Nana Dyah Sⅉ 1 , Fikri Adji Ardiantono 2 , Lintang Karunia Putri * 3 : karakterisasi  komponen aktif pozzolan untuk pengembangan portland pozzolan cement (PPC)

## KARAKTERISASI KOMPONEN AKTIF POZZOLAN UNTUK PENGEMBANGAN PORTLAND POZZOLAN CEMENT (PPC)
Nana Dyah S, Fikri Adji Ardiantono, Lintang Karunia Putri *
Jurusan Teknik Kimia, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran“ Jatim, Surabaya, Jawa Timur *Email : Lintangkaruniap@yahoo.com

## Abstrak
Pozzolan  merupakan  bahan  yang  mengandung  Silica  dan  Alumina,  dalam  bentuknya  yang halus  dan  adanya  air  akan  bereaksi  secara  kimia  dengan  Kalsium  Hidroksida  pada  suhu  kamar dimana  akan  membentuk  senyawa  yang  mempunyai  sifat  seperti  semen.  Bahan  pozzolan  yang digunakan ada beberapa macam diantaranya Trass Rembang, Fly Ash PT. Ipmomi, Granulated  Blast Furnace    Slag  PT.  Krakatau  Steel  Indonesia,  dan  Silika  Fume  PT.  BASF.  Penelitian  ini  bertujuan untuk  mengatahui  karakteristik  berbagai  macam  pozzolan  bardasarkan  komponen  aktif  didalamnya dan  korelasinya  terhadap  kuat  tekan  pozzolan  activity.  Penelitian  dilakukan  di  laboratorium penelitian dan pengembangan PT. Semen Indonesia (Persero) Tbk, dengan metode eksperimen. Untuk mengetahui  karakteristik  dari  masing-masing  pozzolan  dilakukan  beberapa  pengujian  diantaranya XRD, XRF, insoluble, dan kuat tekan pozzolan activity. Dari hasil penelitian, diperoleh pozzolan yang terbaik adalah  Silika Fume, hal ini didasarkan  pada nilai  tertinggi dari  kuat tekan pozzolan  activity 140.84 kg/cm 2 , amorf 100%, silika 88.69% dan insoluble 334,97%.
Kata kunci : amorf, insoluble, kuat tekan pozzolan activity, pozzolan, silika aktif.

## CHARACTERIZATION OF POZZOLAN ACTIVITY COMPONENTS FOR PORTLAND POZZOLAN CEMENT (PPC) DEVELOPMENT

## Abstract
Pozzolan is a material containing silica and alumina, with a smooth shape and the presence of water,  pozzolan  will  react  chemically  with  calcium  hydroxide  at  room  temperature  and  will  form  a compound  such as cement.  There some kind  of pozzolan  used, such as Trass Rembang, Fly Ash PT. Ipmomi, Granulated  Blast  Furnace  Slag PT. Krakatau Steel Indonesia, and Silika Fume PT. BASF. This research aims to  know the characteristics of pozzolan  based on active components in  it  and its correlation to the compressive strength of pozzolan activity. The research was conducted in research and  development  laboratory  of  PT.  Cement  Indonesia  (Persero)  Tbk,  by  experimental  method. To know  the  characteristics  of  each  pozzolan  done  some  testing  including  XRD,  XRF,  insoluble, and compressive strength of pozzolan activity. From the results of research, obtained the best pozzolan is Silica Fume,  it is based on the highest  value of the compressive strength  of  pozzolan  activity 140.84 kg/cm 2 , 100% amorphous, silica 88.69% and insoluble 334.97%.
Keywords : active silica, amorf, compressive strength of pozzolan activity, insoluble, pozzolan.

## PENDAHULUAN
Menghadapi  perkembangan  industri  yang semakin  sering  disorot,  khususnya  oleh  pecinta lingkungan  serta  krisis  ekonomi  dewasa  ini, penggunaan  limbah  untuk  diolah  kembali  menjadi material  bangunan  memberikan  banyak  manfaat
antara  lain  manfaat  ekologi  dan  meningkatkan  nilai jual  limbah.  Dalam  produksi  satu  ton  semen Portland,  akan  dihasilkan  kurang  lebih  satu  ton  gas carbon  dioksida  (CO 2 )  yang  dilepaskan  ke  atmosfer (Elitha,  2010).  Merujuk  pada  besarnya  sumbangan industri  semen  terhadap  total  emisi (CO 2 ), diperlukan  upaya  untuk  dapat  menekan  angka
produksi  gas  yang  mencemari  lingkungan  ini. Tampaknya  perbaikan  teknologi  produksi  semen tidak  terlalu  dapat  diharapkan  dapat  menekan produksi  (CO 2 )  secara  signifikan,  penggantian sejumlah  semen  yang  akan  diaplikasikan  pada  PPC (Portland Pozzolan Cement) dengan bahan lain yang lebih  ramah  lingkungan  menjadi  pilihan  yang  lebih menjanjikan.  Seperti  pada  penelitian  yang  telah dilakukan oleh Perwitasari (2005) yang menggunakan  limbah  industri  yaitu  Fly  Ash batubara  sebagai  bahan  substitusi  untuk  Ordinary Portland  Cement  (OPC)  dengan  Portland  Pozzolan Cement  (PPC).  Fly  ash  batubara  PT.  Tjiwi  Kimia Mojokerto  memenuhi  persyaratan  mutu  sesuai dengan  SNI  15-0302-1994  dan  ASTM  (1993), sehingga  dapat  digunakan  dalam  pembutan  PPC, sedangkan  untuk  komposisi  fly  ash  paling  baik berdasarkan Analisa dan pengujian adalah penambahan  fly  ash  batubara  PT.  Tjiwi  Kimia Mojokerto sebesar 20%.
Pada  penelitian  ini  digunakan  material bersifat  pozzolan  yang  mengandung  silika  dan alumina  yang  dapat  digunakan  sebagai  binder (pengikat) diantaranya adalah Fly  Ash. Fly  ash (abu terbang)  yang  merupakan  limbah  PLTU  berbahan bakar  batu  bara  yang  dikategorikan  oleh  Badan Pengendalian Dampak Lingkungan (Bapedal) sebagai  limbah  berbahaya (B 3 ). Sehubungan dengan meningkatnya jumlah pembangunan PLTU berbahan bakar  batubara  di  Indonesia,  maka  jumlah  limbah abu terbang  juga akan  meningkat (Idafi, 2009). Jika limbah abu ini tidak dimanfaatkan akan mengakibatkan  dampak  yang  merugikan  terutama akan memakan tempat untuk penampungan, mengganggu  kesehatan,  dan  menjadi  masalah pencemaran  lingkungan.  Kemudian,  material  kedua yang  bersifat  pozzolan  yaitu  Granulated  Blast Furnace Slag (GBFS). GBFS adalah limbah industri peleburan besi. Berdasarkan penelitian yang dilakukan  oleh  Putri  (2017),  GBFS  memiliki kandungan  material  aktif  yang  tinggi  terutama Oksida  Silika  yang  berpengaruh  signifikan  terhadap kuat tekan mortar. Material ketiga yang dipilih pada penelitian  ini  adalah  Trass.  Menurut  Faqih  dkk (2014),  kerusakan  akibat  bencana  alam  telah mengakibatkan  banyak  kerugian.  Akan  tetapi  sisa- sisa  kerusakan  bangunan  (Trass)  dapat  digunakan sebagai pengganti sebagian semen. Trass merupakan suatu  jenis  bahan  galian  yang  berasal  dari  bahan pelapukan deposit vulkanik yang mengandung bahan silika,  besi  dan  alumunium. Material yang terakhir yaitu  limbah  sandblasting  (Silica  Fume).  Limbah sandblasting dipilih sebagai material pada penelitian ini karena kandungan silika dan alumina yang tinggi dari proses penyemprotan abrasive material biasanya berupa pasir silika dengan tekanan tinggi pada suatu permukaan  (baja  atau  besi)  dengan  tujuan  untuk menghilangkan material kontaminasi dan merupakan bahan  addictive  pengganti  semen  pada  konsentrasi
tertentu  dapat  berpengaruh  meningkatkan  kuat tekan.  Hasil  pengujian  yang  telah  dilakukan  oleh Triyanti  (2017) menunjukkan bahwa limbah sandblasting  baik  sebagai  bahan  dasar  pengganti semen portland selain fly ash.
Berdasarkan uraian diatas, pada penelitian ini akan  dilakukan  karakterisasi  beberapa  macam pozzolan, dimana dilakukan pengujian pada beberapa  parameter,  diantaranya  XRD,  XRF, Insoluble,  dan  kuat  tekan.  Dan  untuk  mencapai tujuan dilakukan penelitian dengan metode eksperimen di Laboratorium Penelitian dan Pengembangan PT. Semen Indonesia  (Persero) Tbk. Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  mengatahui karakteristik  pozzolan  bardasarkan  komponen  aktif didalamnya.

## METODE PENELITIAN

## Bahan dan alat.
Bahan  yang  dibutuhkan  pada  penelitian  ini adalah Trass, Fly ash, GBFS, Silika Fume, Ca(OH) 2 , HCl, NaOH, dan aquades.
Alat  yang  digunakan  pada  penelitian  ini adalah  mesin  penggiling,  ayakan  berukuran  325 mesh,  neraca  analitik,  oven,  mixer,  cetakan  semen, alat uji kuat tekan, XRF, XRD, dan alat-alat gelas.
Prosedur Penelitian. Persiapan Bahan Baku. Tahap  pertama adalah  proses  penggilingan  bahan sampai  kehalusan  tertentu.  Kemudian  dicampur hingga  homogen.  Lalu  bahan  dipisahkan  dengan ayakan  berukuran  325  mesh.  Hasil  ayakan  tersebut terbagi  menjadi  dua  yaitu  undersize  dan  oversize. Hasil  bawah  atau  yang  disebut  undersize  akan langsung  dipakai  sebagai  bahan  campuran  serta untuk  di  analisa,  sementara  hasil  atas  atau  disebut dengan  oversize  masih  bisa  digiling  untuk  diayak kembali atau bisa juga untuk langsung dibuang.
Tahap  kedua adalah  Pembuatan  adonan  pasta pozzolan untuk pengujian pozzolan activity. Timbang  bahan  pozzolan  sebanyak  100  gram  dan Ca(OH) 2 400  gram.  Kemudian  tambahkan  air  242 ml,  campurkan  hingga  homogen.  Setelah  homogen, tuang  adonan  pasta  ke  dalam  cetakan  selanjutnya dilakukan  proses  curing  di  dalam  lemari  lembab selama  28  hari  dan  akan  di  uji  kuat  tekan  mortar pozzolan sesuai dengan umur yang ditentukan.

## Uji XRF (X-Ray Fluorosence)
XRF  merupakan  alat  yang  digunakan  untuk menganalisis  komposisi  kimia  beserta  konsentrasi unsur-unsur  yang  terkandung  dalam  suatu  sampel dengan  menggunakan  metode  spektrometri.  XRF umumnya  digunakan  untuk  menganalisa  unsur dalam mineral atau batuan.
Nana Dyah Sⅉ 1 , Fikri Adji Ardiantono 2 , Lintang Karunia Putri * 3 : karakterisasi  komponen aktif pozzolan untuk pengembangan portland pozzolan cement (PPC)

## Uji XRD (X-Ray Diffraction)
Merupakan  alat  yang  digunakan  untuk mengidentifikasi  adanya  fasa  kristalin  di  dalam material,  dan  untuk  menganalisis  sifat-sifat  struktur (seperti stress, ukuran butir, fasa komposisi orientasi kristal, dan cacat kristal) dari tiap fasa.

## Uji Insoluble
Penentuan  kandungan  insoluble  digunakan untuk  mengetahui  kandungan  bagian  tak  larut (insoluble)  dalam  sampel.  Dalam  analisanya, digunakan  beberapa  reagen  yang  bersifat  asam (HCl) maupun basa (NaOH).

## Uji Kuat Tekan Mortar
Besarnya beban persatuan luas yang menyebabkan benda uji  mortar hancur bila dibebani dengan  gaya  tekan  tertentu,  yang  dihasilkan  oleh mesin tekan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian dapat dilihat pada Gambar 1-4.
Gambar 1. Kandungan Silika VS Kuat Tekan (Uji XRF)
Gambar  2. Kandungan  Alumina  VS  Kuat  Tekan (Uji XRF)
Gambar 3. Amorphous VS Kuat Tekan (Uji XRD)
Gambar 4. Insoluble VS Kuat Tekan (Uji Insoluble)
Pada  Gambar  1.  dapat  dilihat  korelasi  silika dengan  kuat  tekan  masing-masing  bahan  pozzolan. Kandungan  silika  yang  tinggi  dapat  membentuk ikatan  yang  kuat  sehingga  akan  memberikan kekuatan  yang  tinggi  pula,  begitupun  sebaliknya. Namun,  adanya  Al  yang  berlebih  memberikan  efek terbentuknya  mikro  crack  dalam  susunan  matriks (Ratmaya,  2017)  seperti  yang  digambarkan  pada Gambar  2.  Silika  dalam  pozzolan  bisa  saja  saling berikatan kuat dengan unsur lain didalamnya. Hal itu membuat  reaksi  pozzolan  dengan  reaktor  basa berlangsung lambat, begitupun sebaliknya.
Pada  Gambar  3.  dapat  dilihat  korelasi  nilai amorf  dengan  kuat  tekan  masing-masing  bahan pozzolan.  Berdasarkan  (Haslinawati  et  al,  2011), ikatan  silika  amorf  mempunyai  reaktifitas  lebih tinggi  daripada  ikatan  kristal.  Hal  ini  disebabkan karena  kristal  memiliki  keteraturan  susunan  atom yang  teratur  berkala  dengan  pola  tertentu  sehingga memberikan  ikatan  yang  lebih  kuat  antar  atom  dan molekul didalamnya. Sebaliknya, amorf mempunyai susunan  atom  dengan  pola  tidak  menentu,  sehingga antar atom dan  molekulnya  mempunyai  ikatan  yang
61,08 37,33 33,92 88,69 88,53 4,2 79,8 31,9 140,8 5,6 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00 160,00 Trass% Blast Furnace
Slag% Fly ash% Silika Fume% Pasir Silika% Ku at T ek an (Kg /c m2 ) Si VS Kuat Tekan SI Kuat Tekan 17,94 13,52 29,51 1,54 1,50 4,2 79,8 31,9 140,8 5,6 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00 160,00 Trass% Blast Furnace
Slag% Fly ash% Silika Fume% Pasir
Silika%
Ku at T ek an ( Kg /c m2 ) Al VS Kuat Tekan Alumina Kuat Tekan
5,3 94,63 83,87 100 0 4,2 79,8 31,9 140,8 5,6 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Trass% Blast
Furnace Slag% Fly ash% Silika Fume% Pasir Silika% Ku at T ek an (Kg /c m2 ) Amorphous VS Kuat Tekan Amorf Kuat Tekan 90,32 3,36 24,15 334,97 92,95 4,2 79,8 31,9 140,8 5,6 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Trass% Blast Furnace
Slag% Fly ash% Silika Fume% Pasir Silika% Ku at T ek an (Kg /c m2 ) Insoluble VS Kuat Tekan Insolube Kuat Tekan
lemah.  Dari  hal  tersebut  ikatan  amorf  yang  besar akan  memberikan  kuat  tekan  yang  besar  pula, begitupun sebaliknya.
Reaktifitas  silika  juga  dapat  dilihat  pada parameter insoluble yang digambarkan oleh Gambar 4.  Kelarutan  yang  tinggi  dalam  asam  mengindi- kasikan  bahwa  ikatan  silika  adalah  bentuk  ionic anion. Sebaliknya silika yang tidak larut dalam asam merupakan  ikatan  oksida,  sesuai  dengan  reaksi dibawah ini :
SiO 2 + 2 NaOH            Na 2 SiO 3 + H 2 O Na 2 SiO 3 + 2 HCl          H 2 SiO 3 + 2 NaCl (Svehla, 1985)

## SIMPULAN
Pozzolan yang terbaik adalah silika fume, hal ini didasarkan dari nilai kuat tekan pozzolan activity yang  paling  tinggi  yaitu  140.84  kg/cm2,  begitujuga amorf  yang  paling  tinggi  yaitu  100%,  silica  paling tinggi  88.69%  dan  insoluble  334,97%  yang  tinggi pula.
Saran  untuk  penelilitian  lanjutan  adalah, perlu  dilakukan  penambahan  pozzolan  pada  OPC dalam  pembuatan  PPC,  agar  dapat  menurunkan emisi gas CO 2 pada industri semen.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Dana  dan  pelaksanaan  penelitian  ini  didukung  oleh Laboratorium  Penelitian  dan  Pengembangan  PT. Semen Indonesia (Persero) Tbk.

## DAFTAR PUSTAKA
ASTM  C  618-94a. 1993. Standard   specification for  fly  ash  and  raw    calcined   natural pozzolan  for    use  as  a   mineral admixture in  portland   cement    concrete.Annual Book of  ASTM  Standards.  Vol.  04.02.  American Society      for Testing Elitha.2010. Skripsi. lib.ui.ac.id/file?file=digital/2016- 8/20248514-S50578-Elitha.pdf.  Diakses pada 1 Januari 2017 pukul   21.00 WIB
Faqih,  N.,  dan  Ahmad,  C.  2014.  Tinjauan Pemanfatan  Trass   Sebagai Bahan   peng- ganti Sebagian Semen Terhadap  Kuat  Tekan Beton. Jurnal PPKM II (201.4)  131-136,  131- 132.  http://abcd.unsiq.ac.id/source/LP3MPB /Jurnal/Mei/8.PPKM.V1.2-Nasyiin-Tinjauan PemanfaatanTrass.pdf.   (Diakses  13  Mei 2017 pukul 20.30  WIB)
Haslinawati, et al. 2011. Effect of   Temperature  on
Ceramic from Rice   Husk  Ash.  International Journal of  Basic ang Applied Science.
Diakses   pada  1  September  2017  pukul 13.00   WIB Idafi, M. 2009. Pemanfaatan Fly Ash (Abu Terbang) Dari Pembakaran  Batubara Pada PLTU Suralaya Sebagai  Bahan  Baku  Pembuatan Refraktori
Cor.http://dafi017.blogspot.co.id/2009/ 03/pemanfaatan-fly-ash-abu-terbang     - dari.html. (Diakses 13 Mei 2017    pukul 20.15 WIB)
Perwitasari, D. S. 2005. Fly Ash  Batubara Sebagai Bahan Substitusi   Untuk  Ordinary  Portland Cement   (OPC)  Dengan  Portland  Pozzolan Cement   (PPC).Prosiding Seminar   Nasio- nal Teknik Kimia Soebardjo   Brotohardjono , B-10 8.   http://eprints.upnjatim.ac.id/3077  / 1/Dyah_Suci_smntk_2005.pdf   (Diakses  13
Mei 2017 pukul 19.00  WIB)
Putri, L.K. 2017. Pengaruh Material Aktif  Pozzolan terhadap Pembentukan    Kekuatan Mortar.
Gresik: Laporan   Penelitian  Praktek  Kerja Lapangan PT.   Semen Indonesia (Persero)
Ratmaya. 2017. Artikel Susunan Semen.   Gresik:
PT. Semen Indonesia Persero,  Tbk
SNI. 2004. SNI 15-3758-2004 tentang   Semen Masonry. Jakarta: Badan    Standardisasi
Nasional. SNI. 2004. SNI   15-7064-2004 tentang Semen Portland   Komposit.  Jakarta:
Badan   Standardisasi Nasional.
SNI. 2014. SNI 0302:2014 tentang  Semen  Portland Pozolan. Jakarta:  Badan  Standarisasi  Nasio- nal. SNI.   2015.  SNI  2049:2015  tentang Semen  Portland.  Jakarta:  Badan  Standar- disasi   Nasional.
Triyanti, A. R. 2017. Studi Pemanfaatan   Fly  Ash
Dan Limbah Sandblasting   (Silica Fume) Pada Binder Geopolimer.   Diploma  thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember. http://repository.its.ac.id/2975/.   (Diakses  13 Mei 2017 pukul 20.50  WIB)
Nana Dyah Sⅉ 1 , Fikri Adji Ardiantono 2 , Lintang Karunia Putri * 3 : karakterisasi  komponen aktif pozzolan untuk pengembangan portland pozzolan cement (PPC)