3.bab Ii Tinjauan Pustaka [PDF]

Citation preview

“Karakteristik Beton Berpori dengan Menggunakan Bahan Geopolimer ” TINJAUAN PUSTAKA



2.1 Definisi Beton Berpori Beton berpori memiliki banyak nama yang berbeda diantaranya adalah beton non-pasir, beton yang dapat tembus (pervious concrete), dan beton porus. Istilah beton non-pasir dikemukakan oleh Trisnoyuwono (2014:1) bahwa, “Beton non-pasir adalah bentuk sederhana dari beton ringan yang dibuat dengan cara mengurangi penggunaan butiran halus (pasir), dengan tidak digunakannya pasir dalam campuran rnenyebabkan terciptanya rongga antar agregat kasar.” Istilah lain dari beton berpori dikenal sebagai beton porus. Menurut Antoni (2008:2),



“Beton porous adalah material beton spesial dengan



porositas tinggi yaitu antara 15-30% rongga udara sehingga mudah untuk dilalui air. Beton porus dibuat dari campuran air, semen, agregat kasar dengan sedikit atau tanpa agregat halus agar didapatkan pori-pori yang cukup banyak.” Sedangkan American Concrete Institute (ACI) , salah satu komite beton internasional memberikan istilah beton berpori dengan nama pervious concrete. Menurut ACI 522R (2006:2),



“Beton



berpori



adalah



suatu



material bergradasi seragam yang terdiri dari semen Portland, agregat kasar, sedikit atau tanpa agregat halus, bahan tambah, dan air.” Berdasarkan dari pendapat para ahli, dapat dilihat persamaan dari ketiga pendapat tersebut yaitu pasir (agregat halus) yang digunakan sedikit bahkan tidak memakai pasir. Sehingga dapat simpulkan bahwa beton berpori adalah material beton yang tersusun dari campuran semen, air, agregat kasar, sedikit atau tanpa agregat halus sehingga memiliki pori-pori antar agregat kasar.



2.2 Material Penyusun Beton Berpori Seperti halnya beton normal komposisi yang digunakan untuk beton berpori tidak jauh berbeda, dimana material umum yang digunakan tetaplah semen, agregat,



admixture



dan



air.



Hal-hal



yang



harus



diperhatikan dalam proses pembuatan beton berpori adalah: 1) Agregat Agregat adalah butir-butir batu pecah, kerikil, pasir, atau mineral lain, berasal dari alam maupun buatan yang berbentuk mineral padat berupa ukuran besar maupun kecil. Agregat dalam beton berpori ada 2 yaitu : a. Agregat halus Agregat halus adalah agregat yang butir- butirannya antara 1,5 mm dan 5 mm. Dalam pemilihan agregat halus harus benar- benar memenuhi persyaratan yang ditentukan, karena sangat



menentukan



(workability),



kekuatan



dalam hal (strength),



kemudahan dan



pengerjaan



tingkat keawetan



(durability) dari beton yang dihasilkan (Tjokrodimulyo,1996). Berdasarkan ASTM C 125-03 “Standard Terminology Relating to



Concrete and Concrete Aggregates” agregat halus



adalah agregat yang lolos saringan 4,75 mm (No.4) dan tertahan saringan 75µm (No.200). Pasir sebagai bahan pembentuk mortar atau beton bersama semen dan air, berfungsi mengikat agregat kasar menjadi satu kesatuan yang kuat dan padat. Pada pengunaannya agregat halus dipakai sedikit atau sampai tidak sama sekali dalam pembuatan beton berpori. Untuk kualitas agregat sebaiknya digunakan yang baik, dimana agregat sebaiknya tidak berbentuk serpihan atau batuan yg pipih memanjang ataupun



juga batuan



berbentuk terlalu bulat (Purnamasari & Handayani,2020:145).



yang



b. Agregat kasar Menurut “agregat



kasar



butirannya antara



Tjokrodimuljo adalah



(1996)



menyebutkan



bahwa,



agregat yang mempunyai ukuran butir-



5 mm dan 40 mm”. Sedangkan, berdasarkan



ASTM C 125-03 “Standard Terminology Relating to Concrete and Concrete Aggregates” agregat kasar adalah suatu agregat yang tertahan pada saringan 4,75 mm (No.4). Sifat-sifat agregat kasar yang perlu diketahui antara lain ketahanan (hardness), bentuk dan tekstur permukaan (shape and texture surface), berat jenis agregat (specific gravity), ikatan agregat kasar (bonding), modulus halus butir (finenes modulus), dan gradasi agregat (grading). Pada beton berpori sendiri jenis gradasi agregat yang digunakan biasanya adalah agregat dengan gradasi yang buruk, dimana agregat dengan gradasi buruk memiliki rongga-rongga antar tiap susunan agregatnya. Biasanya agregat kasar yang digunakan memiliki dimensi yang seragam (uniform) atau dapat berdimensi



lain



juga



dengan



dikombinasikan



dengan



agregat



minimal dimensi 9 mm - 5mm



(Purnamasari & Handayani,2020:145). 2) Semen Portland Semen portland merupakan bubuk halus yang diperoleh dengan menggiling klinker (yang didapat dari pembakaran suatu campuran yang baik dan merata antara kapur dan bahan-bahan yang mengandung silika, aluminia, dan oxid besi), dengan batu gips sebagai bahan tambah dalam jumlah yang cukup. Bubuk halus ini bila dicampur dengan air, selang beberapa waktu dapat menjadi keras dan digunakan sebagai bahan ikat hidrolis. Semen jika dicampur dengan air akan membentuk adukan yang disebut pasta semen, jika dicampur dengan agregat halus (pasir) dan air, maka akan terbentuk



adukan yang disebut mortar, jika ditambah lagi dengan agregat kasar (kerikil) akan terbentuk adukan yang biasa disebut beton. Dalam



campuaran beton, semen bersama air sebagai kelompok



aktif sedangkan pasir dan kerikil sebagai kelompok pasif adalah kelompok yang berfungsi sebagai pengisi (Tjokrodimulyo, 2007). Dapat dikatakan bahwa semen merupakan bahan pengikat antara agregat kasar dan agregat halus. Dalam pengujian pembuatan beton berpori ini, semen portland diganti dengan material geopolimer sebagai pengganti bahan pengikat. 3) Air Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen, serta untuk menjadi bahan pelumas antar



butir-butir



agregat



agar



mudah



dikerjakan dan dipadatkan. Untuk bereaksi dengan semen, air yang diperlukan hanya sekitar 25% berat semen saja, namun dalam kenyataannya nilai faktor air semen yang dipakai sulit kurang



dari



0,35. Menurut



Tjokrodimulyjo



(1996),



dalam



pemakaian air untuk beton sebaiknya air memenuhi syarat sebagai berikut : “1)Tidak mengandung lumpur (benda yang melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter, 2)Tidak mengandung garam-garam yang merusak beton (asam, zat organik, ddl) lebih dari 15 gram/liter, 3)Tidak mengandung klorida (CL) lebih dari 0,5 gram/liter, 4)Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.” Pengaruh kurangnya air pada campuran beton berpori sangat dirasakan ketika proses pelepasan benda uji dari cetakan dilakukan, dimana beton berpori yang rapuh sangat mudah hancur ketika dilepas dari cetakannya. Sehingga air tidak dapat ditambahkan sembarangan saat



pengadukan



pasta



beton,



tetapi



harus disesuaikan dengan



kebutuhan dalam kemudahan pengerjaan serta mutu beton yang diinginkan.



2.3 Karakteristik Beton Berpori 1) Kuat Tekan Kuat tekan beton berpori dengan kuat tekan beton normal meliliki prinsip kerja yang yang sama. Menurut SNI 03-1974-1990 yang dimaksudkan dengan kuat tekan beton adalah besarnya beban persatuan luas yang menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani dengan gaya tekan tertentu.yang dihasilkan oleh mesin uji tekan. Dari pendapat lain,



menurut Konado dkk (2019), “Kuat tekan



beton adalah besarnya beban per satuan luas, yang menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani gaya tekan tertentu yang dihasilkan oleh mesin tekan”. Dapat disimpulkan kuat tekan beton merupakan kekuatan beton menerima gaya tekan yang dirumuskan melalui beban maksimun yang diterima per satuan luas permukaan beton. Sehingga kuat tekan dapat dirumuskan sebagai berikut: f ' c= Keterangan:



P A



f’c = kuat tekan beton (MPa) P = Beban maksimum (N) A = luas penampang (mm2)



2) Permeabilitas Permeabilitas beton adalah kemudahan beton untuk dapat dilalui air. Jika beton tersebut dapat dilalui air, maka beton tersebut dikatakan permeabel.



Jika



sebaliknya,



maka



beton



tersebut



dikatakan



impermeabel, maka sifat permeabilitas yang penting pada beton adalah permeabilitas terhadap air ( Nurchasanah, 2010). Menurut Konado dkk (2019), “Permeabilitas beton merupakan kemampuan pori- pori beton ringan dilalui oleh air.”.



Sehingga permeabilitas dapat diartikan sebagai kemampuan beton untuk dapat dilalui oleh air melalui pori-porinya. Menurut diekspresikan



Nurchasanah sebagai



(2010;31),



“Permeabilitas



dapat



koefisien permeabilitas (k), yang dievaluasi



berdasarkan hukum Darcy.” Persamaan permeabilitas adalah sebagi berikut: 1 dq dH =k A dt L Keterangan:



dq dt



= kecepatan aliran air



A



= Luas penampang beton



dH



= tinggi air jatuh



L



= Ketebalan sampel beton



k



= Koefisien permeabilitas



2.4 Definisi Bahan Geopolimer Istilah geopolimer pertama kali diperkenalkan oleh Davidovitz pada tahun 1978 untuk menggambarkan jenis pengikat mineral yang memiliki komposisi kimia menyerupai zeolit tetapi memiliki mikrostruktur yang amorf. Definisi bahan geopolimer dikemukan oleh Davidovits (1994) bahwa, “Bahan geopolimer adalah suatu material atau bahan yang dihasilkan dari proses geosintesis atau polimerisasi dari partikel aluminosilikat dan alkali silikat sehingga menghasilkan struktur amorf-semikristal tiga dimensi antara SiO4 dan tetrahedral AlO4.” Adapun dari definisi bahan geopolimer yang hampir sama dari Irawati (2009:10) yang berpendapat bahwa “Geopolimer adalah sebuah senyawa silikat alumino anorganik, yang disintesiskan dari bahan-bahan produk sampingan seperti abu terbang (fly ash), abu kulit padi (rice husk ash) dan lain-lain, yang banyak mengandung silika dan alumina."



Dari kedua definisi bahan geopolimer yang telah dijabarkan, dapat disimpulkan bahwa bahan geopolimer adalah material yang berasal dari produk abu terbang dan sejenisnya yang mengandung silika (SiO4) dan alumina (A1O4). Adanya usnur silika dan alumina pada geopolimer yang memiliki kemiripan kandungan unsur pada semen. Sehingga dapat diasumsikan bahwa bahan geopolimer dapat digunakan pada beton sebagai bahan pengikat pengganti semen. 2.5 Pemanfaatan Geopolimer pada Beton Penggunaan geopolimer pada beton telah banyak diteliti. Adapun pemanfaatan geopolimer pada beton dijadikan sebagai semen untuk campuran beton seperti yang dikemukan oleh Irawati (2009:11) sebagai berikut : “Pembuatan semen geopolimer dapat mereduksi hingga 80 % CO2 yang dihasilkan dari proses pembuatan semen konvensional (semen Portland). Proses pembuatan semen konvensional setidaknya memerlukan suhu lebih dari 1250 0C, sedangkan pada geopolimer dengan pemanasan lebih kurang 600C selama 12-24 jam sudah dapat dihasilkan beton yang berkekuatan tinggi.” Dalam penelitian lain untuk beton porous dilakukan oleh Karimah & Prasojo (2019:65) mengemukakan pemanfaatan beton geopolimer seperti dibawah: “Pemanfaatan material geopolimer yang digunakan sebagai beton porous menghasilkan beton yang ramah lingkugan karena pada proses pembuatan beton geopolimer tidak terlalu memerlukan energi, seperti halnya proses pembuatan klinker semen portland yang memerlukan suhu hingga 1450 derajat Celsius. Pemanasan lebih kurang 60 derajat Celsius selama satu hari penuh sudah dapat dihasilkan beton geopolimer. Oleh karena itu, pembuatan beton geopolimer mampu menurunkan emisi gas rumah kaca yang diakibatkan oleh proses produksi semen hingga tersisa 20%.” Kedua pendapat yang telah dijabarkan mengenai pemanfaatan beton berpori dapat dilihat persamaannya yaitu pada pemanfaatan geopolimer pada beton untuk bahan pengikat pengganti semen yang dapat mengurangi gas CO2 dari pembuatan beton biasa. Sehingga dapat disimpulkan bahwa beton porous dengan geopolimer dihasilkan dengan sepenuhnya mengganti semen Portland biasa (OPC)



menjadi semen dari fly ash (abu terbang). Dengan memanfaatkan bahan geopolimer maka secara tidak langsung kita juga akan mengurangi pencemaran lingkungan yang terjadi, karena dapat mengurangi emisi gas CO2 yang dihasilkan oleh industri semen dan memanfaatkan limbah pabrik yang berupa abu terbang. Seperti kita ketahui bersama bahwa abu terbang yang dipakai dalam penelitian ini merupakan salah satu limbah B3 (Bahan Beracun Berbahaya). Tentunya penggunaan abu terbang ini suatu hal yang berdampak positif sekali yang menguntungkan kita bersama.