Path: Top > S3-Dissertations > Engineering Science > 2008

KETAHANAN MATERIAL BETON DENGAN BAHAN SUBSTITUSI LIMBAH NIKEL TERHADAP INTRUSI MIKROORGANISME

CONCRETE MATERIAL RESISTANCE WITH NICKEL WASTE MATERIAL SUBSTITUTION TO INTRUSION OF MICROORGANISM

PhD Theses from JBPTITBPP / 2008-10-21 09:32:15
Oleh : HANAFI ASHAD (NIM 35003006), S3 - Engineering Sciences
Dibuat : 2008, dengan 12 file

Keyword : acetate acid, calcium hydroxide, calcium silica hydrate, coconut water, colony of microorganism, degradation, fungus, intrusion, metabolic, nickel slag powder, nutrient, physical and mechanical concrete properties, pozzolanic, yeast

Disertasi ini mengkaji berbagai aspek mengenai ketahanan material beton terhadap intrusi mikroorganisme dengan limbah nikel sebagai bahan substitusi parsial semen. Kerusakan pada komponen struktur yang berhubungan langsung kondisi lingkungan di mana mikroorganisme tumbuh dan berkembang, kebanyakan ditemukan pada bangunan-bangunan pasar tradisional di Indonesia. Kajian dilakukan untuk mengamati kerusakan pada material beton yang meliputi aspek fisik dan mekanik. Porositas, koefisien permeabilitas, penyusutan, kuat tekan dan kuat tarik, modulus elastisitas, angka poisson, dan hubungan tegangan-regangan adalah merupakan parameter untuk mengidentifikasi degradasi sifat-­sifat fisik dan mekanik material beton. Mikrostruktur dan senyawa kimiawi dari beton juga diinvestigasi. Perubahan-perubahan pada senyawa kimiawi seperti kalsium hidroksida, kalsium silikat hidrat, dan senyawa-senyawa kimia minor seperti ettringite, calcite, dan rankinite adalah merupakan pertimbangan bagi perilaku material beton. Scanning Electron Microscopy (SEM) dan X-Ray Diffraction (XRD) digunakan untuk mengetahui keberadaan mikroorganisme, retak mikro, pori-pori, unsur-unsur kimia dan komposisinya. Air kelapa adalah merupakan media untuk menumbuhkan dan mengembangkan mikroorganisme dalam berbagai phase, mulai dari fase lag (fase penyesuaian diri) hingga fase nonaktif (fase kematian). Hasil identifikasi menunjukkan bahwa mikroorganisme tersebut dominan sebagai golongan jamur (aspergillus niger) dan ragi (sacchromycodes ludwigi). Kedua golongan ini memiliki ciri pertumbuhan berbentuk koloni dengan ukuran tubuh antara 0,05 hingga 0,5 um. Melalui proses metabolik, kedua golongan mikroorganisme tersebut mengoksidasi karbohidrat (gula) dari media sehingga membentuk alkohol sebagai substrat baru. Substrat baru tersebut dibongkar oleh mikroorganisme melalui sistim pernafasan aerob sehingga menghasilkan sejumlah energi dan zat-zat organik. Hasil pengujian kromotografi dengan metode High Performance Liquid Chromotography (HPLC) menunjukkan bahwa zat-zat organik tersebut adalah asam asetat (CH3COOH). Zat organik ini dapat bereaksi dengan senyawa kalsium hidroksida (CH) dan kalsium silikat hidrat (CSH) di dalam beton, sehingga berpengaruh merusak terhadap sifat-sifat fisik dan mekanik beton. Dampak intrusi mikroorganisme dapat diminimalkan dengan menggunakan 16% bubuk slag nikel. Prosentase ini lebih besar daripada prosentase yang diperoleh berdasarkan analisis optimisasi sistim ternary C-A-S (CaO-Al2O3-SiO2) yaitu 14,59%. Sifat-sifat fisik untuk beton tanpa bubuk slag nikel yang meliputi; porositas, koefisien permeabilitas, dan kehilangan berat adalah meningkat seiring dengan lamanya intrusi mikroorganisme. Peningkatannya cenderung mengikuti persamaan fungsi geometri. Untuk beton 16% bubuk slag nikel, peningkatan porositas dan koefisien permeabilitasnya ditunjukkan dengan persamaan fungsi laju pertumbuhan jenuh (saturation growth-rate equation). Dampak intrusi mikroorganisme terhadap sifat-sifat mekanik beton adalah turunnya kekuatan tekan beton. Penurunan kuat tekan untuk beton tanpa bubuk slag nikel juga mengikuti persamaan fungsi geometri, sedangkan beton 16% bubuk slag nikel, penurunan kuat tekannya juga ditunjukkan dengan persamaan fungsi laju pertumbuhan jenuh. Dampak langsung dari aktifitas metabolik mikroorganisme adalah berkurangnya senyawa kalsium hidroksida di dalam material beton. Senyawa kalsium silikat hidrat tidak memberikan efek permanen dibandingkan dengan senyawa kalsium hidroksida. Secara umum hasil pengujian dan analisis menunjukkan bahwa ketahanan material beton akibat intrusi mikroorganisme adalah juga dipengaruhi oleh rasio air-semen.

Deskripsi Alternatif :

This dissertation studies various aspects of concrete resistance material to intrusion of microorganism of which nickel waste is a partially substitution of cement. Damages of structure's components which have direct contacted with the environment where microorganism grows and expands are mostly found in Indonesian traditional market buildings. Experiments to observe deterioration of the concrete material include physical and mechanical aspects. Porosity, permeability coefficient, shrinkage, compressive and tensile strengths, modulus of elasticity, poisson's ratio, and stress-strain relationship are parameters to identify degradation of materials in the physical and mechanical properties. Microstructure and chemical compounds of concrete are also investigated. Changes in chemical compounds such as in calcium hydroxide, calcium silicate hydrate and minor chemistry compounds such ettringite, calcite, and rankinite are taken into consideration for the properties of concrete material. Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-Ray Diffraction (XRD) are used for the experiments to trace existence of microorganism, micro crack, pore, and chemical elements and their composition. Coconut water is media to grow and to expands the microorganism in various phase. There are initially lag phase (adaptation) and nonactive phase (death) the microorganism. Identification result show that the microorganism groups is dominant as aspergillus niger (fungus) and sacchromycodes ludwigi (yeast). Both types of the microorganism have growth characteristic which in form of colony of the body size is between 0.05 um until 0.5 um. Through process of metabolic, both type of microorganism the oxidize carbohydrate of media so that form alcohol as new substrat. The new substrat decomposed by microorganism through aerob respiration systems so that produce a number of energy and organic matters. Testing result of chromotography by High Performance Liquid Chromotography (HPLC) indicates that the organic matters is acetate acid (CH3COOH). This organic matter can react with calcium hydroxide (CH) and calcium silicate hydrate (CSH) in concrete and has deterioration effect to physical and mechanical concrete properties. The effect of intrusion of microorganism can be minimized by use of 16% nickel slag powder. This percentage is bigger than the percentage 14.59% for the CaOAl2O3-SiO2 ternary system. Physical properties for concrete without nickel slag powder include porosity, permeability coefficient, and weight loss are increased according to time of intrusion. The improvement trend follows equation of geometry function. For concrete of 16% nickel slag powder, the improvement of porosity and permeability coefficient are as indicated by equation of saturated growth rate function. The effect of intrusion of microorganism to mechanical concrete properties reduced compressive strength. Compressive strength reduction for concrete without nickel slag powder may also follow the geometry function, while the concrete of 16% nickel slag powder, compressive strength reduction is also indicated by saturated growth rate function. Direct impact of activity of metabolic microorganism reduces calcium hydroxide compound in concrete materials. Calcium silicate hydrate compound does not give permanent effect compared with calcium hydroxide compound. In general from test and analysis result show that the concrete materials resistance due to intrusion of microorganism is also influenced by water-cement ratio.

Copyrights : Copyright Â(c) 2001 by ITB Central Library. Verbatim copying and distribution of this entire article is permitted by author in any medium, provided this notice is preserved.

Beri Komentar ?#(0) | Bookmark

PropertiNilai Properti
ID PublisherJBPTITBPP
OrganisasiS
Nama KontakUPT Perpustakaan ITB
AlamatJl. Ganesha 10
KotaBandung
DaerahJawa Barat
NegaraIndonesia
Telepon62-22-2509118, 2500089
Fax62-22-2500089
E-mail Administratordigilib@lib.itb.ac.id
E-mail CKOinfo@lib.itb.ac.id

Print ...

Kontributor...

  • Pembimbing: Prof. Ir. Amrinsyah Nasution, MSCE, Ph.D., Ir. Iswandi Imran, MASc., Ph.D., dan Dr. Ir. Saptahari M. Soegiri., Editor: Vika A. Kovariansi

File PDF...