## Pengaruh Penggunaan Tanah Laterit dan Kapur Padam Terhadap Kuat Tekan Mortar Geopolymer
Muh. Sa yfulla h. S
Progra m Studi Teknik Sipil,  Universita s Muha mmadiya h Buton, Indonesia E-Ma il: muh.sa yfulla hs@gmail.com
DOI: 10.38043/telsinas.v5i2.4128 Received: 2022 Oktober 03 Accepted: 2022 November 18
Publish: 2022 November 25
ABSTRAK :  In numerous loca tions of Indonesia , such a s Pa pua , Sula wesi, a nd Ka lima nta n, there is  a n a bundance of la terite  soils,  hence they ha ve significa nt potentia l a s construction ma teria ls. Geopolymer concrete a nd mortar ha ve the potentia l to minimize the usa ge of Portla nd cement beca use their mecha nica l qua litie s a re nea rly identica l to  those of Portla nd  cement-ba sed concrete, which  needs a  considera ble  dea l of  energy  to  produce. This  study exa mines the employment of fly a sh a nd a lka line a ctiva tors, specifica lly Na OH a nd Na 2SiO3, a s ma teria ls to bind la teritic  soil  by a dding sla ked lime  in order to ma ke concrete a nd geopolymer morta r with reduced oven use. The ra tios of la teritic  soil  to quenched lime were  95%:5%,a nd 90%:10%, respectively.  Flow  tests conducted on fresh geopolymer morta r revea led tha t a ll ingredients were a ble to bond effectively a nd tha t no segrega tion occurred. The specimens were trea ted or dried in the la bora tory without immersion for 3, 7, a nd 28 da ys (La bora tory Air Curing). The compressive strength test wa s a na lyzed in order to a ssess the geop olymer morta r's beha vior. The test findings revea led tha t the compressive strength increa sed from 3 da ys to 7 da ys a nd 28 da ys. The test findings indica te that the compressive strength obta ined a t a  ra tio of 90% la teritic soil to 10% sla ked lime is grea ter tha n the compressive strength obta ined a t a  ra tio of 95% la teritic soil to 5% sla ked lime.
Keyword : Mortar Geopolymer; Abu Terbang; Na2SiO3; Kuat Tekan; NaOH;

## I. PENDAHULUAN
Di beberapa wilayah Indonesia seperti Papua, Sulawesi, dan Kalimantan banyak terdapat tanah laterit sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan bangunan. Produksi semen menggunakan banyak energi, sehingga beton dan mortar geopolimer dapat digunakan sebagai pengganti semen Portland untuk menghemat energi. Sifat mekaniknya hampir sama dengan beton berbahan dasar semen portland. Setiap jenis tanah memiliki kebutuhan yang berbeda, sehingga perlu penanganan secara mekanis dan kimia dengan cara yang berbeda. Penanganan ini harus dilakukan dengan benar, karena jika tidak, reaksi kimia dan mekanik di dalam tanah dapat merusak struktur bangunan sipil.
Dalam rekayasa geoteknik, ada tiga jenis cara utama untuk memperbaiki tanah: metode mekanis, metode kimia, dan  metode fisik. Metode  mekanis didasarkan pada  hal-hal seperti  pemadatan dan konsolidasi, yang dilakukan dengan tangan. Secara kimia, bahan pengikat seperti semen, kapur, dan fly ash ditambahkan ke tanah. Ini mengubah sifat tanah dan membuatnya lebih kuat. Sedangkan cara fisik untuk memperkuat tanah adalah dengan menambahkan atau menyusun bahan seperti geotekstil pada lapisan tanah. Menambahkan kapur dan semen portland komposit pada tanah laterit yang banyak di wilayah Merauka Irian Indonesia untuk membuatnya bekerja lebih baik [1].
Kapur telah dikenal sebagai bahan penstabil tanah yang baik, terutama untuk tanah liat  yang cenderung banyak mengembang dan menyusut serta tidak dapat menahan banyak beban. Karena kapur mengandung kation Ca2+,  ia  dapat membuat ikatan antar partikel menjadi lebih kuat, yang  dapat menghentikannya  dari  pembengkakan  dan  membuat  tanah  menjadi  lebih  kuat.  Dalam  pengikat geopolimer yang terbuat dari abu layang, larutan alkali bereaksi dengan abu layang untuk membuat pengikat alumina-silika, meskipun tidak ada semen yang  ditambahkan. Agregat  tersebut kemudian disatukan oleh pengikat geopolimer untuk membuat mortar atau beton. Kapur mati  Ca(OH)2 dapat ditambahkan ke mortar geopolimer atau campuran beton untuk membuatnya lebih kuat pada suhu normal (air curing). Penelitian [2] menunjukkan bahwa ketika ditambahkan 3% CaO dan 3% Ca(OH)2 pada pasta
geopolimer yang telah berumur 7 hari, kuat tekan meningkat dari 11,8 MPa menjadi 22,8 MPa dan 29,2 MPa.
Setelah benda uji dibuat, salah satu langkah terpenting adalah menyembuhkan atau merawatnya. Perawatan atau perawatan biasanya dilakukan setelah bekisting dibuka untuk waktu yang ditentukan. Hal ini dilakukan untuk memastikan bahwa sampel yang dibutuhkan untuk proses reaksi kimia masih dalam campuran. Curing juga dilakukan untuk memastikan bahwa reaksi hidrasi senyawa semen, termasuk aditif atau  pengganti,  dapat  terjadi  dengan  sebaik  mungkin dan  untuk  menghentikan  penyusutan  yang berlebihan, yang dapat menyebabkan retakan. Dalam penelitian ini, perendaman dalam air adalah satu- satunya perlakuan yang digunakan.
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa beton atau mortar geopolimer perlu dipanggang dalam oven pada suhu 35–80 °C selama 24 jam atau bahkan hingga 7 hari agar sekuat beton biasa. Saat Anda berada di lapangan, ini bisa sulit [3]. Yang bisa dilakukan adalah mengolah tanah laterit dengan cara khusus. Salah satu cara untuk meningkatkan kinerja suatu material adalah dengan mencampurkan slaked lime,  fly  ash,  dan  tanah  laterit.  Oleh  karena  itu,  perlu  dilakukan penelitian untuk  mencari cara mempercepat proses curing beton atau mortar geopolimer dalam oven. Salah satu caranya adalah dengan menambahkan kapur bakar. Karena kapur mengandung kation Ca2+, ia  dapat membuat ikatan antar partikel menjadi lebih kuat, yang dapat menghentikannya dari pembengkakan dan membuat tanah menjadi lebih kuat. Maka, tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui apa yang terjadi pada kuat tekan mortar geopolimer dengan tanah laterit ketika ditambahkan slaked lime.

## II. LANDASAN TEORI
Geopolimer terbuat dari polimer anorganik yang dibuat menjadi rantai polimer tiga dimensi melalui reaksi kimia yang berlangsung di lingkungan basa. Struktur mikro dan sifat mekanik dari produk akhir geopolimerisasi bergantung pada bahan kimia dalam bahan sumber dan cairan alkalin [4]. Geopolimer adalah produk geosintetik yang disatukan oleh reaksi polimerisasi. Dalam ikatan polimerisasi, silika (Si) dan aluminium (Al) sangat penting. Geopolimer dianggap sebagai bahan yang ramah lingkungan karena membutuhkan lebih sedikit energi untuk membuat bahan baku geopolimer daripada membuat semen portland yang menghasilkan banyak CO2 [5].
Penelitian telah menunjukkan bahwa abu terbang 100% dapat digunakan sebagai pengikat dengan mengaktifkannya dengan alkali aktivator, garam silikat, dan garam asam lemah yang tidak mengandung silikat [6]. Dalam proses geopolimer, oksida alumina-silikat (Si2O5, Al2O2) dan alkali polisilikat melalui reaksi kimia yang membentuk ikatan polimer Si-O-Al. Kebanyakan polisilikat dibuat dari natrium atau kalium silikat yang berasal dari industri kimia atau bubuk silika halus yang berasal dari proses pembuatan ferrosilikon. Cara alkali mengubah rantai polimer menjadi poli (sialat-silokso) sama dengan reaksi kimia yaitu:
Geopolimer adalah salah satu bahan yang dapat dibuat dari alumina dan silika, serta memiliki ikatan yang kuat. Pengikat geopolimer mendapatkan silika dan aluminium dari hal-hal seperti abu terbang atau metakolin yang bereaksi dengan alkali. Dalam pengikat geopolimer yang terbuat dari fly ash, larutan alkali bereaksi dengan fly ash untuk membuat pengikat alumina-silika yang tidak membutuhkan semen. Agregat tersebut kemudian disatukan oleh pengikat geopolimer untuk membuat mortar atau beton [7].
Berdasarkan  studi  yang  telah  dilakukan,  geopolimer  memiliki  kekuatan  awal  yang  tinggi, penyusutan yang rendah, ketahanan terhadap sulfat, korosi, asam, api,  dan reaksi agregat alkali yang aman.

## TELSINAS
Tanah terdiri dari butiran mineral padat yang terikat secara kimia satu sama lain dan partikel padat dari bahan organik yang membusuk, bersama dengan cairan dan gas yang mengisi ruang antara partikel padat. Tanah terdiri dari mineral, benda mati dan hidup, dan endapan lepas yang duduk di batuan dasar [8].

## III. METODE PENELITIAN

## Jenis Penelitian
Dalam penelitian ini digunakan studi eksperimental dan kajian literatur baik dari jurnal nasional maupun internasional.

## Metode Penelitian dan Variasi Benda Uji
Metode penelitian ini  dilakukan adalah melalui percobaan di  laboratorium. Campuran mortar geopolimer yang terbuat dari bahan lokal yang terdapat di sekitar area kampus fakultas Teknik Gowa seperti tanah laterit, fly ash berasal dari Kab. Jeneponto, kapur (CaOH2), aktivator basa berupa NaOH (natrium hidroksida), dan Na2SiO3 (natrium silikat) berasal dari took sekitaran Kab. Gowa. Kemudian lakukan uji kuat tekan. Sebanyak 30 sampel dibuat di laboratorium dengan tanah laterit dan kapur padam dalam jumlah yang berbeda. Rasio yang digunakan adalah 95%:5% dan 90%:10%, dengan konsentrasi NaOH 12 M dan rasio aktivator basa 1,5.
(a) Lokasi tanah laterit                                                     (b)   Lokasi Fly Ash
Gambar 1. Lokasi pengambilan material

## TELSINAS

## IV. PEMBAHASAN

## Rancang Campuran Mortar Geopolymer
Komposisi rancang campuran mortar geopolymer menggunakan variasi molaritas NaOH sebesar 12 M dan masing-masing umur terdapat 5 buah sampel yaitu 5 pengujian umur 3 hari, 5 buah pengujian umur 7 hari dan 5 buah pengujian umur 28 hari, dapat dilihat pada Tabel  1. Setelah dikeluarkan dari cetakan kubus 5  x  5  x  5  cm,  benda uji  mortar geopolymer kemudian di curing  didalam ruangan laboratorium (terlindung) hingga umur 3, 7 dan 28 hari.
Tabel 1. Komposisi campuran mortar geopolymer untuk 30 buah (5x5x5 cm kubus)

## Kuat Tekan Mortar Geopolymer
Tabel 2. memperlihatkan tabel  nilai kuat tekan pada masing-masing umur perawatan yaitu 3, 7 dan 28 hari. Peningkatan kuat tekan pada umur 3 hingga 28 hari. Pada penggunaan 95% tanah laterit dan 5% kapur padam pada umur 3 memiliki nilai kuat tekan 1.338 MPa dengan presentase sebesar 20.90%, pada umur 7 hari memiliki nilai kuat tekan 2.392 MPa dengan presentase sebesar 37.38% dan pada umur 28 hari  memiliki  nilai  kuat  tekan  6.399 MPa  dengan  presentase sebesar  100.00%. Sedangkan pada penggunaan 90% tanah laterit dan 10% kapur padam pada umur 3 memiliki nilai kuat tekan 1.418 MPa dengan presentase sebesar 21.07%, pada umur 7  hari  memiliki nilai  kuat tekan 2.609 MPa  dengan presentase sebesar 38.77% dan pada umur 28 hari memiliki nilai kuat tekan 6.729 MPa dengan presentase sebesar 100.00%.
Rasio Alkali Aktivator Na 2 SiO 3 / NaOH Perbandingan
NaOH (gr)
Na 2 SiO 3 (gr) Abu Terbang (gr) Tanah Laterit (gr) Kapur Padam (gr) Air (gr) Tanah Laterit Kapur Padam 1.5 95 % 5 % 336 504 600 1140 60 700 90 % 10 %

## TELSINAS
Tabel 2. Nilai kuat tekan pada masing-masing benda uji berdasarkan umur
(a) Penggunaan 95% : 5% tanah laterit dan                  (b) Penggunaan 90% : 10% tanah laterit dan kapur padan
kapur padam
Gambar 4. Presentase perbandingan penggunaan tanah laterit dan kapur padam
Abu terbang terdiri dari unsur-unsur seperti Silika Oksida (SiO2) sebesar 34,63 persen, Aluminium Oksida (Al2O3) sebesar 19,16 % Besi Oksida (Fe2O3) sebesar 19,96 %, dan Kalium Oksida (CaO) sebesar 12,74 %. Menggunakan ASTM C618-05 sebagai pedoman, fly ash dimasukkan ke dalam tiga kelompok yaitu kelas N, kelas F,  dan kelas C. Fly ash kelas F  yang digunakan dalam penelitian ini memiliki kandungan Potassium Oxide (CaO) sebesar 12,74%. Jumlah CaO dalam fly ash kelas F juga kurang dari 20% [2]
Berdasarkan hasil  penelitian dapat dilihat bahwa nilai  kuat  tekan semakin meningkat seiring bertambahnya umur benda uji. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa penambahan kapur pada tanah yang telah distabilisasi dapat membuatnya bekerja lebih baik, sehingga memiliki sifat tanah yang lebih baik atau daya dukung yang lebih ti
nggi dari daya dukung tanah semula. Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa menambahkan kapur ke tanah yang stabil dapat membuatnya bekerja lebih baik dan lebih tahan lama. Artinya sifat atau daya dukung tanah dapat lebih baik dari daya dukung semula [9], [10], [11], [12].
Hasil pengujian mortar geopolymer yang mengandung tanah laterit dan kapur padam pada curing dalam ruangan (terlindung) mengalami peningkatan kuat tekan pada umur 3 hingga 28 hari. Seiring dengan penambahan nilai  presentasi penggunaan kapur padam menghasilkan nilai  kuat  tekan yang meningkat.  Oleh karena itu selain umur curing, variasi tanah laterit dan kapur padam juga mempengaruhi nilai kuat tekan mortar geopolymer.
Perbandingan Tanah Laterit : Kapur Padam 95% : 5% 90% : 10% Umur ( Hari) 3 7 28 3 7 28 Kuat Tekan (MPa) 1.338 2.392 6.399 1.418 2.609 6.729 Presentasi % 20.90 37.38 100 21.07 38.77 100

## TELSINAS

## V. KESIMPULAN
Penambahan Na2SiO3 pada 5% dan 10% kapur padam dari tanah laterit dan larutan basa NaOH membuat bahan pengikat yang membuat campuran tanah laterit geopolimer fly ash menjadi lebih kuat. Nilai kuat tekan yang dihasilkan oleh presentase 5% kapur padam yaitu 1.338 MPa pada umur 3 hari, 2.392 Mpa pada umur 7  hari dan 6.339 MPa pada umur 28 hari. Sedangkan Nilai kuat tekan yang dihasilkan oleh presentase 10 % kapur padam yaitu 1.418 MPa pada umur 3 ha ri, 2.609 MPa pada umur 7 hari dan 6.729 MPa pada umur 28 hari. Dengan penambahan persentase penggunaan kapur padam yaitu 5% dan 10% maka nilai kuat tekannya meningkat.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] H. T. & R. M. Todingrara T.T., Tjaronge M.W., “Performance of laterite soil stabilized with lime and cement as a road foundation,” Int. J. Appl. Eng. , vol. 12, hal. 4699–4707, 2017.
[2] R.  A.  V.  &  M.  K.  J.  D.  Temuujin J.,  “Preparation and Characterisation of Fly  Ash Based Geopolymer Mortars,” Constr. Build. Mater. , hal. 24 : 1906-1910, 2010.
[3] Nurul  Latifah  Khoiriyah,  “KARAKTERISTIK  MORTAR  GEOPOLIMER  DENGAN PERAWATAN OVEN PADA BERBAGAI VARIASI WAKTU CURING,” Politeknologi , vol. 15, no. 1, 2016.
[4] P. dan P. K. S. Nath, “Flexural Strength and Elastic Modulus of Ambient-Cured Blended Low- Calcium Fly Ash Geopolymer Concrete,” Constr. Build. Mater. , 2016.
[5] dkk Pan, Zhu, “The Mechanism for Strength Gain or Loss of Geopolymer Mortar After Exposure to Elevated Temperature. J Mater Sci 44 : 1873-1880.,” 2009.
[6] dkk Law, David W., “Long Term Durability Properties of Class F Fly Ash Geopolymer Concrete,” Mater. Struct. , no. 48, hal. 721–73, 2015.
[7] P.  dan  P.  K.  S.  Nath,  “Bond Strength  of  Reinforcing Steel  Embedded in  Fly  Ash -Based Geopolymer Concrete.,” Mater. Struct. , vol. 44, hal. 1021–1030, 2011.
[8] H.  C.  Hardiyatmo, Stabilisasi Tanah  untuk  Perkerasan Jalan.  In  Stabilisasi  Tanah  untuk Perkerasan Jalan . Yogyakarta. Universitas Gajah Mada, 2010.
[9] Dash S.K., “Lime Stabilization of Soils: Reappraisal,” J. rials iof l Eng. , vol. 2 Maten Ci, no. pp, hal. 707–714, 2012.
[10]  M. A. & E. A. Latifi N., “Analysis of strength development in non -traditional liquid additive- stabilized laterite  soil  from macro and  micro,” Struct. considerations, Env.  Earth , hal.  Sci 73:1133–1141, 2015.
[11]  C. J. A. H. & H. K. . Consoli N.C., Prietto P.D.M., “Behavior of Compacted Soil-Fly Ash-Carbide Lime Mixtures,” J. Geotech. Geoenvironmental Eng. , hal. 774–782, 2001.
[12]  F. M. P. F. & C. C. A. B. Portelinha F.H.M., Lima D.C., “Modification of a Lateritic Soil with Lime and Cement,” An Econ. Altern. Flex. Pavement Layers, Soils Rocks, São Paulo , hal. 35(1): 51-63, 2012.