ryuyu

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 - 80C 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
±90C, 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 38C, 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