. Hal ini membuktikan

9

bahwa kekuatan tekan geopolimer berbahan dasar fly ash cukup tinggi dan semakin lama kuat tekan yang dihasilkan juga tinggi

Penelitian selanjutnya dilakukan oleh Subekti, 2008, berjudul “Ketahanan Beton Geopolimer dengan Bahan Dasar Fly Ash terhadap Lingkungan Agresif – Air dan Sulfat.” Meneliti kuat tekan, kuat tarik belah, tes porositas dan tes hasil kandungan Chlor dengan ukuran benda uji 10 x 20 cm². Pengujian dlakukan pada umur rendaman 0, 30, 60, 90, dan 120 hari, sementara untuk campuran menggunakan variasi molaritas 8 Mol dengan rasio alkali 𝑁𝑎𝑂𝐻

𝑁𝑎₂𝑆𝑖𝑂₃= 1,5 dan molaritas

12 mol dengan rasio alkali 𝑁𝑎𝑂𝐻

𝑁𝑎₂𝑆𝑖𝑂₃= 1,5.

Dari hasil kuat tekan dan kuat tarik belah beton, secara keseluruhan dapat disimpulkan bahwa beton geopolimer lebih tahan terhadap lingkungan agresif (air laut dan sulfat) daripada beton konvensional.

Penetrasi ion klorida pada beton geopolimer berbahan dasar fly ash lebih tinggi daripada beton OPC. Pada beton OPC di lingkungan air laut, besarnya risiko korosi klorida diinduksi tulangan baja . Hal ini disebabkan oleh tidak adanya mekanisme yang mengikat klorida, seperti dalam semen dengan C₃A, dan kurangnya hidrasi yang terus menerus dalam geopolimer fly ash untuk mengurangi porositas. Potensi korosi geopolimer fly ash dan OPC lebih rendah dari -270 mV vs Ag / AgCl di 91 hari, yang menunjukkan besarnya risiko korosi tulangan baja pada geopolimer lebih rendah dari beton laju korosi OPC (Monita Olivia dan Hamid R Nikraz, 2012). Material Geopolimer

Unsur Penyusun Geopolimer Fly Ash Fly Ash adalah bahan yang berasal dari sisa pembakaran

batu bara yang tidak terpakai. Material ini mempunyai kadar bahan semen yang tinggi dan mempunyai sifat pozzolanik,

10

yaitu dapat bereaksi dengan kapur bebas yang dilepaskan semen saat proses hidrasi dan membentuk senyawa yang bersifat mengikat pada temperatur normal dengan adanya air (Himawan dan Darma, 2005).

Komposisi dari fly ash sebagian besar terdiri dari silikat dioksida (SiO2), alumunium (Al2O3), besi (Fe2O3) dan kalsium (CaO), serta magnesium, potassium, sodium, titanium, sulfur, dalam jumlah yang kecil. Komposisinya tergantung dari tipe batu bara.

Menurut ASTM C618 (ASTM, 2003:304) abu terbang

(fly ash) didefinisikan sebagai butiran halus hasil residu pembakaran batu bara atau bubuk batu bara. Pada beton geopolimer, fly ash berfungsi sebagai pengikat material beton. Kandungan utama fly ash terdiri atas senyawa silicate glass yang mengandung silika (Si), alumina (Al), Ferrum (Fe), dan kalsium (Ca).

Menurut ACI Committee 226 dijelaskan bahwa fly ash

mempunyai sifat sebagai berikut: 1. Spesific gravity : 2.2 – 2.8 2. Ukuran : ϕ 1 mikron – ϕ 1 mm, dengan kehalusan 70% -

80% melewati saringan no. 200 (75 mikron) 3. Kehalusan : % tertahan ayakan 0.075 mm 3.5% tertahan

ayakan 0.045 mm 19.3 % sampai ke dasar 77.22

Klasifikasi jenis Fly Ash (ASTM C 618) Fly Ash dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu:

a. Kelas C Kadar (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 50%

b. Kelas F

Kadar (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 70%

c. Kelas N

11

Pozzolan alam atau hasil pembakaran yang dapat digolongkan antara lain tanah diatomic, opaline chertz, dan shales, tuff, dan abu vulkanik, dimana biasa diproses melalui pembakaran atau tidak melalui proses pembakaran. Selain itu juga mempunyai sifat pozzolan yang baik.

Gambar 0.1 Partikel fly ash yang diamati dengan SEM (Ekaputri, 2013)

Menurut Triwulan dkk, 1997, Halaman 4 -5, pengaruh

Fly Ash terhadap perilaku phisik dan mekanik beton adalah : Menurunkan panas hidrasi beton Meningkatkan workability beton segar Memperlambat setting time beton Meningkatkan kuat tekan beton Meningkatkan ketahanan beton Meningkatkan perlindungan korosi, dengan mengurangi

permeabilitas, fly ash bisa mengurangi kecepatan agresi air.

Meningkatkan resistansi sulfat dan mengurangi reaktivitas alkali silika.

12

Alkali Aktivator Alkali activator yang sering dipakai dalam campuran

beton geopolimer adalah Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida. (Hardjito dan Rangan, 2005). Sodium Silikat

Sodium silikat mempunyai fungsi untuk mempercepat reaksi polimerisasi. Bentuknya dapat berupa padatan dan larutan, pada pengguanaan beton lebih banyak digunakan bentuk larutan. Sodium silikat dikenal sebagai water glass yang awalnya digunakan sebagai campuran dalam pembuatan sabun fly ash dan sodium silikat membentuk ikatan yang sangat kuat namun terjadi retakan antar mikrostruktur.

Sodium hiroksida Sodium hdroksida berfungsi untuk mereaksikan unsur-unsur Al dan Si yang terkandung dalam fly ash sehingga dapat menghasilkan ikatan polimer yang kuat. Fly ash dalam sodium hiroksida membentuk ikatan kurang kuat namun ikatan lebih padat dan terjadi retakan antar mikrostruktur

Semakin besar rasio perbandingan Si/Al, maka karakter polimer semakin terbentuk kuat. Hal ini dapat dilihat pada gambar 2.2 Selain itu reaksi pembentukan material geopolimer dilihat dalam persamaan pada Gambar 2.3 (Wallah, 2006).

Gambar 0.2 Ikatan Polimerisasi SiO₄ dan AlO₄

13

Gambar 0.3. Ikatan Polimerisasi Berdasarkan Si dan Al

(Davidovits, 1994) Dari gambar diketahui bahwa peranan unsur silikat dan

alumunium sangat penting dalam proses polimerisasi. Hal ini ditunjukkan dalam bentuk rasio perbandingan Si/Al, semakin besar ratio Si/Al karakter polimer semakin terbentuk kuat.

Dalam pembuatan beton geopolimer diperlukan alkali aktifator yang berfungsi mengikat agregat karena fly ash tidak memiliki kemampuan mengikat seperti halnya semen. Aktivator yang umumnya digunakan adalah Sodium Hidroksida 8M sampai 14M dan Sodium Silikat (Na2SiO3) dengan perbandingan antara 0,4 sampai 2,5 (Hardjito,2005).

Molaritas larutan sodium hidroksida juga sangat berpengaruh pada kuat tekan beton geopolimer. Semakin tinggi molaritas larutan sodium hidroksida semakin tinggi pula kuat tekannya. Demikian juga rasio perbandingan antara sodium silikat : sodium hidroksida (Na2SiO3 : NaOH) yang memegang peranan penting terhadap pembentukan sifat mekanik beton geopolimer. Semakin tinggi rasio perbandingan antara Na2SiO3 : NaOH maka akan semakin tinggi pula kuat tekannya. Hal ini dapat dilihat pada hasil kuat tekan beton. Beton geopolimer 12 Mol dan perbandingan Na2SiO3 : NaOH = 1,5 dalam rendaman larutan NaCl 120 hari memiliki kuat

14

tekan tertinggi sebesar 58,95 Mpa. Sedangkan beton geopolimer 8 Mol dan perbandingan Na2SiO3 : NaOH = 0,5 dalam rendaman larutan NaCl 120 hari memiliki kuat tekan lebih rendah yaitu 26,49 MPa. (Subekti, 2007).

Chindaprasirt dkk (2007) mengemukakan bahwa, untuk menghasilkan kuat tekan geopolimer yang lebih tinggi, rasio natrium silikat dan natrium hidroksida yang optimum sekitar 0,67-1,00. Sementara itu, konsentrasi NaOH antara 10 dan 20 M memberikan efek kecil pada kuat tekan.

Agregat

Agregat yang dipakai dalam pembuatan beton harus bersih dari kotoran karena berpengaruh terhadap kuat tekan beton. Kandungan lumpur yang lebih dari 2,5% pada agregat halus maka harus dicuci terlebih dahulu. Pada agregat kasar kandungan lumpurnya tidak boleh lebih dari 1%. Pemilihan agregat yang digunakan dalam pencampuran beton dalam keadaan jenuh kering muka. Hal ini disebabkan karena keadaan jenuh kering muka merupakan kebasahan agregat yang hampir sama dengan agregat dalam beton, sehingga agregat tidak akan menambah maupun mengurangi air dari pastanya, selain itu kadar air di lapangan lebih banyak yang mendekati keadaan SSD daripada yang kering tungku. (Tjokrodimuljo (2007) dalam Pujianto, dkk. 2013.

Superplastisizer Superplasticizer merupakan bahan tambah (admixture).

Superpalsticizer yang digunakan pada penelitian ini berbahan Naphthalene dengan penggunaan 2% dari berat flyash.

Beton di Lingkungan Air Laut Kandungan klorida (Cl⁻) yang yang begitu tinggi pada air

laut merupakan garam yang bersifat agresif terhadap bahan lain, termasuk beton. Kerusakan dapat terjadi pada beton akibat reaksi antara air laut yang agresif yang terpenetrasi ke dalam beton dengan senyawa-senyawa di dalam beton yang

15

mengakibatkan beton kehilangan sebagian massa, kehilangan kekuatan dan kekakuannya serta mempercepat proses pelapukan.Garam-garam Sodium yang terkandung dalam air laut dapat menjadi unsur yang berbahaya bila berkombinasi dengan agregat alkali yang reaktif, sama seperti dengan kombinasi dengan semen alkali. Karena itu air laut tidak boleh dipakai untuk beton yang diketahui mempunyai potensi agregat alkali reaktif, bahkan bila kadar alkalinya rendah.

Garam-garam seperti Kalsium Klorida dan Magnesium klorida akan bereaksi secara kimiawi dengan semen sehingga mengurangi setting time (waktu pengikatan) beton, kekuatan dini meningkat tetapi untuk kekuatan akhirnya menurun dan konsentrasi sulfat pada air laut juga bisa menyebabkan kerusakan pada pasta. Selain reaksi kimia, kristalisasi garam dalam rongga beton dapat mengakibatkan kehancuran akibat tekanan kristalisasi tadi. Karena kristalisasi terjadi pada titik penguapan air, bentuk serangan terjadi di dalam beton di atas pemukaan air. Garam naik di dalam beton dengan aksi kapiler, jadi serangan terjadi hanya jika air dapat terserap dalam beton (Nugraha, 2007).

Pada bangunan tepi pantai, beton akan bersinggungan dengan air garam yang mengandung NaCl yang dapat meresap ke dalam beton sehingga dapat merusak dan bahkan menghancurkan beton. Kerusakan beton terjadi ketika NaCl tersebut menguap sehingga di dalam pori-pori beton timbul kristal – kristal garam yang akan mendesak pori-pori dinding beton. Akibatnya beton pecah menjadi serpihan-serpihan lepas. Maka dari itu biasanya untuk mengurangi kerugian yang ditimbulkan akibat pengaruh klorida dan sulfat pada beton ini, seringkali digunakan beton dengan mutu tinggi. Hal ini dimaksudkan agar penetrasi air laut ke dalam beton menjadi semakin sulit karena tingkat kepadatan beton yang tinggi. Sehingga kekuatan beton yang berada di lingkungan laut tidak mengalami perubahan.( Elia Hunggurami dkk, 2014)

16

Mekanisme Kerusakan Difusi ion Cl‾ terjadi dari konsentrasi yang tinggi ke

konsentrasi rendah. Proses difusi terjadi karena pada permukaan luar beton secara langsung kontak dengan air laut yang mengandung ion Cl‾ de-ngan konsentrasi tinggi sedangkan bagian dalam dari beton mula-mula tidak mengandung ion Cl‾ sehingga menyebabkan terjadinya gradien konsentrasi antara permukaan dan bagian dalam beton.(Hartono, dkk, 2009).

Umumnya beton memiliki tingkat proteksi yang tinggi terhadap korosi. Beton yang memiliki faktor air semen yang rendah dengan perawatan yang baik memiliki permeabilitas yang rendah dimana akan mengurangi penetrasi unsur-unsur penyebab korosi seperti oksigen (O2), ion Klorida (Cl-), Karbondioksida (CO2) dan Air (H2O). Semakin baik mutu suatu beton maka permeabilitasnya semakin rendah. Ini berarti bahwa kemungkinan terekspos terhadap lingkungan yang korosif semakin kecil.(Atur, 2006).

Tulangan besi dalam beton sebenarnya tahan terhadap

korosi, karena sifat alkali dari beton (pHnya sekitar 12-13), sehingga dipermukaan tulangan dalam beton terbentuk sebuah lapisan pasif yang menyebabkan besi terlindung dari pengaruh luar. Proses karbonisasi (carbonation) dan intrusi ion-ion khlorida (Cl⁻) ke dalam beton adalah dua faktor utama yang menyebabkan rusaknya lapisan pasif tersebut dan berlanjut pada terkorosinya tulangan di dalam beton.(Atur, 2006).

Korosi pada besi tulangan merupakan proses bereaksinya

atom-atom Fe yang berada dalam batang tulangan menjadi ion Fe2+ atau Fe3+. Mekanisme korosi yang disebabkan baik ion Klorida maupun karbonasi adalah sebagai berikut:

Pada anoda terjadi reaksi: Fe Fe²⁺ + 2e Pada katoda terjadi reaksi : 2e + H₂O + ½ O₂(OH)⁻

17

Hasil pada reaksi tersebut terbentuk ion hidroksil (OH)⁻ yang mana ion tersebut meningkatkan sifat alkali dari beton dan memperkuat lapis pasif dan mengurangi pengaruh karbonasi dan ion klorida pada katoda seperti yang ditunjukkan gambar 2.4 (Broomfield J. P . 1997, (dalam Atur, 2006).

Gambar 0.4. Mekanisme terjadinya korosi pada tulangan

dalam beton

Proses Masuknya Ion Chlorida ke dalam Beton Masuknya chloride ke dalam beton adalah penyebab

yang paling signifikan dari kondisi korosi pada beton dan baja tulangan yang tertanam di dalam beton. Masuknya chloride pada umumnya disebabkan oleh tiga mekanisme yaitu penyerapan, perembesan dan difusi. Penyerapan terjadi akibat suatu cairan dapat menembus ke

dalam bahan semen karena akibat dari permukaan beton yang memiliki pori-pori kapiler, sehingga membantu cairan masuk ke dalam beton.

Perembesan adalah sebuah mekanisme dimana sebuah cairan berhasil masuk ke dalam beton akibat adanya perbedaan tekanan hidrostatis

18

Difusi didefenisikan sebagai transportasi ion/molekul dari daerah konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah, dan akan terus bergerak sampai terjadi keseimbangan ion atau moleku tersebut. (Koorp, 1995), dalam Jonathan dkk 2013 Nilson dkk (1996), mengatakan tingkat masuknya klorida

ke dalam beton di lingkungan laut dan garam tergantung pada beton itu sendiri (sifat potensial) serta agresivitas klorida lingkungan. Sebenarnya difusivitas klorida beton berbeda. Masuknya klorida ke dalam beton di zona percikan air laut bisa lebih kecil dari masuknya klorida ke dalam beton di zona yang terpapar/ terendam air laut. Parameter bahwa beton sudah mengandung chloride ada 4 yaitu: Chloride sudah mencapai permukaan beton Kandungan chloride pertama kali sebelum terpapar air laut Koefisien difusi klorida telah tercapai Lama perendaman/ paparan terhadap air laut.

Masalah serangan klorida muncul ketika ion klorida masuk dari luar. Yang lebih penting, adalah bahwa ion klorida dalam air laut melakukan kontak langsung dengan beton. Chloride dapat megendap pada permukaan beton dalam bentuk yang sangat halus (Neville, 1995).

Bagaimana pun chlorida pasti menembus beton akibat reaksi dari bahan organik yang mengandung klorida. Asam klorida yang terbentuk masuk melalui permukaan beton di mana ia bereaksi dengan ion kalsium dalam air pori akhirnya membantu masuknya ion klorida ke dalam beton (Lammke A, 1990) dalam Neville, 1995

Beton geopolimer dan beton geopolimer memiliki tingkat penetrasi terhadap ion chloride yang berbeda. Hal ini dibuktikan melalui penelitian yang dilakukan Azreen dkk (2015). Pada penelitian yang mereka lakukan beton geopolimer pada kedalaman 55-65 mm mengandung chloride sebesar 0,09

19

% sedangkan beton OPC pada kedalaman yang sama mengandung chloride sebesar 0,13 %. Hasil ini menunjukkan bahwa daya tahan beton geopolimer secara signifikan lebih tinggi dibandingkan dengan OPC beton dalam hal penetrasi clhorida. Dengan kata lain beton geopolimer menunjukkan stabilitas kimia baik setelah direndam dalam larutan garam dari OPC beton.

Pengukuran Laju Korosi Metode pengujian untuk mengetahui potensial korosi

akibat penetrasi ion chloride adalah dengan menggunakan half-cell potential dan untuk mengetahui resistivity beton menggunakan four-probe resistivity meter.

Pengukuran laju korosi dilakukan untuk mencari kemungkinan terjadi karat menggunakan alat half cell potential adalah teknik yang paling sederhana yang dapat menentukan potensi korosi. Korosi tulangan baja pada beton geopolimer dan OPC diukur dengan alat half cell potential berdasarkan ASTM C876. Arus listrik bersumber dari voltmeter yang terdiri dari dua terminal. Satu terminal terhubung ke tulangan beton sedangkan terminal yang lain terhubung ke elektroda Cu/CuSO4. Pengukuran dilakukan dengan mengamati perbedaan tegangan antara elektroda dan batang baja tulangan (Shaikh, 2014). Potensi korosi kemudian dibandingkan dengan nilai ambang untuk menafsirkan resiko korosi. Nilai ambang disajikan pada Tabel 2.1.

20

Tabel 0.1.Interpretasi nilai half cell potential (mV) terhadap elektroda

SCE elektroda (ASTM C 876) Nilai Resiko Korosi ≥ 200 Kemungkinan 90% tidak

terjadi korosi 200- 350 Beresiko terjadi korosi

≥ 350 Kemungkinan 90% terjadi korosi

Penelitian yang dilakukan Olivia dan Nikraz (2010) tentang

uji korosi terhadap beton geopolimer dan OPC dengan menggunakan alat half cell potential. Beton geopolimer dan OPC menunjukkan nilai > -270 mV artinya kedua benda uji tersebut beresiko terjadi korosi. Namun, kemungkinan rusaknya passive film pada baja tulangan belum dapat dihitung karena pengukuran dilakukan hanya sampai 91 hari.

Pada tabel 2.2 menunjukkan korelasi antara berat beton

dengan resiko korosi yang dihasilkannya.

21

Tabel 0.2 Resiko korosi berdasarkan kadar klorida

Kadar Klorida (%) Resiko Korosi Berdasarkan berat semen

Berdasarkan berat beton (440

kg/m’ berat semen)

>2,0 >0,36 Pasti 1,0 - 2,0 0,18 – 0,36 Sangat Mungkin 0,4 – 1,0 0,07 - 0,18 Mungkin <0,4 <0,07 Tidak Mungkin

Sumber : Brown, dkk Millard (1991) dalam penelitiannya menemukan bahwa

tahanan listrik (electrical resistivity) beton meningkat dengan meningkatnya mutu beton serta semakin tebalnya selimut beton. Tahanan listrik beton berfungsi mengurangi laju korosi dengan menghambat arus listrik dalam beton akibat korosi yang terjadi secara elektro-kimia. Dengan berkurangnya arus listrik yang mengalir dalam proses korosi tersebut maka atom Fe yang akan teroksidasi akan berkurang. Tahanan beton juga bergantung pada kelembaban (derajat kejenuhan) dalam pori-pori beton, sehingga besarnya berfluktuasi terhadap kondisi lingkungan. Tahanan beton pada beton yang kering diperoleh sebesar 1x10⁹ Ω.cm dan pada beton yang jenuh air sebesar 1x10⁴Ω .cm bahkan nilainya bisa kurang dari 1x10³Ω.cm untuk beton yang sangat basah (Lopez W, 1993), dalam Atur, 2006.

22

Tabel 0.3. Tingkat korosi berdasarkan Tahanan Beton Tahanan Tingkat (kΩ.cm) Kecepatan Korosi

<5 sangat tinggi 5 - 10 Tinggi

10 - 20 Sedang >20 Lambat

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

23

BAB 3 METODOLOGI

Diagram Alir Bab ini menyajikan prosedur kerja penelitian yang

mempelajari daya tahan dan kekuatan beton geopolimer di lingkungan air garam. Prosedur kerja dapat dijelaskan melalui diagram alir seperti di bawah :

Beton konvensional (Agregat + semen + air)

Beton geopolimer - Binder activator 25% - Agregat + Fly ash 75 %

Start

Studi Literatur

Persiapan Bahan dan Material

Beton geopolimer: -Agregat Halus dan Agregat Kasar -Fly ash kelas F -Larutan Alkali (NaOH + Na₂SiO₃) -Larutan NaCl -Aquades -Superplasticizer - Tulangan dia.16mm

Beton OPC (Portland semen, pasir, kerikil dan air)

Mix Design

Analisa/ Material : - Uji persyaratan agregat kasar halus Uji Analisis XRD dan XRF Fly Ash

A B

BAB III

24

Konsentrasi Larutan NaoH 8 Mol; 10 Mol; 12 Mol

𝑁𝑎₂𝑆𝐼𝑂₃

𝑁𝑎𝑂𝐻

= 1.5


𝑁𝑎𝑂𝐻

= 2


𝑁𝑎𝑂𝐻

= 2.5

Beton Geopolimer

Slump Test

Perendaman selama 30 hr, 60 hr, 90 hr,120 hr

Air Tawar Larutan Sodium Chlorida 3,5%

Benda Uji - Silinder (d=10cm, t= 20cm) - Balok (10x10x15)cm dgn tulangan

Beton OPC

op

op

Slump Test

Perendaman selama 30 hr, 60 hr, 90 hr,120 hr

Benda Uji - Silinder (d=15cm, t= 30cm - Balok (10 x 10 x 15) dgn tulangan

Air Tawar Larutan Natrium Chlorida 3,5 %

A B


𝑁𝑎𝑂𝐻

= 2.5

A B

25

Gambar 3. 1 Diagram Alir Metodologi

Tahap – Tahap Metodologi Penenelitian Ada beberapa tahap yang akan dilakukan dalam pelaksanaan

penelitian dengan judul “Pengaruh konsentrasi alkali terhadap penetrasi ion chlorida pada beton geopolimer” . Tahap tahap tersebut akan dijelaskan sebagai berikut

Studi Pustaka

Studi Pustaka dilakukan dengan mendalami materi yang relevan dengan penelitian, meliputi mengumpulkan, mempelajari berbagai buku teks, jurnal ilmiah, peraturan dan standar nasional maupun internasional, pedoman masalah metode spesifikasi dan tata

1. Test kuat tekan 2. Test laju korosi 3. Test Penetrasi ion chloride 4. Test porositas

Analisis Data

Kesimpulan

FINISH

Output Hasil Analisis

1. Test kuat tekan 2. Test laju korosi 3. Test Penetrasi ion chloride 4. Test porositas

26

cara pelaksanaan penelitian. Diantaranya membahas masalah : alkali, material abu terbang / fly ash, beton geopolimer dengan bahan dasar fly ash, beton geopolimer dalam lingkungan agresif, mekanisme kerusakan beton, dan pengujian laju korosi.

Persiapan Bahan dan Material Fly Ash (Abu Terbang)

Dalam pembuatan beton geopolimer material dasar yang digunakan adalah Fly Ash (abu terbang kelas F) yang berasal dari Petrokimia Gresik.

Gambar 3. 2 Fly Ash Kelas F Semen Semen yang akan digunakan untuk benda uji type I produksi

PT. Semen Gresik, dengan standar mutu mengacu pada ASTM C 150 dan SNI 0013 – 81.

Alkali Aktivator

Jenis Alkali aktivator yang digunakan adalah Sodium Silikat (Na2SiO3) dan Sodium Hidroksida yang digunakan adalah larutan 8Mol, 10 Mol, dan 12 Mol.

Sodium Hidroksida (NaOH) Sodium hidroksida berfungsi sebagai aktivator dalam reaksi polimerisasi, sedangkan Sodium silikat sebagai katalisator untuk mempercepat pengikatan silika dan oksida alumina

27

pada fly ash. Sodium hidroksida dijual di pasaran berupa serpihan, oleh karena itu harus dijadikan larutan dulu dengan molaritas 8 Molar, 10 Molar, dan 12 Molar . Larutan harus dibuat sehari sebelum pemakaian dan didiamkan paling tidak selama 24 jam. Pembuatan larutan tersebut dilakukan di laboratorium Beton dan Bahan Bangunan ITS.

Gambar 3. 3 Serpihan NaOH

Adapun cara membuat larutan 8M, 10M, dan 12 M adalah sebagai berikut: A. Peralatan yang diperlukan

labu ukur, volume 1 liter timbangan digital alat pengaduk

B. Bahan yang diperlukan aquades murni serpihan NaOH

Cara membuat 1 liter larutan NaOH 8 Mol adalah sebagai berikut :

1. Menghitung kebutuhan NaOH yang akan digunakan. n = V x M……………………………….............. (3.1)

Dimana : n = Jumlah mol zat tersebut

28

M = Konsentrasi Larutan V = Volume Larutan

Maka, n = V x M

= 1 liter x 8 mol

𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟

= 8 mol Massa NaOH = n mol x Mr……................ (3.2)

= 8 mol x 40 𝑔𝑟𝑎𝑚

𝑚𝑜;

= 320 gram 2. Timbang NaOH seberat 320 gram untuk variasi 8M.

Dengan perhitungan yang sama dengan rumus 3.2 didapat massa NaOH 10M seberat 400 gram dan massa NaOH 12M seberat 480

3. Isi labu volume dengan aquades murni sampai setengah dari 1 liter

4. Masukkan NaOH padat ke dalam labu ukur 5. Aduk hingga semua NaOH larut 6. Tambahkan aquades lagi sampai mencapai 1 liter 7. Aduk lagi sampai NaOH tercampur kemudian didiamkan

satu malam atau 24 jam

Sodium Silikat Sodium silikat yang dipakai adalah berupa larutan kental siap pakai, yang diambil dari PT. Kasmaji Inti Utama (PTKIU).

29

Gambar 3. 4 Sodium Silikat

Agregat Halus (Pasir) Agregat halus yang digunakan adalah pasir alami yang

diambil dari PT. Sinar Beton Indonesia.

Agregat Kasar (Kerikil) Agregat kasar ( Kerikil ) yang digunakan dari PT. Sinar beton

Indonesia yang dihasilkan dari proses pemecahan batu ( Crushed ) yang lazim disebut batu pecah.

Superplasticizer

Polycarbonic Acid Salts yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari PT. Sika Indonesia. Berfungsi untuk mempercepat setting time dan penggunaan SP adalah 2% dari berat fly ash.

Gambar 3. 5 Superplasticizer

30

Aquades Aquades atau air suling, didapatkan dengan membeli di toko

kimia. Pemakaian aquades dimaksudkan agar air yang digunakan lebih murni.

Baja Tulangan Kubus dan Silinder

Beton geopolimer akan dicetak menggunakan silinder ukuran (10 x 20) cm dan balok ukuran (10 x 10 x 15)cm, pada balok akan diberi tulangan di tengahnya. Beton OPC akan dicetak menggunakan silinder ukuran (15 x 30)cm.

Analisa/Uji Material Analisa ini bertujuan untuk memastikan bahwa bahan bahan

yang digunakan dalam penelitian layak pakai sesuai dengan persyaratan yang ditetapkan.

Analisa Fly Ash

3.4.1.1 Analisa X-Ray Fluorence (XRF) Pada Fly Ash X-Ray Flourescene (XRF) bertujuan untuk menganalisis

komposisi kimia (senyawa oksida) yang terkandung dalam sampel dengan menggunakan metode spektrometri. Pengujian ini dilakukan di PT. Sucofindo Surabaya.

3.4.1.2 Analisa X-Ray Diffraction (XRD) Pada Fly Ash

Dilakukan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan ukuran partikel.

3.4.2. Analisa Agregat Halus (Pasir) I. Percobaan kelembapan pasir ( ASTM C 566 – 97, reapprove

2004) Kelembapan pasir yaitu perbandingan berat air yang dikandung

pasir pada kondisi asli terhadap berat pasir pada kondisi kering oven. a) Tujuan

31

Untuk mengetahui / menentukan kelembapan pasir dengan cara kering. b) Peralatan

Timbangan 2600 gram Oven Pan

c) Bahan Pasir dalam keadaan asli

d) Prosedur Pasir dalam keadaan asli ditimbang sebanyak 500 gram (w1) Pasir dimasukkan ke dalam oven selama 24 jam dengan

temperature 100 derajat celcius Keluarkan pasir dari oven, setelah dingin pasir ditimbang

beratnya (w2). Kelembapan pasir =

𝑊1−𝑊2

𝑊2× 100 %...................(3.3)

Dimana : W1= Berat pasir asli (gram)

W2= Berat pasir oven (gram)

II. Berat Jenis Pasir ( ASTM 128-01 ) Berat jenis pasir yaitu berat pasir (dalam hal ini pasir yang berada

pada kondisi SSD ) per satuan volume. a) Tujuan

Menentukan berat jenis pasir pada kondisi SSD. b) Peralatan

Labu takar 1000 cc Timbangan analisa 2600 gram Oven Pan Hair dryer / kipas angin Kerucut dan rojokan SSD

c) Bahan

32

Pasir d) Prosedur

Penyiapan pasir untuk kondisi SSD Rendam pasir 24 jam, selanjutnya angkat dan tiriskan hingga

airnya hilang Keringkan dengan hair dryer / kipas angin sambil dibolak –

balik dengan sendok untuk mencari keadaan SSD Tempatkan kerucut SSD pada bidang datar yang tidak

menghisap air Isi kerucut SSD seper tiga tingginya dan rojok 9 kali, isi lagi

sepertiga tinggi dan rojok 8 kali, isi lagi sepertiga tinggi dan rojok 8 kali

Ratakan permukaannya dan angkat kerucutnya, bila pasir masih berbentuk kerucut maka pasir belum SSD

Keringkan lagi bila pasir masih belum SSD ulangi lagi pengisian dengan prosedur seperti sebelumnya, bila kerucut diangkat dan pasir gugur tetapi berpuncak maka pasir sudah dalam kondisi SSD dan siap untuk digunakan dalam pengujian.

Timbang labu takar 1000 cc Timbang pasir kondisi SSD sebanyak 500 gram dan masukkan

pasir ke dalam labu takar dan timbang (w2) Isi labu takar yang berisi pasir dengan air bersih hingga penuh Pegang labu takar yang sudah berisi air dan pasir posisi

miring, putar kiri dan kanan hingga gelembung – gelembung udara dalam pasir keluar

Sesudah gelembung – gelembung keluar tambahkan air ke dalam labu takar hingga batas kapasitas dan timbang (w1).

Keluarkan pasir dan air dari dalam labu takar dan labu takar dibersihkan kemudian isi labu takar dengan air sampai batas kapasitas dan timbang (w2).

Berat jenis pasir = 500

(500+𝑊2)−𝑊1 …….(3.4)

Dimana :

33

W1 = berat labu + pasir + air (gram) W2 = berat labu + air (gram)

III. Percobaan air resapan pada pasir(ASTM C 117 2003 ) a) Tujuan

Menentukan kadar air resapan pasir yaitu berat pasir yang dikandung pasir kondisi SSD per berat pasir oven.

b) Peralatan Timbangan analisa 2600 gram Oven Pan

c) Bahan Pasir kondisi SSD

d) Prosedur Timbang pasir dalam kondisi SSD sebanyak 500 gram Masukkan ke dalam oven selama 24 jam Pasir dikeluarkan dan setelah dingin ditimbang beratnya (w1)

Air resapan pasir = 500−𝑊1

𝑊1× 10…….......……. (3.5)

IV. Percobaan berat volume pasir (ASTM C 29/C29M 97) a) Tujuan

Menentukan berat volume pasir baik dalam keadaan lepas maupun padat.

b) Peralatan Timbangan Takaran berbentuk silinder dengan volume 3 liter (v). Alat perojok besi

c) Bahan Pasir

d) Prosedur

Tanpa rojokan / lepas

- Silinder dalam keadaan kosong ditimbang (w1).

34

- Silinder diisi dengan pasir sampai penuh dan angkat setinggi 10 mm jatuhkan ke lantai sebanyak 3 kali, ratakan permukaannya

- Timbang silinder yang sudah terisi pasir penuh (w2).

Dengan rojokkan

- Silinder dalam keadaan kosong ditimbang (w1). - Silinder diisi dengan pasir sepertiga bagian kemudian

dirojok 25 kali diisi lagi sepertiga bagian lalu dirojok 25 kali terus diisi lagi sepertiga bagian dan dirojok kembali sebanyak 25 kali.

- Permukaan pasir diratakan - Timbang silinder pasir yang sudah terisi pasir penuh (w2).

Berat volume pasir = (𝑊2−𝑊1)

𝑉……...…………… (3.6)

Dimana : W1 = berat silinder (Kg) W₂ = berat silinder + pasir (Kg) V = volume (l)

V. Tes Kebersihan pasir terhadap bahan organic (ASTM C 40-04) a) Tujuan

Penentuan kadar zat organik di dalam agregat yang digunakan di dalam adukkan beton.

b) Peralatan Botol bening Penggaris

c) Bahan Pasir asli Botol bening NaOH

d) Prosedur

35

Isikan agregat halus yang diuji ke dalam botol sampai kurang lebih 130 ml

Tambahkan larutan NaOH 3 % sampai 200 ml dan tutup rapat dan kocok kurang lebih 10 menit

Diamkan selama 24 jam Selanjutnya amati cairan di atas permukaan agregat halus

yang ada dalam botol bandingkan warna.Jika warna cairan dalam botol berisi agregat lebih tua warnanya dari pembanding, berarti dalam agregat berkadar zat organic yang terlalu tinggi.

VI. Tes Kebersihan pasir terhadap lumpur (pengendapan) ASTM C 33 2003.

a) Tujuan Menentukan banyaknya kadar lumpur dalam pasir

b) Peralatan Botol bening Penggaris

c) Bahan Pasir asli Air

d) Prosedur Botol bening diisi pasir dengan tinggi kurang lebih 60 mm

(H). Isikan air ke dalam botol hingga hampir penuh dan tutup rapat

kemudian dikocok Diamkan selama 24 jam Endapan Lumpur dan pasir masing – masing diukur tingginya

(h).

Kebersihan pasir = ℎ

𝐻× 100 % ……………….(3.7)

Dimana : h = Tinggi endapan lumpur (mm) H = Tinggi pasir (cm)

36

VII. Tes kebersihan pasir terhadap lumpur pencucian (ASTM C 117-03) a) Tujuan

Mengetahui kadar lumpur pasir b) Peralatan

Timbangan analisa 2600 gram Saringan no. 200 dan no. 50 Oven dan pan

c) Bahan Pasir kering oven Air

d) Prosedur Timbang pasir kering oven sebanyak 500 gram (w1) Pasir dicuci hingga bersih yaitu dengan mengaduk pasir

dengan air berkali kali hingga tampak bening Tuangkan air cucian ke dalam saringan no. 200 berkali – kali Pasir yang ikut tertuang dan tertinggal di atas saringan

dikembalikan ke dalam pan Pasir dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 110 + 5 derajat

celcius dan ditimbang beratnya (w2)

Kebersihan pasir = 𝑊1−𝑊2

𝑊1× 100 %…………(3.8)

Dimana : W1 = Berat pasir kering (gram) W2 = Berat pasir bersih kering (gram)

VIII. Percobaan analisa ayakan Pasir ( ASTM C 136-01 ) a) Tujuan

Menentukan distribusi ukuran butir / gradasi pasir

b) Peralatan Timbangan analisa 2600 gram Satu set ayakan ASTM-C33

37

Sikat (jika perlu) c) Bahan

Pasir dalam keadaan kering oven d) Prosedur pelaksanaan

Timbang pasir sebanyak 500 gram Bersihkan saringan dengan sikat / kuas kemudian disusun. Masukkan pasir dalam ayakan dengan ukuran saringan paling

besar ditempatkan paling atas dan diguncang – guncang dengan tangan selama 10 menit

Pasir yang tertinggal pada tiap ayakan ditimbang. Perlu untuk kontrol berat pasir keseluruhan 500 gram.

Gambarlah hasil prosentase saringan pada grafik.

Tabel 3.1Ukuran lubang ayakan

3.4.3 . Analisa Agregat kasar ( Batu Pecah ) I. Percobaan Kelembapan Batu Pecah ( ASTM C 566-97, reapp 04 )

No. Mm

3" 76,2 3/2" 38,1 3/4" 19,1 3/8" 9,5

No. 4 4,76 No. 8 2,38 No. 16 1,1 No.30 0,59 No. 50 0,297

No. 100 0,149 Pan 0

38

a) Tujuan Untuk mengetahui / menentukan kelembapan kerikil dengan cara kering

b) Peralatan Timbangan 2600 gram Oven Pan

c) Bahan Kerikil dalam keadaan asli

d) Prosedur Kerikil dalam keadaan asli ditimbang sebanyak 500 gram

(w1). Kerikil dimasukkan ke oven selama 24 jam dengan

temperature (100+5) derajat celcius Keluarkan kerikil dari dalam oven setelah dingin kerikil

ditimbang beratnya (w2). Kelembapan batu pecah =

𝑊2−𝑊1

𝑊2× 100 %...........(3.9)

Dimana : W1= berat batu pecah asli (gram) W2= berat batu pecah oven (gram)

II. Percobaan Berat Jenis Batu Pecah ( ASTM C 127-88 Reapp .01) a) Tujuan

Untuk mengetahui berat jenis kerikil dalam kondisi SSD. b) Peralatan

Timbangan 25 kg Keranjang kawat yang tergantung pada timbangan Oven Kain lap

c) Bahan

Kerikil dalam kondisi SSD d) Prosedur

39

Kerikil yang telah direndam selama 24 jam diangkat kemudian dilap satu per satu

Timbang sebanyak 3000 gram (w1). Masukkan keranjang yang berisi kerikil SSD ke dalam air.

Timbang berat dalam air (keranjang dan kerikil ) (w2).

Berat jenis pasir = 𝑊1

(𝑊1−𝑊2)…………………(3.10)

Dimana : W1 = berat batu pecah di udara (gram) W2 = berat batu pecah di air (gram)

III. Percobaan Air Resapan Batu Pecah ( ASTM C 127-88 Reapp .01 ) a) Tujuan

Menentukan kadar air resapan kerikil b) Peralatan

Timbangan 25 kg Oven

c) Bahan Kerikil/batu pecah pada kondisi SSD

d) Prosedur Timbang kerikil kondisi SSD sebanyak 3000 gram Masukkan ke dalam oven selama 24 jam Kerikil / batu pecah dikeluarkan setelah dingin timbang

beratnya (w). Untuk mendapatkan kadar air resapan batu pecah, maka

digunakan persamaan : Kadar air resapan = 3000−𝑊

𝑊× 100 %.....................(3.11)

Dimana : W = berat batu pecah oven (gram)

40

IV. Percobaan Berat Volume Batu Pecah ( ASTM C 29/ C 29-97 ) a) Tujuan

Menentukan berat volume batu pecah baik dalam keadaan lepas maupun padat

b) Peralatan Timbangan Takaran berbentuk silinder dengan volume 10 liter (v). Alat perojok besi

c) Bahan Kerikil / batu pecah dalam keadaan kering

d) Prosedur Tanpa Rojokan Silinder dalam keadaan kosong ditimbang (w1) Silinder diisi dengan batu pecah sampai penuh dan angkat

setinggi 10 mm jatuhkan ke lantai sebanyak 3 kali kemudian ratakan permukaannya

Timbang silinder yang sudah terisi batu pecah penuh (w2)

Dengan Rojokan Silinder dalam keadaan kosong ditimbang (w1). Silinder diisi dengan batu pecah sepertiga bagian kemudian

dirojok 25 kali isi kembali sepertiga bagian lalu dirojok sebanyak 25 kali kemudian diisi kembali hingga penuh lalu dirojok sebanyak 25 kali

Permukaannya diratakan Timbang silinder yang sudah terisi batu pecah penuh (w2)

Berat volume pasir = (𝑊2−𝑊1)

𝑉……………………...(3.12)

Dimana : W1 = berat silinder (kg) W = berat silinder + batu pecah (kg)

41

V = volume (ltr) V. Tes kebersihan batu pecah terhadap lumpur ( pencucian ) ( ASTM C 117- 01 ) a) Tujuan

Mengetahui kadar lumpur batu pecah b) Peralatan

Timbangan analisa 2600 gram Saringan no. 200 dan no. 50 Oven dan pan

c) Bahan Batu pecah kering oven Air

d) Prosedur Timbang batu pecah kering oven sebanyak 1000 gram (w1). Batu pecah dicuci hingga bersih yaitu dengan mengaduk batu

pecah dengan air berkali – kali hingga tampak bening Tuangkan air cucian ke dalam saringan no. 200 berkali – kali Batu pecah yang ikut tertuang di atas saringan dikembalikan

lagi ke dalam pan Batu pecah di oven dengan suhu 110 + 5 derajat celcius dan

ditimbang beratnya (w2).

Kebersihan batu pecah = 𝑊1−𝑊2

𝑊1× 100 %...............(3.13)

Dimana :

W1 = Berat batu pecah kering (gram) W2 = Berat batu pecah bersih kering (gram

VI. Tes keausan agregat kasar ( ASTM C 131-03 ) a) Tujuan

42

Mengetahui prosentasi keausan batu pecah / kerikil untuk beton dengan menggunakan mesin Los Angeles

b) Peralatan Mesin aus Los Angeles Bola baja 12 buah Timbangan analisa 2600 gram Saringan no. 1 ½ Saringan no. ¾ Saringan no. ½ Saringan no 3/8 Saringan no. 12 ( 1,7 mm )

c) Bahan Kerikil oven dengan gradasi

d) Prosedur Batu pecah / kerikil diayak sesuai dengan gradasi di atas Kumpulkan menjadi satu ( 5000 gram ) (w1) Masukkan bola baja (12 buah untuk gradasi A dan 11 bola

untuk gradasi B) Tutup mesin dan baut sekrup dikeraskan Putar mesin sebanyak 500 kali ( selama kurang lebih 15 menit

) Tutup mesin dibuka, batu pecah dan bola dikeluarkan Kerikil disaring dengan ayakan no. 12 ( 1,7 mm ) Yang tertinggal di atas saringan di cuci lalu di oven 16 – 24

jam. Setelah 24 jam dikeluarkan, setelah dingin kemudian ditimbang (w2).

Keausan pasir =

(𝑊1−𝑊2)

𝑊1× 100%..........................(3.14)

Dimana W1 = berat sebelum diabrasi (gram) W2 = berat setelah diabrasi (gram)

VII. Percobaan analisa saringan batu pecah (ASTM C136-01) a) Tujuan

43

Menentukan distribusi ukuran butir / gradasi batu pecah b) Peralatan

Timbangan 25 kg Satu set ayakan ASTM dengan diameter # 3/2”, ¾”,3/8” bila

perlu dengan # 4,75” dan 2,38” c) Bahan

Batu pecah dalam keadaan kering oven. d) Prosedur pelaksanaan

Masukkan batu pecah ke dalam ayakan yang telah disusun dari ayakan yang paling besar (di atas) sampai pada ayakan yang paling kecil (paling bawah), kemudian diguncang – guncang selama 10 menit.

Timbang batu pecah yang tertiggal pada masing-masing ayakan.

Gambarlah hasil prosentase saringan pada grafik.

Mengontrol berat total = 15 kg# CATATAN : bila batu pecah yang tersedia merupakan

campuran, maka analisa saringan perlu ditimbang sebagai berikut : Batu pecah diameter max 20mm sebanyak 15 kg Batu pecah diameter max 10mm sebanyak 10 kg Batu pecah diameter max 7mm sebanyak 5 kg

3.4.4. Melakukan Slump Tes ( ASTM C 143 / C 143M-03) a) Tujuan :

Untuk mengukur workability (daya kerja) dari campuran beton. Dan memperoleh keseragaman pemakaian air.

b) Peralatan Cetakan slump berupa Tabung kerucut besi (tabung Abraham)

dengan diameter dasar 8” (203 mm), puncak 4 “ (102 mm) dan tinggi 12” ( 305 mm)

Alat perojok diameter 16 mm dan panjang 600 mm Mistar

44

Plat baja

c) Bahan Yang Diperlukan Beton geopolimer segar

d) Prosedur Kerucut dibasahi bagian dalamnya, disiapkan diatas nampan /

plat baja yang datar Beton dimasukkan dalam kerucut sccara bertahap, l/3 bagian

I,II dan III dirojok masing-masing 25 kali. Rojokan dilakukan pada keliling dan bagian tengah cetakan

serta menyentuh lapisan di bawahnya. Setelah penuh beton diratakan permukaannya. Kerucut diangkat pelan-pelan secara vertikal tanpa gaya

horizontal dan torsi, kita biarkan selama 30 detik. Kerucut diletakkan di sisi beton dalam keadaan terbalik, dan

dengan menggunakan mistar kita ukur selisih tinggi beton dan kerucut, dimana nilai tersebut merupakan nilai / harga slump.

e) Demikian juga melakukan slump untuk beton konvensional prosedurnya sama dengan untuk beton geopolimer

3.4.5. Analisa air laut.

Analisa air laut dilakukan untuk mengetahui kadar air garam (NaCl) yang akan dibuat pada air rendaman benda uji. Dalam penelitian ini, data air laut yang digunakan adalah air laut Kenjeran dan dites kadar senyawa yang terkandung didalamnya yang dilakukan di Laboratorium Teknik Lingkungan, ITS. Setelah didapat kadar Chloridanya maka dibuatlah larutan air garam yang sama kadarnya dengan kadar air laut kenjeran.

Agar air laut mendekati keadaan aslinya , PH air laut dijaga agar sama dengan pH larutan air garam, yaitu dengan cara mengganti larutan NaCl untuk perendaman benda uji. Penggantian air garam dilakukan setelah PH air garam tersebut diperiksa dengan menggunakan PH indikator MERCH.

45

Perhitungan kebutuhan benda uji dan kebutuhan bahan 3.5.1. Perhitungan kebutuhan benda uji.

Untuk meneliti kuat tekan beton geopolimer digunakan silinder ukuran (10 x 20)cm, adapun konsentrasi larutan yang digunakan adalah 8M, 10M, dan 12M. Sedangkan untuk rasio antara Na₂SiO₃ adalah 1,5 ; 2 ; dan 2,5. Pengujian akan dilakukan selama masa perendaman sampai hari ke 30, 60, 90 dan 120, dengan sampel yang dibuat sebanyak 3 buah pervariasi. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada Tabel 3.2.

Tabel 3.2 Jumlah kebutuhan benda uji beton geopolimer untuk uji kuat tekan

Kemolaran Umur beton (hari)

Total Air tawar Air garam

28 58 88 118 8 1,5 3 3 3 3 12 8 2 3 3 3 3 12 8 2,5 3 3 3 3 12

10 1,5 3 3 3 3 12 10 2 3 3 3 3 12 10 2,5 3 3 3 3 12 12 1,5 3 3 3 3 12 12 2,0 3 3 3 3 12

12 2,5 3 3 3 3 12 TOTAL BENDA UJI 108

Jumlah Sampel Geopolimer untuk uji kuat tekan = 108 buah sampel.

Untuk meneliti laju korosi besi beton geopolimer digunakan kubus ukuran (10 x 10 x 15) cm, dan diberi tulangan diameter 16mm. Konsentrasi larutan yang digunakan adalah 8M, 10M, dan 12M.

𝑁𝑎2𝑆𝐼𝑂₃

𝑁𝑎𝑂𝐻

46

Sedangkan untuk rasio antara Na₂SiO₃ adalah 1,5 ; 2 ; dan 2,5. Pengujian akan dilakukan saat umur beton 30, 60, 90, dan 120 hari dengan sampel yang dibuat sebanyak 2 buah pervariasi. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada Tabel 3.3.

Tabel 3.3 Jumlah kebutuhan benda uji beton geopolimer

untuk uji laju korosi

Kemolaran

Perendaman sampai hari ke 30 (air tawar), 60, 90, 120 (air

garam) 8 1,5 2 8 2 2 8 2,5 2

10 1,5 2 10 2 2 10 2,5 2 12 1,5 2 12 2 2 12 2,5 2

TOTAL BENDA UJI 18

Jumlah Sampel geopolimer untuk uji kuat tekan = 18 buah sampel

Sebagai pembanding kuat tekan beton geopolimer makan

dibuatlah beton OPC dengan kuat tekan mencapai 45Mpa. Digunakan silinder ukuran (15x30)cm dan untuk penetrasi ion Chlorida digunakan balok ukuran (10x10x15)cm. Pengujian akansaat umur beton 30, 60, 90 dan 120 hari, dengan sampel yang


𝑁𝑎𝑂𝐻

47

dibuat sebanyak 3 buah perskala waktu. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada Tabel 3.4.

Tabel 3.4 Jumlah kebutuhan benda uji OPC untuk kuat tekan dan pentrasi ion chlorida

Jenis Test

Umur beton (hari) Total Air

tawar Air garam

30 60 90 120

Kuat tekan 3 3 3 3 12 Penetrasi Ion Chlor 2 2 2 2 8

Jumlah Sampel OPC untuk uji kuat tekan = 12 buah sampel Jumlah Sampel OPC untuk uji penetrasi Ion Chlorida = 8 buah sampel 3.5.2. Perhitungan kebutuhan bahan.

Perhitungan dilakukan untuk mengetahui berat setiap material yang digunakan pada beton geopolimer per meter kubik. Asumsi berat jenis beton adalah 2400 kg/m3

48

Gambar 3. 6 Komposisi Beton Geopolimer 3.5.2.1. Menentukan massa 1 benda uji Silinder 10x 20 cm

20

10

Gambar 3. 7 Penampang (silinder 10 x 20)cm

Fly ash (65%)

(444 kg/m3)

Agregat kasar (60%)

(1080 kg/m3)

Agregat halus (40%)

(720 kg/m3)

Alkali aktivator (35%)

(156 kg/m3)

Beton Geopolimer

(2400 kg/m3)

Agregat (75%) (1800 kg/m3)

Binder (25 %) (600 kg/m3)

Na2SiO3

1,5; 2; 2,5 NaOH 8M, 10 M, 12 M

49

Volume 1 silinder = 14 π d² t (3.15)

= 14 π (0,1)² (0,2)

= 1,57 x 10⁻³ m³

Perhitungan berat satu buah benda uji silinder menggunakan persamaan 3.16

Berat 1 Silinder = ρ x V (3.16)

= 2.4 t/m³ x 1,57 x 10⁻³ m³ = 3.77 x 10⁻³ ton ≈ 3.77 kgram ≈ 3770 gr

Pada persamaan 3.16 nilai ρ diasumsikan berat jenis beton geopolimer adalah 2400 kg/m3.

a. Massa beton geopolimer = massa agregat + masaa (fly ash +

pencampur) 3770 gr = massa aggregat + massa ( fly ash + pencampur)

b. Rumus yang digunakan untuk menentukan jumlah massa fly ash,

Na2SiO3, NaOH, agregat kasar, agregat halus, adalah sebagai berikut : Berat beton = berat [agreagat + (fly ash + activator)]

= 3,77 kg Berat agregat = 75% x berat beton = 75% x 3.77 kg = 2,827 kg Berat agregat kasar = 60% x berat agregat = 60% x 2,827 kg = 1,696 kg Berat agregat halus = 40% x berat agregat = 40% x 2,827 kg = 1,1308 kg Berat (fly ash + activator) = 25% x berat beton = 25% x 3.77 kg = 0,942 kg Berat fly ash = 65% x berat (fly ash + activator) = 65% x 0.942 kg = 0,612 kg Berat activator = 35% x berat (fly ash + activator) = 35% x 0.942 kg = 0,330 kg

50

Berat SP = 2% x berat fly ash = 2% x 0.612 kg = 12,24 gr

c. Massa pencampur = massa sodium hidroksida + massa sodium

silikat. Massa NaOH 8 M = Massa NaOH 10 M = Massa NaOH 12 M = Massa NaOH yang digunakan. Untuk menentukan berapa besar massa sodium hidroksida dan sodium silikat yang dipakai, dapat dihitung dengan menggunakan perbandingan – perbandingan sebagai berikut : Perbandingan 𝑁𝑎₂𝑆𝐼𝑂₃

𝑁𝑎𝑂𝐻= 1,5

Na₂SIO₃ = 1,5 NaOH Alkali = Na₂SIO₃ + NaOH 0,330 kg = 1.5 NaOH + NaOH 0,330 kg = 2.5 NaOH NaOH = 0.330

2.5= 0, 132 kg

Na₂SIO₃ = 0,330 – 0.132 = 0, 198 kg

Perbandingan 𝑁𝑎₂𝑆𝐼𝑂₃

𝑁𝑎𝑂𝐻= 2

Na₂SIO₃ = 2 NaOH Alkali = Na₂SIO₃ + NaOH 0,330 kg = 2 NaOH + NaOH 0,330 kg = 3 NaOH NaOH = 0.330

3=0.110 kg

Na₂SIO₃ = 0,330 kg – 0,110 = 0.220 kg Perbandingan 𝑁𝑎₂𝑆𝐼𝑂₃

𝑁𝑎𝑂𝐻= 1 ; 2,5

Na₂SIO₃ = 2,5 NaOH Alkali = Na₂SIO₃ + NaOH 0,330 kg = 2,5 NaOH + NaOH 0,330 kg = 3,5 NaOH NaOH = 0.330

3,5=0,09428 kg

Na₂SIO₃ = 0,330 kg – 0,09428kg = 0.235 kg

51

Kebutuhan satu buah benda uji untuk 1 variasi dapat dilihat

pada Table 3.5. Tabel 3.5 Kebutuhan material beton geopolimer

Kemolaran Material dan bahan (dalam gr)

NaOH Na₂SiO₃ Fly Ash

Agregat kasar

Agregat Halus SP

8 1,5 132 198 612 1696 1130.8 12.24 8 2 110 220 612 1696 1130.8 12.24 8 2,5 94.2 235.71 612 1696 1130.8 12.24

10 1,5 132 198 612 1696 1130.8 12.24 10 2 110 220 612 1696 1130.8 12.24 10 2,5 94.2 235.71 612 1696 1130.8 12.24 12 1,5 132 198 612 1696 1130.8 12.24 12 2 110 220 612 1696 1130.8 12.24 12 2,5 94.2 235.71 612 1696 11308 12.24

Tabel 3.6 Total kebutuhan untuk 108 benda uji silinder

Material (dalam kg)

NaOH Na₂SiO₃ Fly Ash Agregat

kasar Agregat Halus SP

12.1032 23.5336 66.096 183.168 122.04 1.32

𝑵𝒂𝟐𝑺𝑰𝑶₃

𝑵𝒂𝑶𝑯

52

3.5.2.2. Menentukan massa 1 benda uji balok 10 x 10 x 15

10

5

10

Tulangan polos

dia.16mm15

15

Gambar 3. 8 Penampang balok (10 x 10 x 15) cm dengan

tulangan dia. 16mm di tengah. Volume 1 balok = p x l x t (3.19)

= 0,1 x 0,1 x 0,15 = 1,5 x 10⁻³ m³

Perhitungan berat satu buah benda uji silinder menggunakan persamaan 3.19

Berat 1 balok = ρ x V (3.20) = 2.4 t/m³ x 1,5 x 10⁻³ m³ = 3.6 x 10⁻³ ton ≈ 3.6 kg ≈ 3600 gram

53

Pada persamaan 3.20 nilai ρ diasumsikan berat jenis beton geopolimer adalah 2400 kg/m3.

a. Massa beton geopolimer = massa agregat + masaa (fly ash + pencampur) 3600 gr = massa aggregat + massa ( fly ash + pencampur)

b. Rumus yang digunakan untuk menentukan jumlah massa fly ash, Na2SiO3, NaOH, agregat kasar, agregat halus, adalah sebagai berikut : Berat beton = berat [agreagat + (fly ash + activator)]

= 3,6 kg Berat agregat = 75% x berat beton = 75% x 3.6 kg = 2,7 kg Berat agregat kasar = 60% x berat agregat = 60% x 2.7 kg = 1,62 kg Berat agregat halus = 40% x berat agregat = 40% x 2.7 kg = 1,08 kg Berat (fly ash + activator) = 25% x berat beton = 25% x 3.6 kg = 0,9 kg Berat fly ash = 65% x berat (fly ash + activator) = 65% x 3.6 kg = 0,585 kg Berat activator = 35% x berat (fly ash + activator) = 35% x 3.6 kg = 0,315 kg Berat SP = 2% x berat fly ash = 2% x 0.585 kg = 11,7gr

c. Massa pencampur = massa sodium hidroksida + massa sodium

silikat. Massa NaOH 8 M = Massa NaOH 10 M = Massa NaOH 12 M yang digunakan. Untuk menentukan berapa besar massa sodium hidroksida dan sodium silikat yang dipakai, dapat dihitung dengan menggunakan perbandingan – perbandingan sebagai berikut : Perbandingan 𝑁𝑎₂𝑆𝐼𝑂₃


Na₂SIO₃ = 1,5 NaOH Alkali = Na₂SIO₃ + NaOH 0,315 kg = 1.5 NaOH + NaOH

54

0,315 kg = 2.5 NaOH NaOH = 0.315

2.5= 0, 126 kg

Na₂SIO₃ = 0,315 – 0.126 = 0,189 kg


𝑁𝑎𝑂𝐻= 2

Na₂SIO₃ = 2 NaOH Alkali = Na₂SIO₃ + NaOH 0,315 kg = 2 NaOH + NaOH 0,315 kg = 3 NaOH NaOH = 0.315

3=0.105 kg

Na₂SIO₃ = 0,315 kg – 0,105 = 0.210kg



Na₂SIO₃ = 2,5 NaOH Alkali = Na₂SIO₃ + NaOH 0,315 kg = 2,5 NaOH + NaOH 0,315 kg = 3,5 NaOH NaOH = 0.315

3,5=0,09 kg

Na₂SIO₃= 0,315 kg – 0,09kg = 0.23 kg

d. Kebutuhan tulangan. Untuk satu variasi digunakan tulangan sepanjang 25cm.

Kebutuhan satu buah benda uji balok untuk 1 variasi dapat dilihat pada table 3.7.

55

Tabel 3.7 Kebutuhan material untuk balok

Kemolaran Material (dalam gram) Tulangan


Agregat kasar

Agregat Halus SP (cm)

8 1,5 126 189 585 1620 1080 11.7 25 8 2 105 210 585 1620 1080 11.7 25 8 2,5 90 225 585 1620 1080 11.7 25

10 1,5 126 189 585 1620 1080 11.7 25 10 2 105 210 585 1620 1080 11.7 25 10 2,5 90 225 585 1620 1080 11.7 25 12 1,5 126 189 585 1620 1080 11.7 25 12 2 105 210 585 1620 1080 11.7 25 12 2,5 90 225 585 1620 1080 11.7 25

Tabel 3.8 Kebutuhan total material dan untuk 18 benda uji balok 10x10x15cm

Material (dalam kg) Tulangan


Agregat kasar

Agregat Halus SP (m)

1.926 3.744 10.53 29.16 19.44 0.2106 4.5

Mix Design 3.6.1 Membuat Beton Geopolimer bentuk Silinder Ukuran 100

x 200 mm Proses pembuatan beton geopolimer (silinder) adalah dengan

langkah langkah sebagai berikut: 1. Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan.

Alat 1. Molen (mixer beton)


𝑁𝑎𝑂𝐻

79

BAB 4 ANALISA DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi tentang analisa dan pembahasan dari hasil

seluruh pengujian yang telah dilaksanakan di laboratorium untuk kemudian dibuat kesimpulan. Hasil dari pengujian meliputi hasil uji karakteristik material, uji slump, uji tekan beton geopolimer 28 hari di air tawar dan 30, 60, 90 hari di air garam, uji porositas ,dan uji korosi tulangan pada balok geopolimer dan uji penetrasi ion chloride pada silinder beton geopolimer.

Uji X Ray Fluorescene (XRF) Fly Ash Fly Ash yang digunakan pada penelitian ini berasal dari

limbah pembakaran batu bara PT.Petrokimia Gresik. Dari hasil pengujian XRF yang dilakukan di PT.Sucofindo didapatkan persentase komposisi senyawa yang terkandung dari fly ash tersebut seperti pada Tabel. 4.1

Tabel 4.1 Hasil Uji Komposisi Fly Ash Senyawa Massa (%)

SiO2 48.47 Al2O3 26.05 Fe2O3 12.54 CaO 5.18 Na2O 0.47 K2O 1.66 TiO2 0.92 MgO 2.77 Mn2O3 0.19 Cr2O3 0.02 SO3 1.05

BAB IV

80

Dari hasil analisa pengujian XRF Fly Ash yang digunakan diklasifikasikan sebagai fly ash kelas F. Berdasarkan Tabel 4.1 (ASTM C618 - 03) fly ash Kelas F mengandung : SiO₂ + Al2O3 + Fe2O3 = 87,1% > 70% , Class F SO3 = 1,05% < 5% , Class F SiO₂ masih dibagi lagi menjadi SiO₂ yang reaktif dan yang tidak reaktif. Adapun pembagian SiO₂ dapat dilihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Hasil Test Reaktivitas Silica (SiO₂)

SiO₂ Total SiO₂ unreactive SiO₂ reactive 52.40% 18.75% 33.70%

Pengujian Material Pengujian Agregat Halus

4.2.1.1 Percobaan kelembapan pasir ( ASTM C 566 – 97, reapprove 2004)

Tabel 4.3 Kelembaban Pasir

Percobaan 1 2

(gram) (gram) Berat pasir asli (w2) 500 500 Berat pasir oven (w1) 495 497 kelembapan pasir (%) = ((w2-w1) / w2) x 100% 1 0.6

Berdasarkan (ASTM C 566 1997) mengenai kelembaban

pasir disebutkan bahwa pasir dinyatakan benar–benar kering kelembabannya jika mencapai angka kurang dari 0,1 %. Dari percobaan di atas, diperoleh data bahwa kelembaban pasir rata-

81

rata sebesar 1+0.6

2 = 0,8% sehingga dapat disimpulkan bahwa

pasir masih belum benar – benar kering.

4.2.1.2 Berat Jenis Pasir ( ASTM 128-01 ) Tabel 4.4 Berat Jenis Pasir

Percobaan 1 2

(gram) (gram) Berat labu + pasir + air (w1) 1565 1550 Berat pasir SSD 500 500 Berat labu + air (w2) 1250 1240

Berat jenis pasir (gr/cm3) = 500 / (500 + w2 - w1) 2.703 2.632

Berdasarkan (ASTM C 128 2001) berat jenis pasir yang

disyaratkan adalah yang berada dalam batas 2.4 sampai dengan 2.7.

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan pada Tabel 4.4

didapatkan hasil sebesar 2.703+2.632

2 2.667 gr/cm3. Jadi pasir

yang digunakan memenuhi persyaratan.

4.2.1.3 Percobaan Air Resapan Pada Pasir (ASTM C 117

2003) Tabel 4.5 Air Resapan Pasir

Percobaan 1 2

(gram) (gram) Berat pasir SSD 500 500

82

Berat pasir oven (w1) 495 490 air resapan (%) = ((500-w1) / w1) x 100% 1.01 2.04

Berdasarkan (ASTM C 117 2003), diketahui bahwa kadar

air resapan yang memenuhi syarat yang baik antara 1 – 4 %. Dari percobaan pada Tabel 4.5 diperoleh data bahwa resapan air rata-

rata sebesar 1..01+2.04

2= 1,525%. Sehingga pasir yang

digunakan memenuhi syarat. 4.2.1.4 Percobaan Berat Volume Pasir (ASTM C 29/C 29M

1997)

Tabel 4.6 Berat Volume Pasir

Percobaan tanpa rojokan

dengan rojokan

Berat silinder (w1) (kg) 2.580 2.580 Berat silinder + pasir (w2) (kg) 7.555 7.660 Berat pasir (w2 - w1) (kg) 4.975 5.080 volume silinder (v) (lt) 3 3 Berat volume (kg/lt) = 1.658 1.693

Dari Tabel 4.6 didapatkan selisih berat volume pasir

dengan rojokan dan tanpa rojokan sebesar 1.693 – 1.685 = 0.0035 kg/lt = 35 kg/m3

Berdasarkan (ASTM C 29/C 29M 1997) ditetapkan bahwa percobaan berat volume pasir antara percobaaan yang dilakukan dengan rojokan dan tanpa rojokan dengan operator yang sama tidak boleh lebih dari 40 kg/ m3. Sehingga pasir yang digunakan memenuhi syarat.

83

Gambar 4.1 Pengujian berat volume pasir

4.2.1.5 Test Kebersihan Pasir Terhadap Bahan Organik

(ASTM C 40 2004)

Tabel 4.7 Kebersihan Pasir dari Bahan Organik

Percobaan 1 2 Volume Pasir (cc) 130 130 Larutan NaOH (cc) 70 70 Warna yang timbul putih bening putih bening

Berdasarkan (ASTM C 40 2004), warna hasil percobaan

harus tidak lebih tua dari warna zat pembanding yaitu NaOH. Dari hasil percobaan pada Tabel 4.7 didapatkan warna yang timbul berupa putih bening, sehingga pasir yang digunakan masih memenuhi syarat.

84

Gambar 4.2 Pengujian Pasir Terhadap Bahan Organik

4.2.1.6 Test Kebersihan Pasir Terhadap Lumpur

Pengendapan (ASTM C 33 2003)

Tabel Tabel 4.8 Kebersihan Pasir Terhadap Lumpur (Pengendapan)

Percobaan 1 2 Tinggi lumpur (h) (mm) 0.5 0.5 Tinggi pasir (H) (mm) 35.5 31.5

Kadar lumpur (%) = (h/H x 100%) 1.408 1.587 Berdasarkan (ASTM C 33 2003) diberikan batas maksimum kadar lumpur adalah sebesar 3% dari total sampel percobaan. Dari percobaan pada Tabel didapatkan kadar lumpur rata-rata

sebesar 1.408+1.587

2 1,498%. Jadi pasir yang digunakan

memenuhi persyaratan.

85

Gambar 4.3 Pengujian Pasir Terhadap Lumpur

4.2.1.7 Test Kebersihan Pasir Terhadap Lumpur /

Pencucian (ASTM C 117 2003)

Tabel 4.9 Kebersihan Pasir Terhadap Lumpur / Pencucian

Percobaan 1 2

(gram) (gram) Berat kering sebelum dicuci (w1) 500 500 Berat kering setelah dicuci (w2) 480 490 Kadar lumpur (%) = ((w1-w2) /

w1) x 100% 4 2

Berdasarkan (ASTM C 117 2003)batas maksimum kebersihan pasir terhadap material yang lebih halus dari ayakan no. 200 (75 um) untuk klasifikasi beton umum adalah sebesar 5% dari total sampel percobaan. Dari percobaan pada Error! Reference source not found. didapatkan kadar lumpur rata-rata

86

sebesar 4+2

2= 3,0%. Jadi pasir yang digunakan memenuhi

persyaratan.

Gambar 4.4 Pasir oven yang sudah dicuci

4.2.1.8 Percobaan Analisa Ayakan Pasir (ASTM C 136

2001)

Tabel 4.10 Kebersihan Pasir Terhadap Lumpur / Pencucian

Lubang gram Percobaan I Percobaan II Lolo

s Lolo

s Kumulati

f Lolo

s Kumulatif

No. mm % E% % E%

4 4.76 0 0 100 0 100 8 2.38 12 2.41 97.59 2.6 97.4

16 1.19 66 13.25 84.34 14.2 83.2

30 0.59 184 36.95 47.39 37.6 45.6

87

50 0.297 183 36.75 10.64 36.4 9.2

100 0.149 51 10.2

4 0.4 8.8 0.4

pan pan 2 0.4 0 0.4 0

Gambar 4.5 Grafik lengkung Ayakan Pasir

Pengujian Agregat Kasar (Batu Pecah)

Pada pengujian Agregat kasar, ukuran agregat yang digunakan adalah antara 0,5cm – 1cm.

4.2.2.1 Percobaan Kelembaban Batu Pecah (ASTM C 566

1997) Tabel 4.11 Kelembapan batu pecah

Percobaan 1 2

0

20

40

60

80

100

120

0.15 0.3 0.6 1.18 2.38 4.75

% L

olos

Lubang Ayakan (mm)

Lengkung Ayakan PasirGradasi 2

perc. I

perc. II

88

(gram) (gram) Berat batu pecah asli (w2) 3000 3000

Berat batu pecah oven (w1) 2970 2975

kelembapan batu pecah (%) = ((w2-w1) / w2) x 100% 1 0.83

Berdasarkan (ASTM C 566 1997) mengenai kelembaban pasir disebutkan bahwa batu pecah dinyatakan benar–benar kering jika kelembabannya mencapai angka kurang dari 0,1 %.

Dari hasil di atas diperoleh kelembapan batu pecah rata-

rata sebesar (1 %+0.83%

2) = 0.925%, sehingga dapat

disimpulkan bahwa batu pecah masih belum benar – benar kering.

4.2.2.2 Percobaan Berat Jenis Batu Pecah (ASTM C 127

2001) Tabel 4.12 Berat Jenis Batu Pecah

Percobaan 1 2

(gram) (gram)

Berat kerikil di udara (w1) 2500 2500

Berat kerikil di air (w2) 1565 1540

Berat jenis = w1 / (w1-w2) 2.674 2.604

Dari percobaan yang dilakukan didapatkan hasil seperti pada Error! Reference source not found. Sehingga didapatkan

berat jenis batu pecah rata-rata sebesar 2.674 + 2.604

2 = 2,639

gr/cm3. Berdasarkan (ASTM C 127 2001) berat jenis batu pecah yang disyaratkan sebesar 2,4 – 2,7 gr/cm3. Jadi, batu pecah yang digunakan memenuhi persyaratan.

89

4.2.2.3 Percobaan Air Resapan Pada Batu Pecah (ASTM C 127 2001)

Tabel 4.13 Air Resapan Batu Pecah

Percobaan 1 2 (gram) (gram)

Berat kerikil SSD 3000 3000 Berat kerikil oven (w) 2960 2967 Kadar air resapan (%) = ((3000-w) / w) x 100% 1.351 1.112

Berdasarkan (ASTM C 127 2001) batas kadar air resapan

yang diperbolehkan adalah 1% sampai dengan 2%. Berdasarkan hasil percobaan didapatkan hasil kadar air

resapan rata-rata sebesar 1.351+1.112

2 = 1.232% dapat dilihat

pada Tabel 4.13 maka batu pecah yang digunakan memenuhi persyaratan yang ada. 4.2.2.4 Percobaan Berat Volume Batu Pecah (ASTM C

29/C 29M 1997) Tabel 4.14 Berat Volume Batu Pecah

Percobaan tanpa rojokan

dengan rojokan

Berat silinder (w1) (kg) 5.015 5.015 Berat silinder + batu pecah (w2) (kg) 19.250 19.640 Berat batu pecah (w2 - w1) (kg) 14.235 14.625

90

volume silinder (lt) 10 10

Berat volume (kg/lt) = 1.423 1.329 Dari Tabel 4. 14 didapatkan selisih berat volume batu

pecah dengan rojokan (Gambar 4.6 ) dan tanpa rojokan sebesar 1.423 – 1.329 = 0.039 kg/lt = kg/m3

Dari tabel di atas didapatkan selisih berat volume batu pecah dengan rojokan dan tanpa rojokan sebesar.

Berdasarkan (ASTM C 29/C 29M 1997) ditetapkan bahwa percobaan berat volume batu pecah antara percobaaan yang dilakukan dengan rojokan dan tanpa rojokan dengan operator yang sama tidak boleh lebih dari 40 kg/ m3. Sehingga batu pecah yang digunakan memenuhi syarat.

Gambar 4.6 Pengujian berat volume batu pecah

4.2.2.5 Test Kebersihan Batu Pecah Terhadap Lumpur /

Pencucian (ASTM C 117 2003)

Tabel 4.15 Kebersihan Batu Pecah Terhadap Lumpur

Percobaan 1 2

91

(gram) (gram) Berat kering sebelum dicuci (w1) 1000 1000

Berat kering setelah dicuci (w2) 990 985 Kadar lumpur (%) = ((w1-w2) / w1) x 100% 1 1.5

Dari Tabel 4.15didapatkan kadar lumpur rata-rata dalam

batu pecah sebesar 1+1.5

2 = 1,25% sedangkan syaratnya harus

kurang dari 1 %. Sehingga agar batu pecah dapat dipakai sebagai agregat pada beton, maka batu pecah harus dicuci beberapa kali sampai kadar lumpurnya kurang dari 1 %.

Gambar 4.7 Batu pecah yang telah di oven

4.2.2.6 Test Keausan Agregat Kasar (ASTM C-131 2003)

Tabel 4.16 Keausan Agregat Kasar

Percobaan 1

(gram) Berat sebelum diabrasi (w1) 5000 Berat sesudah diabrasi (w2) 3895

92

keausan = ((w1-w2)/w1) x 100 % 22.1

Berdasarkan (ASTM C-131 2003), agregat yang baik

harus mempunyai tingkat keausan kurang dari 35 %. Dari tabel 4.15 didapatkan tingkat keausan agregat kasar sebesar 22,1%. Maka, batu pecah yang digunakan memenuhi persyaratan.

Gambar 4.8 Batu pecah oven yang sudah diuji keausan

4.2.2.7 Analisa Saringan Batu Pecah (ASTM C 136 2001)

Tabel 4.17 Hasil Analisa Saringan

Lubang Ayakan Batu Pecah Tertahan Lolos

No. mm Gram E % Kumulatif E % % 3" 76.2 - - - 100 3/2" 38.1 - - - 100 3/4" 19.1 60 1.2 1.2 98.8 3/8" 9.5 3945 78.9 80.1 19.9 No. 4 4.76 995 19.9 100 0

93

No. 8 2.38 0 0 100 0 No. 16 1.1 0 0 100 0 No. 30 0.59 0 0 100 0 No. 50 0.297 0 0 100 0 No. 100 0.149 0 0 100 0 Pan 0 0 0 - -

Jumlah 5000 100 681.3 Fm kr = 6,81

Gambar 4.9 Grafik Lengkung Ayakan Batu Pecah

0

20

40

60

80

100

120

30 40 50 60 70 80 90

% L

olo

s

Lubang Ayakan (mm)

Lengkung Ayakan Kerikil

hasilanalisis

1.19 2.38 4.76 9.5 19.1 38.1 76.2

94

Uji Slump Tes slump dilaksanakan untuk mengetahui workability

(kemampuan pengerjaan) dari campuran beton. Hasil tes slump pada penelitian beton geopolimer disajikan pada Tabel 4.18.

Tabel 4.18 Nilai slump Beton Geopolimer dan OPC

Variasi Nilai Slump (Cm) Kemolaran : rasio

Alkali 8M : 1,5 8 8M : 2 7,5

8M : 2.5 6,5 10M : 1,5 7,5 10M : 2 7

10M : 2.5 7 12M : 1,5 6 12M : 2 4

12M : 2.5 3 OPC 12

Nilai slump pada setiap variasi beton geopolimer berbeda

beda karena kepekatan NaOH juga berbeda. Semakin Tinggi molaritas maka nilai slump rendah dan workability juga jelek. Sementara semakin rendah molaritas maka nilai slump yang dihasilkan tinggi dan workability relative bagus. Rasio Alkali (perbandingan campuran Natrium Hidroksida dan dan Natrium Silikat) juga berpengaruh terhadap nilai slump dimana semakin tinggi rasio alkali nilai slump yang dihasilkan rendah dan workability jelek. Sementara semakin rendah rasio alkali nilai slump yang dihasilkan tinggi dan workability bagus.

95

Analisa Air Laut Air laut yang digunakan dalam penelitian ini adalah air

laut kenjeran. Pemerikasaan unsur-unsur yang terkadung dalam air laut dilakukan di jurusan Teknik Lingkungan ITS. Adapun hasil pemeriksaan air laut dapat dilihat pada table 4.19

Tabel 4.19 Kandungan unsur-unsur air laut kenjeran

Kation mg/L Anion mg/L Kalium (K+)

540.22 Khlorida

19,400.00

Natrium

7,085.13 Sufat

2,389.83

Kalsium

114.29 Bikarbonat

120.00

Magnesium

5,500.00 Karbonat

18.00 Total Besi 0.32 Nitrat 0.47 Amonium 0.34 Nitrit 0.15

Alumunium 1.68 Fluorida

264.00 Mangan - Pospat 0.11 Tembaga 2.06 Seng 1.18 Barium -

Sumber : Laboratorium Teknik Lingkungan ITS Berdasarkan tabel 4.19 di atas di ketahui kadar NaCl yang

terdapat di air laut kenjeran adalah 19.000mg/L yang berarti terdapat 1,9 % NaCl dalam 1 liter air. Oleh karena itu ditentukan larutan air garam dengan kadar NaCl yang lebih tinggi yaitu 3.5% dalam 1 liter air PDAM dengan pH 8.1.

96

Hasil Pengukuran pH dan ppm PH air garam selama masa perendaman benda uji akan

mengalami kenaikan, hal itu dibuktikan melalui pengukuran pH yang dilakukan setiap hari dengan mengunakan alat pengukur pH indicator Merch. Untuk mengetahui perubahan pH larutan air garam dapat dilihat melalui Tabel 4.20.

Tabel 4.20 Hasil pengukuran pH larutan air garam

Hari pH Hari -1 8.1 Hari -2 8.1 Hari -3 8.1 Hari -4 8.1 Hari -5 8.4 Air garam diganti Hari -6 8.1 Hari -7 8.1 Hari -8 8.1 Hari -9 8.1 Hari -10 8.4 Air garam diganti Hari -11 8.1 Hari -12 8.1 Hari -13 8.1 Hari -14 8.3 Hari -15 8.4 Air garam diganti Hari -16 8.1

Dst

Agar air laut mendekati keadaan aslinya dan tidak selalu dalam keadaan basa, pH air garam dijaga agar sama dengan pH air laut, yaitu dengan cara mengganti larutan NaCl untuk

97

perendaman benda uji. Setelah melihat Tabel 4.20 maka dapat diketahui larutan air garam diganti 4 atau 5 hari sekali.

Selain air garam, air tawar yang digunakan untuk merendam beton geopolimer sebagai perawatan beton 30 hari juga diganti. Penggantian air tawar dilakukan setelah melakukan pemeriksaan terhadap nilai ppm dengan alat indikator TDS. Untuk mengetahui kenaikan nilai ppm pada air tawar dapat melihat Tabel 4.21.

Tabel 4.21 Hasil pengukuran ppm larutan air tawar

Hari ppm Hari -1 2300 Hari -2 2800 Hari -3 3100 Hari -4 3700 Hari -5 4000 Air tawar diganti Hari -6 2400 Hari -7 2800 Hari -8 3200 Hari -9 3700 Hari -10 4000 Air tawar diganti Hari -11 2250 Hari -12 2200 Hari -13 2600 Hari -14 4000 Hari -15 4300 Air tawar diganti Hari -16 2300

dst Dari Tabel 4.21 penggantian air tawar dilakukan 4 sampai

5 hari sekali. Hal tersebut disebabkan nilai ppm semakin meningkat akibat perendaman beton geopolimer di air tawar.

98

Peningkatan nilai ppm terjadi akibat proses senyawa NaOH yang keluar saat perendaman beton. NaOH yang keluar pada saat perendaman mempengaruhi nilai pori pada beton yang membuat beton akan mengalami poros.

Analisa Hasil Uji Tekan Beton Uji kuat tekan pada beton geopolimer ini dilakukan pada

saat umur beton 30 hari di air tawar, selanjutnya diuji kuat tekannya setelah 30 hari kemudian dengan direndam di air garam, pada saat umur beton 60 hari, 90 hari dan 120 hari . Uji tekan dilakukan di Laboratorium Beton dan Bahan Bangunan, Teknik Sipil, ITS, dengan menggunakan mesin torsi universal testing machine berkapasitas 200 ton.

Tabel 4.22 Uji Tekan Beton Geopolimer

Variasi Beton

Kuat tekan rata-rata (Mpa) 30hari 60hari 90hari 120hari

8 M : 1,5 50.99 54.42 60.26 67.66 8 M : 2 52.54 61.95 68.76 71.42

8 M : 2,5 55.85 62.66 69.8 74.21 10 M : 1,5 54.49 57.15 64.8 70.06 10 M : 2 56.11 58.51 67.66 73.76

10 M : 2,5 56.95 59.16 72.05 78.49 12 M : 1,5 57.34 68.63 74.66 79.66 12 M : 2 60.52 69.02 75.77 80.5

12 M : 2,5 62.4 70.97 76.29 81.09

99

Gambar 4.10 akan menunjukkan hubungan antara kuat tekan beton geopolimer 8 M dengan rasio alkali 1,5 ; 2 ; 2,5 perendaman di air garam dimana perendaman beton di air garam dimulai pada hari ke-31.

Gambar 4.10 Grafik hubungan kuat tekan beton 8 M dengan rasio alkali 1,5 ; 2 ; 2,5

Gambar 4.10 menunjukkan pola kenaikan kuat tekan pada

beton geopolimer yang semakin meningkat ketika direndam di larutan air garam. Kenaikan kuat tekan terjadi pada rasio alkali 1,5 ; 2 ; 2,5. Dari grafik juga dapat diketahui kuat tekan beton geopolimer 8M maksimum terjadi pada campuran 8 M dengan rasio alkali 𝑁𝑎₂𝑆𝐼𝑂₃

𝑁𝑎𝑂𝐻= 2.5.

455055606570758085

30 60 90 120

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Umur beton (hari)

8 M ; 1,58 M ; 2,08 M ; 2,5

100

Gambar 4.11 akan menunjukkan hubungan antara kuat tekan beton geopolimer 10M dengan rasio alkali 1,5 ; 2 ; 2,5 perendaman di air garam dimana perendaman beton di air garam dimulai pada hari ke-31.

Gambar 4.11 Grafik hubungan kuat tekan beton 10 M dengan

rasio alkali 1,5 ; 2 ; 2,5

Gambar 4.11 menunjukkan pola kenaikan kuat tekan pada beton geopolimer yang semakin meningkat ketika direndam larutan air garam. Kenaikan kuat tekan terjadi pada rasio alkali 1,5 ; 2 ; 2,5. Dari grafik juga dapat diketahui kuat tekan beton geopolimer 10M yang paling maksimum terjadi pada campuran 10 M dengan rasio alkali 𝑁𝑎₂𝑆𝐼𝑂₃

𝑁𝑎𝑂𝐻= 2,5.

455055606570758085

30 60 90 120

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Umur beton (hari)

10 M ; 1,5

10 M ; 2,0

10 M ; 2,5

101

Gambar 4.12 Hubungan antara kuat tekan 12M dengan rasio alkali 1,5 ; 2 ; 2,5 perendaman di air garam dimana perendaman beton di air garam dimulai pada hari ke-31.

Gambar 4.12 Grafik hubungan kuat tekan beton 12 M dengan

rasio alkali 1,5 ; 2 ; 2,5

Gambar 4.12 menunjukkan pola kenaikan kuat tekan pada beton geopolimer yang semakin meningkat ketika direndam larutan air garam. Kenaikan kuat tekan terjadi pada rasio alkali 1,5 ; 2 ; 2,5. Dari grafik juga dapat diketahui kuat tekan beton geopolimer 12M yang paling maksimum terjadi pada campuran 12 M dengan rasio alkali 𝑁𝑎₂𝑆𝐼𝑂₃

𝑁𝑎𝑂𝐻= 2,5.

Molaritas larutan sodium hidroksida juga berpengaruh pada kuat tekan beton geopolimer. Semakin tinggi molaritas larutan sodium hidroksida semakin tinggi pula kuat tekannya. Demikian juga rasio perbandingan antara sodium silikat : sodium hidroksida ( NaOH Na SiO2 3 ) yang memegang peranan penting terhadap pembentukan sifat mekanik beton geopolimer. Semakin tinggi rasio perbandingan antara NaOH Na2SiO3 maka akan

55

60

65

70

75

80

85

30 60 90 120

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Umur beton (hari)

12 M ; 1,5

12 M ; 2,0

12 M ; 2,5

102

semakin tinggi pula kuat tekannya. Hal ini dapat dilihat pada hasil kuat tekan beton.(Subekti, 2008). Hal serupa juga dikatakan oleh Phoo-ngernkham (2015) dimana pengaruh penggunaan Natrium hidroksida dan Natrium silikat adalah adalah satu solusi untuk mendapatkan kuat tekan beton yang tinggi. Semakin tinggi rasio Natrium hidroksida dan Natrium silikat maka semakin tinggi kuat tekannya.

Kenaikan kuat tekan beton geopolimer di air garam juga membuktikan bahwa beton geopolimer memiliki tingkat ketahanan yang tinggi. Hal tersebut dibuktikan melaui perendaman beton di air garam selama 90 hari mampu meningkatkan kuat tekan beton. Kuat tekan beton yang semakin meningkat dia air garam juga dibuktikan oleh Olivia dan Nikraz (2012) yang pada penelitiannya menyimpullkan pemakaian fly ash pada beton geopolimer ternyata mampu mempertahankan kuat tekan bahkan bermanfaat menaikkan kuat tekan di lingkungan air garam.

Sebagai pembanding kuat tekan beton geopolimer yang direndam di air garam maka pada penelitian ini diteliti juga beton geopolimer yang direndam di air tawar sampai 120 hari. Ditentukan salah satu yaitu molaritas 8M dengan perbandingan


𝑁𝑎𝑂𝐻 = 2,5. Hasil kuat tekan dapat dilihat pada

Tabel 4.23 .

Tabel 4.23 Kuat tekan beton geopolimer 8M : 2,5 di rendam di air tawar

Variasi Beton

Kuat tekan rata-rata (Mpa) 30 60 90 120

8M ; 2,5 51.42 57.75 68.07 66.27

103

Grafik hubungan antara kuat tekan beton geopolimer pada variasi 8M dengan rasio alkali 2,5 direndam air tawar

Gambar 4.13 Grafik hubungan kuat tekan beton 8M ;2,5 dengan

perendaman di air tawar Pada penelitian ini, dari grafik pada gambar 4.13 dapat

diketahui bahwa kuat tekan paling optimum beton geoplimer 8M ; 2,5 jika direndam di air tawar adalah pada umur 90 hari dengan kuat tekan 68,07 Mpa. Selanjutnya kuat tekan beton geoplimer turun pada hari ke 120 yaitu dengan kuat tekan 66,27 Mpa.

Selain beton geopolimer, dalam penelitian ini juga dibuat beton OPC sebagai pembanding kuat tekan.

Mix desain beton OPC yang dibuat pada penelitian ini

menggunakan metode DOE. Data-data yang dibutuhkan untuk perancangan mix desain sebagai berikut

Kuat tekan rencana : f’c 45 MPa Jenis Agregat :

- Agregat halus : Pasir alami

45.050.055.060.065.070.075.080.085.0

30 60 90 120

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Umur beton (hari)

8M ; 2,5air tawar

104

- Agregat kasar : Batu Pecah Ukuran maksimum 10 mm

Berat jenis pasir SSD : 2,667 Berat jenis batu pecah SSD : 2,639 Kadar air pasir : 3,45 % Kadar air batu pecah : 0,82 % Penyerapan pasir : 1,525 % Penyerapan batu pecah : 1,0232%

Tabel 4.24 Mix Desain Beton OPC No Uraian Reverensi Nilai Satuan

1 Kuat tekan yang disyaratkan (f׳c) Ditetapkan 45 Mpa

2 Standar devisiasi (Sr) 10% x f'c 4.5 Mpa

3 Nilai tambah/Margin (M)

M = 1,64(Sr) untuk Sr < 40 7.38 Mpa

4 Kuat tekan rata-rata yang direncanakan

f’cr = f’ c + M 52.38 Mpa

5 Jenis semen Ditetapkan Type 1

6 Jenis agregat

1. agregat halus Alami

2. agregat kasar batu pecah

105

7 Faktor air semen (FAS)

Grafik 1 atau 2 dan Tabel 2 0.38

8 Faktor air semen maksimum

Tabel 3,4, dan 5 (gunakan 7 & 8 yang terkecil)

0.6

9 Tetapkan nilai slump Tabel 5 60-180 mm

10 Ukuran maksimum agregat

Ditetapkan 20 mm

11 Kadar air bebas ( B )

2/3 wh + 1/3 wk ( Tabel 6 ) 205.00 kg/m3

12 Kadar semen (c) c = 11/8 539.47 kg/m3

13 Kadar semen minimum Tabel 3,4 dan 5 275 kg/m3

14 Kadar semen yang digunakan

Terbesar antara 12 dan 13 539.47 kg/m3

15

susunan butir agregat halus ( lihat zona gradasi agregat halus)

Hasil uji saringan dan Tabel 7

zona 2

16 Persen bahan lebih halus dari 4.8 mm 38% %

17 Berat Jenis Relatif Agregat (Kering Permukaan)

( Berat SSD pasir x % Pasir) + (Berat SSD batu pecah x % Batu pecah)

2.59572 %

18 Berat Jenis Beton 2380 kg/m3

19 Berat agregat total 18-12-11 1635.53 kg/m3

106

20 Berat agregat halus (C) 16 x 21 621.5 kg/m3

21 Berat agregat kasar (D) 19-20 1014.03 kg/m3

Dari hasil mix design yang dilakukan maka ditentukan

kuat tekan beton OPC yang ingin dicapai adalah 45Mpa. Untuk melihat perilaku kuat tekan beton OPC tersebut, beton OPC juga mendapat perlakuan perendaman yang sama dengan beton geopolimer yaitu direndam di larutan air tawar sampai umur beton 30 hari kemudian direndam di larutan air garam mulai hari ke 31 sampai hari ke 120. Hasil kuat tekan dapat dilihat pada Tabel 4.24 dan Tabel 4.25.

Tabel 4.25 Uji Tekan Beton OPC di Air Garam

Kuat tekan rata-rata (Mpa) perendaman hari ke- 30 60 90 120

OPC 46.61 52.27 60.14 58.06

Tabel 4.26 Uji Tekan Beton OPC di Air Tawar

Kuat tekan rata-rata (Mpa) 30 60 90 120 OPC 46.61 48.37 56.98 51.48

107

Grafik hubungan antara kuat tekan beton OPC yang direndam di air tawar dan beton OPC yang direndama di air aram dapat dilihat pada Gambar 4.14.

Gambar 4.14 Grafik hubungan kuat tekan beton OPC dengan

perendaman di air tawar dan air garam Dari grafik dapat diketahui bahwa kuat tekan beton OPC

jika direndam di air garam dan di air tawar sama sama mengalami kenaikan. Namun yang mengalami kenaikan kuat tekan yang lebih tinggi adalah beton OPC yang direndam pada air garam. Selain itu Secara bersama sama pula kuat tekan beton OPC baik yang direndam di air garam dan air tawar mengalami penurunan setelah umur beton 90 hari.

Hasil uji tekan yang sama juga didaptkan oleh Subekti (2007) dimana pada penelitiannya membandingkan kuat tekan beton OPC jika direndam air tawar dan air garam. Air garam dan air tawar memberikan dampak yang baik pada peningkatan kuat tekan namun, garam memberikan efek yang lebih besar dalam hal kuat tekan. Kuat tekan beton yang mengalami perawatan dengan air laut lebih tinggi dari pada beton yang mengalami perawatan dengan air tawar untuk masa perawatan 7 hari. Sementara untuk masa perawatan 14 hari dan 28 hari kuat tekan beton

455055606570758085

30 60 90 120

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Umur beton (hari)

OPC garam

OPC tawar

108

yang mengalami perawatan dengan air laut lebih rendah dari pada beton yang mengalami perawatan dengan air tawar. Hal ini menunjukan bahwa beton yang mengalami perawatan dengan air laut memiliki kekuatan awal yang lebih tinggi dari pada beton yang mengalami perawatan dengan air tawar, namun setelah itu kekuatannya akan lebih rendah dan semakin tinggi mutu beton maka perbedaan kuat tekan antara beton yang mengalami perawatan dengan air laut dengan kuat tekan beton (Elia Hunggurami, dkk., 2014)

Analisa Hasil Uji Porositas Porositas benda uji beton yang diperoleh adalah angka pori

yang biasa disebut porositas terbuka dan porositas tertutup. Pengukuran angka pori dilakukan setelah benda uji beton dengan umur rendaman 30 hari dalam rendaman air garam. Untuk benda uji beton hasil porositas ditampilkan pada Error! Reference source not found. dimana nilai porositas yang dicantumkan adalah porositas total (Pt), porositas terbuka (Po), porositas tertutup (Pf). Pori terbuka yaitu pori yang bersifat permeable (dapat ditembus, baik oleh udara ataupun air). Pori tertutup adalah pori yang bersifat impermeable (tidak dapat ditembus). Pori yang tertutup lebih baik daripada pori yang terbuka karena pori yang tertutup memiliki tekanan hidrostatis yang menambah kuat tekan beton dan terhindar dari retak, sedangkan pori yang terbuka membuat beton menjadi keropos (menurunkan kuat tekan beton).

Berikut ditampilkan hasil perhitungan porositas beton 8M (dengan rasio alkali 1,5 ; 2 ; 2,5., 10M (dengan rasio alkali 1,5 ; 2 ; 2,5), 12M (dengan rasio alkali 1,5 ; 2 ; 2,5), pada saat umur beton 30, 60, 90 dan 120 hari.

109

Tabel 4.27. Hasil uji porositas beton geopolimer 8M : 1,5

Kuat tekan 50.99 54.42 60.26 67.66

Parameter Porositas Satuan 30 60 90 120 Awal gr 22.00 22.00 23.00 22.30 Dalam Air (µ) gr 13.00 13.00 13.00 13.00 SSD (Mh) gr 22.60 22.60 22.60 22.60

Kering Oven (Mo) gr 21.30 21.30 21.30 21.30

Kondisi Halus (mo) gr 21.30 21.30 21.30 21.30 Pikno+air+benda uji gr 395.40 395.65 395.69 395.71 Pikno + air gr 382.00 382.00 382.00 382.00 Volume cm3 7.9 7.7 7.6 7.6

Kepadatan Absolut (r) 2.7 2.8 2.8 2.8

Kepadatan Visual (α) 2.2 2.2 2.2 2.2

Porositas Total (pt) % 17.7 20.3 20.7 20.9 Porositas Terbuka (po) % 13.5 13.5 13.5 13.5

Porositas Tertutup (pf) % 4.2 6.8 7.2 7.4

110

Gambar 4.15 Grafik hubungan kuat tekan beton dengan nilai porositas beton geopolimer variasi 8M;1,5

Dari Gambar 4.15 dapat diketahui bahwa seiring dengan

naiknya kuat tekan beton, maka nilai pori tertutup semakin tinggi pula, sedangkan nilai pori total semakin kecil. Kuat tekan beton tertinggi 8M ; 1,5 berada umur 120 hari dengan porositas total yang semakin tinggi.

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30 60 90 120

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Poro

sitas

(%)

Umur BetonPorositas Tertutup Porositas Total

Porositas Terbuka Kuat Tekan

111

Tabel 4.28 Hasil uji porositas beton geopolimer 8M : 2

Kuat tekan 52.54 61.95 68.76 71.42

Parameter Porositas Satuan 30 60 90 120 Awal gr 22.00 21.00 27.40 22.30 Dalam Air (µ) gr 13.00 12.80 14.00 13.00 SSD (Mh) gr 23.90 22.30 29.00 22.60 Kering Oven (Mo) gr 21.30 20.10 26.30 21.30 Kondisi Halus (mo) gr 21.30 20.10 26.30 21.30 Pikno+air+benda uji gr 395.38 419.16 395.89 395.70

Pikno + air gr 382.00 406.00 381.00 382.00 Volume cm3 7.9 6.9 11.4 7.6 Kepadatan Absolut (r) 2.7 2.9 2.3 2.8


Porositas Total (pt) % 27.3 26.9 23.9 20.8 Porositas Terbuka (po)

% 23.9 23.2 18.0 13.5

Porositas Tertutup (pf) % 3.47 3.79 5.93 7.28

112

Gambar 4.16 Grafik hubungan antara kuat tekan dengan porositas beton geopolimer 8M ; 2


naiknya kuat tekan beton, maka nilai pori tertutup semakin tinggi pula, sedangkan nilai pori total semakin kecil. Kuat tekan beton tertinggi 8M ; 2 berada umur 120 hari dengan porositas total yang semakin tinggi.

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

0.05.0

10.015.020.025.030.0

30 60 90 120

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Poro

sitas

(%)

Umur BetonPorositas Tertutup Porositas Total


113

Tabel 4.29 Hasil uji porositas beton geopolimer 8M : 2,5

Kuat tekan 55.85 62.66 69.8 74.21

Parameter Porositas Satuan 30 60 90 120 Awal gr 23 23 24.50 22.30 Dalam Air (µ) gr 13.4 13.4 14.80 13.00 SSD (Mh) gr 24.7 24 25.30 22.60 Kering Oven (Mo) gr 21.6 21.66 23.50 21.30 Kondisi Halus (mo) gr 19.81 21.61 23.50 21.30 Pikno+air+benda uji gr 660.06 396.45 402.61 400.28 Pikno + air gr 647.45 382.69 387.22 386.60 Volume cm3 7.20 7.85 8.11 7.63 Kepadatan Absolut (r) 2.75 2.75 2.90 2.79



% 27.43 22.08 17.14 13.54

Porositas Tertutup (pf)

% 3.12 3.72 5.62 7.03

114

Gambar 4.17 Grafik hubungan antara kuat tekan dengan

porositas beton geopolimer 8M ;2,5 Dari Gambar 4.17 dapat diketahui bahwa seiring dengan

naiknya kuat tekan beton, maka nilai pori tertutup semakin tinggi pula, sedangkan nilai pori total semakin kecil. Kuat tekan beton 8M ; 2,5 tertinggi berada umur 120 hari dengan porositas total yang semakin tinggi.

0.020.040.060.080.0

0.010.020.030.040.0

30 60 90 120 Kua

t Tek

an (M

Pa)

Poro

sitas

(%)

Umur Beton

Porositas Tertutup Porositas Total


115

Tabel 4.30 Hasil uji porositas beton geopolimer 10M ; 1,5

Kuat tekan 54.49 57.15 64.8 70.06

Parameter Porositas Satuan 30 60 90 120 Awal gr 22.00 22.00 23.00 22.30 Dalam Air (µ) gr 13.00 13.00 13.00 13.00 SSD (Mh) gr 23.30 23.00 22.80 22.61 Kering Oven (Mo) gr 21.30 21.30 21.30 21.30 Kondisi Halus (mo) gr 21.30 21.30 21.30 21.30 Pikno+air+benda uji gr 395.39 395.58 395.68 395.70 Pikno + air gr 382.00 382.00 382.00 382.00 Volume cm3 7.9 7.7 7.6 7.6 Kepadatan Absolut (r) 2.7 2.8 2.8 2.8



% 19.4 17.0 15.3 13.6


% 3.79 5.75 6.90 7.23

116

Gambar 4.18 Grafik hubungan antara kuat tekan dengan porositas beton geopolimer 10M ; 1,5



0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

0.0

10.0

20.0

30.0

30 60 90 120 Kua

t Tek

an (M

Pa)

Poro

sitas

(%)

Umur BetonPorositas Tertutup (pf) Porositas Total


117

Tabel 4.31 Hasil uji porositas beton geopolimer 10M ; 2

Kuat tekan 56.11 58.51 67.66 73.76

Parameter Porositas Satuan 30 60 90 120 Awal gr 23 22.30 27.40 22.30 Dalam Air (µ) gr 13.4 13.00 14.00 13.00 SSD (Mh) gr 23.5 22.90 28.10 22.40 Kering Oven (Mo) gr 21.6 21.30 26.30 21.30 Kondisi Halus (mo) gr 19.81 21.30 26.30 21.30 Pikno+air+benda uji gr 660.01 395.41 395.92 395.68 Pikno + air gr 647.45 382.00 381.00 382.00 Volume cm3 7.25 7.9 11.4 7.6 Kepadatan Absolut (r) 2.73 2.7 2.3 2.8


Porositas Total (pt) % 21.73 20.3 19.3 18.9 Porositas Terbuka (po) % 18.81 16.2 12.8 11.7


% 2.92 4.15 6.52 7.18

118

Gambar 4.19 Grafik hubungan antara kuat tekan dengan porositas beton geopolimer 10M ; 2


naiknya kuat tekan beton, maka nilai pori tertutup semakin tinggi pula, sedangkan nilai pori total semakin kecil. Kuat tekan beton 10M ; 2 tertinggi berada umur 120 hari dengan porositas total yang semakin tinggi.

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30 60 90 120

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Poro

sitas

(%)

Umur BetonPorositas Tertutup (pf) Porositas TotalPorositas Terbuka Kuat Tekan

119


Kuat tekan 56.95 59.16 72.05 78.49

Parameter Porositas Satuan 30 60 90 120 Awal gr 22.30 23 23 22 Dalam Air (µ) gr 13.50 13.4 14.9 13.3 SSD (Mh) gr 25.00 23.7 24 22.57 Kering Oven (Mo) gr 22.40 21.66 22.5 21.4 Kondisi Halus (mo) gr 22.40 21.61 22.26 21.5 Pikno+air+benda uji gr 400.41 396.41 403.037 400.625 Pikno + air gr 386.60 382.69 387.74 386.6 Volume cm3 8.59 7.89 6.963 7.475 Kepadatan Absolut (r) 2.61 2.74 3.20 2.88



% 22.61 19.81 16.48 12.62


% 2.67 3.38 6.18 7.12

120




0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

0.05.0

10.015.020.025.030.0

30 60 90 120

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Poro

sitas

(%)

Umur Beton

Porositas Tertutup (pf) Porositas Total


121


Kuat tekan 57.34 68.63 74.66 79.66

Parameter Porositas Satuan 30 60 90 180 Awal gr 23 23 23 23 Dalam Air (µ) gr 14 13.7 13.5 14.95 SSD (Mh) gr 25.3 23.8 23.5 23.7 Kering Oven (Mo) gr 22.76 21.8 21.7 22.76 Kondisi Halus (mo) gr 21 20 21.5 21 Pikno+air+benda uji gr 354.93 660.30 396.41 356.08 Pikno + air gr 341.74 647.45 382.69 341.74 Volume cm3 7.81 7.15 7.778 6.66 Kepadatan Absolut (r) 2.69 2.80 2.76 3.15



% 22.48 19.80 18.00 10.74


% 2.61 3.03 3.50 6.76

122




0.020.040.060.080.0100.0

0.0

10.0

20.0

30.0

30 60 90 120

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Poro

sitas

(%)

Umur BetonPorositas Tertutup (pf) Porositas Total (pt)

Porositas Terbuka (po) Kuat tekan

123

Tabel 4.34 Hasil uji porositas beton geopolimer 12M ; 2

Kuat tekan 60.52 69.02 75.77 80.50

Parameter Porositas Satuan 30 60 90 120 Awal gr 23 24 23.65 24 Dalam Air (µ) gr 13.1 15 14 14.35 SSD (Mh) gr 24 26 23.8 23.58 Kering Oven (Mo) gr 21.4 23.7 22.05 22.4 Kondisi Halus (mo) gr 20.2 23.5 22 22.4 Pikno+air+benda uji gr 660.07 421.20 400.89 401.52 Pikno + air gr 647.45 406.00 386.60 386.60 Volume cm3 7.584 8.303 7.71 7.485 Kepadatan Absolut (r) 2.66 2.83 2.85 2.99



% 23.85 20.91 17.86 12.78


% 2.44 2.97 3.29 6.12

124


porositas beton geopolimer 12M ; 2 Dari Gambar 4.22 dapat diketahui bahwa seiring dengan


0.0

50.0

100.0

0.0

10.0

20.0

30.0

30 60 90 120

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Poro

sitas

(%)

Umur BetonPorositas Tertutup (pf) Porositas Total (pt)

Porositas Terbuka (po) Kuat tekan

125


Kuat tekan 62.4 70.97 76.29 81.09

Parameter Porositas Satuan 30 60 90 120 Awal gr 24 24 24 24 Dalam Air (µ) gr 15.7 14.4 14.4 15.7 SSD (Mh) gr 24.5 24.4 24.2 23.6 Kering Oven (Mo) gr 22.7 22.6 22.6 22.7 Kondisi Halus (mo) gr 23.4 20.81 20.81 23.4 Pikno+air+benda uji gr 404.124 661 661.04 404.405 Pikno + air gr 387.74 647.48 647.50 387.74 Volume cm3 7.016 7.29 7.27 6.735 Kepadatan Absolut (r) 3.34 2.85 2.86 3.47



% 20.45 18.00 16.33 11.39


% 2.20 2.83 3.11 5.90

126


porositas beton geopolimer 12M ; 2 Dari Gambar 4.22 dapat diketahui bahwa seiring dengan


Kesimpulan umum pengujian porositas yang ditampilkan

dari gambar 4.15 sampai gambar 4.22 adalah bahwasanya porositas sangat berhubungan erat dengan kuat tekan yaitu semakin tinggi kuat tekan beton maka porositas tertutup akan semakin besar namun porositas terbuka akan semakin kecil. Pori tertutup adalah pori yang bersifat impermeable (tidak dapat ditembus). Pori yang tertutup lebih baik dari pada pori yang terbuka karena pori yang tertutup memiliki tekanan hidrostatis yang menambah kuat tekan beton dan terhindar dari retak,

0.0

50.0

100.0

0.0

10.0

20.0

30.0

30 60 90 120

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Poro

sitas

(%)

Umur BetonPorositas Tertutup (pf) Porositas Total (pt)Porositas Terbuka (po) Kuat tekan

127

sedangkan pori yang terbuka membuat beton menjadi keropos sehingga menurunkan kuat tekan beton (Ekaputri, dkk .2013). Penelitian yang sama juga dilakukan oleh Erniati (2015) dimana dalam mengamati kuat tekan beton sangat berhubungan erat dalam mengamati porositas. Beton yang memiliki pori/ rongga udara di dalam tentu saja mempengaruhi kuat tekan beton menjadi rendah. Jadi semakin tinggi pori-pori di dalam beton akan menghasilkan kuat tekan yang rendah dan sebaliknya.

Analisa Hasil Uji Laju Korosi Kemungkinan terjadinya korosi pada tulangan beton

geopolimer dan OPC dapat diukur dengan uji Half Cell Potential. Dalam penelitian ini, Half Cell Potential diukur dengan menggunakan elektroda Cu/CuSO4 yang dipasang pada ujung tulangan diameter 16 mm. Benda uji direndam di dalam larutan garam 3,5% dan pembacaan dilakukan setiap hari setelah dimasukkan pada larutan garam sampai masa perendaman 120 hari.

Pengukuran dilakukan dengan menghubungkan batang tulangan dan elektroda ke high impedance digital multi meter. Ketika pembacaan dilakukan, kawat yang ditempel pada ujung tulangan disambungkan ke terminal positif sedangkan elektroda dihubungkan ke terminal negatif. Elektroda berhubungan langsung pada permukaan beton yang basah. Pada penelitian ini besi tulangan diameter 16 yang digunakan sudah mengalami korosi terlebih dahulu. Oleh karena itu penelitian tetap dilanjutkan dengan mengukur laju korosi pada tulangan beton geopolimer dan OPC. Untuk lebih jelasnya cara pembacaan alat Half Cell Potensial dapat dilihat pada gambar 4.24

128

Elektroda10

- +

Tulangan polos dia. 16mm

Alat Half cell potential

Balok Beton Ukuran 10x10x15

Gambar 4.24 . Cara Pengujian Nilai potensial pada Half cell.

Laju korosi dapat diketahui dari hasil pembacaan alat Half

Cell Potensial yang berupa nilai potensial dalam satuan mV. Nilai potensial menunjukkan kecenderungan suatu baja atau tulangan pada,beton.

Adapun Tabel 4.36 di bawah menunjukkan hasil uji laju korosi untuk setiap variasi beton geopolimer yang telah diukur.

Tabel 4.36 Hasil Uji Half Cell Potential

Variasi Beton

Nilai Potential (mV) Selisih 30hr 60hr 90hr 120hr

8 M : 1,5 -401 -491 -580 -665 -264 8 M : 2 -428 -517 -576 -653 -225

8 M : 2,5 -430 -516 -589 -651 -221

129

10 M : 1,5 -430 -510 -595 -684 -254 10 M : 2 -420 -498 -565 -648 -228

10 M : 2,5 -474 -559 -629 -696 -222 12 M : 1,5 -410 -493 -564 -622 -212 12 M : 2 -455 -538 -599 -665 -210

12 M : 2,5 -442 -514 -575 -644 -202 OPC -214 -313 -403 -491 -277

Dari tabel diketahui selisih selisih nilai korosi masing

masing variasi beton geopolimer yang diamati sejak hari ke 30 yaitu sebelum dicelupkan ke dalam air garam dan berakhir pada masa pengujian yaitu hari ke 120. Pada pembacaan alat Half Cell Potential hari ke 30 air garam masing masing benda uji memiliki nilai potensial rata-rata -400mV, hal ini disebabkan besi tulangan yang dipakai pada pengujian sudah mengalami korosi terlebih dahulu. Namun pengujian dengan pembacaan pada alat Half Cell Potensial tetap dilanjutkan sampai hari ke 120 dan didapatkan selisih pada masing-masing variasi dengan mengurangkan nilai potensial hari ke 120 dengan hari ke 30.

130

Gambar 4.25 Grafik kenaikan nilai potensial beton geoplimer

variasi 8M

Gambar 4.26 Grafik kenaikan nilai potensial beton geoplimer

variasi 10M

-700-675-650-625-600-575-550-525-500-475-450-425-400

30 60 90 120N

ilaii

Pote

nsia

l (m

V)

Umur beton (hari))

8 M ; 1,5 8 M ; 2,0 8 M ; 2,5

-700-675-650-625-600-575-550-525-500-475-450-425-400

30 60 90 120

Nila

i Pot

ensi

al (m

V)

Umur beton (hari)

10 M : 1,5 10 M : 2 10 M : 2,5

131

Gambar 4.27. Grafik kenaikan nilai potensial beton geoplimer

variasi 10M Dari Gambar 4.25, Gambar 4.26, diketahui bahwa

pembacaan yang dilakukan menunjukan nilai potensial pada besi tulangan beton geopolimer cenderung mengalami kenaikan pada setiap variasi beton.

Nilai pembacaan awal berbeda pada setiap variasi menunjukkan tingkat perbedaan ketahanannya. Dari tabel 4. 36 diketahui selisih nilai korosi masing masing variasi beton geopolimer yang diamati sejak hari ke 30 yaitu sebelum dicelupkan ke dalam air garam dan berakhir pada masa pengujian yaitu hari ke 120. Pada pembacaan alat Half Cell Potential hari ke 30 air garam masing masing benda uji memiliki nilai potensial rata-rata -400mV, hal ini disebabkan besi tulangan yang dipakai pada pengujian sudah mengalami korosi terlebih dahulu. Pemeriksaan terhadap besi tulangan diulang dengan

-700-675-650-625-600-575-550-525-500-475-450-425-400

30 60 90 120

Nila

i Pot

ensi

al (m

V)

Umur beton (hari)

12 M : 1,5 12 M : 2 12 M : 2,5

132

menggunakan besi tulangan yang baru tetapi nilai potensial dari pembacaan alat Half Cell Potensial tetap menunjukkan bahwa nilai potensial mencapai -400mV. Pengujian dengan pembacaan pada alat Half Cell Potensial untuk beton geopolimer yang lama tetap dilanjutkan sampai hari ke 120 dan didapatkan selisih pada masing-masing variasi dengan mengurangkan nilai potensial hari ke 120 dengan hari ke 30.

Penelitian yang dilakukan oleh Olivia dan Nikraz (2010) bahwa baja tulangan yang memiliki nilai potensial >-270 mV menyimpulkan bahwa baja tulangan tersebut beresiko terjadi korosi.

Pernyataan tersebut didukung oleh ASTM C-876 yang ada pada table interpretasi nilai half cell potensial pada table 4.

Tabel. 4.37. Interpretasi nilai Half Cell Potensial SCE elektroda (ASTM C 876)

Nilai (-) Resiko Korosi ≥ 200 Kemungkinan 90% tidak terjadi

korosi 200- 350 Beresiko terjadi korosi

≥ 350 Kemungkinan 90% terjadi korosi Hasil pengujian yang menunjukkan nilai potensial rata rata

seluruh benda uji di atas -400mV, yang berarti baja tulangan kemungkinan 90% terjadi korosi.

133

Analisa Hasil Resistivity Test resistivity dilakukan untuk mengetahui nilai

resistansi / nilai tahanan beton ketika direndam dalam air garam. Pemeriksaan nilai resistansi

Tabel 4.38 Hasil Uji Resistivity

Variasi Nilai Resistansi ((kΩ.cm)

30hari 60hari 90hari 120hari 8 M : 1,5 99 99 99 99 8 M : 2 99 99 99 99

8 M : 2,5 99 99 99 99 10 M : 1,5 99 99 99 99 10 M : 2 99 99 99 99

10 M : 2,5 99 99 99 99 12 M : 1,5 99 99 99 99 12 M : 2 99 99 99 99

12 M : 2,5 99 99 99 99 OPC 99 99 99 99

Tabel 4.38 menunjukkan nilai resistansi pada benda uji

sudah mencapai 99 kΩ.cm untuk semua variasi. Penjelasan tentang tingkat kecepatan korosi pada beton dapat diketahui melalui Tabel 4.39

Tabel 4.39 Resiko korosi berdasarkan tahanan beton

Tahanan Tingkat (kΩ.cm) Kecepatan Korosi

< 5 sangat tinggi 5 - 10 Tinggi

10 - 20 Sedang >20 Lambat

Sumber : Brown, dkk

134

Hasil pengujian yang ditunjukkan pada Tabel 4.38 menjelaskan bahwa awal pembacaan nilai resistivity (hari ke 31), sampai akhir pengujian (hari ke 120) beton geopolimer masih menunjukkan nilai resistivity 90 dan tidak mengalami kenaikan ato penurunan nilai resistansi. Dari tabel 4.41 dapt disimpulkan bawah baik beton geopolimer semua variasi dan beton OPC ingkat kecapata korosi yang dialami beton sangat lambat.. Hal tersebut didukung oleh penelitan yang dilakukan (Lopez W, 1993), dalam Atur, 2006, dimana hasil pengujian menunjukkan nilai resistivity melebihi 20, maka disimpulkan bahwa beton tersebut untuk beresiko terkena korosi adalah sangat lambat.

Analisa Hasil Uji Penetrasi Ion Chlorida Uji Penetrasi ion Chlorida bertujuan mengetahui besarnya

persentasi ion chloride yang masuk melalui pori pori beton. Beton yang diuji persentasi penetrasi ion chloridanya adalah silinder beton geopolimer yang sudah diuji kuat tekannya. Pada hari ke 28 silinder beton diangkat dari rendaman air tawar dan kemudian diberi lapisan waterproof sebelum dicelupkan ke dalam larutan air garam. Hal ini untuk menghindari masuknya ion chloride dari sisi samping silinder beton sehingga ion chloride hanya bisa masuk melaui permukaan beton atau dasar beton saja . Adapun silinder beton yang diambil sampelnya adalah semua variasi beton geopolimer dan juga OPC Pengujian dilakukan setelah pengambilan sampel pada kedalaman 0mm, 40mm, dan 80mm.

135

Gambar 4.28 Silinder beton geopolimer untuk test penetrasi ion

chloride Pengukuran kedalaman penetrasi Chlor dimaksudkan untuk

mengetahui kedalaman beton yang sudah terkontaminasi ion klorida, dimana dapat dikaitkan dengan tingkat pelapukan beton. Benda uji yang digunakan diambil dari silinder beton yang berada di lingkungan agresif yaitu larutan NaCl. Sampel untuk pengujian penetrasi chlor beserta serbuk yang dibuat dengan cara mengambil sampel pada titik 0 mm, 40mm dan 80 mm. Pengujian kedalaman penetrasi chlor dilakukan di laboratorium teknik lingkungan ITS. Dengan alat “ Argentri Spektrometri ” . Pengukuran % Khlorida dihitung terhadap 100 gram contoh serbuk.

Di bawah ini dapat dilihat Tabel yang menunjukkan nilai penetrasi ion chloride pada berbagai variasi benda uji dengan umur beton 60 hari, 90 hari dan 120 hari.

136

Tabel 4.40 Penetrasi ion chloride (%) pada variasi 8 M ; 1,5

Variasi beton Kedalaman (mm) dan umur beton 0 40 80 8M ; 1,5 (60hr) 0.219 0.211 0.205 8M ; 1,5 (90hr) 0.211 0.201 0.192

8M ; 1,5 (120hr) 0.225 0.209 0.194

Gambar 4.29 Grafik hubungan penetrasi ion chlor terhadap kedalaman beton geopolimer variasi 8M ; 1,5

Gambar 4.29 menunjukkan ion chloride yang terpenetrasi ke dalam beton lebih tinggi di permukaan (titik 0) dan semakin ke dalam penetrasi ion chloride semakin rendah (titik 40mm dan 80mm). Lama perendaman juga berpengaruh terhadap penetrasi ion chloride dimana beton geopolimer untuk umur beton 120 hari mengalami kenaikan persentasi ion clorida dari yang semula (60hari) hanya memiliki kandungan ion chloride sebesar 0,219% namun pada umur 120 hari mencapai 0.225%

0.19

0.20

0.21

0.22

0.23

0 40 80

Ion

Chl

orid

e (%

)

Kedalaman (mm)8M ; 1,5 (60hr) 8M ; 1,5 (90hr) 8M ; 1,5 (120hr)

137

Penetrasi ion chloride di dalam beton dibuktikan melalui penelitian yang dilakukan Azreen dkk (2015) yang melakukan pemeriksaan terhadap beton geopolimer dimana pada kedalaman 55-65 mm mengandung chloride sebesar 0,09 % sedangkan beton OPC pada kedalaman yang sama mengandung chloride sebesar 0,13 %. Analisa pH juga dilakukan untuk mendukung persentasi penetrasi ion chloride pada beton. Tabel 4.41 menampilkan nilai pH pada kedalaman 0mm, 40 mm dan 80mm pada variasi beton 8M ; 1,5

Tabel 4.41 Nilai pH pada variasi 8 M ; 1,5

Variasi beton Kedalaman (mm) dan umur beton 0 40 80 8M ; 1,5 (60hr) 9.77 9.92 10.14 8M ; 1,5 (90hr) 10.12 10.24 10.31

8M ; 1,5 (120hr) 10.11 10.29 10.43

Gambar 4.30 Grafik hubungan nilai pH terhadap kedalaman

beton geopolimer variasi 8M ; 1,5

9.759.90

10.0510.2010.3510.50

0 40 80

pH

Kedalaman (mm)8M ; 1,5 (60hr) 8M ; 1,5 (90hr) 8M ; 1,5 (120hr)

138

Gambar 4.30 menunjukkan nilai pH pada setiap sample beton semakin ke dalam semakin rendah. Hal tercebut bisa dilihat untuk beton geopolimer untuk setiap umur beton. Misalnya untuk variasi 8M;1,5 60 hari, pada permukaan nilai pH adalah 9,77, pada kedalaman 40mm nlai pH adalah 9,92 dan semakin ke dalam yaitu pada kedalaman 80mm nilai pH semakin meningkat. Beton menunjukkan bahwa pH tertahan di dalam beton. Di samping itu korelasi yang baik antara pH dan penetrasi ion chloride juga terjadi dimana pada table 4.41 penetrasi ion chloride terhadap beton semakin ke dalam semakin rendah. Semakin kecil nilai pH (semakin kuat beton mempertahankan nilai pH) maka semakin rendah penetrasi ion chlorida. Korelasi Penetrasi Ion Chlorida dan Porositas. Penetrasi ion chloride sangat berkaitan juga dengan nilai porositas. Untuk memeriksa hubungan ini, maka diambil sample dengan variasi 8M;1,5 dengan umur beton 60 hari. Beton diuji porositasnya pada kedalaman 0mm, 40mm dan 80mm. Tabel porositas dan penetrasi ion Cl⁻ 8M ; 1,5, pada kedalaman 0mm,40mm dan 80mm ditunjukkan pada table 4. Tabel 4.42 Tabel porositas dan penetrasi ion Chlorida 8M ; 1,5

Kedalaman (mm) 0 40 80 Ion Chloride (%) 0.219 0.211 0.205 Pori tertutup (pf) 5.61 5.77 6.07

139

Gambar 4.31 Grafik hubungan penetrasi ion chloride dengan pori tertutup beton geopolimer variasi 8M ; 1,5 umur 60 hari.

Gambar 4.32 menunjukkan korelasi yang baik antara penetrassi ion chloride dengan porositas tertutup.Pori tertutup yang bersifat impermeable mampu menahan ion chloride masuk ke dalam beton lebih banyak. Hal tersebut dapat dilihat dari nilai pori tertutup semakin ke dalam semakin tinggi diikuti oleh penetrasi ion chloride semakin rendah.

0.200

0.210

0.220

0.0

10.0

20.0

30.0

0 40 80

Ion

Chl

orid

a (%

)

Poro

sitas

(%)

Umur Beton (hari)Porositas Tertutup (pf) Porositas Total (pt)

Porositas Terbuka (po) Ion Chloride (%)

140

Analisa Kandungan SiO2, Al2O3, Na2O dan H2O dalam beton geopolimer Analisa Si, Al, Na, dan H2O sangat penting dalam

penyusunan matrikx geopolimer. Oleh karena itu perlu adanya perhitungan SiO2, Al2O3, Na2O dan H2O yang terkandung dalam material-material penyusun beton geopolimer seperti fly ash, NaOH (sodium hidroksida), Na2SiO3 (Sodium silikat). Davidovits (1999) menyarankan penggunaan rasio oksida yang cocok untuk memproduksi beton geopolimer adalah

0,2 < Na2O/ SiO2 < 0,28 3,5 < SiO2 / Al2O3 < 4,5 15 < H2O / Na2O < 17,5 Contoh perhitungan analisa kandungan SiO2, Al2O3, Na2O

dan H2O dapat dilihat pada perhitungan selanjutnya dengan mengambil mengambil berat material dari variasi 8M : 1,5 . Dari hasil perhitungan komposisi campuran beton geopolimer diperoleh kebutuhan masing-masing material 12 benda uji silinder pada Tabel 4.

Tabel 4.43 Komposisi Material Beton Geopolimer 12

Benda Uji

No Variasi Material (gr)

Fly Ash Na2SiO3 NaOH SP 1 8M : 1,5 8089.714 2613.60 1742.40 161.794 2 8M ; 2,0 8089.714 2904.00 1452.00 161.794 3 8M ; 2,5 8089.714 3111.428 1244.572 161.794 Dari hasil pada Tabel diperoleh massa fly ash dalam beton

= 8089,714 gram. Dari hasil pengujian kandungan kimia XRF fly ash pada

Tabel diperoleh :

141

SiO2= 48,7% massa Al2O3= 26,05% massa Na2O= 0,47% massa

Variasi 8 M dengan rasio alkali 1,5 Kandungan SiO2 dalam fly ash

Kadar reaktif SiO2 : 2

2

2

SiO reaktif 33,7%SiO = = =64,31%

SiO total 52,4%

SiO2 reaktif pada fly ash

2 64,31% 48,47 31,17%SiO x SiO2 → Si + O2

(x)mol SiO2 → (x)mol Si +(x)mol O2

Maka, 1 mol SiO2 = 1 mol Si Mr SiO2 = 28 + 2.16 = 60 gr/mol Massa SiO2 = 31, 17% x 8089,714 = 2521,56 gram Mol SiO2 = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎

𝑀𝑟+

2521,56 𝑔𝑟

60𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙= 42.03 𝑚𝑜𝑙

Maka kandungan SiO2 dalam fly ash = 42.03 mol

Kandungan Al2O3 dalam fly ash Massa Al2O3 = 26,05% x 8089,714 = 2107,37 gram

Mr Al2O3 = 2.27 + 3/2.(2.16) = 102 gr/mol Mol Al2O3 = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎

𝑀𝑟+

2107,37 𝑔𝑟

102𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙= 20,66 𝑚𝑜𝑙

Al2O3 → Al + O2 (x)mol Al2O3→ 2(x)molAl +3/2(x)mol O2

Maka kandungan Al2O3 dalam fly ash = 20,66 mol Al = 2 x 20,66 = 41,32 mol

142

Kandungan Na2O dalam fly ash Massa Na2O = 0,47% x 8089,714 = 38,022 gram

Mr Na2O = 2.23 + 1/2.(2.16) = 62 gr/mol Mol Na2O = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎

𝑀𝑟+

38,022 𝑔𝑟

62𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙= 0,613 𝑚𝑜𝑙

Maka kandungan Na2O dalam fly ash = 0,613 mol Kandungan Fe₂O₃ dalam fly ash

Massa Fe₂O₃ =12,54% x 8089,714 = 1014,45 gram Mr Fe₂O₃ = 2.26 + 3.16 = 100 gr/mol

Mol Fe₂O₃ = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎

𝑀𝑟+

1014,45 𝑔𝑟

100𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙= 10,145 𝑚𝑜𝑙

Maka kandungan Fe₂O₃ dalam fly ash = 10, 145 mol

Kandungan NaOH dalam beton NaOH yang digunakan dalam pembuatan geopolimer 8M.

kebutuhan NaOHflake dan H2O untuk setiap pembuatan 1 liter NaOH adalah - Massa NaOHflake = 320 gram - Massa H2O = 900 gram - Massa 1 liter larutan NaOH = 1220 gram

Maka,ρ NaOH-8M=1220 𝑔𝑟

1000 𝑚𝑙= 1,22𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙

Dari table massa NaOH dalam beton 1742,4 gr Mr NaOH=1/2(62)+1/2(18) = 40 gr/mol Volume NaOH =

𝑚

ρ

1742,4 𝑔𝑟

1,222 𝑔𝑟/𝑚𝑙= 1428,197𝑚𝑙

2NaOH(s) → Na2O + H2O (x)mol NaOH(s) → ½(x) mol Na2O + ½(x) mol H2O

Mol NaOH = 1428,197ml x 8M = 11426 mmol =

11,426mol

143

Massa NaOHflake= mol NaOH x Mr NaOH = 11,426 x 40= 457,023 gram

Massa H2O = 1742,4gr – 457,023gr = 1285,38gr

Kandungan Na2O dan H2O dalam NaOHflake NaOH yang digunakan mengandung kemurnian 98% maka - Na2O = 98% massa - H2O = 2% massa

Na2O(s) → 2Na + ½O Mr Na2O= 2.23 + ½(2.16) = 62 gr/mol Massa Na2O = 98% x 457,023 gr = 447,882 gr Mol Na2O = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎

𝑀𝑟+

447,882 𝑔𝑟

62 𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙= 7,224 𝑚𝑜𝑙

Maka kandungan Na2O dalam NaOHflake = 7,224 mol Massa H2O = 2% x 457,023gr = 9,140 gr Mr H2O = 2.1 + ½(2.16) = 18 gr/mol H2O(l) → 2H + ½O Mol H2O = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎

𝑀𝑟+

9,140 𝑔𝑟


Kandungan H2O dalam NaOHflake = 0,239mol Dari hasil perhitungan diperoleh H2O = 1285,38 gr

Mol H2O = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎

𝑀𝑟+

1285,38 𝑔𝑟

18 𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙= 71,410 𝑚𝑜𝑙

Maka kandungan H2O = 71,410 mol Kandungan Na2SiO3 dalam beton

Massa Na2SiO3 di dalam beton =2613,60 gr Kandungan kimia Na2SiO3 diperoleh : - Na2O= 18,5%massa - SiO2 = 36,4%massa - H2O= 45,1%massa

144

Na2O(s) → 2Na + ½O Mr Na2O= 2.23 + ½(2.16) = 62 gr/mol Massa Na2O = 18,5% x 2613,60 gr =483,516 gr Mol Na2O = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎

𝑀𝑟+

483,516 𝑔𝑟


Maka kandungan Na2O dalam Na2SiO3 = 7,799 mol SiO2 → Si + O2

(x)mol SiO2 → (x)mol Si +(x)mol O2

Maka, 1 mol SiO2 = 1 mol Si Mr SiO2 = 28 + 2.16 = 60 gr/mol Massa SiO2 = 36,4% x 2613,60 gr = 951,350 gr Mol SiO2 = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎

𝑀𝑟=

951,35 𝑔𝑟

60 𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙= 15,856 𝑚𝑜𝑙

Maka kandungan SiO2 dalam Na2SiO3 = 15,856 mol H2O(l) → 2H + ½O Massa H2O = 45,1% x 2613,6 gr = 1178,7336gr Mr H2O = 2.1 + ½(2.16) = 18 gr/mol Mol H2O = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎

𝑀𝑟=

1178,7336 𝑔𝑟

18 𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙= 65,485 𝑚𝑜𝑙

Maka kandungan H2O dalam Na2SiO3 = 65,485 mol Kandungan Superplasticizer dalam beton

Massa SP = 161,794 gr SP digunakan untuk meningkatkan workabilitas dan

sebagian besar mengandung air, maka perhitungan mol digunakan seperti H2O. H2O(l) → 2H + ½O Mr H2O = 2.1 + ½(2.16) = 18 gr/mol Mol H2O = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎

𝑀𝑟=

161,794 𝑔𝑟


Maka kandungan H2O dalam SP = 8,989 mol

145

Menghitung Si/Al, SiO2/Na2O, dan water/solid

SiAl

= 2 3Na SiOmol Si (fly ash + )mol Al (fly ash)

= (42.03+15,856)𝑔𝑟

(2 𝑥 20,660)𝑔𝑟 = 1,401

2

2 3ASlOO

i = 2 3Na Smol Si (fly ash+ )mol Al (fly

iOash)

= (42.03+15,856)𝑔𝑟

( 20,660)𝑔𝑟 = 2,802

2

2

Na OSiO

= 2 2 3

2 2 3

Na O Na Smol (fly ash + NaOH 8M + )mol SiO (fly as

iONa Sh + iO )

= (0,613+7,224+7,799)𝑔𝑟

(42,03+15,856)𝑔𝑟 = 0,270

2

2

H ONa O

= 2 2 3

2 2 3

mol H O (NaOH 8M + + SP)mol (fly ash + NaOH 8M +

Na SiONa O Na SiO )

= (0,508+71,410+65,485+8,989)𝑔𝑟

(7,224+7,799)𝑔𝑟

= 9,363

𝐹𝑒₂𝑂₃

(𝑆𝑖𝑂₂) = 𝑚𝑜𝑙 𝐹𝑒₂𝑂₃

𝑚𝑜𝑙 𝑆𝑖𝑂₂ ( 𝑓𝑙𝑦 𝑎𝑠ℎ+𝑁𝑎₂𝑆𝑖𝑂₃

= (10,145)𝑔𝑟

(42,03+15,856)𝑔𝑟

= 0,175

watersolid

= flake 2 2

2 2 3berat H O (NaOH 8M + + SP)berat NaOH + berat SiO + be

Nrat Na O + fly

aa

Sish

O

= (1178,736+161,794)𝑔𝑟

(457,023+951,35+483,516+8089,714)𝑔𝑟

= 0,263 Dari contoh perhitungan di atas dapat dibuat perhitungan

untuk variasi yang lain. Hasil dari perhitungan beberapa variasi ditunjukkan pada tabel. 4.40

146

Tabel 4.44 Rekapituasi kandungan SiO2, Al2O3, Na2O dan H2O dalam beton geopolimer

Variasi Si SiO2 Na2O H2O Fe2O3 water Al Al2O3 SiO2 Na2O SiO2 solid

8 M : 1,5 1.401

2.802

0.270 9.363 0.175 0.263

8 M : 2 1.443

2.887

0.256 9.261 0.170 0.253

8 M : 2,5 1.474 2.948

0.247 9.186

0.167 0.245

10 M : 1,5 1.401 2.802

0.292 8.396

0.175 0.253

10 M : 2 1.443 2.887

0.274 8.435

0.170 0.244

10 M : 2,5 1.474 2.948

0.262 8.465

0.167 0.238

12 M : 1,5 1.401 2.802

0.315 7.538

0.175 0.243

12 M : 2 1.443 2.887

0.293 7.686

0.170 0.236

12 M : 2,5 1.474

2.948

0.278 7.800 0.167 0.231

FAS

OPC 0.38

147

Analisa Hubungan kandungan (Si/Al, Na2O/SiO2, , dan water/solid) dengan kuat Tekan

Kuat tekan juga erat kaitannya dengan (Si/Al, , Na2O/SiO2, dan water/solid). Pada Tabel berikutnya akan ditampilkan bagaimana hubungan antara nilai kuat tekan dari variasi beton geopolimer terhadap kandungan (Si/Al, , Na2O/SiO2, dan water/solid).

148

Tabel 4.45 Nilai Kuat Tekan Beton Geopolimer Variasi 8M dengan Rasio Alkali 1,5 ; 2 ; 2, pada umur beton 30,60,90, dan 120 hari dan kandungan (Si/Al, SiO2/Al2O3, Na2O/SiO2, H2O/ Na2O,

Fe2O3/SiO2 dan water/solid) Variasi Kuat tekan (Mpa) hari ke- Si SiO2 Na2O H2O Fe2O3 water Beton 30 60 90 120 Al Al2O3 SiO2 Na2O SiO2 solid 8 M : 1,5 50.99 54.42 60.26 67.66 1.401 2.802 0.270 9.363 0.175 0.263 8 M : 2 52.54 61.95 68.76 71.42 1.443 2.887 0.256 9.261 0.170 0.253

8 M : 2,5 55.85 62.66 69.8 74.21 1.474 2.948 0.247 9.186 0.167 0.245

149

Analisa Hubungan Kandungan Si/Al dengan Kuat Tekan

Gambar 4.32 akan menunjukkan hubungan antara nilai

kuat tekan beton geopolimer variasi 8 M dengan Rasio Alkali 1,5 ; 2 ; 2,5 pada umur beton 30,60,90, dan 120 hari dengan Si/Al. Perendaman beton dilakukan pada hari ke 31.

Gambar 4.32 Hubungan Si/Al dengan kuat tekan Dari gambar 4.32 menunjukkan berapa nilai Si/Al dalam beton geopolimer dan hubugan nya dengan kuat tekan beton. Kuat tekan beton beton geopolimer pada variasi 8M ;1,5 di umur beton 120 adalah 67,66 Mpa dengan kadar Si/Al = 1,401. Kemudian kuat tekan beton pada variasi 8M ; 120 adalah 74,21 dengan kandungan Si/ Al = 1,474. Perbedaan kuat tekan yang semakin meningkat diikuti dengan kandungan Si/Al yang juga semakin meningkat menunjukkan bahwa jumlah kandungan

5055606570758085

1.400 1.415 1.430 1.445 1.460 1.475 1.490

Kua

t Tek

an (M

pa)

Si/Al30 hari 60 hari 90 hari 120 hari

150

Si/Al yang terdapat dalam fly ash mampu meningkatkan kuat tekan. Hal serupa juga dibuktikan oleh Duxson, P, dkk (2007) yang dalam penelitiannya menyimpulkan semakin tinggi nilai Si/Al maka kuat tekan beton semakin tinggi pula.

Analisa Hubungan Kandungan Na2O/SiO2 dengan Kuat Tekan

Gambar 4.33 akan menunjukkan hubungan antara nilai kuat tekan beton geopolimer variasi 8 M dengan Rasio Alkali 1,5 ; 2 ; 2,5 pada umur beton 30,60,90, dan 120 hari dengan kandungan Na2O/SiO2. Perendaman beton dilakukan pada hari ke 31.

Gambar 4.33 Hubungan Na2O/SiO2 dengan kuat tekan

5055606570758085

0.245 0.260 0.275 0.290 0.305 0.320

Kua

t Tek

an (M

pa)

Na2O/SiO230 hari 60 hari 90 hari 120 hari

151

Dari gambar 4.32 menunjukkan berapa nilai Si/Al dalam beton geopolimer dan hubugan nya dengan kuat tekan beton. Kuat tekan beton beton geopolimer pada variasi 8M ;1,5 di umur beton 120 adalah 67,66 Mpa dengan kadar Na2O/SiO2 =0.270. Kemudian kuat tekan beton pada variasi 8M ; 120 adalah 74,21 dengan kandungan Na2O/SiO2 = 0.247. Perbedaan kuat tekan yang semakin meningkat diikuti dengan kandungan Na2O/SiO2 yang juga semakin semakin turun menunjukkan bahwa jumlah kandungan Na2O/SiO2 yang terdapat dalam fly ash jika mampu meningkatkan kuat tekan beton. Maka dapat disimpulkan kuat tekan berbanding terbalik dengan dengan Na2O/SiO2 dimana semakin tinggi nilai Na2O/SiO2 maka kuat tekan beton semakin menurun dan sebaliknya semakin rendah kandungan Na2O/SiO2 maka kuat tekan beton semakin tinggi. (Bignozi, 2014)

Analisa Hubungan Water/Solid dengan Kuat Tekan Gambar 4.34 akan menunjukkan hubungan antara nilai kuat tekan beton geopolimer variasi 8 M dengan Rasio Alkali 1,5 ; 2 ; 2,5 pada umur beton 30,60,90, dan 120 hari dengan Water/Solid. Perendaman pada beton dilakukan pada hari ke 31.

152

Gambar 4.34 Hubungan water/solid dengan kuat tekan

Pada umur ke 120 kuat tekan beton geopolimer 8M ; 1,5 adalah 67,66 Mpa dengan Water/Solid = 0.175. Kemudian pada hari yang sama yaitu umur ke 120 pada variasi 8M ; 2,5 kuat tekan beton adalah 69,8 Mpa dengan water/solid = 0.167. Gambar 4.56 menunjukkan kuat tekan dengan Water/solid berbanding terbalik. Dengan meningkatnya kuat tekan beton diiringi dengan menurunnya jumlah water/solid. Cheng Hui, dkk (2015) melakukan penelitian dengan mengkorelasikan kuat tekan dengan water/solid dimana kuat tekan sampel meningkat secara signifikan dengan rasio water/solid = 0,66 dan Water/solid= 0,81 memiliki kuat tekan yang lebih rendah. Hal tersebut menjelaskan bahwa semakin rendah kadar water/solid suatu campuran beton maka kuat tekan beton yang dihasilkan semakin tinggi.

5055606570758085

0.230 0.240 0.250 0.260 0.270

Kua

t Tek

an (M

pa)

water/solid

30 hari 60 hari 90 hari 120 hari

153

BAB V KESIMPULAN

Dari hasil hasil pengujian dan analisa data yang telah

dilakukan dari balok beton geopolimer bertulang, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Secara keseluruhan kuat tekan beton geopolimer meningkat

sejak umur 30, 60, 90 sampai 120 hari. Kuat tekan beton yang paling optimum ada pada variasi beton 12M dengan perbandingan Sodium Hidroksida dan Sodium Silikat 2,5 yaitu mencapai 81,09 Mpa.

2. Kuat tekan beton OPC berbeda jauh dengan kuat tekan beton geopolimer, dimana kuat tekan beton OPC paling optimum berada pada perendaman hari ke-60 yaitu 60,14 Mpa tetapi mengalami penurunan pada perendaman hari ke-90 dengan kuat tekan 58,06 Mpa.

3. Nilai laju potensial pada beton geopolimer pada awal pengujian sudah mencapai -400mV untuk semua variasi. Namum pengujian tetap dilanjutkan sampai hari 120 dan nilai potensial didapatkan dengan mengurangkan nilai potensial perendaman hari ke 120 dengan nilai potensial perendaman hari ke 30 untuk masing-masing variasi beton geopolimer dan beton OPC.Nilai potensial yang paling rendah ada pada variasi 12M; 2,5 dengan nilai -202mV. Nilai potensial paling tinggi ada pada variasi 8M ; 1,5 dengan nilai -264mV.

4. Kandungan Si/ Al dihitung pada semua variasi beton geopolimer. Semakin tinggi nilai Si/A maka kuat tekan beton juga semakin tinggi. Hal tersebut berlaku untuk setiap variasi 8M, 10M, dam 12M dengan perbandingan sodium hidroksida dan sodium silikat 2,5, memiliki nilai Si/Al paling tinggi dan kuat tekan paling tinggi pula.

154

5. Water/solid juga berpengaruh pada kuat tekan beton. Semakin tinggi kadar water to solid maka kuat tekan beton akan menurun. Begitu juga sebaliknya, jika kadar water/solid rendah maka kuat tekan beton tinggi.

155

DAFTAR PUSTAKA

AFNOR NF B 49104, (2004), “ Tes Porositas Beton”. ASTM C 29/C 29M-97 (Reapproved 2003), Standard Test

Methode for Bulk Density (“Unit Weight”) and Voids in Aggregate, United Stated.

ASTM C 33-03 (2003), Standard Specification for Concrete Aggregates, United Stated.

ASTM C 39/C 39M-03 (2003), Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens, United Stated.

ASTM C 40-04 (2004), Standard Test Methode for Organic Impurities in Fine Aggregates for Concrete, United Stated.

ASTM C 117-03 (2003), Standard Test Methode for Material Finer than 75μm (No.200) Sieve in Mineral Aggregates by Washing, United Stated.

ASTM C 127-88 (Reapproved 2001), Standard Test Methode for Density Relative Density (Spesific Gravity), and Absorption of Coarse Aggregate, United Stated.

ASTM C 128-01 (2001), Standard Test Methode for Density, Relative Density (Specific Gravity), and Absorption of Fine Aggregate, United Stated.

ASTM C 131–03, Standard Test Methode for Resistance to Degradation of Small-Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine, United Stated.

ASTM C 136-01, Standard Test Methode for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates, United Stated.

ASTM C 143 / C 143M-03, Standard Test Methode for Slump of Hydraulic-Cement Concrete, United Stated.

ASTM C 191-04 (2004), Standard Test Methode for Time of Setting of Hydraulic Cement by Vicat Needle, United Stated.

156

ASTM C 566-97 (Reapproved 2004), Standard Test Methode for Total Evaporable Moisture Content of Aggregate by Drying, United Stated.

ASTM C 618-03, Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use in Concrete, United Stated.

ASTM C 876, Standard Test Method for Corrosion Potentials of Uncoated Reinforcing Steel in Concrete, United Stated.

As’at Pujianto, Anzila NA , Martyana DC, dan Hendra (2013), “Kuat tekan beton Geoplimer dengan bahan Utama Bubuk Lumpur Lapindo dan Kapur”, Konferensi Nasional Teknik Sipil , Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober

Azreen, Mohd. Mohd Ariffin1, Mohd Warid Hussin, (2015), “Chloride Resistance of blended Ash Geopolymer Concrete”, Journal of Civil Engineering, Science and Technology, Volume 6, Issue 2, September

Backus. Jonathon, Danny McPolin, Muhammed Basheer, Adrian Long, Niall Holmes., (2013), “Exposure of mortars to cyclic chloride ingress and carbonation”, Advances in Cement Research, 25(1), 3–11

Bayuaji, R., Dharmawan, M.S., Wibowo, B., Husin, N.A., Subektie, S., Ekaputri, J.J. (2015), “The Influence of Chloride Enviroment on Compressive Strength of Geopolymer Concrete with Fly Ash Using Taguchi Approach”, Mechanics and Materials, Vols. 754-755, pp 400-405.

Bignozi, C. M., Stefanie Mannzi, Maria Elia Natali, William D.A Richard, Arie van Riessen, (2014) “Room temperature alkal activation of fly ash: The effect of Na2O/SiO2 ratio”, Construction and Building Materials, 69 , 262–270

Brown, R. . (1980), Marine Durability Survey of The Tounge Sand Tower, Concrete in The Ocean Program, CIRIA

157

UEG Technical Report No. 5, Cement and Concrete Association, London.

Cheng Hui, Kae-Long, Lin Rong Cui, Chao-Lung Hwang, Ta-Wui Cheng, Yu-Min Chang, (2015). “Effect of solid-to-liquid ratios on the properties of waste catalyst–metakaolin based geopolymers”, Construction and Building Materials 88 , 74–83

Chindaprasirt, P., Chalee, W. (2014), “Effect of Sodium Hidroxide Concentration on Chloride Penetration and Steel Corrosion of Fly Ash-Based Geopolymer Concrete Under Marine Site”, Construction and Building Materials, 63:303-310.

Ekaputri, J.J. dan Triwulan (2013), “Sodium sebagai Aktivator Fly Ash, Trass dan Lumpur Sidoarjo dalam Beton Geopolimer”, Jurnal Teknik Sipil ITB, Vol. 20, No. 1.

Davidovits, Joseph. "Soft Mineralurgy and Geopolymers." Geopolymer Institute, 1988.

Davidovits, J .(1994 ). “Properties of Geopolimer “, France, Geopolimer Institute

Davidovits, J. (2008). Geopolymer Chemistry and Applications . Prancis: Institut Géopolymère

Dian dan Hilman (2014). “Tinjauan Sifat Fisik dan Mekanik pada Beton Geoploimer tanpa pasir dengan Penambahan Variasi Superplastisizer.”, Tugas Akhir, Universitas Negeri Jakarta.

Duxson, P., Mallicoat, S.W., Lukey, G.C., Kriven, W.M., van Deventer. “The Effect of Alkali and Si/Al ratio on the Develpoment of Mechanical properties of metakalolin based geopolymers”, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 292 (2007) 8–20

Hardjito, D and B.V. Rangan. (2005). Development and Properties of Low Calsium Fly Ash-Based Geopolymer Concrete. Research Report GC1: Australia

M. Erniati., Wihadi Tjaronge, Zulharnah, Ulva Ria Irfan, (2015) “Porosity, pore size and compressive strength

158

of self compacting concrete using sea water” Procedia Engineering 125, 832 – 837.

Millard S.G., 1991, Reinforced Concrete Resistivity Measurement Techniques, Proc.Inst. Civ. Engineers, Part 2, pp.71-88.

N A Lloyd and B V Rangan (2010). “Geopolymer Concrete with Fly Ash”, Curtin University of Technology, Perth, Australia.

Neville. Adam., (1995) “ Chloride attack of reinforced concrete”, Materials and Structure, 28. 63-79.

Olivia, M. and Nikraz (2012), “Properties of Fly Ash Geopolymer Concrete in Seawater Environment,” Curtin University of Technology, Perth, Australia.

Parrott, P. J. (1994). Design for Avoiding Damage Due to Carbonation-Induced Corrosion, Special Publication.

Phoo-ngernkham . Tanakorn , Akihiro Maegawa, Naoki Mishima, Shigemitsu Hatanaka, Prinya Chindaprasirt, (2015)“Effects of sodium hydroxide and sodium silicate solutions on compressive and shear bond strengths of FA–GBFS geopolymer”, Construction and Building Materials., 91 , 1–8

Shaikh, F.U.A. (2014), “Effects of Alkali Solutions on Corrosion Durability of Geopolymer Concrete”, Advances in Concrete Construction, Vol. 2, No. 2, 109-123.

Sumajouw dan Rangan, (2006). “Fly Ash based geopolimer concrete : Study of Slender Reinforced Columns”, Curtin University of Technology, Perth, Australia.

Sudarmadi, M. (2006), “Garam dan Sulfat Klorida, Laten Bagi Kekuatan Beton Bangunan”.

Subekti, Srie (2007), Ketahanan Beton Geopolimer Dengan Bahan Dasar Fly Ash Terhadap Lingkungan Agresif-Air Laut dan Sulfat, Tesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.

Tjokrodimuljo, K. (2007), Teknologi Beton, KMTS FT UGM, Yogyakarta.

159

Triwulan., Raka, IGP., dan Sadji. (1998), “ Perubahan Tegangan Tekan Beton Fly Ash Karena Pengaruh Steam Curing “, Media Teknik,. Vol XX . No. 4, 0216 – 3012

Van Jaarsveld, J.G.S. and J.S.J. Van Deventer . 1999. The Effect of Metal Contaminants on Formation and Properties of Waste-Based Geopolymers, Cement and Concrete Research . 29: 1189-1200

Wallah, S.E. and B.V. Rangan. (2006). Low Calcium Fly Ash-Based Geopolymer Concrete: Long Term Properties. Research Report GC2: Perth

161

BIODATA PENULIS

Ruceh Simanjuntak, Penulis dilahirkan di Sidikalang ketiga dari 6 bersaudara. Penulis telah menempuh pendidikan formal di, SD 03028 (Sidikalang), SMP 3 (Sidikalang), SMA1 (Sidikalang) kuliah di Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan dan Setelah lulus dari D3 Politeknik, melanjut ke Institut Sepuluh November Surabaya pada tahun 2014, melalui ujian saringan lintas jalur

terdaftar dengan NRP 3113106025. . Di Jurusan Teknik Sipil Penulis mengambil bidang studi Struktur Material dan Bahan Bangunan

TUGAS AKHIR – RC 141501 PENGARUH …repository.its.ac.id/41860/1/3113106025-Undergraduate...Dari...

Documents

Transcript of TUGAS AKHIR – RC 141501 PENGARUH …repository.its.ac.id/41860/1/3113106025-Undergraduate...Dari...