## PENINGKATAN KUAT TEKAN BETON GEOPOLIMER DENGAN MENGGUNAKAN VARIASI ABU CANGKANG TELUR BEBEK MELALUI PROSES PENGOVENAN
Kinanti Anastasia 1 , Prihantono 2 , dan Anisah 3
12,3 Pendidikan Teknik Bangunan, FT, UNJ Email: prihantono@unj.ac.id

## ABSTRAK
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  peningkatan  nilai  kuat  tekan  beton  geopolimer menggunakan abu telur bebek dengan campuran natrium silikat dan natrium hidroksida pada variasi 0%, 80%, 90% dan 100% pada 7 hari dengan benda uji mengalami pemanasan dan mengontrol suhu ruangan beton. Abu cangkang telur bebek yang digunakan adalah limbah yang dibakar dengan suhu mencapai 800 ° C selama ± 6 jam menggunakan oven pembakaran keramik. Penelitian ini menggunakan benda uji berbentuk silinder dengan diameter 10 cm dan tinggi 20 cm dengan kualitas rencana fc' 20 MPa. Pengujian kuat tekan beton geopolimer menggunakan alat Crushing Test Machine.  Dalam hal ini kuat tekan beton geopolimer yang dihasilkan benda uji  beton  pada  variasi  0%;  80%;  90%;  dan  100%,  yaitu  0  MPa;  6,32  MPa;  8,57  MPa;  dan  14,01MPa, sedangkan benda uji beton tekan No Kekuatan diterapkan pada variasi 0%; 80%; 90%; dan 100%, yaitu 7,64 MPa; 4.84MPa; 5.77MPa; dan 6.19MPa. Terlihat bahwa nilai kuat tekan rata-rata maksimum terdapat pada variasi 100% dengan benda uji yang diuji terlebih dahulu pada suhu 83°C.
Kata kunci : natrium hidroksida, natrium silikat, abu cangkang telur bebek, kekuatan tekan, pemanasan

## ABSTRACT
The objective of this research is to know the increase of compressive  strength value of geopolymer concrete using duck egg duck ash with mixture of sodium silicate and sodium hydroxide at variation 0%, 80%, 90%  and  100%  at  7  days  with  heating  specimen  and  control  concrete  room  temperature.  Ash  duck  egg shell used is burnt waste with temperatures reaching 800 ° C for ± 6 hours using ceramic burning oven. This study uses cylindrical test object with diameter 10 cm and height 20 cm with the quality of plan is fc '20 MPa. Testing of compressive strength of geopolymer concrete using Crushing Test Machine tool. In this purpose, the compressive strength of the geopolymer concrete produced by the concrete test object on variations 0%; 80%; 90%; and 100% ie 0 MPa; 6,32 MPa; 8,57 MPa; and 14,01MPa, while the concrete test object No concrete compressive  strength  was  applied  on  variations  of  0%;  80%;  90%;  and  100%  ie  7,64  MPa;  4,84MPa; 5,77MPa; and 6.19MPa. It can be seen that the maximum average compressive strength value is present in the 100% variation with the tested object being tested at 83°C first.
Keywords: natrium hydroxide, natrium silicate, duck eggshells ash, compressive strength, heating

## PENDAHULUAN
Geopolimer  diperkenalkan  oleh  Joseph Davidovits  sekitar  tahun  1970.  Objek pertama  kali  yang  diteliti  adalah  struktur mineral dari piramida. Berdasarkan penelitian  Davidovits  (1994),  piramida dibangun  dengan  metode  reaglomerasi batuan.  Atau  dengan  kata  lain,  piramid dibangun  dengan  cara  seperti  cara  modern, yaitu  menggunakan  semacam  “Semen” zaman  dahulu.  Penelitian  selanjutnya, Davidovits  menemukan  bahwa  “Semen” tersebut  dapat  dibuat  dengan  mencampur metakaolin  dan  larutan  alkali,  misalnya NaOH,  KOH,  dll.  Material  baru  tersebut dinamakan geopolimer. Dibandingkan semen portland biasa, geopolimer memiliki keunggulan,  yaitu  lebih  ramah  lingkungan dan hemat energi (Putra, Wallah, & Dapas, 2014).
Proses  produksi  semen  menghasilkan emisi  gas  karbon  dioksida  (CO2)  dalam jumlah  yang  banyak  sehingga  sangat memengaruhi  kondisi  lapisan  atmosfer  dan mempercepat  terjadinya  pemanasan  global. Produksi semen juga menimbulkan dampak tersebarnya  abu  semen  ke  udara  bebas (Khalizah, Apriani, & Afiuddin, 2019). Studi kesehatan  lingkungan  menyebutkan, bahwa abu semen dari hasil proses produksi semen merupakan debu yang sangat berbahaya bagi kesehatan,  karena  dapat  mengakibatkan penyakit infeksi saluran pernafasan (Nugraha, 2007).
Dalam  pembuatan  beton  geopolimer dapat  memanfaatkan  limbah  hasil  industri, konstruksi, pertanian maupun limbah rumah tangga yang di biarkan begitu saja. Limbah tersebut digunakan sebagai bahan campuran beton  ternyata  mampu  meningkatkan  daya kuat tekan. Limbah rumah tangga dan limbah industri  yang  bisa  digunakan  dalam pembuatan  beton  geopolimer  ini  salah satunya adalah cangkang telur. Di Indonesia produksi telur akan terus bertambah seiring dengan  kebutuhan  telur  sebagai  bahan pangan  baik  di  kalangan  rumah  tangga
maupun  di  kalangan  industri  makanan (Hasner,  Musalamah,  &  Prihantono,  2019). Cangkang  telur  sering  dibuang  begitu  saja tanpa pengolahan terlebih dahulu.
Abu  cangkang  telur  sendiri  tidak memiliki  kemampuan  mengikat  seperti halnya  semen.  Ukuran  partikelnya  yang halus, kandungan dalam abu cangkang telur akan bereaksi  secara kimia dengan kalsium hidroksida yang terbentuk dari proses hidrasi semen dan menghasilkan zat yang memiliki kemampuan  mengikat.  Abu  cangkang  telur bebek akan digunakan sebagai oksida silika yang  diharapkan  dapat membentuk  sebuah ikatan polimer dengan menambahkan bahan kimia sodium silikat dan natrium hidroksida. Oleh  karena  itu,  diperlukan  komposisi aktivator yang tepat sehingga bisa membentuk  pasta  untuk  mengikat  agregat. Aktivator  yang  umumnya digunakan  adalah campuran  sodium  silikat  (Na2SiO3)  dan natrium hidroksida (NaOH) dengan perbandingan antara 70 % : 30 % dari berat semen. Karena semakin tinggi perbandingan massa larutan sodium silikat (Na2SiO3) dan sodium  hidroksida  (NaOH)  maka  semakin tinggi  pula  kuat  tekan  yang  dihasilkan (Syaputra,  Nugroho,  Lie,  &  Purwanto, 2018).
Beton  geopolimer  pada  umur  7  hari dengan Curing Temperature pada  suhu 60°C pada  variasi  Curing  Time  selama  4  jam,  8 jam,  12  jam  dan  24  jam  nilai  kuat  tekan optimum pada waktu 24 jam dengan nilai fc’ 27,462  MPa.  Dengan  adanya  perlakuan Curing  Temperature nilai  kuat  tekan  beton yang dihasilkan semakin meningkat (Sumajojouw,  Windah,  &  Manuahe,  2014). Tahapan  yang  paling  penting  dalam  proses pembuatan beton geopolimer, yaitu perawatan  ( curing )  agar kualitas  beton  yang direncanakan  terpenuhi.  Pada  pembuatan beton biasa  perawatan yang dilakukan hanya melaukan  perendaman  atau  memberikan  air untuk  proses  hidrasi.  Sedangkan  perawatan beton geopolimer dengan pemanasan menggunakan oven. Perawatan beton geopolimer  yang  hanya  didiamkan  pada
suhu  ruangan  akan  mengalami  penundaan pada  waktu  pengikatan  (Kirschner  & Hharmuth, 2014).
Diharapkan  pada  penelitian  ini  akan mendapatkan  hasil  yang  baik,  dan  kuat tekan  mencapai  mutu  rencana  fc’  20  MPa dari  hasil  pengovenan  benda  uji  beton. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menemukan formula pada  beton  geopolimer dari variasi perbandingan  alkali  aktivator,  mengkaji pengaruh  penggunaan  abu  cangkang  telur bebek,  dan  mengkaji  kuat  tekan  beton terhadap perlakuan beton.

## METODE
Tujuan  dari  pelaksanaan  penelitian  ini adalah  untuk  mengetahui  peningkatan  kuat tekan  beton  yang  dihasilkan  menggunakan abu cangkang telur bebek dengan campuran sodium  silikat dan natrium hidroksida pada variasi 0%, 80%, 90% dan 100% pada umur 7  hari  dengan  mengoven  benda  uji  dan beton  kontrol  hanya  didiamkan  pada  suhu ruangan.
Metode penelitian yang  akan digunakan adalah metode eksperimen, dengan benda uji berbentuk  silinder  dengan  diameter  10  cm dan  tinggi  20  cm  yang  dibuat  dengan membuat beton geopolimer yang terdiri dari campuran  abu  cangkang telur  bebek  dengan variasi  campuran  0%,  80%,  90%,  100% sebagai pengganti semen, natrium hidroksida (NaOH), dan sodium silikat (Na2SiO3) pada umur 7 hari.
Sampel yang akan di uji kuat tekannya dalam penelitian ini berjumlah 24  buah yang merupakan keseluruhan  dalam sampel, yang terdiri dari 12 buah benda uji dengan proses pengovenan  dan  12  buah  benda  uji  tidak dioven pada masing-masing variasi berjumlah  3  buah.  Jumlah  sampel  yang digunakan sesuai dengan SNI 03- 2834-2000 dapat dilihat pada Tabel 2.1
Tabel 1. Rencana Uji Laboratorium
Ket: A = beton yang dioven B = beton yang tidak dioven
Pada  tahap  persiapan  penelitian  ini dilakukan untuk segala hal yang mendukung terlaksananya proses penelitian. Dimulai  dari  pemeriksaan  alat  yang  akan digunakan,  pengujian  material  yang  akan digunakan  dalam  proses  penelitian,  dan penentuan hari pengerjaan penelitian.
Sebelum bahan-bahan yang akan digunakan  pada  penelitian,  harus  dilakukan pemeriksaan.  Hal  ini  dilakukan  agar  dapat mengetahui bahan tersebut  layak atau tidak untuk  digunakan  dalam  penelitian.  Adapun pemeriksaan terhadap tiap-tiap bahan dapat dijabarkan  sebagai  berikut:  Abu  Cangkang Telur  Bebek:  1)  Pengujian  Berat  Jenis;  2) Pengujian  Analisis  Saringan;  3)  Agregat Halus.  Pengujian  Kadar  Lumpur:  1) Pengujian  Analisis  Saringan;  2)  Pengujian Berat  Jenis  dan  Penyerapan;  3)  Pengujian Kadar  Air.  Agregat  Kasar:  1)  Pengujian Analisis Saringan; 2) Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan; 3) Pengujian Kadar Air.
Dalam  perencanaan  proposi  campuran untuk  beton  geopolimer  yang  digunakan berdasarkan  SNI  03-2834-2002  “Tata  Cara Pembuatan  Beton  Normal”  dan  hanya mengganti  pasta  semen  dengan  pasta geopolimer.
Pada  tahap  pengadukan  di  mana pencampuran bahan berdasarkan berat yang ditimbang.  Dilakukan  pegadukan  beton berdasarkan  SNI  03-3976-1995  “Tata  Cara Pengadukan  Beton”  dengan  menentukan jumlah adukan sebanyak 35 dalam waktu 3,5 menit.
Dalam  pembuaatan  benda  uji  pada penelitian ini  sama dengan  pembuatan beton
konvensional. Benda  uji  yang  dibuat menggunakan  cetakan  berbentuk  silinder dengan diameter  10 cm dan tinggi 20 cm.
Benda  uji  yang  telah  di  buat  akan dimasukkan ke dalam oven pada suhu 83°C dalam  waktu  24  jam  kemudian  benda  uji didiamkan pada suhu  ruangan hingga umur beton mencapai 7 hari.
Tahap  pengujian  kuat  tekan  benda  uji untuk beton speedcrete pengujian dilakukan setelah  cetakan  dibuka,  sedangkan  untuk beton  normal  pengujian  kuat  tekan  dapat dilakukan setelah tahap perawatan benda uji selesai.  Prosedur  pengujian  kuat  tekan dilakukan sesuan SNI 1974:2011 “Cara Uji Kuat  Tekan  Beton  dengan  Benda  Uji Silinder”.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Material yang akan digunakan sebelumnya  dilakukan  pengujian  terlebih dahulu pada agregat halus dan agregat kasar yang  mengacu  pada  SNI  03-1968-1990 “Metode  Pengujian  Analisis  Saringan Agregat Halus dan Kasar”. Hasil pengujian dapat diliahat pada Tabel berikut:
Tabel 2. Hasil Pengujian Bahan
Pengujian Hasil Pengujian Agregat Halus Agregat Kasar Kadar Lumpur 4,84 % - Zat Organik Warna No.1 - Kadar Air 5,94 % 3,72 % Penyerapan 4,16 % 0,33 % MHB 4,52 % 7,43 % Berat Jenis 2,63 % 2,47 %
Cangkang  telur  bebek  yang  sudah menjadi  serbuk  dilakukan  pengujian  unsur dan senyawa dan berat jenis. Hasil uji serbuk cangkang  telur  bebek  dapat  dilihat  pada Tabel 3 di bawah ini.
Tabel 3. Hasil Pengujian Abu Cangkang
Telur Bebek Pengujian Hasil Berat Jenis 2,74 gram/ml Kandungan senyawa - Karbon Dioksida (CO 2 ) - Kalsium Oksida (CaO) - Sulfur Dioksida (SO 2 ) 39,04 % 60,52% 0,44 % Perhitungan rencana campuran pembuatan beton geopolimer mengacu pada ASTM  C33.  Dengan  data  hasil  uji  bahan pada  agregat  halus,  agregat  kasar,  dan  abu cangkang telur bebek. Pada campuran beton geopolimer  memiliki  mutu  rencana  adalah fc’ 20 MPa dengan FAS 0,40,  maka proporsi bahan penyusun beton geopolimer pada satu silinder dapat dilihat pada Tabel berikut:

## Tabel 4. Proporsi Bahan Campuran Beton Geopolimer Untuk Satu Silinder
Bahan-bahan Berat(kg) 0% 80% 90% 100% Abu cangkang telur bebek - 0,57 0,64 0,71 Natrium hidroksida 0,21 0,21 0,21 0,21 Sodium silikat 0,50 0,50 0,50 0,50 Agregat halus 0,90 0,90 0,90 0,90 Agregat kasar 1,53 1,53 1,53 1,53 Jumlah 3,14 3,71 3,71 3,85
Setelah merencanakan campuran beton sesuai dengan  Standar  Nasional  Indonesia   (SNI) selanjutnya mix design yang sudah direncanakan  di  koreksi  dengan  kebutuhan bahan yang  dipakai.
Untuk  mendapatkan  nilai  kuat  tekan beton  geopolimer  dilakukan  tes  kuat  tekan pada lab bahan yang didampingi laboran saat melakukan  tes  kuat  tekan.  Hasil  uji  kuat tekan  beton  dapat  dilihat  pada  Tabel  5  di bawah ini.

## Tabel 5. Hasil Kuat Tekan Beton

## Geopolimer
Perlakuan Sample Kuat tekan 7 hari MPa 0% 80% 90% 100% Di Oven 1 -* 5,09 7,89 11.46 2 -* 6,36 7,64 14,01 3 -* 7,51 10,19 16,56 Rata-Rata -* 6,32 8,57 14,01 Tidak Di Oven 1 3,82 3,82 3,09 5,73 2 13,37 4,22 6,37 5,09 3 5,73 6,36 3,86 7,77 Rata-Rata 7,64 4,84 5,77 6,19 *Benda uji tidak dapat diuji dikarenakan beton tidak dapat mengeras/hancur
Benda uji beton pada variasi 0% dibuat tanpa  ada  campuran  abu  cangkang  telur. Hal ini bertujuan untuk menjadi acuan agar dapat  mengetahui  berapa  kuat  tekan  yang dihasilkan  jika  ditambahkan  dengan  abu cangkang telur bebek. Uji kuat tekan beton dengan  variasi  80%,  90%  dan  100% perlakuan  tidak  berbeda  dengan  yang  lain. Hasil  pengujian  kuat  tekan  beton  dapat dilihat pada Gambar 1 di bawah ini.
Gambar 1. Grafik Kuat Tekan Beton Geopolimer
Pada  pembuatan  benda  uji  beton dilakukan  dengan  cara  yang  sama  pada setiap variasinya. Setiap variasi dibuat benda uji  sebanyak  3  buah  berbentuk  silinder. Campuran  serbuk  cangkang  telur  memiliki kuat  tekan  yang  berbeda-beda  pada  setiap variasinya.  Beton  yang  sudah  cukup  umur akan di uji kuat tekannya. Hasil uji kuat tekan beton  keseluruhan  pada  umur  7  hari  pada beton  yang  dioven  dan  tidak  dioven  dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Kuat Tekan Beton Dioven dan Tidak Dioven
Hasil  yang  ditunjukkan  pada  grafik  di atas  bahwa  dengan  pengovenan  benda  uji akan  meningkatkan  kuat  tekan  beton. Perbedaan  jelas  terlihat  pada  beton  yang melalui proses pengovenan nilai kuat tekan beton  yang  dihasilkan  dengan  perawatan temperatur  atau  pengovenan  pada  umur  7 hari paling tinggi pada variasi 100% sebesar 14,01 MPa.
Hasil-hasil  pengujian  menunjukkan bahwa  cara  perawatan  beton  geopolimer serbuk cangkang telur bebek  dengan metode pemanasan/pengovenan  sangat menentukan kuat tekan yang dihasilkan. Pada perawatan dengan temperatur ruangan nilai kuat tekan yang dihasilkan rendah. Sedangkan
perawatan beton benda uji dengan mengoven  selama  24  jam  pada  suhu 83°C, nilai  kuat  tekan  yang  dihasilkan  tinggi walupun  belum  mencapai  mutu  yang direncanakan.  Hal  ini  sejalan  dengan  apa yang dijelaskan oleh Nugrahanto  (2016) dan Sumajouw,dkk  (2014)  di  mana  dengan melakukan  perawan  dengan  mengoven  dan dengan adanya perlakuan Curing Temperature nilai  kuat  tekan  beton  yang dihasilkan  semakin  meningkat.  Kurang maksimalnya  nilai  kuat  tekan  beton  yang dihasilkan, ini dapat disebabkan kandungan silika  pada  abu  cangkang  telur  bebek  tidak ada.  Seperti  yang  diketahui  pada  buku Teknologi Beton (Nugraha, 2007)
disebutkan bahwa bahan tambah yang akan digunakan  pada  beton  harus  mengandung silikon lebih dari 75%.  Hal ini adalah salah
satu penyebab  beton  yang  dihasilkan kuarng baik.

## SIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan  penelitian  ini  maka  dapat diambil kesimpulan, sebagai berikut:
1. Kuat  tekan  beton  geopolimer  yang dihasilkan dengan memanaskan benda uji beton pada variasi 0%; 80%; 90%; dan  100%,  yaitu  0  Mpa;  6,32  Mpa; 8,57 Mpa; dan 14,01 MPa, sedangkan benda uji beton yang tidak dilakukan pemanasan nilai kuat tekan beton pada variasi  0%;  80%;  90%;  dan  100%, yaitu 7,64 Mpa; 4,84 Mpa; 5,77  Mpa; dan  6,19  MPa.  Dapat  dilihat  bahwa nilai  kuat  tekan  rata-rata  maksimum terdapat  pada  variasi  100%  dengan benda uji yang dioven pada suhu 83°C terlebih dahulu.
2. Benda uji beton geopolimer pada umur 7  hari  yang  dioven  maupun  tidak dioven  belum  mencapai  mutu  beton yang sudah direncanakan fc’ 20 MPa. kemungkinan  kuat  tekan  beton  akan bertambah jika umur beton di tambah pada variasi umur 14, 21 dan 28 hari.
Beberapa  saran  untuk  penelitian selanjutnya antara lain sebagai berikut:
1. Dalam  proses  pembuatan  benda  uji banyak yang harus diperhatikan untuk mengurangi kesalahan dalam
pengambilan data, dari material yang digunakan,  peralatan  dan  pembuatan benda uji.
2. Perataan benda uji saat dimasukkan ke dalam  silinder  sangat  penting  agar saat  uji  tekan  dilakukan mendapatkan hasil  yang  maksimal  dan  tiadak  ada permukaan  yang  tidak  rata  dan  sisi yang keropos.
3. Dilakukan  penelitian  lanjutan tentang variasi umur beton  geopolimer terhadap kuat tekan yang dihasilkan.

## DAFTAR PUSTAKA
Davidovits,  J.  (1994).  Properties  of
Geopolymer Cements. First International Conference on Alkaline  Cement  and  Concretes ,
131-149.
Hasner,  K.  E.,  Musalamah,  S.,  &
Prihantono. (2019). Variasi Campuran  Alkali  Aktivator  pada Kuat  Tekan  Beton  Geopolimer dengan Menggunakan Abu Cangkang  Telur  Bebek  pada Proses Pengovenan. Menara:
Jurnal Teknik Sipil , 14(1).
Khalizah, A. N., Apriani, M., & Afiuddin,
A. E. (2019). Life Cycle Assessment Emisi  ke  Udara  pada Proses  Pembakaran  di  Kiln  PT. Semen Indonesia  (Persero)  Tbk. Pabrik Tuban. National
Conference  Proceeding  on  Waste
Treatment Technology .
Kirschner, A. V., & Hharmuth, H. (2014).
Investigation of Geopolymer Binders  with  Respect  to  Their Application for Building
Materials.
Nugraha, P.  A.  (2007). Teknologi  Beton. Surabaya: Penerbit Andi.
Nugrahanto,  B.  P.  (2016). Studi  Kuat Tekan Beton dengan  Pemanfaatan Abu  Cangkang  Telur  Bebek Sebagai Bahan Dasar Pembuatan Beton Geopolimer .
Purwantoro, A., Suyanto, W., Antoni, A.,
& Hardjito,  D.  (2016).  Pengaruh Penambahan Boraks dan Kalsium Oksida terhadap Setting Time dan Kuat  Tekan  Mortar  Geopolimer Berbahan  Dasar  Fly  Ash  Tipe  C. Jurnal  Dimensi  Prtama  Teknik Sipil , 5(2).
Putra, A. K., Wallah, S., &  Dapas, S. O.

## Peningkatan Kuat Tekan… (Kinanti/ hal. 23-29)
(2014).  Kuat  Tarik  Belah  Beton Geopolymer Berbasis Abu
Terbang  (Fly  Ash). Jurnal  Sipil Statik , 2(7).
Sumajojouw,  M.  J.,  Windah,  R.  S.,  &
Manuahe,  R.  (2014).  Kuat  Tekan Beton Geopolymer Berbahan
Dasar  Abu  Terbang  (Fly  Ash).
Jurnal Sipik Statik , 2(6), 277-282.
Syaputra,  D.  A.,  Nugroho,  F.  R.,  Lie,  H.
A.,  &  Purwanto.  (2018).  Studi
Eksperimental Pengaruh Perbedaan  Molaritas  Aktivator pada  Perilaku  Beton  Geopolimer
Bebahan  Dasar  Fly  Ash. Jurnal Karya Teknik Sipil , 7(1).