-
/TA/TS-D3-TKS-P/2015
TUGAS AKHIR
STUDI EKSPERIMEN ABU SEKAM PADI SEBAGAI
BINDER PADA MORTAR GEOPOLIMER
Disusun untuk melengkapi salah satu syarat kelulusan Program
D-III
Politeknik Negeri Jakarta
Disusun Oleh :
Hafiz Ibnu Tufal
NIM 1112020033
Ichsan Saderi
NIM 1112020034
Pembimbing :
Djedjen Achmad, Drs, ST, MSi
NIP. 19580316 198703 1 004
PROGRAM STUDI TEKNIK KONSTRUKSI SIPIL
JURUSAN TEKNIK SIPIL
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
2015
-
/TA/TS-D3-TKS-P/2015
TUGAS AKHIR
STUDI EKSPERIMEN ABU SEKAM PADI SEBAGAI
BINDER PADA MORTAR GEOPOLIMER
Disusun untuk melengkapi salah satu syarat kelulusan Program
D-III
Politeknik Negeri Jakarta
Disusun Oleh :
Hafiz Ibnu Tufal
NIM. 1112020033
Ichsan Saderi
NIM. 1112020034
Pembimbing :
Djedjen Achmad, Drs, ST, MSi
NIP. 19580316 198703 1 004
PROGRAM STUDI TEKNIK KONSTRUKSI SIPIL
JURUSAN TEKNIK SIPIL
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
2015
-
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Laporan Tugas Akhir berjudul :
STUDI EKSPERIMEN ABU SEKAM PADI SEBAGAI BINDER PADA
MORTAR GEOPOLIMER yang disusun oleh Hafiz Ibnu Tufal
(1112020033)
dan Ichsan Saderi (1112020034) telah disetujui dosen pembimbing
untuk
dipertahankan dalam Sidang Tugas Akhir Tahap I
Pembimbing Proyek Akhir
Djedjen Achmad, Drs. ST. Msi
NIP. 19580316 198703 1 004
-
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Laporan Tugas Akhir berjudul :
STUDI EKSPERIMEN ABU SEKAM PADI SEBAGAI BINDER PADA
MORTAR GEOPOLIMER yang disusun oleh Hafiz Ibnu Tufal
(1112020033)
dan Ichsan Saderi (1112020034) telah dipertahankan dalam Sidang
Tugas Akhir
Tahap I di depan Tim Penguji pada hari. tanggal ..
Nama Tim Penguji Tanda Tangan
Ketua
NIP .
Anggota
NIP .
Anggota
NIP .
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Sipil
Politeknik Negeri Jakarta
Putera Agung Maha Agung, ST. MT. Ph.D
NIP. 19660602 199003 1 002
-
iv
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kepada Allah SWT karena rahmat-Nya, proyek
akhir ini
dapat diselesaikan dengan baik. Proyek akhir kami berjudul Studi
Eksperimen Abu
Sekam Padi Sebagai Binder Pada Mortar Geopolimer. Laporan Proyek
Akhir ini
merupakan salah satu kewajiban yang harus dipenuhi dalam proses
menyelesaikan
pendidikan Diploma III (D-3) pada Program Studi Teknik
Konstruksi Sipil, Jurusan
Teknik Sipil, Politeknik Negeri Jakarta. Selain itu kami
harapkan dengan adanya
Laporan Proyek Akhir ini dapat menjadi sumbangsih kami khususnya
bagi mahasiswa
teknik sipil dan masyarakat.
Dalam proses penyusunan laporan Proyek Akhir ini, penyusun
mendapatkan
bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak sehingga penyusun
dapat menyelesaikan
proyek akhir ini dengan baik. Untuk itu, penyusun mengucapkan
terima kasih kepada:
1. Allah SWT atas berkat dan rahmat-Nya.
2. Junjungan Nabi Besar Muhammad SAW beserta para
pengikutnya.
3. Orang tua dan keluarga yang telah memberi dukungan moral,
mental, dan
spiritual.
4. Bapak Achmad Djedjen, Drs, ST, Msi. selaku dosen pembimbing
yang telah
memberikan arahan, dukungan, dan pengertian selama proses
penyelesaian
Proyek akhir.
5. Dosen-dosen KPK bahan yang telah banyak memberi kritik dan
saran yang
bermanfaat.
6. Seluruh dosen dan staf di Jurusan Teknik Sipil.
7. Teman-teman dari kelas 3 Sipil 1 Pagi beserta alumni yang
selalu memberikan
dukungan dan arahan.
8. Deni Saputra, A.Md yang telah banyak memberi bantuan selama
proses
penyelesaian Proyek Akhir ini.
9. Teman seperjuangan kelompok Proyek akhir atas kerjasama
dalam
pelaksanaan menyelesaikan Proyek akhir ini.
10. Teman-teman Teknik Sipil angkatan 2012 atas solidaritasinya
yang selalu
memberi bantuan, informasi dan saran.
11. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu
atas bantuan, doa
dan semangatnya.
-
v
Penyusun menyadari adanya kekurangan-kekurangan yang belum
terurai secara
mendetail dan sempurna pada Laporan Proyek Akhir ini. Oleh sebab
itu, kritik dan
saran yang membangun kami harapkan demi kemajuan berasama.
Penyusun
Hafiz Ibnu Tufal dan Ichsan Saderi
-
vi
ABSTRAK
Hafiz Ibnu Tufal dan Ichsan Saderi, 2015. Studi Eksperimen Abu
Sekam Padi
Sebagai Binder Pada Mortar Geopolimer. Proyek Akhir. Program
Studi Teknik
Konstruksi Sipil Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri
Jakarta.
Sekam padi merupakan produk yang dihasilkan dari penggilingan
padi. Sekam padi
selama ini digunakan sebagai bahan bakar pada pembakaran bata
merah atau dibuang
begitu saja. Penanganan yang kurang tepat terhadap sekam padi,
akan menimbulkan
pencemaran lingkungan. Pada penelitian proyek akhir ini telah
dicoba untuk
memanfaatkan abu sekam padi sebagai binder pada produk
geopolimer. Produk
geopolimer yang digunakan yaitu berupa mortar geopolimer. Tujuan
dari penelitian
ini untuk mengetahui kadar optimum dari penggunaan abu sekam
padi sebagai binder
pada mortar geopolimer. Penelitian ini menggunakan metode studi
eksperimen dengan
cara menggunakan beberapa variasi water/binder dan dengan
perawartan oven selama
4 jam. Benda uji yang dibuat sebanyak 27 buah dan benda uji yang
digunakan yaitu
berupa kubus dengan dimensi 5 x 5 x 5 cm. Komposisi mortar yang
dibuat
menggunakan konsentrasi NaOH 11 M dan Na2SiO3/NaOH = 1,
perbandingan berat
pasta geopolimer : pasir = 1 : 3 dan variasi water/binder yang
digunakan yaitu 0,15,
0,10 dan 0,05. Abu sekam padi yang digunakan direndam selama 2
menit dan
ditiriskan selama 1 jam. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa
peningkatan kuat
tekan mortar geopolimer berbanding terbalik dengan water/binder
dan berbanding
lurus dengan umur benda uji.
Kata kunci : Mortar, geopolimer, kuat tekan, water/binder ratio,
Abu Sekam Padi.
-
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL
..............................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN
................................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN
.................................................................................
iii
KATA PENGANTAR
...............................................................................................
iv
ABSTRAK
.................................................................................................................
vi
DAFTAR ISI
............................................................................................................
vii
DAFTAR TABEL
.....................................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR
...............................................................................................
xii
DAFTAR RUMUS
.................................................................................................
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
..........................................................................................
xiv
BAB I PENDAHULUAN
..........................................................................................
1
1.1 Latar Belakang
..............................................................................................
1
1.2 Masalah Penelitian
........................................................................................
2
1.2.1 Identifikasi masalah
.......................................................................................
2
1.2.2 Perumusan masalah
.......................................................................................
2
1.3 Pembatasan masalah
......................................................................................
2
1.4 Tujuan Penelitian
...........................................................................................
3
1.5 Manfaat Penelitian
.........................................................................................
4
1.6 Sistematika penulisan
....................................................................................
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
...............................................................................
6
2.1 Geopolimer
....................................................................................................
6
2.2.1 Sifat sifat Geopolimer
..............................................................................
10
2.2.2 Kelebihan dan kekurangan material Geopolimer
........................................ 11
2.2 Material Penyusun Beton dan Mortar Geopolimer
..................................... 12
2.2.1 Agregat
Halus..............................................................................................
12
2.2.2 Agregat
Kasar..............................................................................................
16
2.2.3 Prekusor (Binder)
........................................................................................
17
2.2.4 Air
...............................................................................................................
23
2.2.5 Alkali Aktivator
..........................................................................................
25
-
viii
2.2.6 Sifat Fisik dan Mekanik Beton Geopolimer
............................................... 26
2.2.7 Sifat Fisik dan Mekanik Mortar Geopolimer
.............................................. 30
2.2.8 Penelitian Terdahulu
...................................................................................
32
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
.............................................................
33
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian
.......................................................................
33
3.2 Alat Penelitian
.............................................................................................
33
3.3 Bahan Penelitian
..........................................................................................
35
3.4 Rancangan Penelitian
..................................................................................
36
3.5 Teknik Pengumpulan Data
..........................................................................
37
3.5.1 Metodologi Pengujian Agregat Halus
......................................................... 38
3.5.2 Metodologi Pengujian Abu Sekam Padi
..................................................... 42
3.5.3 Metodologi Pembuatan Larutan Alkali
....................................................... 45
3.5.4 Metodologi Pembuatan Benda Uji
..............................................................
46
3.5.5 Metodologi Pengujian Kuat Tekan
.............................................................
47
3.6 Metode Analisis Data
..................................................................................
48
3.7 Tahapan Penelitian
......................................................................................
48
3.8 Luaran
..........................................................................................................
49
BAB IV DATA
.........................................................................................................
50
4.1 Data Hasil Pengujian Agregat Halus
........................................................... 50
4.1.1 Data Hasil Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air
............................... 50
4.1.2 Data Hasil Pengujian Bobot Isi
...................................................................
51
4.1.3 Data Hasil Analisa Ayak
.............................................................................
52
4.1.4 Data Hasil Pengujian Kadar Air
..................................................................
53
4.1.5 Data Hasil Pengujian Kadar Lumpur
.......................................................... 53
4.2 Data Hasil Pengujian Abu Sekam Padi
....................................................... 54
4.2.1 Data Hasil Pengujian Berat Jenis
................................................................
54
4.2.2 Data Hasil Pengujian Berat Isi
....................................................................
54
4.3 Trial Mix
......................................................................................................
55
4.3.1 Rancang Campuran (Mix Design)
...............................................................
55
4.3.2 Trial Mix Beton (TMB)
..............................................................................
61
4.3.3 Trial Mix Mortar (TMM)
............................................................................
64
4.4 Kebutuhan Bahan Pengujian
.......................................................................
68
4.5 Data Hasil Pengujian Mortar
.......................................................................
69
-
ix
BAB V ANALISIS DAN PEMBAHASAN
............................................................ 70
5.1 Analisis Pengujian Agregat Halus
...............................................................
70
5.1.1 Analisis Data Hasil Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan
Air ................. 70
5.1.2 Analisis Data Hasil Pengujian Bobot Isi
..................................................... 71
5.1.3 Analisis Data Hasil Pengujian Analisis Ayak
............................................. 71
5.1.4 Analisis Data Hasil Pengujian Kadar Air
................................................... 71
5.1.5 Analisis Data Hasil Pengujian Kadar Lumpur
............................................ 71
5.2 Analisis Data Hasil Pengujian Abu Sekam Padi
......................................... 71
5.2.1 Analisis Data Hasil Pengujian Berat Jenis
.................................................. 71
5.2.2 Analisis Data Hasil Pengujian Bobot Isi
..................................................... 71
5.3 Analisis Trial Mix
.......................................................................................
72
5.3.1 Analisis Trial Mix Beton
.............................................................................
72
5.3.2 Analisis Trial Mix Mortar
...........................................................................
73
5.4 Analisis Data Hasil Pengujian Mortar
......................................................... 78
BAB VI KESIMPULAN DAN
SARAN.................................................................
79
6.1 Kesimpulan
..................................................................................................
79
6.2 Saran
............................................................................................................
79
DAFTAR PUSTAKA
...............................................................................................
81
LAMPIRAN
..............................................................................................................
84
-
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Gradasi Agregat Halus menurut ASTM C 144-02
.................................. 14
Tabel 2.2 Batas-Batas Gradasi Agregat Halus Menurut SNI
03-2834-1992 ............. 16
Tabel 2.3 Persyaratan Kimia Pozzolan
......................................................................
19
Tabel 2.4 Komposisi kimia abu sekam padi (RHA)
.................................................. 19
Tabel 2.5 Persyaratan Kimiawi Abu Terbang (Fly Ash)
.................................................. 20
Tabel 2.6 Susunan Kimia dan Sifat Fisik Abu
Terbang............................................. 22
Tabel 4.1 Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Halus
............................................. 51
Tabel 4.2 Berat Isi dan Voids Agregat Halus
.......................................................... 51
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Analisa ayak Agregat Halus
.......................................... 52
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kadar Air Agregat Halus
............................................... 53
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus
......................................... 53
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Berat Jenis Abu Sekam Padi
............................................ 54
Tabel 4.7 Hasil Pengujian Berat Isi Abu Sekam
........................................................ 54
Tabel 4.8 Rancang campuran TMB 1 untuk volume 1 m3
......................................... 55
Tabel 4.9 Rancang campuran TMB 2 untuk volume 1 m3
......................................... 56
Tabel 4.10 Rancang campuran TMB 3 untuk volume 1 m3
....................................... 56
Tabel 4.11 Rancang campuran TMB 4 untuk volume 1 m3
....................................... 56
Tabel 4.12 Rancang campuran TMB 5 untuk volume 1 m3
....................................... 57
Tabel 4.13 Rancang campuran TMB 6 untuk volume 1 m3
....................................... 57
Tabel 4.14 Rancang campuran TMB 6 untuk volume 1 m3
....................................... 58
Tabel 4.15 Rancang campuran TMM 2 untuk volume 1 m3
...................................... 58
Tabel 4.16 Rancang campuran TMM 3 untuk volume 1 m3
...................................... 59
Tabel 4.17 Rancang campuran TMM 4 untuk volume 1 m3
...................................... 59
Tabel 4.18 Rancang campuran TMM 5 untuk volume 1 m3
...................................... 59
Tabel 4.19 Rancang campuran TMM 6 untuk volume 1 m3
...................................... 60
Tabel 4.20 Rancang campuran TMM 7 untuk volume 1 m3
...................................... 60
Tabel 4.21 Rancang campuran TMM 8 untuk volume 1 m3
...................................... 60
Tabel 4.22 Kebutuhan bahan TMB 1
.........................................................................
62
Tabel 4.23 Kebutuhan bahan TMB 2
.........................................................................
62
Tabel 4.24 Kebutuhan bahan TMB 3
.........................................................................
62
Tabel 4.25 Kebutuhan bahan TMB 4, abu sekam padi dengan direndam
................. 63
Tabel 4.26 Kebutuhan bahan TMB 5, abu sekam padi dengan direndam
................. 63
-
xi
Tabel 4.27 Kebutuhan bahan TMB 6
.........................................................................
63
Tabel 4.28 Kebutuhan bahan TMM 1
........................................................................
65
Tabel 4.29 Kebutuhan bahan TMM 2
........................................................................
65
Tabel 4.30 Kebutuhan bahan TMM 3
........................................................................
65
Tabel 4.31 Kebutuhan bahan TMM 4
........................................................................
66
Tabel 4.32 Kebutuhan bahan TMM 5
........................................................................
66
Tabel 4.33 Kebutuhan bahan TMM 6
........................................................................
66
Tabel 4.34 Kebutuhan bahan TMM 7
........................................................................
67
Tabel 4.35 Kebutuhan bahan TMM 8
........................................................................
67
Tabel 4.36 Data kebutuhan bahan mortar geopolimer dengan variasi
w/b ................ 68
Tabel 4.37 Hasil pengujian kuat tekan mortar geopolimer
........................................ 69
-
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Ikatan polimerisasi SiO4 dan AlO4
...................................................... 7
Gambar 2.2 Stuktur tiga dimensi Polysialate (Davidovits,1994
............................. 7
Gambar 2.3 Proses Polikondensasi oleh Alkali menjadi
Poly(sialate-siloxo) ................ 8
Gambar 2.4 Ketergantungan sifat geopolimer pada rasio atomik
Si-Al ................. 8
Gambar 2.5 Scanning Electron Microscopy (SEM) dari Fly Ash
......................... 23
Gambar 3.1 Skema Langkah Eksperimen
.............................................................
37
Gambar 3.2 Skema Pencampuran Larutan Geopolimer
........................................ 49
Gambar 4.1 Grafik analisa ayak agregat
halus....................................................... 53
Gambar 4.2 Grafik hasil uji kuat tekan
..................................................................
69
-
xiii
DAFTAR RUMUS
Rumus 2.1 Rumus empiris dari poly(sialate)
.......................................................... 6
Rumus 3.1 Berat Jenis
...........................................................................................
39
Rumus 3.2 Berat Jenis kering permukaanjenuh (JPK/SSD)
................................ 39
Rumus 3.3 Berat Jenis Semu
.................................................................................
39
Rumus 3.4 Penyerapan Air
...................................................................................
39
Rumus 3.5 Berat benda uji bobot isi lepas agregat halus
...................................... 39
Rumus 3.6 Berat benda uji bobot isi padat agregat halus
..................................... 40
Rumus 3.7 Berat isi agregat lepas
.........................................................................
40
Rumus 3.8 Berat isi agregat padat
........................................................................
40
Rumus 3.9 Voids
...................................................................................................
40
Rumus 3.10 Berat benda uji analisa ayak
.............................................................
41
Rumus 3.11 Berat benda uji kering analisa ayak
.................................................. 41
Rumus 3.12 Kadar air agregat
...............................................................................
42
Rumus 3.13 Berat benda uji bobot isi lepas abu sekam padi
................................ 43
Rumus 3.14 Berat benda uji bobot isi padat abu sekam
padi................................ 43
Rumus 3.15 Berat isi lepas abu sekam padi
.......................................................... 44
Rumus 3.16 Berat isi padat abu sekam padi
......................................................... 44
Rumus 3.17 Voids abu sekam padi
.......................................................................
44
Rumus 3.18 Berat Jenis abu sekam padi
...............................................................
45
Rumus 3.19 Berat Jenis Kering Permukaan Jenuh
.............................................. 45
Rumus 3.20 Berat Jenis Semu abu sekam padi
..................................................... 45
Rumus 3.21 Penyerapan Air abu sekam
padi........................................................ 45
Rumus 3.22 Kuat tekan mortar
.............................................................................
48
Rumus 3.23 Metode analisis
data..........................................................................
48
Rumus 4.1 Angka kehalusan
.................................................................................
52
Rumus 4.2 Berat abu sekam padi
..........................................................................
57
Rumus 4.3 Berat NaOH
.........................................................................................
58
-
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Gambar Bahan yang Digunakan
........................................................ 84
Lampiran 2 Gambar Proses Pengujian Agregat
.................................................... 85
Lampiran 3 Gambar Proses Trial Mix
...................................................................
86
Lampiran 4 Gambar Pengujian Sifat Mekanis Mortar Geopolimer
....................... 87
Lampiran 5 Lembar Asistensi
................................................................................
88