ANALISA SIFAT MEKANIK BETON GEOPOLIMER BERBAHAN DASAR FLY ASH DAN LUMPUR PORONG KERING SEBAGAI PENGISI

ANALISA SIFAT MEKANIK BETON GEOPOLIMER BERBAHAN DASAR FLY ASH DAN LUMPUR PORONG KERING SEBAGAI PENGISI Oleh : Triwulan*) Januarti Jaya Ekaputri**) Tami Adiningtyas***) Abstrak Geopolimer adalah beton dengan bahan pengikat tidak menggunakan semen hidrolis, tetapi menggunakan material alami sebagai penggantinya. Material alami yang digunakan adalah material yang memiliki kandungan oksida silika dan alumina tinggi. Fly Ash dan lumpur Porong dipilih sebagai bahan dasar penelitian ini karena kandungan silika dan aluminanya yang tinggi. Fly Ash yang digunakan harus diaktifkan dengan larutan alkalin berupa Sodium Hidroksida dan Sodium Silikat sebagai katalisatornya. Penggunaan lumpur Porong dalam hal ini merupakan usaha untuk memanfaatkan lumpur Porong sebagai bahan bangunan (Ekaputri dan Triwulan, 2006). Dalam penelitian yang dilakukan, dibuat 4 buah benda uji berupa binder dan 4 buah benda uji beton dengan variasi aktifator sodium hidroksida molaritas 8M dan 10M serta penambahan air sebanyak 80% dan 100% dari berat lumpur. Pada benda uji binder akan dilakukan tes yang meliputi: tes waktu pengikatan, tes tekan dan tes porositas. Sedangkan untuk benda uji beton akan dilakukan tes yang meliputi: tes slump, tes tekan, tes tarik belah dan tes porositas. Pada pengujian tekan dan tarik belah, umur benda uji ditentukan pada 3, 7, 14, 21 dan 28 hari. Dari hasil penelitian terlihat bahwa molaritas larutan aktifator dan persentase penambahan air mempengaruhi sifat mekanik beton geopolimerlumpur. Secara umum, semakin besar molaritas dan semakin sedikit persentase penambahan air pada campuran akan memberikan karakteristik beton yang lebih tinggi. Kata kunci : geopolimer, binder, aktifator, molaritas, fly ash, lumpur Porong PENDAHULUAN Beton Geopolimer

merupakan

beton

dengan material dari bahan alami sebagai pengikat. Material pengikat tersebut mengalami reaksi polimerisasi dalam proses pengerasannya. Studi terhadap material alami sebagai pengganti semen diperlukan sejalan dengan peningkatan pembangunan infrastruktur beton di dunia yang menyebabkan meningkatnya permintaan terhadap semen

sebagai

Penggunaan

bahan

semen

pembentuk

ternyata

beton.

memberikan

pengaruh negatif karena gas CO2 yang dilepaskan ke atmosfir akibat proses produksi semen dengan jumlah

setara

dengan

berat

semen

dihasilkan.

yang

Material alami yang diutamakan sebagai pengganti semen ini adalah material yang memiliki kandungan oksida silika dan alumina tinggi

(Davidovits,

1994).

Kebutuhan

akan

tingginya kandungan oksida silika dan alumina disebabkan karena oksida ini merupakan bahan utama yang akan mengalami proses polimerisasi yang menghasilkan binder atau pengikat dalam beton geopolimer. Pada penelitian ini, dibuat binder dan beton geopolimer untuk diamati sifat mekaniknya. Beton geopolimer yang dibuat menggunakan bahan dasar fly ash sebagai pengikat dan lumpur Porong sebagai pengisi.

*) Dosen Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITS **) Dosen Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITS ***) Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITS

Lumpur Porong merupakan lumpur panas yang keluar dari perut bumi. Besarnya volume

33 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341

lumpur panas yang keluar telah menimbulkan

2.

berbagai dampak buruk pada kehidupan sosial, ekonomi dan kesehatan masyarakat Sidoarjo pada

fly ash dan Lumpur Porong. 3.

khususnya (Timnas PSLS, 2006). Sebagai

usaha

dari

Bahan dasar binder yang digunakan adalah

Aktifator yang digunakan adalah NaOH dan Sodium Silikat dengan perbandingan Sodium

meminimalisasi

Silikat

kerugian yang ditimbulkan oleh lumpur Porong

dan

Sodium

Hidroksida

adalah

sebesar 2,5.

ini, beberapa peneliti telah mencoba untuk

4.

Molaritas NaOH sebesar 8 dan 10 Molar.

memanfaatkan lumpur Porong sebagai keramik

5.

Perbandingan berat Fly ash (fly ash) dan

dan bahan konstruksi seperti bata, genteng, [15]

beton

dan paving. Penggunaan lumpur Porong

Lumpur Porong adalah 4 : 1. 6.

kering sebagai bahan pengisi beton geopolimer pada

penelitian

ini

merupakan

usaha

F dari PLTU Paiton. 7.

pemanfaatan lumpur Porong.

oven lalu dihancurkan sampai berbentuk

ini adalah :

serbuk. Lalu diberi tambahan air sebesar 80%

Mengetahui

waktu

pengikatan

binder

geopolimer-lumpur. 2.

Mengetahui temperatur saat terjadi reaksi

Mengetahui besarnya kuat tekan binder dan

Mengetahui

besarnya

kuat

Kuat Tekan Dilakukan pada 3,7,14,21 dan 28 hari.

9.

beton geopolimer-lumpur 4.

dan 10% dari beratnya. 8.

polimerisasi. 3.

Lumpur Porong yang digunakan berupa Lumpur kering, yaitu lumpur yang telah di

Tujuan yang akan dicapai dalam penelitian

1.

Fly ash yang digunakan adalah fly ash kelas

Penelitian

hanya

terbatas

pada

skala

laboratorium. 10. Curing dilakukan pada suhu kamar selama 4

tarik

beton

hari.

geopolimer-lumpur 5.

Mengetahui porositas binder dan beton geopolimer-lumpur.

6.

Mengetahui kandungan senyawa kimia dalam binder geopolimer-lumpur.

STUDI PUSTAKA  Beton Geopolimer Proses pembentukan beton geopolimer disebut dengan proses polimerisasi kondensasi,

LINGKUP PEMBAHASAN Dalam penelitian ini, masalah yang dibahas meliputi: 1.

Mengetahui dan membandingkan sifat fisik dari bahan bahan dasar beton geopolimerlumpur yang meliputi: a) Fly ash b) Lumpur Porong

yaitu reaksi gugus fungsi banyak (molekul yang mengandung dua gugus fungsi atau lebih yang dapat bereaksi) yang menghasilkan satu molekul besar bergugus fungsi banyak pula dan diikuti oleh pelepasan molekul kecil. Dalam proses geopolimerisasi, molekul kecil yang dilepaskan adalah air. Pelepasan air ini terjadi selama proses curing berlangsung. Perbedaan reaksi beton geopolimer dengan beton konvensional dapat dilihat pada Gambar 1

34 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341

Kandungan Fly ash kelas F yang digunakan dalam tugas akhir dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Komposisi Fly ash yang didapatkan dari analisa kimia

Gambar 1. – Reaksi Hidrasi dan

SiO2

52.24

Na2O

0.52

P2O5

0.13

Al2O3

38.58

K2O

0.44

SO3

1.21

Fe2O3

2.94

TiO2

2.42

SO2

-

CaO

0.69

MgO

0.49

LOI

1.39

Sumber: Ekaputri, Januarti J. dan Triwulan, “Study

Polimerisasi (www.geopolymer.org)

Peneliti

dari

Universitas

Deventer (Deventer, 2005) mengemukakan bahwa

Porong

Mud-Based

Geopolymer Concrete”, 2006.

Melbourne,

Australia, di bawah pimpinan Prof. J Van

on

Sejauh ini, fly ash telah banyak digunakan sebagai penambah atau pengganti sejumlah semen dalam pembuatan beton dengan semen portland.

beton geopolimer dapat dimanfaatkan untuk memasung („immobilise‟) bahan-bahan berbahaya

 Lumpur Porong

yang mengandung radioaktif maupun bahanbahan beracun lain. Dalam laporan penelitian disebutkan hampir semua bahan buangan industri yang mengandung unsur-unsur silika dan alumina bisa dibuat menjadi semen geopolimer.

yang keluar dari perut bumi. Sejak mulai menyembur keluar dari dalam perut bumi pada tanggal 28 Mei 2006 di sekitar Sumur Eksplorasi Banjar

Panji-1

(BJP-1)

Lapindo

Brantas,

Kabupaten Sidoarjo-Jatim, hingga kini, Juli 2007,

 Fly Ash

semburan lumpur tidak menunjukkan tanda akan

Material

utama

untuk

pembentukan

geopolimer yang memiliki ikatan alumino-silikate harus kaya akan Silikon (Si) dan aluminium (Al). Ini bisa berarti material alam seperti kaolin, dan lempung

Lumpur Porong merupakan lumpur panas

dimana

formula

empirisnya

mengandung Si, Al, dan oksigen (Davidovits, 1994). Atau material buatan seperti fly ash, silica fume dan slag. Namun, diantara material buatan yang juga merupakan limbah, fly ash dan slag merupakan material yang paling potensial sebagai bahan dasar beton geopolimer (Hardjito et all,

berhenti. Dampak buruk yang ditimbulkannya menyebabkan

berbagai usaha telah dilakukan

untuk mengurangi volume lumpur. Pemanfaatan lumpur sebagai filler pada beton geopolimer ini juga merupakan usaha untuk mengurangi volume lumpur. Melalui uji kimia yang dilakukan oleh balai besar keramik, dapat dilihat bahwa komponen kimia dari lumpur Porong ini mirip dengan komponen kimia dari fly ash. Detail komposisi dari lumpur Porong ini dapat dilihat pada Tabel 2

2005). 35 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341

sehingga penambahan hidroksida alkali pada fly

Tabel 2. Komposisi Lumpur Kering

ash dapat mereaksikan silika.

Didapatkan

Katalisator

Dengan Analisa Kimia

merupakan

zat

yang

SiO2

53.08

Na2O

2.97

P2O5

-

mempercepat terjadinya reaksi kimia. Dalam

Al2O3

18.27

K2O

1.44

SO3

-

pembuatan beton geopolimer, katalisator juga

Fe2O3

5.6

TiO2

0.57

SO2

2.96

digunakan. Untuk aktifator Sodium Hidroksida

CaO

2.07

MgO

2.89

LOI

10.15

biasanya digunakan katalis Sodium Silikat, hal ini sesuai dengan percobaan yang dilakukan oleh

Sumber: “Balai Besar Keramik”, Bandung,

Hardjito (2005)

Indonesia

Dalam Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh

Ekaputri

dan

Triwulan

(2006)

di

Laboratorium Beton dan Bahan Bangunan ITS, menunjukkan bahwa lumpur basah dan kering

penelitian

ini,

aktifator

yang

digunakan adalah kombinasi antara sodium silikat dan sodium hidroksida. Kombinasi aktifator ini digunakan berdasarkan penelitian Ekaputri dan Triwulan[14].

oven tidak bersifat amorf, sehingga hanya dapat dijadikan filler (pengisi) pada campuran beton geopolimer bersama- sama dengan agregat kasar

STUDI EKPERIMENTAL Benda uji dibuat menurut skema pada Gambar 2.

dan agregat halus. Sedangkan lumpur bakar (pada suhu 1000o C) bersifat amorf sehingga dapat digunakan sebagai pengikat dengan alkali kuat sebagai pereaksi. Namun, lumpur yang dicampur dengan semen atau kapur memberikan kuat tekan yang sangat rendah, sehingga tidak berpotensi dijadikan perekat pada beton geopolimer. Sebagai filler, perbandingan dari lumpur dan fly ash paling maksimal adalah 1:2 (Ekaputri dan Triwulan, 2006).  Aktifator Dan Katalisator Aktifator merupakan zat atau unsur yang menyebabkan zat atau unsur lain bereaksi. Dalam pembuatan beton geopolimer, aktifator yang digunakan adalah unsur alkali yang terhidrasi. Penggunaan hidroksida alkali sebagai aktifator ini dikarenakan karena silika merupakan asam kuat maka ia juga akan bereaksi dengan basa kuat. Hidroksida alkali adalah senyawa basa kuat,

Gambar 2. Skema Komposisi Benda Uji dan Pengetesan di Laboratorium

36 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341

PERSIAPAN BAHAN  Fly ash

 Larutan Aktivator

Fly ash yang digunakan merupakan fly ash

Pada pembuatan binder, sodium silikat dan

kelas F sisa dari pembakaran batubara di PLTU

sodium hidroksida dicampur beberapa menit

Paiton. Fly ash telah berbentuk serbuk yang siap

sebelum diberikan pada fly ash dan lumpur.

pakai.

Sedangkan pada pembuatan beton, kegiatan ini dilakukan satu hari sebelum pembuatan beton.

 Lumpur Porong Lumpur yang didatangkan dari Porong

 Agregat Kasar

masih berbentuk lumpur basah, sehingga perlu diberi perlakuan sebagai berikut: a.

b.

Agregat Kasar yang digunakan berukuran 0,5-1 cm (Ekaputri dan Triwulan, 2006). Sebelum

Lumpur yang masih dalam keadaan

digunakan, agregat dicuci dan disaring dengan

basah di bersihkan dengan cara diayak

ayakan no.8. Lalu direndam dalam air. Aggegat

dengan ayakan 1 inci.

kasar

Lumpur yang telah diayak dimasukkan

pemakaian agar mencapai kondisi SSD.

diangin-anginkan

semalam

sebelum

kedalam oven untuk dikeringkan selama 4 hari. c.

d.

Pada hari ke-2, lumpur dipecah menjadi

 Aggregat Halus

ukuran

Agregat halus yang digunakan berasal dari

yang

lebih

kecil

untuk

mempermudah keluarnya air.

Lumajang. Sebelumnya agregat diayak dengan

Setelah

ayakan no.8 untuk memisahkan kotoran dan batu,

kering,

lumpur

dihancurkan

sampai berbentuk serbuk.

lalu dilakukan pemeriksaan agregat halus.

 Sodium Hidroksida (NaOH) Sodium

Hidroksida

 yang

tersedia

Mix Design Binder Geopolimer Berdasarkan

Literatur

didapatkan,

Sebagai aktifator, Sodium Hidroksida harus

komposisi bahan yang dibutuhkan. Perbandingan

dijadikan

dari bahan-bahan binder geopolimer adalah

diinginkan.

Larutan

dengan ini

molaritas

harus

dibuat

yang dan

didiamkan setidaknya selama satu malam sebelum

perhitungan

telah

umumnya berupa serpihan dengan kadar 98%.

larutan

diadakan

yang

terhadap

sebagai berikut: a.

Berat lumpur : berat fly ash maksimal adalah

pemakaian (Hardjito et all, 2005). Pada penelitian

1: 2 (Ekaputri dan Triwulan, 2006). Namun

ini, molaritas larutan yang dipilih adalah 8M dan

berdasarkan

10M.

sebelumnya, ternyata perbandingan tersebut

 Sodium Silikat Sodium Silikat yang digunakan terdiri dari 36.2083 % SiO2, 5.9280 % Na2O, dan 57.86

trial

pembuatan

binder

diatas sangat sulit dalam pelaksanaanya karena terlalu kental sehingga digunakan perbandingan 1:4.

% H2O. 37 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341

b.

Perbandingan sodium silikat dan sodium hidroksida

adalah

2,5

(Ekaputri

dan



Tes Vicat Binder Geopolimer

Triwulan, 2006). c.

Tes Vicat dilakukan untuk menentukan

Perbandingan massa aktifator dan massa fly

waktu pengikatan awal/mulai mengikat dan

ash adalah 0,35 (Hardjito , 2004).

pengikatan akhir/mulai mengeras binder.

Perhitungan massa serpihan NaOH yang dibutuhkan untuk 1 L larutan sodium



Tes Tekan Binder Geopolimer

hidroksida adalah = 320 gram untuk 8M dan

Tes

kuat

tekan

binder

geopolimer

dilakukan pada binder dengan umur 3,14,21,dan

400 gram untuk 10M

28 hari. Tiap komposisi akan dites sebanyak 2 

benda uji. Tes ini dilakukan di Workshop Teknik

Mix Design Beton Geopolimer Berdasarkan

didapatkan,

Literatur

diadakan

yang

perhitungan

telah terhadap

Sipil ITS dengan alat torsi universal testing machine AU–5 berkapasitas 5 ton.

komposisi bahan yang dibutuhkan. Perbandingan dari bahan-bahan binder geopolimer adalah



Tes Porositas Binder Geopolimer Tes porositas dilakukan untuk mengetahui

sebagai berikut: Berat lumpur : berat fly ash yang

besarnya pori baik yang terbuka maupun yang

digunakan adalah 1: 4.

tertutup

b.

Berat agregat 75% dari total beton.

dilaksanakan di Laboratorium Beton dan Bahan

c.

Agregat yang digunakan adalah agregat

Bangunan Teknik Sipil-ITS dengan prosedur

ukuran kecil (0,5-1 cm) (Ekaputri dan

pelaksanaan sesuai AFNOR NF B 49104, dan tiap

Triwulan, 2006).

pengujian digunakan 2 benda uji.

a.

d.

f.

binder

geopolimer.

Tes

ini

Perbandingan aggregat kasar : agregat 

halus adalah 2 : 1 e.

dari

Tes Xrd Binder Geopolimer Tes XRD (difraksi sinar X) dimaksudkan

Perbandingan sodium silikat dan sodium hidroksida adalah 2,5 (Ekaputri dan

untuk

mengetahui

senyawa-senyawa

yang

Triwulan, 2006).

terbentuk setelah binder mengeras. Pengujian

Perbandingan massa aktifator dan massa

difraksi sinar X ini dilaksanakan di Laboratorium

fly ash adalah 0,35[12]

Besar Bersama UNAIR, Surabaya dengan alat XRay Diffractometer JEOL JDX 3530. Sampel



Tes Temperatur Reaksi Binder Geopolimer

yang diujikan berupa serbuk dari binder yang

Tes temperatur reaksi ini sama dengan tes

telah dihancurkan dan lolos ayakan 200. Berat

panas

hidrasi

semen.

Dilaksanakan

untuk

mengetahui besarnya temperatur yang terjadi saat reaksi polimerisasi terjadi.

sampel ini minimal harus lebih besar dari 1 gram. Dari

tes

XRD

yang

dilakukan

di

Laboratorium Besar Bersama UNAIR, data yang diperoleh berupa grafik 2-theta dan intensitas dari senyawa

yang

terkandung

38 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341

dalam

binder

geopolimer-lumpur. Selanjutnya, data tersebut

DATA DAN ANALISA HASIL

diolah dengan bantuan program Rietica versi

LABORATORIUM

1.7.7 untuk mengetahui senyawa yang terkandung



Hasil Pengujian Binder Geopolimer  Test Vicat

dalam binder.

Tabel 3. Tes Setting Time 

Tes Slump Beton Geopolimer Test slump dilaksanakan sesuai ASTM C

143-78 untuk mengukur workability (kemampuan dikerjakan) campuran beton.

Kode Initial Setting Time Finish Setting Time Binder (menit) (menit) 11.7 240 A8-80 13.5 265 A8-100 10.1 140 A10-80 10.7 155 A10-100

Dari Tabel 3 terlihat bahwa penambahan air dan molaritas larutan aktivator pada beton 

geopolimer-lumpur ini hanya sedikit berpengaruh

Tes Tekan Beton Geopolimer Tes tekan dilakukan pada 7, 14, 21 dan 28

hari dengan alat tes tekan UTM (Universal Testing Machine) di Laboratorium Beton dan Bahan Bangunan Teknik Sipil-ITS. Prosedur pelaksanaan tes tekan ini sesuai dengan ASTM C

pada initial setting time. Sedangkan pada finish setting

time,

penambahan

air

memberikan

pengaruh besar. Dapat dilihat bahwa semakin besar molaritas aktivator, maka semakin cepat finish setting time. Selain itu, semakin besar kadar air terhadap lumpur yang ditambahkan, maka

39-94.

semakin lama finish setting time. 

Tes Tarik Belah Beton Geopolimer Tes tarik belah dilakukan sesuai dengan



Tes Temperatur Reaksi

ASTM C 496, tes ini dilakukan di Laboratorium Beton dan Bahan Bangunan Teknik Sipil-ITS. Tes ini dilakukan dengan menggunakan alat Torsee Universal machine test, type rat-200, dengan kapasitas 200 tf. 

Tes Porositas Beton Geopolimer

Gambar 3. Variasi Temperatur Reaksi

Tes porositas dilakukan untuk mengetahui besarnya pori baik yang terbuka maupun yang tertutup

dari

beton

geopolimer.

Tes

ini

dilaksanakan di Laboratorium Beton dan Bahan Bangunan Teknik Sipil-ITS dengan prosedur pelaksanaan sesuai AFNOR NF B 49104 dan

Dari Gambar 3 terlihat bahwa molaritas larutan mempengaruhi temperatur reaksi, binder dengan campuran bermolaritas 8M menghasilkan temperatur lebih tinggi bila dibandingkan dengan aktifator 10M. Sedangkan kandungan air dalam

ASTM C-403-99, dan tiap pengujian digunakan 2 benda uji. 39 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341

lumpur tidak memberi pengaruh besar pada temperatur reaksi. 

Tes Tekan

Gambar 6. Grafik Tes Tekan Binder Geopolimer-Lumpur dengan Kandungan Air 80% Dari Berat Lumpur

Gambar 4. Grafik Tes Tekan Binder Geopolimer-Lumpur Dengan Aktifator 8M

Gambar 7. Grafik Tes Tekan Binder Geopolimer-Lumpur dengan Kandungan Air 100% Dari Berat Lumpur

Dari Gambar 6 dan 7 terlihat bahwa kuat Gambar 5. Grafik Tes Tekan Binder

tekan dari binder yang menggunakan aktifator

Geopolimer-Lumpur dengan Aktifator 10M

10M pada umur 28 hari lebih tinggi dibandingkan binder yang menggunakan aktifator 8M. Ini

Dari Gambar 4 dan 5, penambahan air

berarti semakin besar molaritas aktifator yang

pada campuran sebesar 80% dari berat lumpur,

digunakan, semakin besar pula kuat tekan yang

pada aktifator 8M dan 10M, menghasilkan kuat

dapat dicapai oleh binder.

tekan yang lebih tinggi dibandingkan dengan penambahan air sebanyak 100%. Sehingga dapat

 Tes Porositas

diambil kesimpulan bahwa semakin sedikit air

Berkurangnya jumlah air dalam campuran

yang ditambahkan pada campuran berarti semakin

menyebabkan jumlah pori tertutup meningkat dan

besar kuat tekan yang dapat dicapai oleh binder.

pori terbuka berkurang.menyebabkan jumlah pori tertutup meningkat dan mengurangi jumlah pori terbuka. Sejalan dengan hal itu, meningkatnya molaritas aktifator juga

40 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341

Tabel 4. Hasil Perhitungan Porositas Binder Geopolimer-Lumpur (persen) DATA

HASIL

PENGUJIAN

BETON

GEOPOLIMER 

Tes Slump

Tabel 6. Hasil Tes Slump

Dari Tabel 6 terlihat bahwa beton

 Tes Xrd Tabel 5.3. Rekapitulasi Hasil Analisa XRD

geopolimer-lumpur ini termasuk beton tanpa slump, yaitu beton yang memiliki slump sebesar 1

Pada Tabel 5, Zeolit yang semula diduga banyak

inch (25,4 mm) atau kurang.

terdapat dalam lumpur Porong ternyata tidak banyak ditemukan dalam penelitian ini. Tabel 5. Hasil Identifikasi Senyawa pada

 Tes Tekan

Binder No. 1 2 3 4 5

UNSUR CASIO4 CRISTOBA GYPSUM MULLITE NA2SIO3

A8-80

A8-100

A10-80

A10-100

TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA ADA

TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA

TIDAK ADA TIDAK ADA

ADA

TIDAK ADA

ADA

TIDAK ADA

ADA

TIDAK ADA

TIDAK ADA

ADA

ADA

ADA

6 7 8 9 10

NAALSIO ADA TIDAK ADA ADA TIDAK ADA NAFESIO TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA ADA SIO2 ADA TIDAK ADA ADA TIDAK ADA SIO2MONO TIDAK ADA TIDAK ADA ADA ADA SIO2ORTO TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA ADA

11 12 13 14 15 16

SIO2TRI ZEOLIT2 ZEOLIT3 ZEOLIT4 ZEOLIT5 ZEOLIT6

TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA

ADA

TIDAK ADA TIDAK ADA

TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA

Gambar 8. Grafik Tes Tekan Beton Geopolimer-Lumpur Dengan Aktifator 8M

TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA ADA TIDAK ADA

TIDAK ADA TIDAK ADA ADA

ADA

TIDAK ADA TIDAK ADA

Dari Gambar 8 terlihat bahwa pada umur 3 hari kuat tekan beton yang menggunakan aktifator 8M dengan penambahan air 80% lebih kecil bila dibandingkan dengan yang diberi penambahan air 100% dari berat lumpur, namun pada umur 28

41 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341

hari kuat tekannya menjadi sedikit lebih besar. Terlihat juga pada umur 21 dan 28 hari, kuat tekan beton dengan molaritas 8M hampir sama.

Gambar 10. Grafik Tes Tekan Beton Geopolimer-Lumpur Dengan Kandungan Air 80% Dari Berat Lumpur Gambar 9. Grafik Tes Tekan Beton Geopolimer-Lumpur Dengan Aktifator 10M

Dari Gambar 10 terlihat bahwa kuat tekan beton

dengan

penambahan

air

80%

dan

molaritas10M memiliki kuat tekan yang lebih Dari Gambar 9 terlihat bahwa kuat tekan

besar dari pada beton dengan aktifator 8M, namun

beton yang menggunakan aktifator 10M dengan

pda pada umur 7 dan 28 hari, kuat tekan yang

penambahan air 80% dari berat lumpur selalu

dicapai hampir sama.

lebih besar daripada yang diberikan penambahan air sebesar 100% dari berat lumpur. Namun pada umur 7 dan 28 hari, kuat tekan yang dicapai hampir sama.

42 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341



Gambar 11. Grafik Tes Tekan Beton

Test Porositas

Geopolimer-Lumpur Dengan Kandungan Air

Tabel 8. Hasil Perhitungan Porositas Beton

100% Dari Berat Lumpur

Geopolimer-lumpur B8-80

Dari Gambar 11 terlihat bahwa pada umur 3 hari kuat tekan beton yang dengan penambahan

Porositas Total (πt) Porositas Terbuka (πo) Porositas Tertutup (πf)

B8-100

B10-80

B10-100

30.96

21.40

42.94

50.37

21.31

19.33

5.70

39.47

9.65

2.07

37.24

10.90

air 100% dan aktifator 10M lebih kecil bila dibandingkan

dengan

campuran

Pada molaritas yang sama, penambahan air

yang

menggunakan aktifator 8M, namun pada umur 28

justru

menambah

jumlah

peningkatan

hari kuat tekannya menjadi sedikit lebih besar.

terbuka. Pori terbuka ini yang mendorong

Terlihat juga pada 28 hari, kuat tekan beton

timbulnya retak sehingga menurunkan kekuatan

dengan dengan penambahan air 100% hampir

beton.Demikian

sama. Jika dibandingkan dengan grafik kuat tekan

Peningkatan molaritas menyebabkan peningkatan

binder, kuat tekan beton jauh lebih kecil

jumlah total pori. Semakin tinggi molaritas diikuti

dibandingkan kuat tekan binder. Hal ini berarti:

dengan campuran yang semakin tidak workable,

a)

Pada beton,campuran binder yang terbentuk

sehingga mendorong terbentuknya banyak pori

terlalu sedikit, sehingga tidak mengikat

dalam beton.

halnya

dengan

pori

molaritas.

aggregat dengan sempurna. b)

Partikel lumpur yang tidak ikut bereaksi menempel

pada

permukaan

KESIMPULAN Dari hasil penelitian yang telah dilakukan,

aggregat,

sehingga menyebabkan pengikatan binder-

maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut: 1.

aggregat tidak sempurna.

Waktu

pengikatan

binder

geopolimer-

lumpur 

penambahan

Test Tarik Belah

air

dan

molaritas

larutan

Tabel 7. Hasil Perbandingan Kuat Tarik dan

aktivator pada beton geopolimer-lumpur ini

Kuat Tekan Beton Geopolimer-Lumpur

hanya sedikit berpengaruh pada initial

B8-80 ft fc' ft/fc'

B8-100

B10-80

B10-100

setting time. Sedangkan pada finish setting time, penambahan air memberikan pengaruh

0.227 6.63

0.324 6.39

0.41 6.71

0.362 6.62

0.034

0.051

0.061

0.055

besar. Semakin besar molaritas aktivator, maka semakin cepat finish setting time. Tetapi semakin besar kadar air terhadap

Dari Tabel 7 terlihat bahwa seperti halnya

lumpur yang ditambahkan, maka semakin

kuat tekan, kuat tarik juga mendapat pengaruh yang sama akibat molaritas aktivator dan besar penambahan air, yaitu kuat tarik semakin besar apabila molaritas larutan tinggi dan penambahan

lama finish setting time. 2.

Beton

Geopolimer-Lumpur

memiliki

workabilitas yang amat rendah dengan nilai slump 0 atau mendekati 0.

air sedikit.

43 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341

3.

Kuat tekan binder dan beton geopolimer-

minyak

lumpur pada umur 28 hari:

tersebut.

semakin besar molaritas aktivator, semakin

4.

5.

2.

Pada

yang

dikandung

penelitian

oleh

selanjutnya,

lumpur

sebaiknya

besar pula kuat tekan yang dapat dicapai

lumpur yang digunakan adalah lumpur yang

oleh binder maupun beton. Semakin sedikit

dibakar. Pembakaran lumpur dimaksudkan

kadar air yang ditambahkan pada campuran

agar ikatan kimia lumpur Porong akan

juga dapat meningkatkan kuat tekan beton.

berubah.

Proses

polimerisasi

yang

terjadi

3.

Pada

penelitian

selanjutnya,

sebaiknya

menghasilkan panas (eksoterm). Kandungan

dilakukan analisa kimia untuk mengetahui

air dalam lumpur tidak mempengaruhi panas

persentase kandungan senyawa pada binder,

reaksi polimerisasi. Molaritas aktivator yang

sehingga dapat diketahui kandungan SiO2

tinggi menurunkan panas reaksinya.

dan Na2O yang tersisa pada binder. Hal ini

Kuat tarik beton geopolimer-lumpur sangat

dimaksudkan

kecil. Hal ini memberikan informasi bahwa

larutan aktivator yang paling optimum yang

beton geopolimer-lumpur ini hanya bisa

dapat mereaksikan banyak SiO2.

untuk

mencari

molaritas

dijadikan beton non-struktural 6.

Meningkatnya jumlah air dalam campuran dan

7.

molaritas

aktifator

mempengaruhi

DAFTAR PUSTAKA AFNOR NF B 49104

jumlah pori yang terbentuk. Selain itu

ASTM C 823 – 75

semakin pekat aktivator yang digunakan,

ASTM C 618 – 84

semakin

ASTM C 618 – 78

sulit

beton

dicetak

sehingga

semakin banyak pori yang terbentuk.

ASTM C 143 – 78

Tidak ditemukan kandungan zeolit dalam

ASTM C 403 – 99

jumlah

ASTM C 496 – 94

besar

dalam

campuran

binder

ASTM C 39 – 94

geopolimer-lumpur.

ASTM C 191 – 92 SARAN Saran yang diberikan setelah penelitian ini dikerjakan antara lain: 1.

Meskipun memiliki kandungan kimia yang hampir sama dengan fly ash, lumpur Porong kering tidak dapat digunakan sebagai binder, hal

ini

mungkin

dikarenakan

adanya

kandungan minyak pada lumpur tersebut. Untuk itulah, sebaiknya pada penelitian selanjutnya

dilakukan

penelitian

kadar

Davidovits, J , “Properties of Geopolymer Cements” , 1994 Deventer, Van, “The Efect of Aggregate Particle Size on Formation of Geopolymeric Gel”, 2005 Hardjito, D., Wallah, S. E. and Rangan, B. V., “Factors Influencing The Compressive Strength of Fly ash-Based Geopolymer Concrete”, Dimensi Teknik Sipil, 2005 Kriven, M, “Effect of Alkali Choice on Geopolymer Properties”, 2004 Ekaputri, Januarti J.and Triwulan, “The Efforts to Use Porong Mud as an Additive Material for Geopolymer Concrete”. Presented at the National Seminar on The Efforts to

44 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341

Use Porong Mud as a Building Materia, ITS, Surabaya, Indonesia, October 3rd 2006. Organized by KLH-ITS Indonesia. Ekaputri, Januarti J. and Triwulan, “Study on Porong Mud-Based Geopolymer Concrete, Presented at the 2nd ACF International Conference”, Bali Indonesia, 20-21 November 2006. Organized by Indonesian Society of Civil and Structural Engineers under the Auspices of Asian Concrete Federation (ACF) Lily Pudiastuti, “Fisik Kimia Lumpur Panas Porong Sidoarjo”, Dipresentasikan pada Seminar Nasional Usaha Pemanfaatan Lumpur Porong Sidoaro sebagai Bahan Bangunan, Surabaya Indonesia, 3 Oktober 2006. Timnas PSLS “(Penanggulangan Semburan Lumpur Sidoarjo)”, Media Center Lusi, Edisi VIII, Nopember 2006

45 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341