Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 213 Pengaruh Penambahan Abu Terbang (Fly Ash) Terhadap Kuat Tekan Mortar Semen Tipe PCC Serta Analisis Air Laut Yang Digunakan Untuk Perendaman Yulizar Yusuf, Zamzibar Zuki dan Gifyul Refnita Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Andalas, Padang 25163 Abstrak. Penelitan tentang pengaruh penambahan abu terbang (fly ash) terhadap kuat tekan mortar semen tipe PCC serta analisis air laut yang digunakan untuk perendaman telah dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk melihat pengaruh penambahan abu terbang (fly ash) terhadap mutu mortar semen tipe PCC dengan mengukur kuat tekan dan menganalisis air laut yang digunakan untuk perendaman dengan menggunakan beberapa parameter. Pengamatan dilakukan terhadap ph, TSS, TDS, kesadahan total, dan logam Kalsium pada larutan perendaman mortar. Penambahan fly ash dibuat dengan memvariasikan persentasenya yaitu %, 2%, 4%, dan 6% dari berat total semen tipe PCC yang digunakan. Campuran mortar tersebut kemudian di rendam pada air laut dan akuades sebagai pembanding, yang masing-masingnya selama 3, 7 dan 28 hari. Dari hasil penelitian diperoleh kuat tekan mortar semakin meningkat dengan semakin lamanya waktu perendaman, dan nilai kuat tekan mortar dengan persentase penambahan fly ash 2, 4, dan 6% pada umur 28 hari dalam perendaman air laut berturut-turut 284, 276, dan 273 kg/cm 2 sedangkan dalam akuades 323, 315, dan 298 kg/cm 2. Nilai kuat tekan mortar dengan persentase penambahan fly ash 2% yang direndam dalam air laut masih memenuhi SNI 15-764-24 yaitu 28 kg/cm 2, sedangkan persentase 4 dan 6% tidak memenuhi SNI. Penurunan kuat tekan tersebut sebanding dengan kenaikan ph, kadar TSS, TDS, kesadahan total, dan kesadahan Kalsium pada larutan perendaman mortar. Kata kunci: PCC, fly ash, mortar, kuat tekan, TSS, TDS PENDAHULUAN Berbagai upaya telah dilakukan penelitian guna memperoleh kemajuan dalam teknologi campuran mortar semen yakni penambahan bahan admixture yang bertujuan mengurangi pemakaian semen agar lebih ekonomis, namun tidak menghilangkan sifat dari karakteristik mortar semen itu sendiri. Keunggulan semen tipe PCC adalah mudah pengerjaannya, suhu adukan rendah sehingga hasilnya tidak mudah retak, menghasilkan permukaan plesteran dan beton yang halus, kedap air, tahan terhadap serangan sulfat, mempunyai kuat tekan yang tinggi, bangunan/konstruksi menjadi tahan lama. Dari hasil penelitian diperoleh perendaman dalam air laut menyebabkan kuat tekan mortar semen tipe PCC mengalami penurunan. Mortar yang merupakan campuran antara semen, pasir dan air dengan perbandingan tertentu terbukti bisa ditingkatkan kuat tekannya dengan penambahan fly ash.[4] Fly ash merupakan salah satu limbah PLTU hasil pembakaran batubara. Fly ash mengandung SiO 2 dan CaO serta beberapa senyawa lainya. Penggunaan fly ash pada penelitian ini diharapkan akan mengurangi dampak yang ditimbulkan dari limbah fly ash tersebut.[5] Penelitian ini bertujuan untuk melihat apakah material yang terkandung pada fly ash dapat digunakan sebagai bahan pengganti sebagian material semen tipe PCC tanpa mempengaruhi mutu semen Semirata 213 FMIPA Unila 463
Yulizar Yusuf dkk: Pengaruh Penambahan Abu Terbang (Fly Ash) Terhadap Kuat Tekan Mortar Semen Tipe PCC Serta Analisis Air Laut Yang Digunakan Untuk Perendaman tersebut. Dengan cara melihat pengaruh variasi persentase penambahan fly ash terhadap kuat tekan mortar semen tipe PCC dengan perendaman di dalam air laut. Serta menvariasikan lama perendaman dalam air laut yaitu selama 3, 7, dan 28 hari. Perlakuan yang sama juga dilakukan terhadap perendaman di dalam akuades sebagai pembanding. Selama perendaman diperkirakan akan ada mineral yang berasal dari mortar yang larut ke dalam larutan perendam yaitu air laut. Untuk itu dilakukan pengujian terhadap mineral yang diduga akan larut dengan menggunakan metoda kompleksometri, selain itu akan ditentukan juga zat padat terlarut dan yang tersuspensi beserta ph larutan perendam. Dengan penelitian ini diharapkan limbah fly ash dapat termanfaatkan sebagai bahan pendukung untuk pengganti material semen dan dapat meningkatkan kuat tekan dari mortar semen tipe PCC yang direndam dalam air laut. meter, pompa vacum, hot plate dan magnetik stirrer, desikator dan alat gelas lainnya. Bahan Semen tipe PCC produksi PT Semen Padang, abu terbang (fly ash) dari limbah PT Bima Sepaja Abadi (BSA), air laut di dekat pelabuhan Teluk Bayur, air yang berasal dari jaringan air bersih PT Semen Padang, agregat halus (pasir ottawa) diimpor dari Kanada, larutan standar EDTA,2 M, buffer ph 1, larutan NaOH 1 N, indikator mureksid, indikator EBT, larutan AgNO 3, dan akuades. Cara Kerja Pembuatan Semen Uji Semen uji dibuat dengan campuran klinker, pozzolan, lime stone, gipsum dan fly ash dengan perbandingan tertentu. Komposisi pembuatan semen uji dapat dilihat pada Tabel 3.1. METODA PENELITIAN Alat compresif strength, neraca analitik dan teknis, alat cetakan mortar (kubus ukuran 5 cm 3 ), cawan tempat perendaman mortar, oven, alat pengaduk mortar (mikser), ph Sampel Klinker (g) Pozzolan (g) Tabel 3.1 Komposisi bahan semen Uji Lime stone (g) Pembuatan Mortar Mortar yang dibuat terdiri dari campuran semen uji, pasir ottawa dan air. Perbandingan komposisi masing-masing material dengan jumlah benda uji enam buah seperti pada Tabel 3.2. Gipsum (g) Fly ash (g) I 45 25 5 2 5 II 395 25 5 2 1 5 III 385 25 5 2 2 5 IV 375 25 5 2 3 5 Total (g) Tabel 3.2 Komposisi Mortar Material Semen uji Pasir ottawa Air Komposisi 5 g 1375 g 242 ml 464 Semirata 213 FMIPA Unila
Kuat Tekan (kg/cm2) Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 213 Setelah semua material penyusun mortar ditimbang, campuran diaduk dengan menggunakan mesin pengaduk mekanik selama kurang lebih lima menit. Adonan mortar yang telah homogen kemudian dicetak dengan alat pencetak yang telah disiapkan. Mortar bersama cetakannya disimpan dalam lemari penyimpanan selama 24 jam. Kemudian direndam dalam air laut dan akuades selama 3, 7, dan 28 hari. Pengukuran Kuat Tekan Mortar Pengukuran kuat tekan mortar dilakukan pada saat perendaman mortar telah berumur 3, 7, dan 28 hari dengan menggunakan alat uji kuat tekan. Pengukuran ph Pengukuran ph larutan uji (larutan perendaman mortar) dilakukan dengan menggunakan alat ph meter. Penentuan Total Suspended Solid (TSS) Penentuan TSS dilakukan terhadap larutan rendaman mortar (air laut dan akuades) dengan menggunakan metoda gravimetri. Penentuan Total Dissolve Solid (TDS) Penentuan TDS dilakukan terhadap larutan perendaman mortar (air laut dan akuades) dengan menggunakan metoda gravimetri. Penentuan Kesadahan Total Penentuan kesadahan total dilakukan terhadap larutan perendaman mortar (air laut dan akuades) menggunakan metoda kompleksometri dengan larutan standar EDTA. Penentuan Kesadahan Kalsium (Ca) Penentuan kadar Kalsium (Ca) dilakukan menggunakan metoda kompleksometri Kuat tekan mortar semakin naik dengan bertambahnya umur mortar tersebut dan tertinggi pada umur 28 hari. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengukuran Kuat Tekan 4 3 2 1 A 2A 4A 6A B 2B 4B 6B Gambar 1:Hasil pengukuran kuat tekan (kg/cm 2 ) dengan komposisi penambahan fly ash (%). Kondisi pengukuran: A (perendaman akuades), B (perendaman air laut), dengan umur perendaman 3 Kekuatan tekan mortar semakin menurun dengan ditingkatkannya persentase penambahan bahan aditif fly ash. Pada penelitian ini penambahan abu terbang (fly ash) paling besar hanya 6% dan itu telah menyebabkan kuat tekan mortar menurun. Kemungkinan lain yang menyebabkan turunnya kuat tekan mortar dengan penambahan fly ash adalah karena laju kenaikan kuat tekan dengan bahan ikat fly ash dan semen bersifat lambat sebab bersifat pozolan. Menurunnya kuat tekan mortar dengan penambahan fly ash juga disebabkan oleh pengaruh perendaman dalam air laut, namun pengaruh ini tidak terlalu besar karena mortar yang direndam dalam akuades pun mengalami penurunan kuat tekan. Hasil kuat tekan mortar yang direndam dalam air laut selalu lebih rendah dibandingkan dengan yang direndam dalam akuades. Berbagai macam sulfat umumnya dapat menyerang beton ataupun mortar. Sulfat bereaksi dengan kalsium hidroksida (Ca(OH) 2 ) dan kalsium aluminat hidrat, reaksi yang terjadi dapat menyebabkan pengembangan volume sehingga akan terjadi keretakan pada beton atau mortar. Penurunan kuat tekan mortar yang direndam dalam air laut disebabkan karena adanya pengaruh dari ion klorida yang Semirata 213 FMIPA Unila 465
ph Air Rendaman TDS (ppm) TSS (ppm) Yulizar Yusuf dkk: Pengaruh Penambahan Abu Terbang (Fly Ash) Terhadap Kuat Tekan Mortar Semen Tipe PCC Serta Analisis Air Laut Yang Digunakan Untuk Perendaman terdapat dalam air laut. Ion klorida dapat masuk kedalam mortar melalui pori-pori mortar yang terbentuk akibat keluarnya senyawa kalsium hidroksida yang merupakan hasil reaksi hidrasi antara semen dengan air dari dalam mortar. Hal ini berarti penambahan fly ash sebesar 2% sebagai bahan campuran semen tipe PCC masih dibolehkan dan masih layak untuk pengganti klinker pada semen. Dan mortar semen PCC dengan penambahan fly ash yang dibuat masih layak dipakai untuk daerah di sekitar pantai. Pengukuran ph ph larutan perendaman mortar yang direndam dalam akuades dan air laut mengalami peningkatan yang tampak jelas dari hari ke-3, ke-7 dan ke-28 hari. Ini menunjukkan larutan perendaman tersebut semakin bersifat basa. Hal tersebut disebabkan oleh adanya Ca(OH) 2 yang dihasilkan dari reaksi panas hidrasi antara air dan semen yang mengakibatkan naiknya ph larutan perendaman atau kebasaannya bertambah. 15 1 5 A 2A 4A 6A B 2B 4B 6B Gambar 2.Hasil pengukuran ph larutan perendam dengan komposisi penambahan fly ash (%). Kondisi pengukuran: A (perendaman akuades), B (perendaman air laut), dengan umur perendaman 3 Penentuan Total Suspended Solid (TSS) 6 5 4 3 2 1 Gambar 3.Hasil penentuan nilai TSS larutan perendam dengan komposisi penambahan fly ash (%). Kondisi penentuan: A (perendaman akuades), B (perendaman air laut), dengan umur perendaman 3 Dari Gambar 3, semakin besar persentase komposisi fly ash yang ditambahkan maka semakin meningkat nilai TSS larutan perendan mortar. Begitu juga dengan lama waktu perendamannya baik dengan akuades dan air laut, nilai TSS-nya semakin meningkat. Jadi dengan semakin meningkatnya nilai TSS larutan perendaman mortar dalam air laut dan akuades sebanding dengan semakin menurunnya kuat tekan mortar. Penentuan Total Dissolve Solid (TDS) 25 2 15 1 5 A 2A 4A 6A B 2B 4B 6B A 2A 4A 6A B 2B 4B 6B Gambar 4.Hasil penentuan nilai TDS larutan perendam dengan komposisi penambahan fly ash (%). Kondisi penentuan: A (perendaman akuades), B (perendaman air laut), dengan umur perendaman 3 466 Semirata 213 FMIPA Unila
Kesadahan Total (ppm) Kadar Logam Ca (ppm) Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 213 Nilai TDS dari larutan perendaman semakin meningkat seiring dengan bertambahnya waktu perendaman mortar dan semakin besarnya persentase komposisi fly ash yang ditambahkan. Penentuan Kesadahan Total Pada Gambar 5, menunjukkan bahwa kadar kesadahan total (Ca & Mg) larutan perendaman mengalami peningkatan dengan semakin bertambahnya persentase komposisi fly ash yang ditambahkan dan dengan semakin lamanya waktu perendaman. Kadar kesadahan total (Ca & Mg) larutan perendaman dalam air laut jauh lebih besar dibandingkan dengan perendaman dalam akuades. Hal ini disebabkan karena air laut mengandung logam-logam dan matriks yang berbeda dengan akuades, dan air laut sendiri mengandung kesadahan total yang tinggi. Penentuan Kesadahan Kalsium (Ca) Gambar 6, menunjukkan bahwa kadar logam kalsium yang terdapat pada larutan perendaman semakin bertambah dengan pertambahan waktu perendaman dan pertambahan persentase komposisi penambahan fly ash. Kadar logam kalsium yang terdapat pada 6 5 4 3 2 1 A 2A 4A 6A B 2B 4B 6B Gambar 5.Hasil penentuan kadar kesadahan total larutan perendam dengan komposisi penambahan fly ash (%). Kondisi penentuan: A (perendaman akuades), B (perendaman air laut), dengan umur perendaman 3 3 25 2 15 1 5 A 2A 4A 6A Gambar 4.6:Hasil penentuan kesadahan Kalsium (Ca) larutan perendam dengan komposisi penambahan fly ash (%). Kondisi penentuan: A (perendaman akuades), B (perendaman air laut), dengan umur perendaman 3 hari ( ), 7 hari ( ), dan 28 hari ( ). 1 larutan perendaman dalam air laut jauh lebih besar dibandingkan pada akuades. Karena semakin banyaknya padatan terlarut yang lepas dari mortar ke lingkungan. KESIMPULAN B 2B 4B 6B Kuat tekan semen tipe PCC dengan penambahan fly ash semakin turun dengan semakin meningkatnya persentase penambahan fly ash. Nilai kuat tekan mortar dengan persentase penambahan fly ash 2, 4, dan 6% pada umur 28 hari dalam perendaman air laut berturut-turut 284, 276, dan 273 kg/cm 2 sedangkan dalam akuades 323, 315, dan 298 kg/cm 2. Nilai kuat tekan mortar dengan persentase penambahan fly ash 2% yang direndam dalam air laut masih memenuhi SNI 15-764-24 yaitu 28 kg/cm 2, sedangkan persentase 4 dan 6% tidak memenuhi SNI. Hasil pengukuran ph pada larutan perendaman air laut dengan persentase penambahan fly ash 2, 4, dan 6% pada umur 28 hari berturut-turut 1.21, 1.26, dan 1.45 sedangkan dalam akuades 11.43, 11.44, dan 11.64. Hasil pengujian TDS pada larutan perendaman perendaman akuades 218, 31, dan 522 ppm, begitu juga dengan pengujian kesadahan total dan logam Kalsium. Semirata 213 FMIPA Unila 467
Yulizar Yusuf dkk: Pengaruh Penambahan Abu Terbang (Fly Ash) Terhadap Kuat Tekan Mortar Semen Tipe PCC Serta Analisis Air Laut Yang Digunakan Untuk Perendaman DAFTAR PUSTAKA Diktat SNI PT Semen Padang, SNI 15-249-24 Semen Portland, Badan Standarisasi Nasional, 24. E. Partana, A. Purijatmiko, Mahfud P. Prihatini, Studi Pengaruh Penambahan Slag dan Fly Ash Sebagai Bahan Aditif di Finish Mill Pabrik Semen Komposi, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember: Surabaya. Hadi, Pengaruh Ukuran Butir dan Komposisi Abu Terbang PLTU sebagai Pengisi dan Pozolan, Surabaya, 2. J. B. Hariawan, Pengaruh Perbedaan Karakteristik Type Semen Ordinary Portland Cement (OPC) Dan Portland Composite Cement (PCC) Terhadap Kuat Tekan Mortar. K. Tjokrodimulyo, Teknologi Beton, NAFIRI: Yogyakarta, 1996. K.Gideon, Pedoman Pengerjaan Beton Berdasar SK-SNI T-15-1991-3, Erlangga: Jakarta, Hal 38-41, 1993. L. Suharlinah, Pengaruh Penambahan Fly Ash dan Mikrosilika Terhadap Korosefitas Beton Jembata, Pusat Penelitian dan Pengembangan Jalan dan Beton: Bandung, 29. R. Y. Kasih, Skripsi Pengaruh Penambahan Abu Sekam Padi Terhadap Kuat Tekan Mortar Semen PCC dengan Perendaman dalam Larutan Asam Sulfat dan Analisis Larutan Rendaman, Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Andalas: Padang, 212. Team Pelayanan Teknis PT Semen Padang, Teknologi Semen, PT Semen Padang: Padang, 1998. 468 Semirata 213 FMIPA Unila