4. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Analisa Lumpur ... Hasil Pengujian X-RF Lumpur Sidoarjo NO Senyawa

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of 4. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Analisa Lumpur ... Hasil Pengujian X-RF Lumpur Sidoarjo NO...

  • 28

    Universitas Kristen Petra

    4. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

    4.1. Analisa Lumpur Sidoarjo dan Fly Ash

    Lumpur Sidoarjo adalah material yang berbentuk Kristal. Material ini

    tidak dapat langsung dalam pembuatan beton. Oleh karena itu dilakukan treatment

    untuk membuat material tersebut menjadi amorf. Treatment yang dilakukan

    adalah pembakaran lumpur Hasil dari lumpur yang telah di treatment dianalisa

    dengan pengujian PSA untuk mengetahui ukuran butiran dan juga analisa X-RF

    (X-Ray Fluorescence) untuk mengetahui kandungan yang terdapat pada lumpur

    Sidoarjo. Hasil pengujian terlihat seperti pada Tabel 4.1dan Tabel 4.2.

    Tabel 4.1. Particle Size Analyser Lumpur Sidoarjo Variasi: Lama

    Penggilingan

    Lama d(10) d(50) d(90) SSA

    Penggilingan

    (jam) (μm) (μm) (μm)

    (m 2 /g)

    8 jam 1.069 5.611 36.687 2.018

    12 jam 0.982 4.484 27.865 2.308

    Terlihat dari hasil analisa ukuran butiran pada Tabel 4.1, semakin lama

    waktu penggilingan lumpur, maka semakin besar luasan permukaan spesifik

    (SSA) yang didapatkan dan juga semakin kecil ukuran butiran.

    Tabel 4.2 menunjukkan bahwa kandungan senyawa yang terdapat pada

    lumpur Sidoarjo dapat memenuhi ketentuan sebagai pozzolan dikarenakan sesuai

    yang di standarkan ASTM C 618-05 (2002) jumlah kandungan senyawa SiO2,

    Fe2O3, dan Al2O3 lebih dari 70%.

    Fly ash yang digunakan dalam penelitian kali ini merupakan fly ash tipe F

    yang didapat dari PLTU Paiton, Jawa Timur. Fly ash ini merupakan sisa

    pembakaran batu bara yang tergolong baik, sehingga fly ash memiliki kandungan

    CaO yang rendah. Kandungan fly ash setelah dilakukan pengujian X-RF

    didapatkan hasil seperti terlihat pada Tabel 4.3.

    http://www.petra.ac.id http://dewey.petra.ac.id/dgt_directory.php?display=classification http://digilib.petra.ac.id/help.html

  • 29

    Universitas Kristen Petra

    Tabel 4.2. Hasil Pengujian X-RF Lumpur Sidoarjo

    NO Senyawa Kandungan (%)

    1 SiO2 56.75

    2 Al2O3 23.31

    3 Fe2O3 7.37

    4 CaO 2.13

    5 K2O 1.04

    6 MgO 2.95

    7 SO3 0.96

    8 TiO2 0.38

    9 MnO 0.14

    10 Cr2O3 0.01

    11 Na2O 2.7

    Tabel 4.3. Hasil Pengujian X-RF Fly Ash

    NO Oksida Senyawa (%wt)

    1 Silikon Dioksida (SiO2) 51.12

    2 Aluminium Trioksida (Al2O3) 18.9

    3 Besi Trioksida (Fe2O3) 17.71

    4 Titan Dioksida (Ti2O3) 0.98

    5 Kalsium Oksida (CaO) 5.54

    6 Magnesium Oksida (MgO) 3.17

    7 Chrom Trioksida (Cr2O3) 0.03

    8 Kalium Oksida (K2O) 0.82

    9 Sulfur Trioksida (SO3) 0.63

    10 Natrium Oksida (Na2O) 0.47

    11 Mangan Oksida (Mn3O4) 0.33

    4.2. Analisa Kebutuhan Superplasticizer (SP)

    Analisa kebutuhan SP digunakan dalam penelitian tahap awal untuk

    menentukan prosentase kebutuhan SP yang diperlukan dalam pembuatan beton.

    Pada tahapan ini digunakan mortar sebagai acuan untuk menentukan kelecakan.

  • 30

    Universitas Kristen Petra

    Mortar yang digunakan merupakan variasi antara mortar berbahan dasar semen,

    fly ash, lumpur Sidoarjo, serta mortar geopolimer berbahan dasar fly ash dan

    lumpur Sidoarjo. Target diameter flow yang ditetapkan dalam pembuatan mortar

    ini adalah 17 ± 2 cm. Kebutuhan superplasticizer (SP) dalam tahapan ini

    digunakan sebagai indikasi untuk pembuatan beton.

    Tabel 4.4. Kebutuhan Pemberian SP agar Mencapai Target Diameter Flow

    No Mortar W/B Kebutuhan SP

    (% Semen)

    Hasil Flow

    (cm)

    1 Konvensional 0.4 0.1 16

    2 HVFA 0.4 0 19

    3 HVSM 8 0.4 2 16

    4 HVSM 12 0.4 1.5 18

    5 GEOFA 0.25 0 18

    6 GEOFA 0.4 0 Overflow

    7 GEOSM 8 0.4 0 16

    8 GEOSM 12 0.4 0 18

    Terlihat pada Tabel 4.4 bahwa kebutuhan untuk material yang

    menggunakan fly ash dalam bentuk mortar pozzolan maupun mortar geopolimer

    tidak membutuhkan tambahan SP. Sedangkan kebutuhan SP untuk mortar

    pozzolan agar mencapai target diameter flow sekitar 1,5 – 2 % dari berat

    cementitious.

    4.3. Analisa Hasil Uji Kuat Tekan

    Sebelum dilakukan pengujian durabilitas terhadap beton, dilakukan

    pengujian kuat tekan beton pada umur 28 hari. Alasan dilakukan pengujian awal

    adalah untuk memperoleh mutu beton yang baik dibandingkan penelitian yang

    telah dilakukan oleh Antoni, Wattimena, et al. (2013). Penelitian yang telah

    dilakukan oleh Antoni, Wattimena, et al. (2013) mendapatkan beton (F60W30)

    dengan hasil pengujian kuat tekan pada 28 hari sekitar 25 MPa. Oleh karena itu

    dengan komposisi yang baru, didapatkan mutu beton yang lebih baik. Gambar 4.1

  • 31

    Universitas Kristen Petra

    menunjukkan hasil pengujian kuat tekan yang lebih tinggi (>30 MPa). Namun,

    dalam pembuatan beton geopolimer berbahan lumpur Sidoarjo masih belum

    didapatkan komposisi yang tepat, sehingga mutu yang didapatkan masih rendah.

    Penamaan benda uji didefinisikan seperti pada Tabel 4.5.

    51.57

    35.17 35.33

    44.67

    58.50

    10.10 13.50

    24

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    K u

    a t

    T e k a n

    ( M

    P a )

    Hasil Pengujian Kuat Tekan

    Konvensional kontrol

    HFVA kontrol

    HVSM8 kontrol

    HVSM12 kontrol

    GEOFA kontrol

    GEOSM8 kontrol

    GEOSM12 kontrol

    F60W30

    Gambar 4.1 Pengujian Kuat Tekan Berbagai Beton pada Umur 28 Hari

    Tabel 4.5 Definisi Penamaan Benda Uji

    NO Kode Keterangan

    1 Konvensional Beton dengan bahan dasar semen 100%

    2 HVFA Beton dengan bahan dasar semen 50% dan fly ash

    50%

    3 HVSM 8 Beton dengan bahan dasar semen 50% dan lumpur

    Sidoarjo 50% dengan waktu penggilingan 8 jam

    4 HVSM 12 Beton dengan bahan dasar semen 50% dan lumpur

    Sidoarjo 50% dengan waktu penggilingan 12 jam

    5 GEOFA Beton geopolimer dengan bahan dasar fly ash

    6 GEOSM 8 Beton geopolimer dengan bahan dasar lumpur

    Sidoarjo dengan waktu penggilingan 8 jam

    7 GEOSM 12 Beton geopolimer dengan bahan dasar lumpur

    Sidoarjo dengan waktu penggilingan 12 jam

    8 F60W30 Beton HVFA dari penelitian Antoni, Wattimena, et

    al. (2013) dengan kadar fly ash hingga 60% ; W/C

    ratio 30%

  • 32

    Universitas Kristen Petra

    Penamaan benda uji diikuti kata „kontrol‟ untuk menyatakan bahwa benda

    uji merupakan benda uji tanpa perlakuan khusus yang hanya dirawat dengan

    direndam dalam kolam curing berisi air hingga waktu pengujian.

    Dengan menjaga kadar kandungan fly ash dan lumpur Sidoarjo 50%

    diharapkan kuat tekan tidak berkurang terlalu drastis. Dari pengamatan untuk

    umur 28 hari kadar SAI (Strength Activity Index) yang didapatkan SAI beton

    HVFA dan HVSM 8 masih sekitar 68%, sedangkan untuk beton HVSM 12 telah

    mencapai 85%.

    4.4. Analisa Hasil Uji Ketahanan terhadap Asam Sulfat (H2SO4) 10%

    Pengujian ketahanan asam sulfat dilakukan dengan menggunakan asam

    sulfat (H2SO4) dengan kadar 10%. Metode yang digunakan bertujuan untuk

    mempercepat pengaruh reaksi kerusakan pada beton. Perendaman dilakukan

    selama 4 hari dan diletakan pada suhu ruang selama 3 hari seperti yang telah

    dilakukan oleh Darwin et al. (2008).

    Pengujian yang dilakukan menggunakan 3 macam pengujian, yaitu

    pengujian kehilangan massa yang diukur pada waktu sebelum perendaman

    kembali. Semakin kecil kehilangan massa yang terjadi, maka durabilitas benda uji

    semakin tinggi. Kedua pengamatan visual terhadap benda uji. Pengamatan

    dilakukan pada waktu sebelum pengujian kuat tekan. Pengamatan dibandingkan

    dengan benda uji kontrol, yaitu benda uji yang hanya di curing dengan air biasa.

    Ketiga merupakan pengujian kuat tekan.

    Penamaan benda uji untuk yang direndam dalam larutan asam sulfat

    (H2SO4) yang coating dengan larutan alkali ditambahkan kata “alkali” di setiap

    nama masing – masing tipe beton yang digunakan, sedangkan untuk lapisan

    geopolimer ditambahkan kata “geopolimer” di setiap nama masing – masing tipe

    beton. Untuk benda uji yang direndam tidak dilapisi larutan alkali dan lapisan

    geopolimer hanya ditambahkan kata “rendam”, sedangkan benda uji kontrol

    merupakan benda uji yang digunakan sebagai benda uji pembanding hanya di

    curing dalam air.

  • 33

    Universitas Kristen Petra

    4.4.1. Kehilangan Massa

    Benda uji direndam dalam larutan asam sulfat (H2SO4) pada hari ketiga.

    Berat benda uji diukur pada hari ketujuh, pada waktu akan di rendam kembali

    sesuai dengan siklus yang diterapkan pada metode wet – dry cycle. Variasi

    pengujian adalah beton kontrol yang merupakan standar beton tanpa perendaman

    di larutan asam sulfat (H2SO4), beton dengan aplikasi larutan alkali pada

    permukaan dan beton dengan lapisan geopolimer fly ash pada permukaan.

    Terlihat pada Gambar 4.2 terjadi penurunan massa yang sangat curam

    pada beton tanpa pengaplikasian coating pada permukaan. Penurunan beton

    konvensional tanpa lapisan coating pada h