Upload
vannhi
View
256
Download
5
Embed Size (px)
Citation preview
33 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341
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 bahan pembentuk beton.
Penggunaan semen ternyata memberikan
pengaruh negatif karena gas CO2 yang dilepaskan
ke atmosfir akibat proses produksi semen dengan
jumlah setara dengan berat semen yang
dihasilkan.
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.
Lumpur Porong merupakan lumpur panas
yang keluar dari perut bumi. Besarnya volume
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 geopolimer-
lumpur. 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
*) Dosen Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITS
**) Dosen Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITS
***) Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITS
34 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341
lumpur panas yang keluar telah menimbulkan
berbagai dampak buruk pada kehidupan sosial,
ekonomi dan kesehatan masyarakat Sidoarjo pada
khususnya (Timnas PSLS, 2006).
Sebagai usaha dari meminimalisasi
kerugian yang ditimbulkan oleh lumpur Porong
ini, beberapa peneliti telah mencoba untuk
memanfaatkan lumpur Porong sebagai keramik
dan bahan konstruksi seperti bata, genteng,
beton[15]
dan paving. Penggunaan lumpur Porong
kering sebagai bahan pengisi beton geopolimer
pada penelitian ini merupakan usaha
pemanfaatan lumpur Porong.
Tujuan yang akan dicapai dalam penelitian
ini adalah :
1. Mengetahui waktu pengikatan binder
geopolimer-lumpur.
2. Mengetahui temperatur saat terjadi reaksi
polimerisasi.
3. Mengetahui besarnya kuat tekan binder dan
beton geopolimer-lumpur
4. Mengetahui besarnya kuat tarik beton
geopolimer-lumpur
5. Mengetahui porositas binder dan beton
geopolimer-lumpur.
6. Mengetahui kandungan senyawa kimia dalam
binder geopolimer-lumpur.
LINGKUP PEMBAHASAN
Dalam penelitian ini, masalah yang dibahas
meliputi:
1. Mengetahui dan membandingkan sifat fisik
dari bahan bahan dasar beton geopolimer-
lumpur yang meliputi:
a) Fly ash
b) Lumpur Porong
2. Bahan dasar binder yang digunakan adalah
fly ash dan Lumpur Porong.
3. Aktifator yang digunakan adalah NaOH dan
Sodium Silikat dengan perbandingan Sodium
Silikat dan Sodium Hidroksida adalah
sebesar 2,5.
4. Molaritas NaOH sebesar 8 dan 10 Molar.
5. Perbandingan berat Fly ash (fly ash) dan
Lumpur Porong adalah 4 : 1.
6. Fly ash yang digunakan adalah fly ash kelas
F dari PLTU Paiton.
7. Lumpur Porong yang digunakan berupa
Lumpur kering, yaitu lumpur yang telah di
oven lalu dihancurkan sampai berbentuk
serbuk. Lalu diberi tambahan air sebesar 80%
dan 10% dari beratnya.
8. Kuat Tekan Dilakukan pada 3,7,14,21 dan 28
hari.
9. Penelitian hanya terbatas pada skala
laboratorium.
10. Curing dilakukan pada suhu kamar selama 4
hari.
STUDI PUSTAKA
Beton Geopolimer
Proses pembentukan beton geopolimer
disebut dengan proses polimerisasi kondensasi,
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
35 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341
Gambar 1. – Reaksi Hidrasi dan
Polimerisasi (www.geopolymer.org)
Peneliti dari Universitas Melbourne,
Australia, di bawah pimpinan Prof. J Van
Deventer (Deventer, 2005) mengemukakan bahwa
beton geopolimer dapat dimanfaatkan untuk
memasung („immobilise‟) bahan-bahan berbahaya
yang mengandung radioaktif maupun bahan-
bahan beracun lain. Dalam laporan penelitian
disebutkan hampir semua bahan buangan industri
yang mengandung unsur-unsur silika dan alumina
bisa dibuat menjadi semen geopolimer.
Fly Ash
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 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,
2005).
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
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 on Porong Mud-Based
Geopolymer Concrete”, 2006.
Sejauh ini, fly ash telah banyak digunakan
sebagai penambah atau pengganti sejumlah semen
dalam pembuatan beton dengan semen portland.
Lumpur Porong
Lumpur Porong merupakan lumpur panas
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,
semburan lumpur tidak menunjukkan tanda akan
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
36 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341
Tabel 2. Komposisi Lumpur Kering
Didapatkan
Dengan Analisa Kimia
SiO2 53.08 Na2O 2.97 P2O5 -
Al2O3 18.27 K2O 1.44 SO3 -
Fe2O3 5.6 TiO2 0.57 SO2 2.96
CaO 2.07 MgO 2.89 LOI 10.15
Sumber: “Balai Besar Keramik”, Bandung,
Indonesia
Berdasarkan penelitian yang dilakukan
oleh Ekaputri dan Triwulan (2006) di
Laboratorium Beton dan Bahan Bangunan ITS,
menunjukkan bahwa lumpur basah dan kering
oven tidak bersifat amorf, sehingga hanya dapat
dijadikan filler (pengisi) pada campuran beton
geopolimer bersama- sama dengan agregat kasar
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,
sehingga penambahan hidroksida alkali pada fly
ash dapat mereaksikan silika.
Katalisator merupakan zat yang
mempercepat terjadinya reaksi kimia. Dalam
pembuatan beton geopolimer, katalisator juga
digunakan. Untuk aktifator Sodium Hidroksida
biasanya digunakan katalis Sodium Silikat, hal ini
sesuai dengan percobaan yang dilakukan oleh
Hardjito (2005)
Dalam penelitian ini, aktifator yang
digunakan adalah kombinasi antara sodium silikat
dan sodium hidroksida. Kombinasi aktifator ini
digunakan berdasarkan penelitian Ekaputri dan
Triwulan[14]
.
STUDI EKPERIMENTAL
Benda uji dibuat menurut skema pada Gambar 2.
Gambar 2. Skema Komposisi Benda Uji dan
Pengetesan di Laboratorium
37 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341
PERSIAPAN BAHAN
Fly ash
Fly ash yang digunakan merupakan fly ash
kelas F sisa dari pembakaran batubara di PLTU
Paiton. Fly ash telah berbentuk serbuk yang siap
pakai.
Lumpur Porong
Lumpur yang didatangkan dari Porong
masih berbentuk lumpur basah, sehingga perlu
diberi perlakuan sebagai berikut:
a. Lumpur yang masih dalam keadaan
basah di bersihkan dengan cara diayak
dengan ayakan 1 inci.
b. Lumpur yang telah diayak dimasukkan
kedalam oven untuk dikeringkan selama
4 hari.
c. Pada hari ke-2, lumpur dipecah menjadi
ukuran yang lebih kecil untuk
mempermudah keluarnya air.
d. Setelah kering, lumpur dihancurkan
sampai berbentuk serbuk.
Sodium Hidroksida (NaOH)
Sodium Hidroksida yang tersedia
umumnya berupa serpihan dengan kadar 98%.
Sebagai aktifator, Sodium Hidroksida harus
dijadikan larutan dengan molaritas yang
diinginkan. Larutan ini harus dibuat dan
didiamkan setidaknya selama satu malam sebelum
pemakaian (Hardjito et all, 2005). Pada penelitian
ini, molaritas larutan yang dipilih adalah 8M dan
10M.
Sodium Silikat
Sodium Silikat yang digunakan terdiri dari
36.2083 % SiO2, 5.9280 % Na2O, dan 57.86
% H2O.
Larutan Aktivator
Pada pembuatan binder, sodium silikat dan
sodium hidroksida dicampur beberapa menit
sebelum diberikan pada fly ash dan lumpur.
Sedangkan pada pembuatan beton, kegiatan ini
dilakukan satu hari sebelum pembuatan beton.
Agregat Kasar
Agregat Kasar yang digunakan berukuran
0,5-1 cm (Ekaputri dan Triwulan, 2006). Sebelum
digunakan, agregat dicuci dan disaring dengan
ayakan no.8. Lalu direndam dalam air. Aggegat
kasar diangin-anginkan semalam sebelum
pemakaian agar mencapai kondisi SSD.
Aggregat Halus
Agregat halus yang digunakan berasal dari
Lumajang. Sebelumnya agregat diayak dengan
ayakan no.8 untuk memisahkan kotoran dan batu,
lalu dilakukan pemeriksaan agregat halus.
Mix Design Binder Geopolimer
Berdasarkan Literatur yang telah
didapatkan, diadakan perhitungan terhadap
komposisi bahan yang dibutuhkan. Perbandingan
dari bahan-bahan binder geopolimer adalah
sebagai berikut:
a. Berat lumpur : berat fly ash maksimal adalah
1: 2 (Ekaputri dan Triwulan, 2006). Namun
berdasarkan trial pembuatan binder
sebelumnya, ternyata perbandingan tersebut
diatas sangat sulit dalam pelaksanaanya
karena terlalu kental sehingga digunakan
perbandingan 1:4.
38 / 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
Triwulan, 2006).
c. Perbandingan massa aktifator dan massa fly
ash adalah 0,35 (Hardjito , 2004).
Perhitungan massa serpihan NaOH yang
dibutuhkan untuk 1 L larutan sodium
hidroksida adalah = 320 gram untuk 8M dan
400 gram untuk 10M
Mix Design Beton Geopolimer
Berdasarkan Literatur yang telah
didapatkan, diadakan perhitungan terhadap
komposisi bahan yang dibutuhkan. Perbandingan
dari bahan-bahan binder geopolimer adalah
sebagai berikut:
a. Berat lumpur : berat fly ash yang
digunakan adalah 1: 4.
b. Berat agregat 75% dari total beton.
c. Agregat yang digunakan adalah agregat
ukuran kecil (0,5-1 cm) (Ekaputri dan
Triwulan, 2006).
d. Perbandingan aggregat kasar : agregat
halus adalah 2 : 1
e. Perbandingan sodium silikat dan sodium
hidroksida adalah 2,5 (Ekaputri dan
Triwulan, 2006).
f. Perbandingan massa aktifator dan massa
fly ash adalah 0,35[12]
Tes Temperatur Reaksi Binder Geopolimer
Tes temperatur reaksi ini sama dengan tes
panas hidrasi semen. Dilaksanakan untuk
mengetahui besarnya temperatur yang terjadi saat
reaksi polimerisasi terjadi.
Tes Vicat Binder Geopolimer
Tes Vicat dilakukan untuk menentukan
waktu pengikatan awal/mulai mengikat dan
pengikatan akhir/mulai mengeras binder.
Tes Tekan Binder Geopolimer
Tes kuat tekan binder geopolimer
dilakukan pada binder dengan umur 3,14,21,dan
28 hari. Tiap komposisi akan dites sebanyak 2
benda uji. Tes ini dilakukan di Workshop Teknik
Sipil ITS dengan alat torsi universal testing
machine AU–5 berkapasitas 5 ton.
Tes Porositas Binder Geopolimer
Tes porositas dilakukan untuk mengetahui
besarnya pori baik yang terbuka maupun yang
tertutup dari binder geopolimer. Tes ini
dilaksanakan di Laboratorium Beton dan Bahan
Bangunan Teknik Sipil-ITS dengan prosedur
pelaksanaan sesuai AFNOR NF B 49104, dan tiap
pengujian digunakan 2 benda uji.
Tes Xrd Binder Geopolimer
Tes XRD (difraksi sinar X) dimaksudkan
untuk mengetahui senyawa-senyawa yang
terbentuk setelah binder mengeras. Pengujian
difraksi sinar X ini dilaksanakan di Laboratorium
Besar Bersama UNAIR, Surabaya dengan alat X-
Ray Diffractometer JEOL JDX 3530. Sampel
yang diujikan berupa serbuk dari binder yang
telah dihancurkan dan lolos ayakan 200. Berat
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 dalam binder
39 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341
geopolimer-lumpur. Selanjutnya, data tersebut
diolah dengan bantuan program Rietica versi
1.7.7 untuk mengetahui senyawa yang terkandung
dalam binder.
Tes Slump Beton Geopolimer
Test slump dilaksanakan sesuai ASTM C
143-78 untuk mengukur workability (kemampuan
dikerjakan) campuran beton.
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
39-94.
Tes Tarik Belah Beton Geopolimer
Tes tarik belah dilakukan sesuai dengan
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
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
ASTM C-403-99, dan tiap pengujian digunakan 2
benda uji.
DATA DAN ANALISA HASIL
LABORATORIUM
Hasil Pengujian Binder Geopolimer
Test Vicat
Tabel 3. Tes Setting Time
Kode
Binder
Initial Setting Time
(menit)
Finish Setting Time
(menit)
A8-80 11.7 240
A8-100 13.5 265
A10-80 10.1 140
A10-100 10.7 155
Dari Tabel 3 terlihat bahwa penambahan
air dan molaritas larutan aktivator pada beton
geopolimer-lumpur ini hanya sedikit berpengaruh
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
semakin lama finish setting time.
Tes Temperatur Reaksi
Gambar 3. Variasi Temperatur Reaksi
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
40 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341
lumpur tidak memberi pengaruh besar pada
temperatur reaksi.
Tes Tekan
Gambar 4. Grafik Tes Tekan Binder
Geopolimer-Lumpur Dengan Aktifator 8M
Gambar 5. Grafik Tes Tekan Binder
Geopolimer-Lumpur dengan Aktifator 10M
Dari Gambar 4 dan 5, penambahan air
pada campuran sebesar 80% dari berat lumpur,
pada aktifator 8M dan 10M, menghasilkan kuat
tekan yang lebih tinggi dibandingkan dengan
penambahan air sebanyak 100%. Sehingga dapat
diambil kesimpulan bahwa semakin sedikit air
yang ditambahkan pada campuran berarti semakin
besar kuat tekan yang dapat dicapai oleh binder.
Gambar 6. Grafik Tes Tekan Binder
Geopolimer-Lumpur dengan Kandungan Air
80% Dari Berat Lumpur
Gambar 7. Grafik Tes Tekan Binder
Geopolimer-Lumpur dengan Kandungan Air
100% Dari Berat Lumpur
Dari Gambar 6 dan 7 terlihat bahwa kuat
tekan dari binder yang menggunakan aktifator
10M pada umur 28 hari lebih tinggi dibandingkan
binder yang menggunakan aktifator 8M. Ini
berarti semakin besar molaritas aktifator yang
digunakan, semakin besar pula kuat tekan yang
dapat dicapai oleh binder.
Tes Porositas
Berkurangnya jumlah air dalam campuran
menyebabkan jumlah pori tertutup meningkat dan
pori terbuka berkurang.menyebabkan jumlah pori
tertutup meningkat dan mengurangi jumlah pori
terbuka. Sejalan dengan hal itu, meningkatnya
molaritas aktifator juga
41 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341
No. UNSUR A8-80 A8-100 A10-80 A10-100
1 CASIO4 TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA
2 CRISTOBA ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA
3 GYPSUM TIDAK ADA TIDAK ADA ADA TIDAK ADA
4 MULLITE ADA TIDAK ADA ADA TIDAK ADA
5 NA2SIO3 TIDAK ADA ADA ADA ADA
6 NAALSIO ADA TIDAK ADA ADA TIDAK ADA
7 NAFESIO TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA ADA
8 SIO2 ADA TIDAK ADA ADA TIDAK ADA
9 SIO2MONO TIDAK ADA TIDAK ADA ADA ADA
10 SIO2ORTO TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA ADA
11 SIO2TRI TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA
12 ZEOLIT2 TIDAK ADA ADA TIDAK ADA TIDAK ADA
13 ZEOLIT3 TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA
14 ZEOLIT4 TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA
15 ZEOLIT5 ADA TIDAK ADA TIDAK ADA ADA
16 ZEOLIT6 TIDAK ADA ADA TIDAK ADA TIDAK ADA
No. UNSUR A8-80 A8-100 A10-80 A10-100
1 CASIO4 TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA
2 CRISTOBA ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA
3 GYPSUM TIDAK ADA TIDAK ADA ADA TIDAK ADA
4 MULLITE ADA TIDAK ADA ADA TIDAK ADA
5 NA2SIO3 TIDAK ADA ADA ADA ADA
6 NAALSIO ADA TIDAK ADA ADA TIDAK ADA
7 NAFESIO TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA ADA
8 SIO2 ADA TIDAK ADA ADA TIDAK ADA
9 SIO2MONO TIDAK ADA TIDAK ADA ADA ADA
10 SIO2ORTO TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA ADA
11 SIO2TRI TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA
12 ZEOLIT2 TIDAK ADA ADA TIDAK ADA TIDAK ADA
13 ZEOLIT3 TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA
14 ZEOLIT4 TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA TIDAK ADA
15 ZEOLIT5 ADA TIDAK ADA TIDAK ADA ADA
16 ZEOLIT6 TIDAK ADA ADA TIDAK ADA TIDAK ADA
Tabel 4. Hasil Perhitungan Porositas Binder
Geopolimer-Lumpur (persen)
Tes Xrd
Tabel 5.3. Rekapitulasi Hasil Analisa XRD
Pada Tabel 5, Zeolit yang semula diduga banyak
terdapat dalam lumpur Porong ternyata tidak
banyak ditemukan dalam penelitian ini.
Tabel 5. Hasil Identifikasi Senyawa pada
Binder
DATA HASIL PENGUJIAN BETON
GEOPOLIMER
Tes Slump
Tabel 6. Hasil Tes Slump
Dari Tabel 6 terlihat bahwa beton
geopolimer-lumpur ini termasuk beton tanpa
slump, yaitu beton yang memiliki slump sebesar 1
inch (25,4 mm) atau kurang.
Tes Tekan
Gambar 8. Grafik Tes Tekan Beton
Geopolimer-Lumpur Dengan Aktifator 8M
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
42 / 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 9. Grafik Tes Tekan Beton
Geopolimer-Lumpur Dengan Aktifator 10M
Dari Gambar 9 terlihat bahwa kuat tekan
beton yang menggunakan aktifator 10M dengan
penambahan air 80% dari berat lumpur selalu
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.
Gambar 10. Grafik Tes Tekan Beton
Geopolimer-Lumpur Dengan Kandungan Air
80% Dari Berat Lumpur
Dari Gambar 10 terlihat bahwa kuat tekan
beton dengan penambahan air 80% dan
molaritas10M memiliki kuat tekan yang lebih
besar dari pada beton dengan aktifator 8M, namun
pda pada umur 7 dan 28 hari, kuat tekan yang
dicapai hampir sama.
43 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341
Gambar 11. Grafik Tes Tekan Beton
Geopolimer-Lumpur Dengan Kandungan Air
100% Dari Berat Lumpur
Dari Gambar 11 terlihat bahwa pada umur
3 hari kuat tekan beton yang dengan penambahan
air 100% dan aktifator 10M lebih kecil bila
dibandingkan dengan campuran yang
menggunakan aktifator 8M, namun pada umur 28
hari kuat tekannya menjadi sedikit lebih besar.
Terlihat juga pada 28 hari, kuat tekan beton
dengan dengan penambahan air 100% hampir
sama. Jika dibandingkan dengan grafik kuat tekan
binder, kuat tekan beton jauh lebih kecil
dibandingkan kuat tekan binder. Hal ini berarti:
a) Pada beton,campuran binder yang terbentuk
terlalu sedikit, sehingga tidak mengikat
aggregat dengan sempurna.
b) Partikel lumpur yang tidak ikut bereaksi
menempel pada permukaan aggregat,
sehingga menyebabkan pengikatan binder-
aggregat tidak sempurna.
Test Tarik Belah
Tabel 7. Hasil Perbandingan Kuat Tarik dan
Kuat Tekan Beton Geopolimer-Lumpur
B8-80 B8-100 B10-80 B10-100
ft 0.227 0.324 0.41 0.362
fc' 6.63 6.39 6.71 6.62
ft/fc' 0.034 0.051 0.061 0.055
Dari Tabel 7 terlihat bahwa seperti halnya
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
air sedikit.
Test Porositas
Tabel 8. Hasil Perhitungan Porositas Beton
Geopolimer-lumpur
B8-80 B8-100 B10-80 B10-100
Porositas Total (πt) 30.96 21.40 42.94 50.37
Porositas Terbuka (πo) 21.31 19.33 5.70 39.47
Porositas Tertutup (πf) 9.65 2.07 37.24 10.90
Pada molaritas yang sama, penambahan air
justru menambah jumlah peningkatan pori
terbuka. Pori terbuka ini yang mendorong
timbulnya retak sehingga menurunkan kekuatan
beton.Demikian halnya dengan molaritas.
Peningkatan molaritas menyebabkan peningkatan
jumlah total pori. Semakin tinggi molaritas diikuti
dengan campuran yang semakin tidak workable,
sehingga mendorong terbentuknya banyak pori
dalam beton.
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan,
maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
1. Waktu pengikatan binder geopolimer-
lumpur
penambahan air dan molaritas larutan
aktivator pada beton geopolimer-lumpur ini
hanya sedikit berpengaruh pada initial
setting time. Sedangkan pada finish setting
time, penambahan air memberikan pengaruh
besar. Semakin besar molaritas aktivator,
maka semakin cepat finish setting time.
Tetapi semakin besar kadar air terhadap
lumpur yang ditambahkan, maka semakin
lama finish setting time.
2. Beton Geopolimer-Lumpur memiliki
workabilitas yang amat rendah dengan nilai
slump 0 atau mendekati 0.
44 / JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL”TORSI”/ NOPEMBER 2007 no.3 ISSN 0853-6341
3. Kuat tekan binder dan beton geopolimer-
lumpur pada umur 28 hari:
semakin besar molaritas aktivator, semakin
besar pula kuat tekan yang dapat dicapai
oleh binder maupun beton. Semakin sedikit
kadar air yang ditambahkan pada campuran
juga dapat meningkatkan kuat tekan beton.
4. Proses polimerisasi yang terjadi
menghasilkan panas (eksoterm). Kandungan
air dalam lumpur tidak mempengaruhi panas
reaksi polimerisasi. Molaritas aktivator yang
tinggi menurunkan panas reaksinya.
5. Kuat tarik beton geopolimer-lumpur sangat
kecil. Hal ini memberikan informasi bahwa
beton geopolimer-lumpur ini hanya bisa
dijadikan beton non-struktural
6. Meningkatnya jumlah air dalam campuran
dan molaritas aktifator mempengaruhi
jumlah pori yang terbentuk. Selain itu
semakin pekat aktivator yang digunakan,
semakin sulit beton dicetak sehingga
semakin banyak pori yang terbentuk.
7. Tidak ditemukan kandungan zeolit dalam
jumlah besar dalam campuran binder
geopolimer-lumpur.
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
minyak yang dikandung oleh lumpur
tersebut.
2. Pada penelitian selanjutnya, sebaiknya
lumpur yang digunakan adalah lumpur yang
dibakar. Pembakaran lumpur dimaksudkan
agar ikatan kimia lumpur Porong akan
berubah.
3. Pada penelitian selanjutnya, sebaiknya
dilakukan analisa kimia untuk mengetahui
persentase kandungan senyawa pada binder,
sehingga dapat diketahui kandungan SiO2
dan Na2O yang tersisa pada binder. Hal ini
dimaksudkan untuk mencari molaritas
larutan aktivator yang paling optimum yang
dapat mereaksikan banyak SiO2.
DAFTAR PUSTAKA
AFNOR NF B 49104
ASTM C 823 – 75
ASTM C 618 – 84
ASTM C 618 – 78
ASTM C 143 – 78
ASTM C 403 – 99
ASTM C 496 – 94
ASTM C 39 – 94
ASTM C 191 – 92
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
45 / 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