PENGARUH PENAMBAHAN KAPUR Ca(OH)2 TERHADAP KUAT TEKAN GEOPOLYMER MORTAR N. Aisyah A (1), M.W. Tjaronge (2), A.R. Djamaluddin (3). Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Jl. Poros Malino 92171 Kel. Bontomarannu, Kab. Gowa Telp (0411) 587636 ABSTRAK : Kebutuhan akan beton semakin hari semakin meningkat. Semen merupakan material yang digunakan sebagai bahan pengikat bersama dengan agregat untuk membentuk beton dan mortar. Pembuatan semen akan menghabiskan sumber daya alam.Penelitian ini merupakan salah satu bagian dari usaha untuk mengembangkan geopolymer mortar yang mengandung Kapur Padam Ca(OH)2 .Beton/mortar geopolymer membutuhkan oven pada suhu antara 40 - 80C selama 24 jam untuk mencapai kekuatan yang sama dengan beton normal. Hal ini dapat menyulitkan pada saat dilapangan. Berdasarkan hal tersebut perlu dilakukan penelitian untuk mengurangi proses curing oven pada beton atau mortar geopolymer untuk mencapai kekuatan yang sama dengan beton normal. Salah satunya dengan cara penambahan kapur Ca(OH)2.. Hasil penelitian diperoleh bahwa penggunaan kapur padam Ca(OH)2 dapat meningkatkan kuat tekan benda uji tanpa dioven dan dapat menjaga proses pengikatan jika dicuring udara dan mengurangi proses curing oven. Kata Kunci: Geopolymer Mortar, Kapur Padam Ca(OH)2, Kuat Tekan Mortar (1) Pembimbing, [email protected], (2) Pembimbing, [email protected] (3) Mahasiswa, [email protected] I. PENDAHULUAN Beton merupakan salah satu material yang paling banyak diseluruh dunia, dan kebutuhan akan beton semakin hari semakin bertambah. Semen merupakan material yang digunakan sebagai bahan pengikat bersama dengan agregat untuk membentuk beton.Semen secara luas telah banyak digunakan sebagai material untuk mengikat agregat kasar untuk membuat beton dan mortar. Pembuatan semen akan menghabiskan sumber daya alam. Salah satu upaya untuk mengurangi penggunaan semen adalah pengembangan material geopolymer. Sejumlah studi menunjukkan bahwa bahan pengikat geopolymer dapat membentuk mortar dan beton, dimana mortar dan beton yang dibuat dengan geopolymer berbahan abu terbang memiliki karakteristik fisik menyerupai mortar dan beton yang berbahan semen. Geopolymer adalah bentuk anorganik alumina-silika yang disentesa melalui material banyak mengandung Silika (Si) dan Alumina (Al) yang berasal dari alam atau dari material hasil sampingan industri. Bahan pengikat geopolymer adalah sistem anorganik 2komponen yang terdiri atas; komponen solid yang memiliki SiO2 dan Al2O3 dalam jumlah yang cukup untuk bias bersenyawa seperti abu terbang, pozzolan, slag dll. Cairan alkaline sebagai komponen aktivator yang memiliki alkali hidroksida, silika, alumina, karbon dan sulfat atau kombinasi keduanya. Pada saat komponen solid dan komponen aktivator dicampur, maka terjadi proses pengerasan yang disebabkan oleh terbantuknya aluminosilicate network yang bervariasi antara amorphous dan crystalline. Penelitian menunjukkan alkali aktivator berupa sodium thiosulfat (Na2S2O3) atau sodium thiosulfate dengan sodium hydroxide (NaOH) memberikan kekuatan yang baik pada fly ash geopolymer. Campuran antara Na2S2O3 dan NaOH digunakan pada penelitian ini. Dalam pengikat geopolymer berbasis abu terbang, larutan alkali bereaksi dengan abu terbang membentuk bahan pengikat aluminasilika, tanpa tambahan semen. Pengikat geopolymer kemudian mengikat agregat untuk membentuk mortar atau beton. Penggunaan kapur Ca(OH)2 pada campuran geopolymer mortar atau beton dapat meningkatkan kekuatan pada kondisi suhu normal (curing udara).(Temujiin dkk,2009) II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Geopolymer Geopolymer merupakan Geopolymer merupakan material menyerupai keramik yang dihasilkan melalui reaksi alumina-silica sebagai bahan mentah dalam lingkungan. Geopolymer dikategorikan sebagai material ramah lingkungan karena pembuatan bahan dasar geopolymer membutuhkan jumlah energy yang rendah jika dibandingkan dengan produksi semen Portland yang menghasilkan CO2 dalam jumlah besar (Pan dkk, 2009). Geopolymer adalah salah satu hasil alumina-silika dan memiliki kuat ikat yang baik. Bahan ikat geopolymer menggunakan material seperti abu terbang atau metakolin sebagai sumber silica dan aluminium untuk bereaksi dengan alkali. Dalam pengikat geopolymer berbasis abu terbang, larutan alkali bereaksi dengan abu terbang untuk membentuk pengikat alumina-silica tanpa penggunaan semen. Pengikat geopolymer kemudian mengikat agregat untuk membentuk mortar atau beton (Sarker, 2010). 2.2. Kapur Padam Ca(OH)2 Kapur padam adalah kalsium hidroksida Ca(OH)2 dan berasal dari hidrasi kapur tohor. Kapur merupakan salah satu material untuk pembangunan yang telah banyak dipakai oleh manusia. Kapur adalah kalsium oksida (CaO) yang dibuat dari batuan karbonat yang dipanaskan pada suhu tinggi. Kapur tersebut umumnya berasal dari batukapur (limestone) (Hardiyatmo,2010). Kapur berasal dari batu kapur alami, dan tipe kapur tertentu yang terbentuk, bergantung pada material induk dan proses produksinya. SNI 03-4147-1996 membagi tipe kapur menjadi 4 macam: 1.) Kapur tipe I yaitu kapur yang mengandung kalsium hidrat tinggi dengan kadar magnesium oksida (MgO) paling tinggi 4%. 2.) Kapur tipe II, yaitu kapur magnesium yang mengandung magnesium oksida lebih dari 4% dan maksimum 36% berat. 3.) Kapur tohor (CaO), yaitu hasil pembakaran batu kapur pada suhu ±90C, dengan komposisi sebagian besar kalsium karbonat Ca(OH)2.K 4.) apur padam, yaitu kapur dari hasil pemadaman kapur tohor dengan air, sehingga terbentuk hidrat Ca(OH)2. Hingga saat ini, kapur yang umumnya dipakai sebagai bahan stabilisasi adalah kapur terhidrasi Ca(OH)2 (kalsium hidroksida) atau kalsium oksida (CaO) (Hardiyatmo,2010). 2.3. Kuat Tekan Kuat tekan mortar adalah perbandingan besarnya beban maksimum dengan luas tampang permukaan benda uji dengan satuan N/mm2. Berdasarkan SNI 03:6825:2002, kuat tekan mortar dihitung dengan membagi kuat tekan maksimum yang diterima benda uji selama pegujian dengan luas penampang melintang. 𝑃 𝑚 = 𝐴 Dimana: m = Kuat tekan Mortar (Mpa) P = Gaya tekan aksial (Newton, N) A = Luas penampang III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Diagram Alir Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Eco Material Jurusan Sipil, selama 4 bulan sejak bulan November sampai Maret 2016. Adapun diagram alir penelitian dapat dilihat pada Gambar 1. Metode pembuatan benda uji pada penenelitian ini adalah metode eksperimen di laboratorium.Penelitian ini dirancang untuk mengetahui pengaruh penambahan kapur pada geopolymer mortar dengan cetakan kubus berukuran 5 x 5 x 5 cm. Dimana masingmasing 3 benda uji direndam dan tanpa direndam air. 3.2. Pengujian Karakteristik Agregat Jenis pengujian dan metode pengujian material kapur padam dan pasir sungai mahakam ditunjukkan pada tabel 1 dan tabel 2. Tabel 1. Metode Pengujian Kapur Padam Pengujian Berat Jenis Metode Pengujian SNI 03-1964-2008 Tabel 2.Metode Pengujian Karakteristik Agrgat Halus (Pasir Sungai Mahakam) Pengujian Pemeriksaan Analisa Saringan Pemeriksaan Berat Jenis dan Penyerapan Pemeriksaan Kadar Air Pemeriksaan Kadar Lumpur Pemeriksaan Kadar Organik Metode Pengujian SNI 03-1968-1990 SNI-1970-2008 SNI 03-1971-1990 SNI 03-4142-1996 SNI 03-2816-1992 3.3. Pembuatan Benda Uji Penelitian ini dirancang untuk mengetahui pengaruh penambahan kapur pada geopolymer mortar dengan cetakan kubus berukuran 5 x 5 x 5 cm. Adapun jumlah benda uji dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 3.4 dimana masing-masing 3 benda uji direndam dan tanpa direndam air. Metode pencampuran yang digunakan pada penelitian ini sebagai berikut: 1. Pasir + fly ash + kapur, dimix dalam kondisi kering selama 1 menit (slow speed). 2. Masukkan larutan larutan aktivator (Na2S2O3 dan NaOH) dan air, mix selama 2 menit. 3. Aduk manual selama 1 menit dan setelah itu pasir, fly ash, akpur, larutan aktivator dan air mix selama high speed selama 10 menit. Sehingga total waktu pencampuran adalah 11 menit. Gambar 1. Diagram Alir Penelitian 3.4. Perawatan Benda Uji Untuk semua benda uji dilakukan perawatan (curing) yaitu curing oven, dan udara. Curing oven yaitu benda uji dioven pada suhu 38ºC dengan varisai waktu 5 dan 24 jam. Curing udara yaitu benda uji disimpan dalam ruang penyimpanan benda uji dengan suhu ruangan setelah dicetak. Curing air yaitu benda uji direndam dengan menggunakan air tawar selama 24 jam setelah curing oven dan udara. III. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pemeriksaan Karakteristik Agregat Pemeriksaan karakteristik agregat dilakukan untuk menentukan kelayakan agregat digunakan. Tabel 6, 7 dan Tabel 8 menunjukkan hasil pengujian karakteristik agregat yang telah dilakukan: Gambar 3.2 Proses Perawatan (curing) Benda Uji Tabel Hasil Pemeriksaan Berat Jenis,kg/m3 2.61 < 30% lolos No.200 Analisa Saringan Tabel 7. Hasil Pemeriksaan Abu Batu No. Karakteristik Agregat Kadar Air Kadar Lumpur Berat Jenis SSD Curah Semu Penyerapan Air Berat Volume Lepas 1 2 3 4 5 Padat 6 Kadar Organik Modulus 7 Interval Keterangan 2% - 5% max 5% Hasil Pemeriksaan 3% 3% 1,5 – 3,3 1,5 – 3,3 1,5 – 3,3 max 2% 2,59 2,54 2,78 1,75% Memenuhi Memenuhi Memenuhi Memenuhi 1,4 – 1,9 kg/liter 1,4 – 1,9 kg/liter < No.3 1,43 Memenuhi 1,74 Memenuhi No.2 Memenuhi 2,3 – 3,1 2,45 Memenuhi Hasil Pemeriksaan kimia Fly Ash Komposisi MgO Al2O3 SiO2 SO3 K2O CaO TiO2 Cr2o3 MnO Fe2O3 CoO SrO BaO Pr6O11 Nd2O3 Tabel 6. Hasil Pemeriksaan Agregat Halus Karakteristik Material 8. Memenuhi Memenuhi Kandungan Konsentrasi (%) 8.1 19.16 34.63 1.80 1.33 12.74 1.26 0.07 0.25 19.96 0.05 0.13 0.21 0.05 0.07 4.2 Rancang Campur Geopolymer Mortar Dari uji coba campuran awal akhirnya didapatkan komposisi rancang geopolymer mortar. Komposisi rancang campuran mortar dapat dilihat pada Tabel 9. Benda uji geopolymer dicuring selama 5, 24 jam dalam oven dengan suhu 38C, dan curing udara. Larutan Na2S2O3 dan NaOH digunakan sebagai bahan alkali pengikat dengan rasio perbandingan Na2S2O3 dan NaOH adalah 1.5 dengan nilai molaritas adalah 6.25 M. Tabel 9. Komposisi Campuran Geopolymer Mortar Air (kg) NaOH (kg) Na2S2O3 (kg) Fly ash (kg) Kapur (kg) Pasir (kg) Flow (mm) Bj segar (kg/m3) 49 87,27 130 436,36 654,54 654,54 125 1901,3 4.3 Hasil Pengujian Pada penelitian ini dilakukan pengujian berat jenis dimana pada umur 3 hari benda uji mengalami peningkatan berat jenis sebesar 1.93 – 2.07 dan kuat tekan benda uji menunjukkan nilai kuat tekan mortar pada umur 3 hari dengan variasi curing oven 5 jam, curing oven 24 jam dan curing udara. Hasil menunjukkan bahwa nilai kuat tekan mortar yang dicuring oven 5 jam dan curing udara mengalami peningkatan kuat tekan dan benda uji yang dioven mengalami penurunan kuat tekan.Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 10 dan tabel 11. Tabel 10. Berat Jenis Geopolymer Mortar Curing 5h oven 24h oven curing udara Berat Jenis (kg/m3) 1930.4 2040.8 2058.4 yang diperoleh dari penelitian ,maka diperoleh beberapa kesimpulan tentang bagaimana pengaruh variasi curing dengan penggunaan kapur Ca(OH)2 terhadap kuat tekan geopolymer mortar yaitu kuat tekan geopolymer dengan campuran kapur padam yang dicuring oven 24 jam mengalami penurunan sebesar 15,57% pada umur 7 hari dan untuk curing udara penambahan kapur padam dapat meningkatkan kuat tekan geopolymer mortar sebesar 92,03% pada umur 7 hari.Pada umur 1 dan 3 hari benda uji curing oven 5 jam dan curing air tidak mengalami penurunan kuat tekan setelah direndam air 24 jam. Akan tetapi, pada umur 7 hari kuat tekan geopolymer mortar mengalami penurunan untuk semua kondisi curing, sehingga ketahanan geopolymer mortar menurun akibat perendaman air. 5.2 Tabel 11. Kuat Tekan Geopolymer Mortar Curing 5h oven 24h oven curing udara Kuat Tekan Benda Uji Umur 3 hari (MPa) 2.5 6.45 2.22 IV. PENUTUP 5.1 Kesimpulan Berdasarkan analisis hasil pengujian serta pembahasan maka dapat ditarik Berdasarkan hasil DAFTAR PUSTAKA 1. Anonim. 2003. Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use in Concrete. American Standars Test Method 2. Ding, Yao. dkk. 2016. Mechanical Properties of Alkali-Activated Concrete: A State-of-the-art-review. China 3. Hardiyatmo, H.C. 2010. Stabilitas Tanah Untuk Perkerasan Jalan. Gadjah Madah University Press, Yogyakarta. 1. 2. 3. Saran Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan maka sebagai bahan pertimbangan, diajukan beberapa saran sebagai berikut: Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap efek variasi molaritas alkali activator terhadap kuat tekan geopolymer mortar. Perlu dilakukan kajian terhadap dampak lingkungan geopolymer. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai ketahanan mortar terhadap lingkunganaggresif. 4. Law, D.W., dkk. 2013. Long Term Durability Properties of Class F Fly Ash Geopolymer Concrete. Department of Civil Engineering, Tadulako University, Palu, Indonesia. 5. Pan, Zhu. dkk. 2009. An Investigation of The Mechanism for Strength Gain or Loss of Geopolymer Mortar After Exposure to Elevated Temperature. Curtin University Technology, Perth, WA, Australia. 6. Sarker, P.K., dkk. 2010. Bond Strength of Reinforcing Steel Embedded in Fly AshBased Geopolymer Concrete. Curtin University Technology, Perth, WA, Australia. 7. Shinde, B.H. 2015. Properties of Fly Ash based Geopolymer Mortar. India 8. Temuujin, J. 2009. Influence of Calcium Compounds on The Mechanical Properties of Fly Ash Geopolymer Pastes. Australia 9. Wardhono, Arie. 2015. The Durability of Fly Ash Geopolymer and Alkali Activated Slag Concretes. RMIT University
