3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada bulan Januari sampai Agustus 2019 di :
- Tepatnya di Laboratorium material (PTKI) Medan–Sumatera Utara, meliputi: Pencetakan sampel, dan pengujian sifat mekanik.
- Tepatnya di Laboratorium Fisika UNIMED, Medan –Sumatera Utara Meliputi: Pengujian SEM-EDX Material Bahan dan Sampel Keramik.
- Tepatnya di Laboratorium Fisika UNP, Padang –Sumatera Barat Meliputi: pengujian XRD pada sampel keramik.
- Tepatnya di Laboratorium Teknik mesin USU, Medan –Sumatera Utara Meliputi: pengujian kuat tekan pada sampel keramik.
3.2 Peralatan dan Bahan Penelitian 3.2.1 Peralatan
Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah:
1. Mortar
Fungsi : Untuk menghaluskan sempel (tanah liat dan limbah sludge biogas kelapa sawit).
2. Saringan 100 Mess
Fungsi : Untuk mengayak tanah liat dan limbah sludge biogas kelapa sawit, agar tidak menggumpal dan didapatkan hasil yang halus.
3. Neraca Digital
Fungsi : Untuk menimbang masa tanah liat dan limbah sludge biogas kelapa sawit.
4. Talam / tampah
Fungsi : Untuk mengeringkan sampel tanah liat dan sludge biogas kelapa sawit.
5. Jangka Sorong
Fungsi : Untuk mengukur volume sampel.
6. Cetakan
18
Fungsi : Untuk mencetak sampel.
7. Lemari Pengering
Fungsi : Untuk mengeringkan sampel yang sudah dicetak sebelum proses pembakaran.
8. Tanur / Tungku Pembakaran
Fungsi : Untuk membakar sampel dengan suhu 1000 oC.
9. Kertas Label
Fungsi : Untuk memberikan label pada sampel yang telah dibuat.
10. Plastic Klip
Fungsi : Untuk menyimpan sampel yang telah dicetak dan dibakar.
11. Beker Glass
Fungsi : Sebagai wadah untuk proses aktivasi.
12. Hot Plate Stirrer
Fungsi : Alat untuk stirring sampel
13. Maekawa Testing Mechine Tokyo Japan Type MR-20-CT Fungsi : Sebagai alat cetak tekan sampel
14. Hardness Vickers Tester Matsuzawa Seiki Co, LTD No. 71C 4 Fungsi : Untuk menguji nilai kekerasan sampel
15. SEM – EDX ( Scanning Electron Microscopy Energy Dispersive X-Ray) Fungsi : Untuk menguji dan mengamati morfologi permukaan kandungan
unsur.
16. Universal Testing Machine RTF 1350 Tensilon Fungsi : Untuk menguji nilai tekan sampel.
17. X- ray diffractometer (XRD)
Fungsi : Untuk mengetahui fasa struktur kristal.
3.2.2 Bahan
1. limbah sludge biogas Asian Agri Ukui- Pekanbaru.
2. Tanah liat dari desa tambak rejo , langkat , sumatera utara 3. Aquadest
3.3 Prosedur Penelitian
1. Pengumpulan bahan- bahan ( sludge biogas dan tanah liat ).
2. Keringkan sludge biogas dibawah sinar matahari selama 4 hari hingga benar-benar kering sempurna.
3. Haluskan sludge biogas dengan mortar.
4. Disaring sludge biogas dengan saringan 100 mesh.
5. Keringkan tanah liat dibawah sinar matahari selama 4 hari hingga benar-benar kering sempurna.
6. Haluskan tanah liat dengan mortar dan diayak dengan saringan 100 mesh.
7. Penimbangan sampel dengan berat total 100 gram dengan variasi komposisi 100:0, 80:20, 60:40, 40:60, 20:80, 0:100 gram.
8. Bahan kedua dicampur menggunakan mortar hingga tercampur dengan homogen.
9. Pembentukan dilakukan dengan cetak (dry press) berbentuk silinder.
10 Cetakan silinder berukuran diameter 50 mm dan tebal 30 mm.
11 Pengeringan sampel selama 1 hari.
12 Pembakaran sampel pada suhu sintering 1000oC selama 3 jam.
13 Pendinginan sampel didalam tanur selama 24 jam.
14 Pengujian:
a. Sifat fisis (porositas, densitas, susut masa, susut bakar).
b. Sifat mekanik (kuat tekan, kekerasan )
c. Morfologi permukaan dan kandungan unsure dengan SEM – EDX d. karakterisasi struktur mikro X- ray diffractometer (XRD)
15 Adapun diagram alir pada penelitian ini sebagai berikut:
20
3.4 Komposisi Perbandingan Bahan Pembuatan Keramik kontruksi
Komposisi perbandingan antara tanah liat dan serbuk sludge biogas kelapa sawit adalah seperti pada tabel 3.1 dibawah ini :
Tabel 3.1 Komposisi Bahan Dasar dan Bahan Campuran No Kode Sampel Tanah liat
3.5 Diagram Alir Pembuatan Keramik kontruksi
mulai
Tanah liat Limbah sludge biogas
Dikeringkan dibawah sinar matahari
selama 4 hari Dikeringkan dibawah sinar matahari
selama 4 hari
Dihaluskan denganukuran 100 mesh Dihaluskan denganukuran 100 mesh
Serbuk tanah liat Serbuk sludge biogas
PENIMBANGAN serbuk tanah liat dengan variasi 100,80,60,40,80,0 gr dan serbuk sludge biogas dengan variasi 0, 20, 40, 60, 80, 100 gr
PENCAMPURAN dengan mortar
PEMBENTUKAN CETAK dry press, beban 5000 Kg
SINTERING 1000oC (3) Jam
22
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada penelitian ini telah dilakukan pembuatan keramik kontruksi berbasis tanah liat dengan campuran serbuk sludge biogas kelapa sawit sebanyak 100:0, 80:20, 60:40 ,40:60 20:80 dan 0:100 (gram). Kedua bahan dijadikan sampel berbentuk silinder dengan ukuran cetakan diameter 50 mm 30 mm menggunakan metode dry pressing dan dibakar pada suhu 100ᴼC selama 3 jam. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian sifat fisis (densitas, porositas, susut bakar, dan susut massa), pengujian sifat mekanik (kuat tekan dan kekerasan), pengujian morfologi permukaan (SEM-EDX) pengujian fasa Kristal (XRD). Serbuk Sludge biogas yang digunakan sebagai bahan baku mengandung unsur C = 40,5 %; N=4,61%; O = 38,40%; Mg=1,25%; Al=1,54%; Si=3,06%; P=1,52%; S= 1,22%; Cl=1,00%; K=
2,32%; Ca= 3,96%; I= 1,06%. Dan tanah liat digunakan mengandung unsur Si=
24,36%; O = 49,65%; Al = 13,63%; Fe = 8,09%; K=1,94%; C= 1,64%; Mg= 0,70%.
4.1. Karakteristik Sifat Fisis 4.1.1. Densitas
Data hasil pengukuran terhadap densitas sampel setelah dibakar diperoleh dengan menggunkan persamaan (2.1) yaitu seperti yang tertera pada tabel 4.1
Tabel 4.1 Pengujian Densitas Keramik Kontruksi
No.
Besar densitas sampel yang diukur berkisar antara 1,940-1,123x103 kg/m3. Setiap penambahan 20 gram serbuk sludge biogas kelapa sawit, terjadi penurunan. Grafik hubungan antara densitas dan penambahan persentase sludge biogas kelapa sawit ditunjukan dengan gambar 4.1
Gambar 4.1 Grafik Hubungan Densitas dengan Komposisi Serbuk Sludge Biogas Kelapa Sawit
Dari Gambar 4.1 ditunjukan bahwa densitas (rapat massa ) sampel relatif menurun, yang berarti bahwa semakin besar persentase sludge biogas kelapa sawit maka semakin menurun densitas yang diperoleh. Penurunan densitas ini dimulai dengan variasi campuran 20 gram hingga 60 gram. Hal ini diakibatkan adanya sebagian unsur yang menguap karena proses sintering sehingga meninggalkan bekas pori.
penurunan nilai densitas ini memperlihatkan bahwa semakin banyak penambahan sludge biogas terhadap tanah pada keramik menyebabkan nilai densitas semakin menurun atau berbanding terbalik dengan penambahan komposisi (Surdia dan saito 1985) menyatakan bahwa pada umumnya densitas keramik berkisar antara 2,1-5,3 kg/cm3. Keramik pada penelitian ini memiliki nilai densitas yang lebih rendah dari teori, karena kemungkinan kandungan unsur sebagian besar telah berkurang atau bereaksi membentuk senyawa baru pada proses sintering. Pada komposisi 80 dan
Komposisi Serbuk Sludge Biogas Kelapa Sawit (gram)