## PENAMBAHAN SERAT POLYPROPYLENE

## TERHADAP KUAT TEKAN DAN KUAT TARIK BELAH CAMPURAN BETON GEOPOLIMER
Habib Ali Maksum1, Istiqomah2,Ben Novarro Batubara2 1 Mahasiswa Program Studi Teknik sipil, Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan, Universitas Pendidikan Indonesia
2 Dosen Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan, Universitas Pendidikan Indonesia
E-mail: habibalim26@upi.edu

## ABSTRACT
As Indonesia's need for concrete grows, the first thing people frequently notice is the greenhouse gas emissions (carbon dioxide) produced during cement production. So one solution is to use other materials to replace the Portland cement used in making  concrete.    One kind of concrete called geopolymer  concrete is created using  organic ingredients like activated alkali  and volcanic ash. One drawback of geopolymer concrete is its poor workability. The purpose of this study is to add polypropylene fiber and additive to geopolymer concrete to increase its workability and durability. the investigation's use of experimental techniques. The percentages of polypropylene fiber added to concrete volume in this investigation were 0%, 0.5%, 1%, 1.5%, and 2%. Tests were performed on  cylindrical  specimens  measuring  20  cm  in  height  and  10  cm  in  diameter  to  determine  the maximum  values  of  tensile  and  compressive  strength.  When  polypropylene  fiber  is  added  to concrete,  the  highest  values  of  split  tensile  strength  and  compressive  strength  are  generated, respectively, and they are 25.6 and 2.767 MPa, respectively, in the 0.5% variation of concrete.

## Keyword: Concrete Geopolymer, Polypropylene Fiber, Admixture

## ABSTRAK
Kebutuhan  beton  di  Indonesia  saat  ini  semakin  meningkat,  Hal  pertama  yang  biasanya diperhatikan orang adalah gas yang dikeluarkan dari rumah kaca (karbon dioksida) selama proses produksi air  mani. Oleh karena  itu, satu-satunya solusi  yang tersedia adalah  menggunakan  bahan lain untuk menggantikan semen Portland yang digunakan dalam produksi beton. Beton geopolimer merupakan jenis beton yang terbuat dari bahan lunak seperti abu vulkanik dan alkali aktif. Beton geopolimer memiliki kelemahan dalam hal workability yang rendah. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan workability dan  durabilitas  beton  geopolimer  dengan  penambahan  admixture  dan serat polypropylene. Penggunaan  metode eksperimen  pada penelitian  ini. Persentase penambahan serat  polipropilena  pada  volume  beton  pada  penelitian  ini  adalah  0%,  0.5%,  1%,  1.5%,  dan  2%. Nilai  kuat  tekan  dan  tarik  maksimum  ditentukan  dengan  menguji  benda  uji  berbentuk  silinder dengan diameter 10 cm dan tinggi 20 cm. Penambahan serat polipropilena pada beton variasi 0,5% menghasilkan nilai kuat tarik belah maksimum sebesar 25,6 MPa dan nilai kuat  tekan maksimum sebesar 25,6 MPa adalah sebesar 2,767 MPa.
Kata kunci: Geopolimer, Serat Polypropylene , Admixture

## 1. PENDAHULUAN
Beton geopolimer dibuat dari bahan-bahan alami seperti abu vulkanik dan alkali aktif. Untuk membuat beton geopolimer, cairan alkali aktivator diperlukan; cairan  ini  memainkan  peran  penting  dalam  proses  polimerisasi  dan  melarutkan unsur-unsur silika dan alumina pada abu terbang, juga dikenal sebagai fly ash . Hal ini memungkinkan reaksi kimia terjadi. Menurut Davidovits, (1994),  Larutan basa yang terdiri dari sodium silikat (Na 2 SiO 3 ) dan natrium hidroksida (NaOH) adalah aktivator yang paling umum digunakan.
Beton  geopolimer  yang  baik  memerlukan  pertimbangan  yang  cermat terhadap jenis aktivator yang dipilih sehubungan dengan komponen penyusun abu terbang.  Sodium  silikat  (Na 2 SiO 3 )  dengan  perbandingan  2:3  dan  natrium hidroksida (NaOH) 8M menjadi aktivator.
Menurut Partogi (2015), beton geopolimer antara lain memiliki daya tahan dan  kuat  tekan  yang  sangat  baik.  Meskipun  demikian,  ia  mempunyai  banyak kelemahan,  seperti  rapuh  dan  sering  retak  akibat  tekanan  tarik.  Oleh  karena  itu, untuk  mengatasi  kekurangan-kekurangan  tersebut,  digunakanlah superplasticizer sebagai  aditif  untuk  meningkatkan workabilitas beton  geopolimer.  Sedangkan penambahan  serat polypropylene menjadi  salah  satu  cara  untuk  mengatasi  sifat getas  dan  kemunculan  retak  halus  pada  beton.  Dalam  artikel  ini  menggunakan serat polypropylene Sika Fiber  Force 48mm  yang  memiliki  daya  tarik 465N/mm 2 (MPa) dengan penambahan 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2%.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
Silika dan aluminium dalam jumlah tinggi terdapat pada bahan dasar yang digunakan untuk membuat beton geopolimer. Komponen beton geopolimer antara lain air, prekursor, aktivator, agregat halus dan kasar Agregat halus menggunakan pasir Cimalaka yang memiliki gradasi daerah no.2, sementara agregat kasar lolos saringan maksimal 20mm sesuai dengan SNI 03-2834-2000. Material dasar beton geopolimer  yang  berfungsi  sebagai  pengikat  menggunakan fly  ash tipe  F,  yang diperoleh dari PT. Pionirbeton Industri Cimareme. Larutan alkali digunakan untuk mengaktifkan  unsur-unsur  dalam fly  ash ,  yaitu  alumina  dan  silika,  larutan  alkali itu  merupakan  kombinasi  dari  Natrium  Hidroksida  (NaoH)  dan  Sodium  Silikat (Na 2 SO 3 ) .  Natrium  hidroksida  atau  soda  api  berbentuk  serpihan  putih,  lalu sodium silikat atau waterglass dalam bentuk kemasan botol atau drum, keduanya dapat  dibeli  di  toko  bahan  kimia.  Soda  api  dilarutkan  terlebih  dahulu  sesuai dengan  konsentrasi  molar  yang  diharapkan,  sebelum  dicampurkan  menjadi  pasta geopolimer.

## 3. METODE PENELITIAN
3.1. Disain Campuran Beton Geopolimer
Sebelum merancang disain campuran, Pertama, karakteristik agregat kasar dan  halus  diperiksa.  Uji  saringan  juga  dilakukan  pada  agregat  kasar  dan  halus. Ada  pengujian  lebih  lanjut  yang  dilakukan  antara  lain  berat  volumetrik,  berat jenis,  kadar  kotoran,  dan  daya  serap  air.  Tabel  3.1  di  bawah  menunjukkan komposisi desain campuran yang digunakan.
Tabel 3.1 Komposisi Campuran Pada Beton Geopolimer Jenis Material Jumlah (Kg) Agregat Halus 66,94 Agregat Kasar 124,35 Fly Ash 37,58 NaOH 7,25 Na2SiO3 10.89 Superplasticizer 0,78 Serat Polypropylene 0,94
Benda uji  yang digunakan dalam penelitian ini berbentuk silinder dengan ukuran tinggi 20 cm dan diameter 10 cm. Sumber daya yang dimanfaatkan adalah Fly  Ash tipe  F  dan  agregat  halus  berupa Pasir  Cimalaka  yang  diperoleh  dari  PT. Pionirbeton  Industri  Cimareme  dan  solusi  aktivator,  tersedia  dalam  bentuk serpihan dan cair dari toko kimia. NaOH yang digunakan memiliki molaritas 8M. Variabel  serat  polipropilena  sebesar  0%,  0,5%,  1%,  1,5%,  dan  2%  dari  total volume  bekisting  beton  digunakan  pada  setiap  kombinasi,  penambahan  serat dilakukan  dengan  mencampur  dengan  adukan  beton  geopolimer.  Jumlah  sampel kuat  tekan  yang  dibuat  sebanyak  3  sampel  untuk  setiap  variabel  diumur  28  hari, 14, dan 7 hari. Selanjutnya dibuat tiga sampel dengan umur 28 hari untuk masing- masing variabel pada sampel kuat tarik belah. Jumlah total item yang diuji dalam setiap  kombinasi  sebanyak  60  sampel.  Metode  perawatan  beton  yang  digunakan yaitu metode ambient curing , benda uji diletakkan di ruangan dengan suhu normal tanpa terkena paparan sinar matahari.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Kuat Tekan Sampel Uji
Untuk  menguji  kuat  tekan  umur  perawatan  sampel  untuk  pengujian  pada hari  ke  7,  14,  dan  28.  Tabel  4.1  menampilkan  data  kuat  tekan  silinder  sebagai berikut.

## Tabel 4.2 Perkembangan Hasil Kuat Tekan
HASIL UJI 7 HARI No Umur (Hari) Sampel Uji Berat Sampel Uji (Kg) Luas Penampang Bekisting (mm2) Beban Tekan (kN) Kuat tekan (MPa) Rata Rata Kuat Tekan (MPa) 1 7 0% 3.415 7853.982 126.9 16.16 14.47 2 3.411 7853.982 124.6 15.86 3 3.553 7853.982 89.4 11.38 1 7 0.5% 3.325 7853.982 120.3 15.32 14.69 2 3.416 7853.982 100.1 12.75
3 3.418 7853.982 125.8 16.02 1 7 1.0% 3.483 7853.982 100.7 12.82 14.16 2 3.375 7853.982 113.3 14.43 3 3.447 7853.982 119.7 15.24 1 7 1.5% 3.515 7853.982 72.8 9.27 10.20 2 3.598 7853.982 83.1 10.58 3 3.554 7853.982 84.5 10.76 1 7 2.0% 3.528 7853.982 40.7 5.18 6.43 2 3.509 7853.982 54.3 6.91 3 3.496 7853.982 56.5 7.19 HASIL UJI 14 HARI No Umur (Hari) Sampel Uji Berat Sampel Uji (Kg) Luas Penampang Bekisting (mm2) Beban Tekan (kN) Kuat tekan ( MPa) Rata Rata Kuat Tekan (MPa) 1 14 0% 3.571 7853.982 146 18.59 16.13 2 3.429 7853.982 118.2 15.05 3 3.433 7853.982 115.8 14.74 1 14 0.5% 3.518 7853.982 139.3 17.74 18.67 2 3.559 7853.982 150.9 19.21 3 3.611 7853.982 149.6 19.05 1 14 1.0%
3.566 7853.982 116.9 14.88 14.35 2 3.521 7853.982 120 15.28 3 3.52 7853.982 101.2 12.89 1 14 1.5%
3.416 7853.982 110.5 14.07 13.26 2 3.491 7853.982 86.9 11.06 3 3.453 7853.982 115 14.64 1 14 2.0% 3.482 7853.982 58.9 7.50 12.32 2 3.377 7853.982 110.1 14.02 3 3.474 7853.982 121.3 15.44 HASIL UJI 28 HARI No Umur (Hari) Sampel Uji Berat Sampel Uji Luas Penampang Bekisting Beban Tekan (kN) Kuat tekan ( MPa) Rata Rata Kuat
(Kg) (mm2) Tekan (MPa) 1 28 0% 3.444 7853.982 150.4 19.15 20.80 2 3.441 7853.982 157.4 20.04 3 3.46 7853.982 182.4 23.22 1 28 0.5% 3.529 7853.982 187.4 23.86 25.46 2 3.591 7853.982 199.3 25.38 3 3.556 7853.982 213.3 27.16 1 28 1.0% 3.508 7853.982 196 24.96 23.77 2 3.481 7853.982 173.7 22.12 3 3.497 7853.982 190.3 24.23 1 28 1.5% 3.44 7853.982 149.5 19.03 20.10 2 3.405 7853.982 177.5 22.60 3 3.448 7853.982 146.5 18.65 1 28 2.0% 3.495 7853.982 182.5 23.24 19.65 2 3.514 7853.982 128.6 16.37 3 3.36 7853.982 151.9 19.34
Pada  hasil  pengujian  beton  geopolimer  dengan  umur  7,  14,  28  hari    titik maksimum  pada  penambahan  serat polypropylene yaitu  0,5%,  lalu  kembali mengalami penurunan pada 1% dan seterusnya.
Gambar  4.1  di  bawah  ini  menggambarkan  hubungan  antara  umur  beton dengan kuat tekan berdasarkan uji kuat tekan.
Gambar 4.1 Hubungan Umur Beton Geopolimer Dengan Kuat Tekan Beton Geopolimer
0% 0,5%
1,0% 1,5% 2,0% 7 Hari 14,47 14,69 14,16 10,20 6,43 14 Hari 16,13 18,67 14,35 13,26 12,32 28 Hari 20,80 25,46
23,77 20,10 19,65 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 K u at T e ka n (M Pa )
Dari  grafik  diatas  bisa  dilihat  bahwa  setelah  dilakukan  penambahan  serat polipropilena  pada  beton  untuk  dinilai  kuat  tekannya,  diperoleh  umur  rata-rata beton yang mempunyai nilai konversi rata-rata sebesar 0,5 setelah 7 hari dan 0,66 setelah 14 hari. Hal ini menunjukkan bahwa beton yang diberi penambahan serat polipropilena  pada  umur  14  hari  lebih  unggul  dibandingkan  beton  geopolimer yang diberi penambahan serat pada umur 7 hari.
Nilai  maksimum  diperoleh  pada  variasi  0,5%  karena  pengaruh  aktivator, yaitu  larutan  NaOH  yang  membantu  dalam  strukturisasi  zeolit.  Kandungan Na 2 SiO 3 pada  larutan  aktivator  membantu  untuk  meningkatkan  kuat  tekan  beton geopolimer karena dapat mempercepat dalam proses polimerisasi. Namun, larutan yang terlalu pekat karena kandungan Na 2 SiO 3 dapat menurunkan kuat tekan beton geopolimer  karena  masalah  yang  muncul  selama  proses  pengadukan  dan pengecoran.  Maka  demikian  cenderung  terjadi  penurunan  pada  variasi 1%;1,5%;2%.  Hal  tersebut  dapat  terjadi  akibat  jumlah  aktivator  yang  banyak menyebabkan proses ikatan polimer yang lemah, antara unsur silika dan alumina dengan  pengikat  Na 2 SiO 3 karena  proporsi  campuran  yang  kurang  bagus. Kesimpulannya bahwa kadar Na 2 SiO 3 yang semakin tinggi terhadap NaOH tidak selalu menghasilkan kuat tekan beton geopolimer yang tinggi.

## 4.2. Kuat Tarik Belah Sampel Uji
Curing sampel  uji  selama  28  hari  untuk  mengetahui  kuat  tarik  belahnya. Temuan  kekuatan  tarik  belah  silinder  yang  ditampilkan  pada  tabel  4.2  adalah sebagai berikut.
Tabel 4.2 Perkembangan Hasil Kuat Tarik Belah Sampel Uji
Hari Kode Berat
π . d. l
(mm²)
Beban
Tekan
(kN) Kuat Tarik Belah (Mpa) Rata-rata
28 BGSPTB 0% 3,494 62832 83,1 2,645155154 2,627118 3,475 62832 81,8 2,603774869 3,451 62832 82,7 2,632422759 28 BGSPTB 0,5% 3,517 62832 87,5 2,7852115 2,767174 3,54 62832 91,1 2,89980306 3,51 62832 82,2 2,61650726 28 BGSPTB 1% 3,49 62832 81,2 2,58467628 2,744892 3,594 62832 84,7 2,69608474 3,501 62832 92,8 2,95391574 28 BGSPTB 1,5% 3,447 62832 89,2 2,83932418 2,651521 3,417 62832 79,4 2,5273805
3,415 62832 81,3 2,58785937 28 BGSPTB 2% 3,43 62832 80,9 2,57512698 2,523136 3,478 62832 76,6 2,43825373 3,424 62832 80,3 2,55602839
Kuat  tarik  belah  silinder  mencapai  titik  maksimum  pada  0,5% penambahan  serat polypropylene dengan  nilai  2,767  MPa.  Adanya  peningkatan kuat tarik silinder dengan penambahan serat polypropylene bisa dilihat gambar 4.2 berikut.
Gambar 4.2 Kuat Tarik Belah Sampel Uji Umur 28 Hari
Variabel  serat  0,5%  pada  beton  naik  sebesar  77%  dibandingkan  beton tanpa  serat  polipropilena,  dan  nilai  kuat  tarik  belahnya  sebesar  1,561  Mpa. Dibandingkan  dengan  beton  geopolimer  tanpa  serat  polipropilena,  grafik  berikut menunjukkan bahwa beton yang mengandung serat polipropilena mempunyai kuat tarik belah yang lebih besar.
4.3 Analisa  Pengaruh  Penambahan  Serat  Polypropylene  Terhadap  Kuat Tekan Dan Kuat Tarik Belah Silinder
Persamaan  hubungan  nilai  kuat  tarik  belah  dan  kuat  tekan  silinder  dapat digambarkan seperti berikut:
2,627 2,767 2,745 2,652 2,523 2 2 3 3 3 3 3 3 3 0,0% 0,5% 1,0% 1,5% 2,0% K ua t T ar ik B el ah B et o n (M P a) Penambahan Serat Polypropylene

## fct = α√f'c
Keterangan:
fct = Kuat tarik belah beton (MPa)
α = Koefisien
f’c = Kuat tekan beton (MPa)
Tabel 4.3 menampilkan persamaan yang dihasilkan berdasarkan pengujian kuat tekan silinder dan kuat tarik belah.
Tabel 4.3 Persamaan Kuat Tarik Belah Silinder Berdasarkan Nilai Kuat Tekan
Dosis Sampel Uji Kuat Tekan Kuat Tarik belah Sampel Uji α Persamaan Kuat Tarik Belah Sampel Berdasarkan Nilai Kuat Tekan Sampel Persentase Kuat Tarik Belah Sampel Dari Nilai Kuat Tekan Sampel 0% 10,262 1,561 0,576 0,576√f'c 12,63% 0,5% 25,465 2,767 0,548 0,548√f'c 10,87% 1,0% 23,767 2,745 0,563 0,563√f'c 11,55% 1,5% 20,096 2,652 0,591 0,591√f'c 13,19% 2,0% 19,650 2,523 0,569 0,569√f'c 12,84%
Pada  penelitian  ini  hasil  persamaan  kuat  tarik  belah  silinder  berdasarkan nilai kuat tekan silinder pada persentase 0% mendapat 0,576√f'c sedangkan pada beton penambahan serat polypropylene pada 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2,0% berturut- turut  yaitu  0,548√f'c;  0,563√f'c;  0,591√f'c  0,569√f'c.  Koefesien  dapat  dihitung dengan menggunakan rumus. Hal ini menentukan bagaimana kekuatan tarik belah dan  kekuatan  tekan  silinder  berhubungan  satu  sama  lain.  Hasilnya  adalah  angka perbandingan  dalam  persentase.  Benda  uji  yang  ditambahkan  serat  polipropilena menunjukkan  nilai  tarik  belah  sebesar  12,63%  untuk  serat  polipropilena  0%, 10,87%  untuk  serat  polipropilena  0,5%,  11,55%  untuk  serat  polipropilena  1%, 13,19%  untuk  serat  polipropilena  1,5%  dan  2%,  dan  12,84%  untuk  serat polipropilena 2%.
Seperti  terlihat  pada  Gambar  4.3  di  bawah,  jumlah  maksimum  serat polipropilen yang dapat ditambahkan ke beton adalah 0,5%.

## Gambar 4.3 Hubungan Pada Penambahan Serta Polypropylene Terhadap Kuat Tekan Sampel Uji Dan Kuat Tarik Belah Sampel Uji Umur 28 Hari
Hasil  tersebut  disebabkan  oleh  kadar  serat polypropylene yang  melebihi 0,5%  dapat  menyebabkan  beton  menjadi  berkurang  nilai  kuat  tekannya  karena kemungkinan  terbentuknya  rongga  pada  sampel  beton,  yang  mengurangi kepadatan benda uji.

## 5. KESIMPULAN
Pengaruh  serat polypropylene efektif  untuk  memperbaiki  nilai  uji  kuat tarik  belah  beton  silinder.  Setelah  berumur  28  hari,  nilai  kuat  tekan  beton  yang diperoleh dengan dosis penambahan serat polipropilena 0,5%, 1%, 1,5%, dan 2% berturut-turut  adalah  25,6  MPa,  23,77  MPa,  20,10  MPa,  dan  19,65  MPa.  Nilai kuat tarik belah silinder beton dengan dosis penambahan serat polipropilena 0,5%, 1%, 1,5%, dan 2% pada umur 28 hari menghasilkan kuat tarik belah sebesar 2,523 MPa, 2,745 MPa, 2,767 MPa, dan 2,652 MPa. Dengan demikian dosis maksimum penambahan  serat  polypropylene  pada  persentase  penambahan  sebesar  0,5% teradap  volume  total  bekisting.  Konsentrasi  serat polypropylene yang  terlalu tinggi  dapat  menyebabkan  beton  menjadi  berkurang  nilai  kuat  tekannya  karena kemungkinan  terbentuknya  rongga  pada  sampel  beton  yang  mengurangi kepadatan benda uji.

## DAFTAR PUSTAKA
Davidovits, J. (1994). High-alkali cements for 21st century concretes. In concrete technology, past, present and future. In procedings of V. Mohan Malhotra Symposium. 1994. In K. Metha (Ed.)., ACI SP-144 , pp. 383-397. Herwani,Imran, I., Budiono, B., Pane, I., Zulkifli, E., & Elvira. (2018). Efektivitas Superplacticizer  Terhadap  Workabilitas  dan  Kuat  Tekan  Beton Geopolimer . Jurnal Teknik Sipil, 12-18.
2,4 2,4 2,5 2,5 2,6 2,6 2,7 2,7 2,8 2,8 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 0,0% 0,5% 1,0% 1,5%
2,0% Kuat Tekan Kuat Tarik belah
Janizar, S., Setiawan, F., & Saputra, D. H. (2020). Audit Struktur Gedung Bank X Kota  Banjarmasin.  JURNAL  TEKNIK  SIPIL  CENDEKIA  (JTSC),  1(1), 15-26.
Simatupang,  P.  H.  (2017). Uji  Eksperimen  Kuat  Lentur  Mortar  Ferro Geopolimer . Seminar Nasional Teknik FST-UNDANA, 93-101. SNI  03-2834-2000.  (2000). Tata  cara  pembuatan  rencana  campuran  beton normal . Bandung: Badan Standardisasi Nasional. SNI 03-2847-2019. (2019). Persyaratan beton struktural untuk bangunan gedung . Bandung: Badan Standardisasi Nasional.