ayu hardianti pratiwi_universitas negeri makassar_pkmp.pdf
Post on 30-Jan-2016
51 Views
Preview:
TRANSCRIPT
PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
JUDUL PROGRAM
OPTIMALISASI SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO
KOMPOSIT GEOPOLIMER BERBASIS ABU TERBANG (FLY ASH)
DENGAN SERAT DAUN NANAS
BIDANG KEGIATAN:
PKM PENELITIAN
Diusulkan oleh:
Ayu Hardianti Pratiwi NIM: 1112040181 Angkatan: 2011
Inayatul Mutmainna NIM : 1112140028 Angkatan: 2011
Reski Ramadani NIM: 1213440003 Angkatan: 2012
UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR
MAKASSAR
2014
ii
iii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji dan syukur kami panjatkan kehadirat ALLAH
SWT karena limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga proposal untuk program
kreatifitas mahasiswa bidang penelitian (PKM-P) tahun 2014 dapat diselesaikan
sesuai dengan waktu yang telah ditetapkan.
Proposal PKM-P ini dibuat berdasarkan referensi dari beberapa jurnal,
artikel, dan buku. Proposal PKM-P ini dibuat agar pembaca dapat mengetahui
tentang optimalisasi sifat mekanik dan struktur mikro komposit geopolimer
berbasis abu terbang (fly ash) dengan serat daun nanas.
Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya penulis haturkan kepada dosen
pembimbing Bapak Subaer M.Phil.,Ph.D., yang telah membimbing kami dalam
menyelesaikan proposal PKM-P ini. Dan juga kepada teman-teman dan semua
pihak yang telah memberi sumbangan pemikiran dalam penyelesaian proposal
PKM-P ini. Penulis menyadari, bahwa proposal PKM-P ini masih jauh dari
kesempurnaan. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca
yang sifatnya membangun untuk kesempurnaan proposal PKM-P ini selanjutnya.
Makassar, September 2014
Penulis
iv
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... ii
KATA PENGANTAR .......................................................................................... iii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... v
DAFTAR TABEL ................................................................................................ vi
RINGKASAN ....................................................................................................... vii
BAB 1. PENDAHULUAN .................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang .................................................................................... 1
1.2 Tujuan Penulisan ................................................................................. 2
1.3 Luaran ........................................................................................... 2
1.4 Manfaat Penulisan ............................................................................... 2
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 3
2.1 Geopolimer .......................................................................................... 3
2.2 Abu Terbang (Fly Ash) ........................................................................ 3
2.3 Agregat dari CaCO3 dan Serat Daun Nanas ........................................ 4
2.4 Beton Serat........................................................................................... 6
BAB 3. METODE PENELITIAN ....................................................................... 6
3.1 Tahap Pelaksanaan Penelitian ............................................................. 9
3.2 Luaran .................................................................................................. 9
3.3 Indikator Capaian yang Terukur disetiap Tahapan .............................. 9
3.4 Teknik Pengumpulan Data dan Analisis Data ..................................... 9
3.5 Cara Penafsiran .................................................................................... 9
3.6 Simpulan Hasil Penelitian .................................................................... 9
BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN .................................................. 9
4.1 Ringkasan Anggaran Biaya ................................................................. 9
4.2 Jadwal Kegiatan ................................................................................... 9
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 10
LAMPIRAN
Lampiran 1. Biodata Ketua dan Anggota
Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan
Lampiran 3. Biodata Dosen Pembimbing
Lampiran 4. Susunan Organisasi Tim Peneliti dan Pembagian Tugas
Lampiran 5. Surat Pernyataan Ketua Peneliti
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Struktur molekulargeopolimerNa-Poly(sialate) .................................. 3
Gambar 2. Cetakan Uji Tekan ............................................................................... 7
Gambar 3. Cetakan Uji Lentur .............................................................................. 7
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Komposisi Kimia Abu Terbang dari Berbagai Jenis Batubara ............... 4
Tabel 2. Komposisi Kimia Serat Nanas pada Metode Proses Pemisahan Serat
yang Berbeda ........................................................................................ 5
vii
RINGKASAN
Dewasa ini mulai diperkenalkan beton geopolimer yang ramah lingkungan
sebagai solusi beton inovasi untuk mengurangi emisi CO2 akibat penggunaan
semen portland (As’at Pujianto dkk, 2013). Beton geopolimer adalah sintesis dari
bahan yang mengandung silika dan aluminium seperti abu terbang (fly ash) yang
dalam penggunaannya tidak menghasilkan gas CO2.
Beton geopolimer dibuat dengan metode aktivasi larutan alkali dan dapat
didesain sebagai beton serat yang memiliki struktur yang lebih baik dan lebih
tahan (Ety Jumiati, 2009). Beton serat diperoleh dari campuran beton dan serat
yang dalam hal ini adalah serat produksi alam. Beton serat yang dibuat adalah
berbahan abu terbang dengan penambahan serat daun nanas. Fly ash merupakan
limbah dari hasil residu pembakaran batubara atau bubuk batu bara. Untuk saat ini
fly ash sangat potensial sebagai bahan subsitusi terhadap semen dan diharapakan
sifat pozolanik yang dikandung dapat meningkatkan kuat tekan beton geopolimer
yang berbahan dasar fly ash (ASTM C.168).
Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan pemanfaatan limbah abu
terbang di Indonesia khususnya Sulawesi Selatan sebagai aplikasi beton serat
yang ramah lingkungan dengan memanfaatkan serat daun nanas serta mengetahui
sifat mekanik dan struktur mikro beton serat. Penelitian ini merupakan penelitian
yang bersifat pengembangan (development research) yang mengarah pada
aplikasi material dalam pembuatan beton ringan. Penelitian ini akan dilaksanakan
melalui dua tahap.
Pada tahap pertama dilakukan penyediaan bahan dasar abu terbang dan
agregat (batu kapur (CaCO3)). Pada tahap ini, penelitian juga difokuskan pada uji
coba sintesis beton geopolimer untuk menghasilkan beton serat ramah lingkungan
yang lebih kuat. Beton geopolimer yang telah dibuat disimpan selama 28 hari
sebelum dilakukan berbagai pengujian. Pada tahap kedua dilakukan pengujian
sampel beton geopolimer. Pada tahap ini, sampel beton geopolimer akan melewati
berbagai karakterisasi struktur, komposisi kimia dan mikro analisis dengan
menggunakan peralatan seperti Scanning Electron Microscopy (SEM-EDS) dan
X-Ray Diffraction (XRD). Pengujian SEM-EDS dilakukan untuk mengetahui
mikrostruktur beton geopolimer yang telah dibuat dan pengujian XRD dilakukan
untuk mengetahui komposisi kimia dari beton geopolimer.Untuk menyelidiki sifat
mekanik dan sifat fisik dari beton geopolimer dilakukan dengan uji kuat tekan
(Compressive Strength) dan uji lentur.
1
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan akan bahan bangunan yang ramah lingkungan semakin besar
seiring dengan meluasnya dampak pemanasan global saat ini. Tingginya tingkat
kebutuhan bahan bangunan sejalan dengan majunya pembangunan dan
infrastruktur. Bahan bangunan yang dibutuhkan saat ini adalah beton yang kuat
yang mampu menahan beban yang berat serta tahan panas. Namun, beton yang
sering digunakan adalah beton yang menggunakan semen portland yang dalam
proses produksinya banyak menghasilkan gas CO2 (As’at Pujianto dkk, 2013).
Dewasa ini telah banyak dikembangkan beton yang ramah lingkungan
yang sering disebut dengan beton geopolimer. Beton geopolimer sering juga
disebut sebagai beton hijau yaitu beton yang memanfaatkan cairan alkali untuk
beraksi dengan silika (Si) dan aluminium (Al) dalam material alam atau material
produksi seperti fly ash atau abu terbang. Menurut As’at Pujianto dkk, 2013
bahwa bahan material produksi tidak dapat saling mengikat sehingga diperlukan
penambahan air dan bahan kimia lain yang dapat mengikat yaitu natrium
hidroksida (NaOH) dan natrium silikat Na2SiO2. Oksida silika pada bahan
tersebut akan bereaksi secara kimia dan membentuk ikatan polimer.
Penelitian geopolimer telah banyak dilakukan dengan membandingkan
kuat tekan beton geopolimer dan beton normal berbahan semen Portland
diantaranya Hardjito et al 2005; Wallah et al 2006; Sumajouw et al 2006; Rangan
2008. Dari penelitian tersebut diketahui bahwa beton geopolimer mempunyai kuat
tekan antara 40 MPa sampai 90 MPa yang besarnya sama dengan kuat tekan beton
normal (Dany Cahyadi dkk, 2012). Selain itu beton geopolimer mempunyai
beberapa kelebihan dibandingkan dengan beton normal, diantaranya beton
geopolimer lebih ekonomis, lebih tahan terhadap serangan kimia dan juga
menghasilkan susut kering yang lebih kecil daripada beton dari semen Portland
(Hardjito dan Rangan dalam Dany Cahyadi dkk, 2012).
Abu terbang sangat baik menjadi bahan pengganti semen dalam
pembuatan beton karena merupakan material geologi yang mengandung silika dan
aluminium sehingga mempunyai sifat yang menyerupai semen (Dany Cahyadi
dkk, 2012). Abu terbang tidak menghasilkan gas CO2 dalam penggunaanya
sehingga beton geopolimer berbahan abu terbang merupakan beton ramah
lingkungan. Abu terbang sendiri merupakan limbah industri batubara seperti
limbah industri PLTU. Abu terbang dihasilkan dari pembakaran batubara yang
merupakan sisa-sisa pembakaran dan berwujud partikel halus yang ikut terangkat
bersama dengan gas buang (Choirul Huda dan Januarti Jaya Ekaputri, 2013).
Laporan teknik PT PLN (Persero) (1997 dalam Muchtar Aziz dkk, 2006),
menyatakan bahwa abu terbang di Indonesia sangat melimpah mengingat
produksi limbah abu terbang dari PLTU diperkiran akan mencapai 3,3 juta ton
pada tahun 2009 yang teru meningkat jika dibandingkan dengan perkiraan pada
tahun 2006 yaitu hanya 2 juta ton saja.
2
Ada beberapa jenis beton salah satunya adalah beton serat. Beton serat
adalah beton yang dicampur dengan serat yang berfungsi sebagai pencegah
keretakan pada beton sehingga beton akan lebih kuat dibanding beton normal
(Sjafei dalam Henry Apriyatno, 2007). Pada penelitian ini akan dibuat jenis beton
serat dengan menggunakan serat dari daun nanas. Serat dari daun nanas sendiri
mudah diperoleh dan melimpah di Sulewasi Selatan khususnya di daerah
Jeneponto.
Berdasarkan latar belakang di atas maka dikembangkan penelitian di
bidang komposit geopolimer dengan memanfaatkan abu terbang (fly ash) dengan
serat daun nanas dalam pembuatan beton serat dengan judul “Optomalisasi Sifat
Mekanik dan Struktur Mikro Komposit Geopolimer Berbasis Abu Terbang
(Fly Ash) dengan Serat Daun Nanas”.
1.2 Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan karya tulis ini adalah :
a. Untuk mengoptimalkan pemanfaatan limbah abu terbang yang terdapat di
Indonesia khususnya Sulawesi Selatan.
b. Untuk mensintesis geopolimer dari abu terbang dengan serat daun nanas
sebagai aplikasi beton serat yang ramah lingkungan.
c. Untuk mengetahui sifat mekanik dan struktur mikro kompospit geopolimer
beton serat.
1.3 Luaran Yang Diharapkan
a. Data akurat tentang potensi abu terbang sebagai bahan dasar sintesis beton
geopolimer
b. Data akurat tentang sifat mekanik dan struktur mikro komposit geopolimer
beton seratyang ramah lingkungan.
1.4 Manfaat Penulisan
Adapun manfaat penulisan karya tulis ilmiah ini, yaitu:
Manfaat Teoritis
a. Memberikan pengetahuan kepada masyarakat mengenai salah satucara
pemanfaatan limbah industri abu terbang menjadi beton serat yang ramah
lingkungan.
b. Menjadi referensi bagi peneliti lain yang berminat pada penelitian yang
serupa.
Manfaat Praktis
Dapat menjadi bahan penelitian lanjutan bagi mahasiswa dan peneliti lain
dalam pemanfaatan abu terbang sebagai bahan untuk aplikasi beton ringan ramah
lingkungan, dan diharapkan dapat menjadi referensi bagi pemerintah dan industri
dalam mengatasi limbah abu terbang yang melimpah menjadi bahan dasar baru
pembuatan beton ringan yang ramah lingkungan.
3
BAB 2.TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Geopolimer
Geopolimer merupakan suatu material berupa polimer anorganik
aluminasilikat dengan rantai Si-O-Al yang disintesis dari material pozzolan yang
kaya akan silika dan alumina dengan larutan pengaktif natrium hidroksida dan
bahan pengikat Na silikat (Davidovits 1991). Untuk menggambarkan struktur
geopolimer, Davidovits, 1991 menggunakan istilah poli (sialate). Monomer sialat
menunjukkan SiO4 dan AlO4 tetrahedra yang bergabung dengan oksigen sebagai
jembatan. Formula empiris poli (sialate) adalah sebagai berikut.
Mn[–(SiOz)z–(AlOz)–]n· wHzO
Dengan harga z antara 1–3, M adalah kation monovalen seperti Na+ atau K
+,
dan n adalah derajat polimerisasi. Untuk z = 1, 2 atau 3 Davidovits memberikan
nama berturut-turut poli(sialat) (–Si–O–Al–O–), poli(sialat-siloxo) (–Si–O–Al–O–
Si–O) dan poli(sialat-disiloxo) (– Si–O–Al–O–Si–O–Si–O) Istilah siloxo
mewakili SiO4 tetrahedra yang ditambahkan pada rantai untuk meningkatkan
kandungan silikon. Karena Al3+ berada dalam koordinasi empat, maka harus ada
kation yang hadir untuk menyeimbangkan muatan negatif. Kation tersebut dapat
berupa logam alkali atau alkali tanah seperti Na+, K
+, Ca
z+, dan Mg
z+..(Davidovits
1991).
Dari segi komposisi kimia dan proses pembentukan, geopolimer dapat di
pandang ekivalen dengan zeolit sintetik sekalipun geopolimer bersifat amorf.
Davidovits, 1991 mengusulkan bahwa geopolimer diperoleh dari disolusi dan
polikondensasi polimerik mineral aluminasilikat dan larutan alkali tinggi. Pada
kondisi hidrotermal proses tersebut menghasilkan material polimerik amorf tiga-
dimensi. Keluarga material baru ini disebut poly(sialates) dan terdiri dari jaringan
amorf SiO4 tetrahedral dan AlO4 tetrahedral yang berikatan dengan ion Na+ dan
K+ (gambar 1).
Gambar 1. Struktur molekulargeopolimerNa-Poly(sialate)(Subaer, 2012).
Hasil-hasil penelitian menunjukkan bahwa geopolimer poly (sialate) dapat di
sintesis dari bahan dasar yang murah seperti lempung (kaolinitic clays), sisa
produk (bahan buangan industry) seperti debu terbang (fly ash), abu sekam padi
(rice husk ash) dan furnace slag (Subaer, 2012).
2.2 Abu Terbang (Fly Ash)
Fly ash merupakan material yang memiliki ukuran butiran yang halus,
berwarna keabu-abuan dan di peroleh dari hasil pembakaran batubara. Pada
intinya fly ash mengandung unsur kimia antara lain silika (SiO2), Alumina
4
(Al2O3), fero oksida (Fe2O3) dan Kalsium Oksida (CaO), juga mengandung unsure
tambahan lain yaitu magnesium oksida (MgO),titanium oksida (TiO2),
alkalin(Na2O dan K2O), sulfur trioksida (SO3), pospor oksida (P2O5) dan Carbon.
Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat fisik, kimia dan teknis dari fly ash
adalah tipe batubara, kemurnian batubara, tingkat penghancuran, tipe pemanasan
dan operasi, metoda penyimpanan dan penimbunan. Adapun komposisi kimia dan
klasifikasinya seperti dapat dilihat pada Tabel 1
Tabel 1. Komposisi Kimia Abu Terbang dari Berbagai Jenis Batubara (wt%)
(Subaer, 2012)
Komponen Bituminous Subbituminous Lignite
SiO2 20-60 40-60 15-45
Al2O3 5-35 20-30 10-25
Fe2O3 10-40 4-10 4-15
CaO 1-12 5-30 15-40
MgO 0-5 1-6 3-10
SO3 0-4 0-2 0-10
Na2O 0-4 0-2 0-6
K2O 0-3 0-4 0-4
LOI 0-15 0-3 0-5
Menurut ASTM C618 fly ash dibagi menjadi dua kelas yaitu fly ash kelas F
dan kelas C. Perbedaan utama dari kedua ash tersebut adalah banyaknya kalsium,
silika, aluminium dan kadar besi di ash tersebut. Walaupun kelas F dan kelas C
sangat ketat ditandai untuk digunakan fly ash yang memenuhi spesifikasi ASTM
C618, namun istilah ini lebih umum digunakan berdasarkan asal produksi
batubara atau kadar CaO. Yang penting diketahui, bahwa tidak semua fly ash
dapat memenuhi persyaratan ASTM C618, kecuali pada aplikasi untuk beton,
persyaratan tersebut harus dipenuhi.
Fly ash kelas F: merupakan fly ash yang diproduksi dari pembakaran
batubara anthracite atau bituminous, mempunyai sifat pozzolanic dan untuk
mendapatkan sifat cementitious harus diberi penambahan quick lime, hydrated
lime, atau semen. Fly ash kelas F ini kadar kapurnya rendah (CaO < 10%).
Fly ash kelas C: diproduksi dari pembakaran batubara lignite atau sub-
bituminous selain mempunyai sifat pozolanic juga mempunyai sifat self-
cementing (kemampuan untuk mengeras dan menambah strength apabila bereaksi
dengan air) dan sifat ini timbul tanpa penambahan kapur. Biasanya mengandung
kapur (CaO) > 20%.
2.3 Agregat dari CaCO3 dan Serat Daun Nanas
2.3.1 Agregat dari CaCO3
Agregat atau penguat dalam campuran beton merupakan bahan pengisi
yang terbagi menjadi dua yaitu agregat kasar dan agregat halus (Ety Jumiati,
2009). Namun, pada penelitian ini hanya akan difokuskan pada penggunaan
5
agregat halus dari batu kapur. Agregat halus dapat berasal dari batuan alam
dengan ukuran sedang ataupun kecil seperti batu kapur yang kemudian
dipecah dan digerus agar butiran agregat dapat menjadi halus dengan ukuran
butir yang lebih kecil dari 5 mm (Ety Jumiati, 2009).
Pada penelitian ini, batu alam yang dijadikan agregat adalah batu kapur
yang berasal dari Kabupaten Maros, Sulawesi Selatan. Batu kapur dipilih
sebagai agregat selain melimpah juga karena memiliki karakteristik butiran
yang mirip dengan pasir pada umumnya (Yufiter Silas Kandi dkk, 2012).
Batu kapur sudah sejak lama dijadikan bahan bangunan oleh masyarakat
tetapi bukan sebagai agregat dalam campuran pasta beton sehingga batu
kapur dari alam perlu diproses terlebih dahulu agar dapat menjadi agregat
yang baik pada campuran pasta beton. Menurut Yoseph Purnandani, 2007
bahwa batu kapur yang mengandung kalsium karbonat (CaCO3) bila
dipanaskan pada suhu ± 980o C maka karbon dioksida pada batu kapur akan
keluar sehingga tinggal kapurnya saja (CaO).
2.3.2 Serat Daun Nanas
Pada penelitian ini serat yang digunakan adalah serat produksi alam yaiu
serat daun nanas. Serat alam (natural fibre) adalah jenis-jenis serat sebagai
bahan baku industri tekstil atau lainnya, yang diperoleh langsung dari alam.
Berdasarkan asal usulnya, serat alam dapat diklasifikasikan menjadi beberapa
kelompok, yaitu serat yang berasal dari hewan, bahan tambang, dan
tumbuhan (Kirby, 1963).
Selain melimpah di daerah Kabupaten Jeneponto, Sulawesi Selatan,
penggunaan serat daun nanas juga lebih ekonomis dan dapat membantu
petani nanas dan masyarakat untuk memanfaatkan daun nanas yang hanya
menjadi limbah atau sampah saja. Daun nanas merupakan salah satu bagian
tanaman yang memiliki kandungan serat yang tinggi. Menurut Hidayat
(2008), disebutkan bahwa terdapat 69,5-71,5% selulosa yang terkandung
dalam serat daun nanas. Dari berat daun nanas hijau yang masih segar akan
dihasilkan kurang lebih sebanyak 2,5 sampai 3,5% serat daun nanas. Tabel 2
menunjukkan komposisi kimia serat nanas pada proses pemisahan serat yang
berbeda.
Tabel 2. Komposisi Kimia Serat Nanas pada Metode Proses Pemisahan
Serat yang Berbeda (Hidayat, 2008).
Komposisi kimia % Komposisi
Decortication Water Retting
Alpha Cellulose 79.36 87.36
Hemi Cellulose 13.07 4.58
Lignin 4.25 3.62
Ash 2.29 0.54
Alcohol-benzene extraction 5.37 2.72
6
2.4 Beton Serat
Beton geopolimer yang ramah lingkungan terbagi kedalam beberapa jenis,
salah satunya adalah beton serat. Penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan
beton geopolimer jenis beton serat yang berbasis abu terbang dengan penambahan
serat daun nanas. Menurut ACI dalam Mudji Suhardiman, 2011 menyatakan
bahwa beton serat didefenisikan sebagai beton yang terbuat dari campuran semen,
agregat, dan sejumlah kecil serat yang dapat beerasal dari serat sintesis maupun
serat produksi alam.
Beton serat adalah hasil modifikasi dari beton konvensional. Serat pada beton
memberi tulangan pada beton yang disebar merata ke dalam pasta beton untuk
mencegah terjadinya retakan mikro pada beton akibat pengaruh panas ataupun
pembebanan (Sjafei dalam Henry Apriyatno, 2007). Selanjutnya menurut
Tjokrodimulyo dalam Henry Apriyatno, 2007 bahwa serat yang digunakan adalah
berupa batang-batang dengan diameter antara 5 dan 500 mikro meter dengan
panjang sekitar 25 mm samapi 10 mm. penambahan serat pada beton juga
membuat struktur beton semakin baik karena dapat meningkatkan ketahanan
beton dan menambah kerasnya beton (Ety Jumiati, 2009).
BAB III. METODE PENELITIAN
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental laboratorium berupa
pembuatan beton serat yang kuat. Penelitian ini bersifat pengembangan
(development research) yang mengarah pada pengembangan bahan, sintesis, sifat
mekanik dan karakterisasi komposit geopolimer dalam halini adalah beton serat
yang ramah lingkungan berbahan dasar abu terbang (fly ash) dengan penambahan
serat dari daun nanas. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah aktivasi
alkali yaitu dengan cara menggunakan larutan alkali untuk bereaksi dengan silika
dan aluminium dari abu terbang.
3.1 Tahap Pelaksanaan Penelitian
3.1.1 Agregat dari Batu Kapur (CaCO3)
a) Memilih kualitas batu kapur yang baik.
b) Menghancurkan batu kapur tersebut hingga membentuk potongan-
potongan kecil.
c) Potongan-potongan kecil tersebut kemudian di haluskan dengan
menggunakan mortar dan pastel.
d) Pada saat menghaluskan CaCO3 tersebut mortar diputar searah jarum
jam dan dilakukan selama kurang lebih 40 menit.
3.1.2 Serat dari Daun Nanas
a) Memilih kualitas daun nanas yang baik.
b) Daun nanas yang telah dipilih kemudian di panaskan hingga mengalami
perubahan warna.
c) Kemudian daun nanas tersebut di tiriskan dalam satu wadah.
7
11 cm
d) Setelah itu daun tersebut diserut hingga hanya tersisa serat yang
dibutuhkan saja.
e) Serat nanas yang telah diserut direndam dalam larutan NaOH selama 1
jam.
f) Serat nanas kemudian dicuci bersih menggunakan aquades hingga bersih
dan tidak berbau larutan NaOH lagi, kemudian dikeringkan dengan
menggunakan oven dengan suhu 100o C selama 90 menit.
g) Setelah kering, serat nanas dihaluskan dengan cara diurut secara manual
agar bentuknya beraturan dan mudah dipotong-potong menjadi ukuran
0,25 cm.
3.1.3 Sintesis Geopolimer
a) Mempersiapkan bahan dasar yakni abu terbang dan CaCO3 yang telah
digerus sebagai agregat halus.
b) Menimbang abu terbang dan agregat dengan perbandingan massa yang
tetap (% massa agregat halus terhadap massa abu terbang) yaitu 25%
berdasarkan hasil penelitian sebelumnya oleh Yufiter Silas Kandi dkk,
2012 yang memenuhi syarat gradasi dan modulus kehalusan.
c) Menyiapkan larutan sodium silicate (Na2O.3SiO2), sodium hydroxide
pellet (NaOH) dan aquades (H2O) yang digunakan sebagai larutan alkali.
(Catatan : Dalam proses pembuatan larutan ini, sodium silicate dan
sodium hydroxide pellet dicampurkan terlebih dahulu kemudian
mengaduknya hingga temperatur larutan tersebut turun kemudian
mencampurkan larutan tersebut dengan aquades dan mengaduknya
kembali hingga larutan tampak jernih dan homogen).
d) Mencampur abu terbang dan agregat halus dengan cara mengaduknya
selama beberapa menit kemudian menambahkan larutan alkali sedikit
demi sedikit hingga diperoleh campuran pasta geopolimer yang homogen.
e) Cetakan beton geopolimer dibuat dalam dua bentuk yaitu cetakan pertama
dari kaca plan parallel dengan ukuran tinggi 4 cm, dan diameter 2 cm, dan
yang kedua yaitu dari kaca dengan dimensi panjang 11 cm, lebar 10 cm,
dan tebal 3,5 cm seperti pada gambar berikut:
10
4 3,5
3,5
Gambar 2. Cetakan Uji Tekan Gambar 3. Cetakan Uji Lentur
f) Memasukkan campuran tersebut ke dalam wadah/cetakan beton.
2 cm
8
g) Sampel geoplimer di-curing di dalam oven suhu rendah pada temperatur
700C selama 2-4 jam sehingga proses polikondensasi sempurna dapat
dicapai.
h) Sampel geopolimer dilepaskan dari cetakan setelah berusia 2-3 hari dan
disimpan selama 28 hari di udara bebas sebelum dilakukan berbagai
pengujian.
3.1.4 Karakterisasi SEM dan XRD
a. Karakterisasi Scanning Electron Microscopy (SEM)
SEM bekerja berdasarkan prinsip pemindaian (scanning) sinar electron
pada permukaan sampel, yang selanjutnya informasi yang didapatkan diubah
menjadi gambar (citra). SEM merupakan alat yang digunakan untuk
mengamati partikel pada perbesaran M = 1 juta kali, resolusi permukaan
hingga kedalaman 3 sampai 100 nm. Pengujian SEM dilakukan untuk
mempelajari morfologi dari semen geopolimer khususnya kualitas matriks,
volume pori, distribusi agregat serta zona transisi antarmuka (Interfacial
Transition Zone-ITZ).
b. KarakterisasiX-Ray Difraction (XRD)
Pengujian sampel beton geopolimer dengan XRD dimaksudkan untuk
mempelajari komposisi kima (fase) oksida yang terbentuk. Pengujian
dilakukan untuk sampel yang baru diproduksi maupun yang telah melewati
uji fisik dan termal.
3.1.5 Kuat Tekan Geopolimer (Compressive Strength)
Kekuatan tekan merupakan karakteristik utama yang dipersyaratkan untuk
berbagai aplikasi struktural geopolimer. Dalam pengujian kekuatan tekan, sampel
geopolimer ditekan hingga runtuh. Kekuatan tekan sebuah sampel dihitung
dengan menggunakan persamaan:
…………..(1)
dengan C = kekuatan tekan (MPa), P = beban total hingga sampel rontok (N) dan
A = luas permukaan sampel yang ditekan (m2) (Subaer, 2012).
3.1.6 Uji Lentur Beton Geopolimer
Uji lentur dilakukan untuk menilai kuat lentur pada beton serat yang
dihasilkan. Menurut Yatna Supriyatna kuat lentur beton sendiri adalah nilai
tegangan tarik yang dihasilkan dari momen lentur dibagi dengan momen penahan
penampang benda uji. Kuat lentur dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan berikut:
………………… (2)
Dimana R = kuat lentur (kg/cm2), P = beban yang menyebabkan terbelahnya
balok (kg), L = jarak diantara dua titik tumpuan (cm), b = lebar balok (cm), dan d
= tinggi balok (cm).
9
3.2 Luaran
Beton serat ramah lingkungan serta ekonomis dari hasil sintesis abu terbang
yang ditambahkan dengan serat dari daun nanas.
3.3 Indikator Capaian yang Terukur di SetiapTahapan
a. Sintesis abu terbang tipe C dengan metode aktivasi alkali yang ditambahkan
dengan agregat ringan menghasilkan geopolimer beton ringan ramah
lingkungan, tahan api dan zat kimia.
b. Diperoleh sifat mekanik beton ringan ramah lingkungan, tahan api dan zat
kimia sesuai hasil pengukuran kuat tekan.
c. Diperoleh informasi mengenai struktur beton ringan ramah lingkungan,
tahan api dan zat kimia sesuai karakterisasi SEM dan XRD.
3.4 Teknik Pengumpulan Data dan Analisis Data
Data penelitianinidiperolehdarikarakterisasi SEM dan XRD yang dilakukan
di Lab. MikrostrukturJurusanFisikaUnivesitasNegeri Makassar (UNM). Pengujian
uji mekanik yaitu pengujian kuat tekan yang dilakukan di Lab. Teknik Jurusan
Teknik Mesin Universitas Negeri Makassar (UNM).
3.5 Cara Penafsiran
Data yang diperoleh dibandingkan dengan standar yang tersedia pada
rujukan hasil penelitian sebelumya.
3.6 Simpulan Hasil Penelitian
Hasil penelitian akan dianalisis dan didiskusikan dengan tim ahli kemudian
ditarik kesimpulan.
BAB IV PEMBIAYAAN
4.1 Ringkasan Anggaran Biaya PKM-P *)
*) Justifikasi anggaran terlampir pada lampiran 1.
4.2 Jadwal Kegiatan
No Kegiatan Bulan
1 2 3 4 5
1 Persiapan Penelitian
2 Sintesis Geopolimer
3 Pengumpulan data
4 Pengolahan data
No Jenis Pengeluaran Perincian
Anggaran (Rp)
1 Peralatan penunjang 2.800.000
2 Bahan Habis Pakai 4.280.000
3 Perjalanan 3.300.000
4 Lain-lain 1.700.000
Total Anggaran 12.080.000
10
5 Penyusunan laporan
DAFTAR PUSTAKA
Apriyatno, Henry. 2007. Pengaruh Penambahan Serat Roving Terhadap
Kapasitas Lentur Balok Beton Bertulang. Jurnal Teknik Sipil dan
Perencanaan, Volume 9 Nomor 2. Juli 2007.
Aziz, Muchtar, dkk. 2006. Karakterisasi Abu Terbang PLTU Suralaya dan
Evaluasinya untuk Refraktori Cor. Jurnal Teknologi Mineral dan
Batubara, Nomor 36 Tahun 14. Januari 2006.
Cahyadi, Dany, dkk. 2012. Pemanfaatn Abu Terbang dan Serbuk Gergaji untuk
Pembuatan Mortar Ringan Geopolimer. Jurnal Pemukiman, Volume 7
Nomor 3. November 2012.
Davidovits, J. 1991. Geopolymer: inorganic polymeric new materials. J Therm
Anal I3:1633-1656.
Hidayat, Pratikno. 2008. Teknologi Pemanfaatan Serat Daun Nanas sebagai
Alternatif Bahan Baku Tekstil. Teknoin, Vol. 13, No. 2, Hal:31-35.
Huda, Choirul dan Januarti Jaya Ekaputri. 2013. Analisis Sifat Mekanik Pasta
Geopolimer Berbahan Dasar Fly Ash, Lumpur Sidoarjo, dan Foam.
Jurnal Teknik Pomits, Volume 1 Nomor 1. (2013).
Jumiati, Ety. 2009. Pembuatan Beton Semen Polimer Berbasis Sampah Rumah
Tangga dan Karakterisasinya. Tesis Magister. Universitas Sumatera
Utara. Medan.
Kandi, Yufiter Silas, dkk. 2012. Subtitusi Agregat Halus Beton Menggunakan
Kapur Alam dan Menggunakan Pasir Laut pada ampuran Beton. Jurnal
Teknik Sipil, Volume 1 Nomor 4. September 2012.
Kirby. 1963. Vegetable Fibres. London: Leonard Hill.
Subaer, 2012. Pengantar Fisika Geopolimer. Jakarta: DP2M Dikti.
Suhardiman, Mudji. 2011. Kajian Pengaruh Penambahan Serat Bambu Ori
Terhdap Kuat Tekan dan Kuat Tarik Beton. Jurnal Teknik, Volume 1
Nomor 2. Oktober 2011.
Supriyatna, Yatna. Analisa Kuat Lentur Pada Beton K-300 yang Dicampur
dengan Tanah Kohesif. Jurnal Majalah Ilmiah UNIKOM, Volume 7
Nomor 1.
Pujianto, As' at, dkk. 2013. Kuat Tekan Beton Geopolimer dengan Bahan Utama
Bubuk Lumpur Lapindo dan Kapur. Prosiding Konferensi Nasional
Teknik Sipil 7. Universitas Sebelas Maret. Oktober 2013.
Purnandani, Yoseph. 2007. Pengaruh Penambahan Kapur Padam Terhadap Kuat
Tekan dan Modulus Elastisitas Beton Geopolymer. Skripsi. Universitas
Atma Jaya Yogyakarta. Yogyakarta.
Lampiran 1. Biodata Ketua dan Anggota
+
Lampiran 2. Justifikasi Anggaran
1.1 Peralatan Penunjang
a. Peralatan yang dibeli
No. Nama Alat Jumlah Harga Satuan
(Rp)
Jumlah
(Rp)
1 Mortar + pastel 2 buah 100.000 200.000
2 Gelas kimia 500 ml 2 buah 100.000 200.000
3 Spatula Kaca Kecil 2 buah 25.000 50.000
4 Cetakan 6 buah 150.000 900.000
5 Handscoon 1 lusin 70.000 70.000
6 Masker 1 lusin 50.000 50.000
7 Tissue 2 bal 50.000 100.000
8 Wadah plastic 3 buah 15.000 45.000
9 Alat Tulis 2 set 50.000 100.000
10 Gunting 3 buah 5.000 15.000
11 Plastik Cetik 2 pak 10.000 20.000
Jumlah 1.750.000
b. Pemeliharaan alat
No. Jenis Biaya (Rp)
Pemeliharaan oven memmertdi Lab.
Fisika Material UNM 300.000
Pemeliharaan alat preci polish di Lab.
Fisika Material UNM 300.000
Pemeliharaan alat timbangan neraca
digital di Lab. Fisika Material UNM 200.000
Pemeliharaan mesin uji tekan di Lab.
Teknik Mesin UNM 250.000
Jumlah Rp. 1.050.000
Jumlah dana yang dibutuhkan untuk peralatan penunjang:
Peralatan yang dibeli Rp 1.750.000
Pemeliharaan Alat Rp 1.050.000
Total Rp 2.800.000
+
1.2 Bahan Habis Pakai
a. Bahan Material
No. Nama Bahan Kegunaan dalam
Penelitian
Jumlah
satuan
Harga
Satuan
(Rp)
Jumlah
(Rp)
1 Abu Terbang
(fly ash) Bahan Dasar 10 kg 20.000 200.000
2 Abu Sekam
Padi (murni) Agregat Ringan 7 kg 30.000 210.000
3 Serbuk
Bambu Agregat Ringan 7 kg 25.000 175.000
4 Metakaolin Agregat Ringan 5 kg 30.000 150.000
5 NaOH Sintesis Bahan Dasar 4 liter 20.000 80.000
6 Sodium
Silicate
(Na2O.3SiO2)
Sintesis Bahan Dasar
5 liter 20.000 100.000
7 HCl 2 M Pengujian Sampel 3 liter 50.000 150.000
8 H2SO4 2 M Pengujian Sampel 4 liter 70.000 280.000
9 Aquades
(H2O)
Sintesis Bahan Dasar 20 liter 10.000 200.000
10 Alkohol 90
%
Membersihkan Alat 4 liter 35.000 140.000
11 Label Besar Memberi nama
bahan 3 pak 15.000 45.000
Jumlah 1.730.000
b. Karakterisasi bahan
No Jenis Biaya (Rp)
1
Karakterisasi sampel beton geopolimer dengan SEM-
EDS, 3 sampel @ Rp. 300.000 900.000
2
Karakterisasi sampel beton geopolimer dengan XRD,
3 sampel @ Rp.300.000 900.000
3
Uji tekan sampel beton geopolimer, 3 sampel @
Rp.250.000 750.000
Jumlah 2.550.000
Jumlah dana yang dibutuhkan untuk bahan habis pakai:
Bahan Material Rp 1.730.000
Karakterisasi Bahan Rp 2.550.000
Total Rp 4.280.000
1.3 Perjalanan
No Keperluan Lokasi Biaya (Rp)
1 Pengambilan bahan dasar abu terbang Kab. Pangkep,
SULSEL
500.000
2 Pengambilan agregat halus yaitu batu
kapur
Kab. Maros,
SULSEL
300.000
3 Pengambilan daun nanas sebagai serat Kab. Jeneponto,
SULSEL
500.000
4 Menghadiri Simposium Fisika
Nasional SFN XXVII di Bali (2 hari)
Universitas
Udayana, Bali
2.000.000
Jumlah 3.300.000
1.4 Dan lain-lain ;Pertemuan/Lokakarya/Seminar
No Jenis Biaya (Rp)
1 Simposium Fisika Nasional SFN XXVII di Bali (2 hari) 700.000
2 Penyusunan Laporan Akhir Penelitian 600.000
3 Pembuatan Artikel Publikasi Jurnal Internasional 400.000
Jumlah 1.700.000
Total Anggaran = Rp. 12.080.000,- (duabelas juta delapan puluh ribu rupiah).
Lampiran 3. Biodata Dosen Pembimbing
A. Identitas Diri
B. Riwayat Pendidikan
Tempat Pendidikan Gelar Tahun Lulus Bidang Studi
Universitas Negeri Makassar S.Si 2009 Fisika
Institut Teknologi Sepuluh Nopember M.Si 2012 Fisika
C. Pemakalah/ Seminar Ilmiah
No Nama Pertemuan
Ilmiah/ Seminar Judul Artikel Ilmiah Waktu dan Tempat
1 PPRI LIPI Sintesis dan
Karakterisasi
Geopolymer Fly Ash
sebagai pengikat
logam berat Pb dan Cu
Tahun 2009, LIPI
Jakarta
2 International
Conference On
Mathematics, Science,
Technology,
Education, and Their
Applications
Petrography Of Pyrite
Mineral From Mineral
Deposit at Bonto Cani
District Of Bone
Regency
21 Agustus 2014,
UNM Makassar
3 Simposium Fisika
Nasional 2014 (SFN
XXVII)
Perancangan dan
Pembuatan Prototipe
Chamber Uji
kelembaban Udara
dari Serat OPtik
16-17 Oktober 2014,
Denpasar Bali
1 Nama Lengkap A.Irhamsyah, S.Si., M.Si.
2 Jenis Kelamin Laki-Laki
3 Program Studi Fisika
4 NIDN 0007108502
5 Tempat dan Tanggal Lahir Ujung Pandang, 7 Oktober 1985
6 E-mail irhamsyah.physics@gmail.com
7 Nomor Telepon/ HP 0411-887668 / 081234441827
Lampiran 4. Susunan Organisasi Tim Peneliti dan Pembagian Tugas
No Nama / NIM Program
Studi
Bidang
Ilmu
Alokasi
Waktu (jam/
minggu)
Uraian Tugas
1 Ayu
Hardianti
Pratiwi /
1112040181
Pendidikan
Fisika
Fisika 10 jam/
minggu
a) Penanggungjawa
b dan koordinator
seluruh kegiatan
penelitian
b) Bertanggungjawa
b atas proses
sintesis
2 Inayatul
Mutmainna/
1112140028
Fisika
Sains
Fisika 10 jam/
minggu
a) Sintesis
geopolimer
b) Karakterisasi
mekanik
3 Reski
Ramadani/
1213440003
Pendidikan
Kimia
Kimia 10 jam/
minggu
a) Pengadaan bahan
dasar
b) Karakterisasi
struktur mikro
top related