Anni Susilowati ST, M.Eng Politeknik Negeri Jakarta DAMPAK VARIASI WATERGLASS PADA MORTAR GEOPOLIMER MENGGUNAKAN FLY ASH DENGAN PERAWATAN UAP Disusun Oleh : Hafiz Hadiwirya & Hasan Basri Pembimbing : Anni Susilowati ST, M.Eng Politeknik Negeri Jakarta

Latar Belakang Kenapa Mortar Geopolimer? Teknologi mortar yang terus berkembang Isu global warming Pemanfaatan limbah batu bara

Lanjutan... Kenapa mortar Geopolimer dengan variasi waterglass pada perawatan uap? Masih belum ada penelitian mengenai mortar Geopolimer dengan variasi waterglass pada perawatan uap di lingkungan Politeknik Negeri Jakarta. Pada penelitian terdahulu masih belum ada kesimpulan yang bulat tentang perbandingan waterglass yang tepat. Pengaruh perawatan uap yang mempengaruhi sifat fisik dan mekanik mortar geopolimer.

Permasalahan 1. Bagaimana dampak sifat fisik dan mekanik mortar geopolimer menggunakan fly ash dengan berbagai variasi waterglass yang dirawat uap 24 jam. 2. Berapa komposisi waterglass pada mortar geopolimer dengan perawatan uap 24 jam yang menghasilkan sifat fisik dan mekanik yang baik.

Tujuan Penelitian Untuk mendapatkan sifat fisik dan mekanik mortar geopolimer menggunakan fly ash dengan berbagai variasi waterglass yang dirawat uap 24 jam. Untuk mendapatkan komposisi waterglass pada mortar geopolimer dengan perawatan uap 24 jam yang menghasilkan sifat fisik dan mekanik yang baik.

Pembatasan Masalah 1. Pengujian agregat meliputi uji berat jenis, uji penyerapan air, uji kadar air, berat isi, analisa ayak dan kadar lumpur. 2. Pengujian fly ash meliputi uji berat isi dan uji berat jenis. 3. Pengujian sifat fisik pada mortar meliputi uji konsistensi dan perubahan panjang. 4. Pengujian sifat mekanik mortar meliputi uji kuat tekan dan uji kuat lentur.

Lanjutan... NaOH dan Na2SiO3 (waterglass) yang digunakan dalam percobaan ini tidak diuji dan tidak dibahas sifat-sifat kimianya. Pengujian air tidak dilakukan, karena air yang digunakan secara visual tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa. Komposisi mortar dengan perbandingan volume 1 Fly ash : 3 Pasir : 0,75 air. Dengan Variasi perbandingan antara sodium hidroksida (NaOH) dengan sodium silikat (Na2SiO3), 1:0,50; 1:0,75; 1:1,25; 1:1,50; 1:1,75; 1:2,00. Dan dengan konsentrasi (NaOH) 9 M.

Lanjutan... 8. Dibuat benda uji dengan rincian sebagai berikut: • Pengujian kuat tekan: Kubus ukuran 5 x 5 x 5 cm, umur pengujian 7, 14, 21, dan 28 hari masing-masing 3 benda uji. • Pengujian kuat lentur : balok ukuran 2,5 x 2,5 x 10 cm, umur pengujian 28 hari, 6 benda uji. • Pengujian perubahan panjang: balok ukuran 2,5 x 2,5 x 28,5 cm, umur pengujian 1, 7, 14, 21, dan 28 hari , masing-masing 2 benda uji 9. Perawatan yang dilakukan terhadap benda uji mortar geopolimer adalah perawatan uap dengan lama perawatan selama 24 jam.

Manfaat Penelitian Dapat memanfaatkan limbah pabrik industri batu bara yang berupa fly ash. Dapat mengurangi polusi udara yang disebabkan oleh penggunaan semen sebagai bahan perekat. Dapat mengetahui variasi waterglass yang tepat untuk menghasilkan sifat fisik dan mekanik yang baik pada mortar.

Pengujian Agregat Halus Pengujian berat jenis dan penyerapan air (SNI 03 – 1970 – 2008) Pengujian berat isi (SNI 03 – 4804 – 1998) Analisis ayak (SNI 03 – 4804 – 1998) Pengujian kadar air (SNI 03 – 4142 – 1996) Pengujian kadar lumpur (RSNI 03 – 1971 - 2008)

Pengujian Fly Ash Pengujian berat jenis (SNI 15 – 2531 – 1991) Pengujian berat isi (SNI 03 – 4804 – 2008)

Pengujian Mortar Geopolimer Pengujian konsistensi (ASTM C 305 – 99) Pengujian kuat tekan (SNI 03-6825-2002) Pengujian kuat lentur (ASTM C 580 – 02) Pengujian perubahan panjang (ASTM C 531 – 00)

Diagram Alir Penelitian Pengujian Bahan 1. BJ & Peny. Air (Agregat & fly ash) 2. Berat isi (Agregat & fly ash) 3. Analisa Ayak (Agregat) 4. Kadar Air (Agregat) 5. Kadar Lumpur (Agregat) Standar Perancangan Mortar GEOPOLIMER Pembuatan/Pengadukan Mortar GEOPOLIMER Pengujian Mortar Keras . Kuat Tekan . Kuat Tarik Lentur . Perubahan Panjang Analisis Data Kesimpulan Uji Konsistensi Benda Uji Yes No Persiapaan Bahan Pembuatan Larutan GEOPOLIMER SELESAI MULAI Diagram Alir Penelitian

Diagram Alir Pembuatan Larutan Menyiapkan Bahan Campuran siap untuk digunakan Air dicampurkan dengan NaOH lalu diaduk hingga larut Campuran Air dan NaOH dimasukkan dalam botol yang bisa ditutup dengan rapat Setelah larutan dingin tutup botol dengan rapat Diamkan larutan selama 24 jam Tuangkan larutan ke dalam gelas ukur lalu campur dengan Na2Sio3 kemudian aduk hingga rata Timbang NaOH Timbang Air Timbang Na2Sio3 NaOH dimasukkan kedalam gelas ukur Diagram Alir Pembuatan Larutan

Hasil Uji Agregat Halus

NO PENGUJIAN HASIL STANDAR MEMENUHI YA TIDAK I Berat Jenis dan Penyerapan Air   - Berat Jenis (Bulk Specify Gravity) 2,148 2,2 - 2,7 √ Berat Jenis SSD 2,270 Berat Jenis Semu 2,447 Penyerapan Air 5,815% II Berat Isi Berat Isi Lepas 1157,762 kg/m3 min 1200 kg/m3 Berat Isi Padat 1272,681 kg/m3 Berat Isi Rata - Rata 1215,222 kg/m3 Voids 47% < 50% III Analisis Ayak Grading Zone Zone 2 BS 882:1973 (Zone 2) Angka Kehalusan 2,779 SNI 03-6861.1-2002 (1,5 - 3,8) IV Kadar Air 13,914% V Kadar Lumpur 4,749%

Hasil Uji FLY ASH

ACI Manual of Concrete Practice NO PENGUJIAN HASIL STANDAR MEMENUHI YA TIDAK I Berat Jenis   - 2,322 ACI Manual of Concrete Practice (2,2 - 2,8) √ II Berat Isi Berat Isi Lepas 1085,259 kg/m3 Berat Isi Padat 1190,602 kg/m3 Berat Isi Rata - Rata 1137,931 kg/m3

TRIAL MIX

HASIL TRIAL MIX

Perbandingan dan Kebutuhan bahan penelitian

1. Perbandingan Bahan Fly Ash : Agregat Halus Air NaOH (M) NaOH : Na2SiO3 1 3 0.75 9 1 : 0,50 1 : 0,75 1 : 1,25 1 : 1,50 1 : 1,75 1 : 2,00

2. Data Kebutuhan Bahan Untuk Satu Kali Pengadukan Variasi NaOH Fly Ash Pasir Air Na2SiO3 NaOH : Na2SiO3 (M) (gram) 1,0 : 0,50 9 1195.05 3828.67 787.649 283.553 141.776 1,0 : 0,75 212.665 1,0 : 1,25 354.442 1,0 : 1,50 425.330 1,0 : 1,75 496.219 1,0 : 2,00 567.107 Σ 7170.32 22972.02 4725.89 1701.32 2197.54

Hasil pengujian mortar Geopolimer

1. Pengujian Konsistensi Variasi D1 D2 D3 D4 Flow NaOH : Na2SiO3 ( % ) 1,0 : 0,50 13.5 13.0 13.2 13.4 53.1 1,0 : 0,75 18.9 18.1 19.5 18.2 74.7 1,0 : 1,25 19.1 19.0 18.5 75.6 1,0 : 1,50 20.0 20.5 81.0 1,0 : 1,75 29.5 30.5 28.5 28.0 116.5 1,0 : 2,00 29.8 30.2 30.0 119.8

Lanjutan... Semakin besar variasi Na2SiO3 (waterglass) semakin besar nilai flow-nya

2. Pengujian Kuat Tekan Secara umum semakin besar penambahan waterglass maka semakin besar kuat tekan yang dihasilkan.

Lanjutan... Nilai kuat tekan mortar geopolimer untuk seluruh variasi waterglass terus mengalami peningkatan seiring bertambahnya umur (hari).

3. Pengujian Kuat Lentur Secara umum semakin besar penambahan waterglass maka semakin besar kuat lentur yang dihasilkan.

4. Pengujian Perubahan Panjang Mortar geopolimer dengan semua variasi waterglass mengalami muai susut.

Lanjutan... Mortar geopolimer dengan semua variasi waterglass mengalami muai susut pada setiap umur pengujian perubahan panjangnya.

Kesimpulan Semakin banyak Na2SiO3 (waterglass) yang diberikan semakin besar pula nilai konsistensinya. Perubahan panjang untuk semua kadar Na2SiO3 mengalami penyusutan dan pemuaian yang bervariasi setiap umur pengujiannya. Kuat tekan dan kuat lentur terus meningkat hingga umur mortar 28 hari. Secara umum semakin besar variasi waterglass maka kuat tekan dan kuat lentur yang dicapai semakin besar pula. Variasi optimum Na2SiO3 (waterglass) pada mortar geopolimer berbahan dasar fly ash dengan perbandingan Fly ash : Pasir : Air = 1 : 3 : 0,75 tercapai pada variasi NaOH : Na2SiO3 = 1 : 1,50.

Saran Perlu penelitian-penelitian lebih lanjut terhadap komposisi Na2SiO3 (waterglass) untuk campuran larutan aktivator mortar geopolimer berbahan dasar fly ash dengan variasi NaOH : Na2SiO3 yang lebih besar dari 1 : 2,00. Dalam penggunaan material-material penyusun mortar geopolimer sebaiknya menggunakan material yang berkualitas baik sehingga didapatkan sifat fisik dan mekanik mortar geopolimer yang baik pula.

Daftar Pustaka Achmad, D., 2008, Job Sheet Laboratorium Uji Bahan 2 Konstruksi Bangunan Gedung, Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Jakarta, Depok. Achmad, D., 2010, Job Sheet Laboratorium Uji Bahan 1 Konstruksi Bangunan Gedung, Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Jakarta Depok. ASTM C 144 – 02, Standard Spesification for Aggregate for Masonry Mortar. American Society of Testing Materials. ASTM C 305 – 99, Standard Practices for Mechanical Mixing of Hydraulic Cement Pastes and Mortars of Plastic Consistency, American Society of Testing Materials. ASTM C 618 – 03, Standart Spesification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzoland for Use as a Mineral Admixture in Concrete, American Society of Testing Materials. BS 882 : 1973, Specification For Aggregates From Natural Sources For Concrete, British Standard Institution. Davidovits, J., 1994, Highest Alkali Cements for 21st Century Concretes. Concrete Technology: Past, Present and Future. P.K Mehta, ACI, Detroit, USA. SP 144-19: 383-397.

Lanjutan... Davidovits, J., 1997, Geopolymer Inorganic Polymer New Material. France: Geopolymer Institute. Fitriani, D.R., 2010, Pengaruh Modulus Alkali dan Kadar Aktivator Terhadap Kuat Tekan Fly Ash-Based Geopolymer Mortar, Skripsi Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Handayani, A., L. Hasyyati., 2012. Sifat Fisik dan Mekanik Mortar Geopolimer Menggunakan Abu Terbang dengan Perawatan Uap 24 Jam, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Jakarta. Hardjito, D., dan Rangan, B.V., 2005, Development and Properties of Low Calcium Fly Ash – Based Geopolymer Concrete, Research report GC 1, Curtin University of Technology, Perth, Australia. Iwan, D.S., 2010, Pengaruh Penggunaan Slag Terhadap Kekuatan Mortar Geopolymer Berbahan Dasar Fly Ash, Skripsi Fakultas Teknik Universitas Kristen Petra. http://digilib.petra.ac.id/jiunkpe/s1/sip4/2010/jiunkpe-ns-s1-2010-21405038-15330-mortar-abstract_toc.pdf, diakses 6 Mei 2013

Lanjutan... Rousstia, K.D., 2008, Perilaku Balok Beton Bertulang Geopolimer Akibat Pembebanan Dinamis dengan Pile Integrity Test, Skripsi Fakultas Teknik Universitas Indonesia. http://www.lontar.ui.ac.id/file?file=digital/122921-R010844-Perilaku%20balok-Pendahuluan.pdf, diakses 8 Mei 2013. Sanjaya, A., C.Y. Leoindarto, 2006, Komposisi Alkaline Aktivator dan Fly Ash Untuk Beton Geopolimer Mutu Tinggi, Skripsi Fakultas Teknik Universitas Kristen Petra. http://digilib.petra.ac.id/jiunkpe/s1/sip4/2006/jiunkpe-ns-s1-2006-21402019-4125-alkaline-abstract_toc.pdf, diakses 6 Mei 2013. Tjokrodimuljo, K., 1996, Buku Ajar Teknologi Beton, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Widharta, 2008, Analisa Numerik Perilaku Struktur Balok Beton Bertulang Berbahan Dasar Geopolimer, Skripsi Fakultas Teknik Universitas Indonesia. http://www.lontar.ui.ac.id/file?file+digital/126825-R010831-Analisa%20numerik-Abstrak.pdf, diakses 8 Mei 2013.

Terima Kasih