ta bab 3 yang diperbaharui lagi baru tadi malem
TRANSCRIPT
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metode Penulisan
Dalam membuat tugas akhir ini, kami menggunakan metode sebagai berikut :
a. Studi Kepustakaan
Studi kepustakaan adalah suatu metode dalam mengambil keputusan dan
mengumpulkan data berdasarkan data berdasarkan buku–buku/bahan–
bahan yang memberikan gambaran secara umum.
b. Studi Laboratorium
Studi laboratorium adalah suatu metode dalam pengumpulan data
berdasarkan pengujian terhadap benda uji di laboratorium untuk
mendapatkan hasil yang dilaksanakan.
3.2 Bahan dan Peralatan Penelitian
a. Bahan
- Air
Air yang digunakan adalah air dari Laboratorium Jurusan Teknik Sipil,
Polteknik Negeri Jakarta. Air yang digunakan adalah air yang bersih, tidak
berwarna dan tidak berbau.
- Agregat Halus (Pasir)
Pasir yang digunakan adalah pasir Bangka yang telah dibeli dari Toko
Material di Jl. Hasyim Ashari Cipondoh, Tangerang.
1
- Fly Ash (Abu Terbang)
Abu terbang yang digunakan adalah abu terbang tipe F yang didapat dari
PT. Unggul Beton Remikon di Jl. Tanjung Duren Barat, Green Ville
Maisonette Complex Blok FB No.3 Jakarta Barat.
- Geopolimer
NaOH dan Na2SiO3 yang digunakan adalah di dapat dari Toko Bahan
Kimia di daerah Cipondoh, Tangerang.
3.3 Waktu dan Tempat Penelitian
a. Waktu Penelitian :
penelitian dilakukan pada bulan April 2012 sampai bulan Mei 2012.
b. Tempat Penelitian :
penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Sipil Politeknik Negeri
Jakarta.
3.4 Desain Penelitian
3.4.1 Perencanaan Penelitian
Penelitian dilakukan dengan cara metode eksperimen, yaitu dengan
membuat benda uji berupa adukan dengan komposisi campuran yang berbeda –
beda dengan variasi yang berbeda dan melakukan proses pengadukan yang
sebelumnya dilakukan perhitungan agar komposisi yang dibuat sesuai. Benda uji
yang dibuat dilakukan sesuai dengan prosedur nya baik dalam pencampuran
geopolimer maupun pada saat pembuatan mortar, Untuk trial mix benda uji yang
dibuat adalah benda uji kuat tekan yaitu berbentuk kubus dengan ukuran 5 x 5 x 5
cm. Langkah pencampuran geopolimer untuk mortar dapat dilihat pada Gambar
3.1.
2
Gambar 3.1 Skema Pencampuran Cairan Geopolimer
3
Menyiapkan Bahan
Campuran dapat digunakankeesokan harinya
Air dicampurkan dengan NaOH
Campuran Air dan NaOH ditambahkan Na2Sio3
Campuran Air, NaOH, Na2Sio3 di aduk secara merata
Campuran ditutup rapat
Campuran di diamkan 24 jam
Timbang NaOH Timbang Air Timbang Na2Sio3
Air dituangkan ke dalam Ember/Botol yang dapat tertutup rapat
3.4.2 Penentuan Perbandingan volume campuran dan faktor air campuran
Penentuan perbandingan volume campuran dilakukan melalui proses trial
mix dengan melakukan perhitungan terlebih dahulu untuk mendapatkan berat
yang belum diketahui perbandingannya. Untuk mendapatkan berat abu terbang,
pasir, dan air maka perbandingannya adalah Abu terbang : Agregat halus :
Air/abu terbang. Untuk faktor air yang digunakan dilakukan percobaaan dan
perhitungan yaitu antara 0,3 - 0,75. Komposisi perbandingan dan hasil Trial Mix
dapat dilihat pada Tabel 3.1 ; Tabel 3.2 ; dan Tabel 3.3.
Perbandingan
Abu terbang : Agregat halus :
Air/Abu terbang : NaOH :
2NaOH/Na2SiO3
Metode Pencampuran
NaOH, Na2SiO3 dan
Air
Hasil Pengamatan
Penelitian
Secara Visual
- 1 : 3 : 0,3 : 8 : 2
- 1 : 3 : 0,3 : 10 : 2
- 1 : 3 : 0,3 : 12 : 2
- 1 : 3 : 0,3 : 12 : 2
Didiamkan 24 Jam
Didiamkan 24 Jam
- Adukan terlalu kering dan
tidak dapat dilakukan
pencetakan benda uji.
- Adukan tidak dapat
dicampur karna Campuran
geopolimernya mengkristal.
Hasil Pengamatan visual pada Trial Mix pertama menunjukan bahwa campuran
mortar geopolimer tidak dapat dilakukan pengadukan karena kadar air yang
digunakan adalah kadar air minimal yaitu 0,3 kemudian dilakukan Trial Mix
kedua yaitu dengan menggunakan kadar air maksimum yaitu 0,75 dan merubah
variasi dari jumlah NaOH dikarenakan pada 12 dan 14 mol setelah didiamkan
selama 24 jam campuran geopolimer tersebut mengkristal. Selain itu sebelumnya
telah dilakukan percobaan untuk mencampur geopolimer dengan jumlah NaOH
16 mol dan didiamkan 24 jam ternyata terjadi pengkristalan.
4
Tabel 3.1 Hasil Pengujian (Trial Mix 1)
Perbandingan
Abu terbang : Agregat halus :
Air/Abu terbang : NaOH :
2NaOH/Na2SiO3
Metode Pencampuran
NaOH, Na2SiO3 dan
Air
Hasil Pengamatan
Penelitian
Secara Visual
- 1 : 3 : 0,75 : 8 : 2
- 1 : 3 : 0,75 : 9 : 2
- 1 : 3 : 0,75 : 10 : 2
- 1 : 3 : 0,75 : 11 : 2
Didiamkan 24 Jam
Didiamkan 24 Jam
- Adukan homogen dan
dalam proses pembukaan
cetakan sulit.
- Adukan tidak encer tetapi
masih mudah untuk
dikerjakan dan proses
pembukaan cetakan sulit.
Hasil pengamatan secara visual pada Trial Mix kedua menunjukan bahwa
variasi yang dirubah dapat dikerjakan tetapi setelah dilakukan proses pembukaan
cetakan ternyata cetakan sulit untuk dibuka, maka dilakukan perubahan pada
perbandingan :
NaOH : 2NaOH/Na2SiO3 perbandingan ini dirubah menjadi NaOH : NaOH/
Na2SiO3 dengan variasi NaOH yang tetap sesuai dengan Trial Mix 2 yaitu 8, 9, 10,
11 Mol dan perubahan terjadi pada jumlah Na2SiO3 menjadi 1. Hasil pengujian
Konsistensi pada pengujian Trial Mix 2 dapat dilihat pada Tabel 4.0.
Perbandingan
Abu terbang : Agregat halus :
Air/Abu terbang : NaOH :
2NaOH/Na2SiO3
Konsistensi (cm)
Nilai
Konsistensi
(%)
1 2 3 4
Rata -
rata
- 1 : 3 : 0,75 : 8 : 2
- 1 : 3 : 0,75 : 10 : 2
25,5
20
25
21,5
25
21,5
25
22,5
25,125
21,375
100,5
85,5
5
Tabel 3.2 Hasil Pengujian (Trial Mix 2)
Tabel 3.3 Hasil Pengujian Konsistensi (Trial Mix 2)
Perbandingan
Abu terbang : Agregat halus :
Air/Abu terbang : NaOH :
NaOH/Na2SiO3
Metode Pencampuran
NaOH, Na2SiO3 dan
Air
Hasil Pengamatan
Penelitian
Secara Visual
- 1 : 3 : 0,75 : 8 : 1
- 1 : 3 : 0,75 : 9 : 1
- 1 : 3 : 0,75 : 10 : 1
- 1 : 3 : 0,75 : 11 : 1
Didiamkan 24 Jam
Didiamkan 24 Jam
Didiamkan 24 Jam
- Adukan homogen, enak
untuk dikerjakan dan dalam
proses pembukaan cetakan
mudah dilepaskan.
- Adukan agak encer tetapi
mudah untuk dikerjakan dan
proses pembukaan cetakan
mudah dilepaskan.
- Adukan sedikit kering tetapi
mudah untuk dikerjakan dan
proses pembukaan cetakan
mudah dilepaskan.
Perbandingan
Abu terbang : Agregat halus :
Air/Abu terbang : NaOH :
NaOH/Na2SiO3
Konsistensi (cm)
Nilai
Konsistensi
(%)
1 2 3 4
Rata
-rata
- 1 : 3 : 0,75 : 8 : 1
- 1 : 3 : 0,75 : 9 : 1
- 1 : 3 : 0,75 : 10 : 1
- 1 : 3 : 0,75 : 11 : 1
23,5
24,5
30
22
23,5
24,5
30
22
23,5
24,5
30
22
23,5
24,5
30
22
23,5
24,5
30
22
94
98
120
88
6
Tabel 3.4 Hasil Pengujian (Trial Mix 3)
Tabel 3.5 Hasil Pengujian Konsistensi (Trial Mix 3)
Dari hasil pengamatan Trial Mix ketiga menunjukan bahwa dengan variasi 8, 9,
10, 11 Mol dan jumlah Na2SiO3 adalah 1 dan hasil uji konsistensinya dapat dilihat
pada Tabel 4.3, maka didapatkan perbandingan yang tepat untuk penelitian ini
adalah sebagai berikut :
Abu terbang : Agregat halus : Air/Abu terbang : NaOH : NaOH/Na2SiO3
1 : 3 : 0,75 : 8 : 1
1 : 3 : 0,75 : 9 : 1
1 : 3 : 0,75 : 10 : 1
1 : 3 : 0,75 : 11 : 1
Dokumentasi Proses Pencampuran Geopolimer :
Gambar 3.2 Penimbangan NaOH
Gambar 3.3 Persiapan Pencampuran Air dan NaOH
7
Gambar 3.4 Proses Pencampuran NaOH, Air, dan Na2SiO3
3.4.3 Perhitungan Kebutuhan Bahan Penelitian
Perhitungan kebutuhan bahan untuk penelitian yaitu dilakukan dengan
menghitung volume pekerjaannya terlebih dahulu kemudian volume dari
pekerjaan tersebut dikalikan dengan berat masing – masing bahan yang telah
dihitung berdasarkan perbandingan volume, perhitungan volume pekerjaan dapat
dilihat pada Tabel 3.6 dan Tabel 3.7. Kemudian setelah didapat jumlah kebutuhan
dari bahan penelitian langkah selanjutnya adalah menghitung jumlah molaritas
dari variasi yang telah ditentukan sebelumnya, variasi dan berat dari bahan
geopolimer dan lainnya dapat dilihat pada Tabel 3.8.
Volume Pekerjaan Ukuran
Volume
(cm3)
Volume
(m3)
Volume +
Koreksi 10 %
(m3)
15 Kubus
6 Balok Kuat Lentur
2 Balok Perubahan
panjang
5 x 5 x 5
2,5 x 2,5 x 10
2,5 x 2,5 x 28,5
1875
375
356,25
0,001875
0,000375
0,000356
0,002063
0,000413
0,000392
Total 0,002868
8
Tabel 3.6 Perhitungan Volume Pekerjaan
Perhitungan Berat Abu Terbang, Pasir dan Air
Abu Terbang
Pasir
Air
0,002868 x 309,2 x 1000 = 886,78 gr
0,002868 x 1477,12 x 1000 = 423,38 gr
0,002868 x 661,10 x 1000 = 661,10 gr
Tabel 3.8 Variasi dan jumlah benda uji penelitian sifat fisik dan mekanik
mortar geopolimer tanpa perawatan (dengan suhu ruang)
Variasi
NaOH
Mix Desain Benda Uji
Fly Ash
(gram)
Pasir
(gram)
Air
(gram)
NaOH
(gram)
NaOH/
Na2siO3
Kuat
Tekan
Kuat
Lentur
Perubahan
Panjang
8
9
10
11
886.7856
886.7856
886.7856
886.7856
661.1093
661.1093
661.1093
661.1093
211.555
237.999
264.443
290.888
211.555
237.933
264.4437
290.8881
211.555
237.933
264.4437
290.8881
15 buah
15 buah
15 buah
15 buah
6 buah
6 buah
6 buah
6 buah
2 buah
2 buah
2 buah
2 buah
Rumus : (Perhitungan Molaritas NaOH)
8 Mol =
=
=
9
Tabel 3.7 Perhitungan Volume Pekerjaan
8 x Mr x Berat Air
1000
8 x 40 x 661,10
1000
211,555 gram
3.5 Prosedur Pengujian
Pengujian yang dilaksanakan dalam penelitian ini terdiri dari pengujian agregat
halus, pengujian abu terbang, pengujian adukan / mortar.
3.5.1 Pengujian Agregat Halus (Pasir)
Pengujian agregat halus terdiri dari pengujian berat jenis, berat isi, analisa
ayak, kadar air dan kadar lumpur.
3.5.1.1 Pengujian Berat Jenis Agregat Halus ( SK – SNI – M 09 – 1989 – F )
Peralatan :
1. Timbangan dengan ketelitian 0,1 gram mempunyai kapasitas
5 kg.
2. Picnometer dengan kapasitas 500 ml.
3. Kerucut terpancung
4. Batang penumbuk
5. Saringan 4 mm
6. Oven
7. Pengukur suhu dengan ketelitian 1ºC
8. Talam
9. Bejana tempat air
10. Pompa hampa udara
11. Air suling
12. Desikator
Bahan :
Benda uji adalah agregat yang lolos ayakan no. 4 (4,75 mm) diperoleh
dari alat pemisah contoh atau perempat sebanyak 2000 gram.
Prosedur :
10
Pertama – tama benda uji dikeringkan di dalam oven pada suhu 110º ±
5ºC sampai berat tetap. Lalu benda uji didinginkan pada suhu ruang,
kemudian rendam dalam air pada suhu ruang selama 24 jam. Kemudian
air perendam dibuang dengan hati – hati, jangan sampai ada butiran
yang hilang. Lalu benda uji tersebut dituangkan di atas talam dan
dikeringkan di udara panas dengan cara membalik – baliknya.
Pengeringan dilakukan sampai tercapai jenuh permukaan kering (JPK).
Selanjutnya periksa dalam keadaan JPK dengan mengisi benda uji ke
dalam kerucut terpancung, lalu padatkan selama 25 kali, angkat kerucut.
Keadaan JPK tercapai jika benda uji lerengnya runtuh akan tetapi
tingginya masih tetap.
Setelah keadaan JPK, ambil benda uji sebanyak ± 500 gram (Bssd)
kemudian dimasukkan ke dalam piknometer, lalu masukan air suling
sebanyak 90% dari isi piknometer, putar dengan diguncangkan sehingga
tidak terlihat gelembung udara di dalamnya. Untuk mempercepat dapat
digunakan pompa hampa udara atau dengan merebus piknometer.
Kemudian rendam piknometer dalam air sampai mencapai suhu 25ºC.
Lalu tambahkan air sampai batas tertentu. Piknometer yang berisi air dan
benda uji kemudian ditimbang (BT). Kemudian benda uji dikeluarkan
dari piknometer dan dikeringkan di dalam oven sampai beratnya tetap.
Setelah berat tetap, benda uji ditimbang (BK). Tentukan berat
piknometer berisi air penuh dan ukur suhu air guna penyesuaian dengan
suhu standar 25ºC (B).
Perhitungan :
a. Berat Jenis (Bulk Specific Gravity) =
b. Berat Jenis Kering Permukaan Jenuh (Bssd) =
11
Bk
B + Bssd - BT
Bssd
B + Bssd - BT
BkB + Bk - BT
c. Berat Jenis Semu (Apparent Surface Dry) =
d. Penyerapan Air =
Dimana :
BK : Berat benda uji kering oven (gram)
Bssd : Berat benda uji dalam keadaan kering permukaan jenuh
(JPK/SSD) (gram)
B : Berat piknometer + air (gram)
BT : Berat piknometer + benda uji + air (gram)
3.5.1.2 Pengujian Berat Isi Agregat Halus ( ASTM C – 29 – 78 )
Peralatan :
1. Timbangan dengan ketelitian 0,1 gram.
2. Talam dengan kapasitas besar
3. Tongkat pemadat diameter 15mm dan panjang 60 cm
4. Mistar perata
5. Wadah baja yang cukup kaku berbentuk silinder dengan alat
pemegang, berkapasitas sebagai berikut :
Tabel 3.9 Macam – Macam Wadah Baja Silinder
Kapasitas
(Liter)
Diameter
(mm)
Tinggi
(mm)
Tebal tempat
Minimum
Ukuran
Butiran Max
Dasar Sisi (mm)
2,651
7,069
14,158
28,316
150,4
203,2
254
355,6
150,9
252,1
279,4
284,4
5,08
5,08
5,08
5,08
2,54
2,54
3
3
12,7
25,4
38,1
101,6
12
Bssd – Bk Bk x 100 %
Bahan :
Benda uji adalah agregat yang telah kering oven dengan suhu 110º ± 5ºC
sampai berat tetap.
Prosedur :
a. Berat Isi Lepas
Langkah pertama menimbang silinder dan mencatat
beratnya (W1), Kemudian benda uji dimasukkan dengan hati – hati agar
tidak terjadi pemisahan butiran, dari ketinggian maksimum 5 cm di atas
wadah dengan menggunakan sendok atau sekop sampai penuh. Lalu
benda uji diratakan permukaannya menggunakan mistar perata.
Kemudian wadah dan isi ditimbang beratnya (W2). Selanjutnya hitung
berat benda uji (W3 = W2 – W1).
b. Berat Isi Padat
Langkah pertama menimbang silinder dan mencatat
beratnya (W1). Kemudian isi silinder dengan benda uji dalam tiga lapis
yang sama tebal. Setiap lapis dipadatkan dengan tongkat pemadat
sebanyak 25 kali tusukkan secara merata. Pada pemadatan tongkat
masuk sampai bagian bawah tiap lapisan. Lalu permukaan benda uji
diratakan dengan mistar perata. Kemudian timbang berat benda uji dan
wadah (W4). Selanjutnya hitung berat benda uji (W5 = W4 – W1).
Perhitungan :
a. Berat Isi agregat Lepas =
b. Berat Isi Agregat Padat =
13
W3
V
W5
V
c. Voids =
Dimana :
W3 = Berat benda uji dalam kondisi lepas (Kg)
W5 = Berat benda uji dalam kondisi padat (Kg)
V = Volume tabung silinder (lt)
S = Bulk Specific Gravity
M = Berat isi agregat
W = Density air = 998 kg/lt
3.5.1.3 Pengujian Analisa Ayak Agregat Halus ( SK – SNI – M 08 – 1989 – F )
Peralatan :
1. Timbangan dengan ketelitian 0,1 gr.
2. Satu set saringan.
3. Oven untuk memanaskan benda uji.
4. Alat pemisah contoh.
5. Mesin penggetar saringan.
6. Talam.
7. kuas, sikat halus, sikat kuningan.
8. Sendok dan alat – alat lainnya.
Bahan :
Benda uji diperoleh dari alat pemisah contoh atau cara perempat sebanyak :
a. Ukuran maksimum no. 4 : berat minimum 500 gram
b. Ukuran maksimum no. 8 : berat minimum 100 gram
Prosedur :
14
(( S x W ) – M ) x 100
S x W
Langkah pertama adalah benda uji dikeringkan di dalam oven
dengan suhu 110º ± 5ºC, sampai berat tetap. Kemudian timbang benda
uji sesuai dengan berat yang disyaratkan. Lalu susun saringan, dengan
menempatkan saringan paling besar dibagian atas dan letakkan pan pada
bagian bawah. Kemudian agregat dimasukkan pada bagian atas, lalu
bagian atas saringan ditutup dengan penutup saringan. Selanjutnya
susunan saringan diletakkan dalam mesin penggetar saringan (sieve
shaker). Setelah itu, mesin dijalankan selama 15 menit. Kemudian
timbang berat agregat yang terdapat pada masing – masing saringan.
3.5.1.4 Pengujian Kadar Air Agregat Halus ( SK – SNI M 11- 1989- F )
Peralatan :
1. Timbangan kapasitas 10 Kg dengan ketelitian 0,1 gram.
2. Oven.
3. Talam
Bahan :
Benda uji banyaknya tergantung pada ukur butir maksimum sesuai
dengan daftar di bawah ini.
Tabel 3.10 Banyaknya Benda Uji Berdasarkan Ukur Butir
Maksimum
Ukuran Butir
Maksimum
Berat
Contoh
Ukuran Butir
Maksimum
Berat
Contoh
mm inci Kg mm inci Kg
6.3 1/4
9.5 0.375
12.7 1/2
19.1 0.375
25.4 1
38.1 1.5
0.5
1.5
2.0
3.0
4.0
6.0
50.8 2
63.5 2.5
76.2 3
88.9 3.5
101.6 4
152.4 6
8
10
13
16
25
50
15
Prosedur :
Pertama – tama timbang berat talam dan catat (W1). Kemudian
benda uji dimasukkan ke dalam talam lalu timbang dan catat beratnya
(W2). Lalu hitung berat benda uji (W3 = W2 – W1). Setelah itu benda uji
dikeringkan beserta talam di dalam oven dengan suhu 110º ± 5ºC,
sampai berat tetap. Setelah kering, timbang dan catat berat talam beserta
benda uji (W4). Lalu hitung berat benda uji kering (W5 = W4 – W1).
Perhitungan :
Kadar air agregat =
3.5.1.5 Pengujian Kadar Lumpur (ASTM C 117 – 95)
Peralatan :
1. Saringan no.16 dan no.200
2. Tempat pencuci kapasitas besar.
3. Oven panas.
4. Timbangan dengan ketelitian 0,1 gram.
5. Talam untuk mengeringkan contoh.
Bahan :
Benda uji berupa agregat halus yang telah dikeringkan. Berat tergantung
kepada ukuran maksimum.
16
x 100 %W3 – W5
W5
Tabel 3.11 Banyaknya Benda Uji Berdasarkan Ukuran Agregat
Maksimum
Ukuran Agregat
mm
Maksimum
inci
Berat Contoh Minimum
gram
2.36
4.18
9.5
19.1
38.1
No.6
No.4
0.375
¾
1.5
100
500
2000
2500
5000
Prosedur :
Pertama – tama benda uji dimasukkan dengan berat yang
disyaratkan ke dalam oven dengan suhu 110º ± 5º sampai berat tetap,
lalu benda uji ditimbang (W1). Lalu benda uji dimasukkan ke dalam
wadah, dan diberi air pencuci secukupnya sehingga benda uji terendam.
Kemudian aduk benda uji dalam wadah sehingga lumpur yang
menempel pada agregat terlepas dan tuangkan air cucian ke dalam
saringan no. 16 dan no. 200. Pada waktu menuangkan air cucian
usahakan bahan kasar tidak ikut tertuang. Lalu air pencuci baru
dimasukkan, ulangi hingga air bersih. Kemudian semua bahan yang
tertahan di atas saringan no. 16 dan no.200 dikembalikan ke dalam talam
yang telah diketahui beratnya (W2). Lalu benda uji dikeringkan dalam
oven sampai berat tetap. Setelah kering timbang dan catat beratnya (W3).
Kemudian hitung berat bahan kering (W4 = W3 – W2).
Perhitungan :
17
W1 – W4
W1
x 100 %
Kadar Lumpur =
Dimana :
W1 = Berat agregat halus
W4 = Berat agregat halus di atas saringan no.200
3.5.2 Pengujian Abu Terbang
Pengujian abu terbang terdiri dari pengujian berat jenis dan berat isi sesuai
dengan data yang diperlukan dari penelitian.
3.5.2.1 Pengujian Berat Jenis Abu Terbang (SNI 15 – 2531 – 1991)
Peralatan :
1. Tabung Le - Chatelier
2. Corong terbuat dari kaca
3. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram
4. Gelas Ukur
Bahan :
1. Abu Terbang Type F dari hasil pengambilan sampel
2. Air Suling Pengganti Kerosine
Prosedur :
Pertama – tama membersihkan tabung Le - Chatelier sehingga
kering, lalu isi dengan air suling hingga mencapai skala antara 0.0 ml
sampai dengan 1.0 ml, pada leher tabung tersebut. Kemudian meletakan
tabung yang telah diisi dengan air dalam tempat yang memiliki suhu
konstan (200 C), diamkan selama 30 menit lalu baca volume awal air
pada tabung (V1 ml). pada tahap selanjutnya adalah menimbang abu
terbang ± 51,84 gram dan abu terbang tersebut dimasukan seluruhnya ke
dalam tabung le chatelier, dijaga jangan sampai ada tumpahan abu
18
terbang yang keluar dari tabung, abu terbang kemudian di dorong
dengan kawat kecil sehingga terendam dalam air dan diletakan dalam
ruangan yang memiliki suhu konstan (200 C) selama 30 menit. Lalu
membaca volume air dengan abu terbang pada tabung le chatelier (V2
ml).
3.5.2.2 Pengujian Berat Isi Abu Terbang ( ASTM C – 29 – 78 )
Peralatan :
1. Timbangan dengan ketelitian 0,1 gram.
2. Talam dengan kapasitas besar
3. Tongkat pemadat diameter 15mm dan panjang 60 cm
4. Mistar perata
5. Wadah baja yang cukup kaku berbentuk silinder dengan alat
pemegang, berkapasitas sebagai berikut :
Tabel 3.12 Macam – Macam Wadah Baja Silinder
Kapasitas
(liter)
Diameter
(mm)
Tinggi
(mm)
Tebal Tempat
Minimum
Ukuran
Butiran Max
(mm)Dasar Sisi
2.651
7.069
14.158
28.316
150.4
203.2
254
355.6
150.9
252.1
279.4
284.4
5.08
5.08
5.08
5.08
2.54
2.54
3
3
12.7
25.4
38.1
101.6
Bahan :
Benda uji adalah Abu terbang yang telah disediakan.
Prosedur :
a. Berat Isi Lepas
Langkah pertama menimbang silinder dan catat beratnya
(W1), Kemudian benda uji dimasukkan dengan hati – hati agar tidak
terjadi pemisahan butiran, dari ketinggian maksimum 5 cm di atas
19
wadah dengan menggunakan sendok atau sekop sampai penuh. Lalu
benda uji diratakan permukaannya menggunakan mistar perata.
Kemudian wadah dan isi ditimbang beratnya (W2). Selanjutnya hitung
berat benda uji (W3 = W2 – W1).
b. Berat Isi Padat
Langkah pertama menimbang silinder dan catat beratnya
(W1). Kemudian isi silinder dengan benda uji dalam tiga lapis yang sama
tebal. Setiap lapis dipadatkan dengan tongkat pemadat sebanyak 25 kali
tusukkan secara merata. Pada pemadatan tongkat masuk sampai bagian
bawah tiap lapisan. Lalu permukaan benda uji diratakan dengan mistar
perata. Kemudian timbang berat benda uji dan wadah (W4). Selanjutnya
hitung berat benda uji (W5 = W4 – W1).
Perhitungan :
a. Berat Isi agregat Lepas =
b. Berat Isi Agregat Padat =
c. Voids =
Dimana :
W3 = Berat benda uji dalam kondisi lepas (Kg)
W5 = Berat benda uji dalam kondisi padat (Kg)
V = Volume tabung silinder (lt)
S = Bulk Specific Gravity
M = Berat isi agregat
W = Density air = 998 kg/lt
20
W3
V
W5
V
(( S x W ) – M ) x 100S x W
Dokumentasi Pengujian Bahan untuk Pencampuran :
Gambar 3.5 Pengujian Berat Jenis Aggregat Halus (Pasir)
Gambar 3.6 Pengujian Kadar Lumpur Aggregat Halus (Pasir)
21
Gambar 3.7 Pengujian Analisa Ayak Aggregat Halus (Pasir)
Gambar 3.8 Pengujian Berat Jenis Fly Ash
3.5.3 Pengujian Mortar
3.5.3.1 Pembuatan Benda Uji
Pada pengadukan mortar ini kami menggunakan komposisi
perbandingan volume. Banyaknya bahan yang digunakan untuk
pengadukan tergantung dari volume sampel yang akan dibuat dan
banyaknya pengujian yang dilakukan.
Peralatan :
a. Alat atau mesin pengaduk mortar
b. Timbangan dengan ketelitian 1 garam
c. Wadah atau talam
d. Spatula
e. Stopwatch
f. Gelas ukur
22
g. Sendok aduk
h. Sarung tangan
i. Satu set flow table
j. Satu set cetakan prisma 25 x 25 x285 mm
k. Satu set cetakan kubus 50 x 50 x 50 mm
l. Satu set cetakan 25 x 25 x 100 mm
m. Alat penumbuk
Prosedur :
Pertama – tama menentukan komposisi adukan sesuai
kebutuhan dalam perbandingan volume, pasir yang akan digunakan
disaring terlebih dahulu lolos ayakan 2,36 mm sebelum ditimbang dan
mempersiapkan abu terbang serta aktivator/campuran (Air, NaOH,
Na2SiO3) yang telah didiamkan selama 24 jam. Kemudian siapkan
mesin pengaduk mortar dan alat yang akan dipergunakan setelah mesin
pengaduk siap, campuran (Air, NaOH, Na2SiO3) dituangkan ke dalam
mixer, kemudian menambahkan abu terbang dengan perbandingan
yang telah dihitung ke dalam mixer lalu nyalakan mesin dalam
kecepatan rendah (140 ± 5 rpm) selama 30 detik.
Selanjutnya tanpa mematikan mesin, pasir dituangkan secara
perlahan – lahan selama 30 detik. Hentikan mesin lalu pindah pada
kecepatan sedang ( 285 ± 5 rpm ) dan jalankan selama 30 detik. mesin
pengaduk dihentikan dan biarkan mortar di dalam mangkuk pengaduk
selama 90 detik, mortar yang menempel pada dinding mangkuk
pengaduk dibersihkan. Kemudian mesin pengaduk dinyalakan kembali
dengan kecepatan sedang selama 60 detik. Mortar yang menempel pada
dinding mangkuk dirapikan.
23
Setelah pengadukan selesai, mortar diuji terlebih dahulu
konsistensinya dengan menggunakan flow table untuk mengetahui
komposisi air yang digunakan cukup. Nilai konsistensi yang diambil
untuk penelitian ini adalah nilai yang apa adanya sesuai dengan hasil
yang didapat. Setelah mencatat hasil dari pengujian konsistensi
kemudian selanjutnya adalah melakukan pencetakan benda uji. Cetakan
yang telah dilumasi dengan minyak pelumas dipersiapkan dan proses
pencetakan dapat dilaksanakan. Khusus untuk cetakan kubus 50 x 50 x
50 mm pencetakan dilakukan 2 lapis dengan penumbukan 32 kali
penumbukan tiap lapis, penumbukan ini dilakukan untuk meratakan
pengisian mortar di dalam cetakan, karena hal tersebut penumbukan
dilakukan perlahan.
Pada cetakan prisma 25 x 25 x 285 mm dan 25 x 25 x 100 mm
tidak disyaratkan jumlah penumbukan, tetapi harus dipastikan sudut dan
permukaan mortar pada cetakan rata. Setelah seluruh cetakan terisi,
maka mortar disimpan pada tempat dengan suhu ruang selama 20 – 24
jam, suhu berkisar 20º - 27º celcius. Setelah 24 jam lepaskan benda uji
dari cetakan dan diletakan di talam sesuai dengan variasi molaritas nya
masing-masing pada suhu ruang sampai saat waktu pengujian yang telah
ditentukan yaitu 7, 14,28,56 hari.
24
Dokumentasi Pembuatan Benda Uji :
Gambar 3.9 Penimbangan Bahan Gambar 3.10 Penyiapan Geopolimer
v
Gambar 3.11 Penyiapan Bahan Aggregat Halus (Pasir) dan Fly Ash
25
Gambar 3.12 Pencampuran Geopolimer Gambar 3.13 Pengadukan
Gambar 3.14 Proses Persiapan Cetakan
26
Gambar 3.15 Bahan Hasil Pengadukan
Gambar 3.16 Pengujian Konsistensi
27
Gambar 3.17 Pencetakan Benda Uji Kuat Tekan
Gambar 3.18 Pencetakan Benda Uji Kuat Lentur
Gambar 3.19 Pencetakan Benda Uji Perubahan Panjang
28
3.5.3.2 Pengujian Konsistensi (ASTM C 305 – 82)
Alat dan Bahan :
a. Stopwacth
b. Peralatan flow table
c. Cawan
d. Spatula
e. Calliper khusus
f. Alat penumbuk
g. Mortar
Prosedur :
Pertama – tama mempersiapkan flow table, cetakan, penumbuk,
stopwacth, dan calliper khusus. Segera setelah selesai pengadukan,
mortar diisikan kedalam cetakan dalam 2 lapis. Tiap lapis ditumbuk 20
kali, setelah ditumbuk ratakan permukaan mortar. Cetakan diangkat
tegak lurus secara perlahan, lalu gerakkan flow table dengan cara
memutar tuas penggerak sehingga terjadi ketukan sebanyak 25 kali
dalam waktu 15 detik. Akibat dari ketukan ini mortar akan melebar pada
permukaan flow table, lalu ukur pelebaran mortar dengan caliper khusus
pada garis yang tertera pada flow table dan dicatat hasilnya.
3.5.3.2 Pengujian Waktu Pengikatan (SKSNI M-113-1990-03)
Alat dan Bahan :
29
a. Satu set alat lengkap Vicat
b. Mesin pengaduk Mortar, yang dilengkapi dengan kecepatan
pengadukan
c. Timbangan dengan ketelitian 0.01 gram
d. Gelas ukur kapasitas 100 ml, dengan ketelitian 0.1 ml
e. Stop watch
f. Sarung tangan karet
g. Spatula
h. Plat kaca ukuran 12 x 12 cm
i. Mortar
Prosedur :
pertama – tama dipersiapkan alat Vicat untuk melakukan pengujian
waktu ikat setelah itu campuran mortar geopolimer yang telah dibuat dan
diaduk sesuai dengan prosedur pembuatan benda uji tersebutdimasukkan
ke dalam cincin konik dengan penuh dan diratakan dengan pisau lalu
ditutup dengan kaca yang digunakan sebagai alas dari cincin konik, tidak
lupa pula pastikan perataan tinggi nya sesuai dengan tinggi dari cincin
konik. Setelah prosedur diatas kemudian cincin konik diletakkan
dibawah alat vicat dengan jarum kecil (Ø 1mm), baut pemegang jarum
dilonggarkan , lalu jarum vicat diletakan diatas sampel/benda uji yang
sudah dicetak di dalam cincin konik dan juga tidak lupa untuk
mengencangkan kembali baut pemegang jarum, mengatur skala jarum
pada angka 0 mm. menyiapkan stopwatch kemudian jarum dijatuhkan
dengan membuka baut pemegang jarum selama 30 detik, kemudian
mencatat tinggi masuknya jarum ke dalam sampel. Waktu ikat awal
tercapai apabila masuknya jarum vicat ke dalam sampel dalam waktu 30
detik sedalam 25 mm, selama melakukan pengujian waktu ikat, alat-alat
harus bebas dari getaran. Jika masuknya jarum kurang dari 25 mm
diamkan sampel selama 30 menit, apabila masuknya jarum vicat sudah
mendekati 25 mm, pengujian dilakukan setiap 15 menit. Ataupun dapat
30
dilakukan per 30 menit ataupun dalam waktu yang ditentukan.
Kemudian jarak antara satu titik pengujian dengan titik pengujian
selanjutnya tidak boleh kurang dari 6.4 mm dan jarak titik terdekat
dengan tepi bagian dalam cincin konik adalah 9.5 mm.
3.5.3.3 Pengujian Kuat Tekan (ASTM C 109 – 80)
Peralatan :
a. Cetakan kubus 50 x 50 x 50 mm
b. Batang penumbuk
c. Spatula
d. Sendok aduk
Prosedur :
Langkah pertama adalah menentukan komposisi campuran
sesuai dengan kebutuhan dalam perbandingan volume. Dan kemudian
dilakukan pengadukan pembuatan benda uji untuk kuat tekan, lalu
dilakukan pengujian konsistensi terlebih dahulu agar diketahui nilai
konsistensi nya, setelah diketahui nilai konsistensinya kemudian dapat
langsung dicetak ke dalam cetakan kubus untuk pengujian kuat tekan.
a) Pencetakan benda uji
Langkah awal dalam pencetakan benda uji adalah melumasi
cetakan terlebih dahulu dengan menggunakan minyak pelumas.
Kemudian mortar yang telah selesai dilakukan pengujian konsistensinya
segera diisikan ke dalam cetakan dalam 2 lapis, benda uji ditumbuk
sebanyak 32 kali yang terdiri 4 keliling dengan masing – masing 8
tumbukan tiap sisi kelilling. Tumbukan ini hanya untuk meratakan
pengisian mortar di dalam cetakan sehingga dalam penumbukan tidak
31
perlu terlalu keras. Setelah selesai proses penumbukan, ratakan
permukaan mortar sama dengan permukaan cetakan dengan
menggunakan spatula.
b) Penyimpanan benda uji
Selanjutnya setelah pencetakan selesai, benda uji dan cetakan
disimpan di dalam suatu ruangan yang mempunyai suhu ruang tetap
dengan suhu berkisar 20º - 27º celcius. Setelah 24 jam, benda uji
dilepaskan dari cetakan kemudian diletakan di suatu ruangan yang
mempunyai suhu ruang tetap pula karena mortar geopolimer yang diteliti
adalah mortar geopolimer tanpa perawatan (dengan suhu ruang).
c) Pengujian kuat tekan
Pada saat pengujian, benda uji yang akan dilakukan pengujian
kuat tekan nya di persiapkan, dengan mengukur rusuk – rusuk benda uji
dengan teliti dan hitung luas permukaan yang ditekan. Letakkan benda
uji pada tengah – tengah bidang landasan (plat) baja penekan pada mesin
tekan, atur agar permukaan bidang kubus terjepit antara penekan dan
landasan.
Jalankan mesin sehingga memberikan pembebanan yang
merata dan terus menerus pada benda uji dengan kecepatan pembebanan
1,4 – 2,5 kg/cm²/detik, atau hingga beban maksimum tercapai dalam
waktu tidak kurang dari 20 detik. Kemudian catat beban maksimum
yang dicapai dalam satuan Kilo Newton.
d) Perhitungan
Kuat tekan mortar =
32
Pmax
AkN/m2
Dimana :
Pmax = beban maksimum dalam kN
A = luas bidang tekan benda uji, mm² atau cm²
3.5.3.4 Pengujian Kuat Lentur (ASTM C 157 – 80)
Peralatan :
a. Cetakan 25 x 25 x 100 mm
b. Spatula
c. Sendok aduk
d. Alat bantu uji lentur
e. Mesin uji lentur yang dilengkapi dengan proving ring
Prosedur :
Langkah awal adalah menentukan komposisi adukan sesuai kebutuhan
dalam perbandingan volume sebelum membuat benda uji.
a) Pencetakan benda uji
Pertama – tama lumasi terlebih dahulu cetakan dengan ukuran
25 x 25 x 100 mm dengan minyak pelumas. Kemudian, mortar yang
telah dilakukan pengujian konsistensi nya, segera diisikan ke cetakan
dalam 2 lapis. Setelah mortar diisi kedalam cetakan, padatkan setiap
lapisan dengan batang penumbuk, jumlah tumbukan tidak disyaratkan.
Pastikan sudut dan ujung cetakan dipadatkan dengan baik. Isikan lapisan
kedua sampai lebih dari permukaan cetakan lalu padatkan. Kemudian
ratakan permukaan mortar sama dengan permukaan cetakan dengan
spatula.
b) Penyimpanan benda uji
33
Selanjutnya setelah pencetakan selesai, benda uji dan cetakan
disimpan di dalam suatu ruangan yang mempunyai suhu ruang tetap
dengan suhu berkisar 20º - 27º celcius. Setelah 24 jam, benda uji
dilepaskan dari cetakan kemudian diletakan di suatu ruangan yang
mempunyai suhu ruang tetap pula karena mortar geopolimer yang diteliti
adalah mortar geopolimer tanpa perawatan (dengan suhu ruang).
c) Pengujian kuat lentur
Pada saat pengujian benda uji yang akan dilakukan pengujian
nya dipersiapkan terlebih dahulu. Ukur benda uji dengan teliti dan
letakkan benda uji pada alat bantu uji lentur. Temtkan alat bantu dan
benda ujinya pada mesin uji lentur lalu atur agar permukaan alat bantu
tepat berada di bawah proving ring. Setelah benda uji dan alat bantu
telah berada diposisinya maka jalankan mesin sehingga memberikan
pembebanan yang merata dan terus menerus pada benda uji dengan
kecepatan pembebanan 4 – 5 kg/cm²/detik. Catat beban maksimum
dalam satuan Kilo Newton.
Perhitungan :
Kuat Lentur Mortar =
Dimana :
P = Beban maksimum dalam kN
L = Jarak tumpuan (cm atau mm)
B = Lebar benda uji (cm atau mm)
H = Tinggi benda uji (cm atau mm)
3.5.3.5 Pengujian Perubahan Panjang ASTM C 157 - 93
34
3P x l
2 b h2kN/m2
Peralatan :
a. Cetakan prisma 25 x 25 x 25 mm
b. Batang penumbuk
c. Spatula
d. Length compactor dan perlengkapannya
e. Sendok aduk
Prosedur :
a) Mempersiapkan cetakan
Cetakan prisma dirakit terlebih dahulu, kemudian pasang batang ukur
baja dengan panjang ±2 cm pada lubang diujung cetakan, lalu putar
ulirnya sehingga batang ukur baja berada tepat diujung cetakan.
b) Tentukan komposisi adukan sesuai perbandingan berat
c) Pembuatan benda uji
d) Pencetakan benda uji
Langkah pertama cetakan prisma dilumasi dengan minyak
pelumas. Mortar yang telah dilakukan pengujian konsistensi nya segera
dimasukkan ke dalam cetakan dalam dua lapis. Kemudian padatkan tiap
lapis dengan batang penumbuk, pada saat penumbukan pastikan sudut
dan ujung cetakan dipadatkan dengan baik. Jumlah tumbukan tidak
disyaratkan.
Setelah selesai memadatkan, ratakan permukaan mortar sama
dengan permukaan cetakan dengan menggunakan spatula. Lalu
renggangkan ulir pemegang batang ukur baja agar benda uji tidak
mengalami hambatan selama penyusutan awal mortar di dalam cetakan.
35
e) Penyimpanan benda uji
Selanjutnya setelah pencetakan selesai, benda uji dan cetakan
disimpan di dalam suatu ruangan yang mempunyai suhu ruang tetap
dengan suhu berkisar 20º - 27º celcius. Setelah 24 jam, benda uji
dilepaskan dari cetakan kemudian diletakan di suatu ruangan yang
mempunyai suhu ruang tetap pula karena mortar geopolimer yang diteliti
adalah mortar geopolimer tanpa perawatan (dengan suhu ruang).
f) Pengukuran benda uji
Pengukuran awal dilakukan setelah benda uji berumur 24 ± 0,5
jam, dengan cara memasang benda uji pada length compactor sesuai
dengan tanda atas bawah yang terdapat pada benda uji. Kemudian atur
posisi penunjukan jarum micrometer dengan cara memuar benda uji
kesegala arah untuk menemptkan kedudukan benda uji. Baca angka pada
micrometer sebagai bacaan awal. Setelah pembacaan simpan kembali
benda uji sampai umur umur yang ditentukan.
Perhitungan :
Perubahan panjang dinyatakan dalam persen terhadap panjang
benda uji, dihitung sampai 0,001%, dengan rumus perhitungan sebagai
berikut :
Perubahan panjang =
Dimana :
L1 = pembacaan Length Compactor pada tiap umur pengujian
L0 = pembacaan Length Compactor pada umur 24 jam
36
( L1 – L0 ) x Skala dial (mm)
Panjang benda uji (mm)x 100 %
37