73
/ PENINGKATAN KEHALUSAN F L Y A S H SEBAGAI CIMENTATIOUS / MATERIAL TERHADAP KUAT T E K A N B E T O N ^ DENGAN METODE S T E A M CURING Triwulan, Sadji, dan A. Rohman Akbar*
V
ABSTRAK Pada Industri beton pracetak, metode steam c u r i n g dipakai untuk mempercepat proses perkerasan beton. Bagaimana steam c u r i n g ini jika diterapkan pada beton dengan/fy ash sebagai campuran, mengingatyjy ash ini adalah limbah yang berfungsi sebagai cimentatious material klas F. Dalam penelitian ini ada beberapa tingkat kehalusan ;7y ash yang dipakai yaitu KI, KII dan K i l l . Dari tiap-tiap kehalusan tersebut dicampurkan pada beton dengan prosentase 0%; 10%; 20% dan 30% dari berat P o r t l a n d Cement yang dipakai. Bentuk benda uji beton adalah silinder dengan diameter 10 cm dan 20 cm, dan pasta dengan diameter 2 cm dan tinggi 4 cm. Perawatan yang dilakukan pada beton dengan 2 cara yaitu m o i s t c u r i n g dan steam c u r i n g 70 C. Pengamatan yang dilakukan untuk benda uji beton adalah pengukuran perkembangan temperatur hidrasi, pengukuran perkembangan kuat tekan dan pengukuran nilai porositas, sedangkan untuk benda uji pasta yang diukur adalah reaktifitas dan perubahan diameter pori serta porositasnya. Hasilnya menunjukkan bahwa temperatur hidrasi menurun dengan naiknya tingkat kehalusan fly ash yang dipakai dan berdampak pada bertambah lamanya waktu pengikatan, baik pengikatan awal maupun akhir. Nilai porositas pasta maupun beton menurun dengan naiknya tingkat kehalusan fly ash dan diikuti dengan naiknya nilai kuat tekan. Hal tersebut terjadi karena reakjjfilas fly ash msnmgkat dengan naiknya tingkat kehalusannya, yang ditunjukkan dengan analisa X R D dimana intensitas sinar naik dari pasta dengan campuran 10% fly ash K I ke K i l l , kondisi ini berlaku untuk perawatan m o i s t maupun steam. Demikian juga diameter pori yang terbentuk juga cenderung mengecil dengan naiknya tingkat kehalusan fly ash. Kuat tekan tertinggi dicapai untuk campuran beton dengan prosentase fly ash 10% dengan kehalusan K i l l , baik untuk kondisi m o i s t c u r i n g maupun steam c u r i n g 70°C.
Kata kunci: fly ash, steam
curing
ABSTRACT In the precast concrete industry, steam curing method has been used to speed up the concrete hardening process. In this study, the steam-curing method is also applied to concrete with fly ash as cementatious constituent, since fly ash is a waste material that can be used as cement compound that categorised as F class material. In this study, three grades of fly ash fineness K I , KII and K i l l are utilized. From each grade the fly ash is mixed into concrete with the percentage of 0%; 10%; 20%; and 30 % of fly ash from the weight of Portland Cement used. The concrete samples are in the form of cylinders with 10 cm diameter and 20 cm height, while the slurry specimens are with 2 cm diameter and 4 cm height. The treatments of concrete are performed by using two methods, which are moist curing and 70°C steam c u r i n g . Measurements are then performed to the concrete-samples, which are measurement of temperature increase during hydration measurement of increasing compressive strength, and measurement of porosity. To the slurry specimen the measurements are performed for the reactivity, the change of pore diameter, and the porosity. The result of this study shows that hydration temperature will decrease with the increase of particle fineness of t h e fly ash F i n e r y ash particles also affects the bonding time of concrete, which is longer for both initial bonding or final bonding time. Porosity values of both concrete samples and slurry specimen will decrease with the increase of fineness of t h e fly ash, as well as the compressive strength. This o c c u r s became there is an appargnf increase of the fly ash reactivity with the increase of particle fineness, which is shown from the X R D analysis that the light intensity increases in slurry specimen when the fly ash particle fineness increases from KI to K i l l . This condition prevails for both moist and steam curing. Also, the pore diameter in concrete tends to decrease in size with the increase of the fly ash particle fineness. The highest compressive strength is obtained in the concrete mixture with 10 % of fly ash content and the degree of K i l l particle fineness both in moist and 70°C steam curing. Keywords: fly ash, steam
curing
J u r u s a n T e k n i k S i p i l , FTSP,
ITS Surabaya V o l . 14, N o . 2, M e i 2003 - Majalah I P T E K
74
1. PENDAHULUAN Sudan merupakan hal yang umum bahwa fly ash yang merupakan limbah dari proses pembakaran batu bara bisa dimanfaatkan sebagai campuran beton karena mempunyai sifat sebagai pozolanik material. V m o n f a a t a n f l y u s h tersebut bisa memberikan kontribusi positif pada sifat-sifat fisik maupun mekanik pada beton, terutama pada peningkatan nilai kuat tekannya, Ti'iyuni^n )\ Mltrwun ( \ ^ dan mengecilkan nilai susut beton Triwulan (1995>. Oleh karena itu pemanfaatan fly ash sebagai campuran beton tersebut sangatlah efektif selain bisa meningkatkan kuat tekan beton bisa juga menaikkan nilai ekonomis dari fly ash itu sendiri./Jika fly ash
C-191-74, sedang untuk beton yang telah mengeras yang diukur adalah perkembangan kuat tekan sampai umur 90 hari, dan nilai porositasnya. Untuk analisa mikro, memakai benda uji pasta yang diamati adalah reaktifitasnya dengan alat X R D (X Ray Diffractometer) dengan standart yang dipakai adalah ICDD-PDF-II-97, sedangkan nilai porositas dan distribusi pori dengan standart API 40. Campuran mortar juga dibuat untuk mengetahui index aktifitas pozolan. Sesuai dengan standart tersebut diatas, maka fly ash yang dipakai masuk klas F.
3. HASIL PENGAMATAN
Hasil pengujian kuat tekan pada index aktifitas pozolan dipakai untuk mengetahui apakah fly ash yang dipakai termasuk material pozolanik, benda uji adalah mortar dengan campuran fly ash 20 %, dan hasil kuat tekannya harus tidak kurang dari 75 % nilai kuat tekan benda uji kontrol di umur 28 hari. Index aktifitas pozolan dengan benda uji mortar di cantumkan dalam Tabel 2 dan Tabel 3.
Dalam penelitian ini fly ash klas F yang dipakai
3.1 Pengujian Index Aktifitas PozoJajj
tersebut^dlungkatkan ^alusannyaTdan dipakai pada campuran beton dengaj) p e r a w a t a a steam c u r i n g , maka diharapkan selain bisa meningkatkan nilai kuat tekannya dibandingkan dengan perawatan moist c u r i n g , juga mempunyai dampak lain terutama yang berhubungan dengan proses tersebut.
2. KEGIATAN Y A N G DILAKSANAKAN
berasal dari Paiton dengan susunan kimia seperti tercantum
dalam
Tabel
1.
Fly
ash
tersebut
dikaluolcan dengan memakai alat dari PT. Semen Gresik Persero yaitu G r i n d a b i l i t y A p p a r a t u s (Ball Mill WFD) dengan tingkat kehalusan yang berbeda, yaitu kehalusan I (KI) dengan surface specific area (s.s.a) 0,5221 m /gr. Kehalusan II (KII) dengan s.s.a. 0,9014 m /gr dengan kehalusan III (Kill) dengan s.s.a 1,776 m /gr. Dari tiap-tiap kehalusan fly ash tersebut dicampurkan ke dalam beton maupun pasta sebanyak 0%, 10%, 20% dan 30% dari berat P o r t l a n d semen, sedang metode c u r i n g yang dipakai adalah 2 macam yaitu m o i s t c u r i n g dan steam c u r i n g selama 3 jam dengan temperatur 70°C yang merupakan temperatur paling sesuai Triwulan (1998); La Croix dan Fuentes (1987), yang kemudian dilanjutkan dengan m o i s t c u r i n g sampai umur 28 hari. 2
Nilai index aktifitas benda uji untuk umur 28 hari serauanya diatas 75 % (dimana nilai 75 % ter§ebut merupakan syarat minimum sesuai dengan A S T M C 618-94a untuk material pozolan), nilai tersebut berangsur-angsur naik dengan naiknya tingkat kehalusan fly a s h , yang berarti bahwa fly ash yang dipakai termasuk kategori material pozolanik.
2
2
3.2 N i l a i Konsistensi N o r m a l Pengukuran nilai konsistensi normal dilakukan untuk mengetahui nilai faktor air semen yang dibutuhkan benda uji pasta, hasil ditampilkan dalam Tabel 4 dan Gambar 3.
Dari campuran beton basah yang diukur adalah perkembangan temperatur hidrasi, waktu pengikatan dan nilai konsistensi normal dengan standart A S T M Majalah IPTEK - V o l . 14, No. 2 Mei 2003
75
Tabel 1. Analisa k i m i a f l y ash. Analisa Kimia
Si02+Al203+Fe 03 TiQ CaO
Komposisi (% berat) 53,76+36,91+3,88=94,55 2,42 1,83
MgO
0,54
Oksida 2
2
A S T M C 6 1 8 941 N M i n 70 %
Min 50%
Min 70%
> 10 %
< 10%
0,82 K20 M a x 1,5% M a x 1,5% M a x 1,5% 0,09 Na Q 0,13 P 0 Max 4 % Max 4 % Max 4 % 0,66 S0 0,03 Mn p4 Sesuaf d e n t i n standar tersebut di atas, m a k a f y ash a n ^ a k a i masuk k/as F. 2
2
3
3
X
PERSIAPAN M A T E R I A L D A N A L A T
\ MIX
DESIGN
M E T O D E DOE
T PENCAMPU RAN BETON P E R E K A T ( S E M E N + FLY ASH) ( K E H A L U S A N I) P R O S E N T A S E 0,10,20,30 % DAR1 B E R A T PC
PENCAMPURAN BETON P E R E K A T ( S E M E N + FLY ASH) ( K E H A L U S A N II) P R O S E N T A S E 0, 10, 20, 30 % DARI B E R A T PC
TEST P A N A S H1DRASI
PENCAMPURAN BETON P E R E K A T ( S E M E N + FLY ASH) ( K E H A L U S A N III) P R O S E N T A S E 0,10, 20, 30 % D A R I B E R A T P C
P E M B U A T A N BETON 10 C M D I A M E T E R 20 C M TINGGI
PERAWATAN C U R I N G : MOIST CURING 28 H ARI STEAM CURING (70° C) 3 J A M D A N CURING S/D 28 HARI
PENGUJIAN KUAT TEKAN UMUR BETON : 3,7, 14, 28, 60, 90 H A R I MASING -MASING @ 4 BUAH (MOIST CURING)
MOIST
PENGUJIAN KUAT TEKAN UMUR BETON : 3, 7, 14,28, 60, 90 HARI MASING -MASING @ 4 B U A H STEAM CURING (70° C)
TEST POROS1TAS BETON SETELAH DICURING S E L A M A 60 HARI
J B U A T A N A L I S A D A N K E S I M P U L A N PENULIS
Catatan:
Gambar 1. Skema kegiatan penelitian dengan benda uji beton.
P C = Portland Cement
V o l . 14, N o . 2, M e i 2003 - Majalah I P T E K
76 Tabel 2. Nilai kuat tekan benda uji mortar. Nilai Kuat Tekan (Kg/cni?) Usia Perawatan Kontrol Pengetesan 0% f.a 20% f.a KI 20% f.a KII 7 hari 262,4 199,2 240,8 28 hari 325.6 337,6 350,4 Tabel 3. Nilai index aktifitas pozolan. Usia Perawatan 7 hari 28 hari
Index Aktifitas Pozolan (% dari kontrol") Kontrol Pengetesan 0% f.a 20% f.a KI 20% f.a KII ;w 75,915 91,768 100 103,686 107,617
'
20% f.a Kill 244,8 376
20% f.a Kill 93,293 115,479
Campuran Pasta/Mortar Portland cement dengan fly ash kehalusan I, II, III
Campuran Pasta
PC = 100% f.a. = 0%
Campuran Mortar
PC = 80 %
PC = 90 %
f.a. = 20%
f.a. = 10%
PC = 100 % ; f.a. = 0% PC = 8 0 % ;f.a. = 20% Pasir otawa
PC = 70 % f.a. = 30%
Benda Uji Mortar Kubus (5x5x5)cm3
Benda Uji 2 cm diameter 4 cm tinggi
Campuran basah
Test Temperarur Hidrasi
Tes setting time
Tes Index Aktifitas Pozolan
Moist curing 28 hari Steam curing 70°C 3 jam dilanjutkan dengan moist curing s/d 28 hari Porositas dan distribusi pori
Tes kuat tekan umur 7 dan 28 hari
Catalan: PC = Portland Cement f.a. = Fly Ash
Gambar 2. Skema kegiatan penelitian benda uji pasta.
MajalahlPTEK - Vol. 14, No.2 Mei 2003
77
Tabel 4. Nilai konsistensi normal pasta untuk masing-masing tingkat kehalusan.
ash
dari berapapun prosentase fly ash yang dipakai.
Hasil
perkembangan
beton ditampilkan Tingkat
Prosentase
Kehalusan Fly ash I
terlihat
Konsistensi Normal 0,2500 0,2614 0,2717 0,2867
Fly ash (%) 0 10 20 30
n
Nilai
10
0,2655
20 30
0,2748 0,2893
10 20 30
0,2664 0,2778 0,2969
temperatur untuk campuran
dalam Gambar
4. Dari hasil
bahwa perkembangan temperatur
hidrasi
menurun dengan naiknya tingkat kehalusanflyash Helmuth (1987), kehalusanflyash bisa menghambat proses hidrasi awal, walaupun untuk selanjutnya proses hidrasi berjalan cepat. Hal tersebut terlihat Setelah puncak h i d r a s i
t o r l a m p a u i ,
poiioo
liiJiosi
untuk campuran fly ash dengan kehalusan HI lebih
m
,
tinggi dan yang lainnya. Dan jika dibandingkan dengan campuran yang tanpa fly ash, temperatur hidrasi menurun dengan adanya fly ash dimana sesuai dengan penelitian sebelumnya Triwulan dan Marwan (1994); Lane (1983) yang menunjukkan
Nilai Konsistensi Normal
bahwa temperatur hidrasi antara fly ash dan kapur hasil proses hidrasi semen lebih rendah dibanding
0.30
0.29
Jl
HKehalusan I • Kehalusan II P.Kehaluaap.lli
0.28
dengan temperatur hidrasi antara Portland
Cement
dan air.
0.27
10
20
Komponen Fly Ash (%)
30
»
Waktu
Gambar 3, Nilai kondstensi normal untuk tiap-tiap
naiknya
tingkat
surface
butiran fly a s h meningkat. Hal
3.4
W a k t u Pengikatan
Pengaruh
(1987) yang menyatakan bahwa efek butiran yang
temperatur
mengakibatkan
(Jam)
masing-masing kehalusan.
kehalusan fly a s h
ini sesuai dengan uraian ACI COMMITTEE 226
halus
20
beton dengan campuran 30 %flyash dari
meningkatkan nilai faktor air semen, karena spesifik area dari
16
Gambar 4. Gtafik perkembangan temperatur hidrasi
campuran pasta. Dengan
12
water-to-cement
ratio
meningkat.
tingkat hidrasi
kehalusan dari
fly
ash terhadap
campuran
beton
yang
memakainya akan berdampak langsung terhadap s e t t i n g t i m e dan campuran tersebut, karena faktorfaktor tersebut (temperatur hidrasi dan setting time)
3.3
P e r k e m b a n g a n T e m p e r a t u r Hidrasi
saling
berhubungan. Grafik
tentansz
t.emnwatnr
hidrasi tersebut dicantumkan dalam Gambar 5. Hasil perkembangan temperatur hidrasi untuk benda uji pasta dan beton mempunyai kecenderungan yang sama, menurun dengan naiknya tingkat kehalusan fly
Dari hasil terlihat bahwa semakin halus fly ash yang dipakai pada campuran beton semakin lama setting t i m e n y a , baik s e t t i n g t i m e awal maupun akhir. Hal
Vol. 14, No. 2, Mei 2003 - Majalah IPTEK
78
tersebut sangat sesuai jika dikaitkan dengan temperatur hidrasi, semakin rendah temperatur hidrasi semakin lama s e t t i n g t i m e n y a . Dimana sesuai dengan penelitian sebelumnya Triwulan dan M M W K I (1994) dan sesuai dengan teori Helmuth (1987)yangmengatakan kehalusan fly ash bisa menghambat proses hidrasi awal. Selain itu dengan adanya fly ash akan menurunkan senyawa semen (C S ; C S ; C A ; C A F ) didalam campuran beton yang bisa menurunkan temperatur hidrasi dari campuran beton tersebut (Neville 1981). 3
2
3
4
bahwa semakin halus fly ash yang dipakai semakin tinggi
reaktifitasnya
pada
campuran
Perkembangan kuat tekan beton after
steam
beton. curing
ini sama kecenderungaiffiya untuk benda uji pasta. Dengan meningkatnya prosentase fly ash yang dipakai nilai kuat tekan after hal
steam
c u r i n g menurun,
ini menunjukkan bahwa reaksi yang terjadi
antaray7>; ash dan kapur hasil proses hidrasi belum berjalan secara optimum karena proses hidrasi tersebut lebih lambat dibanding dengan proses hidrasi yang terjadi antara P o r t l a n d cement
dan air,
dimana hal ini sama dengan penelitian sebelumnya Triwulan (1998). Kecenderungan ini sama untuk benda uji pasta maupun beton.
0
10
20
X
Komposisi Fly Ash • Kehalusan I • Kehalusan II B Kehalusan 111
0
10
20
30
40
K o m p o s i s i Fly A l h
•
Kehalusan I —•—Kehalusan n —*—Kehalusan IS
3.5.2 Nilai kuat tekan diakhir pengetesan
3.5 Perkembangan Nilai Kuat Tekan
Gambar 6. Grafik nilai kuat tekan benda uji beton setelah proses steam c u r i n g 70° C selama 3 jam {after steam c u r i n g ) .
Gambar 5. Grafik waktu pengikatan pasta untuk tiap-tiap perbandingan campuran dari masing-masing tingkat kehalusan.
3.5.1 After
steam
Untuk membahas perkembangan nilai kuat tekan beton dibagi menjadi 2 bagian, yaitu nilai kuat tekan after steam c u r i n g untuk benda uji yang mendapat perawatan dengan steam c u r i n g 70°C selama 3 jam dan perkembangan kuat tekan beton setelah beton mengeras berumur 90 hari. Untuk benda uji beton M ^ B f amum c u r i n g , setelah proses penguapan (steam c u r i n g ) benda uji didinginkan sampai dengan temperatur ruangan lalu dilakukan pengetesan. Hasil dicantumkan dalam Gambar 6. Terlihat dari Gambar 6, bahwa semakin tinggi tingkat kehalusan fly ash yang dipakai dalam campuran beton, semakin tinggi pula nilai kuat tekan after steam c u r i n g , hal itu menunjukkan
Nilai kuat tekan tiap-tiap kondisi curing diakhir pengetesan untuk benda uji pasta (umur 28 hari) ditampilkan dalam Gambar 7, sedang untuk benda uji beton (umur 90 hari) ditampilkan dalam Gambar 8. Penentuan umur 28 hari untuk pengetesan benda uji pasta, hanya untuk mengetahui kecenderungan perubahan perilaku kuat tekannya. Kecenderungan perkembangan kuat tekan benda uji pasta dan beton tidak jauh berbeda. Nilai kuat tekan untuk benda uji dengan steam c u r i n g 70 °C pada umumnya lebih tinggi daripada benda uji dengan m o i s t c u r i n g . Selain itu semakin tinggi tingkat kehalusan fly ash, semakin besar nilai kuat tekan benda uji tersebut, dan nilai kuat tekan tertinggi dicapai untuk benda uji dengan prosentase fly ash K i l l 10 % dari berat PC, hal itu menunjukkan bahwa
Majalah IPTEK - Vol. 14, No.2 Mei 2003
79
reaktifitas fly ash meningkat dengan tingginya
bila
tingkat kehalusan.
temperate +
1200
sistem
adalah
curingnya
steam
dengan
70°C.
3.6 Nilai Porositas Beton Kl-Moist
Nilai porositas beton perlu dicari untuk mengetahui apakah pemakaian fly ash tersebut merubah nilai porositasnya, karena nilai porositas erat sekali hubungannya dengan nilai kuat tekan. Hasil
Kl-Steam Kll-Moist - K-
-
Kll-St«am Kill-Moist
•
Kill-Steam
pengukuran nilai porositas l>tCun UivainuniKan Qaiam
Gambar 0
10
20
9.
Nilai
tersebut
dipakai
untuk
mempertajam uraian yang dikaitkan dengan nilai
30
kuat tekan.
Kandungan fly ash (%)
-f.a. Kl Moist
Gambar 7. Grafik nilai kuat tekan benda uji pasta dari tiap-tiap variasi campuran dengan sistem m o i s t dan steam c u r i n g di umur benda uji umur 28 hari.
-fa. Kll Moist -fa. Kill Moist
6,5 o
0-
05
z
•f.a Kl Steam
•L* 1^ | \ —ft
• f.a. Kll steam
5,5
• f.a. Kill Steam 0
10
20
30
40
ProsenUM Fly Ash (%)
L Gambar 9. Grafik nilai porositas beton untuk tiaptiap campuran dengan m o i s t dan steam curing. Gambar 8. Grafik nilai kuat tekan beton dari tiaptiap variasi campuran dengan sistem m o i s t dan steam c u r i n g , umur 9 0 hari. Untuk benda uji beton umur 90 hari, dengan fly ash 30 % dan sistem steam
c u r i n g mempunyai nilai kuat
tekan lebih tinggi daripada benda uji yang memakai sistem m o i s t c u r i n g : perbedaan kuat tekan tersebut adalah
+ 6 %, sedang untuk benda uji yang
memakai campuran fly ash 10 % dan 2 0 % nilai kuat tekannya tidak jauh berbeda antara sistem perawatan moist
yang berarti
bahwa
pemakaian fly ash pada campuran beton
dan steam
lebih
sesuai jika perawatannya memakai steam
curing.
Kecenderungan
curing,
ini
sebelumnya Triwulan
sama
dengan
penelitian
(1998)
yang menunjukkan
bahwa campuran beton yang memakai fly ash 30 %
Dari Gambar 9, terlihat bahwa nilai porositas menurun dengan naiknya tingkat kehalusan beton dimana kecenderungan ini sama untuk benda nji pasta. H a l ini menunjukkan bahwa reaktifitas fly ash meningkat dengan naiknya tingkat kehalusannya, sehingga pori-pori yang ada sebagian terisi oleh senyawa yang terjadi akibat reaksi antara fly ash dan kapur hasil proses hidrasi beton (Mehta 1989). Peristiwa ini akan terlihat dari hasil analisa X R D (X Ray Diffractometer). Selain itu dengan adanya steam c u r i n g bisa menurunkan sedikit nilai porositas, hal ini karena steam c u r i n g berfungsi untuk mempercepat proses hidrasi awal, sehingga bisa menambah senyawa yang berhidrasi dalam waktu y a n g r e i a t i f oingk-at, i i a o i i i i u sama aengan penelitian sebelumnya (Triwulan dan Santi 1997; Helmuth 1987).
dari berat P C memberikan nilai kuat tekan tertinggi Vol.
14,
No.
2,
Mei 2 0 0 3 - Majalah IPTEK
80
3.7 Hasil Analisa XRD (X Ray Diffractometry) Analisa XRD (X Ray Diffractometry) dipakai untuk mengetahui apakah peningkatan kehalusan fly ash aKan meningkatkan reaksinya dengan kapur {Ca(OH) } hasil proses hidrasi antara Portland Cement dan air, sehingga akan berpengaruh pada penurunan porositas dan memperkuat nilai kuat tekan. Untuk mengetahui reaktifitas dari fly ash yang ditingkatkan kehalusannya, dibuat analisa XRD dari benda uji pasta yang mempunyai campuran 10 % fly ash dari kehalusan I dan III. Benda uji tersebut dites pada umur 90 hari, hasilnya ditampilkan dalam Gambar 10 dan 11 dengan senyawa-senyawa yang terbentuk adalah sebagai herikut .• 2
1) Ca(OH) p o r t l a n d i t e 2
2) Ci.s S H Calsium Silikat Hidrat x
3)
dSAllite
4) C S 2
Bellite
5) E t t r i n g i t e 6)
C A 3
7) 0,5(C AH ) 4
13
Hasil analisa X R D menunjukkan bahwa kristal mineral yang terbentuk pada benda uji pasta yang memakai fly ash kehalusan III lebih banyak
dibandingkan dengan campuran yang memakai fly ash kehalusan I. Hal ini ditunjukkan dengan adanya puncak (intensitas) sinar beberapa senyawa yang merupakan kristal mineral hasil proses hidrasi antara p o r t l a n d cement dan air, serta antara fly ash dan kapur; dimana untuk campuran yang memakai fly ash K i l l lebih tinggi daripada campuran yang memakai fly ash KI. Hasil ini kalau dikaitkan dengan hasil analisa lain seperti nilai porositas, kepadatan serta nilai kuat tekan, hasilnya sangat bersesuaian. 3.8 Distribusi Diameter Pori Untuk mengetahui kontribusi senyawa yang terbentuk antara fly ash dengan kapur hasil proses hidrasi terhadap porositas beton perlu diadakan analisa penyebaran diameter pori dengan memakai alat porositas air raksa. Perubahan prosentase dan ukuran diameter pori tersebut akan berdampak terhadap nilai kuat tekan. Hasilnya ditampilkan dalam Gambar 12. Dari Gambar 12, terlihat bahwa diameter pori yang terbentuk cenderung mengecil dengan naiknya tingkat kehalusan fly ash yang dipakai sebagai campuran. Hal ini kalau dikaitkan dengan ha§il analisa XRD (X Ray Diffractometer) dan nilai kuat sangatlah bersesuaian. Dengan naiknya tingkat kehalusan fly ash bisa meningkatkan reaktifitas tekan
, i u o " ' . » l -f 100 0
000
400
t CO
1o
->
JZ
1
JT
O J J t L .
il analisa XRD benda uji pasta campuran 10 % fly ash kehalusan I (KI) Gambar 10. Hasil moistist curing. 5
Majalah IPTEK - Vol. 14, No.2 Mei 2003
81
[tiunUl
1000-
eoo-
4
i co 0.0
-i
r
io
Gambar 11.
Hasil analisa X R D benda uji pasta campuran 10 % f l y ash kehalusan III (Kill) m o i s t c u r i n g .
0.01
o,i
i
io
A
ioo"
1000
Diameter p o r i (microns)
Gambar 12. Penyebaran diameter pori dari benda uji pasta dengan campuran 10 % f l y ash dari masing-masing kehalusan. campuran sehingga bisa memperkecil diameter pori dan menurunkan nilai porositas yang terbentuk, dan dengan sendirinya akan menaikkan nilai kuat tekan dari benda uji itu sendiri.
4. SIMPULAN Peran peningkatan kehalusan fly ash terhadap sifatsifat fisik maupun mekanik pada campuran pasta maupun beton dapat diuraikan sebagai berikut:
1) Dilihat dari nilai indeks efektifitas, fly ash Paiton memenuhi persyaratan yang ada. Dari semua campuran, nilai indeks aktifitasnya diatas 75%, dimana nilai 75% tersebut merupakan syarat A S T M C 61894a. Dan berdasarkan analisa senyawa yang a d a , fly ash tersebut masuk kelas F. 2) Dengan naiknya tingkat kehalusan fly ash, akan meningkatkan nilai konsistensi normal pasta semen, kenaikan nilai tersebut bisa
Vol. 14, No. 2, Mei 2003 - Majalah IPTEK
82
mencapai + 20% terhadap nilai konsistensi pasta normal, untuk pasta dengan fly ash kehalusan III sebanyak 30 % (Gambar 3V 3) Dengan naiknya tingkat kehalusan fly ash yang dipakai sebagai campuran, secara bertahap akan menurunkan temperatur hidrasi baik untuk benda uji pasta maupun beton. Dan dengan sendirinya temperatur puncak hidrasi juga akan menurun seiring dengan naiknya tingkat kehalusan fly ash yang dipakai, penurunan temperatur puncak hidrasi tersebut rata-rata adalah 3°C (Gambar 4). •4) Naiknya tingkatan kehalusan fly ash akan memperlama waktu pengikatan {setting t i m e ) , baik s e t t i n g time awal maupun setting akhir. Penundan s e t t i n g time tersebut untuk tiap-tiap tingkat kehalusan sangat bervariasi, namun rata-rata adalah + 4 menit. 5) Naiknya tingkat kehalusan fly ash akan menurunkan nilai porositas beton, baik dengan sistem moist ataupun steam c u r i n g . Penurunan nilai porositas rata-rata adalah 1,25%. 6) Dari hasil analisa XRD, terbukti bahwa dengan naiknya tingkat kehalusan fly ash, akan meningkatkan proses hidrasi dalam campuran tersebut. 7) Nilai kuat tekan campuran beton atau pasta, naik secara bertahap dengan meningkatkan kehalusan fly ash yang dipakai, baik dengan sistem moist ataupun steam curing, kenaikan kuat tekan rata-rata dan tiap-tiap kehalusan adalah ± 10 % untuk benda uji pasta dan 3,5 % untuk benda uji beton. Dan nilai kuat tekan tertinggi dicapai untuk prosentase fly ash 10 % (Gambar 7 dan Gambar 8).
DAFTARACUAN ACI Committee 226 (1987), Use of Fly Ash in Concrete, ACI Material Journal Helmuth, R. (1987), Water Reducing Properties of Fly ash in Cement Pastes, Mortars and Concretes, Causes and testes method. La Croix, R. dan Fuentes, A. (1987), Le Project de Beton Precountraint, Ed. Eyrolles. Lane, W.O. (1983), Effect of Fly ash on Freshly Mixed Concrete, Concrete International, Vol. 5. Mehta, P.K. (1989), Mineral Admixtures, Civil Engineering Dept. Univ. of California USA. Neville, A.M. (1981), Properties of Concrete, 3 Edition, Pitman Books Limited, London.
rt
Triwulan (1995), Analisa Susut Beton Mortar dengan Adanya Tambahan Pozzolan untuk Memformulasikan Penggunaan Beton sebagai Bahan Bangunan, Lembaga Penelitian ITS. Triwulan dan Marwan (1994), Reaktifltas Fly ash serta Pengaruhnya pada Perekat Beton, Lembaga Peneh'fian I T S . Triwulan dan Santi, P.A. (1997), Pengaruh Penambahan Mineral Admixture Fly ash pada Beton dengan Kuat Tekan Tingi dengan Metode Steam curing, Tugas Akhir Teknik Sipil FTSP-ITS. Triwulan, Raka, IGP dan Sadji (1998), Perubahan Kuat Tekan Beton yang Memakai Fly Ash Karena Pengaruh Steam Curing, Litdas, Lembaga Penelitian ITS.
Majalah IPTEK - Vol. 14, No.2 Mei 2003
