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