## doi: mkts.v26i1.24715

## Pengaruh Substitusi Tanah Putih pada Mortar Geopolimer
Berbahan Dasar Fly Ash dengan Aktifator Natrium Hidroksida
* Yulita Arni Priastiwi, Arif Hidayat , D. Daryanto, Z. Salamsyah Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Semarang,
*) yulita_tiwi@ymail.com
Received: 31 Juli 2019 Revised: 24 Januari 2020 Accepted: 6 Februari 2020

## Abstract
The  presence  of  white  soil  in  a  geopolymer  mortar  affects  the  physical  and  mechanical  properties  of  the mortar  itself,  especially  in  compressive  strength,  density  and  modulus  of  elasticity  produced.  Geopolymer mortar composed of fly ash, sand, water, and NaOH which acts as an alkaline activator compared to mortar from the same material, but white soil from Kupang is added as a substitution of fly ash. Specimens are made in  six  variations.  Geopolymer  mortar  composers  using  a  ratio  of  1  binder:  3  sand  with  w/b  of  0.5.  Binder composed of fly ash with white soil substitution of 0; 5; 10; 15; 20 and 30% by weight of fly ash. An activator NaOH  8M  solution  was  added  to  the  mixture.  Both  white  soil  and  fly  ash  pass  of  sieve  no.  200  with  a moisture content of 0%. Mortar made measuring 5x5x5 cm. The mortar was treated by the oven of method at 60 o C for 24 hours until the mortar does not change in weight. The test results show geopolymer mortar with 15%  substitution  of  white  soil  to  fly  ash  has  the  highest  compressive  strength,  density  and  modulus  of elasticity among other variations. In all mortar variations, compressive strength at 14 days has reached 75% of strength at 28 days.
Keywords: Geopolymer, mortar, white soil

## Abstrak
Keberadaan  tanah  putih  pada  campuran  mortar  geopolimer  mempengaruhi  sifat  fisik  dan  mekanik  mortar itu  sendiri,  terutama  ditinjau  dari  kuat  tekan,  kerapatan  dan  modulus  elastisitas  yang  dihasilkan.  Mortar geopolimer  yang  tersusun  atas  fly  ash,  pasir,  air,  serta  NaOH  yang  berperan  sebagai  alkaline  aktifator dibandingkan  dengan  mortar  geopolimer  berbahan  sama,  namun  ditambahkan  tanah  putih  dari  Kupang sebagai  substitusi  dari  fly  ash  dengan  persentase  tertentu.  Spesimen  dibuat  dalam  enam  variasi  proporsi campuran.  Penyusun  mortar  geopolimer  menggunakan  perbandingan  1  binder:  3  pasir  dengan  faktor  air (w/b)  sebesar  0,5.  Binder  tersusun  atas  fly  ash  dengan  substitusi  tanah  putih  sebesar  0;  5;  10;  15;  20  dan 30%  dari  berat  fly  ash.  Larutan  activator  NaOH  8M  ditambahkan  dalam  campuran.  Baik  tanah  putih maupun fly ash menggunakan ukuran lolos saringan no. 200 dengan kadar air 0%. Spesimen mortar dibuat berukuran 5x5x5 cm. Perawatan mortar dilakukan setelah dilepas dari cetakan dengan metode  pengovenan disuhu 60 o C selama 24 jam sampai mortar tidak mengalami perubahan berat. Hasil pengujian menunjukkan mortar  geopolimer  dengan  substitusi  15%  tanah  putih  terhadap  fly  ash  mempunyai  kuat  tekan,  kerapatan dan modulus elastisitas  tertinggi  diantara variasi  lainnya. Pada semua variasi  mortar, kekuatan  saat  umur 14 hari telah mencapai 75% kekuatan penuhnya saat 28 hari.
Kata kunci: Geopolimer, mortar, tanah putih

## Pendahuluan
Penggunaan  semen  di  bidang  infrastruktur  sangat berpengaruh  bagi  kondisi  udara  kita.  Hal  itu disebabkan  pada  saat  produksi  dan  penggunaan semen  untuk  konstruksi  menghasilkan  karbon dioksida  (CO 2 ).  CO 2 turut  menjadi  penyumbang
terbesar  dari  efek  rumah  kaca.  Produksi  semen berperan  meningkatkan  efek  rumah  kaca  sebesar 6%  pada  tahun  1988  hingga  tahun  2010  (Ariffin et  al .,  2011).  Oleh  karena  itu  diperlukan  alternatif yang lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan semen.  Bahan  geopolimer  diharapkan  dapat mengurangi  efek  rumah  kaca  dari  produksi  dan
penggunaan semen. Geopolimer sendiri merupakan material/bahan  yang  mengandung  banyak  unsur- unsur  silika  dan  alumina.  Unsur-unsur  ini  banyak didapati  pada  material  buangan  hasil  sampingan industry  seperti fly  ash,  blas  furmace,  slag, puzzolan dan  lain-lain.  Bahan  geopolimer  dapat difungsikan  sebagai  pengikat  bila  ditambahkan dengan  alkaline  aktifator  (Davidovits,  2015). Beberapa  tahun  terakhir  di  Indonesia  telah  mulai banyak dikembangkan penelitian-penelitian mengenai  material geopolimer  ini dengan  material buangan yang berbeda-beda diantaranya pencampuran  antara fly  ash dan  abu  sawit  (Islami et  al .,  2015),  penggunaan fly  ash dari  Paiton dengan  aktifator  campuran  NaOH  dan  Na 2 SiO 3 (Ekaputri & Damayanti ., 2007)
Pada penelitian  ini  akan dibuat  mortar geopolimer dengan  memanfaatkan fly  ash ,  yang  merupakan buangan/limbah  pabrik  pengolahan  batu  bara Tanjung  Jati  Jepara  dicampur  dengan  NaOH sebagai  alkali  aktifator.  Selain fly  ash akan ditambahkan  pula  bahan  alami  alam  berupa  tanah putih  yang  berasal  dari  Kupang,  Nusa  Tenggara Timur  sebagai  subtitusi  dari fly  ash dengan komposisi  tertentu.  Penggunaan  limbah  batu  bara selain mengurangi produksi CO 2 akibat penggunaan  semen, juga  akan mengurangi pencemaran  lingkungan  akibat  penumpukan fly ash yang menyebar di lingkungan. Komposisi dari fly  ash bersifat  seperti portland  cement yaitu bersifat pozzola n, mengandung banyak unsur silika dan alumina.
Fly ash menurut ASTM C618 (2010) tersusun atas material SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , CaO, MgO, SO 3 , dan dibagi menjadi tiga jenis yaitu:

## Kelas C
Fly ash yang mengandung CaO di atas 10% yang dihasilkan  dari  pembakaran lignite atau  sub- bitumen  batubara  (batubara  muda).  Kadar  (SiO 2 +  Al 2 O 3 +  Fe 2 O 3 )  >  50%,  dan  kadar  CaO mencapai 10%.

## Kelas F
Fly  ash yang  mengandung  CaO  lebih  kecil  dari 10% yang dihasilkan dari pembakaran anthracite atau  bitumen  batubara.  Kadar  (SiO 2 +  Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) > 70%, kadar CaO < 5%.

## Kelas N
Pozzolan  alam  atau  hasil  pembakaran  yang  dapat digolongkan  antara  lain  tanah diatomic , opaline chertz , shales , tuff ,  dan  abu  vulkanik,  yang  biasa diproses  melalui  pembakaran  atau  tidak  melalui
proses  pembakaran.  Selain  itu  juga  mempunyai sifat pozzolan yang baik.
Fly  ash yang  digunakan  pada  penelitian  berasal dari  PLTU  Tanjung  Jati  B,  Jepara.  Kandungan unsur  kimia  pada fly  ash ini  menurut  Tricya  dan Ferina  (2017)  memiliki  total  kandungan  SiO 2 , Al 2 O 3 ,  dan  FeO  adalah  83,28%,  sehingga  dapat digolongkan  pada  kelas  F  (ASTM  C618,  2010). Secara  lengkap kandungan dari fly ash dari PLTU Tanjung Jati B Jepara ditampilkan pada  Tabel 1.
Selain fly  ash ,  material  lain  yang  perlu  diketahui dalam  penelitian  ini  adalah  tanah  putih.  Tanah putih  merupakan  batuan  yang  telah  mengalami perubahan  komposisi  kimia  yang  disebabkan  oleh pelapukan  dan  pengaruh  kondisi  air  bawah  tanah. Bahan  galian  ini  berwarna  putih  kekuningan hingga  putih  kecoklatan,  kompak,  padu  dan  agak sulit digali dengan alat sederhana.

## Tabel 1. Kandungan oksida fly ash

## PLTU Tanjung Jati B Jepara
Kandungan oksida Persentase (%) Na 2 O 1,59 MgO 2,86 Al 2 O 3 24,95 SiO2 46,52 SO 3 1,13 K 2 O 2,77 CaO 5,89 TiO2 1,36 FeO 11,81 CuO 1,12 Sumber: Tricya dan Ferina, 2017
Tanah putih memiliki bahan penyusun kimia yaitu SiO 2 , P 2 O 5 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , FeO, MnO, MgO, CaO, Na 2 O,  K 2 O, TiO 2 , SO 3 (Hunggurami et  al ., 2015). Tanah  putih  memiliki  prosentase  oksida  tertinggi berupa kalsium oksida (CaO) sebesar 56,19%. Hal ini  menunjukkan  bahan  penyusun  kimia  tanah putih didominasi oleh kalsium.
Dalam  bentuk  senyawa  kimia,  hasil  pengujian X- Ray  Diffraction  (XRD) tanah  putih  tersusun  dari Magnesium  Calcium  Carbonate (MgCaCO 3 ) sebesar 52% dan Magnesium Phosphate (Mg 2 P 2 O 7 )  sebesar  48%  (Parhulutan et  al. ,  2018). Penggunaan  tanah  putih  sebagai  substitusi fly  ash pada mortar geopolimer diharapkan dapat memberi pengaruh  positip  pada  sifat  fisik  maupun  mekanik yang terkait dengan kekuatan tekan dari mortar itu sendiri.
Dalam  bidang  struktur  bangunan,  salah  satu parameter  penting  dari  mortar  yaitu  kuat  tekan.
ASTM C270 (2004) mengklasifikasikan kuat tekan mortar  berdasarkan  penggunaannya  dalam  empat jenis yaitu:
1. Type mortar  M, Type mortar  M  adalah campuran  mortar  dengan  kekuatan  tekan tinggi. Mortar tipe ini cocok digunakan untuk pasangan  baik  yang  bertulang  maupun  tidak bertulang  yang  menerima  beban  tekan  yang besar.  Kuat  tekan  minimumnya  adalah  17,2 MPa.
2. Type mortar  S, Type mortar  S  merupakan campuran  dengan  kekuatan  tekan  tingkat sedang.  Mortar  ini  direkomendasikan  untuk struktur  yang  akan  menahan  beban  tekan yang  tidak  terlalu  besar.  Type  mortar  S  ini memiliki  keawetan  yang  tinggi  sehingga direkomendasikan untuk struktur yang berkaitan  dengan  tanah  seperti  dinding penahan  tanah,  pondasi,  perkerasan,  saluran pembuangan  dan  lain  -  lain.  Kuat  tekan minimumnya adalah 12,4 MPa.
3. Type mortar  N, Type mortar  N adalah  mortar yang  biasa  digunakan  untuk  konstruksi  yang menahan beban tekan yang kecil. Type mortar ini  cocok  untuk  dinding  penahan  beban interior  maupun  eksterior.  Kuat  tekan minimumnya adalah 5,2 MPa.
4. Type mortar  O, Type mortar  O  merupakan mortar  dengan  kekuatan  tekan  yang  rendah. Mortar  tipe  ini  dipakai  untuk  bangunan dinding yang tidak menahan beban yang tidak lebih  dari  0,7  MPa  dan  terhindar  dari pengaruh  cuaca.  Kuat  tekan  minimumnya adalah 2,4 MPa.

## Metode Penelitian

## Material
Mortar  yang  dibuat  dalam  skala  laboratorium  dan akan  dipergunakan  untuk  mengetahui  sifat–sifat spesimen  harus terdiri dari  bahan–bahan penyusun dalam  susunan  campuran  yang  sesuai  dengan spesifikasi, seperti ukuran butir yang dipergunakan.  Pasir  sesuai  syarat  agregat  halus ASTM  C33  (2013)  yaitu  maksimum  berdiameter 4,76  mm  dan  minimum  0,074  mm.  Dalam penelitian ini pasir yang dipergunakan adalah pasir lokal  ex.Muntilan  dengan  susunan  gradasi  seperti ditampilkan dalam Gambar 1 dengan nilai modulus kehalusan  ( fineness  modulus )  sebesar  2,42  dan kandungan  lumpur  setelah  dilakukan  proses pencucian 0,76%. Dalam kondisi kering permukaan  ( Saturated  Surface  Dry,  SSD )  berat jenis pasir Muntilan adalah 2,46 dengan
penyerapan  air  ( water  absorpsion )  sebesar  0,3%. Dalam  penelitian  ini  material fly  ash dan  tanah putih  yang  merupakan  bahan  penyusun  binder dikondisikan  berdiameter  kurang  dari  0,075  mm dan memiliki kadar air hingga 0%.
Dalam  kondisi  asli,  baik fly  ash dan  tanah  putih masih  berupa  gumpalan–gumpalan  berbutir  besar dan  tidak  kering  sehingga  harus  dihaluskan  dan dikeringkan  terlebih  dahulu  hingga  memenuhi persyaratan  yang  ditentukan.  Proses  penghalusan dan  penyaringan  dilakukan secara manual, sedangkan  pengeringan  dilakukan  dengan  sistem pengovenan  sehingga  baik fly  ash maupun  tanah putih  benar-benar  kering  dengan  kadar  air mendekati  0%.  Setelah fly  ash dan  tanah  putih lolos  saringan  0,074  mm  (saringan  no.  200)  dan kering sempurna, baru dipergunakan sebagai bahan utama  binder  geopolimer.  Kondisi fly  ash dan tanah putih sebelum dan sesudah proses penghalusan ditampilkan dalam Gambar 2.
Gambar 1. Analisa saringan pasir Muntilan
(a)                         (b) (c)                         (d)
Gambar 2. (a) & (b) Kondisi asli fly ash dan tanah putih, (c) & (d) kondisi setelah dihaluskan
Suatu  zat  aktifator  diperlukan  untuk  mengikat agregat  dalam  mortar  karena  baik fly  ash maupun tanah  putih  pada  dasarnya  tidak  memiliki kemampuan  mengikat  seperti  semen. Natrium hidroksida (NaOH) atau yang lebih dikenal dengan soda api dipakai sebagai aktifator dalam penelitian
0 50 100 150 L o lo s sa ri n ga n ( % ) Diameter saringan (mm) Hasil Pengujian Batas Bawah Batas Atas
ini.  NaOH  berperan  untuk  mereaksikan  unsur- unsur  Al  dan  Si  yang  terdapat  dalam binder sehingga  dapat  menghasilkan  ikatan  polimer  yang kuat  (Hardjito  &  Rangan,  2005).  Bila  aktifator yang  dipergunakan  masih  berupa  padatan,  maka harus  dilarutkan  ke  dalam  air  disesuaikan  dengan molaritas  larutan  aktifator  yang  dikehendak (Davidovits, 2015).
NaOH  yang  berbentuk  serpihan-serpihan  putih akan  dicampur  dengan  air  menjadi  larutan  NaOH dan  digunakan  sebagai  aktifator  dalam  campuran fly ash dan tanah putih menjadi binder geopolimer. Syaputra et  al .,  (2018)  menunjukkan  bahwa  pada beton geopolimer dengan konsentrasi lautan NaOH 8M  menghasilkan  kuat  tekan  tertinggi  diantara konsentrasi  lainnya,  sehingga  dalam  penelitian  ini konsentrasi  larutan  NaOH  8M  yang  dipergunakan sebagai  aktifator  mortar  geopolimer.  Proses pencampuran  NaOH  menjadi  larutan  NaOH ditunjukkan dalam Gambar 3.

## Gambar 3. Pembuatan larutan NaOH 8M

## Pembuatan spesimen
Dalam  penelitian  ini  dibuat  spesimen  mortar dengan  enam  variasi,  dengan  benda  uji  berupa kubus  berukuran  5x5x5  cm 3 .  Keenam  variasi berupa substitusi tanah putih terhadap berat fly ash sebesar  0,  5,  10,  15,  20,  dan  30%.  Jumlah spesimen  untuk  tiap  variasi  berjumlah  tiga  buah untuk masing-masing pengujian yang dilakukan.
Proporsi mortar geopolimer menggunakan perbandingan  1Pca:  3Ps.  Pca  merupakan binder berupa  gabungan  dari  tanah  putih,  dan fly  ash , sedangkan  Ps  merupakan  pasir.  Nilai  faktor  air binder (w/b)  yang  digunakan  adalah  0,5.  Nilai  ini didapatkan  dari trial  and  error pengujian sebelumnya.  Komposisi  campuran  mortar  secara lengkap  ditunjukkan  pada  Tabel  2,  dan  untuk perhitungan molaritas didasarkan pada perhitungan komposisi bahan material:
a. Proporsi campuran mortar = 1Pca : 3Ps dengan faktor air binder sebesar 0,5
b. Pca (tanah putih + fly ash ) = 3 kg, maka Ps
(pasir) = 9 kg
c. Faktor air binder = 0,5 * 3 kg = 1,5 kg
d. Perhitungan  molaritas  NaOH  dengan  rencana
NaOH 8 M Molaritas = 8 Molar
Air = 1,5 kg = 1,5 liter = 1500 ml Mr NaOH = 40 gr/mol (jumlah dari Ar, Na = 23, O = 16 dan H = 1)
M = 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑀𝑟 x 1000 𝑉 𝑎𝑖𝑟 8 = 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑁𝑎𝑂𝐻 40 x 1000 1500
Berat NaOH = 480 gram
di  mana  M  merupakan  molaritas  (Mol/L),  V merupakan volume larutan (ml) dan Mr merupakan massa molekul relatif  (gram/mol).

## Tabel 2. Komposisi mortar geopolimer
No Tanah putih (kg) Fly ash (kg) Pasir (kg) Air (kg) Keterangan substitusi tanah putih terhadap fly ash 1 0,00 3,00 9,00  1,50 0% 2 0,15 2,85 9,00  1,50 5% 3 0,30 2,70 9,00  1,50 10% 4 0,45 2,55 9,00  1,50 15% 5 0,60 2,40 9,00  1,50 20% 6 0,90 2,10 9,00  1,50 30%
Proses  dilanjutkan  dengan  menimbang  kristal NaOH  sebesar  480  gram  dan  menambahkan  air bersih  sebesar  1,5  liter,  diaduk  ±  3  menit  hingga larut.  Reaksi  dari  pencampuran  tersebut  akan menghasilkan panas, maka tutup wadah yang berisi larutan  untuk  menghindari  penguapan  dan  tunggu sampai  larutan  dingin.  Tuang  pasir, fly  ash ,  dan tanah  putih  sesuai  dengan  berat  masing-masing campuran  ke  dalam mixer dan  putar  hingga tercampur  merata  sekitar  2  menit,  kemudian larutan  NaOH  8M  dituang  ke  dalam mixer . Adonan yang sudah tercampur merata siap dicetak dalam  cetakan  berukuran  5x5x5  cm 3 yang sebelumnya telah dilumasi dengan oli supaya tidak lengket  sewaktu  dibuka.  Penuangan  adukan  ke dalam  cetakan  dilakukan  dua  kali  lapisan  dan ditiap  lapisan  dilakukan  pemadatan  dengan  cara ditusuk-tusuk sebanyak 25x dan diratakan. Adukan mortar geopolimer  yang  telah  dicetak  seperti terlihat  pada  Gambar  4.  Spesimen  dibongkar setelah  24  jam,  dilanjutkan  proses curing oven pada suhu 60 ℃ selama waktu 24 jam.
Pengujian mortar geopolimer

## Kekuatan tekan mortar
Kekuatan  tekan  merupakan  kemampuan  mortar menerima  gaya  tekan  per  satuan  luas.  Untuk mendapatkan nilai kuat tekan mortar dengan varian berbeda, perhitungan kuat tekan mortar menggunakan Persamaan 1.
𝑓 ′𝑐  = 𝑃 𝐴 (1)
Gambar 5. Gaya dan luasan mortar
Di mana 𝑓′ 𝑐 merupakan kuat tekan mortar (MPa), 𝑃 merupakan  beban  maksimum  total  (N),  dan 𝐴 merupakan luas permukaan (mm 2 )
Pengujian  kuat  tekan  mortar  dilakukan  dengan menggunakan alat uji tekan ( Compression Apparatus )  dengan  metode  pengujian  mengacu pada  SNI  03-6825-2002  (BSN  2002b)  mengenai Metode Pengujian  Kekuatan Tekan  Mortar Semen Portland untuk Pekerjaan Sipil.  Alat uji tekan dan penempatan  spesimen  mortar  ditunjukkan  pada Gambar 6 dan 7.
Gambar 6. Alat uji tekan mortar

## Berat volume mortar
Kerapatan  (berat  volume)  mortar  merupakan perbandingan antara berat  mortar dan volume dari mortar tersebut, seperti ditunjukkan pada Persamaan 2.
𝛾 𝑚 =   𝑊 𝑚 𝑉 𝑚 ⁄ (2)
di  mana 𝛾 𝑚 merupakan  berat volume (kg/m 3 ), 𝑊 𝑚 merupakan  berat  mortar  (kg)  dan 𝑉 𝑚 merupakan volume mortar (m 3 )

## Gambar 7. Perletakan spesimen

## Modulus elastisitas mortar
Modulus  elastisitas  merupakan  suatu  angka  yang digunakan  untuk  mengukur  objek  atau  ketahanan bahan  untuk  mengalami  deformasi  elastis  ketika gaya  diterapkan  pada  benda  itu.  Pada  beton  nilai modulus  elastisitas  tergantung  pada  umur  beton, sifat-sifat  agregat  maupun  semen,  kecepatan pembebanan, dan jenis serta ukuran dari benda uji.
Dalam Gambar 8, besaran  nilai modulus elastisitas dinyatakan dalam 𝐸 𝑐𝑖 . Modulus elastisitas merupakan  kemiringan  dari  kurva  tegangan- regangan  di  wilayah  deformasi  elastis  (fib-CEB-  - regangan  untuk  pembebanan  tekan  uniaksial. Kemiringan  kurva  saat  0,4 𝑓 𝑐𝑚 dijadikan  untuk penentuan modulus elastisitas mortar geopolimer.
Sumber: fib,2008

## Gambar 8. Perletakan spesimen
Nilai  regangan  (ɛ)  yang  terjadi  pada  benda  uji dapat  dihitung  dengan  Persamaan  3,  sedangkan tegangan ( 𝑓 𝑐 ) dengan Persamaan 1.
ɛ  = ∆𝐿 𝐿 (3)
di  mana ∆𝐿 merupakan  perubahan  panjang  (mm), 𝐿 merupakan  panjang  mula  –  mula  yaitu  jarak antara dua ring (mm).
Pengujian  modulus  elastisitas  dilakukan  dengan menggunakan  tambahan  alat  berupa Linear Variabel  Differential  Transformer (LVDT).  Alat LVDT merupakan sensor yang membaca regangan melalui pergeseran inti magnet. Pengujian modulus
dilakukan  saat  mortar  berumur  28  hari  dengan set up pengujian ditunjukkan pada Gambar 9 dan 10.
Gambar 9. Set up pengujian
Gambar 10. Pengujian modulus elastisitas

## Hasil dan Pembahasan
Hasil pengujian pada spesimen mortar menunjukkan  secara  visual  mortar geopolimer hampir  menyerupai  mortar  semen  biasa,  hanya warna sedikit  lebih gelap.  Adanya  substitusi tanah putih  ke  dalam  campuran fly  ash tidak  banyak berpengaruh  dalam  hal  warna  mortar  yang dihasilkan. Sebelum dilakukan pengovenan, secara visual  mortar  terlihat  lemah,  namun  setelah dilakukan pengovenan dalam suhu 60 ℃ selama 24 jam  mortar  tampak  lebih  kokoh.  Pengujian  tekan dilakukan saat  mortar berumur 3, 7, 14, 21, 28, 56 dan  90  hari.  Sebelum  dilakukan  pengujian  tekan tiap  spesimen  diukur  dan  ditimbang  terlebih dahulu untuk mengetahui berat dan volumenya dan akan dipergunakan untuk mengetahui kerapatannya.  Data yang ditampilkan dalam grafik dan  kurva  merupakan  nilai  rata-rata  dari  ketiga spesimen pada setiap variasi substitusi tanah putih. Gambar  11  dan  12  serta  Tabel  3  menunjukkan hubungan  antara  kuat  tekan  mortar  dengan  umur pengujiannya.
Kuat tekan mortar geopolimer dengan enam variasi seperti dalam Gambar 11 dan Tabel 3 menunjukkan  bahwa  disemua  mortar  yang  diberi substitusi tanah putih mengalami peningkatan kuat tekan  dengan  pola  peningkatan  yang  hampir  sama dan  setelah  umur  28  hari  kurva  di  semua  variasi cenderung  stabil.  Kurva  menunjukkan  mortar variasi  ke  empat  (substitusi  tanah  putih  15%) menghasilkan  kuat  tekan  paling  tinggi  di  semua umur  pengujiannya  diantara  variasi  lainnya  yaitu
22,55  MPa  saat  umur  28  hari,  disusul    berturut- turut variasi 5 (substitusi 20%) sebesar 19,29 MPa, variasi  3  (substitusi  10%)  sebesar  17,84  MPa, variasi  6  (substitusi  30%)  sebesar  16,13  MPa, variasi  2  (substitusi  5%)  sebesar  15,03  MPa  dan variasi 1 yang merupakan mortar tanpa tanah putih sebesar  14,21  MPa.  Dengan  demikian  dapat dikatakan  bahwa  adanya  substitusi  tanah  putih pada  campuran  mortar geopolimer  berpengaruh meningkatkan  kekuatan  tekan  mortar,  namun jumlahnya  tidak  melebihi  15%  dari  berat fly ash nya.  Proporsi  yang  berlebih  dari  tanah  putih justru  akan  menurunkan  kekuatan  tekan  mortar. Adanya  tanah  putih  dalam  campuran  mortar membuat  kekuatan  awal  mortar  menjadi  lebih tinggi  dbandingkan  mortar  tanpa  subtitusi  tanah putih,  dan  saat  umur  mortar  14  hari  kekuatan mortar sudah lebih dari 75% kekuatan maksimalnya baik pada mortar dengan tanah putih maupun  pada  mortar  tanpa  tanah  putih.  Pada seluruh variasi terlihat bahwa peningkatan kekuatan  secara  signifikan  terjadi  saat  mortar berumur kurang dari 28 hari, dan sebaliknya di atas umur  28  hari  peningkatan  kekuatan  sudah  tidak terlalu signifikan. Bila kuat tekan pada umur-umur pengujiannya dibandingkan terhadap umur 28 hari, akan tampak seperti pada Tabel 4 dan Gambar 12. Pada  Tabel  4  dan  Gambar  11  ditunjukkan  bahwa bila umur  mortar 28 hari dianggap sebagai kondisi dengan 100% kekuatan mortar maka saat umur tiga hari seluruh  mortar telah  mencapai  lebih dari 50% kekuatannya, bahkan  pada variasi enam (substitusi tanah  putih  30%)  telah  mencapai  92%,  paling cepat dibanding variasi lainnya.
Saat  umur  mortar  14  hari,  semua  variasi  telah mencapai  minimal  75%  kekuatannya  dan  terlihat variasi  4  memiliki  nilai  terendah  diantara  variasi lainnya  yang  telah  lebih  dari  75%.  Saat  umur mortar 21 hari pada seluruh variasi telah mencapai lebih  dari  80%  kekuatannya,  dan  pada  variasi  6 telah  mencapai  kekuatan  100%.  Setelah  mortar berumur  28  hari,  rata  –  rata  mortar geopolimer tidak  lagi  banyak  mengalami  perubahan  kekuatan tekan dan cenderung stabil.
Gambar 5. Grafik kuat tekan 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 0 50 100 K ua t te ka n ( M Pa) Umur  (hari) Var 1 Var 2 Var 3 Var 4 Var 5 Var 6 𝒇 𝒄 = 𝑷 𝑨

## Tabel 3. Kuat tekan mortar
Kekuatan mortar geopolimer (MPa) Umur 3 7 14 21 28 56 90 Var 1 7,95 11,29 12,63 12,75 14,21 14,32 14,38 Var 2 11,24 11,79 12,38 12,97 15,03 15,08 14,76 Var 3 14,05 14,37 14,64 17,32 17,84 17,60 17,48 Var 4 15,45 16,16 16,96 18,46 22,53 22,19 22,50 Var 5 10,85 15,36 15,45 16,98 19,29 19,46 19,26 Var 6 14,76 14,91 15,66 16,09 16,13 16,20 15,97 Tabel 4. Kuat tekan relative Perbandingan kekuatan mortar terhadap umur 28 hari Umur 3 7 14 21 28 56 90 Var 1 0,56 0,79 0,89 0,90 1 1,01 1,01 Var 2 0,75 0,78 0,82 0,86 1 1,00 0,98 Var 3 0,79 0,81 0,82 0,97 1 0,99 0,98 Var 4 0,69 0,72 0,75 0,82 1 0,99 1,00 Var 5 0,56 0,80 0,80 0,88 1 1,01 1,00 Var 6 0,92 0,92 0,97 1,00 1 1,00 0,99
Gambar 6. Hubungan kuat tekan relatif dengan umur mortar

## Gambar 7. Berat volume mortar pada berbagai substitusi tanah putih
Pengujian  berat  volume  (kerapatan)  pada  mortar geopolimer  ditunjukkan  Gambar  12.  Pada  semua mortar geopolimer  dengan  variasi  substitusi  tanah putih menunjukkan berat volume  mortar lebih dari 2000 kg/m 3 dan substitusi tanah putih sebesar 15% memiliki  nilai  kerapatan  paling  tinggi  diantara variasi  lainnya.  Adanya  substitusi  tanah  putih
dalam campuran mortar berpengaruh
meningkatkan  berat  volume  mortar  yang  ditandai dengan  nilai  berat  volume  variasi  1  (tanpa  tanah putih) bernilai paling rendah. Kerapatan mempengaruhi  kekuatan  tekan  mortar,  sehingga mortar  dengan  nilai  kerapatan  yang  tinggi  akan memiliki kekuatan tekan  yang paling  besar seperti pada  mortar  dengan  substitusi  tanah  putih  dalam mortar 15%.
Untuk modulus elastisitas pada  mortar geopolimer seperti halnya pada modulus elastisitas beton akan berbeda-beda dan berubah-ubah menurut kekuatannya.  Pengujian  modulus  elastisitas  ( 𝐸 𝑐𝑖 ) diperoleh  dengan  membandingkan  nilai  0,4 𝑓 𝑐𝑚 dengan  nilai  regangan  saat  0,4 𝑓 𝑐𝑚 ,  di  mana  nilai 𝑓 𝑐𝑚 diperoleh dari pengujian kuat tekan di umur 28 hari.  Modulus  elastisitas  pada  mortar  geopolimer ditunjukkan pada Tabel 5.
Tabel 5. Modulus elastisitas mortar geopolimer
tanah putih
% 𝒇 𝒄𝒎 MPa 0.4 𝒇 𝒄𝒎 MPa 𝜺 𝟎,𝟒𝒇𝒄𝒎 𝑬 𝒄𝒊 = 𝒇 𝟎,𝟒𝒇𝒄𝒎 𝜺 𝟎,𝟒𝒇𝒄𝒎 0 14,39  5,756 0,00940 612,35 5 14,98  5,992 0,00773 774,76 10 18,68  7,472 0,00873 855,85 15 23,03  9,214 0,00413 2.232,34 20 18,61  7,445 0,00469 1.585,69 30 17,09  6,838 0,00553 1.235,44
Nilai  dari  Tabel  5  menunjukkan  bahwa  mortar dengan  substitusi  tanah  putih  15%  memiliki
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 3 7 14 21 28 56 90 K ua t te ka n r el at if
fc (t )/f c( 28) Umur (hari) Var 1 Var 2 Var 3
Var 4 Var 5 Var 6 2032 2120 2183 2387 2312 2128 1800 2000 2200 2400 2600 Be rat v o lu m e
(k g /m 3 ) 0% 5% 10%
15% 20% 30%
modulus  elastisitas  tertinggi  diantara  variasi lainnya,  dengan  nilai  2.232  MPa,  sedangkan  pada mortar  tanpa  substitusi  tanah  putih  sebesar  612 MPa.  Hal  ini  menunjukkan  variasi  4  memiliki kekakuan  lebih  tinggi  diantara  mortar  dengan variasi  lainnya,  namun  demikian  Tabel  5  juga memperlihatkan  bahwa  peningkatan  substitusi tanah  putih  tidak  linier  dengan  bertambahnya modulus  elastisitas,  yang  ditunjukkan  dengan menurunnya nilai modulus elastisitas pada subsitusi 20% dan 30% tanah putih.

## Kesimpulan
Substitusi tanah putih terhadap fly ash pada mortar geopolimer dapat  meningkatkan  kuat tekan  mortar geopolimer. Substitusi tanah putih dengan persentase 15% menghasilkan kuat tekan optimum mencapai  22,53  MPa  saat  umur  28  hari  dibanding variasi  lainnya.  Bila  dihubungkan  dengan  ASTM C270 (2004), maka termasuk  mortar jenis  M  yang dapat  dimanfaatkan  untuk  pasangan  bertulang ataupun  pasangan  tidak  bertulang  yang  memikul beban  tekan  yang  besar.  Pada  semua  variasi  tanah putih  dalam  mortar geopolimer,  saat  umur  14  hari telah mencapai 75% kekuatan tekannya.
Substitusi tanah putih terhadap fly ash pada mortar geopolimer  juga  meningkatkan  nilai  modulus elastisitas  serta  kerapatan  dari  mortar  geopolimer, di  mana  15%  tanah  putih  terhadap  berat fly  ash menghasilkan  nilai  rata-  rata  modulus  elastisitas dan  kerapatan  yang  terbesar.  Namun  demikian peningkatan  jumlah  tanah  putih  dalam  campuran fly  ash tidak  linier  dengan  peningkatan  kekuatan tekan,  kerapatan,  maupun  modulus  elastisitas mortar geopolimer  dan  persentase  sebesar  15% dapat dianggap sebagai nilai maksimumnya.
.

## Ucapan Terima Kasih
Ucapan  terima  kasih  disampaikan  kepada  LPPM Universitas  Diponegoro  yang  telah  memberikan dana  penelitian  skim  RPP  (Riset  Pengembangan dan Penerapan).

## Daftar Pustaka
Ariffin, M. A. M., Hussin, M. W., & Bhutta, M. A. R. (2011). Mix design and compressive strenght of geopolymer  concrete  containing  blended  ash  from agro-industrial wastes. Advanced Materials Research, 339 , 452-457.
ASTM  C618.  (2010). Standard  specification  for coal fly ash and raw or  calcined natural  pozzolan
for use. ASTM International. US.
ASTM  C270.  (2004). Standard  specification  for mortar for unit masonry. ASTM International. US.
ASTM  C33.  (2013). Standard  Specification  for Concrete Aggregates. ASTM International. US.
Davidovits,  J.  (2015). Geopolymer  chemistry  and applications (4 th Ed . ). Institute Geoplymere.
Ekaputri,  J.  J.,  &  Damayanti,  O.  (2007).  Sifat mekanik  beton  geopolimer  berbahan  dasar  fly  ash jawa  power  paiton  sebagai  material  alternatif. Jurnal Pondasi , 13 (2), 124-134.
Fib-CEB-FIP  (2008). Constitutive  modelling  of high  strength/high  performance  concrete .  State  of Art Report.
Hardjito, D., & Rangan, B. V. (2005). Development  and  properties  of  low-calcium  fly ash- based geopolymer concrete . Australia: Perth.
Hunggurami, E., Simatupang, P. H., & Lori, A. L. (2015).  Studi  kelayakan  penggunaan  tanah  putih sebagai  pengganti  agregat  halus  (pasir)  terhadap kualitas beton. Jurnal Teknik Sipil , 4 (1), 29-38.
Islami, A. N., Wibisono, M., & Saputra, E. (2015). Sifat-sifat Fisik Mortar Geopolimer dengan Bahan Dasar Campuran Abu Terbang (Fly  Ash) dan Abu Sawit (Palm Oil Fuel Ash), Doctoral Dissertation , Riau, Indonesia: Riau Universitas
Parluhutan,  S.,  Fernando,  G.,  Purwanto,  P.,  Y.A Priastiwi  (2018).  Studi  kelayakan  pemanfaatan campuran  fly  ash  dan  tanah  putih  sebagai  semen alternatif. Jurnal  Karya  Teknik  Sipil , 7 (2),  283- 288.
SNI  03-6825-2002.  (2002).  Metode  pengujian kekuatan  tekan  mortar  semen  portland  untuk pekerjaan  sipil.  badan  standarisasi  nasional.  BSN, Indoneia: Jakarta.
Syaputra,  D.  A.,  Nugroho,  F.  R.,  Lie,  H.  A.,  & Purwanto,  P.  (2018).  Studi  experimental  pengaruh perbedaan  molaritas  aktivator  pada  perilaku  beton geopolimer  berbahan  dasar  fly  ash. Jurnal  Karya Teknik Sipil , 7 (1), 89-98.
Tricya  Y.,  &  Ferina  M.  (2017).  Studi  Properties Beton  Geopolimer  Sebagai  Subtitusi  Beton Konvensional, Tugas  Akhir ,  Semarang,  Indonesia: Universitas Diponegoro.