ABSTRAK
Pengaruh Penambahan Abu Sekam Padi dan Abu Terbang Batubara Terhadap Kekuatan Tekan Dan Porositas Genteng Tanah Liat Kabupaten
Pringsewu
Oleh
Dony Sigit Kuncoro
Abu sekam padi dan abu terbang batubara kaya akan silica (SiO2), silica dalam dunia konstruksi khususnya teknologi beton sudah dipakai sebagai bahan tambah.
Abu sekam padi dan abu terbang batubara digunakan sebagai bahan tambah dalam proses pembuatan genteng tanah liat. Proses pembuatan genteng dilakukan dengan mencampur tanah liat, pasir, air, abu sekam padi, dan abu terbang batubara. Kemudian dihaluskan dengan mesin ekstuder dan pembentukan kuweh kemudian dianginkan selama 3 hari sebelum kemudian dilakukan pencetakan. Genteng dikeringkan selama 4 hari kemudian dilakukan pengasapan selama 12 jam dan dilanjutkan dengan pembakaran selama 12 jam. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian tekan dan porositas dengan tujuan untuk mengetahui ada/tidaknya pengaruh penambahan abu sekam padi dan abu terbang batubara terhadap genteng tanah liat di Kabupaten Pringsewu.
Hasil penelitian menunjukkan terjadi perubahan kekuatan tekan dan porositas pada genteng campuran abu sekam padi dan abu terbang batubara dibandingkan genteng campuran abu sekam padi. Nilai optimum untuk pengujian tekan dan pengujian porositas diperoleh pada genteng dengan campuran 5% abu sekam padi dan 5% abu terbang batubara dengan nilai rerata kekuatan tekannya yaitu 12.253 KPa dan nilai rerata porositas adalah 18.06%. Nilai minimum untuk pengujian tekan diperoleh pada genteng dengan campuran 5% abu sekam padi dan 2.5% abu terbang batubara dengan rerata kekuatan tekannya 9,757 KPa. Nilai minimum pengujian porositas diperoleh pada genteng dengan komposisi 5% abu sekam padi dan 7.5% abu terbang batubara dengan nilai rerata porositas adalah 23.78%.
ABSTRACT
The Impact of Rice ‘Husk Ash’ and Coal ‘Fly Ash’ Replenishment into the Press Power and Clay Roof Tile Porosity in Kabupaten Pringsewu
By
Dony Sigit Kuncoro
Rice husk ash and coal fly ash are prosperous with silica elements (SiO2). Silica, in construction term especially concrete technology, has been used primarily as an additive. Husk ash and coal fly ash is used as an additive of clay roof tile manufacturing process. It’s manufactured by compounding of clay, sand, water and husk ash. Then, they are mashed by extruder machine and forming of kuweh and then aerate for three days before the process of dieing. The roof tile is dried for four days then there is fumigation for twelve days and continued by combustion for also twelve days. The testing methods which used is press and porosity test with the aim of knowing whether there is additional impact of rice’ husk ash’ existence or not into clay roof tile in Pringsewu Region.
The research’s result showed that there is conversion of press and porosity power compared with roof tile rice’s husk ash composition. The optimum value for the press and examination of porosity obtained from the tile with a composition of 5% rice husk ash and 5% coal fly ash 'with an average of 12.253 KPa press strength and porosity values average value of 18.06%. The minimum value for the press obtained from the tile with a composition of 5% rice husk ash and 2,5% coal fly ash with the press power’s average value 9.757 KPa. The minimum value for porosity from the tile with a composition of 5% rice husk ash and 7,5% coal fly ash with the porosity average value 23.78%.
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kabupaten Pringsewu adalah pusat produksi genteng khususnya di provinsi Lampung. Jumlah usaha kecil menengah (UKM) produksi genteng di kabupaten Pringsewu mengalami perkembangan yang pesat, hal ini memberikan dampak positif terhadap penyerapan tenaga kerja. Sebagian besar para produsen genteng menggunakan tanah liat dan pasir sebagai bahan baku utama dalam pembuatan genteng. Seiring waktu berjalan persediaan bahan baku yang berkualitas semakin berkurang sehingga mempengaruhi kualitas produksinya. Untuk mengurangi permasalahan para produsen genteng dalam penggunaan bahan baku tanah dibutuhkan bahan altrnatif yang mudah diperoleh dan dapat meningkatkan kualitas produksi.
Sehingga prospek usaha untuk pengembangan silica dari abu sekam padi akan semakin suram (Wilkipedia.org : 2010).
Fly ash (abu terbang) adalah sisa pembakaran batubara. Fly ash merupakan salah satu limbah padat yang dihasilkan oleh industri yang menggunakan batubara sebagai bahan bakar untuk proses produksinya. Secara kimia abu terbang batubara (fly ash) merupakan mineral alumino sillika yang mengandung unsur Ca, K, dan Na, disamping juga mengandung sejumlah unsur C dan N tersusun dari partikel terkecil yang mempunyai karakteristik berkapasitas pengikat dari sedang sampai tinggi serta mempunyai sifat-sifat pembentuk semen.
Sebelumnya telah dilakukan penelitian tentang pembuatan genteng tanah liat dengan campuran abu sekam padi sebagai bahan tambah dalam pembuatanya dengan komposisi campuran sebesar 0%, 2,5%, 5%, dan 7,5%, kekuatan tekanya berturut-turut 8.393 KPa, 9.984 KPa, 11.118 KPa,dan 10.702 KPa. Sedangkan porositasnya (daya serap air) berturut-turut 21,91%, 21,69%, 20,15%, dan 21,53% (Mei Indra, 2012).
padi dan abu terbang batubara sehingga, abu sekam padi yang hanya digunakan oleh masyarakat sebagai abu gosok untuk keperluan rumah ta ngga
dan limbah batubara yang umumnya dibuang di ash lagoon atau ditumpuk begitu saja di area industri dapat digunakan dalam usaha kecil menengah (UKM) produksi genteng di kabupaten Pringsewu.
B. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
Mengetahui pengaruh penambahan abu sekam padi dan abu terbang batubara (fly ash) terhadap kekuatan tekan dan porositas genteng tanah liat.
C. Batasan Masalah
Batasan masalah diberikan agar pembahasan dari hasil yang didapatkan lebih terarah. Adapun batasan masalah yang diberikan pada penelitian ini, yaitu : 1. Proses pembakaran genteng dianggap sama.
2. Pengujian yang dilakukan adalah uji porositas (daya serap) dan kekuatan tekan.
D. Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan dari penelitian ini adalah:
BAB I : PENDAHULUAN
Terdiri dari latar belakang, tujuan, batasan masalah, hipotesa, dan sistematika penulisan dari penelitian ini.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Berisikan tentang teori dan parameter-parameter yang berhubungan dengan penelitian
BAB III : METODE PENELITIAN
Berisi beberapa tahapan persiapan sebelum pengujian, prosedur pengujian, dan diagram alir pengujian
BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN
Yaitu berisikan pembahasan serta hasil berisikan data-data yang didapat dari hasil penelitian dan
pembahasannya.
BAB V : PENUTUP
Berisikan hal- hal yang dapat disimpulkan dan saran-saran yang ingin disampaikan dari penelitian ini.
II TINJAUAN PUSTAKA
A. Abu Sekam Padi (Rice Husk As )
Sekam padi adalah kulit yang membungkus butiran beras, dimana kulit padi akan terpisah dan menjadi limbah atau buangan. Jika sekam padi dibakar akan menghasilkan abu sekam padi. Secara tradisional, abu sekam padi digunakan sebagai bahan pencuci alat-alat dapur dan bahan bakar dalam pembuatan batu bata. Penggilingan padi selalu menghasilkan kulit gabah / sekam padi yang cukup banyak yang akan menjadi material sisa. Ketika bulir padi digiling, 78% dari beratnya akan menjadi beras dan akan menghasilkan 22% berat kulit sekam. Kulit sekam ini dapat digunakan sebagai bahan bakar dalam proses produksi. Kulit sekam terdiri 75% bahan mudah terbakar dan 25% berat akan berubah menjadi abu. Abu ini dikenal sebagai Rice Husk Ash (RHA) yang memiliki kandungan silika reaktif sekitar 85%- 90%. Dalam setiap 1000 kg padi yang digiling akan dihasilkan 220 kg (22%) kulit sekam.
mendekati atau dibawah 90 % kemungkinan disebabkan oleh sampel sekam yang telah terkontaminasi oleh zat lain yang kandungan silikanya rendah. Abu sekam padi apabila dibakar secara terkontrol pada suhu tinggi sekitar (500 – 600 oC) akan menghasilkan abu silika yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai proses kimia (Prasetyoko, 2001).
Sekam padi merupakan bahan berligno-selulosa seperti biomassa lainnya namun mengandung silika yang tinggi. Kandungan kimia sekam padi terdiri atas 50% selulosa, 25–30% lignin, dan 15–20% silica (Ismail and Waliuddin,1996).
Pembakaran sekam padi dengan menggunakan metode konvensional seperti fluidised bed combustors menghasilkan emisi CO antara 200 –2000 mg/Nm3 dan emisi NOx antara 200 – 300mg/Nm3 (Armestoetal, 2002).
Metode pembakaran sekam padi yang dikembangkan oleh COGEN-AIT mampu mengurangi potensi emisi CO2 sebesar 14.762 ton, CH4 sebesar 74 ton, danNO2 sebesar 0,16 ton pertahun dari pembakaran sekam padi sebesar 34.919 ton pertahun (Mathias, 2000).
Kehilangan berat terbesar terjadi pada suhu antara 400 oC-500 oC, pada tahap ini pula terbentuk oksida karbon. Di atas suhu 600 oC ditemukan beberapa formasi kristal quartz. Jika temperatur ditambah, maka sekam berubah menjadi kristal silica (Wijanarko, W., 2008).
Gambar 1 : Abu sekam padi.
Sekam padi saat ini telah dikembangkan sebagai bahan baku untuk menghasilkan abu yang dikenal di dunia sebagai RHA (rice husk ask). Ab u sekam padi yang dihasilkan dari pembakaran sekam padi pada suhu 400-500 o
Tabel 1. Komposisi kimia dari abu sekam padi pada perlakuan temperatur yang berbeda
Temp Bahan Orginº (%) 400º (%) 600º (%) 700º (%) 1000º (%) SiO2 88.01 88.05 88.67 92.15 95.48
MgO 1.17 1.13 0.84 0.51 0.59
SO3 1.12 0.83 0.81 0.79 0.09
CaO 2.56 2.02 1.73 1.60 1.16
K2O 5.26 6.48 6.41 3.94 1.28
Na2O 0.79 0.76 1.09 0.99 0.73 TiO2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Fe2O3 0.29 0.74 0.46 0.00 0.43 Sumber : HWANG, C.L., (2002)
B. Abu Terbang Batubara (fly ash)
Fly ash merupakan salah satu jenis partikulat yang dapat diklasifikasikan dalam debu. Hal ini karena biasanya Fly ash dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi. Abu terbang (fly ash) sebagai limbah PLTU berbahan bakar batu bara dikategorikan oleh Bapedal sebagai limba h berbahaya (B3). Sehubungan dengan meningkatnya jumlah pembangunan PLTU berbahan bakar batubara di Indonesia, maka jumlah limbah abu terbang juga akan meningkat yaitu jumlah limbah PLTU pada tahun 2000 sebanyak 1,66 juta ton, sedangkan pada tahun 2006 diperkirakan akan mencapai sekitar 2 juta ton. Khusus untuk limbah abu dari PLTU, sejak tahun 2000 hingga tahun 2006, diperkirakan ada akumulasi jumlah abu sebanyak 219.000 ton/tahun. Jika limbah abu ini tidak dimanfaatkan akan menjadi masalah pencemaran lingkungan, yang mana dampak dari pencemaran akibat abu terbang (fly ash) sangat berbahaya baik
Secara kimia abu terbang merupakan material oksida anorganik mengandung silika dan alumina aktif karena sudah melalui proses pembakaran pada suhu tinggi. Bersifat aktif yaitu dapat bereaksi dengan komponen lain dalam kompositnya untuk membentuk material baru (mulite) yang tahan suhu tinggi. (www.tekmira.esdm.go.id).
Abu terbang (fly ash) adalah bagian dari abu bakar yang berupa bubuk halus dan ringan yang diambil dari campuran gas tungku pembakaran yang menggunakan bahan batubara. Abu terbang diambil secara mekanik dengan sistem pengendapan elektrostatik (Hidayat,1986).
Fly ash merupakan salah satu residu yang dihasilkan dalam pembakaran,dan terdiri dari partikel halus yang meningkat dengan gas buang . Abu yang tidak naik disebut abu dasar . Dalam konteks industri, fly ash biasanya mengacu pada abu yang dihasilkan selama pembakaran batubara. Fly ash umumnya ditangkap oleh debu elektrostatis atau peralatan filtrasi partikel lainnya sebelum gas buang mencapai cerobong asap dari batu bara pembangkit listrik, dan bersama dengan abu dasar dihapus dari bagian bawah tungku adalah dalam hal ini bersama-sama dikenal sebagai abu batubara. Tergantung pada sumber dan makeup dari batubara yang dibakar, komponen fly ash sangat bervariasi, tetapi semua fly ash termasuk sejumlah besar silikon dioksida (SiO 2) (kedua amorf dan kristal) dan kalsium oksida (CaO), baik yang
Abu batubara sebagai limbah tidak seperti gas hasil pembakaran, karena merupakan bahan padat yang tidak mudah larut dan tidak mudah menguap sehingga akan lebih merepotkan dalam penanganannya. Apabila jumlahnya banyak dan tidak ditangani dengan baik, maka abu batubara tersebut dapat mengotori lingkungan terutama yang disebabkan oleh abu yang beterbangan di udara dan dapat terhisap oleh manusia dan hewan juga dapat mempengaruhi kondisi air dan tanah di sekitarnya sehingga dapat mematikan tanaman. Akibat buruk terutama ditimbulkan oleh unsur- unsur Pb, Cr dan Cd yang biasanya terkonsentrasi pada fraksi butiran yang sangat halus (0,5 – 10
μm). Butiran tersebut mudah melayang dan terhisap oleh manusia dan hewan,
sehingga terakumulasi dalam tubuh manusia dengan konsentrasi tertentu dapat memberikan akibat buruk bagi kesehatan (Putra,D.F. et al, 1996).
Abu terbang batubara umumnya dibuang di ash lagoon atau ditumpuk begitu saja di dalam area industri. Penumpukan abu terbang batubara ini menimbulkan masalah bagi lingkungan. Berbagai penelitian mengenai pemanfaatan abu terbang batubara sedang dilakukan untuk meningkatkan nilai ekonomisnya serta mengurangi dampak buruknya terhadap lingkungan. Saat ini abu terbang batubara digunakan dalam pabrik semen sebagai salah
Sifat-sifat Fly ash 1. Sifat Fisik
Abu terbang merupakan material yang dihasilkan dari proses pembakaran batubara pada alat pembangkit listrik, sehingga semua sifat-sifatnya juga ditentukan oleh komposisi dan sifat-sifat mineral- mineral pengotor dalam batubara serta proses pembakarannya. Dalam proses pembakaran batubara ini titik leleh abu batu bara lebih tinggi dari temperatur pembakarannya. Dalam kondisi ini menghasilkan abu yang memiliki tekstur butiran yang sangat halus. Abu terbang batubara terdiri dari butiran halus yang umumnya berbentuk bola padat atau berongga. Adapun sifat-sifat fisiknya antara lain :
a) Warna : abu-abu keputihan
b) Ukuran butir : sangat halus yaitu sekitar 100-200 mesh
2. Sifat Kimia
Gambar 2 : Abu terbang batubara.
Sifat kimia dari abu terbang batubara dipengaruhi oleh jenis batubara yang dibakar dan teknik penyimpanan serta penanganannya. Abu terbang batubara terdiri dari butiran halus yang umumnya berbentuk bola padat atau berongga. Ukuran partikel abu terbang hasil pembakaran batubara bituminous lebih kecil dari 0,075 mm.
Tabel 2. Komposisi Kimia Abu Terbang Batubara
Komponen Sub Bituminous (%)
SiO2 40-60
Al2O3 20-30
Fe2O3 4-10
CaO 5-30
MgO 1-6
SO3 1-6
Na2O 0-2
K2O 0-4
Kerapatan abu terbang berkisar antara 2100 sampai 3000 kg/m3 dan luas area spesifiknya (diukur berdasarkan metode permeabilitas udara Blaine) antara 170 sampai 1000 m2/kg, sedangkan ukuran partikel rata-rata abu terbang batubara jenis sub-bituminous 0,01mm–0,015mm, luas permukaannya 1-2 m2/g, massa jenis (specific gravity) 2,2 – 2,4 dan bentuk partikel mostly spherical , yaitu sebagian besar berbentuk seperti bola, sehingga menghasilkan kelecakan (workability) yang lebih baik (Nugroho,P dan Antoni, 2007).
C. Silika
Silika atau dikenal dengan silikon dioksida (SiO2) merupakan senyawa yang banyak ditemui dalam bahan galian yang disebut pasir kuarsa, terdiri atas kristal-kristal silika (SiO2) dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa selama proses pengendapan. Pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama seperti kuarsa dan feldsfar. Pasir kuarsa mempunyai komposisi gabungan dari SiO2, Al2O3, CaO, Fe2O3, TiO2, CaO, MgO, dan K2O, berwarna putih bening atau warna lain bergantung pada senyawa pengotornya.
penambangan. Pasir inilah yang kemudian dikenal dengan pasir silika atau silika dengan kadar tertentu.
Silika biasanya dimanfaatkan untuk berbagai keperluan denga n berbagai ukuran tergantung aplikasi yang dibutuhkan seperti dalam industri ban, karet, gelas, semen, beton, keramik, tekstil, kertas, kosmetik, elektronik, cat, film, pasta gigi, dan lain- lain. Untuk proses penghalusan atau memperkecil ukuran dari pasir silika umumnya digunakan metode milling dengan ball mill untuk menghancurkan ukuran pasir silika yang besar-besar menjadi ukuran yang lebih kecil dan halus, silika dengan ukuran yang halus inilah yang biasanya bayak digunakan dalam industri.
Saat ini dengan perkembangan teknologi mulai banyak aplikasi penggunaan silika pada industri semakin meningkat terutama dalam penggunaan silika pada ukuran partikel yang kecil sampai skala mikron atau bahkan nanosilika. Kondisi ukuran partikel bahan baku yang diperkecil membuat produk memiliki sifat yang berbeda yang dapat meningkatkan kualitas. Sebagai salah satu contoh silika dengan ukuran mikron banyak diaplikasikan dalam material building, yaitu sebagai bahan campuran pada beton. Rongga yang kosong di antara partikel semen akan diisi oleh mikrosilika sehingga berfungsi sebagai bahan penguat beton (mechanical property) dan meningkatkan daya tahan (durability).
salah satu contoh adalah pada produk ban dan karet secara umum. Manfaat dari penambahan nanosilika pada ban akan membuat ban memiiki daya lekat yang lebih baik terlebih pada jalan salju, mereduksi kebisingan yang ditimbulkan dan usia ban lebih panjang daripada produk ban tanpa penambahan nanosilika. Untuk memperoleh ukuran silika sampai pada ukuran nano/mikrosilika perlu perlakuan khusus pada prosesnya. Untuk mikrosilika biasanya dapat diperoleh dengan metode special milling, yaitu metode milling biasa yang sudah dimodifikasi khusus sehingga kemampuan untuk menghancurkannya jauh lebih efektif, dengan metode ini bahkan dimungkinkan juga memperoleh silika sampai pada skala nano. Sedangkan untuk nanosilika bisa diperoleh dengan metode- metode tertentu yang sekarang telah banyak diteliti diantaranya adalah sol-gel process, gas phase process, chemical precipitation, emulsion techniques, dan plasma spraying & foging proses (Polimerisasi silika terlarut menjadi organo silika) (Harsono, H., 2002).
D. Genteng
alam, serat asbes, serat gelas, perekat aspal dan biji-biji logam yang memperkuat mutu genteng. Dengan mengingat fungsi genteng sebagai atap yang berperan penting dalam suatu bangunan untuk pelindung rumah dari terik matahari, hujan dan perubahan cuaca lainnya. Maka genteng harus mempunyai sifat mekanis yang baik, seperti kekuatan tekan, kekuatan puk ul, kekerasan dan sifat lainnya (Saragih, 2007).
Genteng merupakan salah satu komponen penting pembangunan perumahan yang memiliki fungsi untuk melindungi rumah dari suhu,hujan maupun fungsi lainnya. Agar kualitas genteng optimal, maka daya serap air harus seminimal mungkin, agar kebocoran dapat diminimalisir (Musabbikhah, 2007 ).
Jenis-jenis genteng be rdasar mate rial : 1. Genteng tanah liat
Genteng jenis ini terbuat dari tanah liat yang di-press (tekan sedemikian rupa) kemudian dipanaskan dengan bara api dengan derajat kepanasan tertentu. Daya tahan genteng jenis ini sangat kuat sekali. Rangka diperlukan dalam pemasangannya, mekanisme pemasangan kunci/kaitan genteng pada rangka penopang.
2. Genteng metal
sekrup tuk pemasangannya agar tidak mudah terbawa angin karena bobotnya lumayan ringan.
3. Genteng keramik
Genteng ini memiliki warna yang cukup banyak karena pada saat proses finishingnya dilapisi pewarna pada bagian atasnya (glazur). Bahan utama genteng ini adalah keramik. Bertumpu pada rangka kayu atau beton. 4. Genteng aspal
Material genteng yg satu ini bersifat solid namun tetap ringan, terbuat dari campuran lembaran bitumen (turunan aspal) dan bahan kimia lain. Terdapat 2 bentuk model yaitu model datar yang terbaut pada triplek dan bentuk bergelombang yang dibaut pada rangka atap. Bentuknya yang lebar dan ringan membuat atap ini sering diapakai untuk atap pad a bangunan tambahan seperti garasi.
5. Genteng kaca
Genteng ini dipakai agar sinar matahari dapat masuk ke dalam ruangan secara langsung sehingga menghemat konsumsi listrik untuk penerangan. Material genteng ini terbuat dari kaca.
E. Bahan Baku Pembuatan Genteng Tanah liat 1. Tanah Liat/ Le mpung
Unsur-unsur ini, silikon, oksigen, dan aluminum adalah unsur yang paling banyak menyusun kerak bumi. Lempung terbentuk dari proses pelapukan batuan silika oleh asam karbonat dan sebagian dihasilkan dari aktivitas panas bumi.
Lempung membentuk gumpalan keras saat kering dan lengket apabila basah terkena air. Sifat ini ditentukan oleh jenis mineral lempung yang mendominasinya. Mineral lempung digolongkan berdasarkan susunan lapisan oksida silikon dan oksida aluminium yang membentuk kristalnya. Golongan 1:1 memiliki lapisan satu oksida silikon dan satu oksida aluminium, sementara golongan 2:1 memiliki dua lapis golongan oksida silikon yang mengapit satu lapis oksida aluminium. Mineral lempung golongan 2:1 memiliki sifat elastis yang kuat, menyusut saat kering dan memuai saat basah. Karena perilaku inilah beberapa jenis tanah dapat membentuk kerutan-kerutan atau pecah-pecah bila kering (wikipedia.org).
Tanah lempung adalah tanah yang memiliki partikel-partikel mineral
tertentu yang “menghasilkan sifat-sifat plastis pada tanah bila dicampur
dengna air” (Grim, 1953).
Partikel-partikel tanah berukuran yang lebih kecil dari 2 mikron (=2μ), atau <5 mikron menurut sistem klasifikasi yang lain,disebut saja sebagai partikel berukuran lempung daripada disebut lempung
mineral lempung. Sifat-sifat yang dimiliki tanah lempung adalah sebagai berikut:
1. Ukuran butir halus, kurang dari 0,002 mm 2. Permeabilitas rendah
3. Kenaikan air kapiler tinggi 4. Bersifat sangat kohesif
5. Kadar kembang susut yang tinggi
6. Proses konsolidasi lambat (Hardiyatmo, 1999).
Tanah liat/lempung adalah sejenis tanah liat yang bersifat plastis mengandung kadar silica dan alumina yang tinggi. Lempung merupakan mineral sekunder dan tergolong aluminium filosilikat terhidrasi. Mineral lempung (clay) sangat umum digunakan dalam industri keramik. Mineral lempung merupakan penyusun batuan sedimen dan penyusun utama dari tanah (Sinugroho, 1979).
a. Struktur Mineral Le mpung
Susunan pada kebanyakan tanah lempung terdiri dari silika tetrahedra dan alumunium okthedra. Silika Tetrahedron pada dasarnya merupakan kombinasi dari satuan Silika Tetrahedron yang terdiri dari satu atom silicon yang dikelilingi pada sudutnya oleh empat buah atom Oksigen. Sedangkan Aluminium Oktahedron merupakan kombinasi dari satuan yang terdiri dari satu atom Alumina yang dikelilingi oleh ato m Hidroksil pada keenam sisinya (Holtz & Kovacs,1981).
Gambar 3.Struktur mineral- mineral lempung. ( Tucker 1991).
b. Komposisi Mineral Lempung
Tabel 3. Kelompok dan komposisi mineral lempung.
Lapisan alumina memiliki rumus molekul Al2(OH)6 dan ini biasa disebut gibbsite. Struktur ini tersusun satu atom alumunium dan enam atom oksigen yang membentuk struktur oktahedral. Atom alumunium dapat digantikan oleh atom magnesium membentuk struktur dengan nama brucite, Mg3(OH)6.
2. Pasir
Pasir adalah contoh bahan material butiran. Butiran pasir umumnya berukuran antara 0,0625 sampai 2 milimeter. Materi pembentuk pasir adalah silikon dioksida, tetapi di beberapa pantai tropis dan subtropis umumnya dibentuk dari batu kapur. Pasir tidak dapat di tumbuhi oleh tanaman, karena rongga-rongganya yang besar-besar (wikipedia.org).
Pasir merupakan agregat halus yang terdiri dari butiran sebesar 0,14- 5 mm, di dapat dari batuan alam (natural sand) atau dapat juga dengan memecahnya (artificial sand), tergantung dari kondisi pembentukan tempat terjadinya. Pasir alam dapat dibedakan atas: pasir galian, pasir sungai, dan pasir laut. Pasir merupakan bahan pengisi yang digunakan dengan tanah liat untuk membuat adukan. Selain itu pasir juga berpengaruh terhadap sifat tahan susut, keretakan dan kekerasan pada produk bahan bangunan campuran tanah liat (Badan Standar Nasional, 2002).
3. Air
F. Karakteristik Benda Uji 1. Porositas (Daya Serap)
Besar kecilnya penyerapan air oleh mortar dipengaruhi pori atau rongga yang terdapat pada mortar. Semakin banyak pori yang terkandung dalam mortar maka semakin besar pula penyerapan sehingga ketahanan akan berkurang. Rongga (pori) yang terdapat pada mortar terjadi karena kurang tepatnya kualitas dan komposisi material penyusunannya. Pengaruh rasio yang terlalu besar dapat menyebabkan rongga, karena terdapat air yang tidak bereksi dan kemudian menguap dan menimbulkan rongga.
Daya serap air dirumuskan sebagai berikut:
Penyerapan air = Berat sampel jenuh −berat sempel kering ×100 %
berat sempel kering
(SNI 03_2095_1998)
2. Uji Tekan
Tabel 5. Beban kekuatan genteng (Kg)
Tingkat mutu Beban rata-rata genteng yang diuji
Beban minimum genteng yang diuji I
II III
170 110 80
III METODOLOGI PENELITIAN
A. Tempat Penelitian
Penelitian ini direncanakan dilakukan pada bulan Agustus 2012 sampai bulan oktober 2012 di beberapa tempat sebagai berikut:
1. Proses pembuatan spesimen dilakukan di Perusahaan Rahman Genteng, Pringsewu.
2. Proses pengujian tekan dilakukan di Laboratorium Teknik Sipil Universitas Indonesia, Depok.
3. Proses pengujian Porositas (Daya Serap) dilakukan di Laboratorium Material Teknik Mesin Universitas Lampung.
B. Alat Dan Bahan
Adapun bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah: 1. Tanah Liat
Merupakan bahan baku utama pembuat genteng (spesimen uji) 2. Pasir
Merupakan bahan campuran dalam pembuatan genteng. 3. Air
Merupakan bahan penyatu dalam pembuatan genteng 4. Abu sekam padi dan abu terbang batu bara
Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Cangkul
Digunakan untuk mengaduk bahan baku genteng. 2. Mesin ektruder (molen)
Digunakan untuk pembuatan kuweh. 3. Pevecorn (cetakan)
Digunakan untuk mencetak genteng/ spesimen uji. 4. Tungku
Digunakan untuk membakar spesimen (genteng). 5. Ayakan
Menggunakan ayakan dengan ukuran 200 mess.. 6. Timbangan
Digunakan untuk membantu dalam pengukuran komposisi bahan dalam pembuatan spesimen uji.
7. Mesin uji Tekan
Digunakan untuk pengujian Tekan. 8. Oven 200ºC.
Digunakan untuk menghilangkan kadar air pada genteng dalam pengujian porositas
9. Neraca teknis kapasitas 10 kg ketelitiian 1 gram. 10. Bak penampung air
C. Prosedur Penelitian
1. Proses Pencampuran dan Pengadukan
a. Menghaluskan abu sekam padi dan fly ash kemudian mengayak. b. Mencampur tanah liat, pasir, abu sekam padi dan abu terbang
batubara dengan di tambah air hingga rata dengan komposisi campuran :
1. Untuk sempel 5% komposisi campurannya adalah:
5% abu sekam padi dan 0% abu terbang batubara : 95% campuran genteng (5% air,15% pasir dan 75% lempung).
2. Untuk sempel 7,5% komposisi campurannya adalah:
5% abu sekam padi dan 2,5% abu terbang batubara: 92,5% campuran genteng (5% air, 15% pasir dan 72,5% lempung). 3. Untuk sempel 10% komposisi campurannya adalah:
5% abu sekam padi dan 5% abu terbang batubara: 90% campuran genteng (5% air, 15% pasir dan 70% lempung).
4. Untuk sempel 12,5% komposisi campurannya adalah:
Tabel 6. Komposisi bahan campuran genteng tanah liat (gram)
No Tanah
Liat Pasir Air
sekam padi
Abu terbang Batubara
1 1875 375 125 125 0
2 1812,5 375 125 125 62,5
3 1750 375 125 125 125
4 1687,5 375 125 125 187,5
c. Setelah tercampur dengan rata, kemudian bahan campuran dimasukkan kedalam mesin penggilingan yang bertujuan untuk memadatkan campuran bahan.
d. Setelah bahan sudah membentuk kuweh, maka kueh ditiriskan selama 24 jam.
2. Proses Pencetakan dan Pe mbakaran
a. Sebelum melakukan pencetakan alat cetak terlebih dahulu diolesi pelumas agar spesimen mudah dipindahkan dari alat cetak.
b. Setelah genteng dicetak kemudian ditiriskan selama 3 hari agar kadar air berkurang.
c. Setelah ditiriskan selama 3 hari genteng di keringkan dengan menggunakan sinar matahari selama 1 hari.
d. Genteng yang telah dikeringkan kemudian dimasukkan kedalam tungku pembakaran selama 3 hari.
pembakaran dengan api besar yang disebut pembakaran biscuit yang suhunya 800ºC sampai 1000ºC selama 12 jam.
3. Proses Pengujian porositas
Standar pengujian yang digunakan dalam pengujian ini adalah SNI 03_2095_1998 dengan langkah- langkah sebagai berikut:
a. Menyiapkan genteng
b. Mengeringkan genteng dalam oven pada suhu 110ºC selama 2 jam c. Menimbang genteng yang telah dikeringkan
d. Setelah genteng ditimbang kemudian direndam dalam air selama 24 jam.
e. Setelah genteng direndam kemudian genteng ditimbang dalam kondisi basah dengan menyeka permukaan genteng terlebih dahulu dengan lap lembab.
f. Menghitung rata-rata penyerapan air dalam genteng.
4. Proses Pengujian Tekan
a. Meletakkan genteng dalam arah membujur yang disangga dua batang baja berdiameter 3 cm. Batang baja pembebanan dipasang pada tengah genteng, dan meletakkan karet antara batang baja tersebut agar tidak kontak langsung antarabatang baja dengan genteng
D. Diagram Alir Penelitian
Gambar 4. Diagram alir penelitian Start
Pengumpulan data Pendukung
Persiapan dan Pembuatan Spesimen Genteng
Pengujian
Uji Porositas Uji Tekan
Analisis Data Dan Pembahasan
Kesimpulan
V. PENUTUP
A. Simpulan
Setelah melakukan penelitian dan pengolahan data, maka dapat diambil simpulan sebagai berikut:
1. Penambahan abu sekam padi sebesar 5% dapat meningkatkan kekuatan tekan dan porositas genteng tanah liat.
2. Penambahan 5% abu sekam padi sebesar dan 2,5% abu tebang batubara menurunkan kekuatan tekan genteng.
3. Nilai minimum untuk pengujian tekan diperoleh pada genteng dengan campuran 5% abu sekam dan 2,5% abu terbang batu bara yaitu 9,757 Kpa.
4. Nilai minimum untuk pengujian porositas diperoleh pada pada genteng dengan komposisi 5% abu sekam padi dan 7.5% abu terbang batu bara daya serap air menaglami penurunan dengan nilai 23.78%.
B. Saran
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, maka peneliti menyarankan:
1. Dalam proses pencampuran bahan lebih diperhatikan karena sangat mempengaruhi kualitas genteng tersebut.
2. Penelitian ini hanya mengungkap pengaruh variasi campuran 5% abu sekam padi dan 2,5%, 5%, 7,5% abu terbang batu bara.
PENGARUH PENAMBAHAN ABU SEKAM PADI DAN
ABU TERBANG BATUBARA TERHADAP KEKUATAN TEKAN
DAN POROSITAS GENTENG TANAH LIAT
KABUPATEN PRINGSEWU
(Skripsi)
DONY SIGIT KUNCORO
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
DAFTAR GAMBAR
halaman
Gambar 1. Abu sekam padi ... 7
Gambar 2. Abu terbang batubara ... 12
Gambar 3. Struktur mineral- mineral lempung ... 20
Gambar 4. Diagram alir penelitian ... 30
Gambar 5. Grafik uji kekuatan tekan ... 32
Halaman
DAFTAR ISI ... i
DAFTAR GAMBAR ... iv
DAFTAR TABEL ... v
BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Tujuan Penelitian ... 3
C. Batasan Masalah ... 3
D. Sistematika Penulisan Laporan ... 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA A. Abu Sekam Padi (Rice Husk Ash) ... 5
B. Abu Terbang Batubara (fly ash) ... 8
Sifat-sifat Fly ash... 11
1. Sifat Fisik ... 11
2. Sifat kimia... 11
C. Silika ... 13
D. Genteng ... 15
Jenis-jenis genteng berdasar material ... 16
1. Genteng Tanah Liat ... 16
2. Genteng Metal ... 16
4. Genteng Aspal ... 17
5. Genteng Kaca... 17
E. Bahan baku pembuatan genteng tanah liat ... 17
1. Tanah Liat/Lempung ... 18
a. Struktur Mineral Lempung... 19
b. Komposisi Mineral Lempung... 20
2. Pasir ... 22
3. Air ... 22
F. Karakteristik Benda Uji ... 23
1. Porositas (Daya Serap) ... 23
1. Uji Tekan ... 23
BAB III. METODE PENELITIAN A. Tempat Penelitian ... 25
B. Alat dan Bahan ... 25
C. Prosedur Penelitian ... 27
1. Proses Pencampuran dan Pengadukan ... 27
2. Proses Pencetakan dan Pembakaran ... 28
3. Proses Pengujian Porositas ... 29
4. Proses Pegujian Tekan ... 29
D. Diagram Alir Penelitian 30
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Data Hasil Pengujian ... 31
a. Data hasil kekuatan tekan ... 31
b. Data hasil uji porositas ... 33
BAB V. PENUTUP
A. Simpulan... 38 B. Saran ... 39
DAFTAR PUSTAKA
Abdulloh. 2004. Evaluasi Teknik Uji Geser dan Uji Tekan dalam Kajian
Pengaruh Kadar Air dan Penambahan Zat Limbun terhadap karakteristik Plastisitas lempung asal Dsn. Pandisari Ds. Sawoo Kec. Kutorejo Kab. Mojokerto, Thesis tidak diterbitkan. Bandung: Departemen Kimia Fakultas MIPA ITB.
Surdia, Tata M.s.Met.E. 1996. Teknik Pengecoran. Penerbit Pradnya Paramita, Jakarta.
Prasetyoko, D., (2001). Pengoptimuman Sintesis Zeolit Beta dari pada Silika abu sekam padi Pencirian dan Tindak Balas Pemangkinan Friedel Crafts, Universiti Teknologi Malaysia ( TESIS ).
Badan Standar Nasional, 2002, SK-SNI 03-6861.1 Spesifikasi Bahan Bangunan , Jakarta.
Badan Standar Nasional, 1998, SK-SNI 03-2095 Genteng Keramik, Jakarta.
Harsono, H., 2002, Pembuatan Silika Amorf Dari Limbah Sekam Padi, Vol.III Jurnal Ilmu Dasar, Indonesia, 98-103.
Humas Pemkab Pringsewu:2010
Surdia, T. & Saito, S., 1985, Pengetahuan Bahan Teknik, PT. Pradnya Paramita, Jakarta.
Indra. Mei.2012. Pengaruh Penambahan Abu Sekam Padi Terhadap Kekuatan Tekan dan Porositas Genteng Tanah liat kabupaten pringsewu.
Tugas Akhir jurusan teknik Mesin fakultas teknik Lampung: Universitas Lampung.
Kurniasari, H.D. 2008. Solidifikasi Limbah Alumina dan Sand Blasting PT. Pertamina UP IV Cilacap Sebagai Campuran Bahan Pembuatan Keramik. Tugas Akhir jurusan teknik lingkunagn fakultas teknik sipil dan
DAFTAR TABEL
halaman
Tabel 1. Komposisi kimia abu sekam padi ...8
Tabel 2. Komposisi kimia abu Terbang batubara ...12
Tabel 3. Kelompok dan komposisi mineral lempung ...21
Tabel 4. Komposisi kimia dalam lempung...21
Tabel 5. Beban kekuatan genteng ...24
Tabel 6. Komposisi bahan campuran genteng tanah liat...28
Tabel 7. Uji kekuatan tekan...31
‘’
Berusahalah untuk tidak menjadi
manusia yang berhasil tapi berusahalah
menjadi manusia yang berguna
’’
(Einstein)
”
Optimis, Karena Hidup Terus
Mengalir Dan Kehidupan
Terus Berputar
”
“Wisuda setelah 1
4 semester adalah
kesuksesan yang tertunda”
“L
ebih baik
terlambat dari
pada tidak sama
PENGARUH PENAMBAHAN ABU SEKAM PADI DAN ABU TERBANG BATUBARA TERHADAP KEKUATAN TEKAN DAN POROSITAS GEN TENG TAN AH LIAT KABUPATEN PRINGSEWU.
Judul Skripsi :
Nama Mahasiswa : DON Y SIGIT KUNCORO Nomor Pokok Mahasiswa : 0615021064
Jurusan : Teknik Mesin Fakultas : Teknik
MENYETUJUI
1.
Komisi Pembimbing
Zulhanif, S.T., M.T. Tarkono, S.T., M.T. NIP. 19730402 200003 1002 NIP. 19700415 199802 1001
2.
Ketua Jurusan Teknik Mesin
MENGESAHKAN
1.
Tim Penguji
Ketua Penguji : Zulhanif, S.T., M.T. ………
Anggota Penguji : Tarkono, S.T., M.T. ..………..
Penguji Utama : Harnowo Supriadi, S.T., M.T. ………
2.
Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung
Dr. Ir. Lusmeilia Afriani, D.E.A. NIP. 196505101993032008
PERN YATAAN PENULIS
SKRIPSI INI DIBUAT OLEH PENULIS DAN BUKAN HASIL PLAGIAT
SEBAGAIMANA DIATUR DALAM PASAL 44 PERATURAN
AKADEMIK UNIVERSITAS LAMPUNG DENGAN SURAT KEPUTUSAN REKTOR No. 159/H26/PP/2010.
YANG MEMBUAT PERNYATAAN
Dengan kerendahan hati dan
mengharap ridho Illahi Robbi
ku persembahkan skripsiku ini untuk :
Keluargaku Tercinta
Dan
Almamater
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bandar Lampung pada tanggal 14 Desembar 1988 sebagai anak pertama dari empat bersaudara, dari pasangan Bapak L.S.Kuncoro dan Ibu Nurhayati.
Penulis menyelesaikan Pendidikan di Sekolah Dasar (SD) Negeri 1 Way Kandis pada tahun 2000, MTS Negri 2 Bandar Lampung pada tahun 2003, SMK Negeri 2 Bandar Lampung pada tahun 2006. Sejak tahun 2006 penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB).
SANWACANA
Assalamu’alaikum Wr.Wb.
Alhamdulillaahirabbil’aalamiin, segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkat rahmat, hidayah dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Shalawat beriring salam penulis panjatkan kepada junjungan Nabi besar Allah, Muhammad SAW yang telah membimbing dan menghantarkan kita pada zaman yang terang benderang pada saat sekarang ini.
Skripsi dengan judul “Pengaruh Penambahan Abu Sekam Padi dan Abu Terbang Batubara Terhadap Kekuatan Tekan dan Porositas Genteng Tanah Liat Kabupaten Pringsewu”.
Dalam penyusunan skripsi ini, penulis telah mendapatkan banyak motivasi dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada:
1. Bapak dan Ibu tercinta yang selalu memberikan seluruh keperluan penulis serta kasih sayang dan mendoakan atas harapan akan kesuksesan penulis hingga dapat menyelesaikan studi.
2. Adik-adikku terima kasih atas dukungan, motivasi, cinta dan kasih sayangnya. (wish we all the best).
3. Ibu Dr. Ir. Lusmeilia Afriani, D.E.A., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung.
6. Bapak Zulhanif, S.T.,M.T. selaku pembimbing utama tugas akhir yang telah memberikan pengarahan kepada penulis selama masa studi di Universitas Lampung. Terima kasih atas semua arahan, bimbingan dan ilmu yang diberikan selama penyelesaian tugas akhir penulis.
7. Bapak Tarkono, S.T.,M.T. selaku dosen pembimbing pendamping tugas akhir ini, terima kasih atas semua arahan, bimbingan dan ilmu yang diberikan kepada penulis selama penyelesaian tugas akhir penulis.
8. Bapak Harnowo Supriadi, S.T., M.T. selaku pembimbing akademik dan dosen pembahas dalam tugas akhir dan penguji dalam sidang sarjana, terima kasih atas semua saran-saran, bimbingan, dan juga atas segala nasehatnya terhadap penulis.
9. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin yang telah banyak memberikan ilmunya kepada penulis dan staf administrasi yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan studi di Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung ini.
10.Ade Apiyajuga S.kom, yang telah memberikan semangat, motivasi serta doa yang sangat bermanfaat bagi penulis.
Alfuadi, Wayan, Dimas Rilham, Hendy arifin, Rizal Ferdiansyah, Yoga Kurnia Amran, Yoga Adi Nugraha, Sulistiyono, Agung Wijaya, Alfrino Biantoro, Yudo, Zaki, Yusman, Alfis, Dino, Joni Parizal, Habib, Dea Pintaranata, Panji Satrio WG, Agus Setiawan, dan rekan-rekan Teknik Mesin 2006 lainnya yang telah membantu dan memberikan dukungannya. Semoga persaudaraan kita tetap terjaga dengan slogan “Solidarity
Forever”.
12.Rekan-rekan angkatan 1998-2005 dan 2007-2012 Teknik Mesin Unila dan semua pihak yang telah membantu penulis.
Dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu, terima kasih penulis ucapkan atas bantuan yang diberikan sehingga terselesaikannya skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin
Bandar Lampung, 15 Maret 2013 Penulis
PENGARUH PENAMBAHAN ABU SEKAM PADI DAN
ABU TERBANG BATUBARA TERHADAP KEKUATAN TEKAN
DAN POROSITAS GENTENG TANAH LIAT
KABUPATEN PRINGSEWU
Oleh:
Dony Sigit Kuncoro
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar
Sarjana Teknik
Pada
Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
