Papapran Prof Dewi [PDF]

Citation preview

Semen Ground Granulated Blast Furnace Slag (semen GGBFS) Produksi Krakatau Semen Indonesia



Semen GGBFS 



Berasal dari terak tanur produk industri baja PT Krakatau Steel Indonesia







Mengandung kalsium silica sebagai produk samping tanur baja







Diproduksi oleh PT Krakatau Semen Indonesia sebagai subtitusi semen Portland dengan beberapa keuntungan yaitu penyelamatan lingkungan,memperbaiki sifat semen yang ada dan menurunkan biaya konstruksi



Hidrasi semen 



Ketika PC bereaksi dengan air terbentuk calcium silicate hydrate (CSH) yang merupakan kekuatan dari pasta semen.







Ketika PSC bereaksi dengan air juga terbentuk CSH dari kalsium silica yang ada, tetapi ditambah dengan reaksi pozoland bersama dengan calcium hydroxide (Ca(OH)2) yang berasal dari reaksi PC dan SiO2 yang berasal dari slag.







Dengan kemampuan membentuk CSH maka slag dapat berfungsi sbg semen atau subtitusi semen







Reaksi pozoland diketahui menambah keawetan beton



Panas hidrasi 



Sesuatu yang dikeluhkan pada pemakaian PC adalah panas hidrasi yang menyebabkan beton perlu perawatan khusus agar tidak retak







Keuntungan PSC adalah panas hidrasi tidak terlalu tinggi sehingga tenggang waktu perawatan pendek







Karena panas hidrasi rendah maka kandungan air tidak cepat menguap sehingga kelecakan beton tetap stabil jika di cor dalam waktu agak lama. Ini bisa dilihat dari penurunan slump beton pada pengadukan 4 menit dan pengadukan 2 jam.



Pembentukan CSH 



Pembentukan CSH pada PSC lebih lambat dari pada pembentukan CSH pada PC. Oleh sebab itu beton dengan PC lebih cepat keras dan beton dengan PSC lebih lambat seperti pada beton dengan PPC (semen pozoland).







Pembentukan CSH pada PSC memanfaatkan Alkali produk reaksi hidrasi PC, oleh sebab itu PSC tidak bisa menggantikan sepenuhnya peran PC.







Reaksi alkali silica yang dilakukan PSC mengurangi potensi perusakan agregat maupun tulangan oleh alkali bebas pada pemakaian PC.



Indeks aktifitas slag 



SNI maupun ASTM menetapkan mutu semen slag berdasarkan indeks aktifitas slag yaitu rasio antara kekuatan dengan subtitusi slag terhadap kekuatan semula pada subtitusi 50%



umur



grade



Indeks 5 contoh berurut



Indeks tiap contoh



7



80 100 120



75 95



70 90



28



80 100 120



75 95 115



70 90 110



Pengujian di Universitas Brawijaya 



Pengujian dilakukan terhadap kuat tekan mortar, kuat tekan beton, kuat lentur beton, kuat tarik belah beton dan kelecakan (slump)







Untuk mortar di gunakan rasio semen pasir (1:3),(1:4),)1:5) dan rasio subtitusi PSC thd PC sebesar 0%, 40%, 70 %, umur 7 hari, 28 hari,56 hari







Untuk beton digunakan mutu rencana K350 dan K275, faktor air semen 0.3 dan 0.4 serta subtitusi PSC thd PC sebesar 0%, 40%, 70 %, umur 7 hari,28 hari,56 hari.







Untuk beton juga diuji campuran diaduk normal dam campuran diaduk dua jam, slump diukur pada putaran 4 menit, dikembalikan dan diukur kembali setelah putaran 2 jam







Jumlah sampel tiap perlakuan masih terbatas yaitu 5 buah



Hasil pengujian mortar Tabel 1. Kuat Tekan Mortar (MPa) Rasio GGBFS 0% Semen:Pasir 28 hari 56 hari 1:3 28.26 36.30 1:4 16.24 21.47 1:5 9.86 20.30



GGBFS 40% 28 hari 56 hari 26.03 40.10 10.26 14.90 17.06 14.74



GGBFS 70% 28 hari 56 hari 17.63 25.07 7.80 11.14 10.14 14.64



Keterangan: Persentase optimum penggunaan material GGBFS sebagai pengganti semen untuk mortar adalah 40%.



Hasil pengujian kuat tekan beton normal Tabel 2. Kuat Tekan Beton (MPa) Mutu FAS GGBFS 0% Beton 28 hari 56 hari K-275 0.3 25.53 32.11 K-275 0.4 20.83 27.76 K-350 0.3 26.02 29.43 K-350 0.4 23.08 24.69



GGBFS 40% 28 hari 56 hari 27.72 35.25 18.78 20.18 27.20 28.75 16.99 20.37



GGBFS 70% 28 hari 56 hari 18.14 21.26 14.22 18.70 16.36 24.88 12.69 16.43



rata2 23,86 28,49 22,67 26,13 15,35 20,31 Keterangan: Persentase optimum penggunaan material GGBFS sebagai pengganti semen untuk beton adalah 40%.



Kuat tekan setelah diaduk 2 jam Tabel 3. Perbandingan Kuat Tekan Beton Biasa dan Beton dengan Waktu Aduk 2 Jam Mutu FAS Jenis GGBFS 0% GGBFS 40% GGBFS 70% Beton Beton 28 hari 56 hari 28 hari 56 hari 28 hari 56 hari K-275 0.3 A 25.53 32.11 27.72 35.25 18.14 21.26 B 35.77 48.32 44.64 32.48 23.33 24.95 K-275 0.4 A 20.83 27.76 18.78 20.18 14.22 18.70 B 26.71 35.03 22.89 25.07 20.88 24.22 K-350 0.3 A 26.02 29.43 27.20 28.75 16.36 24.88 B 29.83 25.51 32.53 36.86 24.09 29.76 K-350 0.4 A 23.08 24.69 16.99 20.37 12.69 16.43 B 37.39 26.39 35.11 22.80 19.44 18.79 Rata2-A 23,86 28.49 22.67 26.13 15.35 20.61 Rata2-B 32.45 33.82 33.79 29.30 21.93 24.43 Keterangan : 35.11 22.80 , dua angka ini perlu uji ulang A = Beton dengan waktu aduk normal B = Beton dengan waktu aduk 2 jam untuk mensimulasikan letak batching plan yang jauh dari tempat pengecoran



Hasil pengujian kuat tarik beton normal Tabel 2. Kuat Tekan Beton (MPa) Mutu FAS GGBFS 0% Beton 28 hari 56 hari K-275 0.3 4.48 5.81 K-275 0.4 4.68 4.51 K-350 0.3 5.27 4.83 K-350 0.4 3.97 4.62



GGBFS 40% 28 hari 56 hari 4.31 4.97 4.21 4.34 5.38 4.71 4.77 3.95



GGBFS 70% 28 hari 56 hari 3.99 4.59 3.04 3.46 4.04 4.57 4.14 3.64



Rata2 4,6 4,94 4,66 4,49 3,80 4,06 Keterangan: 4.77 3.95, perlu uji ulang Persentase optimum penggunaan material GGBFS sebagai pengganti semen untuk beton adalah 40%.



Hasil pengujian kuat lentur beton normal Tabel 2. Kuat Tekan Beton (MPa) Mutu FAS GGBFS 0% Beton 28 hari 56 hari K-275 0.3 2.82 3.54 K-275 0.4 2.83 2.89 K-350 0.3 3.05 3.60 K-350 0.4 2.74 2.63



GGBFS 40% 28 hari 56 hari 3,27 3.01 2.75 2.39 2.87 3.12 3.31 2.45



GGBFS 70% 28 hari 56 hari 2.34 2.51 2.05 2.29 3.00 2.00 1.89 1.89



Rata2 2,86 3.16 3,05 2,74 2,32 2,17 Keterangan: Persentase optimum penggunaan material GGBFS sebagai pengganti semen untuk beton adalah 40%.



Hasil pengujian slump beton dengan pengadukan normal dan dua jam



Kesimpulan pengujian mortar 



Karena jumlah sampel yang terbatas angka yang didapat belum stabil tetapi sudah tampak trend pengaruh subtitusi PSC terhadap PC yaitu



1.



Untuk subtitusi 40 % umur 7 -28 hari nilai aktifasi slag rata2 pada mortar (1:3) adalah 90% dan meningkat 110% pada umur 56 hari. Nilai ini menurun pada campuran mortar (1:4) dan (1:5)



2.



Untuk subtitusi 70 % umur 7 -28 hari nilai aktifasi slag rata2 pada mortar (1:3) adalah 65% dan meningkat 75% pada umur 56 hari. Nilai ini menurun pada campuran mortar (1:4) dan (1:5)



Kesimpulan uji tekan dan uji tarik beton 



Baik pada mutu rencana K275 maupun k350, untuk subtitusi 40% PSC, indeks aktifasi slag pada umur 7-28 hari untuk fas 0.3 adalah 109% tetapi turun jadi 85% pada fas 0.4. Pada umur 56 hari indeks aktifasi slag untu fas 0.3 adalah 109% dan pada fas 0.4 turun jadi 80%







Baik pada mutu rencana K275 maupun k350, untuk subtitusi 70% PSC, indeks aktifasi slag pada umur 7-28 hari untuk fas 0.3 adalah 72% tetapi turun jadi 60% pada fas 0.4. Pada umur 56 hari indeks aktifasi slag untu fas 0.3 adalah 75% dan pada fas 0.4 turun jadi 65%







Pengujian kuat tarik dan kuat lentur menunjukan trend yg sama







Kisaran data masih kasar karena jumlah sampel hanya 5 tiap kelompok dan benda uji dengan variasi umur tidak berasal dari adukan yang sama







Fas 0.4 sering memberi hasil tidak stabil







Waktu penelitian yg terbatas, tidak memungkinkan menguji ulang data yang tidak stabil



Kesimpulan uji slump dan adukan selama dua jam 



Selain pengaruh nyata fas thd slump, ternyata subtitusi PSC juga menambah nilai slump untuk K350







Yang menarik adalah penurunan nilai slump setelah diputar dua jam lebih besar pada adukan tanpa PSC dari pada adukan dengan PSC. Penurunan slump disebabkan air yang menguap akibat panas hidrasi, penguapan rendah jika panas hidrasi rendah. Dengan demikian pemakaian PSC dapat berfungsi sebagai retarder







Setelah adukan dua jam kuat tekan naik, dan ini wajar karena sebagian air menguap karena panas hidrasi sehingga fas efektif turun. Tetapi kenaikan ini pada mutu beton silinder, sedangkan mutu beton actual pada konstruksi masih dipengaruhi oleh kelecakan.







Dengan tingginya kelecakan pada adukan dengan PSC maka pemadatan pada konstruksi juga mudah sehingga hasil aktual akan lebih baik







Kelecakan yang tinggi juga bisa jadi peluang pemakaian PSC untuk beton mutu tinggi dengan menurunkan fas



kesimpulan 



Disarankan pemakaian subtitusi PSC hanya 30- 40 %







Dengan subtitusi ini mutu pada 28 hari tetap terjaga perawatan tidak perlu lama, pengerjaan mudah dan harga lebih murah







Perlu penelitian lebih lanjut dengan jumlah sampel lebih banyak dan mutu beton lebih tinggi.







Berapa pengaruh ketahanan sulfat, porositas dan berkurangnya resiko korosi juga perlu diuji. Penelitian tentang ini perlu waktu yang lebih panjang







Sebagai referensi semen slag telah dipakai cukup luas di manca negara untuk beton mutu tinggi. Jenis slag apakah terak besi atau terak nikel juga mempengaruhi mutu slag.