pengaruh variasi serat abaka terhadap susut plastis/pengaruh... · serat abaka lebih dipilih...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

PENGARUH VARIASI SERAT ABAKA TERHADAP SUSUT

PLASTIS

FLY ASH- BASED GEOPOLYMER MORTAR

(The Effect of Abaca Fiber Variation on the Plastic Shrinkage Fly Ash-Based Geopolymer Mortar)

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

AGUNG TRI ANGGORO

NIM I 1107031

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012


commit to user

ii

HALAMAN PERSETUJUAN


PLASTIS



SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

AGUNG TRI ANGGORO NIM I 1107031

Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Persetujuan :

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

S. A. Kristiawan, ST, MSc, PhD Ir. Sunarmasto, MT NIP. 19690501 199512 1 001 NIP. 19560717 198703 1 003


commit to user

iii

HALAMAN PENGESAHAN


PLASTIS



SKRIPSI

Disusun Oleh :

AGUNG TRI ANGGORO NIM I 1107031

Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada hari Selasa, 27 Januari 2012 :

1. S.A. Kristiawan, ST, MSc, PhD __________________

NIP. 19690501 199512 1 001

2. Ir. Sunarmasto, MT __________________ NIP. 19560717 198703 1 003 3. Ir. Bambang Santosa, MT __________________ NIP. 19590823 198601 1 001 4. Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD __________________ NIP. 19691026 199503 1 002 Mengetahui, Disahkan, Disahkan,

a.n. Dekan Fakultas Teknik UNS Ketua Jurusan Teknik Sipil Ketua Program S1 Non-Reguler Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik UNS

Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD Ir. Bambang Santosa, MT Edy Purwanto , ST, MT NIP. 19691026 199503 1 002 NIP. 19590823 198601 1 001 NIP.19680912 199702 1 001


commit to user

iv

MOTTO

Kegagalan adalah sebuah hal yang kebetulan dan

kesuksesan bukanlah datang karena keberuntungan, kerja

keras intinya dan pantang menyerah kuncinya serta tawakal

kepada Allah jadikanlah pedomannya

PERSEMBAHAN

Kupersembahkan karyaku ini untuk:

AYAH dan IBU, Terima kasih atas segala cintanya, arahannya, dan

doa dalam tiap sujudnya …..

Kakak-kakak saya tersayang ( mas Eko dan mas Dwi) dan seluruh keluargaku, atas doa dan dukungannya…

PAK IWAN, PAK MASTO, BU SUSI terima kasih atas ilmunya,

bimbingannya, dan pengalamannya….

Teman, saudara, dan sahabat angkatan ’07, teman-teman satu kelompok skripsiku (Demas, Tomo, Koko, Bambang), teman-teman

”geng matahari”, tim asistensi, adek-adek tingkat dan teman-teman semua yang tidak bisa saya sebutkan satu-persatu, terimakasih atas

persahabatan yang takkan pernah berakhir

Seseorang yang selalu jadi inspirasi saya, yang mengajariku tentang rasa malu, malu bila tidak bisa berprestasi lebih darinya...


commit to user

v

ABSTRAK

Agung Tri Anggoro, 2012. ”PENGARUH VARIASI SERAT ABAKA TERHADAP SUSUT PLASTIS FLY ASH-BASED GEOPOLYMER MORTAR. Skripsi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Geopolymer mortar atau mortar berbahan dasar 100% fly ash ini merupakan salah satu alternatif pengganti mortar yang pada umumnya menggunakan semen sebagai bahan dasar. Fly ash tidak memiliki kemampuan mengikat seperti halnya semen, karena alasan tersebut diperlukan alkali aktivator yaitu Sodium Hidroksida (NaOH) dan Sodium Silikat (Na2SiO3) untuk membantu proses polimerisasi. Geopolymer mortar dipilih sebagai bahan patch repair karena memiliki beberapa kelebihan dibandingkan mortar lainnya yaitu kuat, tahan lama, ramah lingkungan, tahan terhadap korosi dan tahan api. Geopolymer mortar dengan bahan tambah serat diharapkan dapat meningkatkan sifat fisik mortar menjadi lebih tahan retak dan tahan benturan (menambah daktilitas). Serat abaka lebih dipilih dibandingkan serat alami lainnya karena karakteristik serat yang bagus, tahan terhadap lingkungan alkali dan kuat tarik mencapai 1682,18 MPa. Tujuan penelitian ini adalah untuk menghetahui hubungan penambahan serat abaka terhadap karakteristik retak akibat susut plastis pada fly ash – based geopolymer mortar.

Metode yang dipakai dalam penelitian ini adalah metode eksperimen, yaitu membuat benda uji berupa balok dengan ukuran 560 x 355 x 100 mm berdasarkan ASTM C1579-06, kemudian diamati perkembangan retak akibat susut plastis dengan alat microcrackmeter. Penambahan serat abaka yang digunakan sebanyak 0,5 % dari volume sampel dengan panjang serat 10 mm, 20 mm dan 30 mm. Faktor air binder yang digunakan 0,25 dengan modus alkali 1,25 dan kadar activator 49%. Hasil penelitian menunjukkan dengan penambahan kadar serat 0,5 % dari volume benda uji, mampu meningkatkan kinerja geopolymer mortar ditinjau dari menurunnya nilai retakan hingga angka optimum. Ditinjau dari segi panjang retak, dengan persamaan regresi y = 0,328x2 - 12,51x + 132,2, nilai optimumnya di dapat dengan panjang serat 19,05 mm. Ditinjau dari segi lebar retak, dengan persamaan regresi y = 0,0016x2 - 0,0535x + 0,6113, nilai optimumnya di dapat dengan panjang serat 16,72 mm. Ditinjau dari segi crack density, dengan persamaan regresi y = 0,000018y2 - 0,000705y + 0,007071, nilai optimumnya di dapat denganpanjang serat 19,58 mm. Kata kunci:. alkali aktivator, fly ash , geopolymer mortar, retak, serat abaka, susut

plastis, microcrackmeter


commit to user

vi

ABSTRACT

Agung Tri Anggoro, 2012. “THE EFFECT ABAKA FIBRE VARIATION OF PLASTIC SHRINKAGE FLY ASH-BASED GEOPOLYMER MORTAR. Thesis of Civil Engineering Department of Engineering Faculty, Sebelas Maret University on Surakarta. Geopolymer mortar or 100% fly ash based-mortar is one alternative to the mortar generally using cement as the basic materials. Fly ash has no binding capability like cement, for that reason alkali activators are needed namely Sodium hydroxide (NaOH) and Sodium silicate (Na2SiO3) to help polymerization process. Geopolymer mortar was chosen as the patch repair material because it has more advantages than other mortar ie high strength, durable, eco-friendly, corrosion-resistant and fire-resistant. Geopolymer mortar with fibre-added materials are expected to improve the physical properties of mortar to be more cracking-resistance dan impact-resistance (increase ductility). Abaca fibre is more preferred than other fibre because it has a good characteristic, resistance to alkaline environments and tensile strength up to 1682,18 MPa. The purpose of this study is to determine the relationship addition of abaca fibre on the cracking characteristic caused by plastic shrinkage to fly ash based geopolymer mortar. The method used in this research is an experimental method, namely to make the tested object in the form of beam with 560 x 355 x 100 mm dimension based on ASTM C1579-06, then observed the cracking development due to plastic shrinkage using microcrackmeter tool. The addition of Abaca fibre that is used is 0,5 % of the sample volume with fibre length of 10 mm, 20 mm and 30 mm.the factor of water binder that is used is 0,25 mm with the mode of alkali 1,25 and activator levels 49%. From the result of research with the addition of 0,5% fibre content of volume of the sample, it able to improve the perfomance of geopolymer mortars in term of declining value of the cracks to the optimum number. In term of the crack length, the regression equation y = 0,328x2 - 12,51x + 132,2, an optimum value obtained with the fibre length of 19,05 mm. In term of crack length, the regression equation y = 0,0016x2 - 0,0535x + 0,6113 an optimum value obtained with the fiber length16,72 mm. In terms of cracks density, the regression equation y = 0,000018y2 - 0,000705y + 0,007071, an optimum value obtained with the fiber length 19,58 mm. Keywords: alkaline activator, Abaca fibre, Fly ash, geopolymer mortar, cracks,

plastic shrinkage, microcrackmeter


commit to user

vii

PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga

penulis dapat menyelesaikan laporan skripsi ini dengan baik. Skripsi ini merupakan

salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan S-1 di Fakultas Teknik,

Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis mengambil judul

skripsi “Pengaruh Variasi Serat Abaka Terhadap Susut Plastis Fly Ash-Based

Geopolymer Mortar.

Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

3. Pimpinan Program S-1 Non Reguler, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik,

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

4. Bapak S.A. Kristiawan, ST, MSc, PhD selaku Dosen Pembimbing I.

5. Bapak Ir. Sunarmasto, MT selaku Dosen Pembimbing II.

6. Tim Penguji Pendadaran.

7. Bapak Ir. Susilowati, MSi selaku Dosen Pembimbing Akademik.

8. Staf pengelola/laboran Laboratorium Bahan dan Struktur Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

9. Teman-teman satu kelompok: Demas, Bambang, Koko, Tomo

10. Teman-teman Mahasiswa Sipil 2006, 2007 dan 2008.

11. Teman-teman di lab struktur: mas Dimas, mas Winda, mas Topo serta Bapak-

bapak tukang

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, saran dan kritik yang

membangun akan penulis terima dengan senang hati demi kesempurnaan penelitian

selanjutnya. semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada

umumnya dan mahasiswa pada khususnya.

Surakarta, Januari 2012

Penulis


commit to user

viii

DAFTAR ISI

JUDUL .............................................................................................................. i

HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................ ii

HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iii

HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN ............................................ iv

ABSTRAK ........................................................................................................ v

ABSTRACT ..................................................................................................... vi

PENGANTAR .................................................................................................. vii

DAFTAR ISI .................................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... x

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xiii

DAFTAR NOTASI .......................................................................................... xiv

BAB 1 PENDAHULUAN ................................................................................ 1

1.1. Latar Belakang ………………………………………………………... 1

1.2. Rumusan Masalah ……………………………………………............. 4

1.3. Batasan Masalah ……………………………………………................ 4

1.4. Tujuan Penelitian ………………………………………………........... 4

1.5. Manfaat Penelitian ………………………………………………......... 4

1.5.1. Manfaat Teoritis.....……………………………………........................ 4

1.5.2. Manfaat Praktis ..................................................................................... 5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA …………………………………………..... 6

2.1. Pendahuluan…..……………………………………………................. 6

2.2. Fly Ash-Based Geopolymer Mortar ………………….......................... 7

2.2.1. Geopolymer .......................................................................................... 7

2.2.2. Geopolymer Mortar............................................................................... 9

2.2.3. Fly Ash................................................................................................... 10

2.2.4. Alkali Aktivator ...................................................................................... 13

2.3. Serat Abaka …………………………………………………….......... 15


commit to user

ix

2.4. Susut Plastis (Plastic Shrinkage)........................................................... 16

2.4.1 Pengertian Susut Plastis......................................................................... 16

2.4.2 Pencegahan Susut Plastis....................................................................... 17

2.5. Hubungan Penambahan Serat Terhadap Susut Plastis............................ 18

BAB 3 METODE PENELITIAN ………………………………………....... 20

3.1. Tinjauan Umum ……………………………………………….............. 20

3.2. Alat-Alat yang Digunakan..…………………………………………… 20

3.3. Bahan-Bahan yang Digunakan..….…………………………………… 21

3.3.1. Agregat Halus (Fine Agregat)................................................................. 21

3.3.2. Air.......................................................................................................... 22

3.3.3. Fly Ash................................................................................................... 23

3.3.4. Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida ............................................... 23

3.3.5. Serat Abaka............................................................................................ 24

3.4. Tahap-tahap Penelitian …………………...……………………............ 25

3.5. Pembuatan Benda Uji ……………………………………….…............ 29

3.6. Prosedur Pengujian Susut Plastis (Plastic Shrinkage)............................. 30

BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN………………………… 32

4.1. Pengujian Susut Plastis (Plastic Shrinkage).....………......................... 32

4.2. Analisis Data …..……………………………....................................... 33

4.3. Pengaruh Serat Terhadap Perilaku Retak Akibat Susut Plastis (Plastic

Shrinkage) Fly-Ash Based Geopolymer Mortar………………………. 54

4.3.1. Pengaruh Serat Terhadap Panjang Retak............................................... 54

4.3.2. Pengaruh Serat Terhadap Lebar Retak…............................................... 55

4.3.3. Pengaruh Serat Terhadap Crack Density............................................... 57

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN............................................................ 59

5.1. Kesimpulan ………………………………………................................. 59

5.2. Saran ………………………………………........................................... 59

DAFTAR PUSTAKA …………………………………………...................... 60

LAMPIRAN


commit to user

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Ikatan Polimerisasi pada Beton dengan 100 % Fly Ash ................... 8

Gambar 2.2. Scanning Electron Microscopy (SEM) dari Fly Ash ......................... 11

Gambar 2.3. Serat Abaka .................................................................................... 15

Gambar 3.1. Fly Ash Toko Pembangunan Baru .................................................. 23

Gambar 3.2. Sodium Silikat ................................................................................. 24

Gambar 3.3. Sodium Hidroksida ......................................................................... 24

Gambar 3.4. Sketsa Uji Kuat Tarik Serat ............................................................ 25

Gambar 3.5. Bagan Alir Tahap-tahap Penelitian ................................................. 28

Gambar 3.6. Cetakan Benda Uji Susut Plastis (Plastic Shrinkage) ...................... 30

Gambar 3.7. Microcrackmeter (kiri) dan Penggunaan Microcrackmeter

(kanan) ........................................................................................... 31

Gambar 4.1. Cetakan Benda Uji Susut Plastis (Plastic Shrinkage) .. .................... 32

Gambar 4.2. Retakan Pada Benda Uji Geopolymer Mortar Tanpa Serat.. ............. 33

Gambar 4.3. Retakan Pada Benda Uji Geopolymer Mortar dengan

Penambahan Serat 1 cm ................................................................... 34


Penambahan Serat 2 cm ................................................................... 35


Penambahan Serat 3 cm .................................................................. 36

Gambar 4.6. Grafik Hubungan antara umur Geopolymer Tanpa Serat dengan

Panjang Retakan ............................................................................ 37

Gambar 4.7. Grafik Hubungan antara umur Geopolymer Tanpa Serat dengan

Lebar Retakan ................................................................................ 39

Gambar 4.8. Grafik Hubungan antara umur Geopolymer dengan Panjang

Retakan Pada Penambahan Serat 1 cm ........................................... 42

Gambar 4.9. Grafik Hubungan antara umur Geopolymer dengan Lebar

Retakan Pada Penambahan Serat 1 cm ............................................ 44


commit to user

xi









Gambar 4.14. Grafik Hubungan antara Penambahan Serat dengan Panjang

Retak Pada Fly-Ash Based Geopolymer Mortar .............................. 54

Gambar 4.15. Grafik Hubungan antara Penambahan Serat dengan Lebar Retak

Pada Fly-Ash Based Geopolymer Mortar ........................................ 56

Gambar 4.16. Grafik Hubungan antara Penambahan Serat dengan Crack

Density Pada Fly-Ash Based Geopolymer Mortar ........................... 57


commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Komposisi Kimia Fly Ash Tipe F PLTU Jepara..................... 12

Tabel 3.1. Senyawa Kimia Fly Ash Yang Digunakan ........................... 23

Tabel 3.2. Hasil Uji Berat Jenis Serat .................................................. 24

Tabel 3.3. Hasil Uji Diameter Serat dan Kuat Tarik .............................. 24

Tabel 4.1. Rekapitulasi Total Panjang Retak Pada Fly-Ash Based

Geopolymer Mortar dengan Variasi Panjang Serat……........... 54

Tabel 4.2. Rekapitulasi Total Lebar Retak Pada Fly-Ash Based

Geopolymer Mortar dengan Variasi Panjang Serat……........... 55

Tabel 4.3. Rekapitulasi Nilai Crack Density Retak Pada Fly-Ash Based

Geopolymer Mortar dengan Variasi Panjang Serat……........ 57


commit to user

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A : KEBUTUAN BAHAN

LAMPIRAN B : HASIL PEMERIKSAAN UJI BAHAN

LAMPIRAN C : DATA DAN GRAFIK HASIL UJI SUSUT PLASTIS

LAMPIRAN D : DOKUMENTASI PENELITIAN

LAMPIRAN E : BERKAS KELENGKAPAN SKRIPSI


commit to user

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Penggunaan beton sebagai komponen utama dalam konstruksi bangunan saat ini

telah banyak mengalami penyempurnaan dalam hubungannya dengan fungsi,

kekuatan, umur, manfaat dan biaya dari suatu perencanaan struktur. Beton

merupakan bahan struktur yang sering digunakan dalam sebuah konstruksi. Hal ini

karena beton mempunyai beberapa kelebihan dibanding dengan bahan-bahan lain

diantaranya adalah harganya yang relatif murah, memiliki kuat desak yang tinggi,

mudah dalam pengerjaan dan perawatannya, mudah dibentuk sesuai dengan

kebutuhan, dan juga tahan terhadap perubahan cuaca. Beton yang merupakan unsur

utama dalam kontruksi juga memiliki kelemahan diantaranya adalah berat sendiri

beton besar, mempunyai kuat tarik rendah, mempunyai kecenderungan untuk retak,

kualitas beton tergantung pada sifat bahan dan cara pembuatannya, adanya deformasi

dan kesulitan pada saat pembongkaran.

Beton dapat mengalami kerusakan karena berbagai faktor, diantaranya serangan

asam, korosi, beban yang berlebihan dan sebagainya. Kerusakan-kerusakan yang

terjadi misalnya retak-retak, aus, delaminasi, grompal, spalling (terlepasnya bagian

beton) dan timbulnya lubang (void) (Nugraha, 2007: 226). Perlu dilakukan

perbaikan konstruksi beton untuk mengembalikan daya dukung konstruksi beton

tersebut sesuai kondisi yang direncanakan sebelumnya.

Penentuan metode dan material untuk perbaikan umumnya tergantung pada jenis

kerusakan yang terjadi. Selain itu juga harus diperhatikan lingkungan dimana

struktur berada, peralatan yang tersedia, kemampuan tenaga kerja, keterbatasan

ruang kerja, kemudahan pelaksanaan, waktu pelaksanaan dan biaya perbaikan.

Pemilihan material repair yang akan diperlukan harus mempunyai hasil perbaikan

yang tahan lama (durable).


commit to user

2

Salah satu metode perbaikan yang digunakan adalah dengan patch repair

(Penambalan). Patch Repair merupakan metode yang dapat diaplikasikan untuk

mengembalikan bentuk ukuran tampang dari beton yang mengalami pengelupasan

(spalling) , rontok. Metode perbaikan ini dilakukan dengan cara menempel mortar

secara manual pada permukaan yang rusak.

Permukaan beton yang akan diperbaiki dan diperkuat menggunakan patch repair

perlu dipersiapkan, permukaannya harus kuat dan padat, tidak ada keropos ataupun

bagian lemah lainnya (kecuali bila menggunakan metode injeksi untuk mengisi celah

keropos), serta harus bersih dari debu dan kotoran lainnya. Hal ini bertujuan agar

terjadi ikatan yang baik, sehingga material perbaikan dengan beton lama menjadi

satu kesatuan.

Syarat-syarat yang harus dipenuhi untuk material patch repair adalah cepat

mengeras, mampu menyatu atau melekat erat dengan induk beton, dapat

menyesuaikan dengan bentuk beton yang akan di-patch repair, tidak mengurangi

kekuatan beton setelah dilakukan patch repair, dan modulus elastisitasnya mampu

menahan overstressing, dan tidak susut. Harga material patch repair beton yang

beredar di pasaran relatif mahal, oleh karena itu perlu dikembangkan repair material

yang dapat dibuat sendiri dengan bahan dasar mortar.

Mortar adalah adukan yang terbuat dari campuran agregat halus (pasir), bahan

perekat dan air. Bahan perekat tersebut dapat berupa tanah liat, kapur, fly ash

maupun semen Portland. Penggunaan pasir berfungsi sebagai bahan pengisi atau

bahan yang direkatkan. Mortar yang digunakan sebagai material repair

dikembangkan lebih lanjut menjadi geopolymer mortar berbahan dasar fly ash

dengan penambahan serat abaka.

Geopolymer adalah senyawa silikat alumino anorganik yang disintetiskan dari bahan

produk sampingan seperti fly ash. Geopolymer mortar adalah mortar yang

menggunakan fly ash sebagai pengganti semen. Bahan dasar geopolymer mortar

tidak menggunakan semen sebagai bahan pengikat, bahan dasar tersebut


commit to user

3

digantikan dengan bahan reaktif misalnya fly ash yang dicampurkan dengan berbagai

larutan activator yaitu sodium hidroksida (NaOH) dan sodium silikat (Na2SiO3)

melalui proses polimerisasi. Penggunaan fly ash sebagai bahan dasar geopolymer

mortar dikarenakan karena lebih mudah didapat, sebab fly ash merupakan hasil dari

limbah industri. Pemanfaatan geopolymer mortar sebagai material patch repair

secara tidak langsung kita akan mengurangi pencemaran lingkungan yang terjadi,

karena dapat mengurangi emisi gas CO2 yang dihasilkan oleh industri semen dan

memanfaatkan limbah hasil sampingan dari batu bara.

Selain itu ada beberapa kelebihan dari penggunaan geopolymer dibandingkan dengan

penggunaan semen biasa misalnya saja penggunaan geopolymer pada beton lebih

tahan terhadap korosi, mempunyai rangkak susut yang kecil, tahan terhadap reaksi

alkali dan silica, tahan terhadap api, lebih mengurangi polusi udara, rasio

compresivestrenght : tensilestrenght adalah 10:5,5 , padahal pada penggunaan semen

pada beton hanya 10:1,5 (Frantisek Skvara, 2006).

Penambahan serat (fibre) pada penelitian ini diharapkan dapat mengurangi dampak

penyusutan plastis pada geopolymer mortar. Agar menjaga komposisi bahan

geopolimer tetap ramah lingkungan (eco-friendly), digunakan serat alami sebagai

tambahannya. Salah satu hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan serat alami

sebagai bahan tambahan geopolimer adalah tingkat ketahanan (durability) terhadap

masa pemakaian (umur), oleh karena itu pada penelitian ini digunakan serat abaca

(Abaca fibre). Selain itu, Abaca fibre memiliki keunggulan yaitu tahan terhadap air

asin (salt water), tahan terhadap korosi, tahan api, memiliki kekuatan tarik (tensile

strength) yang besar, dan sangat mudah dan murah untuk diproduksi.

Digunakan variasi penambahan serat untuk mengetahui pengaruhnya terhadap susut

plastis yang didapat. Adapun serat yang digunakan adalah serat abaka yang

dihasilkan dari pelepah pisang abaka. Pemilihan serat abaka dipilih karena lebih

ramah lingkungan dibandingkan dengan penggunaan serat buatan atau serat sintetis

karena bisa didaur ulang. Selain itu serat abaka mempunyai kekuatan, durabilitas

yang tinggi dan lebih tahan terhadap air garam (Priyono, 2000).


commit to user

4

1.2. Rumusan Masalah

Bagaimana pengaruh serat abaka terhadap karakteristik susut plastis dari fly ash

based geoplymer mortar ?

1.3. Batasan Masalah

Ruang lingkup penelitian ini perlu dibatasi agar tidak terlalu luas tinjauannya dan

tidak menyimpang dari rumusan masalah di atas, maka diperlukan batasan-

batasan masalah sebagai berikut :

1. Penelitian ini menggunakan geopolimer mortar yang berbahan dasar fly ash

dengan bahan tambah serat abaka.

2. Alkali aktivator yang digunakan adalah NaOH dan Na2SiO3.

3. Repair material yang dikembangkan adalah mortar geopolymer berbahan

dasar fly ash. Fly Ash yang digunakan yaitu tipe F yang diambil dari Toko

Pembangunan Baru.

4. Perbandingan antara fly ash dengan pasir adalah 1:2

5. Penelitian ini mengacu pada penelitian Prajapati Utomo dengan nilai kuat

tekan geopolymer mortar normal sebesar 14,55 MPa

6. Pengamatan dilakukan pada umur 1-14 hari.

7. Pengamatan retak hanya dilakukan pada permukaan benda uji, kedalaman

retak tidak diperhitungkan

8. Serat abaka yang digunakan dengan kondisi 97,4% kering, atau dengan

tingkat absorbsi serat terhadap air 2,6%

1.4. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakterisitik susut plastis fly ash

based geopolymer mortar dengan bahan tambah serat abaka.


commit to user

5

1.5. Manfaat Penelitian

1.5.1. Manfaat Teoritis

Panjang serat abaka yang optimum akan didapatkan pada penelitian ini untuk

meningkatkan kinerja fly ash based geopolymer mortar terhadap karakteristik

susut plastis, sehingga dapat digunakan dalam pekerjaan patch repair

(penambalan) dengan kinerja yang baik.

1.5.2. Manfaat Praktis

Hasil penelitian ini dapat menjadi petunjuk praktis di lapangan mengenai

karakterisitik susut plastis fly ash based geopolymer mortar dengan bahan tambah

serat abaka yang efektif digunakan dalam pekerjaan patch repair.


commit to user

6

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pendahuluan

Beton sangat banyak dipakai secara luas sebagai bahan bangunan. Bahan tersebut

diperoleh dengan cara mencampurkan semen portland, air dan agregat serta

kadang ditambah bahan tambahan yang bervariasi mulai dari bahan kimia, serat,

sampai bahan buangan non kimia pada perbandingan tertentu. Campuran tersebut

bilamana dituang dalam cetakan kemudian dibiarkan, maka akan mengeras seperti

batuan. Pengerasan itu terjadi oleh peristiwa reaksi kimia antara air dan semen,

yang berlangsung selama waktu yang panjang, dan akibatnya campuran itu selalu

bertambah keras setara dengan umurnya. Pencampuran air dan semen pada

adukan beton yang membentuk pasta yang disebut pasta semen. Pasta semen ini

selain mengisi pori-pori diantara butiran-butiran agregat halus juga bersifat

sebagai perekat/pengikat dalam proses pengerasan sehingga butiran-butiran

agregat saling terekat dengan kuat dan akhirnya terbentuklah suatu massa yang

kompak dan padat (Tjokrodimuljo, 1996 : 1).

Struktur beton harus mampu menghadapi kondisi dimana dia direncanakan, tanpa

mengalami kerusakan (deteriorate) selama jangka waktu yang direncanakan.

Beton yang demikian disebut mempunyai ketahanan yang tinggi (durable).

Kurangnya ketahanan disebabkan oleh pengaruh luar seperti pengaruh fisik, kimia

maupun mekanis, misalnya pelapukan oleh cuaca, perubahan temperatur yang

drastis, abrasi, aksi elektrolis, serangan oleh cairan atau gas alami ataupun

industri. Besarnya kerusakan yang timbul sangat tergantung pada kualitas beton,

meskipun pada kondisi yang ekstrim beton yang terlindung dengan baik pun akan

mengalami kehancuran (Paul Nugraha & Antoni, 2007 : 207).


commit to user

7

Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah, atau

agregat-agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat

dari semen dan air membentuk suatu massa mirip batuan. Satu atau lebih bahan

aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristik tertentu,

seperti kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas, dan waktu pengerasan

(McCormac, 2000).

Beton dapat mengalami kerusakan karena berbagai faktor. Salah satu metode

untuk memperbaiki kerusakan tersebut adalah dengan penambalan (patch repair).

Harga material patch repair yang beredar di pasaran saat ini relatif mahal. Perlu

dikembangkan material repair yang dapat dibuat sendiri dengan bahan dasar

mortar yang tentunya lebih murah. Material yang sering dipakai adalah monomer

mortar dan geopolymer mortar. Penelitian ini memilih geopolymer berbahan

dasar fly ash dengan penambahan serat sebagai material repair.

Fly ash–based geopolymer mortar dengan penambahan serat adalah mortar yang

menggunakan fly ash sebagai bahan pengganti semen dengan penambahan serat

dan menggunakan sodium hidroksida (NaOH) dan sodium silikat (Na2SiO3)

sebagai alkali aktivator untuk mengikat fly ash. Geopolymer mortar mempunyai

sifat antara lain kekuatan awalnya tinggi, permeabilitasnya rendah, tahan api dan

serangan asam, mempunyai nilai kuat tekan tinggi dan susut lebih rendah

dibandingkan dengan mortar semen biasa.

2.2. Fly Ash-Based Geopolymer Mortar

2.2.1. Geopolymer

Geopolymer merupakan senyawa anorganik alumino silikat yang disintesiskan

dari bahan-bahan yang banyak mengandung silikon dan aluminium lewat proses

polimerisasi. Proses polimerisasi menghasilkan suatu rantai dalam bentuk tiga

struktur dimensional dimana masing-masing terdiri dari bentuk ikatan-ikatan

polymeric Si-O-O-Al (Polysialate). Ikatan-ikatan tersebut dibagi dalam 3 jenis


commit to user

8

yaitu Polysialate (Si-O-Al-O), Polysialate-Siloxo (Si-O-Al-O-Si-O) dan

Polysialate-Disiloxo (Si-O-Al-O-Si-O-Si-O). Proses geopolimerisasi adalah suatu

reaksi kimia antara aluminosilika oksida (Si2O5, Al2O2) dengan alkali polysialate

(Saptahari Sugiri, 2009).

Polysialate adalah suatu natrium silikat atau kalium silikat yang diproduksi oleh

pabrik-pabrik kimia dalam bentuk bubuk silika atau seperti kerikil sebagai hasil

produk-produk silika atau hasil sampingan yang berhubungan dengan metalurgi

besi. Air yang mengisi pori-pori geopolymer akan sedikit mempengaruhi mutu

geopolymer. Dapat dikatakan bahwa air tidak mempunyai peran penting dalam

menentukan mutu geopolymer. Hal ini berlawanan dengan reaksi kimia pada

semen Portland selama proses hidrasi, dimana proses ini akan mempengaruhi

mutu beton (Saptahari Sugiri, 2009).

Gambar 2.1. Ikatan Polimerisasi pada Beton dengan 100% Fly Ash (www.geopolymer.org)

Geopolymerisasi adalah proses yang dapat mengubah hasil limbah industry yang

mengandung aluminosolikat menjadi produk geopolymer dengan kekuatan

mekanik tinggi. Fly ash sebagai limbah industry hasil pembakaran batubara

dirubah menjadi geopolymer sehingga mempunyai nilai guna yang lebih banyak.


commit to user

9

Reaksi geopolymerisasi dapat digolongkan sebagai reaksi polikondensasi

anorganik sebagaimana reaksi pembentukan zeolit. Sebagian besar sintetis zeolit

juga dilakukan dalam kondisi basa menggunakan OH- sebagai mineralizing agent

(Van Bekkum,1991).

2.2.2. Geopolymer Mortar

Geopolymer mortar adalah mortar dengan bahan pengikat menggunakan material

alami. Material alami yang digunakan adalah material yang memiliki kandungan

oksida silika dan alumina tinggi. Pada penelitian ini fly ash dipilih sebagai bahan

pengikat karena kandungan silika dan aluminanya yang tinggi. Fly ash yang

digunakan harus diaktifkan dengan larutan alkali berupa sodium hidroksida

(NaOH) dan sodium silikat (Na2SiO3) untuk meningkatkan reaksi polimerisasi.

Proses pembentukan geopolymer mortar disebut dengan proses polimerisasi

kondensasi, yaitu reaksi gugus fungsi banyak (molekul yang mengandung dua

gugus fungsi atau lebih yang dapat bereaksi) yang menghasilkan satu molekul

besar bergugus fungsi banyak dan diikuti oleh pelepasan molekul kecil. Proses

geopolimerisasi ini melepaskan air yang merupakan molekul kecil dari gugus

fungsi. Pelepasan air ini terjadi selama proses curing berlangsung (Triwulan,

2007).

2.2.2.1. Kelebihan dan Kelemahan pemakaian geopolymer mortar di

bandingkan mortar dengan semen.

Menurut (Djantoro Hardjito, 2004) kelebihan pemakaian geopolymer adalah

sebagai berikut:

1. Lebih tahan terhadap korosi.

2. Mempunyai rangkak dan susut yang kecil.

3. Tahan terhadap reaksi alkali dan silica.

4. Tahan terhadap api.

5. Mengurangi polusi udara.


commit to user

10

6. Rasio compressive strength : tensile strength adalah 10 : 5,5 padahal bila

mengunakan semen biasa hanya 10 : 1,5.

Kelemahan pemakaian geopolymer:

1. Pembuatanya lebih rumit harus menggunakan alkali activator.

2. Belum ada mix desaign yang pasti.

2.2.3. Fly Ash

Fly ash adalah limbah hasil pembakaran batu bara pada tungku Pembangkit

Listrik Tenaga Uap yang berbentuk halus, bundar dan bersifat pozzolanik (SNI

03-6414-2002 (2002 : 145))

Menurut SK SNI S-15-1990-F p-1, sifat pozzolan adalah sifat bahan dalam

keadaan halus dapat bereaksi dengan kapur padam (aktif) dan air pada suhu kamar

(24o – 27oC), membentuk senyawa yang padat dan tidak larut dalam air.

Fly ash memiliki butiran yang lebih halus daripada butiran semen dan mempunyai

sifat hidrolik, oleh karena itu fly ash tidak sekedar menambah kekuatan mortar,

tetapi secara mekanik fly ash ini akan mengisi ruang kosong (rongga) di antara

butiran-butiran, dan secara kimiawi akan memberikan sifat hidrolik pada kapur

mati yang dihasilkan dari proses hidrasi, dimana mortar hidrolik ini akan lebih

kuat daripada mortar udara (kapur mati + air) (Suhud, 1993 dalam Moch Arif,

2006).

Fly ash adalah abu sisa pembakaran batu bara yang dipakai dalam banyak

industri. Fly ash sendiri tidak memiliki kemampuan mengikat seperti halnya

semen. Tetapi dengan kehadiran air dan ukuran partikelnya yang halus, oksida

silika yang dikandung oleh fly ash akan bereaksi secara kimia dengan kalsium

hidroksida dan menghasilkan zat yang memiliki kemampuan mengikat (Hardjito,

2001).


commit to user

11

Sifat fisik dariFly ash(menurut ACI Manual of Concrete Practice 1993 Parts I

226.3R-6) adalah memiliki Specific Grafity antara 2,2 – 2,8, selain itu sebagian

mempunyai diameter berkisar antara 1-100 mikrometer, dengan kehalusan

mencapai 70% - 80% melewati saringan no.200 (75 mikron). Sifat fly ash tersebut

membuat fly ash dapat digunakan sebagai bahan pengganti semen dan bahan

patch repair yang dapat memperbaiki kerusakan beton pada umumnya dan

meningkatkan ketahanan/keawetan beton terhadap ion sulfat juga menurunkan

panas hidrasi semen.

Gambar 2.2. Scanning Electron Microscopy (SEM) dari Fly Ash (Sumber :Hardjito, 2005)

Penambahan fly ash pada beton dibandingkan dengan beton normal menunjukkan

adanya peningkatan kualitas beton. Peningkatan kualitas beton disebabkan karena

kandungan unsur silikat dan aluminat pada fly ash yang reaktif bereaksi dengan

kapur bebas pada proses hidrasi antara fly ash dan air menjadi kalsium silikat.

2.2.3.1. Senyawa Utama dalam Fly Ash

Menurut (ACI Manual of Concrete Practice 1993 Parts 1 226.3R-3) dalam fly

ash terkandung 3 senyawa utama, yaitu:

1. SiO2 (Silika) : 25% - 60%

2. Al2O3 (Alumina) : 10% - 30%

3. Fe2O3 (Ferri oksida) : 5% - 25%


commit to user

12

2.2.3.2. Klasifikasi Fly Ash

Menurut ASTM C618 – 96 ada tiga klasifikasi fly ash, yaitu:

1. Kelas C

a. Fly ash yang mengandung CaO lebih dari 10%, dihasilkan dari

pembakaran lignite atau sub bitumen batubara.

b. Kadar (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 50%

2. Kelas F

a. Fly ash yang mengandung CaO kurang dari 10%, dihasilkan dari

pembakaran anthrachite atau bitumen batubara.

b. Kadar Kadar (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 70%

3. Kelas N

Pozzolan alam atau hasil pembakaran yang dapat dogolongkan antara lain

tanah diatomic, opaline chertz dan shales, tuff dan abu vulkanik, dimana bisa

diproses melalui pembakaran atau tidak. Selain itu juga berbagai hasil

pembakaran yang mempunyai sifat pozzolan yang baik.

Penelitian ini menggunakan fly ash tipe F dari PLTU Jepara, Jawa Tengah dengan

komposisi kimia sebagai berikut:

Tabel 2.1. Komposisi kimia fly ash tipe F PLTU Jepara

Oksida Fly Ash tipe F (%)

SiO2 45.27

Al2O3 20.07

Fe2O3 10.59

TiO2 0.82

CaO 13.32

MgO 2.83

K2O 1.59

Na2O 0.98

P2O5 0.41

SO3 1.00

MnO2 0.07


commit to user

13

2.2.3.3. Keuntungan dan Kelemahan Pemakaian Fly Ash

Keuntungan pemakaian fly ash pada beton adalah: (Hidayat, 1993)

1. Beton akan lebih kedap air karena kapur bebas yang dilepas pada proses

hidrasi akan terikat oleh silikat dan alumina aktif yang terkandung di dalam

fly ash dan menambah pembentukan silika gel, yang berubah menjadi kalsium

silikat hidrat yang akan menutupi pori–pori yang terbentuk sebagai akibat

dibebaskannya Ca(OH)2.

2. Mempermudah pengerjaan beton karena beton lebih plastis.

3. Mengurangi jumlah air yang digunakan (FAB), sehingga kekuatan beton akan

meningkat.

4. Menurunkan panas hidrasi yang terjadi, sehingga dapat mencegah terjadinya

retak.

5. Relatif dapat menghemat biaya karena akan mengurangi pemakaian semen.

Kelemahan pemakaian fly ash pada beton adalah: (Husin, 1998)

1. Pemakaian fly ash kurang baik untuk pengerjaan beton yang memerlukan

waktu pengerasan dan kekuatan awal yang tinggi, karena proses pengerasan

dan penambahan kekuatan betonnya agak lambat.

2. Pengendalian mutu harus sering dilakukan karena mutu fly ash sangat

tergantung pada proses pembakaran (suhu) serta jenis batubaranya.

2.2.4. Alkali Aktivator

Aktivator merupakan zat atau unsur yang menyebabkan zat atau unsur lain

bereaksi. Aktivator yang digunakan dalam pembuatan fly ash-based geopolymer

mortar ini adalah unsur alkali yang terhidrasi yaitu sodium hidroksida (NaOH)

dan sodium silikat (Na2SiO3).

Sodium hidroksida berfungsi untuk mereaksikan unsur-unsur Al dan Si yang

terkandung di dalam fly ash sehingga dapat menghasilkan ikatan polimer yang

kuat, sedangkan sodium silikat mempunyai fungsi untuk mempercepat reaksi

polimerisasi. (Hardjito Djuwantoro, 2004)


commit to user

14

Modulus alkali merupakan perbandingan kandungan/jumlah Na2O dan SiO2 pada

alkali aktivator. Kadar aktivator merupakan jumlah alkali aktivator yang

digunakan, berapa persen terhadap berat fly ash.

Penelitian ini menggunakan alkali aktivator yang digunakan adalah sodium

hidroksida (NaOH) dan sodium silikat (Na2SiO3) jenis BE 58 R 2,3 yang dibeli

dari toko bahan kimia.

2.2.4.1. Sodium Hidroksida

Sodium hidroksida berfungsi untuk mereaksikan unsur-unsur Al dan Si yang

terkandung di dalam fly ash sehingga dapat menghasilkan ikatan polimer yang

kuat. Campuran antara fly ash dan sodium hidroksida membentuk ikatan yang

kurang kuat tetapi menghasilkan ikatan yang lebih padat dan tidak menimbulkan

keretakan.

Sodium hidroksida (NaOH) yang tersedia umumnya berupa serpihan dengan

kadar 98%. Sebagai aktivator, sodium hidroksida harus dilarutkan terlebih dahulu

dengan air sesuai dengan molaritas yang diinginkan. Larutan ini harus dibuat dan

didiamkan setidaknya selama satu malam sebelum pemakaian. (Hardjito, 2005)

2.2.4.2. Sodium Silikat

Sodium silikat merupakan larutan alkali yang memainkan peranan penting karena

mempunyai fungsi untuk mempercepat reaksi polimerisasi. Reaksi terjadi secara

lebih cepat ketika larutan alkali banyak mengandung larutan silikat seperti sodium

silikat ataupun potassium silikat, dibandingkan dengan larutan alkali yang banyak

mengandung larutan hidroksida. Antara fly ash dan sodium silikat membentuk

ikatan yang sangat kuat namun banyak terjadi retakan-retakan antar

mikrostrukturnya.


commit to user

15

Sodium silikat terdapat dalam 2 bentuk, yaitu padatan dan larutan dimana untuk

campuran beton lebih banyak digunakan dengan bentuk larutan. Sodium silikat

atau yang lebih dikenal dengan water glass, pada mulanya digunakan sebagai

campuran dalam pembuatan sabun. Sodium silikat pada perkembangannya saat

ini, digunakan untuk berbagai macam keperluan, antara lain untuk bahan

campuran semen, pengikat keramik, coating, campuran cat serta dalam beberapa

keperluan industri, seperti kertas, tekstil dan serat. Beberapa penelitian telah

membuktikan bahwa sodium silikat dapat digunakan untuk bahan campuran

dalam beton. (Hartono dan Sutanto, 2005). Dalam penelitian ini, sodium silikat

digunakan sebagai alkali aktivator.

2.3. Serat Abaka

Menurut (Sipuk, 2008) Serat abaka adalah serat yang berasal dari pelepah pisang

abaka atau disebut juga pisang manila. Pemanfaatan serat abaka sudah banyak

dilakukan misalnya saja untuk pembuatan kerajinan.

Gambar 2.3. Serat Abaka

Kelebihan Serat abaka menurut (Arisno Dwi, 2009) adalah:

1. Serat abaka memliki kualitas tinggi, sebab serat abaka ini tahan terhadap air

garam sehingga banyak digunakan sebagai pembungkus kabel bawah laut

atau tali tambang pada kapal.

2. Sangat kuat dan memiliki durabilitas yang tinggi.

3. Penggunaan serat abaka sangat ramah lingkungan dibandingkan dengan

penggunaan serat buatan. .


commit to user

16

4. Memiliki kuat tarik yang tinggi. Hasil penelitian (Leslie Joy Lantisce - Diaz,

2005) menunjukan bahwa serat abaka memiliki kekuatan tarik mencapai

hingga 970 MPa, yang berarti 140,686 pound per inch2 dari daya yang

dibutuhkan untuk memutuskan serat tersebut.

Kelemahan serat abaka menurut (Rik Brouwer, 2010) adalah:

1. Kualitas serat tergantung oleh faktor alam, misalnya cuaca.

2. Tingginya angka penyerapan, menyebabkan pembengkakan terhadap serat

3. Suhu pengolahan dibatasi, karena serat mudah terbakar bila mengalami

kenaikan suhu yang signifikan.

4. Harga serat tidak bisa diprekdiksi, tergantung dari hasil panen, kebijakan

pasar dan ketersediaan.

2.4. Susut Plastis (Plastic Shrinkage)

2.4.1. Pengertian Susut Plastis

Perubahan volume akibat berkurangnya air dalam beton segar (fresh concrete)

pada proses hidrasi. Berkurangnya air tersebut diakibatkan adanya penguapan air

dari permukaan beton (evaporasi) dan penyerapan air (absorbsi) oleh cetakan.

Faktor–faktor yang mempengaruhi susut plastis antara lain suhu udara,

kelembaban relatif, dan kecepatan angin. Susut plastis terjadi beberapa jam

setelah beton dicor ke dalam cetakan. (Nawy, 2001)

Berikut ini adalah contoh kondisi cuaca penyebab terjadinya penguapan yang

dapat meningkatkan resiko susut plastis :

a. Penurunan kelembaban relatif. Perubahan kelembaban relatif dapat

mempengaruhi tingkat penguapan. Perubahan kelembaban relatif dari 90 %

menjadi 50 %, menyebabkan penguapan meningkat lima kali lipat.

b. Peningkatan kecepatan angin. Bertiupnya angin melewati permukaan beton

selama pengecoran dan perawatan, menyebabkan penguapan yang terjadi di

permukaan beton akan meningkat. .


commit to user

17

c. Temperatur. Perubahan temperatur udara disekitar beton dari 10 hingga 20o C,

menyebabkan laju penguapan akan meningkat dua kali lipat.

d. Penguapan dan susut plastis juga dapat terjadi ketika temperatur beton secara

signifikan lebih tinggi daripada suhu udara (dan temperatur “titik embun”).

Penguapan merupakan kendala yang sering mempengaruhi pelaksanaan pekerjaan

beton. Penguapan pada daerah yang beriklim tropis, dapat mengganggu sifat

kemudahan pengerjaan campuran beton, karena campuran dengan segera

kehilangan keplastisannya sebelum proses pemadatan dapat dilakukan secara

sempurna. Angin yang kencang juga dapat berakibat terhadap proses penguapan

air dari campuran. Penguapan yang melebihi kecepatan bleeding menyebabkan

terbentuknya gaya kapiler yang akan menekan dan memadatkan lapisan atas

akibat bertambahnya kecepatan pengendapan butiran semen pada lapisan ini.

Proses pengurangan penguapan setelah terjadinya penekanan kapiler,

menyebabkan bagian atas yang tertekan akan tetap mengendap akibat berat

gravitasi. Hal ini mempunyai efek yang sama bila proses finishing dilakukan

terlalu cepat. Proses penguapan yang berlangsung terlalu cepat melampaui

ketahanan terhadap tekanan gaya kapiler, menyebabkan terjadi gaya tarikan

hidrostatis. Hal ini meyebabkan massa mulai menyusut dalam arah lateral yang

sama besarnya dengan penyusutan dalam arah vertikal. Penyusutan yang terjadi

sebelum beton mengeras disebut susut plastis. Retakan pada permukaan terjadi

karena penyusutan arah lateral pada lapisan atas ditahan oleh lapisan yang di

bawahnya. Retakan ini mempunyai pola menyerupai bentuk hexagonal, dan hanya

dapat dihilangkan dengan memberikan getaran kembali. Besarnya tingkat

penyusutan plastis tergantung pada banyak faktor seperti ukuran agregat dan nilai

slump.

2.4.2. Pencegahan Susut Plastis

Susut plastis dapat dihindari dengan memperhatikan waktu yang tepat untuk

pengecoran, apakah kondisi cuaca yang terjadi dapat meningkatkan resiko

terjadinya susut plastis atau tidak. Penyusutan plastis dapat dihindarkan dengan

mencegah penguapan yang terlalu cepat pada permukaan beton, dengan cara


commit to user

18

melindungi beton dari panas matahari atau angin secara langsung. Atau dengan

cara mendinginkan dan menyiram permukaan yang baru dicor. Semen ekspansif

kadang-kadang digunakan untuk mengurangi tegangan-tegangan susut tersebut.

Bahan ekspansif yang terkandung dalam semen menyebabkan beton ini mula-

mula sedikit mengembang. Pengembangan ini sebagian ditahan oleh penulangan

yang tertanam, tarikan bertambah dalam baja dan tekanan dalam beton juga

bertambah. Beton kemudian menyusut dan menjadi dingin, ia menuju ke keadaan

seimbang dengan perubahan yang sedikit dari panjangnya semula.

Beberapa langkah pencegahan susut plastis :

1. Membasahi lapisan bawah dan bekisting sebelum mulai pengecoran. Hal ini

dapat mengurangi resiko kehilangan kelembaban pada lapisan bawah beton.

2. Melindungi beton dari terpaan angin secara langsung.

3. Memberikan semprotan penghambat penguapan di atas permukaan beton

dengan segera setelah pengecoran.

4. Memulai masa perawatan segera setelah pengecoran selesai.

2.4. Hubungan Penambahan Serat Terhadap Susut Plastis

Penambahan serat di ketahui bisa menambah kuat tarik pada suatu mortar.

Penambahan serat pada kadar tertentu juga berpengaruh pada karakteristik retak

akibat dari susut plastis. Penambahan serat pada kadar tertentu bisa menaikan atau

bahkan mengurangkan kuat tekannya.

Hasil penelitian beton biasa dan beton SCC dengan menggunakan bahan tambah

AR-Glass Fibers dapat mengontrol retak akibat penyusutan pada usia dini. Hal ini

terjadi karena AR-Glass Fibers bertindak sebagai penguat lokal yang mebatasi

pergerakan retak bila posisi serat tegak lurus retak, tetapi bila posisi retak sejajar

serat mengakibatkan pertambahan retak semakin cepat (G. Barluenga, F.

Hernández-Olivares, 2007).


commit to user

19

Toledo Filho dan Sanjuan dalam Penelitiannya yang menggunakan serat sisal

dengan penambahan serat sebesar 0,2 % dari volume dengan panjang serat 25 mm

dapat menurunkan voume penyusutan plastis dan juga menurunkan lebar retak

pada mortar semen. Soroushian dan Ravanbakhsh juga meneliti bahwa

penambahan serat selulosa sebesar 0,06 % dari volume dapat menurunkan crack

area sebesar 78% dibandingkan dengan beton konvensional biasa dengan

menggunakan stress riser (Emma Boghossian, Leon D. Wegner, 2007).

Pengaruh volume serat pada perilaku retak terlihat jelas. Penambahan volume

serat dari 0,05% menjadi 0,1%, dengan penggunaan beberapa jenis serat

menghasilkan pengurangan yang sangat signifikan. Penggunaan serat kaca dengan

volume 0,1%, dapat mengurangi total daerah retak sebesar 99,5%, yang sebanding

dengan kinerja jenis serat lain dengan penambahan volume 0,3%. Hubungan

serupa juga terlihat untuk lebar retak maksimum. Penambahan serat dengan

volume 0,05% dapat mengurangi lebar retak maksimum sebesar 35-80% pada

benda uji mortar biasa. Penambahan volume serat pada benda uji mortar biasa

dinaikan menjadi 0,1%, dapat menyebabkan lebar retakan berkurang antara 83%

sampai 99% (Emma Boghossian, Leon D. Wegner, 2007).


commit to user

20

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1. Tinjauan Umum

Metode penelitian merupakan langkah-langkah penelitian suatu masalah, kasus,

gejala atau fenomena tertentu dengan jalan ilmiah untuk menghasilkan jawaban

yang rasional. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode

eksperimen yaitu metode yang dilakukan dengan mengadakan suatu percobaan

langsung untuk mendapatkan suatu data atau hasil yang menghubungkan antara

variabel-variabel yang diselidiki. Metode eksperimen dapat dilakukan di dalam

ataupun di luar laboratorium. Penelitian ini akan dilakukan di Laboratorium

Bahan dan Struktur, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penelitian ini dilakukan dengan mengadakan pengujian susut plastis pada fly ash

based geopolymer mortar dengan bahan tambah serat abaka. Adapun penelitian

yang dilakukan adalah mengamati besarnya perubahan dimensi pada benda uji

yang disebabkan oleh adanya penyusutan.

3.2. Alat – Alat yang Digunakan

Alat–alat yang digunakan pada penelitian ini antara lain :

1. Timbangan

2. Senter

3. Microcrackmeter

4. Benang

5. Penggaris

6. Alat bantu

a Cetok semen, digunakan untuk mengaduk dan memasukkan adukan fly ash

based geopoymer mortar tersebut ke dalam cetakan.


commit to user

21

b Gelas ukur, digunakan untuk menakar air yang akan dipakai dalam

campuran fly ash based geopoymer mortar.

c Ember untuk tempat air dan sisa adukan

7. Ayakan dan mesin penggetar ayakan

Ayakan baja dan penggetar dengan lubang ayakan bujur sangkar. Ukuran

lubang ayakan yang tersedia adalah 75 mm, 50 mm, 38.1 mm, 25 mm, 19 mm,

12.5 mm, 9.5 mm, 4.75 mm, 2.36 mm, 1.18 mm, 0.30 mm, 0.15 mm, dan pan.

8. Cetakan mortar

3.3. Bahan–Bahan yang Digunakan

3.3.1. Agregat Halus (Fine Agregat)

Agregat halus merupakan agregat yang lolos ayakan 4,75 mm dan tertahan di atas

ayakan 0,15 mm. Sebelum penelitian berlangsung dilakukan uji pendahuluan

terhadap material yang digunakan. Pengujian agregat halus meliputi :

a. Pengujian gradasi dilakukan untuk mengetahui distribusi ukuran agregat

halus. Buktiran yang digunakan harus bervariasi antara besar dan kecil agar

butiran yang kecil mengisi pori diantara butir yang besar untuk mempunyai

kemampatan tinggi. Hasil uji gradasi menunjukkan bahwa modulus kehalusan

pasir 2,735 telah memenuhi standar ASTM C–33 yaitu modulus kehalusan

pasir yang memenuhi syarat sebesar 2.3-3.1.

b. Pengujian kandungan zat organik merupakan pengujian untuk mengamati

kandungan zat organik dalam agregat. Hasil pengujian kandungan zat organik

menunjukkan bahwa zat organik yang terkandung dalam pasir cukup besar

yaitu sekitar 10-20%. Hal ini tidak memenuhi syarat karena kandungan zat

organik dalam pasir > 5 %, maka pasir harus dicuci terlebih dahulu.

c. Pengujian kandungan lumpur dalam pasir merupakan pengujian untuk

mengetahui kadar lumpur dalam agregat. Hasil pengujian menunjukkan

bahwa pasir mengandung lumpur sebanyak 2 %, hal ini tidak memenuhi

syarat karena menurut standar yang ditetapkan kandungan lumpur dalam pasir

17


commit to user

22

d. maksimum adalah 5 %. Pasir harus dicuci terlebih dahulu sebelum digunakan

agar lumpur yang terkandung dalam pasir hilang.

e. Pengujian specific grafity merupakan pengujian untuk mengetahui berat jenis

agregat tersebut. Nilai specific grafity untuk agregat normal antara 2,5–2,7.

Hasil pengujian specific gravity menunjukkan bahwa pasir mempunyai bulk

specific gravity SSD sebesar 2,63, telah memenuhi standar yang ditetapkan

oleh ASTM C.128-79.

Tata cara, analisis data dan hasil pengamatan secara lengkap untuk uji material

agregat halus (fine agregat) disajikan dalam Lampiran B.

3.3.2. Air

Adapun syarat-syarat air yang dapat digunakan sebagai pencampur mortar

menurut SNI 03-2847-2002 antara lain :

a. Air yang tidak dapat diminum tidak boleh digunakan pada adukan mortar

kecuali ketentuan berikut terpenuhi :

1. pemilihan proporsi campuran mortar harus didasarkan pada campuran

mortar yang menggunakan air dari sumber yang sama.

2. hasil pengujian pada umur 7 dan 28 hari pada kubus uji mortar yang dibuat

dari adukan dengan air yang tidak dapat diminum harus mempunyai

kekuatan sekurang-kurangnya sama dengan 90 % dari kekuatan benda uji

yang dibuat dengan air yang dapat diminum (menggunakan spesimen

kubus dengan ukuran sisi 50mm).(ASTM C 109)

b. Air mempunyai pH antara 4,5 – 7.

c. Air yang tidak mengandung debu atau coloid.

Air yang digunakan dalam penelitian ini adalah air yang berasal dari sumur

Laboratorium Bahan dan Struktur Universitas Sebelas Maret Surakarta. Air

yang digunakan harus memenuhi syarat, antara lain memiliki kotoran -

kotoran yang rendah, tidak berasa, tidak berbau dan tidak berwarna, karena

hal ini mempengaruhi kualitas mortar.


commit to user

23

3.3.3. Fly Ash

Fly ash yang digunakan adalah fly ash tipe F yang merupakan limbah dari PLTU

Jepara, yang diperoleh dari Toko Pembangunan Baru. Senyawa kimia fly ash

dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 3.1. Senyawa kimia fly ash yang digunakan

Oksida Fly Ash tipe F (%)

SiO2 45.27

Al2O3 20.07

Fe2O3 10.59

TiO2 0.82

CaO 13.32

MgO 2.83

K2O 1.59

Na2O 0.98

P2O5 0.41

SO3 1.00

MnO2 0.07

Sumber : Balai Besar Teknik Kesehatan Lingkungan Yogyakarta

Gambar 3.1. Fly ash Toko Pembangunan Baru

3.3.4. Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida

Penelitian ini menggunakan sodium silikat dengan jenis BE 58 R 2,3, dan sodium

hidroksida padat yang dijual di toko-toko bahan kimia. Sodium silikat dan sodium

hidroksida ini akan digunakan sebagai alkaline activator yang dapat digunakan

untuk mereaksikan unsur-unsur Si dan Al yang terkandung di dalam fly ash

sehingga terjadi reaksi polimerisasi.


commit to user

24

Gambar 3.2. Sodium silikat Gambar 3.3. Sodium hidroksida

3.3.4 Serat Abaka

Serat yang berasal dari pelepah pohon pisang abaka yang sudah di potong

sepanjang 10 mm, 20 mm dan 30 mm. Penambahan variasi serat sebanyak 0,5%,

dari prosentase volume benda uji. Sebelumnya dilakukan pengujian untuk

properties seratnya yaitu diameter, kuat tarik dan berat jenisnya. Hasil Pengujian

Serat adalah sebagai berikut:

Tabel 3.2. Hasil Uji Berat Jenis Serat

Hasil (triplo) Berat Jenis

Rata- Rata Satuan

Benda Uji 1 Benda Uji 2 Benda Uji 3

0,9120 0,9109 0,9113 0,9114 gr/ml

Sumber : Laboratorium Penelitian dan Pengujian Terpadu (LPPT)-UGM dengan metode pengujian “Gravimetri”.

Tabel 3.3. Hasil Uji Diameter Serat dan Kuat Tarik Serat

No. Sampel Diameter Serat

(µm)

Kuat Tarik Serat Tunggal

(N)

Kuat Tarik Serat

(MPa)

1

141,09

12,6 805,9131

2 21,8 1394,358

3 26,3 1682,184

4 13,9 889,0628

5 23,0 1471,111

Sumber : Laboratorium Bahan S1 Teknik Mesin-UGM dengan metode pengujian berdasarkan ASTM D 3379-75.


commit to user

25

Gambar 3.4. Sketsa Uji Kuat Tarik Serat

3.4. Tahap-Tahap Penelitian

Sebagai penelitian ilmiah, maka penelitian ini harus dilaksanakan dalam

sistematika yang jelas dan teratur sehingga nantinya diperoleh hasil yang baik dan

dapat dipertanggungjawabkan. Pelaksanaan penelitian ini dibagi dalam beberapa

tahap, yaitu:

a. Tahap I

Disebut tahap persiapan. Tahap ini menyiapkan seluruh bahan dan peralatan yang

akan digunakan agar penelitian berjalan dengan lancar. Pembuatan cetakan benda

uji juga dilakukan pada tahap ini.

Glue (Lem)/Cement/Wax

Test Speciment Length (Panjang Serat yg di tes)

Kertas Karton Tipis dengan permukaan kasar

Sampel Benda Uji :

Saat Penge-test-an

30 mm

50 mm

150 mm

Section burned or cut away after gripping in test machine Length Overall

Serat Abaka


commit to user

26

b. Tahap II

Disebut tahap uji bahan. Tahap ini menguji bahan penyusun mortar yaitu fly ash,

pasir, serat. Pengujian ini untuk mengetahui apakah bahan tersebut memenuhi

syarat atau tidak. Pengujian yang dilakukan meliputi:

Kadar lumpur, bertujuan untuk mengetahui kandungan lumpur yang ada dalam

pasir.

Gradasi, bertujuan untuk mengetahui susunan diameter butiran pasir dan

persentase modulus kehalusan butir.

Specific gravity, bertujuan untuk mengetahui berat jenis pasir serta daya serap

pasir terhadap air.

Pengujian kandungan kimiawi dari fly ash yang diambil di Toko pembangunan

baru.

Pengujian serat abaka, bertujuan untuk mengetahui diameter, kuat tarik serat

dan berat jenis yang dilakukan di laboratorium bahan dan material di teknik

mesin fakultas teknik Universitas Gadjah Mada

c. Tahap III

Disebut tahap pembuatan mix design. Tahap ini merencanaan pembuatan fly ash

based geopolymer mortar dengan acuan FAB yang diinginkan yaitu sebesar 0,25.

modulus alkali 1,25 dan penambahan dilakukan dengan menambahkan serat

sedikit demi sedikit sampai workability adukan maksimal. Setelah dilakukan uji

trial ternyata penambahan serat sampai dengan 1,5% adukan sudah tidak bisa

homogen. Maka dari itu diambil maksimal hanya 1% saja sebagai patokan.

d. Tahap IV

Disebut tahap pembuatan benda uji. Tahap ini melakukan pekerjaan sebagai

berikut:

1) Menimbang bahan-bahan yang akan digunakan sesuai mix design.

2) Membuat adukan fly ash based geopolymer mortar sesuai mix design dengan

penambahan serat abaca 0,5% volume dengan 3 variasi panjang.

3) Memasukkan adukan ke dalam cetakan.


commit to user

27

e. Tahap V

Disebut tahap pengujian benda uji. Tahap ini dilakukan pengujian terhadap susut

plastis dengan menggunakan microcrackmeter untuk mengamati retak yang

disebabkan penyusutan plastis yang dilakukan setiap hari selama 14 hari.

f. Tahap VI

Disebut tahap analisis data dan pembahasan. Tahap ini dilakukan perhitungan

hasil pengujian benda uji, yaitu mengetahui nilai susut plastis, susut pengeringan,

dan susut terkekang fly ash based geopolymer mortar serta membandingkannya

dengan benda uji biasa.

g. Tahap VII

Merupakan tahap kesimpulan dan saran. Tahap ini menyimpulkan hasil penelitian

yang telah diperoleh.


commit to user

28

Tahap-tahap penelitian dapat dilihat secara skematis dalam bagan alir berikut ini:

Gambar 3.5. Bagan Alir Tahap-tahap Penelitian

Kesimpulan

Selesai

VII

Komposisi fly ash based geopolymer diambil yang paling optimum dari penelitian sebelumnya

Tinjauan Terhadap susut Plastis

Uji Bahan: Kadar Lumpur, Specific grafity,Gradasi, Kuat Tarik Serat, kandungan kimiawi fly ash

IV

Analisis dan Pembahasan VI

Mulai

Persiapan Bahan

Tinjauan Terhadap susut Plastis

V

Alkali Air Serat Pasir Fly Ash

Pembuatan Benda Uji

III

Komposisi fly ash based geopolymer mortar dengan penambahan serat

II

I

IV


commit to user

29

3.5. Pembuatan Benda Uji

Setelah menghitung komposisi fly ash based geopolymer mortar dan menimbang

bahan-bahan yang akan digunakan, kemudian dilanjutkan dengan pembuatan

benda uji. Langkah-langkah pembuatan benda uji adalah sebagai berikut :

1. Mengambil bahan-bahan penyusun fly ash based geopolymer mortar yaitu

pasir, fly ash, alkali aktivator (NaOH dan Na2SiO3) serta air.

2. Melarutkan sodium hidroksida (NaOH) ke dalam sebagian air berdasarkan

perhitungan mix design, kemudian menambahkan sodium silikat (Na2SiO3) ke

dalam larutan sodium hidroksida.

3. Mencampur larutan (NaOH dan Na2SiO3) tersebut sampai benar-benar

homogen selama waktu + 4 menit. Kemudian mendiamkan selama 1 hari agar

reaksi berlangsung penuh.

4. Mencampurkan pasir, fly ash, sampai homogen, kemudian menambahkan

campuran NaOH dan Na2SiO3 yang sudah didiamkan 1 hari dan terus

mengaduk campuran tersebut sehingga menjadi adukan segar fly ash based

geopolymer mortar yang homogen.

5. Tambahkan serat abaka sesuai dengan kadar 0,5 % volume benda uji dengan

variasi panjang 10 mm, 20 mm, 30 mm pada adukan fly ash-based geopolymer

mortar.

6. Memasukkan adukan ke dalam cetakan yang telah dilapisi plastik didalamnya.

Adukan mortar dimasukkan ke dalam cetakan secara berlapis dan setiap lapis

dipadatkan agar pemadatannya sempurna.


commit to user

30

Berikut ini cetakan untuk pengujian susut plastis berukuran 560 x 355 x 100

mm3 (ASTM C1579-06, Standard test method for evaluating plastic shrinkage

cracking)

Gambar 3.6. Cetakan benda uji susut plastis (Plastic Shrinkage)

3.6. Prosedur Pengujian Susut Plastis (Plastic Shrinkage)

Langkah-langkah pengujian susut plastis pada fly ash based geopolymer mortar

adalah sebagai berikut :

1. Benda uji dimasukkan ke dalam cetakan.

2. Benda uji ditempatkan dalam ruangan dengan kondisi suhu kamar, dan

membiarkan benda uji dalam ruangan tanpa sirkulasi udara yang signifikan.

3. Mendiamkan benda uji sampai kering.

4. Mengamati keretakan yang terjadi yang meliputi lebar dan panjang retak tiap 1

hari dengan menggunakan microcrackmeter, dan menggambar sketsa

keretakan pada kertas.

5. Mengulang langkah 4 untuk mengetahui perkembangan retakan yang sudah

ada dan mengamati retak baru yang muncul sampai hari ke-14.

100 mm

560 mm

280 mm90 mm

355 mm

62 mm

68°

32 m m68°

12.9 mm

25 m m

Tampak Samping

Tampak Atas


commit to user

31

6. Mencatat panjang retakan, lebar retakan dan menggambar sketsa retakan yang

terjadi pada benda uji.

Gambar 3.7. microcrackmeter (kiri) dan Penggunaan microcrackmeter (kanan)


commit to user

32

BAB 4

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Pengujian Susut Plastis (Plastic Shrinkage)

Pengujian susut plastis bertujuan untuk mengetahui retak rambut yang di

akibatkan penguapan air dari Fly Ash Based geopolymer mortar. Pengujian

dilakukan dengan mengukur panjang dan lebar retakan dengan menggunakan alat

microcrackmeter. Sampel yang digunakan dengan menggunakan penambahan

serat 0,5 % berdasarkan kuat tekan optimum yang di peroleh dari penelitian

saudara Prajapati, dan variasi panjang serat yang beragam yaitu 10 mm, 20 mm 30

mm.

Bentuk cetakan benda uji berukuran 560 x 355 x 100 mm3, cetakan mortar

tersebut diamati secara terus-menerus untuk mengidentifikasi terjadinya retak.

Gambar 4.1. Cetakan benda uji susut plastis (Plastic Shrinkage)

160 mm

90 mm 280 mm

560 mm

100 mm

355 mm

62 mm

68°

32 mm68°

12.9 mm

25 mm

Tampak Atas

Tampak Samping


commit to user

33

Cetakan benda uji yang akan digunakan, dipasang 3 (tiga) buah stress riser

dengan bentuk dan ukuran geometri tertentu. Seiring dengan terjadinya

penyusutan pada benda uji, air pada benda uji mengalami penguapan sehingga

menimbulkan pori yang memungkinkan material bergerak untuk mengisi pori

tersebut. Stress riser berfungsi membatasi pergerakan material tersebut sehingga

menimbulkan retak pada benda uji. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa retak

yang terjadi pada benda uji sebagian besar terjadi pada daerah di sekitar stress

riser.

4.2. Analisis Data

Hasil pengujian susut plastis dengan variasi penambahan panjang serat dapat

dilihat dalam Gambar 4.2. sampai Gambar 4.6. berikut ini.

Gambar 4.2. Retakan Pada Benda Uji Geopolymer Mortar Tanpa Serat

560 mm

3

2

4 12

5

4

7

36

112 mm 112 mm 112 mm 112 mm 112 mm

560 mm

112 mm 112 mm 112 mm 112 mm 112 mm

5

1A1

A2

A3

A4

A5

A1

A2

A4

A3 A5

A6

1

23

4

112 mm 112 mm 112 mm 112 mm 112 mm

A1

A2

A3

BENDA UJI 1

BENDA UJI 3

BENDA UJI 2


commit to user

34

2

1

560 mm

112 mm 112 mm 112 mm 112 mm 112 mm

A1

A2

12

3

560 mm

112 mm 112 mm 112 mm 112 mm 112 mm

A1

A2

A3

1

2

560 mm

112 mm 112 mm 112 mm 112 mm 112 mm

A1

A2

Gambar 4.3. Retakan Pada Benda Uji Geopolymer Mortar dengan Penambahan

Panjang Serat 1cm

BENDA UJI 1

BENDA UJI 3

BENDA UJI 2


commit to user

35


Panjang Serat 2cm

1

2

34

A1

A2

A3

A4

12

3

560 mm

112 mm 112 mm 112 mm 112 mm 112 mm

A1

A2

12

3

560 mm

112 mm 112 mm 112 mm 112 mm 112 mm

A1

A2

BENDA UJI 3

BENDA UJI 2

BENDA UJI 1


commit to user

36

12

3

7

5

6

4

560 mm

112 mm 112 mm 112 mm 112 mm 112 mm

A1

A2

A3

A4 A5

A6


Panjang Serat 3cm

1

23

45

560 mm

112 mm 112 mm 112 mm 112 mm 112 mm

A1

A2

A3

A4

1

23

A1 4

560 mm

112 mm 112 mm 112 mm 112 mm 112 mm

A2

A3

BENDA UJI 3

BENDA UJI 2

BENDA UJI 1


commit to user

37

Proses perkembangan panjang retak pada gambar 4.2., dapat dijelaskan dengan

gambar 4.6. sebagai berikut:

`

Gambar 4.6. Grafik hubungan antara umur Geopolymer Tanpa Serat dengan

Panjang Retakan

a. Benda Uji 1

b. Benda Uji 2

c. Benda Uji 3


commit to user

38

Gambar 4.6. ini menunjukkan perubahan panjang retak yang terjadi dengan

bertambahnya umur pada benda uji fly ash based geopolymer mortar tanpa

penambahan serat.

Gambar 4.6.a. menunjukan terjadi 5 retak pada hari pertama. Retak 1 dan 2

menunjukkan panjang retak terus bertambah hingga hari ke-4 dan nilainya mulai

konstan pada hari selanjutnya sampai hari ke-14. Sedangkan pada retak 3, 4 dan 5

panjang retak terus bertambah hingga hari ke-8, kemudian mulai konstan pada

hari selanjutnya sampai hari ke-14.

Gambar 4.6.b. menunjukan terjadi 4 retak pada hari pertama. Retak 1

menunjukkan panjang retak tidak terlalu mengalami penambah yang besar,

cenderung konstan dari awal sampai hari ke-14. Retak 2 dan 3 menunjukkan

panjang retak terus bertambah hingga hari ke-6 dan nilainya mulai konstan pada

hari selanjutnya sampai hari ke-14. Retak 4 menunjukkan panjang retak

cenderung konstan dari awal retak sampai hari ke-5,kemudian nilai bertambah

hingga hari ke-7 dan nilainya mulai konstan lagi pada hari selanjutnya sampai hari

ke-14. Hari ke-5 terjadi retak baru yaitu retak 5 dengan panjang retak cenderung

konstan dari awal sampai hari ke-14. Retak baru kembali terjadi pada hari ke-7

dengan 2 retakan yaitu retak 6 dan 7. Retak 6 menunjukkan penambahan panjang

retak tidak terlalu panjang, cenderung konstan dari awal hingga hari ke-14,

sedangkan pada hari ke-7 panjang retak terus bertambah hingga hari ke-11 dan

nilainya mulai konstan pada hari selanjutnya sampai hari ke-14.

Gambar 4.6.c menunjukan terjadi 2 retakan pada hari pertama. Retak 1 dan 2

panjang retak terus bertambah sampai hari ke-7 dan nilainya cenderung konstan

pada hari selanjutnya sampai hari ke-14. Hari ke-2 terjadi retak baru yaitu retak 3

dengan panjang retak terus bertambah sampai hari ke-9, kemudian cenderung

konstan pada hari selanjutnya sampai hari ke-14. Retak baru kembali terjadi pada

hari ke-6 yaitu retak 4 dengan pada awal retak, kemudian cenderung konstan pada



commit to user

39

Proses perkembangan lebar retak pada gambar 4.2., dapat dijelaskan dengan

gambar 4.7 sebagai berikut:

Gambar 4.7. Grafik hubungan antara umur Geopolymer Tanpa Serat dengan Lebar

Retakan

a. Benda Uji 1

b. Benda Uji 2

c. Benda Uji 3


commit to user

40

Gambar 4.7. ini menunjukkan perubahan lebar retak yang terjadi dengan

bertambahnya umur pada benda uji fly ash based geopolymer mortar tanpa

penambahan serat.

Gambar 4.7.a. menunjukan terjadi 5 retak pada hari pertama. Retak 1, 2 dan 3

menunjukkan lebar retak cenderung terus bertambah hingga hari ke-8 dan nilainya

mulai konstan pada hari selanjutnya sampai hari ke-14. Retak 4 menunjukkan

lebar retak terus bertambah hingga hari ke-3 dan nilainya mulai konstan pada hari

selanjutnya sampai hari ke-7, kembali bertambah pada hari ke-8 dan konstan lagi

sampai hari ke-14. Retak 5 menunjukkan lebar retak terus bertambah hingga hari

ke-4 dan nilainya mulai konstan pada hari selanjutnya sampai hari ke-9, kembali

bertambah pada hari ke-10 dan konstan lagi sampai hari ke-14.

Gambar 4.7.b. menunjukan terjadi 4 retak pada hari pertama. Retak 1

menunjukkan lebar retak cenderung konstan sampai hari ke-5, kemudian

bertambah sampai hari ke-9 dan konstan lagi pada hari berikutnya sampai hari

ke-14. Retak 2 dan 3 menunjukkan lebar retak terus bertambah hingga hari ke-3

dan nilainya mulai konstan pada hari selanjutnya sampai hari ke-8 kemudian

bertambah pada hari ke-9 dan mulai konstan lagi pada hari selanjutnya sampai

hari ke-14. Retak 4 menunjukkan lebar retak cenderung konstan sampai hari ke-3

dan nilainya bertambah sampai hari ke-6, kembali konstan pada hari selanjutnya

sampai hari ke-14. Hari ke-5 terjadi retak baru yaitu retak 5 dengan lebar retak

terus bertambah sampai hari ke-8 dan nilainya mulai konstan pada hari

selanjutnya sampai hari ke-14. Retak baru kembali terjadi pada hari ke-7 dengan 2

retakan yaitu retak 6 dan 7, lebar retak terus bertambah hingga hari ke-10 dan

nilainya mulai konstan pada hari selanjutnya sampai hari ke-14.

Gambar 4.7.c. menunjukan terjadi 2 retakan pada hari pertama. Retak 1

menunjukkan lebar retak terus bertambah hingga hari ke-3 dan nilainya mulai

konstan pada hari selanjutnya sampai hari ke-7, kemudian bertambah pada hari

ke-8 dan kembali konstan lagi pada hari selanjutnya sampai hari ke-14. Retak 2

menunjukkan lebar retak terus bertambah sampai hari ke-8 dan mulai konstan


commit to user

41

pada hari selanjutnya sampai hari ke-14. Hari ke-2 terjadi retak baru yaitu retak 3,

dengan lebar retak terus bertambah sampai hari ke-6 dan mulai konstan pada hari

selanjutnya sampai hari ke-14. Retak baru kembali terjadi pada hari ke-6 yaitu

retak 4, lebar retak terus bertambah sampai hari ke-10 dan mulai konstan pada



commit to user

42



Gambar 4.8. Grafik hubungan antara umur Geopolymer dengan Panjang Retakan

Pada Penambahan Serat 1cm

a. Benda Uji 1

b. Benda Uji 2

c. Benda Uji 3


commit to user

43

Gambar 4.8. ini menunjukkan perubahan panjang retak yang terjadi terhadap

bertambahnya umur pada benda uji fly ash based geopolymer mortar dengan

penambahan serat 1 cm.

Gambar 4.8.a. menunjukan terjadi 1 retakan pada hari ke-2 dan kembali muncul

retakan baru pada hari ke-5. Panjang retak keduanya cenderung langsung

mengalami peningkatan yang tinggi pada awal terjadinya retak, tetapi nilainya

cenderung konstan pada hari selanjutnya sampai hari ke-14.

Gambar 4.8.b. menunjukan terjadi 1 retak pada hari ke-4 tetapi pada hari ke-5 dan

ke-7 retak baru kembali muncul. Retak 1 menunjukan panjang retak terus

bertambah hingga hari ke-8 dan mulai konstan pada hari selanjutnya sampai hari

ke-14. Retak 2 dan 3 menunjukan panjang retak cenderung langsung mengalami

peningkatan yang tinggi pada awal terjadinya retak, tetapi nilainya cenderung

konstan pada hari selanjutnya sampai hari ke-14.

Gambar 4.8.c. menunjukan terjadi 2 retakan pada hari ke-4. Panjang retak

keduanya cenderung langsung mengalami peningkatan yang tinggi pada awal

terjadinya retak, tetapi nilainya cenderung konstan pada hari selanjutnya sampai

hari ke-14.


commit to user

44



Gambar 4.9. Grafik hubungan antara umur Geopolymer dengan Lebar Retakan


a. Benda Uji 1

b. Benda Uji 2

c. Benda Uji 3


commit to user

45

Gambar 4.9. ini menunjukkan perubahan lebar retak yang terjadi terhadap




retakan baru pada hari ke-5. Lebar retak keduanya terus bertambah sampai hari

ke-8, tetapi nilainya mulai konstan pada hari selanjutnya sampai hari ke-14.

Gambar 4.9.b. menunjukan terjadi 1 retak pada hari ke-4 tetapi pada hari ke-5 dan

ke-7 retak baru kembali muncul. Retak 1 menunjukan lebar retak cenderung

konstan sampai hari ke-8, tetapi pada hari ke-9 nilanya bertambah hingga hari ke-

11 dan kembali konstan lagi pada hari selanjutnya sampai hari ke-14. Retak 2

menunjukan lebar retak terus meningkat sampai hari ke-10 kemudian mulai

konstan pada hari selanjutnya sampai hari ke-14. Retak 3 menunjukan lebar retak

cenderung langsung mengalami peningkatan yang tinggi pada awal terjadinya

retak, tetapi nilainya cenderung konstan pada hari selanjutnya sampai hari ke-14.

Gambar 4.9.c. menunjukan terjadi 2 retakan pada hari ke-4. Retak 1 menunjukan

lebar retak terus bertambah sampai hari ke-9 dan nilainya konstan pada hari

selanjutnya sampai hari ke-14. Retak 2 menunjukan lebar retak cenderung konstan

atau mengalami peningkatan tiap 2-3 hari dari awal terjadinya retak sampai hari

ke-14.


commit to user

46



Gambar 4.10. Grafik hubungan antara umur Geopolymer dengan Panjang

Retakan Pada Penambahan Serat 2cm

a. Benda Uji 1

b. Benda Uji 2

C. Benda Uji 3


commit to user

47




Gambar 4.10.a. menunjukan terjadi 2 retakan pada hari ke-1. Retak 1 dan 2

menunjukan panjang retak terus bertambah hingga hari ke-8 dan nilainya mulai

konstan pada hari selanjutnya sampai hari ke-14. Retak baru pada kembali muncul

pada hari ke-4 dan ke-5 yaitu retak 3 dan retak 4. Panjang retak terus bertambah

hingga hari ke-9 dan nilainya mulai konstan pada hari selanjutnya sampai hari ke-

14.

Gambar 4.10.b. menunjukan terjadi 2 retak pada hari ke-1 tetapi pada hari ke-5

retak baru kembali muncul. Retak 1 dan 2 menunjukan panjang retak cenderung

langsung mengalami peningkatan yang tinggi pada awal terjadinya retak, tetapi

nilainya cenderung konstan pada hari selanjutnya sampai hari ke-14. Retak 3

menunjukan panjang retak bertambah hingga hari ke-7 dan mulai konstan pada


Gambar 4.10.c. menunjukan terjadi 2 retak pada hari ke-1 tetapi pada hari ke-6

retak baru kembali muncul. Panjang retak ketiganya cenderung langsung

mengalami peningkatan yang tinggi pada awal terjadinya retak, tetapi pada hari

berikutnya nilainya cenderung konstan atau mengalami penambahan yang tidak

begitu besar sampai hari ke-14.


commit to user

48





a. Benda Uji 1

b. Benda Uji 2

c. Benda Uji 3


commit to user

49





retakan baru pada hari ke-4 dan ke-5. Retak 1, 3 dan 4 menunjukan lebar retak

mengalami peningkatan pada 4 hari pertama, kemudian konstan pada hari

selanjutnya sampai hari ke-14, sedangkan pada retak 2 lebar retak terus bertambah

hingga hari ke-8 dan nilainya mulai konstan pada hari selanjutnya sampai hari

ke-14.


retak baru kembali muncul. Retak 1 dan 3 menunjukan lebar retak cenderung

konstan pada 4 hari pertama dan mengalami peningkatan pada 1 hari setelahnya,

kemudian konstan kembali pada hari selanjutnya sampai hari ke-14. Rretak 2

menunjukan lebar retak cenderung konstan sampai hari ke-9, kemudian

mengalami peningkatan pada 1 hari setelahnya dan konstan kembali pada hari

selanjutnya sampai hari ke-14.

Gambar 4.11.c. menunjukan terjadi 2 retakan pada hari ke-1 tetapi pada hari ke-6

retak baru kembali muncul. Retak 1 menunjukan lebar retak terus bertambah

sampai hari ke-6 dan nilainya konstan pada hari selanjutnya sampai hari ke-14.

Retak 2 menunjukan lebar retak bertambah sampai hari ke-2 dan nilainya

cenderung konstan sampai hari ke-14 atau hanya mengalami peningkatan pada

hari ke-9. Retak 3 menunjukan lebar retak cenderung konstan pada 3 hari pertama

dan mengalami peningkatan pada 1 hari setelahnya, kemudian kembali konstan

pada hari selanjutnya sampai hari ke-14.


commit to user

50



Gambar 4.12. Grafik hubungan antara umur Geopolymer dengan Panjang

Retakan Pada Penambahan Serat 3cm

a. Benda Uji 1

b. Benda Uji 2

c. Benda Uji 3


commit to user

51




Gambar 4.12.a. menunjukan terjadi 5 retakan pada hari ke-1 tetapi pada hari ke-2

dan ke-5 retak baru kembali muncul. Retak 1 dan 3 menunjukan panjang retak

terus bertambah hingga hari ke-5 dan nilainya mulai konstan pada hari

selanjutnya sampai hari ke-14, sedangkan pada retak 2, 4, 5, 6 dan 7 cenderung

langsung mengalami peningkatan yang tinggi pada awal terjadinya retak, tetapi

nilainya cenderung konstan pada hari selanjutnya sampai hari ke-14.


dan ke-6 retak baru kembali muncul. Retak 1 dan 3 menunjukan panjang retak

mengalami peningkatan sampai hari ke-7, kemudian konstan pada hari berikutnya

sampai hari ke-14. Retak 2 dan 4 menunjukan panjang retak tidak terlalu

mengalami peningkatan yang besar, cenderung konstan dari awal terjadinya retak

sampai hari ke-14.


dan ke-6 masing-masing terjadi 2 retak baru. Retak 1, 2, 3 dan 4 menunjukan

panjang retak mengalami peningkatan pada 2 hari pertama, kemudian konstan

pada hari berikutnya sampai hari ke-14. Retak 5 menunjukan panjang retak

cenderung konstan dari awal terjadinya retak sampai hari ke-14.terus bertambah

hingga hari ke-4 dan nilainya mulai konstan pada hari selanjutnya sampai hari

ke-14.


commit to user

52





a. Benda Uji 1

b. Benda Uji 2

c. Benda Uji 3


commit to user

53




Gambar 4.13.a. menunjukan terjadi 5 retak pada hari pertama tetapi pada hari ke-2

dan ke-5 kembali muncul retak baru. Retak 1 dan 3 menunjukan lebar retak

cenderung konstan dari awal hingga hari ke-5 kemudian naik pada hari ke-6 dan

kembali konstan pada hari selanjutnya sampai hari ke-14. Retak 2 menunjukkan

lebar retak terus bertambah hingga hari ke-5 dan nilainya mulai konstan pada hari

selanjutnya sampai hari ke-14, sedangkan pada retak 4 dan 7 lebar retak

bertambah pada 2 hari pertama dan nilainya mulai konstan pada hari selanjutnya

sampai hari ke-14. Retak 5 menunjukan lebar retak cenderung konstan dari awal

hingga hari ke-8 kemudian naik pada hari ke-9 dan kembali konstan pada hari

selanjutnya sampai hari ke-14. Pada retak 6 lebar retak bertambah tiap rentang 3

hari dari awal sampai hari ke-14.


dan ke-6 kembali muncul retak baru. Retak 1 menunjukan lebar retak terus

bertambah sampai hari ke-6 dan mulai konstan pada hari selanjutnya sampai hari

ke-14. Retak 2 dan 3 menunjukan lebar retak terus bertambah hingga hari ke-8

dan nilainya mulai konstan pada hari selanjutnya sampai hari ke-14, sedangkan

pada retak 4 lebar retak konstan pada 2 hari pertama dan nilainya naik pada hari

ke-9 , kemudian mulai konstan lagi pada hari selanjutnya sampai hari ke-14.


dan ke-6 kembali muncul masing-masing 2 retak baru. Kelima retak tersebut

menunjukan lebar retak mulai konstan pada hari 8-10 dari awal retak hingga hari

ke-14


commit to user

54

4.3. Pengaruh Serat Terhadap Perilaku Retak akibat Susut

Plastis (Plastic Shrinkage) Fly-Ash Based Geopolymer Mortar

4.3.1. Pengaruh Serat Terhadap Panjang Retak

Rekapitulasi panjang retak dari hasil pengujian susut plastis dengan variasi

penambahan panjang serat dapat dilihat dalam Tabel 4.1. berikut ini.

Tabel 4.1. Rakapitulasi Total Panjang Retak Pada Fly-Ash Based Geopolymer

Mortar Dengan Variasi Panjang Serat

GEOPOLYMER MORTAR

BENDA UJI 1 BENDA UJI 2 BENDA UJI 3 Rata–rataVariasi panjang serat

(mm) Total Panjang Retak ( mm )

0 302,00 79,70 38,58 140,09 10 14,20 20,60 14,32 16,37 20 91,50 9,00 10,32 36,94 30 43,22 42,12 48,28 44,54

Tabel 4.1. dapat dibuat grafik trendline hubungan antara penambahan panjang

serat dengan panjang retak rata-rata yang terlihat pada Gambar 4.14.

Gambar 4.14. Grafik hubungan antara Penambahan Serat dengan Panjang

Retak Pada Fly-Ash Based Geopolymer Mortar

0 10 20 30 40

variasi panjang serat ( mm )


commit to user

55

Gambar 4.14. menunjukan adanya pengaruh variasi panjang serat dengan fab

0,25 terhadap lebar retak akibat dari penyusutan plastis. Geopolymer mortar yang

di tambah serat dengan variasi panjang serat 10 mm, 20 mm dan 30 mm

menyebabkan menyebabkan panjang retakannya semakin kecil, tetapi nilainya

menjadi besar kembali ketika panjang serat diperbesar.

Gambar 4.14. bisa juga memperkirakan berapa panjang serat optimum yang

dapat meminimalkan panjang retakan dari persamaan regresi Y = 0,328X2 -

12,51X + 132,2. Prosentase serat optimum didapat dari penurunan dy/dx=0.

Penurunan tersebut menghasilkan persamaan 65,66X -125,1=0, sehingga didapat

nilai X = 19,05 mm

4.3.2. Pengaruh Serat Terhadap Lebar Retak

Rekapitulasi lebar retak dari hasil pengujian susut plastis dengan variasi


Tabel 4.2. Rakapitulasi Total Lebar Retak Pada Fly-Ash Based Geopolymer


GEOPOLYMER MORTAR


(mm) Total Lebar Retak ( mm )

0 0,72 0,74 0,42 0,63 10 0,14 0,30 0,14 0,19 20 0,36 0,20 0,16 0,24 30 0,56 0,48 0,34 0,46


commit to user

56


serat dengan total lebar retak seperti pada Gambar 4.15. berikut ini.

Gambar 4.15. Grafik hubungan antara Penambahan Serat dengan Lebar Retak

Pada Fly-Ash Based Geopolymer Mortar


0,25 terhadap lebar retak akibat dari penyusutan plastis. Geopolymer mortar yang

di tambah serat dengan variasi panjang serat 10 mm, 20 mm dan 30 mm

menyebabkan lebar retakannya semakin kecil, tetapi nilainya menjadi besar

kembali ketika panjang serat diperbesar.


dapat meminimalkan lebar retak dari persamaan regresi Y = 0,0016X2 -0,0535X

+ 0,6113. Prosentase serat optimum didapat dari penurunan dy/dx=0. Penurunan

tersebut menghasilkan persamaan 0,0032X -0,0535=0, sehingga didapat nilai X =

16,72 mm

0 10 20 30 40



commit to user

57

4.3.3. Pengaruh Serat Terhadap Crack Density

Nilai crack density diperoleh dari pengolahan data panjang retakan dan lebar

retakan. Nilai crack density dihitung dengan rumus sebagai berikut:

Crack density ……………………... (4.1)

Rekapitulasi crack density retak dari hasil pengujian susut plastis dengan variasi


Tabel 4.3. Rakapitulasi nilai crack density Pada Fly-Ash Based Geopolymer


GEOPOLYMER MORTAR


(mm) Crack Area Density ( mm2 /cm2 )

0 0,01748 0,00330 0,00170 0,00749

10 0,00043 0,00079 0,00042 0,00055

20 0,00380 0,00020 0,00026 0,00142

30 0,00149 0,00213 0,00134 0,00165


serat dengan crack density seperti pada Gambar 4.16. berikut ini.

Gambar 4.16. Grafik hubungan antara Penambahan Serat dengan Crack

Density Pada Fly-Ash Based Geopolymer Mortar

0 10 20 30 40



commit to user

58


0,25 terhadap crack density akibat dari penyusutan plastis. Geopolymer mortar

yang di tambah serat dengan variasi panjang serat 10 mm, 20 mm dan 30 mm

menyebabkan crack density semakin kecil, tetapi nilainya menjadi besar kembali

ketika panjang serat diperbesar.


dapat meminimalkan crack density dari persamaan regresi Y = 0,000018X2 -

0,000705X + 0,007071. Prosentase serat optimum didapat dari penurunan

dy/dx=0. Penurunan tersebut menghasilkan persamaan 0,000036X -0,000705=0,

sehingga didapat nilai X = 19,58 mm


commit to user

59

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Hasil penelitian menunjukkan dengan penambahan kadar serat 0,5 % dari volume

benda uji, mampu meningkatkan kinerja geopolymer mortar dilihat dari

menurunnya nilai retakan hingga angka optimum.

a. Ditinjau dari segi panjang retak, dengan persamaan regresi y = 0,328x2 -

12,51x + 132,2, nilai optimumnya didapat dengan panjang serat 19,05 mm.

b. Ditinjau dari segi lebar retak, dengan persamaan regresi y = 0,0016x2 -

0,0535x + 0,6113, nilai optimumnya didapat dengan panjang serat 16,72 mm.

c. Ditinjau dari segi crack density, dengan persamaan regresi y = 0,000018y2 -

0,000705y + 0,007071, nilai optimumnya didapat dengan panjang serat 19,58

mm.

5.2. Saran

Berdasarkan penelitian ini, dapat diberikan saran-saran sebagai berikut:

1. Saat memasukkan dalam cetakan harus dilakukan pemadatan secara benar,

cetakan harus benar-benar simetri, dan penempatan stess riser yang sesuai

pedoman untuk mendapatkan karakteristik retak yang diinginkan.

2. Saat penaburan serat diusahakan merata dan tidak menggumpal hanya pada

satu sisi.

3. Agregat halus yang digunakan dalam keadaan SSD/ kering permukaan, bila

terlalu basah akan memicu retak yang lebih besar, sedangkan bila terlalu

kering akan banyak menyerap air yang digunakan untuk campuran.

4. Perlu adanya sosialisasi dan pembudidayaan serat abaka secara luas, agar

menjaga ketersediaannya.

5. Penelitian berikutnya dapat dicoba dengan kadar alkali aktivator,

perbandingan fly ash terhadap pasir, serta kadar serat yang berbeda

pengaruh variasi serat abaka terhadap susut plastis/pengaruh... · serat abaka lebih dipilih...

Documents