CSH Void Mikroba CH Micro crack CSH CH - · PDF file... (O). Sedangkan unsur-unsur kimiawi minor meliputi; aluminium (Al), ... Hasil identifikasi senyawa-senyawa kimia pada beton

173

(a). BNI25-16 (perbesaran 1.000 kali) (b). BI25-16 (perbesaran 10.000 kali) (c). BNI40-16 (perbesaran 1.000 kali) (d). BI40-16 (perbesaran 10.000 kali)

(e). BNI60-16 (perbesaran 1.000 kali) (f). BI60-16 (perbesaran 10.000 kali)

Gambar IV.81. Mikrostruktur dan pertumbuhan mikroorganisme pada beton dengan 16% bubuk nikel

Mikroba Void

CH Micro crack

CSH

CH

Void

Mikroba

CSH

CH

Micro crack

Void

CSH

Mikroba

174

Beton dengan 16% bubuk slag nikel seperti yang diperlihatkan pada gambar

IV.81.a, c, dan e memberikan efek pengecilan pori dan efek efek pozzolanik,

sedemikian sehingga penyusupan dan pertumbuhan mikroorganisme di dalam

material beton berkurang dengan area pertumbuhan yang relatif kecil

dibandingkan dengan beton tanpa bubuk slag nikel, seperti yang diperlihatkan

pada gambar IV.81.b, d, dan f. Selain itu perilaku retaknya juga cenderung lebih

tegar dibandingkan dengan beton tanpa bubuk slag nikel.

Dalam rangkain uji Scanning Electron Microscopy (SEM), dengan bantuan alat

Energy Dispersive Analysis X-ray (EDAX), terdeteksi kandungan unsur-unsur

kimiawi pada masing-masing benda uji, seperti diperlihatkan pada gambar IV.82

hingga IV.84. Unsur-unsur kimia tersebut dominan adalah silika (Si), kalsium

(Ca), dan oksigen (O). Sedangkan unsur-unsur kimiawi minor meliputi;

aluminium (Al), ferrum (Fe), magnesium (Mg), natrium (Na), kalium (K), dan

sulfur (S).

Unsur kimia silika (Si) dan sebagian besar unsur kalsium (Ca) dan oksigen (O)

adalah berasal dari kalsium silika hidrat (CSH). Sebagian unsur kalsium dan

oksigen tersebut juga berasal dari kalsium hidroksida (CH) dan ettringite

(CA S H). Unsur kimia Aluminium (Al) dan Ferrum (Fe), masing-masing berasal

dari ettringite (CA S H) dan kalsium sulpho aluminat ferrit (CSAF). Sedangkan

unsur kimia minor magnesium (Mg), natrium (Na), kalium (K), dan sulfur (S)

adalah berasal dari bawaan semen dan bubuk slag nikel yang tidak membentuk

kristal (amorphous).

Hasil pengamatan EDAX menunjukkan bahwa unsur silikon (Si) pada beton 16%

bubuk slag nikel cenderung bertambah, baik pada kondisi nonintrusi maupun

terintrusi mikroorganisme. Pertambahan ini terjadi karena adanya reaksi antara

senyawa kimia silika oksida (SiO2) bubuk slag nikel dengan kalsium hidroksida

(CH) hasil sampingan reaksi hidrasi trikalsium silikat (C3S) dan dikalsium silikat

(C2S) semen dengan air yang membentuk senyawa kalsium silikat hidrat (CSH)

sekunder atau disebut sebagai reaksi pozzolanik.

175

(a). Nonintrusi tanpa bubuk slag nikel (BNI25-0)

(b). Nonintrusi dengan 16% bubuk slag nikel (BNI25-16)

(c). Terintrusi tanpa bubuk slag nikel (BI25-0)

(d). Terintrusi dengan 16% bubuk slag nikel (BI25-16)

Gambar IV.82. Unsur-unsur kimia pada beton nonintrusi dan terintrusi

mikroorganisme, baik tanpa maupun dengan 16% bubuk slag nikel untuk w/c=0,57

176







177







178

Kristal kalsium hidroksida (CH) hasil Scanning Electron Microscopy (SEM) yang

diperlihatkan pada gambar IV.80 dan IV.81 bila dikaitkan dengan hasil Energy

Dispersive Analysis X-ray (EDAX), maka terlihat bahwa unsur kalsium (Ca) pada

beton tanpa bubuk slag nikel berkurang secara signifikan akibat intrusi

mikroorganisme dibandingkan dengan beton 16% bubuk slag nikel (gambar

IV.85). Hal yang sama juga terjadi pada kristal kalsium silikat hidrat (CSH)

seperti terlihat pada gambar IV.86, dimana unsur kalsium (Ca) dan silikonnya (Si)

berkurang akibat aktifitas metabolik mikroorganisme, hanya saja pengurangannya

relatif lebih kecil dari pada kristal kalsium hidroksida (CH).

0

10

20

30

40

50

60

70

0.57 0.40 0.30

Rasio air-semen (w/c)

Pros

enta

se u

nsur

Ca

(%) Nonintrusi (0%) Nonintrusi (16%)

Terintrusi (0%) Terintrusi (16%)

Gambar IV.85. Prosentase unsur kalsium pada kristal kalsium hidroksida (CH)

(a). Prosentase unsur kalsium (Ca) (b). Prosentase unsur silikon (Si)

Gambar IV.86. Prosentase unsur kalsium dan silikon pada krsital kalsium silikat hidrat (CSH)

0

5

10

15

20

25

0.57 0.40 0.30


Pros

enta

se u

nsur

Si (

%)

Nonintrusi (0%) Nonintrusi (16%)Terintrusi (0%) Terintrusi (16%)

0

10

20

30

40

50

60

70

0.57 0.40 0.30


Pros

enta

se u

nsur

Ca

(%) Nonintrusi (0%) Nonintrusi (16%)

Terintrusi (0%) Terintrusi (16%)

179

IV.10. Analisis Senyawa Kimia dengan X-Ray Diffraction (XRD)

Data lengkap hasil pengujian disajikan dalam lampiran D, tabel D.1 hingga D.12,

dan gambar D.1 hingga D.24. Pengujian dilakukan terhadap beton tanpa dan

dengan 16% bubuk slag nikel, baik dalam kondisi nonintrusi maupun terintrusi

mikroorganisme dengan kedalaman berturut-turut; 0-25 mm, 25-50 mm, dan

50-75 mm.

Hasil identifikasi difraksi sinar X (X-Ray Diffraction), menunjukkan bahwa

kristal-kristal yang terbentuk pada material beton mengandung berbagai senyawa

kimia antara lain; kalsium hidroksida, kalsium silikat hidrat, ettringite, kalsium

karbonat (calcite), rankinite, kalsium magnesium aluminium silikon oksida,

quartz, anorhite, tilleyite, hauyne, dan silikon oksida. Dua senyawa pertama

merupakan senyawa kimia dominan, sedangkan yang lainnya merupakan senyawa

minor yang kebanyakan terdapat pada beton terintrusi mikroorganisme.

Komposisi senyawa-senyawa kimia tersebut dihitung berdasarkan perbandingan

luas bidang peak dari masing-masing senyawa kimia kristalin terhadap luas total

bidang peak yang terbentuk dari hasil observasi XRD. Senyawa-senyawa kimia

tersebut terdeteksi pada sudut difraksi (2θ) yang berbeda-beda seperti terlihat

pada tabel IV. 14 dan gambar IV.85.

Tabel IV.14. Sudut difraksi senyawa-senyawa kimia hasil identifikasi XRD

1 Kalsium hidroksida CH 18.2, 47.3, 50.9, 54.5, dan 71.82 Kalsium silikat hidrat CSH 26.6, 29.4, 32.2, 34.5, dan 50.73 Ettringite E 9.1, 12.3, 15.8, dan 42.34 Kalsium karbonat (calcite) C 36.5, 39.5, dan 56.65 Rankinite R 22.96 Kalsium magnesium aluminat CMA 41.2, 51.8, 60.1, dan 62.67 Quartz Q 67.88 Anorhite A 22.99 Tilleyite T 14.77

10 Hauyne H 13.8711 Silikon oksida S 27.97

No. Senyawa kimia Kode Sudut difraksi (2θ)

180

Portlandite, Ca(OH)2

Calcium Silicate Hydrate, CSH

Ettringite, CASH

Calcite, CaCO3

Rankinite, Ca3Si2O7

Calcium Magnesium Aluminium Silicon Oxide, Ca54Mg Al2 Si16O90

Quartz, SiO2

Anorhite, (Ca, Na)(Si, Al)4 O8

Tilleyite, Ca5Si2O7(CO3)2

Hauyne, (Na, Ca)8 (Si, Al)12 O24

Silicon oxide, SiO

Gambar IV.87. Hasil identifikasi senyawa-senyawa kimia pada beton

nonintrusi dan terintrusi mikroorganisme dengan X-Ray Diffraction (XRD)

10 20 30 40 50 60 70

100

81

64

49

36

25

16

9

Relative intensity (%)

2θ

CH

CSH

CH

CH

CH

CSH

CSH

CSH

EE

E

E

QC

H

R

CSH

CH

H T A

C

C

CC

MA

CM

A

CM

A CM

A

S

181

IV.10.1 Perubahan Senyawa Kalsium Hidroksida (CH)

Gambar IV.86, IV.87, dan IV.88 memperlihatkan perubahan senyawa kalsium

hidroksida sebagai fungsi umur/lama intrusi pada beton tanpa dan dengan 16%

bubuk slag nikel nonintrusi dan terintrusi mikroorganisme, masing-masing dengan

rasio air-semen 0,57, 0,40, dan 0,30. Pada kondisi nonintrusi mikroorganisme,

kalsium hidroksida pada ketiga jenis rasio air-semen tersebut mengalami

pertambahan. Sebaliknya pada kondisi terintrusi mikroorganisme, senyawa

kalsium hidroksida tersebut berkurang seiring dengan pertambahan lama intrusi.

Perubahan dalam bentuk pertambahan tersebut terjadi karena dampak reaksi dari

trikalsium silikat (C3S) dan dikalsium silikat (C2S) semen dengan air. Sedangkan

pengurangannya terjadi karena aktifitas metabolik mikroorganisme, dimana

kalsium hidroksida terdekomposisikan atau larut akibat zat organik berupa asam

asetat (CH3COOH) sebagai produk metaboliknya.

Disisi lain senyawa kalsium hidroksida juga berkurang akibat penggunaan 16%

bubuk slag nikel, tetapi pengurangannya tidak berdampak merugikan bahkan

berkontribusi positif karena membentuk kalsium silikat hidrat (CSH) sekunder

sebagai produk reaksi antara silika oksida (SiO2) bubuk slag nikel dengan kalsium

hidroksida. Dengan terbentuknya kalsium silikat hidrat tersebut, aktifitas

metabolik mikroorganisme di dalam beton dapat terganggu karena kuantitas

nutriennya yang bersumber dari kalsium hidroksida berkurang akibat reaksi

tersebut.

Dengan regresi linier, kurva-kurva senyawa kalsium hidroksida pada gambar

IV.86, IV.87, dan IV.88 dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :

- Beton nonintrusi mikroorganisme

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=tba

tCHCH 28ni (IV.38.a)

- Beton terintrusi mikroorganisme

bi taCH −= (IV.38.b)

182

dimana :

CHni = kalsium hidroksida nonintrusi mikroorganisme (%)

CHi = kalsium hidroksida terintrusi mikroorganisme (%)

CH28 = kalsium hidroksida nonintrusi mikroorganisme pada umur

28 hari (%)

t = umur atau lama intrusi (hari)

a, b = koefisien regresi, seperti tercantum pada tabel IV.15.

Tabel IV.15. Koefisien regresi menurut persamaan IV.38.a dan IV.38.b

Kedalaman Bubuk

intrusi, D slag nikel(mm) (%) a b R2 a b R2

0 2.687 0.899 0.203 50.661 0.291 0.90816 2.387 0.903 0.125 36.280 0.343 0.8790 2.402 0.902 0.328 51.008 0.271 0.890

16 2.444 0.905 0.087 41.225 0.353 0.9090 1.905 0.907 0.514 54.415 0.267 0.928

16 2.222 0.925 0.040 40.518 0.345 0.8850 3.095 0.903 0.540 51.354 0.311 0.880

16 2.371 0.882 0.371 49.840 0.500 0.9920 2.434 0.936 0.113 52.045 0.287 0.848

16 1.562 0.931 0.127 55.752 0.492 0.9490 2.169 0.926 0.019 46.726 0.278 0.913

16 1.647 0.923 0.162 31.569 0.352 0.9950 2.484 0.912 0.157 52.632 0.321 0.907

16 1.505 0.932 0.036 36.975 0.408 0.9560 1.886 0.936 0.060 53.926 0.336 0.912

16 1.329 0.937 0.037 40.300 0.419 0.9560 1.311 0.950 0.048 47.858 0.253 0.860

16 0.990 0.950 0.054 41.151 0.425 0.904

Terintrusi

Koefisien regresiNo. w/c

0 - 25

Nonintrusi

25 - 50

50 - 75

0,571

25 - 50

50 - 75

0,402

3 0,30

0 - 25

25 - 50

50 - 75

0 - 25

183

(a). Tanpa bubuk slag nikel (b). 16% bubuk slag nikel (D = 0-25 mm) (D = 0-25 mm)

(c). Tanpa bubuk slag nikel (d). 16% bubuk slag nikel (D = 25-50 mm) (D = 25-50 mm)

(e). Tanpa bubuk slag nikel (f). 16% bubuk slag nikel

(D = 50-75 mm) (D = 50-75 mm)

Gambar IV.88. Kalsium hidroksida pada beton w/c = 0,57 tanpa dan dengan 16% bubuk slag nikel nonintrusi dan terintrusi mikroorganisme

0

10

20

30

40

0 28 56 84 112 140 168 196

Umur/Lama intrusi (Hari)

Kal

sium

hid

roks

ida

(%) Nonintrusi

Terintrusi

0

10

20

30

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

hid

roks

ida

(%) Nonintrusi

Terintrusi

0

10

20

30

40

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

hid

roks

ida

(%) Nonintrusi

Terintrusi

0

10

20

30

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

hid

roks

ida

(%) Nonintrusi

Terintrusi

0

10

20

30

40

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

hid

roks

ida

(%) Nonintrusi

Terintrusi

0

10

20

30

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

hid

roks

ida

(%) Nonintrusi

Terintrusi

184



(e). Tanpa bubuk slag nikel (f). 16% bubuk slag nikel (D = 50-75 mm) (D = 50-75 mm)

Gambar IV.89. Kalsium hidroksida pada beton w/c = 0,40 tanpa dan dengan 16%

bubuk slag nikel nonintrusi dan terintrusi mikroorganisme

5

15

25

35

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

hid

roks

ida

(%) Nonintrusi

Terintrusi

0

10

20

30

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

hid

roks

ida

(%) Nonintrusi

Terintrusi

0

10

20

30

40

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

hid

roks

ida

(%) Nonintrusi

Terintrusi

0

10

20

30

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

hid

roks

ida

(%) Nonintrusi

Terintrusi

0

10

20

30

40

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

hid

roks

ida

(%) Nonintrusi

Terintrusi

0

10

20

30

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

hid

roks

ida

(%) Nonintrusi

Terintrusi

185

(a). Tanpa bubuk slag nikel (b). 16% bubuk slag nikel

(D = 0-25 mm) (D = 0-25 mm)



Gambar IV.90. Kalsium hidroksida pada beton w/c = 0,30 tanpa dan dengan 16%


0

10

20

30

40

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

hid

roks

ida

(%) Nonintrusi

Terintrusi

0

10

20

30

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

hid

roks

ida

(%) Nonintrusi

Terintrusi

0

10

20

30

40

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

hid

roks

ida

(%) Nonintrusi

Terintrusi

0

10

20

30

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

hid

roks

ida

(%) Nonintrusi

Terintrusi

0

10

20

30

40

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

hid

roks

ida

(%) Nonintrusi

Terintrusi

0

10

20

30

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

hid

roks

ida

(%) Nonintrusi

Terintrusi

186

Bentuk kurva kalsium hidroksida pada beton nonintrusi dan terintrusi

mikroorganisme yang dinyatakan dalam persamaan IV.38.a dan IV.38.b tersebut

di atas memberikan gambaran terhadap reduksi kalsium hidroksida akibat intrusi

mikroorganisme. Reduksi tersebut, baik tanpa maupun dengan 16% bubuk slag

nikel memiliki bentuk kurva yang cenderung mengikuti bentuk persamaan

logaritmik, seperti yang diperlihatkan pada gambar IV.89, IV.90, dan IV.91.

Dengan analisis regresi linier, kurva-kurva tersebut dapat dinyatakan dengan

persamaan sebagai berikut :

bln(t)aΔCH −= (IV.39)

hal mana; t adalah lama intrusi dalam hari, a dan b adalah koefisien regresi seperti

tercantum pada tabel IV.16.

Bentuk persamaan reduksi kalsium hidroksida (persamaan IV.39) tersebut di atas

berbeda dengan bentuk persamaan II.8 sebagaimana yang diusulkan oleh Tremper

(1989).

Tabel IV.16. Koefisien regresi reduksi kalsium hidroksida akibat intrusi mikroorganisme

Kedalaman Bubuk

intrusi, D slag nikel(mm) (%) a b R2

0 5.819 9.877 0.96116 3.793 8.114 0.9500 5.915 11.990 0.94516 4.224 10.481 0.9460 6.350 15.189 0.96816 3.949 8.943 0.9180 5.374 7.966 0.95216 4.963 10.326 0.9940 5.153 8.795 0.91216 4.806 10.637 0.9850 5.092 7.017 0.97216 3.635 4.951 0.9980 5.669 10.455 0.95016 3.523 4.809 0.9930 5.350 8.620 0.96116 3.750 5.531 0.9920 4.801 9.674 0.90316 3.632 5.436 0.980

No. w/cKoefisien regresi

1 0,57

0 - 25

25 - 50

50 - 75

2 0,40

0 - 25

25 - 50

50 - 75

3 0,30

0 - 25

25 - 50

50 - 75

187

0

5

10

15

20

25

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Red

uksi

CH

(%) Tanpa bubuk slag nikel

16% bubuk slag nikel

(a). D = 0 – 25 mm

0

5

10

15

20

25

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Red

uksi

CH



(b). D = 25 – 50 mm

0

5

10

15

20

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Red

uksi

CH



(c). D = 50 – 75 mm

Gambar IV.91. Reduksi kalsium hidroksida akibat intrusi mikroorganisme

pada beton dengan w/c = 0,57

188

0

5

10

15

20

25

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Red

uksi

CH



(a). D = 0 – 25 mm

0

5

10

15

20

25

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Red

uksi

CH



(b). D = 25 – 50 mm

0

5

10

15

20

25

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Red

uksi

CH



(c). D = 50 – 75 mm



189

0

5

10

15

20

25

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Red

uksi

CH

(%)

Tanpa bubuk slag nikel16% bubuk slag nikel

(a). D = 0 – 25 mm

0

5

10

15

20

25

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Red

uksi

CH

(%)


(b). D = 25 – 50 mm

0

5

10

15

20

25

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Red

uksi

CH

(%)


(c). D = 50 – 75 mm



190

Kontribusi 16% bubuk slag nikel terhadap reduksi kalsium hidroksdia, baik pada

kondisi nonintrusi maupun terintrusi mikroorganisme dapat dinyatakan dalam

bentuk rasio CH16 terhadap CH0, dimana CH16 adalah kalsium hidroksida pada

beton 16% bubuk slag nikel, sedangkan CH0 adalah kalsium hidroksida pada

beton tanpa bubuk slag nikel. Bentuk rasio kalsium hidroksida tersebut

diperlihatkan seperti pada gambar IV.92, IV.93, dan IV.94. Dengan analisis

regresi linier, kurva-kurva rasio kalsium hidroksida untuk beton nonintrusi dan

terintrusi mikroorganisme, dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :

b

0

16 taCHCH

= (IV.40)

dimana :

a dan b = koefisien regresi sesuai yang tercantum pada tabel IV.17.


Tabel IV.17. Koefisien regresi rasio kalsium hidroksida antara beton 16% bubuk slag nikel dengan beton tanpa bubuk slag nikel

Kedalaman

intrusi, D

(mm) a b R2 a b R2

0 - 25 0.576 -0.0048 0.234 0.716 0.052 0.59725 - 50 0.577 0.00005 0.000 0.808 -0.082 0.68250 - 75 0.595 -0.0006 0.000 0.745 -0.078 0.5980 - 25 0.594 -0.0014 0.001 0.971 -0.189 0.68025 - 50 0.624 0.0109 0.115 1.071 -0.206 0.79050 - 75 0.624 -0.0045 0.032 0.676 -0.074 0.5830 - 25 0.692 -0.0241 0.771 0.703 -0.087 0.69725 - 50 0.672 -0.0115 0.382 0.747 -0.083 0.92250 - 75 0.642 -0.0059 0.287 0.860 -0.172 0.847

3

No. w/c

Koefisien regresi

Nonintrusi Terintrusi

0,30

1 0,57

2 0,40

191

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0 28 56 84 112 140 168 196


Ras

io C

H16 /

CH0

NonintrusiTerintrusi

(a). D = 0 – 25 mm

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0 28 56 84 112 140 168 196


Ras

io C

H16 /

CH0


(b). D = 25 – 50 mm

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

0 28 56 84 112 140 168 196


Ras

io C

H16 /

CH0


(c). D = 50 – 75 mm

Gambar IV.94. Rasio CH16/CH0 pada beton dengan w/c = 0,57

192

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0 28 56 84 112 140 168 196


Ras

io C

H16 /

CH0


(a). D = 0 – 25 mm

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0 28 56 84 112 140 168 196


Ras

io C

H16 /

CH0


(b). D = 25 – 50 mm

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0 28 56 84 112 140 168 196


Ras

io C

H16 /

CH0


(c). D = 50 – 75 mm


193

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0 28 56 84 112 140 168 196


Ras

io C

H16 /

CH0


(a). D = 0 – 25 mm

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0 28 56 84 112 140 168 196


Ras

io C

H16 /

CH0


(b). D = 25 – 50 mm

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0 28 56 84 112 140 168 196


Ras

io C

H16 /

CH0


(c). D = 50 – 75 mm


194

Hubungan antara kalsium hidroksida beton nonintrusi dan terintrusi

mikroorganisme, seperti yang diperlihatkan pada gambar IV.95 dapat dinyatakan

dengan persamaan sebagai berikut :

- Tanpa bubuk slag nikel

ni0i0 CH0,602CH = (IV.41.a)

- 16% bubuk slag nikel

ni16i16 CH0,560CH = (IV.41.b)

Gambar IV.97. Hubungan kalsium hidroksida antara beton terintrusi dan nonintrusi mikroorganisme

IV.10.2 Perubahan Senyawa Kalsium Silikat Hidrat (CSH)

Gambar IV.96, IV.97, dan IV.98 memperlihatkan perubahan senyawa kalsium

silikat hidrat (CSH) sebagai fungsi umur/lama intrusi pada beton tanpa dan

dengan 16% bubuk slag nikel nonintrusi dan terintrusi mikroorganisme, masing-

masing dengan rasio air-semen 0,57, 0,40, dan 0,30. Perubahan tersebut tidak

seperti pada perubahan senyawa kalsium hidroksida (CH), khususnya pada

kondisi terintrusi mikroorganisme, dimana bentuk perubahannya cenderung

mengikuti bentuk perubahan pada kondisi nonintrusi mikroorganisme.

y = 0.5597xR2 = 0.8605

y = 0.6016xR2 = 0.2468

0

10

20

30

40

0 10 20 30 40

CH nonintrusi (%)

CH

terin

trusi

(%)


195

Bentuk perubahan tersebut memberikan gambaran bahwa senyawa kalsium silikat

hidrat (CSH) memiliki ketahanan yang lebih baik daripada senyawa kalsium

hidroksida (CH). Hal ini juga menunjukkan bahwa reaksi antara zat organik

berupa asam asetat (CH3COOH) produk metabolik mikroorganisme dengan

kalsium silikat hidrat (CSH) tidak mengakibatkan pelarutan senyawa kalsium

silikat hidrat tersebut, meskipun kekuatan dan kekakuan beton berkurang

sebagaimana yang ditunjukkan pada pembahasan sebelumnya. Ketahanan

senyawa kalsium silikat hidrat akibat intrusi mikroorganisme tersebut merupakan

sifat khas dari gel silika yang tidak mudah didekomposisikan oleh zat organik

seperti yang telah dikemukakan sebelumnya pada persamaan II.5.

Dengan menggunakan 16% bubuk slag nikel, ketahanan beton pada kondisi

terintrusi mikroorganisme meningkat karena bertambahnya prosentase senyawa

kalsium silikat hidrat tersebut. Pertambahan ini sebagai bentuk kontribusi dari

efek pozzolanik yang diberikan melalui reaksi antara silika oksida (SiO2) bubuk

slag nikel dengan kalsium hidroksida (CH) produk hidrasi trikalsium silikat (C3S)

dan dikalsium silikat (C2S) semen dengan air.

Kurva-kurva kalsium silikat hidrat yang diperlihatkan pada gambar IV.96, IV.97,

dan IV.98, cenderung mengikuti bentuk persamaan laju pertumbuhan jenuh

(saturation growth-rate equation). Dengan regresi linier, kurva-kurva tersebut

dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :

- Beton nonintrusi mikroorganisme

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=tba

tCSHCSH 28ni (IV.42.a)

- Beton terintrusi mikroorganisme

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=tba

tCSHCSH 0i (IV.42.b)

dimana :

CSHni = kalsium silikat hidrat nonintrusi mikroorganisme (%)

CSHi = kalsium silikat hidrat terintrusi mikroorganisme (%)

196

CSH28 = kalsium silikat hidrat nonintrusi mikroorganisme pada

umur 28 hari (%)

CSH0 = kalsium silikat hidrat pada saat intrusi t = 0 (%)


a dan b = koefisien regresi

Koefisien regresi a dan b pada persamaan tersebut di atas, dicantumkan seperti

pada tabel IV.18.


Kedalaman Bubuk

intrusi, D slag nikel(mm) (%) a b a b

0 3.857 0.843 1.636 0.88116 2.509 0.874 1.707 0.8700 3.708 0.839 1.830 0.842

16 2.296 0.892 1.564 0.8680 3.563 0.846 2.027 0.823

16 2.331 0.892 1.562 0.8650 3.435 0.851 2.090 0.819

16 2.582 0.869 1.895 0.8470 3.054 0.856 2.050 0.833

16 2.314 0.885 1.738 0.8640 3.230 0.858 2.012 0.821

16 1.994 0.903 1.411 0.8820 3.016 0.871 2.120 0.828

16 2.323 0.884 1.702 0.8610 3.003 0.857 2.336 0.827

16 2.066 0.897 1.633 0.8770 2.583 0.882 1.967 0.855

16 2.075 0.894 1.594 0.877

Nonintrusi

Koefisien regresi

TerintrusiNo. w/c

1 0,57

0 - 25

25 - 50

50 - 75

2 0,40

0 - 25

25 - 50

50 - 75

3 0,30

0 - 25

25 - 50

50 - 75

197


(c). Tanpa bubuk slag nikel (d). 16% bubuk slag nikel

(D = 25-50 mm) (D = 25-50 mm)


Gambar IV.98. Kalsium silikat hidrat pada beton w/c = 0,57 tanpa dan dengan

16% bubuk slag nikel nonintrusi dan terintrusi mikroorganisme

40

45

50

55

60

65

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

silik

at h

idra

t (%

)NonintrusiTerintrusi

55

60

65

70

75

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

silik

at h

idra

t (%

)


55

60

65

70

75

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

silik

at h

idra

t (%


40

45

50

55

60

65

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

silik

at h

idra

t (%

)


55

60

65

70

75

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

silik

at h

idra

t (%

)


40

45

50

55

60

65

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

silik

at h

idra

t (%

)


198






40

45

50

55

60

65

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

silik

at h

idra

t (%


55

60

65

70

75

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

silik

at h

idra

t (%

)


40

45

50

55

60

65

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

silik

at h

idra

t (%

)


55

60

65

70

75

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

silik

at h

idra

t (%


55

60

65

70

75

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

silik

at h

idra

t (%

)


40

45

50

55

60

65

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

silik

at h

idra

t (%

)


199






40

45

50

55

60

65

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

silik

at h

idra

t (%


55

60

65

70

75

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

silik

at h

idra

t (%

)


55

60

65

70

75

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

silik

at h

idra

t (%


40

45

50

55

60

65

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

silik

at h

idra

t (%

)


40

45

50

55

60

65

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

silik

at h

idra

t (%

)


55

60

65

70

75

0 28 56 84 112 140 168 196


Kal

sium

silik

at h

idra

t (%

)


200

Kurva-kurva pada gambar IV.96 hingga IV.98 tersebut di atas merupakan acuan

di dalam menganalisis besarnya reduksi kalsium silikat hidrat akibat intrusi

mikroorganisme. Ketahanan senyawa kalsium silikat hidrat terhadap intrusi

mikroorganisme, sebagaimana yang dikemukakan di atas diinterpretasikan

melalui bentuk reduksinya seperti yang diperlihatkan pada gambar IV.99 hingga

IV.101. Kurva reduksi kalsium silikat hidrat, baik pada beton tanpa maupun

dengan 16% bubuk slag nikel, keduanya memiliki puncak reduksi pada saat

tertentu dengan bentuk kurva yang cenderung mengikuti bentuk persamaan

polinominal berorde dua (parabola). Melalui regresi linier, kurva-kurva tersebut

dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :

btaΔCSH 2 += (IV.43)

hal mana; t adalah lama intrusi dalam hari, sedangkan a dan b adalah koefisien

regresi seperti tercantum pada tabel IV.19.

Tabel IV.19. Koefisien regresi reduksi kalsium silikat hidrat akibat intrusi mikroorganisme

Kedalaman Bubukintrusi, D slag nikel

(mm) (%) a b R2

0 -0.0009 0.188 0.97316 -0.0004 0.066 0.8540 -0.0006 0.113 0.876

16 -0.0002 0.030 0.5240 -0.0005 0.085 0.533

16 -0.0001 0.021 0.7700 -0.0002 0.046 0.753

16 -0.0001 0.022 0.2470 -0.0002 0.046 0.744

16 -0.0001 0.023 0.8890 -0.0003 0.046 0.485

16 -0.0001 0.024 0.5510 -0.0002 0.040 0.560

16 -0.0001 0.020 0.7260 -0.0002 0.041 0.305

16 -0.0001 0.027 0.9510 -0.0002 0.041 0.984

16 -0.0001 0.025 0.303


1 0,57

0 - 25

25 - 50

50 - 75

2 0,40

0 - 25

25 - 50

50 - 75

3 0,30

0 - 25

25 - 50

50 - 75

201

0

5

10

15

20

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Red

uksi

CSH

(%)


(a). D = 0 – 25 mm

0

2

4

6

8

10

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Red

uksi

CSH

(%)


(b). D = 25 – 50 mm

0

2

4

6

8

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Red

uksi

CSH

(%)


(c). D = 50 – 75 mm

Gambar IV.101. Reduksi kalsium silikat hidrat akibat intrusi mikroorganisme


202

0

1

2

3

4

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Red

uksi

CSH

(%)


(a). D = 0 – 25 mm

0

1

2

3

4

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Red

uksi

CSH

(%)


(b). D = 25 – 50 mm

0

1

2

3

4

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Red

uksi

CSH

(%)


(c). D = 50 – 75 mm



203

0

1

2

3

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Red

uksi

CSH

(%)


(a). D = 0 – 25 mm

0

1

2

3

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Red

uksi

CSH

(%)


(b). D = 25 – 50 mm

0

1

2

3

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Red

uksi

CSH

(%)


(c). D = 50 – 75 mm



204

Rasio kalsium silikat hidrat antara beton 16% bubuk slag nikel terhadap beton

tanpa bubuk slag nikel (CSH16/CSH0), seperti yang diperlihatkan pada gambar

IV.102 hingga IV.104 merupakan gambaran kontribusi bubuk slag nikel terhadap

senyawa kalsium silikat hidrat. Kontribusinya terlihat lebih besar pada kondisi

terintrusi mikroorganisme dibandingkan dengan nonintrusi mikroorganisme,

terutama pada beton dengan w/c = 0,57.

Dengan analisis regresi linier, bentuk kurva rasio kalsium silikat hidrat tersebut,

baik pada beton nonintrusi maupun terintrusi mikroorganisme dapat dinyatakan


b

0

16 taCSHCSH

= (IV.44)

dimana :

a dan b = koefisien regresi sesuai yang tercantum pada tabel IV.20


Tabel IV.20. Koefisien regresi rasio kalsium silikat hidrat antara beton 16% bubuk slag nikel dengan beton tanpa bubuk slag nikel

Kedalaman

intrusi, D

(mm) a b R2 a b R2

0 - 25 1.416 -0.0325 0.818 1.328 0.002 0.29125 - 50 1.431 -0.0358 0.837 1.350 -0.011 0.57250 - 75 1.388 -0.0287 0.652 1.353 -0.016 0.5550 - 25 1.363 -0.0217 0.745 1.315 -0.009 0.397

25 - 50 1.340 -0.0202 0.715 1.306 -0.012 0.53050 - 75 1.388 -0.0317 0.701 1.325 -0.019 0.5940 - 25 1.335 -0.0187 0.599 1.343 -0.018 0.581

25 - 50 1.392 -0.0289 0.940 1.381 -0.026 0.88850 - 75 1.311 -0.0160 0.661 1.325 -0.016 0.621

3

No. w/c

Koefisien regresi


0,30

1 0,57

2 0,40

205

1.15

1.25

1.35

1.45

0 28 56 84 112 140 168 196


Ras

io C

SH16

/CSH

0


(a). D = 0 – 25 mm

1.15

1.25

1.35

1.45

0 28 56 84 112 140 168 196


Ras

io C

SH16

/CSH

0


(b). D = 25 – 50 mm

1.15

1.25

1.35

1.45

0 28 56 84 112 140 168 196


Ras

io C

SH16

/CSH

0


(c). D = 50 – 75 mm

Gambar IV.104. Rasio CSH16/CSH0 pada beton dengan w/c = 0,57

206

1.15

1.25

1.35

1.45

0 28 56 84 112 140 168 196


Ras

io C

SH16

/CSH

0


(a). D = 0 – 25 mm

1.15

1.25

1.35

1.45

0 28 56 84 112 140 168 196


Ras

io C

SH16

/CSH

0


(b). D = 25 – 50 mm

1.10

1.20

1.30

0 28 56 84 112 140 168 196


Ras

io C

SH16

/CSH

0


(c). D = 50 – 75 mm


207

1.10

1.20

1.30

1.40

0 28 56 84 112 140 168 196


Ras

io C

SH16

/CSH

0


(a). D = 0 – 25 mm

1.15

1.25

1.35

1.45

0 28 56 84 112 140 168 196


Ras

io C

SH16

/CSH

0


(b). D = 25 – 50 mm

1.15

1.25

1.35

1.45

0 28 56 84 112 140 168 196


Ras

io C

SH16

/CSH

0


(c). D = 50 – 75 mm


208

Hubungan antara kalsium silikat hidrat nonintrusi dan terintrusi mikroorganisme

pada beton tanpa maupun dengan 16% bubuk slag nikel, diperlihatkan seperti

pada gambar IV.105. Hubungan tersebut dapat dinyatakan dengan persamaan

sebagai berikut :


ni0i0 CSH0,961CSH = (IV.45.a)


ni16i16 CSH0,987CSH = (IV.45.b)

Gambar IV.107. Hubungan antara kalsium silikat hidrat pada beton terintrusi dan nonintrusi mikroorganisme

IV.10.3 Senyawa-senyawa Kimia Minor

Seperti telah dikemukakan sebelumnya bahwa hasil analisis X-Ray Diffraction

(XRD) menunjukkan bahwa teridentifikasikan sejumlah senyawa kimia minor

seperti; ettringite, kalsium karbonat, rankinite, kalsium magnesium aluminium

silikon oksida, quartz, anorhite, tilleyite, hauyne, dan silikon oksida. Senyawa-

senyawa kimia ettringite, kalsium karbonat, dan kalsium magnesium aluminium

silikon oksida terdapat pada beton, baik kondisi nonintrusi maupun terintrusi

mikroorganisme. Khusus untuk senyawa kimia rankinite hanya terdapat pada

y = 0.9608xR2 = 0.7977

y = 0.9872xR2 = 0.9716

40

50

60

70

80

40 50 60 70 80

CSH nonintrusi (%)

CSH

terin

trusi

(%)


209

beton yang terintrusi mikroorganisme. Sedangkan senyawa-senyawa kimia quartz,

anorhite, tilleyite, hauyne, dan silikon oksida tidak konsisten kehadirannya, baik

pada kondisi nonintrusi maupun terintrusi mikroorganisme.

(1). Ettringite (Ca6Al2(SO4)3(OH)12)

Kristal etrringite terbentuk dari reaksi hidrasi trikalsium aluminat (C3A) semen

dengan gypsum dan air. Perubahan-perubahan ettringite pada beton nonintrusi dan

terintrusi mikroorganisme, baik tanpa maupun dengan 16% bubuk slag nikel

diperlihatkan seperti pada gambar IV.106 hingga IV.108. Ettringite dalam fungsi

waktu (lama intrusi) pada beton tanpa bubuk slag nikel, cenderung meningkat

pada kondisi terintrusi mikroorganisme dan sebaliknya pada kondisi nonintrusi

mikroorganisme mengalami penurunan seiring bertambahnya umur beton.

Sedangkan ettringite pada beton yang menggunakan 16% bubuk slag nikel, baik

kondisi nonintrusi maupun terintrusi mikroorganisme, kedua-duanya mengalami

penurunan.

Dengan analisis regresi linier, kurva-kurva yang ditunjukkan pada gambar IV.106

hingga IV.108 tersebut, baik tanpa maupun dengan 16% bubuk slag nikel dapat

dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :

- Nonintrusi mikroorganisme

bni taEt = (IV.46.a)

- Terintrusi mikroorganisme

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=tba

tEtEt 0i (IV.46.b)

dimana :

Etni = ettringite pada beton nonintrusi mikroorganisme (%)

Eti = ettringite pada beton terintrusi mikroorganisme (%)

Et0 = ettringite pada saat intrusi t = 0 (%)


a dan b = koefisien regresi, sesuai yang tercantum pada tabel IV.21

210




Gambar IV.108. Ettringite pada beton w/c = 0,57 tanpa dan dengan 16% bubuk

slag nikel nonintrusi dan terintrusi mikroorganisme

0

5

10

15

20

25

0 28 56 84 112 140 168 196Umur/Lama intrusi (Hari)

Ettri

ngite

(%)


0

5

10

15

20


Ettri

ngite

(%)


0

5

10

15

20


Ettri

ngite

(%)


0

5

10

15

20


Ettri

ngite

(%)

Nonintrusi

Terintrusi

0

5

10

15

20


Ettri

ngite

(%)


0

5

10

15

20


Ettri

ngite

(%)


211






0

5

10

15

20


Ettri

ngite

(%)


0

5

10

15

20


Ettri

ngite

(%)


0

5

10

15

20


Ettri

ngite

(%)


0

5

10

15

20


Ettri

ngite

(%)


0

5

10

15

20


Ettri

ngite

(%)

Nonintrusi

Terintrusi

0

5

10

15

20


Ettri

ngite

(%)


212






0

5

10

15

20

25


Ettri

ngite

(%)


0

5

10

15

20


Ettri

ngite

(%)


0

5

10

15

20


Ettri

ngite

(%)


0

5

10

15

20

25


Ettri

ngite

(%)


0

5

10

15

20


Ettri

ngite

(%)


0

5

10

15

20


Ettri

ngite

(%)


213


Kedalaman Bubuk

intrusi, D slag nikel

(mm) (%) a b R2 a b R2

0 36.672 -0.415 0.979 0.937 0.941 0.05

16 22.039 -0.305 0.990 -2.628 1.187 0.406

0 26.442 -0.343 0.934 0.986 0.899 0.077

16 22.256 -0.323 0.926 -2.929 1.179 0.206

0 19.167 -0.242 0.994 1.413 0.903 0.119

16 20.255 -0.285 0.957 -2.825 1.216 0.52

0 28.798 -0.325 0.974 0.612 0.953 0.015

16 23.203 -0.304 0.905 -3.477 1.228 0.371

0 25.893 -0.297 0.899 1.195 0.91 0.038

16 18.654 -0.216 0.947 -1.641 1.119 0.066

0 30.556 -0.335 0.948 0.638 0.947 0.014

16 20.857 -0.239 0.965 -2.111 1.154 0.09

0 31.859 -0.332 0.973 0.583 0.959 0.012

16 21.411 -0.269 0.974 -1.883 1.17 0.081

0 32.722 -0.329 0.978 0.353 0.972 0.007

16 19.261 -0.235 0.992 -1.714 1.113 0.092

0 19.231 -0.187 0.885 0.519 0.958 0.016

16 19.069 -0.230 0.987 -1.761 1.124 0.076

No. w/c

0 - 25

25 - 50

50 - 75

1 0,57

0 - 25

25 - 50

50 - 75


Koefisien regresi

3 0,30

0 - 25

25 - 50

50 - 75

2 0,40

Hubungan linier antara etrringite nonintrusi dan terintrusi mikroorganisme, baik

tanpa maupun dengan 16% bubuk slag nikel sebagaimana yang terlihat pada

gambar IV.109, dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :


12,881Et0.104Et ni0i0 +−= (IV.47.a)


283,6Et0.402Et ni16i16 += (IV.47.b)

214

Gambar IV.111. Hubungan linier antara ettringite pada beton terintrusi dan nonintrusi mikroorganisme

(2). Calcite (CaCO3)

Senyawa kalsium karbonat (calcite) terbentuk dari reaksi antara kalsium

hidroksida dengan gas karbon dioksida. Senyawa ini sangat rentan terjadi pada

beton terintrusi mikroorganisme karena gas karbon dioksida (CO2) tersebut

merupakan salah satu produk metabolik mikroorganisme. Selain ditentukan oleh

kuantitas kalsium hidroksida dan gas karbon dioksida, senyawa kalsium karbonat

tersebut juga dipengaruhi oleh faktor fisik beton yaitu porositas. Semakin tinggi

porositas beton, semakin besar potensi terbentuknya kalsium karbonat.

Gambar IV.110 hingga IV.113 memperlihatkan profil kalsium karbonat pada

beton nonintrusi dan terintrusi mikroorganisme, baik tanpa maupun dengan 16%

bubuk slag nikel. Terlihat bahwa beton dengan 16% bubuk slag nikel, baik pada

kondisi nonintrusi maupun terintrusi mikroorganisme, kalsium karbonatnya relatif

lebih kecil daripada beton tanpa bubuk slag nikel. Hal ini sebagai bentuk

kontribusi bubuk slag nikel melalui efek pozzolanik dan efek pengecilan pori.

Kedua efek ini secara simultan dapat mengurangi kuantitas kalsium hidroksida

dan porositas beton sehingga kesempatan mikroorganisme tersebut untuk

melakukan penyusupan ke dalam material beton juga semakin berkurang.

y = -0.104x + 12.881R2 = 0.0821

y = 0.4018x + 6.283R2 = 0.6413

0

5

10

15

20

0 5 10 15 20

Ettringite nonintrusi (% )

Ettr

ingi

te te

rint

rusi



215

Kurva-kurva kalsium karbonat yang ditunjukkan pada gambar IV.110 hingga

IV.113 tersebut memiliki kemiripan dengan bentuk kurva ettringite pada gambar

IV.106 hingga IV.108. Dengan demikian kurva-kurva tersebut dapat pula



bni3 taCaCO = (IV.47.a)


⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=tba

tCaCOCaCO 03i3 (IV.47.b)

dimana :

CaCO3ni = kalsium karbonat beton nonintrusi mikroorganisme (%)

CaCO3i = kalsium karbonat beton terintrusi mikroorganisme (%)

CaCO30 = kalsium karbonat pada saat intrusi t = 0 (%)


a dan b = koefisien regresi, sesuai yang tercantum pada tabel IV.22

Tabel IV.22. Koefisien regresi menurut persamaan IV.47.a dan IV.47.b Kedalaman Bubukintrusi, D slag nikel

(mm) (%) a b R2 a b R2

0 14.690 -0.316 0.995 1.291 0.848 0.09716 16.720 -0.403 0.987 1.038 0.915 0.0290 18.595 -0.396 0.963 0.947 0.930 0.024

16 22.372 -0.485 0.945 1.090 0.901 0.0090 15.224 -0.370 0.939 1.426 0.885 0.046

16 15.990 -0.432 0.940 2.407 0.835 0.0020 17.609 -0.403 0.994 1.168 0.882 0.009

16 12.716 -0.342 0.993 0.738 0.925 0.0090 17.260 -0.437 0.984 1.626 0.855 0.015

16 10.561 -0.304 0.979 1.415 0.882 0.0220 16.654 -0.444 0.970 0.886 0.921 0.012

16 9.821 -0.310 0.967 0.876 0.923 0.0020 11.265 -0.226 0.985 1.081 0.896 0.014

16 10.519 -0.271 0.989 1.160 0.917 0.0090 11.850 -0.264 0.982 0.978 0.928 0.009

16 8.940 -0.262 0.988 1.272 0.890 0.0200 11.749 -0.295 0.957 1.752 0.874 0.030

16 8.351 -0.263 0.964 1.332 0.871 0.014

50 - 75

0 - 25

25 - 50

2 0,40

3 0,30

50 - 75

0 - 25

25 - 50


1 0,57

50 - 75

0 - 25

25 - 50


216




Gambar IV.112. Kalsium karbonat pada beton w/c = 0,57 tanpa dan dengan 16%


0

3

6

9

12


Cal

cite

, CaC

O3

(%)


0

3

6

9

12


Cal

cite

, CaC

O3

(%)


0

3

6

9

12


Cal

cite

, CaC

O3

(%)


0

3

6

9

12


Cal

cite

, CaC

O3

(%)


0

3

6

9

12


Cal

cite

, CaC

O3

(%)


0

2

4

6

8

10


Cal

cite

, CaC

O3

(%)


217






0

3

6

9

12


Cal

cite

, CaC

O3

(%)


0

2

4

6

8

10


Cal

cite

, CaC

O3

(%)


0

3

6

9

12


Cal

cite

, CaC

O3

(%)


0

2

4

6

8

10


Cal

cite

, CaC

O3

(%)


0

3

6

9

12


Cal

cite

, CaC

O3

(%)


0

2

4

6

8


Cal

cite

, CaC

O3

(%)


218






0

3

6

9

12


Cal

cite

, CaC

O3

(%)


0

2

4

6

8

10


Cal

cite

, CaC

O3

(%)


0

3

6

9

12


Cal

cite

, CaC

O3

(%)


0

2

4

6

8

10


Cal

cite

, CaC

O3

(%)


0

3

6

9

12


Cal

cite

, CaC

O3

(%)


0

2

4

6

8

10


Cal

cite

, CaC

O3

(%)


219

Hubungan linier antara kalsium karbonat beton nonintrusi dan terintrusi

mikroorganisme, baik tanpa maupun dengan 16% bubuk slag nikel seperti yang

diperlihatkan pada gambar IV.113, dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai

berikut :


,4666CaCO0.094CaCO ni03i03 +−= (IV.48.a)


,5725CaCO0.115CaCO ni163i163 +−= (IV.48.b)

Gambar IV.115. Hubungan linier antara kalsium karbonat pada beton terintrusi dan nonintrusi mikroorganisme

(3). Kalsium Magnesium Aluminium Silikon Oksida (Ca54 Mg Al2 Si16 O90)

Pada kondisi nonintrusi mikroorganisme, senyawa kimia ini terbentuk karena

sebagian unsur-unsur kimia, baik yang ada pada trikalsium silikat (C3S),

dikalsium silikat (C2S), dan trikalsium aluminat (C3A) belum berhasil membentuk

kristal kalsium silikat hidrat (CSH), kalsium hidroksida (CH), dan ettringite. Pada

kondisi tersebut, senyawa kimia ini berkurang seiring dengan bertambanya umur

y = -0.0935x + 6.4661R2 = 0.0413

y = -0.1149x + 5.5715R2 = 0.0436

1

3

5

7

9

1 3 5 7 9

Calcite nonintrusi (% )

Cal

cite

teri

ntru

si (%

)


220

beton. Sedangkan pada kondisi terintrusi mikroorganisme, senyawa kimia tersebut

cenderung meningkat seiring dengan bertambahnya lama intrusi, meskipun

peningkatannya tidak secara signifikan. Peningkatan senyawa kimia

Ca54MgAl2Si16O90 pada kondisi terintrusi mikroorganisme tersebut merupakan

salah satu dampak pengaruh dari aktifitas metabolik mikroorganisme di dalam

membongkar senyawa-senyawa kimia yang mengandung unsur kalsium sebagai

nutriennya. Efek pozzolanik dan efek pengecilan pori dari bubuk slag nikel, juga

diperlihatkan seperti halnya pada pembentukan senyawa-senyawa kimia

sebelumnya, dimana dengan 16% bubuk slag nikel tersebut, senyawa kimia

Ca54MgAl2Si16O90 di dalam material berkurang secara signifikan.

Kurva-kurva penurunan dan peningkatan senyawa kimia tersebut sebagaimana

yang ditunjukkan pada gambar IV.114 hingga IV.116, mirip dengan bentuk kurva

ettringite maupun kalsium karbonat sehingga dengan analisis regresi linier, kurva-

kurvanya dapat pula dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :


bni taCMASO = (IV.49.a)


⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=tba

tCMASOCMASO 0i (IV.49.b)

dimana :

CMASOni = kalsium magnesium aluminium silikon oksida pada

beton nonintrusi mikroorganisme (%)

CMASOi = kalsium magnesium aluminium silikon oksida pada

beton terintrusi mikroorganisme (%)

CMASO0 = kalsium magnesium aluminium silikon oksida pada

saat intrusi t = 0 (%)


a dan b = koefisien regresi, sesuai yang tercantum pada tabel

IV.23

221




Gambar IV.116. Kalsium magnesium aluminium silikon okdisa pada beton

w/c = 0,57 tanpa dan dengan 16% bubuk slag nikel nonintrusi dan terintrusi mikroorganisme

0

5

10

15

20


Ca5

4 MgA

l2Si

16O

90 (%

) NonintrusiTerintrusi

0

5

10

15


Ca5

4 MgA

l2Si

16O

90 (%


0

5

10

15

20


Ca5

4 MgA

l2Si

16O

90 (%


0

3

6

9

12


Ca5

4 MgA

l2Si

16O

90 (%


0

5

10

15

20


Ca5

4 MgA

l2Si

16O

90 (%


0

3

6

9

12

15


Ca5

4 MgA

l2Si

16O

90 (%


222






0

5

10

15


Ca5

4 MgA

l2Si

16O

90 (%


0

3

6

9

12

15


Ca5

4 MgA

l2Si

16O

90 (%

)


0

5

10

15


Ca5

4 MgA

l2Si

16O

90 (%


0

3

6

9

12

15


Ca5

4 MgA

l2Si

16O

90 (%


0

5

10

15


Ca5

4 MgA

l2Si

16O

90 (%


0

3

6

9

12

15


Ca5

4 MgA

l2Si

16O

90 (%

)


223






0

5

10

15


Ca5

4 MgA

l2Si

16O

90 (%


0

3

6

9

12

15


Ca5

4 MgA

l2Si

16O

90 (%

)


0

5

10

15


Ca5

4 MgA

l2Si

16O

90 (%

)


0

3

6

9

12

15


Ca5

4 MgA

l2Si

16O

90 (%


0

5

10

15


Ca5

4 MgA

l2Si

16O

90 (%


0

3

6

9

12

15


Ca5

4 MgA

l2Si

16O

90 (%

)


224

Tabel IV.23. Koefisien regresi di dalam persamaan IV.49.a dan IV.49.b Kedalaman Bubukintrusi, D slag nikel

(mm) (%) a b R2 a b R2

0 29.572 -0.466 0.932 1.303 0.689 0.06116 15.214 -0.324 0.915 0.744 0.924 0.0390 21.158 -0.348 0.952 1.338 0.868 0.024

16 9.363 -0.208 0.898 0.809 0.822 0.0120 26.357 -0.423 0.966 1.226 0.891 0.099

16 19.511 -0.337 0.925 1.921 1.002 0.0160 15.487 -0.317 0.984 0.704 0.828 0.028

16 31.419 -0.458 0.958 0.159 0.967 0.0010 15.393 -0.301 0.973 1.620 0.877 0.042

16 23.349 -0.374 0.897 0.987 0.925 0.0230 20.805 -0.355 0.931 0.839 0.936 0.014

16 20.351 -0.330 0.949 0.565 0.933 0.0070 21.211 -0.324 0.907 0.903 0.931 0.023

16 17.033 -0.332 0.985 0.921 0.931 0.0120 20.165 -0.293 0.958 0.557 0.953 0.012

16 19.487 -0.371 0.977 0.878 0.934 0.0100 18.185 -0.257 0.930 1.055 0.919 0.031

16 17.373 -0.271 0.977 0.810 0.939 0.036



1 0,57

0 - 25

25 - 50

50 - 75

2 0,40

0 - 25

25 - 50

50 - 75

3 0,30

0 - 25

25 - 50

50 - 75

Hubungan linier senyawa kimia Ca54MgAl2Si16O90 antara beton nonintrusi dan

terintrusi mikroorganisme, dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :


9,385CMASO0,141CMASO ni0i0 +−= (IV.50.a)


7,064CMASO0,083CMASO ni16i16 +−= (IV.50.b)

Gambar IV.119. Hubungan linier antara kalsium magnesium aluminium silikon oksida pada beton terintrusi dan nonterintrusi mikroorganisme

y = 0.0826x + 7.0642R2 = 0.0195

y = -0.1414x + 9.3854R2 = 0.078

0

3

6

9

12

15

0 2 4 6 8 10Ca54MgAl2Si16O90 nonintrusi (%)

Ca5

4 MgA

l2Si

16O

90 te

rintru

si

(%)


225

(4). Rankinite (Ca3 Si2 O7)

Seperti telah dikemukakan sebelumnya, senyawa kimia rankinite hanya terdapat

pada beton yang terintrusi mikroorganisme. Hal ini menunjukkan bahwa senyawa

kimia rankinite tersebut terbentuk akibat aktifitas metabolik mikroorganisme,

dimana unsur kalsium sebagai hasil pembongkarannya yang bersumber dari

senyawa kalsium hidroksida dan kalsium silikat hidrat, bereaksi dengan silika

oksida, baik yang berasal dari semen maupun bubuk slag nikel.

Kurva-kurva yang diperlihatkan pada gambar IV.118 hingga IV.120 menunjukkan

bahwa senyawa rankinite meningkat seiring dengan bertambahnya lama intrusi,

dimana pertambahannya semakin kecil pada beton dengan rasio air-semen yang

rendah. Dengan analisis regresi linier, kurva-kurva tersebut dapat dinyatakan


( ) b723 ta OSiCaRankinite = (IV.51)

hal mana; rankinite dalam persen, t adalah lama intrusi yang dinyatakan dalam

hari, sedangkan a dan b adalah koefisie regresi denga nilai-nilai seperti tercantum

pada setiap kurva di dalam gambar IV.118 hingga IV.120.

Seperti halnya pada pembentukan senyawa-senyawa kimia sebelumnya, rankinite

pada beton yang menggunakan 16% bubuk slag nikel, juga berkurang secara

signifikan karena efek pozzolanik dan efek pengecilan pori dari bubuk slag nikel

tersebut. Pengurangannya dapat dinyatakan dalam bentuk rasio, seperti yang

diperlihatkan pada gambar IV.121 dengan persamaan sebagai berikut :

( )( ) ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

tbatR

OSiCaOSiCa

t140723

16723 (IV.52)

dimana :

(Ca3Si2O7)16 = rankinite pada beton 16% bubuk slag nikel (%)

(Ca3Si2O7)0 = rankinite pada beton tanpa bubuk slag nikel (%)

Rt14 = rasio rankinite pada saat intrusi t = 14 hari

t = lama intrusi (hari)

a dan b = koefisien regresi

226

(a). D = 0 – 25 mm

(b). D = 25 – 50 mm

(c). D = 50 – 75 mm

Gambar IV.120. Senyawa rankinite pada beton w/c = 0,57 akibat intrusi mikroorganisme

y = 3.3125x0.11

R2 = 0.9591y = 1.6153x0.0933

R2 = 0.8855

1.0

3.0

5.0

7.0

0 28 56 84 112 140 168Umur/Lama intrusi (Hari)

Ran

kini

te, C

a3 Si2 O

7 (%

) Tanpa bubuk slag nikel16% bubuk slag nikel

y = 3.2832x0.0869

R2 = 0.8095y = 1.628x0.0886

R2 = 0.9758

1.5

2.5

3.5

4.5

5.5

6.5


Ran

kini

te, C

a3 Si2 O

7 (%


y = 2.9749x0.075

R2 = 0.8647y = 1.42x0.1035

R2 = 0.9577

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0


Ran

kini

te, C

a3 Si2 O

7 (%

)


227

(a). D = 0 – 25 mm

(b). D = 25 – 50 mm

(c). D = 50 – 75 mm


y = 3.5321x0.0262

R2 = 0.7951y = 2.0919x0.0502

R2 = 0.8436

2.0

3.0

4.0

5.0


Ran

kini

te, C

a3 Si2 O

7 (%


y = 2.9264x0.0501

R2 = 0.8462y = 2.0129x0.0847

R2 = 0.8731

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5


Ran

kini

te, C

a3 Si2 O

7 (%


y = 2.38x0.0673

R2 = 0.918

y = 2.3001x0.0342

R2 = 0.86342.0

2.5

3.0

3.5

4.0


Ran

kini

te, C

a3 Si2 O

7 (%


228

(a). D = 0 – 25 mm

(b). D = 25 – 50 mm

(c). D = 50 – 75 mm


y = 2.4877x0.0536

R2 = 0.9845

y = 2.191x0.06

R2 = 0.9306

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0


Ran

kini

te, C

a3 Si2 O

7 (%


y = 2.3749x0.0578

R2 = 0.9713

y = 2.0793x0.0673

R2 = 0.9356

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0


Ran

kini

te, C

a3 Si2 O

7 (%

)


y = 2.2005x0.06

R2 = 0.8656

y = 2.158x0.0655

R2 = 0.7964

2.50

2.75

3.00

3.25


Ran

kini

te, C

a3 Si2 O

7 (%

)


229

(a). D = 0 – 25 mm

(b). D = 25 – 50 mm

(c). D = 50 – 75 mm

Gambar IV.123. Rasio rankinite antara beton 16% bubuk slag nikel dengan beton tanpa bubuk slag nikel

0.0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Ras

io ra

nkin

ite

w/c = 0,57 w/c = 0,40 w/c = 0,30

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+−

=t1,0540,717

t0,472y ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=t,96500,652

t0,642y ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=t,99700,118

t0,904y

0.0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Ras

io ra

nkin

ite

w/c = 0,57 w/c = 0,40 w/c = 0,30S i 4 S i S i 6

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=t,94900,504

t0,479y

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=t,92201,115

t0,754y

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=t,98900,229

t0,906y

0.0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

0 28 56 84 112 140 168

Lama intrusi (Hari)

Ras

io ra

nkin

ite

w/c = 0,57 w/c = 0,40 w/c = 0,30S i 4 S i S i 6

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=t,88601,390

t0,493y

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+−

=1,0571t1,112

t0,879y

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=t,98900,140

t0,996y

230

IV.11. Hubungan antara Parameter

IV.11.1 Peningkatan Porositas versus Total Koloni Mikroorganisme Seperti telah dikemukakan sebelumnya bahwa dampak intrusi mikroorganisme

terhadap sifat-sifat fisik beton adalah meningkatnya porositas dan koefisien

permeabilitas. Hal ini diperlihatkan seperti pada gambar IV.122, dimana

peningkatannya bertambah seiring meningkatnya total koloni mikroorganisme di

dalam material beton. Peningkatan porositas sebagai fungsi total koloni

mikroorganisme pada beton 16% bubuk slag nikel, relatif lebih kecil daripada

beton tanpa bubuk slag nikel. Terlihat pula bahwa semakin tinggi mutu beton,

peningkatan porositasnya semakin rendah. Bentuk peningkatannya tersebut

cenderung mengikuti bentuk persamaan fungsi geometri.

Dengan regresi linier, kurva-kurva yang diperlihatkan pada gambar IV.122

tersebut dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :

(a). Beton w/c = 0,57

- tanpa bubuk slag nikel : 0.1630 C6,994Δe = (IV.53.a)

- 16% bubuk slag nikel : 0.08216 C7,022Δe = (IV.53.b)

(b). Beton w/c = 0,40

- tanpa bubuk slag nikel : 0.1470 C,5167Δe = (IV.53.c)

- 16% bubuk slag nikel : 0.05416 C8,542Δe = (IV.53.d)

(c). Beton w/c = 0,30

- tanpa bubuk slag nikel : 0.1570 C6,469Δe = (IV.53.e)

- 16% bubuk slag nikel : 0.05816 C7,523Δe = (IV.53.f)

hal mana Δe0 dan Δe16 adalah prosentase peningkatan porositas masing-masing

pada beton tanpa dan dengan 16% bubuk slag nikel dan C adalah total koloni

mikroorganisme yang dinyatakan dalam cfu/gr.

231

(a). Beton dengan w/c = 0,57

(b). Beton dengan w/c = 0,40

(c). Beton dengan w/c = 0,30

Gambar IV.124. Hubungan antara peningkatan porositas versus total koloni mikroorganisme

0

10

20

30

40

50

0.0E+00 2.0E+04 4.0E+04 6.0E+04 8.0E+04 1.0E+05 1.2E+05 1.4E+05

Total koloni mikroorganisme, C (cfu/gr)

Peni

ngka

tan

poro

sita

s, e

(%) Tanpa bubuk slag nikel 16% bubuk slag nikel

0.1630 C6,994Δe = 0.082

16 C7,022Δe =

0

10

20

30

40

50

0.0E+00 2.0E+04 4.0E+04 6.0E+04 8.0E+04 1.0E+05


Peni

ngka

tan

poro

sita

s, e


0.1470 C,5167Δe = 0.054

16 C8,542Δe =

0

10

20

30

40

0.0E+00 1.0E+04 2.0E+04 3.0E+04 4.0E+04 5.0E+04


Peni

ngka

tan

poro

sita

s, e


0.1570 C6,469Δe = 0.058

16 C7,523Δe =

232

IV.11.2 Peningkatan Porositas versus Reduksi Kalsium Hidroksida

Mikroorganisme di dalam aktifitas metaboliknya mempengaruhi senyawa kalsium

hidroksida di dalam material beton dimana semakin panjang rentang waktu

intrusinya, reduksi senyawa kalsium hidroksida tersebut semakin besar. Ruang

kosong yang ditinggalkan akibat reduksi senyawa kimia tersebut akan berdampak

pada meningkatnya porositas beton. Hal ini diperlihatkan seperti pada gambar

IV.123 dimana semakin besar reduksi senyawa kalsium hidroksida tersebut,

semakin meningkat pula porositas beton. Kurva peningkatan porositas pada beton

tanpa bubuk slag nikel cenderung mengikuti bentuk persamaan fungsi linier,

sedangkan pada beton 16% bubuk slag nikel bentuk peningkatannya cenderung

mengikuti persamaan fungsi geometri.

Dengan regresi linier, kurva peningkatan porositas versus reduksi kalsium

hidroksida dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :

(a). Beton w/c = 0,57

- tanpa bubuk slag nikel : CH2,009Δe0 Δ= (IV.54.a)

- 16% bubuk slag nikel : ( ) 549.016 ΔCH3,881Δe = (IV.54.b)

(b). Beton w/c = 0,40

- tanpa bubuk slag nikel : CH1,613Δe0 Δ= (IV.54.c)

- 16% bubuk slag nikel : ( )0.73316 ΔCH2,036Δe = (IV.54.d)

(c). Beton w/c = 0,30

- tanpa bubuk slag nikel : CH1,465Δe0 Δ= (IV.54.e)

- 16% bubuk slag nikel : ( ) 834.016 ΔCH1,391Δe = (IV.54.f)

hal mana Δe0 dan Δe16 adalah prosentase peningkatan porositas masing-masing

pada beton tanpa dan dengan 16% bubuk slag nikel dan ΔCH adalah prosentase

reduksi kalsium hidroksida.

233


(b). Beton dengan dengan w/c = 0,40

Gambar IV.123. Hubungan antara porositas versus kalsium hidroksida pada beton nonintrusi mikroorganisme


Gambar IV.125. Hubungan antara peningkatan porositas versus reduksi kalsium hidroksida

0

10

20

30

40

50

0 3 6 9 12 15 18 21Reduksi kalsium hidroksida, ΔCH (%)

Peni

ngka

tan

poro

sita

s, e

(%)

Tanpa bubuk slag nikel 16% bubuk slag nikel

CH2,009Δe 0 Δ=

0.54916 CH3,881Δe Δ=

0

10

20

30

40

0 3 6 9 12 15 18 21Reduksi kalsium hidroksida, ΔCH (%)

Peni

ngka

tan

poro

sita

s, e

(%)


CH1,613Δe 0 Δ=

0.73316 CH2,036Δe Δ=

0

10

20

30

0 5 10 15 20Reduksi kalsium hidroksida, ΔCH (%)

Peni

ngka

tan

poro

sita

s, e

(%)


CH1,465Δe 0 Δ=

0.83416 CH1,391Δe Δ=

234

IV.11.3 Peningkatan Porositas versus Reduksi Kalsium Silikat Hidrat

Seperti halnya pada sub bab IV.10.3, mikroorganisme di dalam aktifitas

metaboliknya juga berdampak pada reduksi senyawa kalsium silikat hidrat di

dalam beton. Reduksi tersebut berpengaruh pula terhadap meningkatnya porositas

beton, dimana bentuk peningkatannya cenderung mengikuti bentuk persamaan

fungsi polinominal berorde dua (parabola), seperti yang diperlihatkan pada

gambar IV.124. Bentuk reduksi tersebut mengindikasikan bahwa senyawa

kalsium silikat hidrat tidak mudah didekomposisikan oleh aktifitas metabolik

mikroorganisme karena gel silika (Si(OH)4) memiliki sifat yang tidak mudah larut

oleh zat-zat organik termasuk asam asetat (CH3COOH). Dengan regresi linier,

kurva yang diperlihatkan pada gambar IV.124 tersebut dapat dinyatakan dengan

persamaan sebagai berikut :

(a). Beton w/c = 0,57

- tanpa bubuk slag nikel :

( ) CSH551,16CSH5,343Δe 20 Δ+Δ−= (IV.55.a)

- 16% bubuk slag nikel :

( ) CSH499,17CSH2,393Δe 216 Δ+Δ−= (IV.55.b)

(b). Beton w/c = 0,40


( ) CSH875,22CSH11,424Δe 20 Δ+Δ−= (IV.55.c)


( ) CSH079,19CSH3,578Δe 216 Δ+Δ−= (IV.55.d)

(c). Beton w/c = 0,30


( ) CSH155,23CSH13,760Δe 20 Δ+Δ−= (IV.55.e)


( ) CSH68,52CSH27,367Δe 216 Δ+Δ−= (IV.55.f)

235




Gambar IV.126. Hubungan antara peningkatan porositas versus reduksi kalsium silikat hidrat

0

10

20

30

40

50

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0

Reduksi kalsium silikat hidrat, ΔCSH (%)

Peni

ngka

tan

poro

sita

s, e


( ) CSH551,16CSH5,343Δe 20 Δ+Δ−=

( ) CSH499,17CSH2,393Δe 216 Δ+Δ−=

0

10

20

30

40

50

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5


Peni

ngka

tan

poro

sita

s,e

(%)


( ) CSH875,22CSH11,424Δe 20 Δ+Δ−= ( ) CSH079,19CSH3,578Δe 2

16 Δ+Δ−=

0

10

20

30

40

50

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0


Peni

ngka

tan

poro

sita

s,e

(%)


( ) CSH155,23CSH13,760Δe 20 Δ+Δ−= ( ) CSH68,52CSH27,367Δe 2

16 Δ+Δ−=

236

IV.11.4 Peningkatan Koefisien Permeabilitas versus Total Koloni

Mikroorganisme

Kurva hubungan antara peningkatan koefisien permeabilitas versus total koloni

mikroorganisme, bentuknya cenderung mengikuti bentuk kurva hubungan antara

peningkatan porositas versus total koloni mikroorganisme. Bentuk hubungannya

diperlihatkan seperti pada gambar IV.125. Seperti halnya pada pembahasan

sebelumnya, peningkatan koefisien permeabilitas dalam fungsi total koloni

mikroorganisme pada beton 16% bubuk slag nikel, juga relatif lebih kecil

daripada beton tanpa bubuk slag nikel. Demikian pula halnya dengan mutu beton,

semakin tinggi mutu beton, peningkatan koefisien permeabilitasnya semakin

rendah.



(a). Beton w/c = 0,57

- tanpa bubuk slag nikel : 0.1890 C5,238Δk = (IV.56.a)

- 16% bubuk slag nikel : 0.08016 C6,959Δk = (IV.56.b)

(b). Beton w/c = 0,40

- tanpa bubuk slag nikel : 0.1420 C7,807Δk = (IV.56.c)

- 16% bubuk slag nikel : 0.04816 C7,330Δk = (IV.56.d)

(c). Beton w/c = 0,30

- tanpa bubuk slag nikel : 0.1630 C6,025Δk = (IV.56.e)

- 16% bubuk slag nikel : 0.06016 C6,456Δk = (IV.56.f)

hal mana Δk0 dan Δk16 adalah prosentase peningkatan koefisien permeabilitas

masing-masing pada beton tanpa dan dengan 16% bubuk slag nikel dan C adalah

total koloni mikroorganisme yang dinyatakan dalam cfu/gr.

237




Gambar IV.127. Hubungan antara peningkatan koefisien permeabilitas versus total koloni mikroorganisme

0

10

20

30

40

50

60

0.0E+00 2.0E+04 4.0E+04 6.0E+04 8.0E+04 1.0E+05 1.2E+05 1.4E+05Total koloni mikroorganisme, C (cfu/gr)

Peni

ngka

tan

koef

. per

mea

bilit

ask

(%)


0.1890 C5,238Δk =

0.08016 C6,959Δk =

0

10

20

30

40

50

0.0E+00 1.0E+04 2.0E+04 3.0E+04 4.0E+04 5.0E+04 6.0E+04 7.0E+04 8.0E+04Total koloni mikroorganisme, C (cfu/gr)

Peni

ngka

tan

koef

. per

mea

bilit

ask

(%)


0.1420 C7,807Δk = 0.048

16 C7,330Δk =

0

10

20

30

40

0.0E+00 1.0E+04 2.0E+04 3.0E+04 4.0E+04 5.0E+04Total koloni mikroorganisme, C (cfu/gr)

Peni

ngka

tan

koef

. per

mea

bilit

ask

(%)


0.1630 C6,025Δk = 0.060

16 C6,456Δk =

238

IV.11.5 Peningkatan Koefisien Permeabilitas versus Reduksi Kalsium

Hidroksida

Reduksi kalsium hidroksida akibat aktifitas metabolik mikroorganisme juga

berdampak pada peningkatan koefisien permeabilitas beton. Bentuk kurva

peningkatan tersebut pada beton tanpa bubuk slag nikel mengikuti bentuk

persamaan fungsi linier, sedangkan pada beton dengan 16% bubuk slag nikel

cenderung mengikuti bentuk persamaan fungsi geometri. Bentuk fungsi

peningkatan tersebut sama dengan bentuk fungsi pada peningkatan porositas

versus reduksi kalsium hidroksida.

Dengan regresi linier, kurva peningkatan koefisien permeabilitas versus reduksi

kalsium hidroksida yang diperlihatkan pada gambar IV.126, dapat dinyatakan


(a). Beton w/c = 0,57

- tanpa bubuk slag nikel : CH1,868Δk 0 Δ= (IV.57.a)

- 16% bubuk slag nikel : ( ) 506.016 ΔCH,0884Δk = (IV.57.b)

(b). Beton w/c = 0,40

- tanpa bubuk slag nikel : CH1,564Δk 0 Δ= (IV.57.c)

- 16% bubuk slag nikel : ( ) 527.016 ΔCH,6702Δk = (IV.57.d)

(c). Beton w/c = 0,30

- tanpa bubuk slag nikel : CH1,396Δk 0 Δ= (IV.57.e)

- 16% bubuk slag nikel : ( ) 740.016 ΔCH,4651Δk = (IV.57.f)

hal mana Δk0 dan Δk16 masing-masing adalah prosentase peningkatan koefisien

permeabilitas pada beton tanpa dan dengan 16% bubuk slag nikel, sedangkan

ΔCH adalah prosentase reduksi kalsium hidroksida.

239




Gambar IV.128. Hubungan antara peningkatan koefisien permeabilitas versus reduksi kalsium hidroksida

0

10

20

30

40

0 3 6 9 12 15 18 21

Reduksi kalsium hidroksida, ΔCH (%)

Peni

ngka

tan

koef

. per

mea

bilit

ask

(%)


CH1,868Δk 0 Δ=

( ) 506.016 ΔCH,0884Δk =

0

10

20

30

40

0 3 6 9 12 15 18 21


Peni

ngka

tan

koef

. per

mea

bilit

ask

(%)


CH1,564Δk 0 Δ=

( ) 527.016 ΔCH,6702Δk =

0

10

20

30

0 5 10 15 20


Peni

ngka

tan

koef

. per

mea

bilit

ask

(%)


CH1,396Δk 0 Δ=

( ) 740.016 ΔCH,4651Δk =

240

IV.11.6 Peningkatan Koefisien Permeabilitas versus Reduksi Kalsium

Silikat Hidrat

Reduksi kalsium silikat hidrat akibat aktifitas metabolik mikroorganisme selain

berdampak pada peningkatan porositas juga berdampak pada peningkatan

koefisien permeabilitas beton. Seperti halnya pada sub bab IV.10.5, hubungan

peningkatan koefisien permeabilitas versus reduksi kalsium silikat hidrat, bentuk

kurvanya mengikuti bentuk kurva pada peningkatan porositas versus reduksi

kalsium silikat hidrat tersebut.

Dengan regresi linier, kurva yang diperlihatkan pada gambar IV.127, dapat


(a). Beton w/c = 0,57


( ) CSH413,16CSH5,465Δk 20 Δ+Δ−= (IV.58.a)


( ) CSH556,16CSH2,30Δk 216 Δ+Δ−= (IV.58.b)

(b). Beton w/c = 0,40


( ) CSH161,20CSH,06111Δk 20 Δ+Δ−= (IV.58.c)


( ) CSH458,20CSH4,549Δk 216 Δ+Δ−= (IV.58.d)

(c). Beton w/c = 0,30


( ) CSH856,51CSH,21527Δk 20 Δ+Δ−= (IV.58.e)


( ) CSH431,20CSH12,571Δk 216 Δ+Δ−= (IV.58.f)

241




Gambar IV.129. Hubungan antara peningkatan koefisien permeabilitas versus reduksi kalsium silikat hidrat

0

10

20

30

40

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0Reduksi kalsium silikat hidrat, ΔCSH (%)

Peni

ngka

tan

koef

. per

mea

bilit

ask

(%)


( ) CSH413,16CSH5,465Δk 20 Δ+Δ−=

( ) CSH556,16CSH2,30Δk 216 Δ+Δ−=

0

10

20

30

40

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5Reduksi kalsium silikat hidrat, ΔCSH (%)

Peni

ngka

tan

koef

. per

mea

bilit

ask

(%)


( ) CSH161,20CSH,06111Δk 20 Δ+Δ−=

( ) CSH458,20CSH4,549Δk 216 Δ+Δ−=

0

10

20

30

40

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0Reduksi kalsium silikat hidrat, ΔCSH (%)

Peni

ngka

tan

koef

. per

mea

bilit

ask

(%)


( ) CSH856,51CSH,21527Δk 20 Δ+Δ−= ( ) CSH431,20CSH12,571Δk 2

16 Δ+Δ−=

242

IV.11.7 Penurunan Kuat Tekan versus Total Koloni Mikroorganisme

Ketahanan material beton terhadap intrusi mikroorganisme dapat pula diukur

melalui hubungan antara penurunan kuat tekan versus total koloni

mikroorganisme. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa penurunan tersebut

meningkat seiring dengan bertambahnya total koloni mikroorganisme di dalam

beton. Bentuk peningkatannya cenderung mengikuti persamaan fungsi geometri,

seperti yang diperlihatkan pada gambar IV.128.

Dengan regresi linier, kurva hubungan antara penuruan kuat tekan versus total

koloni mikroorganisme tersebut dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai

berikut :

(a). Beton w/c = 0,57

- tanpa bubuk slag nikel : 0.072

0 C5,1201Δfc = (IV.59.a)

- 16% bubuk slag nikel : 0.023

16 C3,8461Δfc = (IV.59.b)

(b). Beton w/c = 0,40


0 C3,8051Δfc = (IV.59.c)


16 C,42912Δfc = (IV.59.d)

(c). Beton w/c = 0,30


0 C1,8111Δfc = (IV.59.e)


16 C,6415Δfc = (IV.59.f)

hal mana Δfc0 dan Δfc16 masing-masing adalah prosentase penurunan kuat tekan

pada beton tanpa dan dengan 16% bubuk slag nikel, sedangkan C adalah total

koloni mikroorganisme yang dinyatakan dalam satuan cfu/gr.

243




Gambar IV.130. Hubungan antara penurunan kuat tekan versus total koloni mikroorganisme

0

10

20

30

40

0.0E+00 2.0E+04 4.0E+04 6.0E+04 8.0E+04 1.0E+05 1.2E+05 1.4E+05


Penu

runa

n ku

at te

kan,

fc

(%)


0.0720 C5,1201Δfc =

0.02316 C3,8461Δfc =

0

10

20

30

40


Penu

runa

n ku

at te

kan,

fc

(%)


0.0610 C3,8051Δfc =

0.02016 C,42912Δfc =

0

10

20

30

40


Penu

runa

n ku

at te

kan,

fc

(%)


0.0560 C1,8111Δfc =

0.03416 C,6415Δfc =

244

IV.11.8 Penurunan Kuat Tekan versus Reduksi Kalsium Hidroksida

Reduksi senyawa kalsium hidroksida akibat aktifitas metabolik mikroorganisme

di dalam material beton dapat pula berdampak pada penurunan nilai kuat tekan

beton. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa penurunan kuat tekan tersebut

cenderung meningkat seiring dengan bertambahnya reduksi senyawa kalsium

hidroksida, seperti yang ditunjukkan pada gambar IV.129. Bentuk peningkatannya

cenderung pula mengikuti bentuk persamaan fungsi geometri.


tersebut dapat pula dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :

(a). Beton w/c = 0,57


( ) 289.00 ΔCH,62912Δfc = (IV.60.a)


( ) 126.016 ΔCH,25612Δfc = (IV.60.b)

(b). Beton w/c = 0,40


( ) 383.00 ΔCH,7527Δfc = (IV.60.c)


( ) 130.016 ΔCH,8169Δfc = (IV.60.d)

(c). Beton w/c = 0,30


( ) 307.00 ΔCH,7917Δfc = (IV.60.e)


( ) 057.016 ΔCH,2915Δfc = (IV.60.f)


pada beton tanpa dan dengan 16% bubuk slag nikel, sedangkan ΔCH adalah

prosentase reduksi senyawa kalsium hidroksida.

245




Gambar IV.131. Hubungan antara penurunan kuat tekan versus reduksi kalsium hidroksida

0

10

20

30

40


Penu

runa

n ku

at te

kan,

fc

(%)


( ) 289.00 ΔCH,62912Δfc =

( ) 126.016 ΔCH,25612Δfc =

0

10

20

30

40

0 5 10 15 20 25Reduksi kalsium hidroksida, ΔCH (%)

Penu

runa

n ku

at te

kan,

fc

(%)


( ) 383.00 ΔCH,7527Δfc =

( ) 130.016 ΔCH,8169Δfc =

0

10

20

30

40


Penu

runa

n ku

at te

kan,

fc

(%)


( ) 307.00 ΔCH,7917Δfc =

( ) 057.016 ΔCH,2915Δfc =

246

IV.11.9 Penurunan Kuat Tekan versus Reduksi Kalsium Silikat Hidrat

Aktifitas metabolik mikroorganisme di dalam material beton dapat pula

mengakibatkan reduksi senyawa kalsium silikat hidrat, sehingga akan berdampak

pada penurunan nilai kuat tekan beton. Hubungan antara penurunan kuat tekan

versus reduksi senyawa kalsium silikat tersebut cenderung mengikuti bentuk

persamaan fungsi polinominal berorde dua (parabola), seperti yang diperlihatkan

pada gambar IV.130.



(a). Beton w/c = 0,57


( ) CSH564,25CSH9,311Δfc 20 Δ+Δ−= (IV.61.a)


( ) CSH34,13CSH1,586Δfc 216 Δ+Δ−= (IV.61.b)

(b). Beton w/c = 0,40


( ) CSH768,30CSH17,151Δfc 20 Δ+Δ−= (IV.61.c)


( ) CSH555,22CSH5,849Δfc 216 Δ+Δ−= (IV.61.d)

(c). Beton w/c = 0,30


( ) CSH323,15CSH9,133Δfc 20 Δ+Δ−= (IV.61.e)


( ) CSH191,35CSH5,9851Δfc 216 Δ+Δ−= (IV.61.f)


pada beton tanpa dan dengan 16% bubuk slag nikel, sedangkan ΔCSH adalah

prosentase reduksi senyawa kalsium silikat hidrat.

247




Gambar IV.132. Hubungan antara penurunan kuat tekan versus reduksi kalsium silikat hidrat

0

10

20

30

40

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0Reduksi kalsium silikat hidrat, ΔCSH (%)

Penu

runa

n ku

at te

kan,

fc

(%)


( ) CSH564,25CSH9,311Δfc 20 Δ+Δ−=

( ) CSH34,13CSH1,586Δfc 216 Δ+Δ−=

0

10

20

30

40

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5Reduksi kalsium silikat hidrat, ΔCSH (%)

Penu

runa

n ku

at te

kan,

fc

(%)


( ) CSH768,30CSH17,151Δfc 20 Δ+Δ−=

( ) CSH555,22CSH5,849Δfc 216 Δ+Δ−=

0

10

20

30

40

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0Reduksi kalsium silikat hidrat, ΔCSH (%)

Penu

runa

n ku

at te

kan,

fc

(%)


( ) CSH323,15CSH9,133Δfc 20 Δ+Δ−= ( ) CSH191,35CSH5,9851Δfc 2

16 Δ+Δ−=

248

IV.11.10 Penurunan Kuat Tekan versus Peningkatan Porositas

Peningkatan porositas dan penurunan kuat tekan akibat aktifitas metabolik

mikroorganisme di dalam material beton merupakan dua buah parameter yang

menggambarkan tingkat ketahanan material beton tersebut terhadap intrusi

mikroorganisme. Hubungan antara kedua parameter tersebut diperlihatkan seperti

pada gambar IV.131. Hasil pengukuran dan analisis menunjukkan bahwa bentuk

hubungannya cenderung mengikuti bentuk persamaan fungsi geometri.



(a). Beton w/c = 0,57


( )0.3910 Δe622,7Δfc = (IV.62.a)


( )0.08716 Δe171,13Δfc = (IV.62.b)

(b). Beton w/c = 0,40


( )0.3830 Δe653,6Δfc = (IV.62.c)


( )0.05316 Δe579,12Δfc = (IV.62.d)

(c). Beton w/c = 0,30


( )0.3390 Δe398,6Δfc = (IV.62.e)


( )0.08616 Δe807,5Δfc = (IV.62.f)


pada beton tanpa dan dengan 16% bubuk slag nikel, sedangkan Δe adalah

prosentase peningkatan porositas.

249




Gambar IV.133. Hubungan antara penurunan kuat tekan versus peningkatan Porositas

0

10

20

30

40

0 10 20 30 40 50Peningkatan porositas, Δe (%)

Penu

runa

n ku

at te

kan,

fc

(%)


( )0.3910 Δe622,7Δfc =

( )0.08716 Δe171,13Δfc =

0

10

20

30

0 5 10 15 20 25 30 35 40Peningkatan porositas, Δe (%)

Penu

runa

n ku

at te

kan,

fc

(%)


( )0.3830 Δe653,6Δfc =

( )0.05316 Δe579,12Δfc =

0

10

20

30

0 5 10 15 20 25 30 35 40Peningkatan porositas, Δe (%)

Penu

runa

n ku

at te

kan,

fc

(%)


( )0.3390 Δe398,6Δfc =

( )0.08616 Δe807,5Δfc =

250

IV.12. Normalisasi Total Koloni Mikroorganisme terhadap Material Binder

Pengukuran total koloni mikroorganisme yang telah dilakukan adalah merupakan

jumlah satuan bentukan koloni mikroorganisme dalam satuan berat beton. Untuk

menggambarkan kondisi riil keberadaan mikroorganisme di dalam material beton,

ungkapan hasil pengukuran tersebut seharusnya dinormalisasikan terhadap satuan

berat material binder. Dengan menggunakan data komposisi material hasil disain

campuran beton, hubungan antara total koloni mikroorganisme di dalam material

binder tersebut terhadap waktu (lama intrusi) diperilhatkan seperti pada gambar

IV.132 dan IV.133. Data lengkap hasil normalisasi tersebut disajikan pada tabel

B.30 hingga B.50 (lampiran B).

Hubungan antara total koloni mikroorganisme setelah dinormalisasi terhadap

material binder versus lama intrusi pada beton tanpa dan dengan 16% bubuk slag

nikel, dapat dinyatakan dengan persamaan IV.63.a dan IV.63.b.

(a). Beton tanpa bubuk slag nikel

t)log(a(C) log = (IV.63.a)

(b). Beton dengan bubuk slag nikel

ct)log(bt)(logalog(C) 2 ++= (IV.63.b)

Gambar IV.134 memperlihatkan hubungan antara total koloni mikroorganisme

maksimum versus prosentase bubuk slag nikel pada berbagai kedalaman intrusi

(D). Dari hubungan tersebut terlihat bahwa total koloni mikroorganisme di dalam

material binder dapat diminimalkan oleh penggunaan bubuk slag nikel. Pada

kedalaman intrusi 0 – 25 mm, prosentase terbaik dari bubuk slag nikel pada ketiga

jenis mutu beton (w/c = 0,57, 0,40, dan 0,30) adalah sebesar 16%. Sedangkan

pada kedalaman intrusi 25 – 50 mm dan 50 – 75 mm, masing-masing adalah

sebesar 14% untuk beton dengan rasio air-semen (w/c = 0,57) dan 16% untuk

beton dengan rasio air-semen (w/c = 0,40 dan 0,30).

251

(a). w/c = 0,57

(b). w/c = 0,40

y = 1.966xR2 = 0.826

y = 1.626xR2 = 0.728

y = 1.063xR2 = 0.640

0

2

4

6

8

10

1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Log t (hari)

Log

C (c

fu/g

r)

D = 0-25 mm D = 25-50 mm D = 50-75 mm

(c). w/c = 0,30

Gambar IV.134. Normalisasi total koloni mikroorganisme dalam satuan berat binder pada beton tanpa bubuk slag nikel dalam fungsi waktu

y = 2.283xR2 = 0.928

y = 1.933xR2 = 0.876

y = 1.341xR2 = 0.804

0

2

4

6

8

10

1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Log t (hari)

Log

C (c

fu/g

r)

D = 0-25 mm D = 25-50 mm D = 50-75 mm

y = 2.119xR2 = 0.874

y = 1.763xR2 = 0.797

y = 1.200xR2 = 0.711

0

2

4

6

8

10

1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Log t (hari)

Log

C (c

fu/g

r)

D = 0-25 mm D = 25-50 mm D = 50-75 mm

252

(a). w/c = 0,57

(b). w/c = 0,40

(c). w/c = 0,30

Gambar IV.135. Normalisasi total koloni mikroorganisme dalam satuan berat binder pada beton 16% bubuk slag nikel dalam fungsi waktu

y = 0.05x2 + 2.95x - 2.62R2 = 0.92

y = -15.99x2 + 76.41x - 87.19R2 = 0.89

y = -286.05x2 + 1,394.47x - 1,696.37R2 = 0.94

0

2

4

6

8

10

1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Log t (hari)

Log

C (c

fu/g

r)

D = 0-25 mm D = 25-50 mm D = 50-75 mm

y = -21.18x2 + 101.66x - 118.24R2 = 0.82

y = -9.77x2 + 48.08x - 54.52R2 = 0.91

y = -146.45x2 + 725.82x - 896.98R2 = 1.00

0

2

4

6

8

10

1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Log t (hari)

Log

C (c

fu/g

r)

D = 0-25 mm D = 25-50 mm D = 50-75 mm

y = -12.46x2 + 59.67x - 67.18R2 = 0.95

y = -25.71x2 + 123.38x - 144.46R2 = 0.81

y = -540.82x2 + 2,676.06x - 3,308.13R2 = 1.00

0

2

4

6

8

10

1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Log t (hari)

Log

C (c

fu/g

r)

D = 0-25 mm D = 25-50 mm D = 50-75 mm

253

1.0E+04

1.0E+05

1.0E+06

1.0E+07

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20Bubuk slag nikel (%)

Cm

ax/b

inde

r (cfu

/gr)

w/c = 0,57 w/c = 0,40 w/c = 0,30

(a). Kedalaman intrusi (D) = 0 – 25 mm

1.0E+03

1.0E+04

1.0E+05

1.0E+06

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20Bubuk slag nikel (%)

Cm

ax/b

inde

r (cfu

/gr)

w/c = 0,57 w/c = 0,40 w/c = 0,30

(b). Kedalam intrusi (D) = 25 – 50 mm

1.0E+01

1.0E+02

1.0E+03

1.0E+04

1.0E+05

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20Bubuk slag nikel (%)

Cm

ax/b

inde

r (cfu

/gr)

w/c = 0,57 w/c = 0,40 w/c = 0,30

(c). Kedalaman intrusi (D) = 50 – 75 mm

Gambar IV.136. Hubungan antara total koloni mikroorganisme di dalam material

binder terhadap prosentase bubuk slag nikel

254

y = 5.7E+05x2.6

R2 = 0.98y = 3.2E+06x2.4

R2 = 1.0

1.0E+04

1.0E+05

1.0E+06

0.3 0.4 0.5 0.6


Cm

ax/b

inde

r (cf

u/gr

)

0% 16%

(a). Kedalaman intrusi (D) = 0 – 25 mm

(b). Kedalaman intrusi (D) = 25 – 50 mm

(c). Kedalaman intrusi (D) = 50 – 75 mm

Gambar IV.137. Grafik hubungan antara total koloni mikroorganisme maksimum versus rasio air-semen

y = 4.08E+05x1.99

R2 = 0.99

y = 9.65E+04x2.89

R2 = 0.91

1.0E+03

1.0E+04

1.0E+05

1.0E+06

0.3 0.4 0.5 0.6


Cm

ax/b

inde

r (cf

u/gr

)

0% 16%

y = 6.41E+03x1.56

R2 = 0.99y = 4.66E+03x3.14

R2 = 0.91

1.0E+01

1.0E+02

1.0E+03

1.0E+04

0.3 0.4 0.5 0.6


Cm

ax/b

inde

r (cf

u/gr

)

0% 16%

Documents

CSH Void Mikroba CH Micro crack CSH CH - · PDF file... (O). Sedangkan unsur-unsur kimiawi minor meliputi; aluminium (Al), ... Hasil identifikasi senyawa-senyawa kimia pada beton