## Analisis Pengaruh Penggunaan Retarder pada Mortas Geopolimer
EUNEKE WIDYANINGSIH 1 *, IRSYAD AKBAR BURHANUDIN 2
1 Dosen Program Studi Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional Bandung, Indonesia
2 Mahasiswa Program Studi Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional Bandung, Indonesia Email: eunekewidya@itenas.ac.id

## ABSTRAK
Beton, yang terdiri dari campuran semen, air, agregat halus, serta agregat kasar telah mengalami pengembangan dengan penggunaan bahan pengikat anorganik seperti alumina - silicate polymer atau geopolimer. Geopolimer ini adalah pilihan yang ramah lingkungan jika dibandingkan dengan beton  konvensional  berbasis  semen  Portland  yang  memiliki  jejak  karbon  yang  lebih  rendah. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menganalisis  cara  penambahan  bahan  kimia  retarder mempengaruhi waktu ikat dan kekuatan tekan pada beton geopolimer. Hasilnya menunjukkan bahwa  semakin  tinggi  persentase  retarder  yang  ditambahkan  pada  fly  ash  sebagai  bahan penyusun beton geopolimer, rata-rata kekuatan tekan cenderung menurun (kuat tekan usia 28 hari berurutan dari variasi 0%; 1,5%; 2%; 2,5% adalah 44,93 MPa; 44,86 MPa; 32,81 MPa; 26,87 MPa), sementara waktu ikat meningkat dari 420 detik menjadi 600 detik. Ini mengindikasikan bahwa retarder secara efektif memperlambat proses pengerasan, tetapi mempengaruhi kekuatan tekan beton.
Kata kunci: beton geopolimer, retarder, waktu ikat akhir

## ABSTRACT
Concrete, which consists of a mixture of cement, water, fine aggregate and coarse aggregate, has undergone development with the use of inorganic binders such as alumina - silicate polymer or  geopolymer.  This  geopolymer  is  an  environmentally  friendly  choice  when  compared  to conventional Portland cement-based concrete which has a lower carbon footprint. This research aims to analyze how the addition of chemical retarders affects the setting time and compressive strength of geopolymer concrete. The results show that the higher the percentage of retarder added to fly ash as a constituent of geopolymer concrete, the average compressive strength tends to decrease (compressive strength aged 28 days sequentially from variations of 0%, 1.5%, 2%, 2.5% are 44.93 MPa, 44.86 MPa, 32.81 MPa, 26.87 MPa), while the binding time increases from 420 seconds to 600 seconds. This indicates that the retarder effectively slows down the hardening process, but affects the compressive strength of the concrete.
Keywords: geopolymer concrete, retarder, final setting time

## 1. PENDAHULUAN
Beton  adalah  material  bangunan  yang  paling  umum  digunakan  sebagai  elemen  struktural dalam konstruksi Teknik Sipil. Material pembentuk beton dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu material pengisi ( filler) dan material pengikat (binder). Material pengisi berperan untuk mengisi  massa  campuran  beton,  sementara  pengikat  berfungsi  untuk  mengikat  material pengisi tersebut agar menjadi satu kesatuan beton yang memiliki kekuatan baik.
Penggunaan  material  beton  di  lapangan  tidak  terlepas  dari  beragam  permasalahan  yang terjadi, di antaranya yaitu permasalahan yang berhubungan dengan waktu pengerasan beton ( setting time) dan nilai kuat tekan beton itu sendiri. Pekerjaan di lapangan terkadang memiliki tuntutan  tersendiri  terhadap  faktor-faktor  tersebut  di  atas,  salah  satunya  adalah memperlambat waktu pengerasan beton agar metode pelaksanaan konstruksi dapat berjalan sesuai dengan yang direncanakan.
Bahan  kimia  yang  umum  digunakan  untuk  memperlambat  waktu pengerasan  beton  adalah Bahan Tambah Tipe B atau sering dikenal sebagai Retarder. Bahan tambah ini digunakan pada kondisi-kondisi tertentu seperti: pengecoran pada cuaca panas atau terdapat jarak yang jauh dari tempat pengadukan beton ke tempat penuangan beton, sehingga diperlukan waktu lebih agar mutu beton tidak berkurang.
Saat  ini,  teknologi  material  beton  telah  berkembang  lebih  jauh  lagi  dengan  mensubstitusi material  pengikat  ( binder)  yang  umumnya  menggunakan  semen  Portland  dan  air,  menjadi bahan pengikat dari bahan anorganik yang mengandung Silica dan Alumina. Teknologi beton dengan  bahan  pengikat  ini  biasa  disebut  dengan  Geopolimer.  Bahan  pengikat  yang  telah banyak dimanfaatkan adalah campuran abu terbang ( fly ash) dan larutan aktivator yang terdiri dari Natrium Hidroksida (NaOH) dan Natrium Silikat (Na 2 SiO 3 ) [8].

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1 Beton
Menurut standar SNI 2847:2013, beton terdiri dari campuran semen portland atau jenis semen hidrolis lainnya,  agregat  halus,  agregat  kasar, dan  air, serta bisa juga  mengandung  bahan tambahan ( admixture) [3]. Seiring berjalannya waktu, beton akan mengeras secara bertahap dan mencapai kekuatan rancangan ( 𝑓 𝑐 ′ ) setelah 28 hari. Beton memiliki ketahanan tekanan yang  baik,  sehingga  sering  digunakan  dalam  berbagai  jenis  struktur  seperti  bangunan, jembatan, dan jalan.

## 2.2 Geopolimer
Pada  tahun  1978,  Davidovits  memperkenalkan  konsep  geopolimer  untuk  menggambarkan kelompok mineral pengikat yang memiliki komposisi kimia serupa dengan zeolit, tetapi dengan mikrostruktur yang tidak berbentuk [5]. Secara umum, zeolit adalah padatan alumina-silika yang memiliki struktur pori-pori.
Abu terbang batubara merupakan material yang memiliki kandungan silika dan alumina yang tinggi. Hal ini menyebabkan abu terbang atau fly ash memiliki potensi untuk dikonversi menjadi zeolite  [1].  Sehingga  dalam  pembentukan  beton  geopolimer,  fly  ash  merupakan  senyawa utama  yang  akan  berfungsi  sebagai  pengganti  semen  100%  karena  ikatan  pada  beton geopolimer  berasal  dari  reaksi  kimiawi  antara  kandungan  alumina  dan  silika  pada fly  ash terkadap  alkali  aktivator  yang  terdiri  dari  Sodium  hidroksida  (NaOH)  dan  Sodium  silikat (Na 2 SiO 3 ).

## Analisis Pengaruh Penggunaan Retarder pada Mortas Geopolimer
2.2.1 Fly Ash Material yang disebut fly ash merupakan bahan dengan butiran yang kecil dan berwarna abu- abu. Bahan ini diperoleh dari proses pembakaran batubara. Di Indonesia, produksi limbah abu terbang  dan  abu dasar  terus meningkat  seiring dengan  peningkatan  penggunaan  batubara sebagai bahan baku di industri Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) [6]. Fly Ash banyak mengandung mineral yang mengandung mineral anorganik seperti SiO 2 , Al 2 O 3 , P 2 O 5 dan Fe 2 O 3 yang  dapat  mencemari  lingkungan,  seperti  pencemaran  udara  dan  pencemaran  tanah. Kandungan bahan kimia pada fly ash selain yang disebut di atas juga terdiri dari CaO, MgO, SO 3 , Na 2 O, K 2 O menurut jurnal dari Wardani tahun 2008 [10].

## 2.2.2 Aktivator
Aktivator merupakan zat atau unsur yang menyebabkan zat atau unsur lain bereaksi. Dalam pembuatan beton geopolimer, aktivator yang digunakan adalah unsur alkali yang terhidrasi [9]. Alasan penggunaan hidroksida alkali sebagai aktivator adalah dikarenakan silika memiliki sifat asam yang kuat sehingga dapat bereaksi dengan basa yang juga kuat. Sodium hidroksida, yang merupakan senyawa basa yang kuat, dapat ditambahkan pada fly ash untuk menginduksi reaksi antara silika dalam campuran beton geopolimer.
2.2 Bahan Tambah Retarder Bahan  tambah  atau admixture  merupakan  bahan  tambahan  yang  digunakan  pada  saat pencampuran  adukan  beton.  Bahan  tambah Retarder  termasuk  dalam  kelompok  Bahan Tambah Tipe B ( Retarding Admixture) yang berfungsi untuk memperlambat proses pengikatan beton [2]. Kondisi yang tepat untuk penggunaan bahan tambah ini adalah saat pengecoran dilakukan pada cuaca panas atau juga perlu jarak yang cukup jauh pada proses pengangkutan ( transporting) beton [4] [7].

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tahapan Pelaksanaan Penelitian Gambar 1 menunjukkan tahapan penelitian yang dilakukan.

## 3.2 Pembuatan Desain Campuran Mortar Geopolimer
Campuran  geopolimer direncanakan  menggunakan  pendekatan  rasio  volume  karena  belum adanya standar peraturan yang mengatur perhitungan campuran geopolimer (Gambar 2 dan Gambar 3). Hal ini menyebabkan perlunya dilakukan studi literatur yang mendalam untuk mendapat  kisaran  desain  campuran  yang  telah digunakan  pada penelitian  sebelumnya dan juga  proses trial-mix  untuk  mendapatkan  campuran  yang  memiliki  workability  cukup  baik untuk dikerjakan.
Gambar 2. Komposisi mortar geopolimer dengan rasio perbandingan volume

## Gambar 3. Rasio komposisi dalam persentase
Benda uji yang digunakan berupa benda uji mortar dengan bentuk kubus berukuran 5 x 5 x 5 cm. Benda uji dibuat untuk pengujian di usia 14 dan 28 hari, mengacu pada standar pengujian beton normal.
Mortar Geopolimer
70% Filler (Pasir Galungggung)
30% Binder 60% Fly Ash Bahan Tambah Retarder 0%; 1,5%; 2%; 2,5% (Persentase Terhadap Berat FA) 40% Aktivator 70% 18% 12% Agregat Halus Fly Ash Aktivator

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1 Data Waktu Ikat Campuran
Pengujian  waktu  ikat  umumnya  digunakan  menggunakan  Jarum  Vicat  ( Vicat  Needle)  dan dilakukan  setiap  15  menit  sekali  untuk  setting  time  beton  normal.  Namun,  pada  material geopolimer,  waktu setting  yang  dihasilkan  sangat  singkat:  halmana  dalam  waktu  7  menit campuran material telah mencapai waktu ikat akhir.
Oleh karena hal itu, pengujian waktu ikat campuran dilakukan secara manual, menggunakan jarum  besi  biasa,  dengan  target  mendapatkan  waktu  ikat  akhir  (penurunan  jarum  =  0). Penetrasi jarum ke benda uji trial-mix dilakukan per 30 detik, sehingga diperoleh nilai waktu final setting sebagaimana tercantum dalam Tabel 1 di bawah ini.
Tabel 1. Waktu Ikat Akhir (Final Setting Time) Variasi Retarder [%] Waktu Setting [detik] 0 420 1,5 420 2 480 2,5 600
Dapat  dilihat  bahwa  dengan  semakin  bertambahnya  Retarder  yang  dimasukkan  ke  dalam campuran geopolimer dapat menghasilkan waktu ikat yang semakin lama.

## 4.2 Hasil Pengujian Kuat Tekan Mortar
Pengujian kuat tekan dilakukan menggunakan alat Compression Machine seperti dapat dilihat pada Gambar 4.(a) di bawah ini. Pengujian kuat tekan dilakukan pada usia mortar 14 dan 28 hari dengan masing-masing varian retarder diwakili oleh 3 benda uji. Sehingga total benda uji mortar pada penelitian ini adalah sebanyak 24 benda uji mortar.
Pada Gambar 4.(b) dapat dilihat bahwa kecenderungan pola keruntuhan mortar berbentuk keruntuhan  kerucut,  dimana  pola  ini  menunjukkan  tidak  terdapatnya  pemusatan  tegangan pada permukaan benda uji.
Gambar 4. (a) Compression Test Machine ; (b) Benda uji mortar setelah pengujian
Hasil pengujian kuat tekan mortar geopolimer dirangkum dalam Tabel 2 yang menunjukkan nilai kuat tekan masing-masing benda ujinya serta kuat tekan rerata setiap variasi.

## Tabel 2. Hasil Pengujian Kuat Tekan Mortar
Persentase Retarder 14 Hari 28 Hari Benda Uji 𝒇′𝒄 Rata-rata Benda Uji 𝒇′𝒄 Rata-rata [MPa] [MPa] [MPa] [MPa] 0% 1 29,84 30,42 1 44,40 44,93 2 31,02 2 42,15 3 30,40 3 48,26 1,5% 1 19,05 18,55 1 45,13 44,86 2 22,11 2 45,71 3 14,50 3 43,74 2% 1 28,36 28,05 1 33,61 32,81 2 26,29 2 32,78 3 29,51 3 32,03 2,5% 1 33,87 28,40 1 24,82 26,87 2 23,02 2 31,14 3 28,32 3 24,66

## 4.3 Analisis dan Pembahasan
Dari hasil pengujian kuat tekan mortar geopolimer yang telah dilakukan, diperoleh data setiap varian seperti terlihat pada Gambar 5 dan Gambar 6 berikut.
Gambar 5. Kuat tekan geopolimer usia 14 hari
Gambar 6. Kuat tekan geopolimer usia 28 hari
30.42 18.55 28.05 28.4 0 5 10 15 20 25 30 35 40 1 2 3 4 K uat Tek an Be to n [MPa] Variasi Retarder [%] 44.93 44.86 32.81 26.87 0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 K uat Tek an Be to n [MPa] Variasi Retarder [%]
Sementara hubungan antara kuat tekan material geopolimer dan peningkatan waktu ikat final ( final setting time) dapat dilihat pada Gambar 7 di bawah ini.
Gambar 7. Korelasi kenaikan final setting time terhadap penurunan kuat tekan
Hasil kuat tekan dan hubungan antara final setting time terhadap kuat tekan menunjukkan pengaruh penambahan retarder ke dalam campuran geopolimer sebagai berikut:
1. Kuat  tekan  rata-rata  dari  campuran  geopolimer  mengalami  penurunan  setelah ditambahkan retarder, hal ini menunjukkan bahwa bahan tersebut memberikan pengaruh negatif pada reaksi ikatan antara bahan-bahan pengikat dalam campuran geopolimer.
2. Waktu  ikat  final  mengalami  peningkatan  setelah  ditambahkan retarder,  sesuai  dengan definisi awal dari fungsi bahan tambah retarder yang mampu mengulur waktu ikat beton.

## 5. KESIMPULAN

## 5.1 Kesimpulan
Penelitian  ini  dapat  memberikan  kesimpulan  bahwa  bahan  tambah retarder  mampu memberikan pengaruh dalam desain campuran geopolimer. Pengaruh yang diberikan yaitu, sesuai dengan teori umum dari bahan tambah retarder; waktu ikat material geopolimer dapat meningkat dari 420 detik; menjadi 600 detik dengan ditambahkannya 2,5% retarder dari berat fly ash. Namun, peningkatan waktu ikat ini memiliki efek samping yakni penurunan kuat tekan dari desain campuran geopolimer. Pada usia 28 hari, halmana diasumsikan reaksi polimerisasi pada campuran mortar telah terjadi secara sempurna, dapat terlihat bahwa dengan semakin banyaknya persentase retarder yang ditambahkan, kuat tekan mengalami penurunan.

## 5.2 Saran
Saran yang dapat diberikan untuk penelitian selanjutnya adalah:
1. Penelitian  dapat  dikembangkan  dengan  bahan  tambah  beton  yang  lain  seperti water reducer  dan  accelerator  agar  dapat  mengetahui  apakah  bahan  tambah  yang  umum digunakan  pada  campuran  beton  normal  dapat  memberikan  pengaruh  yang  signifikan pada campuran desain geopolimer
2. Penelitian  dapat  dikembangkan  dengan  menggunakan  benda  uji  beton  (ditambahkan agregat kasar) agar dapat diselidiki pengaruh penambahan retarder terhadap kemudahan pengerjaan ( workability) dari campuran desain geopolimer.
3. Diperlukan perkembangan metode yang lebih akurat untuk mendapatkan nilai final setting time dari campuran geopolimer.
44.93 44.86 32.81 26.87 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 400 450 500 550 600 K uat Tek an 2 8 Ha ri [ MPa] Waktu Setting [detik]

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Andarini, N. L. (2018). Sintesis Zeolit A dari Abu Terbang (Fly Ash) Batubara Variasi Rasio Molar Si/Al. Jurnal Ilmu Dasar, 19(2), 105-110.
[2] Asyhadi, M. (2019). Pengaruh Persentase Retarder Terhadap Waktu Ikat Beton Geopolimer Berbasis Fly Ash Tipe C. Seminar Intelektual Muda #2 Peningkatan Kualitas Hidup dan Peradaban dalam Konteks IPTEKSEN (pp. 343-346). Jakarta: Universitas Trisakti.
[3]  Badan  Standardisasi  Nasional.  (2019). SNI  2847:2019  tentang  Persyaratan  Beton Struktural untuk Bangunan Gedung. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.
[4] Burhanudin, I. A. (2023). Analisis Pengaruh Penambahan Retarder terhadap Waktu Ikat, Kelecakan, dan Kuat Tekan pada Beton Geopolimer. FTSP Series 6: Seminar Nasional dan  Diseminasi  Tugas  Akhir  2023  (pp.  __-__).  Bandung:  Fakultas  Teknik  Sipil  dan Perencanaan Institut Teknologi Nasional Bandung.
[5]  Davidots,  J.  (1999).  Chemistry  of  Geopolymeric  Systems  Terminology. International Conference (pp. __-__). France: Proceedings of Geopolymer.
[6] Harijono, D. (2006). Fly Ash dan Pemanfaatannya. Seminar Nasional Batubara Indonesia (pp. __-__). Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada.
[7]  Sabrina,  N.  A.  (2017).  Kajian  Pengaruh  Variasi  Penambahan  Bahan  Retarder  terhadap Parameter  Beton  Memadat  Mandiri  dengan  Kuat  Tekan  Beton  Mutu  Tinggi. Matriks Teknik Sipil, 5(4), 1341-1348.
[8] Triyono, A. L. (2023). Pengaruh Penambahan Silica Fume 20% terhadap Kuat Tekan Beton Geopolimer Berbahan Dasar Fly Ash. FTSP Series 6: Seminar Nasional dan Diseminasi Tugas Akhir 2023 (pp. __-__). Bandung: Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Nasional Bandung.
[9] Utami, R. H. (2017). Efek Tipe Superplasticizer terhadap Sifat Beton Segar dan Beton Keras pada Beton Geopolimer Berbasis Fly Ash. RekaRacana: Jurnal Teknik Sipil, 3(1), 59-70.
[10] Wardani, S. P. (2008). Pemanfaatan Limbah Batubara (Fly Ash) Untuk Stabilisasi Tanah Maupun Keperluan Teknik Sipil Lainnya Dalam Mengurangi Pencemaran Lingkungan. Pidaro Pengukuhan. Semarang: Fakultas Teknik Universitas Dipenogoro.