ABSTRAK
Pengaruh Penambahan Limbah Padat Abu Terbang Batubara (Fly Ash) Terhadap Kekuatan Tekan Dan Porositas Genteng Tanah Liat Kabupaten
Pringsewu
Oleh Puji Febriansyah
Secara kimia fly ash merupakan minieral almino silika yang mengandung unsur Ca,K, dan Na, fly ash mempunyai karakteristik berkapasitas pengikat dari sedang sampai tinggi serta mempunyai sifat-sifat pembentuk semen. Pada penelitian ini penulis menggunakan limbah industri abu terbang batubara (Fly Ash) sebagai alternatif bahan campuran pembuatan genteng. Proses pembuatan genteng dilakukan dengan mencampur tanah liat, pasir, air dan fly ash. 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 terhadap genteng tanah liat di Kabupaten Pringsewu.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa terjadi perubahan kekuatan tekan dan porositas dibandingkan genteng tanpa campuran fly ash. Nilai optimum untuk pengujian tekan dan pengujian porositas diperoleh pada genteng dengan campuran komposisi fly ash 5% dengan nilai rerata kekuatan tekannya yaitu 11.042 KPa dan nilai rerata porositas adalah 17,27%. Nilai minimum untuk pengujian tekan dan porositas diperoleh pada genteng tanpa campuran fly ash dengan nilai rerata kekuatan tekannya 8.393 KPa dan nilai rerata porositas adalah 21.92%.
Kata kunci: genteng tanah liat, abu terbang batubara (fly ash), silica (SiO2),
The Impact of Solid Waste Coal Fly Ash Replenishment into the Press Power and Clay Roof Tile Porosity in Kabupaten Pringsewu
Oleh Puji Febriansyah
Chemically fly ash is an alumino silica-containing mineral elemens Ca, K dan Na, fly ash characteristicsof the binding capacity is moderate to high, and has a cement-forming properties. In this study the author use industrial waste coal fly ash as an alternative to forming a mixture of tile. It is made by compounding of clay, sand, water and fly ash.Then, they are mashed by extruder machine and forming of kuweh and then, airing for three days before the process of stamping. The roof tile is dried for four days then there is fumigation for twelve days and continued by combustion for also twelve days. The examination which used is press and porosity examination with the aim of knowing whether there is additional impact of rice’ husk ash’ existence or not into clay roof tile in Kabupaten Pringsewu.
The research’s results showed that there is conversion of press and porosity power compared with roof tile without fly ash composition. The optimum value for the press and porosity examination is obtained from the roof tile with 5% fly ash composition with the press power’s average value 11.042 KPa and the porosity average value 17,27%. The minimum value for the press and porosity power is obtained from the roof tile without fly ash’s composition with the press power’s average value 8.393 KPa and its porosity average value 21.92%.
PENGARUH PENAMBAHAN LIMBAH PADAT ABU TERBANG
BATUBARA
(FLY ASH)
TERHADAP KEKUATAN TEKAN DAN
POROSITAS GENTENG TANAH LIAT KABUPATEN
PRINGSEWU
(Skripsi)
PUJI FEBRIANSYAH
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
DAFTAR GAMBAR
halaman
Gambar 1. Abu terbang batubara ... 12
Gambar 2. Struktur mineral-mineral lempung ... 20
Gambar 3. Diagram alir penelitian ... 30
Gambar 4. Grafik uji kekuatan tekan ... 32
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.
Badan Standar Nasional, 1998, SK-SNI 03-2095 Genteng Keramik, Jakarta.
Badan Standar Nasional, 2002, SK-SNI 03-6861.1 Spesifikasi Bahan Bangunan , Jakarta.
Furguson G, (1983):” Use of Self Cementing Fly ash as a Soil Stabilisation Agent”, Proc. Fly ash for Soil Improvement, ASCE Special Geotechnical Publication, 36: 1- 4.
Huang, J.T., Airey, (1993):”Effects of cement and density on an artificially cemented sand”, Geotechnical Enggineering of Hard Soils-Soft Rocks, Balkema.
Humas Pemkab Pringsewu:2010
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
perencanaan. Yogjakarta: Universitas islam Indonesia.
Surdia, T. & Saito, S., 1985, Pengetahuan Bahan Teknik, PT. Pradnya Paramita, Jakarta.
Surdia, Tata M.s.Met.E. 1996. Teknik Pengecoran. Penerbit Pradnya Paramita, Jakarta.
Website
Fly Ash: http://en.wikipedia.org/wiki/Fly_ash
v
DAFTAR TABEL
halaman
Tabel 1. Komposisi kimia abu Terbang batubara ...12
Tabel 2. Kelompok dan komposisi mineral lempung ...21
Tabel 3. Komposisi kimia dalam lempung ...21
Tabel 4. Beban kekuatan genteng ...24
Tabel 5. Komposisi bahan campuran genteng tanah liat...28
Tabel 6. Uji kekuatan tekan ...31
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ... i
DAFTAR GAMBAR ... iii
DAFTAR TABEL ... iv
BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Tujuan Penelitian ... 3
C. Batasan Masalah ... 3
D. Sistematika Penulisan Laporan ... 3
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA A. Genteng ... 5
Jenis genteng berdasarkan material ... 6
1. Genteng atap sirap ... 6
2. Genteng tanah liat tradisional ... 6
3. Genteng keramik... 7
4. Genteng beton ... 7
5. Genteng dak beton ... 7
6. Genteng metal ... 8
7. genteng aspal ... 8
B. Bahan baku pembuatan genteng tanah liat ... 7
ii
2. Pasir ... 16
3. Air ... 16
4. Limbah Padat Abu Terbang Batubara (Fly Ash) ... 16
Sifat Kimia dan Sifat Fisik Fly Ash ... 18
5. Silika ... 19
D. Karakteristik Benda Uji ... 22
1. Porositas (Daya Serap) ... 22
2. UjiTekanl... 22
BAB III. METODE PENELITIAN A. Tempat Penelitian ... 24
B. Alat dan Bahan ... 24
C. Prosedur Penelitian ... 26
1. Proses Pencampuran dan Pengadukan ... 26
2. Proses Penceetakan dan Pembuatan ... 27
3. Proses Pegujian Porositas ... 28
4. Proses Pengujian Tekan ... 28
D. Diagram Alir Penelitian 29
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Data Hasil Uji Kekuatan Tekan ... 28
B. Data Hasil Uji Daya Serap Air (Uji Porositas) ... 33
C. Pembahasan ... 36
BAB V. PENUTUP A. Simpulan ... 40
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kebutuhan akan tempat tinggal (rumah) pada dewasa ini semakin meningkat seiring dengan laju pertumbuhan penduduk yang semakin pesat. Peningkatan kebutuhan akan perumahan secara otomatis kebutuhan akan bahan bangunan semakin meningkat pula. Peningkatan akan kebutuhan bahan bangunan harus disikapi dengan pemanfaatan dan penemuan bahan bangunan yang mampu memberikan alternatif kemudahan pengerjaan serta hemat biaya. Berbagai penelitian telah dilakukan dengan harapan akan ditemukannya alternatif teknik kontruksi yang efisien serta penyediaan bahan bangunan dalam jumlah besar dan ekonomis. Beberapa penelitian yang telah dilakukan untuk meningkatkan kualitas genteng antara lain :
1. Penelitian tentang suhu pembakaran terhadap kualitas genteng yang telah dilakukan oleh Nurjanah yaitu menemukan suhu pembakaran optimal sebesar 900 °C.
2. Penambahan bahan baku genteng menggunakan kaolin yang mempunyai kekuatan dan densitas lebih tinggi.
karakteristik berkapasitas pengikat dari sedang sampai tinggi serta mempunyai sifat-sifat pembentuk semen.
Pemakaian fly ash sebagai bahan subsitusi didasarkan atas sifat yang dapat mengikat jika dicampur dengan air dan pasir .Dewasa ini hasil produksi limbah abu terbang batu bara yang dihasilkan dari Pembagkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) berkisar 700.000 – 1000.000 ton/tahun.
Melihat begitu banyak limbah fly ash yang dihasilkan maka masalah yang akan timbul adalah masalah pengrusakan lingkungan. Berdasarkan permasalahan inilah maka diupanyakan pemanfaatan limbah agar tidak mencemari lingkungan dan bila perlu limbah tersebut menjadi sesuatu yang bernilai ekonomis.
Sebagian besar kandungan yang terdapat dalam fly ash adalah silika yang mempunyai sifat pengikat bila dicampur dengan air. Sifat silika yang dapat mengganggu keamanan lingkungan bila tidak ditangani secara memadai (Hidayat 1993).
3
digunakan dalam usaha kecil menengah (UKM) produksi genteng di
kabupaten Pringsewu.
B. Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari penelitian ini adalah:
Mengetahui pengaruh penambahan limbah padat 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. Proses pengujian yaitu uji porositas (daya serap) dan uji kekuatan tekan. 3. Variasi komposisi bahan tambah limbah padat abu terbang batubara (fly
ash) yang digunakan adalah 2,5%, 5%, dan 7,5%.
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
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. Genteng
Genteng merupakan bagian utama dari suatu bangunan sebagai penutup atap rumah. Fungsi utama genteng adalah menahan panas sinar matahari dan guyuran air hujan. Jenis genteng bermacam-macam, ada genteng beton, genteng tanah liat, genteng keramik, genteng seng dan genteng kayu (sirap). Keunggulan genteng tanah liat (lempung) selain murah, bahan ini tahan segala cuaca, dan lebih ringan dibanding genteng beton. Sedangkan kelemahannya, genteng ini bisa pecah karena kejatuhan benda atau menerima beban tekanan yang besar melebihi kapasitasnya. Kualitas genteng sangat ditentukan dari bahan dan suhu pembakaran, karena hal tersebut akan menentukan daya serap air dan daya tekan genteng. (Aryadi. Y, 2010).
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).
semata, tetapi secara umum genteng dibuat dari semen, agregat (pasir) dan air yang dicampur dengan material lain dengan perbandingan tertentu. Selain itu, untuk menambah kekuatan genteng juga digunakan campuran seperti serat 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 pukul, kekerasan dan sifat lainnya.(Saragih, 2007).
Jenis-jenis genteng :
1. Genteng atap sirap
Penutup atap yang terbuat dari kepingan tipis kayu ulin (eusideroxylon zwageri) ini umur kerjanya tergantung keadaan lingkungan, kualitas kayu besi yang digunakan, dan besarnya sudut atap. Penutup atap jenis ini bisa bertahan antara 25 tahun hingga selamanya. Bentuknya yang unik cocok untuk rumah rumah bergaya country dan yang menyatu dengan alam. (Ediputra, 2010).
2. Genteng tanah liat tradisional
7
bagian badan genteng. Bagi sebagian orang dengan gaya rumah tertentu mungkin ini bisa membuat tampilan tampak lebih alami, namun sebagian besar orang tidak menyukai tampilan ini. (Ediputra, 2010).
3. Genteng keramik
Bahan dasarnya tetap keramik yang berasal dari tanah liat. Namun genteng ini telah mengalami proses finishing yaitu lapisan glazur pada permukaannya. Lapisan ini dapat diberi warna yang beragam dan melindungi genteng dari lumut. Umurnya bisa 20 – 50 tahun dapat ditanyakan ke distributor. Aplikasinya sangat cocok untuk hunian modern di perkotaan. (Ediputra, 2010).
4. Genteng beton
Bentuk dan ukurannya hampir sama dengan genteng tanah tradisional, hanya bahan dasarnya adalah campuran semen PC dan pasir kasar, kemudian diberi lapisan tipis yang berfungsi sebagai pewarna dan kedap air. Sebenarnya atap ini bisa bertahan hampir selamanya, tetapi lapisan pelindungnya hanya akan bertahan antara 30 tahun hingga 40 tahun. (Ediputra, 2010).
5. Genteng dak beton
sering sekali terjadi. Maka perlu pengawasan pada pengecoran dan pemakaian waterproofing pada lapisan atasnya. (Ediputra, 2010).
6. Genteng metal
Bentuknya lembaran, mirip seng. Genteng ini ditaman pada balok gording rangka atap, menggunakan sekrup. Bentuk lain berupa genteng lembaran. Pemasangannya tidak jauh berbeda dengan genteng tanah liat hanya ukurannya saja yang lebih besar. Ukuran yang tersedia bervariasi, 60-120cm (lebar), dengan ketebalan 0.3mm dan panjang antara 1.2-12m. (Ediputra, 2010).
7. Genteng aspal
Bahan meterial yang satu ini dari campuran lembaran bitumen (turunan aspal) dan bahan kimia lain. Ada dua model yang tersedia di pasar. Pertama, model datar bertumpu pada multipleks yang menempel pada rangka. Multipleks dan rangka dikaitkan dengan bantuan sekrup. Genteng aspal dilem ke papan. Untuk jenis kedua, model bergelombang, ia cukup disekrup pada balok gording.
9
B. Bahan Baku Pembuatan Genteng Tanah Liat
1. Tanah Liat/ Lempung
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)
Lempung adalah material yang memiliki ukuran diameter partikel < 2 μm dan dapat ditemukan dekat permukaan bumi. Karakteristik umum dari lempung mencakup komposisi kimia, struktur lapisan kristal dan ukurannya. Semua mineral lempung memiliki daya tarik terhadap air. Sebagian mudah untuk membesar dan dapat memiliki volume 2 kali lebih besar dalam keadaan basah. Sebagian besar lempung terbentuk ketika batu berkontak dengan air, udara atau gas. Contohnya adalah batu yang mengalami kontak dengan air yang dipanaskan oleh magma (lelehan batu), batuan sedimen di laut atau di dasar danau.
50 % pecahan lempung) dan shale (batuan yang mudah pecah, sepertibatuan lumpur mengandung partikel lempung).
Karakteristik fisik lempung adalah lengket dan mudah dibentuk saat lembab, tetapi keras dan kohesif saat kering. Sebagian besar lempung memiliki kemampuan untuk menyerap ion dari suatu larutan dan melepaskan ion tersebut bila kondisinya berubah. Molekul air sangat tertarik pada permukaan mineral lempung, oleh karena itu ketika sedikit lempung ditambahkan ke dalam air maka akan terbentuk slurry karena lempung mendistribusikan dirinya sendiri ke dalam air. Campuran lempung dalam jumlah besar dan sedikit air akan menghasilkan lumpur yang dapat dibentuk dan dikeringkan untuk menghasilkan bahan yang keras dan padat. (Sutopo, 1987).
a. Struktur Atom Mineral Lempung
Struktur atom mineral lempung terdiri dari dua unit struktural, yaitu (Das,1998):
1. Silika tetrahedral, yang terdiri dari empat atom oksigen mengelilingi satu atom silicon, kombinasi ini membentuk lempeng silica (shilica sheet)
11
2. Aluminium oktahedral, yang terdiri dari enam gugus hidroksil yang mengelilingi sebuah atom aluminium. Kombinasi ini membentuk lempeng gibbsite (gibbsite sheet) atau dapat juga disebut lempeng brucite (brucite sheet) bila atom Al digantikan oleh Mg.
Gambar 2. Struktur Aluminium Oktahedral
Jaringan tetrahedral memiliki dua struktur, yaitu dioktahedral dan trioktahedral. Struktur dioktahedral memiliki dua kation oktahedral per unit sel karena Al3+ lebih dominan dan hanya menempati 2/3 kisi oktahedral sedangkan struktur triokthedral memiliki 3 kation oktahedral tiap setengah unit sel.
b. Komposisi Mineral Lempung
Berdasarkan komposisinya mineral lempung dibedakan menjadi beberapa kelompok seperti ditampilkan pada tabel 1, sedangkan komposisi kimia yang terdapat dalam lempung menurut metode NLCE (NationalLaboratory for Civil Engeneering) terlihat pada table 2.
Tabel 1. Kelompok dan komposisi mineral lempung.
Kelompok Struktur Lapissan Komposisi Kaolinite 1:1 dioktahedral Al2Si2O5(OH)4
Serpentine 1:1 troktahedral Mg6Si4O10(OH)8
Montmorilont e atau
Semectite
2:1 dioktaheral atau troktahedral
(Na,Ca)0,3(Al,Mg)2Si4O10
(OH)2nH2O
Pyrohillite 2:1 dioktahedral Al2Si4O10(OH) Talk 2:1 trioktahedral (Mg,Fe,Al)6(Si,Al)4O10
(OH)8
Chlorite 2:1 trioktahedral (Mg,Fe,Al)6(Si,Al)4O10
(OH)8
Mika 2:1 dioktahedral atau trioktahedral
KAl2(AlSi)O10(OH)
Sumber : Abdulloh (2004) dan Barroroh (2007)
Lapisan alumina memiliki rumus molekul Al2(OH)6 dan ini biasa
13
Tabel 2. Komposisi kimia dalam lempung
Senyawa Jumlah
Silika (SiO2) 61,43
Alumina (Al2O3) 18,99
Besi Oksida (FeO3) 1,22
Kalsium Oksita (CaO) 0,84
Magnesium Oksida (MgO) 0,91
Sulfur Trioksida (SO3) 0,01
Potasium Oksida (K2O) 3,21
Sodium Oksida (Na2O) 0,15
H2O hilang pada suhu 105° C 0,6
H2O hilang pada pembakaran diatas 105° C
12,65
c. Penggunaan Lempung dalam Kehidupan Manusia
d. Asal Usul Terbentuknya Lempung
Batu lempung adalah merupakan kumpulan dari mineral lempung yang termasuk jenis batuan sedimen yang mempunyai ukuran butir < 1/256 mm (skala wentworth), lempung ini tersusun atas kelompok alumina silicates (alumina silika, seperti Al, Fe, Mg, Si), lempung biasanya muncul dari daerah dengan kondisi geologis tertentu dan bisa terbentuk di laut (marine clay) atau di darat (terrestrial clay), dengan proses pembentukan bisa secara allogenic clay (dari luar cekungan sedimentasi) atau secara authigenic clay (terbentuk di dalam lingkungan sedimentasi, misalnya perubahan atau proses alterasi dari mineral feldspar menjadi mineral lempung) dan juga dapat terbetuk di daerah vulkanik, daerah geotermal dan sebagainya. Jadi ditinjau dari ukuran butir dalam urutan batuan sedimen, batu lempung ini mempunyai ukuran yang paling halus. Salah satu contoh dari batu lempung diantaranya adalah batu lempung karbonat dan batu lempung laminasi.
15
Gambar 4. Batuan lempung laminasi
Batu lempung karbonat mengandung material karbon / bersifat karbonan material ini umumnya berwarna gelap. Proses terbentuknya material karbonat ini berhubungan dengan tanaman darat (land plants/terrestrial higher plants), yang tertimbun dalam proses sedimentasi dalam kondisi reduksi (an-oxidized), sehingga menjadikan pengkayaan material organik.
mengakibatkan butiran sangat halus. Butiran yang halus tersebut terus terbawa sampai ke daerah cekungan berarus tenang dan butiran yang halus tersebut terendapkan secara perlahan-lahan dan terjadi proses yang disebut lithifikasi atau sedimentasi sehingga terjadilah pembatuan yang akhirnya terbentuk batu lempung laminasi. (Abdulloh, 2004)
2. Pasir
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
17
4. Limbah Padat Abu Terbang Batubara (fly ash)
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).
Fly ash dapat dibedakan menjadi 3 jenis (ACI Manual of Concrete Practice 1993 Part 1 226.3R-3),yaitu :
a. Kelas C
Fly ash yang mengandung CaO di atas 10% yang dihasilkan dari pembakaran lignite atau sub-bitumen batubara (batubara muda). 1. Kadar (SiO2 + Al2O3 +Fe2O3) > 50%
2. Kadar CaO < 5% b. Kelas F
1. Kadar (SiO2 + Al2O3 +Fe2O3) > 70% 2. Kadar CaO < 5%
c. Kelas N
Pozzolan alam atau hasil pembakaran yang dapat digolongkan antara lain tanah diatonic, opaline chertz, shale, tuff dan abu vulkanik, yang mana biasa diproses melalui pembakaran atau tidak melalui proses embakaran. Selain itu juga mempunyai sifat pozzolan yang baik.
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 satu bahan campuran pembuat beton. Selain itu, sebenarnya abu terbang batubara memiliki berbagai kegunaan yang amat beragam:
1. Penyusun beton untuk jalan dan bendungan 2. Penimbun lahan bekas pertambangan
3. Recovery magnetic, cenosphere, dan karbon
4. Bahan baku keramik, gelas, batu bata, dan refraktori 5. Bahan penggosok (polisher)
6. Filler aspal, plastik, dan kertas 7. Pengganti dan bahan baku semen
19
Sifat Kimia dan Sifat Fisik Fly Ash
Komponen utama dari abu terbang batubara yang berasal dari pembangkit listrik adalah silika (SiO2), alumina, (Al2O3), besi oksida
(Fe2O3), kalsium (CaO) dan sisanya adalah magnesium, potasium,
sodium, titanium dan belerang dalam jumlah yang sedikit. Rumus empiris abu terbang batubara ialah: Si, Al, Ca, Na, Fe, Mg, K, Ti.
Tabel 3. 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
LOI 0-3
terbang diukur dengan menggunakan Loss Of Ignition Method (LOI), yaitu suatu keadaan hilangnya potensi nyala dari abu terbang batubara.
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. 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 – 0,015 mm, luas permukaannya 1-2 m2/g, massa jenis (specific gravit) 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)
5. 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
21
Silika biasa diperoleh melalui proses penambangan yang dimulai dari menambang pasir kuarsa sebagai bahan baku. Pasir kuarsa tersebut kemudian dilakukan proses pencucian untuk membuang pengotor yang kemudian dipisahkan dan dikeringkan kembali sehingga diperoleh pasir dengan kadar silika yang lebih besar bergantung dengan keadaan kuarsa dari tempat penambangan. Pasir inilah yang kemudian dikenal dengan pasir silika atau silika dengan kadar tertentu.
Silika biasanya dimanfaatkan untuk berbagai keperluan dengan 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.
semen akan diisi oleh mikrosilika sehingga berfungsi sebagai bahan penguat beton (mechanical property) dan meningkatkan daya tahan (durability). Selama ini kebutuhan mikrosilika dalam negeri dipenuhi oleh produk impor. Ukuran lainnya yang lebih kecil adalah nanosilika bnyak digunakan pada aplikasi di industri ban, karet, cat, kosmetik, elektronik, dan keramik. Sebagai 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 pajang daripada produk ban tanpa penambahan nanosilika.
23
C. 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 =
(SNI 03_2095_1998)
2. Uji Tekan
Penentuan kuat tekan dilakukan dengan menggunakan alat uji tekan. Pengujian dilakukan pada benda uji sampai benda uji pecah dan jarum akan menunjukkan kekuatan tekan dari benda uji. Genteng yang tidak tahan terhadap gaya tekan bisa disebabkan oleh karena unsur silika ataupun penguat dalam bahan baku masih kurang, sehingga produk genteng hanya mampu menahan gaya tekan yang relative rendah.
Tabel 4. Beban kekuatan genteng (Kg)
Tingkat mutu Beban rata-rata genteng yang diuji
III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Tempat Penelitian
Penelitian ini direncanakan dilakukan pada bulan Agustus 2012 sampai bulan November 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
25
4. Limbah padat abu terbang batubara (fly ash)
Merupakan bahan tambah yang dicampurkan dengan bahan baku utama.
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
11. Lap lembab.
C. Prosedur Penelitian
Persiapan spesimen uji adalah langkah awal dari penelitian ini,
1. Proses Pencampuran dan Pengadukan
a. Menyiapkan limbah padat abu terbang batubara (fly ash) kemudian mengayak.
b. Mencampur tanah liat,pasir dan limbah padat abu terbang batubara (fly ash) dengan di tambah air hingga rata dengan komposisi campuran : 1. Untuk sempel 2,5% komposisi campurannya adalah:
2,5% limbah padat abu terbang batubara (fly ash) : 97,5% campuran genteng (5% air, 15% pasir dan 77,5% lempung).
2. Untuk sempel 5% komposisi campurannya adalah:
5% limbah padat abu terbang batubara (fly ash) : 95% campuran genteng (5% air, 15% pasir dan 75% lempung).
3. Untuk sempel 7,5% komposisi campurannya adalah:
7,5% limbah padat abu terbang batubara (fly ash) : 85% campuran genteng (5% air, 15% pasir dan 72,5% lempung).
4. Untuk sempel 0% limbah padat abu terbang batubara (fly ash) campurannya adalah:
27
Tabel 5.Komposisi bahan campuran genteng tanah liat (gram)
No Tanah Liat Pasir Air Limbah padat
abu terbang batu bara (fly ash)
1 2000 375 125 0
2 1937,5 375 125 62,5
3 1875 375 125 125
4 1812,5 375 125 187,5
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 Pembakaran
a. Sebelum dilakukan pencetakan alat cetak terlebih dahulu diolesi pelumas agar spesimen mudah dipindahkan dari alat cetak.
L= 260 mm L=320 mm
b. Setelah genteng dicetak kemudian di tiriskan selama 3 hari agar kadar air berkurang.
d. Genteng yang telah dikeringkan kemudian dimasukkan kedalam tungku pembakaran selama 3 hari.
e. Pembakaran dimulai dengan api kecil yang disebut pengasapan dengan suhu dibawah 600º C selama 12 jam dan dilanjutkan 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
29
b. Pembebanan dilakukan secara perlahan dengan penambahan 5 kgf/s hingga genteng patah.
[image:39.595.106.509.157.717.2]D. Diagram Alir Penelitian
Gambar 5. 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. Berdasarkan dari data pengujian kekuatan tekan dan porositas genteng, ada pengaruh penambahan limbah padat abu terbang batubara (fly ash) sangat berpengaruh pada kualitas genteng.
2. Dengan penambahan limbah padat abu terbang batubara (fly ash) terjadi perubahan kekuatan tekan dan porositas dibandingkan genteng tanpa campuran limbah padat abu terbang batubara (fly ash), nilai optimum untuk pengujian tekan dan pengujian porositas diperoleh pada genteng dengan campuran komposisi limbah padat abu terbang batubara (fly ash) 5% dengan nilai rerata kekuatan tekannya yaitu 11.042 KPa dan nilai rerata porositas adalah 17,27%.
3. Nilai minimum untuk pengujian tekan dan porositas diperoleh pada genteng tanpa campuran limbah padat abu terbang batubara (fly ash) dengan nilai rerata kekuatan tekannya 8.393 kPa dan nilai rata-rata porositas adalah 21.92%.
41
B. Saran
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, maka peneliti menyarankan: 1. Dalam proses pencampuran bahan lebih ditingkatkan karena sangat
mempengaruhi kualitas genteng tersebut.
“Tidak ada masalah yang tidak bias diselesaikan selama ada
kemauan untuk menyelesaikannya”
“
Kita berdoa kalau kesusahan dan membutuhkan
sesuatu, mestinya kita juga berdoa dalam kegenbiraan
besar dan saat rezeki melimpah
”
PENGARUH PENAMBAHAN LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA ( FLY ASH ) TERHADAP
KEKUATAN TEKAN DAN POROSITAS GENTENG TANAH LIAT KABUPATEN PRINGSEWU
Judul Skripsi :
Nama Mahasiswa : PUJI FEBRIANSYAH Nomor Pokok Mahasiswa : 0615021102
Jurusan : Teknik Mesin Fakultas : Teknik
MENYETUJUI
1.
Komisi Pembimbing
Zulhanif, S.T., M.T. Tarkono, S.T., M.T.
NIP. 197004151998021001 NIP. 197004151998021001
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
PERNYATAAN 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
harapan menggapai ridho Illahi Robbi
ku persembahkan skripsi ini untuk :
Keluargaku
Dan
Almamater tercinta
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kabupaten Malang, Provinsi Jawa Timur, pada tanggal 29 Februari 1988 sebagai anak kedua dari dua bersaudara, dari pasangan Bapak Siswoyo dan Ibu Suwarsih.
Pendidikan Sekolah Dasar di SD I Bandar Agung Lampung diselesaikan pada tahun 2000, kemudian menyelesaikan pendidikan di SLTP Negeri 6 Bandar Agung Lampung Tengah diselesaikan pada tahun 2003, dan SMA Negri I Terusan Nunyai Lampung Tengah diselesaikan 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, puji dan syukur penulis hanturkan kepada Allah SWT, karena dengan izin-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini walau masih benyak kekurangan-kekurangan karena keterbatasan penulis. Shalawat serta 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 Limbah Padat Abu Terbang Batubara (Fly Ash) Terhadap Kekuatan Tekan Dan Porositas Genteng Tanah Liat Kabupaten Pringsewu”.
Skripsi ini disusun sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Mesin Universitas Lampung. Skripsi ini dapat terselesaikan berkat bantuan dan kerjasama dengan berbagai pihak , oleh karena itu pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati, penulis tak lupa mmengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan skripsi ini,secara khusus skripsi ini penulis tujukan :
2. Kakakyang tak bosan memberikan nasehat, dukungan, motivasi, pengertian, doa dan kasih sayangnya.
3. Ibu Dr. Ir. Lusmeilia Afriani, D.E.A., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung.
4. Bapak Harmen Burhanuddin, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung.
5. Bapak Dr. Asnawi Lubis selaku koordinator tugas akhir jurusan Teknik Mesin UNILA.
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, terima kasih atas semua arahan, bimbingan dan ilmu yang diberikan selama penyelesaian tugas akhir penulis.
8. Bapak Harnowo, S.T., M.T. selaku dosen pembahas dalam seminar tugas akhir dan penguji dalam sidang sarjana, terima kasih atas semua saran-saran, bimbingan, dan juga atas segala nasehat dan motivasinya terhadap penulis.
9. Bapak Martinus, S.T., M.Sc. selaku pembimbing akademik yang telah membimbing dan membantu dalam memberikan ilmunya dalam menyelesaikan tugas akhir penulis.
11.Segenap keluarga besar, Sungkono S.Pd. Terima kasih atas dukungan, motivasi, dan do’anya.
12.Fatmasari Zul Manggarani S.Pd. yang setia mendukung, mengingatkan penulis untuk tetap bersemangat dan tidak putus asa, dan selalu memberi motivasi serta do’anya.
13.Teman-teman seperjuangan Doni Sigit, Mei Indra S.T, Edo Trinando, Lucky Cahyadi, Budi Waluyo, Rahmat Iskandar Fajri, Danan Purnajaya, Alex Setiawan S.T., Rino S.T, Adit Triatmaja, S.T., Nurhadi, Dodi Suharto S.T, Hanif S.T, Cholian Perwira, Setiyo Birowo S.T, Ketut Dewantara, Wengky Berliyanto, Dimas Cahyo, Gians Aditya Gumelar S.T., Heru Dwi Putra S.T., Satyan Donier S.T., Ismail S.T., Zaenal Arifin S.T., , Dedi Iskandar, Hadi Prayitno, Subekti Bagus, Prima Kumbara S.T, Imron Oktariawan, Almarhum Alfuadi, Wayan, Dimas Rilham, Rahmat Fansuri, Rizal Ferdiansyah, Yoga Kurnia Amran (Gundam), Yoga Adi Nugraha, Sulistiyono, Agung Palembang, Alfrino Biantoro, Sonic Niwatama, S.T., Bambang Sulaksana, Yudo, Zaki, Yusman, Dian Fadli, Alfis, Fauzi, Dino, Zaenal, Joni Parizal, , Habib, Arman, Bongsu, S.T., Jonatan, S.T., Dea Pintaranata, S.T., Panji Satrio WG, S.T., Nur Ismanto, S.T., dan rekan-rekan Teknik Mesin 2006 lainnya yang telah membantu dan memberikan dukungannya. Semoga persaudaraan kita tetap terjaga dengan slogan “Solidarity Forever”.
15.Keluarga besar Mas Beni yang telah banyak membantu penulis dalam penyelesaian tugas akhir ini.
16.Keluarga besar Alfamart Perum Kopkar Dwi Krya yang telah membantu menyelesaikan tugas akhir penulis.
Dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu, terimakasih penulis ucapkan atas bantuan yang diberikan sehingga terselesaikannya skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin
Bandar Lampung, Oktober 2012 Penulis
PENGARUH PENAMBAHAN LIMBAH PADAT
ABU TERBANG BATUBARA
(FLY ASH)
TERHADAP
KEKUATAN TEKAN
DAN POROSITAS GENTENG TANAH LIAT
KABUPATEN PRINGSEWU
Oleh:
Puji Febriansyah
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar
Sarjana Teknik
Pada
Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
