EDUCATIONAL BUILDING Jurnal Pendidikan Teknik Bangunan dan Sipil Vo.l 7, No.1, Juni 2021: 1 - 6, ISSN-E : 2477-4901, ISSN-P: 2477-4898

## PENGARUH JUMLAH PASTA TERHADAP KUAT TEKAN BETON GEOPOLIMER
Rachmansyah 1 , Bethalia Adventi Auditia 1 , Harianto Hardjasaputra 2 1 Universitas Kristen Krida Wacana, 2 Universitas Pembangunan Jaya Surrel : rachmansyah@ukrida.ac.id
Disetujui : 01 Juni 2021

## ABSTRAK
Beton adalah material bangunan yang sering digunakan dalam pekerjaan sipil. Beton terbentuk dari ikatan  antara  pasta  dengan  agregat  yang  setelah  mengering  akan  menghasilkan  suatu  massa  yang padat. Pasta yang terdiri dari campuran air dengan semen mempunyai pengaruh terhadap kuat tekan beton. Pada perancangan beton semen, nilai rasio air-semen yang kecil akan menghasilkan nilai kuat tekan yang tinggi. Jumlah  pasta pada beton, akan di  pengaruhi seberapa besar rasio air-semen nya, semakin  kecil  rasio  air-semen  akan  meningkatkan  jumlah  pasta  yang  secara  tidak  langsung  akan meningkatkan  pula  nilai  kuat  tekan  pada  beton.  Pada  beton  geopolimer,  pasta  geopolimer  terdiri campuran  material  alumina-silikat  dengan  larutan  alkali  yang  fungsi  nya  sama  dengan  pasta  pada beton  semen.  Apabila  dilihat  dari  fungsi  pasta  geopolimer  hampir  sama  dengan  pasta  pada  beton semen,  dapat  diperkirakan  bahwa  pasta  geopolimer  dapat  meningkatkan  kuat  tekan  pada  beton. Tujuan pada penelitian ini yaitu untuk mengetahui seberapa besar pengaruh jumlah pasta geopolimer terhadap kuat tekan beton geopolimer, dengan NaOH molaritas 6 dan dirawat pada oven  selama 24 jam  dengan  suhu  60-70  C.  Variasi  jumlah  pasta  yang  akan  diteliti  dari  500 – 700  kg/m 3 dengan kelipatan  50  kg/m 3 .  Kuat  tekan  terkecil  sebesar  23,90  MPa  pada  pasta  500  kg/m 3 dan  kuat  tekan terbesar 47,50 MPa pada pasta 700 kg/m 3 . Dari hasil kuat tekan yang didapatkan, semakin banyaknya pasta  pada  beton  geopolimer  akan  meningkatkan  pula  nilai  kuat  tekan  beton.  Setiap  penambahan jumlah pasta sebesar 50 kg/m 3 , dapat meningkatkan kuat tekan beton 10 – 30 %.
Kata Kunci : Beton Geopolimer, Kuat Tekan, dan Pasta Geopolimer,

## ABSTRACT
Concrete is a building material that is often used in civil works. Concrete is formed from the bond between the paste  and  the  aggregate  which  after  drying  will  produce  solid  mass.  Pastes  consisting  mixture  of  water  and cement have an effect on the compressive strength of concrete. In the design of cement concrete, a small value of the water-cement ratio will result in a high compressive strength value. The amount of paste in concrete, will be influenced by how much the water-cement ratio is, the smaller the water-cement ratio will increase the amount of  paste  which  will  indirectly  increase  the  compressive  strength  of  the  concrete.  In  geopolymer  concrete, geopolymer paste consists of a mixture of alumina-silicate material with an alkaline solution whose function is the same as paste in cement concrete. When viewed from the function of geopolymer paste, which is almost the same  as  paste  in  cement  concrete,  it  can  be  estimated  that  geopolymer  paste  can  increase  the  compressive strength of concrete. The purpose of this study was to determine how much influence the amount of geopolymer paste had on the compressive strength of geopolymer concrete, with 6 molarity NaOH and treated in an oven for 24 hours at a temperature of 60-70  C. The variation in the amount of pasta to be studied is from 500 – 700 kg/m 3 with multiples of 50 kg/m 3 . The smallest compressive strength is 23.90 MPa at 500 kg/m 3 paste and the largest compressive strength is 47.50 MPa at 700 kg/m3 paste. From the results of the compressive strength obtained, the  more  paste  on  the  geopolymer  concrete  will  also  increase  the  value  of  the  compressive  strength  of  the concrete. Each addition of 50 kg/m 3 of paste can increase the compressive strength of concrete by 10-30%.
Keywords: Geopolymer Paste, Geopolymer Concrete, Compressive Strength

## 1. Pendahuluan
Pasta  pada  beton  semen  terdiri  dari  campuran semen  dengan  air.  Pasta  ini  berfungsi  untuk mengikat  agregat  yang  terdapat  pada  beton dan  juga  sebagai  material  utama  yang  sangat mempengaruhi  kekuatan  pada  beton.  Pada perancangan  beton  semen  jumlah  pasta  akan dipengaruhi  oleh  jumlah  air  yang  digunakan dan nilai rasio air-semen (w/c), nilai rasio w/c yang  kecil  akan  menghasilkan  kebutuhan semen  yang  tinggi  dengan  jumlah  air  yang sama.  Dengan  meningkatnya  semen,  akan meningkatkan  pula  jumlah  pasta  pada  beton. Dari  hubungan  antara  rasio  w/c  terhadap kekuatan  beton,  semakin  kecil  w/c  atau semakin  besar  kebutuhan  semen  akan meningkatkan kekuatan pada beton.
Dari  beberapa  hasil  penelitian  beton geopolimer yang sudah ada dan banyak diteliti, kekuatan  beton  geopolimer  dipengaruhi  oleh beberapa  hal  antara  lain  mutu  atau  jenis  abu terbang molaritas Natrium Hidroksida (NaOH), rasio antara Natrium Silikat (Na 2 SiO 3 ), rasio  antara    material  aluminasilikat  dengan larutan  alkali  dan  metode  perawatan.  Belum terdapat atau masih sedikit peneliti melakukan atau  menganalisa,  apakah  pengaruh  jumlah pasta  dapat  meningkatkan  mutu  beton geopolimer.  Dikarenakan  juga  masih  belum terdapatnya standar perancangan beton geopolimer yang baku, maka pengaruh jumlah pasta  tidak  dapat  dianalisa  seperti  pada perancangan beton semen.
Apabila dilihat dari fungsi pasta geopolimer  hampir  sama  dengan  pasta  pada beton  semen,  dapat  diperkirakan  bahwa  pasta geopolimer  dapat  meningkatkan  kekuatan pada  beton,  tetapi  untuk  meyakinkan  harus dilakukan  pembuktian  secara  eksperimental. Oleh  karena  itu  diperlukan  penelitian  yang dapat  membuktikan  apakah  pasta  beton geopolimer  juga  memiliki  sifat  yang  sama dengan pasta beton semen yaitu meningkatkan kekuatan  beton  seiring  dengan  meningkatnya jumlah pasta.
Tujuan  pada  penelitian  ini  yaitu  untuk mengetahui  seberapa  besar  pengaruh  jumlah pasta  geopolimer  terhadap  kuat  tekan  beton geopolimer. Selain juga, hasil dari penelitian ini dapat  membantu  dalam  perancangan  beton geopolimer untuk mengetahui kebutuhan pasta geopolimer pada mutu tertentu atau ditargetkan.
1. Kajian Pustaka
1.1. Rancangan Beton Semen Kekuatan beton semen sangat dipengaruhi oleh rasio  air-semen,  semakin  kecil  nilai  rasio  air-
semen akan semakin tinggu pula nilai kekuatan beton  yang  dapat  dilihat  pada  tabel 1.  Dengan mengecilkan rasio air-semen, akan meningkatkan  kebutuhan  semen  pada  kondisi kebutuhan  air  yang  tetap  dan  akan meningkatkan  pula  jumlah  pasta  pada  beton. Seiringnya  dengan  peningkatan  jumlah  pasta, akan  juga  meningkatkan  nilai  kekuatan  pada beton yang dapat dilihat pada tabel 2.
Diharapkan hubungan antara jumlah pasta dengan  kekuatan  beton  pada  beton  semen ditemukan  kesamaan  pada  beton  geopolimer yaitu  meningkatnya  pasta  geopolimer  akan meningkatkan  pula  nilai  kekuatan  beton geopolimer.
Tabel  1.  Hubungan  antara  Rasio  Air-Semen (w/c)  dengan  Kekuatan  Beton (SNI  7656:2012, 2012)
Kekuatan Beton umur 28 hari (MPa) Rasio Air-Semen (beton tanpa tambahan udara) 40 0,42 35 0,47 30 0,54 25 0,61 20 0,69 15 0,79
Tabel 2. Perkiraan Jumlah Pasta dan Kekuatan Beton dengan Kebutuhan Air Tetap dan Rasio Air-Semen Beragam
Air
(kg/m 3 ) Rasio Air- Semen Semen (kg/m 3 ) Total Pasta Kekuatan (MPa) 190 0,42 452,38 642,38 40 190 0,47 404,26 594,26 35 190 0,54 351,85 541,85 30 190 0,61 311,48 501,48 25 190 0,69 275,36 465,36 20 190 0,79 240,51 430.51 15

## 1.2. Beton Geopolimer
Teknologi  beton  geopolimer  pertama  kali dikenalkan  oleh  profesor  Joseph  Davidovits, beton  geopolimer  ini  adalah  beton  yang berbahan  dasar  agregat  yang  diikat  oleh  pasta yang  merupakan  campuran  mineral  alumina- silikat dengan larutan alkali/aktivator (Davidovits,  2008).  Material  alumina-silikat yang  umum  digunakan  adalah  mineral  yang banyak  terkandung  senyawa  alumina  dan silikat yang terdapat pada mineral alami seperti kaolin,  tanah  liat,  mika,  andalusit  dan sebagainya.  Alternatif  lain  yang  dapat digunakan  sebagai  material  alumina-silikat adalah  produk  samping  atau  limbah  industri seperti  abu  terbang,  bubuk  silika,  abu  sekam pagi, lumpur merah dan sebagainya.
Sedangkan  larutan  alkali  yang  umum digunakan adalah pencampuran antara Natrium Hidroksida dengan Natrium Silikat.
Mutu
atau kekuatan pada beton geopolimer  dipengaruhi  oleh  beberapa  hal. Tipe abu terbang jenis F sangat baik digunakan dalam pembuatan beton geopolimer dikarenakan  kandungan  alumina-silikatnya cukup  tinggi  yaitu  diatas  70%  dan  memiliki kandungan  CaO  yang  rendah  (Hardjito  & Rangan,  2005).  Molaritas  NaOH  akan mempengaruhi  kekuatan  beton  geopolimer, semakin  tinggi  molaritas  pada  larutan  NaOH akan  meningkatkan  kekuatan  beton.  Tetapi tingginya  molaritas  NaOH  akan  berpengaruh pada  menurunkan  tingkat  kemudahan  kerja (Hardjasaputra  et  al.,  2019).  Dalam  pembuatan larutan  NaOH  dengan  molaritas  tertentu, NaOH  pallet  (99%)  akan  dicampurkan  dengan air untuk mencapai molaritas yang di inginkan. Seperti  pada  penelitian  ini,  molaritas  yang digunakan adalah Molaritas 6. Untuk membuat 1  kg  NaOH  molaritas  6  dibutuhkan  NaOH pallet  seberat  200  gram  dan  air  800  gram (Rajamane  et  al.,  2014).  Metode  atau  cara perawatan  juga  akan  mempengaruhi  kekuatan dari  beton  geopolimer.  Semakin  tinggi  suhu curing  akan  meningkatkan  kuat  tekan  beton, curing  pada  suhu  90  C  menghasilkan  kuat tekan  70  MPa  dan  pada  suhu  30  C menghasilkan  30  MPa  (Hardjito  &  Rangan, 2005).

## 2. Metodologi Penelitian
Dalam  penelitian  ini  menggunakan  metode eksperimen  yang  dilakukan  di  Laboratorium Beton  dan  Bahan  Bangunan  Program  Studi Teknik Sipil Universitas Kristen Krida Wacana. Penelitian  dibagi  menjadi  4  tahap  antara  lain persiapan dan pengujian material, perancangan campuran  beton,  pembuatan  dan  perawatan benda  uji,  pengujian  kuat  tekan  dan  analisis data.

## 2.1. Persiapan dan Pengujian Material
Sebelum melakukan  pengecoran,  material  atau bahan yang digunakan harus disiapkan dan di uji  untuk  memastikan  material  sesuai  dengan syarat  yang  sudah  ditentukan.  Material  yang digunakan  antara  lain  abu  terbang  / fly  ash , agregat  kasar,  agregat  halus  dan  larutan  alkali yang terdiri dari campuran NaOH dan Na 2 SiO 3 . Pengujian  yang  dilakukan  terdiri  dari pengujian  analisa  saringan,  berat  jenis,  kadar lumpur/organik  dan  abrasi  untuk  agregat halus  dan  kasar.  Pada  abu  terbang  dilakukan pengujian  berat  jenis, X-Ray  Fluorescence (XRF)
dan Scanning
Electron
Microscope (SEM). Sedangkan  untuk  larutan  natrium  silikat dilakukan pengujian kandungan kimia.

## 2.2. Perancangan Campuran Beton
Dikarenakan  belum  terdapatnya  perancangan campuran  beton  geopolimer  yang  baku  atau standar, oleh karena itu perancangan campuran pada  penelitian  ini  mengacu  pada  Tata  Cara Pemilihan  Campuran  untuk  Beton  Normal, Beton  Massa  dan  Beton  Berat  (SNI  7656:2012, 2012) dengan beberapa ketentuan:
• Kebutuhan semen diganti dengan berat abu terbang;
• Kebutuhan  air  diganti  dengan  larutan alkali;
• Pemilihan slump sebesar 150-175 mm;
• Rasio  larutan  alkali  dengan  pasta  adalah 0,3;
• Rasio NaOH dengan Na2SiO3 adalah 1 : 3;
• Rasio abu terbang dengan pasta adalah 0,7;
• Penentuan  pasta  dengan  kadar  500 – 700
kg/m 3 dengan interval 50 kg/m 3 .

## 2.3. Pembuatan dan Perawatan Benda Uji
Proses  pembuatan  benda  uji  beton  geopolimer dapat  dilihat  pada  tabel  1  dan  gambar  1 dibawah ini.

## Tabel 1. Proses Pembuatan Beton Geopolimer
Proses Waktu (menit) Kegiatan (a) 3 Mencampurkan larutan NaOH dengan Na2SiO3 menjadi larutan alkali (b) 7 Membuat pasta geopolimer dengan mencampurkan abu terbang dengan larutan alkali (c) 1 Mencampurkan agregat kasar dengan agregat halus (d) 7 Mencampurkan pasta geopolimer dengan agregat (e) - Pengujian slump (f) - Pencetakan campuran beton ke cetakan silinder (g) - Setelah 24 jam, cetakan dibuka (h) - Benda uji di rawat dengan mengoven beton geopolimer selama 24 jam dengan suhu 60-70  C
proses (a) proses (b) proses (c) proses (d) proses (e) proses (f) proses (g) proses (h)

## Gambar 1. Proses Pembuatan Beton Geopolimer

## 2.4. Pengujian Kuat Tekan
Pengujian  benda  uji  dilakukan  pada  umur  28 hari  dengan  mengacu  pada  metode  Cara  uji
kuat tekan beton dengan benda uji silinder (SNI 1974:2011,  2011).  Sebelum  diuji,  benda  uji ditimbang dan permukaan benda uji diratakan dengan capping belerang,  agar  beban  dapat merata  ke  permukaan  beton.  Benda  uji    yang sudah diratakan diletakkan di tengah landasan pada  mesin  uji  kuat  tekan  dan  benda  uji  siap diuji
3. Material/Bahan 3.1. Abu Terbang Abu terbang yang digunakan dalam pembuatan  beton  geopolimer  bersumber  dari limbah  abu  terbang  PLTU  Suralaya,  Merak, Banten  yang  memiliki  berat  jenis  2,6.  Hasil pengujian X-Ray Fluorescence (XRF) yang dapat dilihat  pada  tabel  2  menunjukkan  persentase kandungan  senyawa  pada  abu  terbang.  Abu terbang dapat dikategorikan tipe F berdasarkan ASTM  C618,  dikarenakan  total  senyawa  SiO2, Al2O3  dan  Fe2O3  melebihi  70%  yaitu  75,15%. Sedangkan  dari  hasil  pengujian Scanning Electron Microscope (SEM)  yang  dapat  dilihat pada  gambar  2  menunjukkan  butiran  abu terbang  berbentuk  bulat  tidak  beraturan dengan  ukuran  butiran  di  antara  12,06  mikron sampai 0,60 mikron.
Tabel 2. Kandungan Senyawa Abu Terbang Nama Senyawa % Senyawa % SiO 2 37,385 BaO 0,349 Fe 2 O 3 25,223 SrO 0,275 CaO 14,084 Na 2 O 0,173 Al 2 O 3 12,543 ZrO 2 0,144 K 2 O 3,474 ZnO 0,121 TiO 2 2,757 Cl 0,048 P 2 O 5 1,638 Rb 2 O 0,045 MgO 0,855 Br 0,016 SO 3 0,853 Y 2 O 3 0,015

## Gambar 2. Hasil Pengujian SEM
3.2. Agregat Agregat  kasar  yang  digunakan  merupakan batu  pecah  dengan  ukuran  lolos  saringan 1.5”
dan  tertahan  saringan  no.4  bergradasi  baik dengan  berat  jenis  SSD  2,59,  kadar  lumpur 0,23%  dan  nilai  abrasi  27,01%.  Sedangkan untuk  agregat  halus  menggunakan  pasir  alam (pasir  bangka)  dengan  ukuran  lolos  saringan no.4  bergradasi  baik  berjenis  pasir  sedang (gradasi  2)  dengan  berat  jenis  SSD  2,54,  dan kandungan organik no.11.

## 3.3. Larutan Aktivator/Alkali
Larutan  aktivator  atau  alkali  pada  pembuatan beton  geopolimer  terdiri  dari  kombinasi  2 larutan  yaitu  natrium  hidroksida  (NaOH) dalam bentuk pallet yang dilarutkan dengan air agar  mendapatkan  molaritas  6  dan  natrium silikat  (Na 2 SiO 3 )  bentuk  gel  dengan  jenis  BE52 yang  memiliki  kandungan  Na 2 O  dan  SiO 2 sebesar 52,79%.
4. Hasil dan Pembahasan
4.1. Rancangan Campuran Beton Geopolimer
Hasil  rancangan  campuran  beton  geopolimer dapat  dilihat  pada  tabel  3,  rancangan  ini mengacu  pada  SNI  7656:2012  yang  dilakukan beberapa  modifikasi  dari  hasil  rancangan campuran  beton  semen.  Rancangan  beton geopolimer  dengan  berbagai  variasi  jumlah pasta diharapkan mencapai mutu 20 – 40 MPa.
Tabel  3.  Hasil  Rancangan  Campuran  Beton Geopolimer (kg/m 3 ) Material Jumlah Pasta 500 550 600 650 700 Abu terbang 350 385 420 455 490 Agregat kasar 1040  1040  1040  1040  1040 Agregat halus 931 872 813 754 695
NaOH (6M)
37 41 45 48 52
Na2SiO3  112 123 135 146 157 Berat Total 2471  2462  2453  2444  2436

## 4.2. Nilai Slump
Saat  pengecoran,  dilakukan  pengujian slump untuk  mengetahui  tingkat  kemudahan  kerja pada  pembuatan  beton  geopolimer.  Dari  hasil pengujian  slump  dapat  dilihat  pada  gambar  3, didapat  nilai  slump  diantara  20,0  -  24,5  cm, dengan  semakin  banyak  jumlah  pasta  akan meningkatkan  pula  nilai  slump.  Nilai  slump yang didapat menunjukkan tingkat kemudahan kerja pada beton geopolimer sangat tinggi dan dapat  dicetak  tanpa  dilakukan  pengetaran  dan
nilai  ini  cukup  tinggi  dibandingkan  dengan nilai slump beton semen pada umumnya.
Gambar 3. Hasil Pengujian Slump

## 4.3. Kuat Tekan Beton Geopolimer
Pengujian  kuat  tekan  beton  dilakukan  pada umur  28  hari  dengan  mengacu  pada  SNI 1974:2011.  Hasil  pengujian  dapat  dilihat  pada tabel 4 dan gambar 4.

## Tabel 4. Hasil Kuat Tekan Beton Geopolimer (MPa)
Benda Uji Jumlah Pasta 500 550 600 650 700 1 27,50  28,50  29,50  36,00  45,00 2 20,30  35,10  40,00  40,00  50,00 Rata- rata 23,90  31,80  34,75  38,00  47,50

## Gambar 4. Hubungan Jumlah Pasta dengan Kuat Tekan Beton Geopolimer
Hasil  terkecil  pada  pengujian  kuat  tekan pada  beton  geopolimer  terdapat  pada  jumlah pasta  500  kg/m 3 dengan  kuat  tekan  sebesar 23,90  MPa.  Sedangkan  untuk  hasil  terbesar terdapat pada jumlah pasta 750 kg/m 3 dengan kuat  tekan  sebesar  47,50  MPa.  Hasil  ini menunjukkan  bahwa  jumlah  pasta  akan mempengaruhi  kuat  tekan  beton  geopolimer, semakin  banyak  jumlah  pasta  yang  digunakan pada  pembuatan  beton  geopolimer,  maka  nilai kuat tekan yang dihasilkan semakin meningkat pula.  Hubungan  jumlah  pasta  dengan  kuat
0 5 10 15 20 25 30 500 550 600 650 700 Slu m p (cm ) Jumlah Pasta (kg/m3) 23,90 31,80 34,75 38,00 47,50 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 500 550 600 650 700 K ua t T eka n (M Pa ) Jumlah Pasta (kg/m3)
tekan  beton  geopolimer  ini  pun  terjadi  pula pada beton semen.

## 5. Kesimpulan
Dari  hasil  penelitian  mengenai  pengaruh jumlah  pasta  terhadap  kuat  tekan  beton geopolimer, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
• Rancangan  campuran  beton  geopolimer dapat  menggunakan  rancangan  beton semen tetapi dengan beberapa modifikasi;
• Nilai slump yang dapatkan pada pembuatan  beton  geopolimer  tergolong tinggi dibandingkan dengan beton semen;
• Dengan nilai slump yang tinggi, pemadatan beton geopolimer dapat dilakukan tanpa harus di getarkan;
• Semakin  banyaknya  pasta  pada  beton geopolimer  akan  meningkatkan  pula  nilai kuat tekan beton;
• Setiap penambahan jumlah pasta sebesar 50 kg/m3,  dapat  meningkatkan  kuat  tekan beton 10 – 30 %.

## Daftar Pustaka
Davidovits,  J.  (2008). Geopolymer  Chemistry  & Applications . Institut
Geopolymere.
www.geopolymer.org
Hardjasaputra,  H.,  Cornelia,  M.,  Gunawan,  Y., Surjaputra, I. V., Lie, H. A., Rachmansyah, &  Pranata  Ng,  G.  (2019).  Study  of mechanical  properties  of  fly  ash-based geopolymer  concrete. IOP  Conference
Series:  Materials  Science  and  Engineering ,
615 (1). https://doi.org/10.1088/1757- 899X/615/1/012009 Hardjito, D., & Rangan, B. (2005). Development and  properties  of  low-calcium  fly  ash- based  geopolymer  concrete.  In Research report GC 1 . https://doi.org/10.1186/s12893-015-0014-
4 Rajamane,  N.  P.,  Jeyalaskhmi,  N.,  &  Nataraja, M.  C.  (2014).  Quantities  of  Sodium Hydroxide  Solids  and  Water  to  Prepare Sodium  Hydroxide  Solution  of  Given Molarity for Geopolymer Concrete Mixes. ICI Technical Paper . SNI 1974:2011. (2011). Cara Uji Kuat Tekan Beton dengan Benda Uji Silinder . Badan Standardisasi Nasional Indonesia. SNI  7656:2012.  (2012). Tata  Cara  Pemilihan Campuran  untuk  Beton  Normal,  Beton  Berat dan  Beton  Massa .  Badan  Standardisasi Nasional Indonesia.