Pembuatan Dan Karakterisasi Paving Block Sebagai Beton Konstruksi Dengan Menggunakan Campuran Oil Sludge Dan Semen

(1)

Reni Naibaho : Pembuatan Dan Karakterisasi Paving Block Sebagai Beton Konstruksi Dengan Menggunakan Campuran Oil Sludge Dan Semen, 2009.

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAVING BLOCK

SEBAGAI BETON KONSTRUKSI DENGAN

MENGGUNAKAN CAMPURAN

OIL SLUDGE DAN SEMEN

TESIS

Oleh

RENI NAIBAHO

077026020/FIS

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009

S

E K O L A_H

P A

S C

A S A R JA

(2)

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAVING BLOCK

SEBAGAI BETON KONSTRUKSI DENGAN

MENGGUNAKAN CAMPURAN

OIL SLUDGE DAN SEMEN

TESIS

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Fisika pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh

RENI NAIBAHO

077026020/FIS

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

Judul Tesis : PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAVING

BLOCK SEBAGAI BETON KONSTRUKSI DENGAN MENGGUNAKAN CAMPURAN OIL

SLUDGE DAN SEMEN

Nama Mahasiswa : Reni Naibaho Nomor Pokok : 077026020 Program studi : Fisika

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc) (Drs. Anwar Dharma Sembiring, MS) Ketua Anggota

Ketua Program Studi, Direktur,

(Prof. Dr. Eddy Marlianto M.Sc) (Prof .Dr. Ir. T. Chairun Nisa B,

M.Sc)

(4)

Tanggal: 09 Juni 2009

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc

Anggota : 1. Drs. Anwar Dharma Sembiring, MS

2. Prof. H. Muhammad Syukur, MS

3. Dr. Marhaposan Situmorang

(5)

ABSTRAK

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah pertamina (oil

sludge) dari PT Pertamina Pangkalan Susu - Kab. Langkat, yang dihasilkan dari

proses pengeboran minyak. Limbah ini termasuk limbah padat yang telah mengering dan berbentuk gumpalan (oil sludge). Adapun besaran fisis yang diamati pada sampel paving blok adalah antara lain: porositas, densitas, dan serapan air. Sedangkan besaran mekanika adalah kekerasan, kuat tekan, kuat impak dan kuat patah. Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa paving blok telah berhasil dibuat dengan menggunakan bahan oil sludge sebagai agregat utama dan semen sebagai pengikat. Dengan perbandingan komposisi berat semen dan agregat oil sludge sebesar 1 : 4 dengan proporsi limbah pertamina (oil sludge) sebesar 75% dari berat agregat.

Dari perbandingan komposisi tersebut didapatkan hasil pengukuran porositas berkisar antara 6,2 - 21,6%, densitas 2,30 – 2,68 gram/cm3, serapan air 2,63 – 6,82%, kekerasan 69,42 -134,1 MPa, kuat tekan 6,2 – 39,43 MPa, kuat patah 2,25 – 7,24 MPa, dan kuat impak 1,01 – 2,28 J/cm2. Dari beberapa sampel yang di buat ternyata komposisi yang terbaik adalah pada komposisi dengan perbandingan semen dan agregat oil sludge 30% : 70%.

(6)

ABSTRACT

The material of oil sludge in this research is the waste from PT. Pertamina Pangkalan Susu – Kab. Langkat. Oil sludge is a solid kind waste material from the side effect of oil exploration. The phisical chracteristic of the paving block sample that studied is porousity, density and water absorbtion, and mechaninical characteristc is hardness, compressive strength, impact strength, and bending strength. The result of this research shows get that paving block can be made from cement and oil sludge as main aggregat with proportion 1 : 4 and oil sludge 75% of the weight of aggregat.

From the comparison of the composition, we get the result porousity 6.2 – 21.6 %, density 2,30 – 2.68 g/cm3, water absobtion 2.63 – 6.82%, hardness 69.42 – 131.4 MPa, compressive strength 6.2 – 39.43 MPa, bending strength 2.25 – 7.24 MPa and impact strength 1.01 – 2.28 J/cm2. The best of each samples is the composition cement and oil sludge 30% : 70% .

(7)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmatNya sehingga tesis ini dapat terselesaikan.

Penulis ucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Pemerintah Republik Indonesia c.q. Pemerintah Provinsi Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan dana sehingga penulis dapat melanjutkan pendidikan kejenjang Program Magister Sains pada Program Studi Fisika di Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.

Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah juga penulis mengucapkan terima kasih kepada:

Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Chairuddin P. Lubis, DTM&H, Sp.A(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains.

Direktur Sekolah Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B, M.Sc atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.

Ketua Program Studi Ilmu Fisika, Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc, Sekretaris Program Studi Ilmu Fisika, Drs. Nasir Saleh, M.Eng.Sc beserta seluruh staf edukatif dan administratif pada Program Studi Ilmu Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.

Pembimbing Utama, Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc dan Pembimbing Lapangan Drs. Anwar Dharma Sembiring, MS yang telah memberikan arahan dan motivasi yang sangat berarti bagi penulis untuk menyelesaikan penelitian ini.

(8)

Terima kasih atas doa dan dorongan kalian semua. Semoga kebanggaan ini, juga menjadi kebanggaan kalian semua. Sekali lagi terima kasih.

Semoga kita diberikan taufik dan hidayahNya dalam memanfaatkan segala ciptaanNya bagi kesejahteraan umat manusia. Amin.

(9)

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama lengkap berikut gelar : RENI NAIBAHO

Tempat dan Tanggal lahir : Kab. Dairi, 8 Januari 1968

Alamat rumah : Jl. Marelan VIII Gg Wira No. 15 Medan

Hp : 081370282318

Instansi Tempat Bekerja : SMA Negeri 16 Medan-Km 21,5 Medan Alamat Kantor : Jl. Kapt. Rahmad Buddin

Telepon : 061-6850663

DATA PENDIDIKAN

SD : SD Negeri Sidikalang Tamat : 1980

SMP : SMP Negeri 2 Sidikalang Tamat : 1983

SMA : SMA Negeri Sidikalang Tamat : 1986

Diploma-3 : USU Medan 1989 Tamat : 1989

Strata-1 : IKIP Negeri Medan Tamat : 1995

(10)

2.4.1 Identifikasi Limbah Berdasarkan Karakteristik ... 12

2.4.2 Pengelolaan Limbah B3 ... 14

2.4.3 Pendekataan Kimia Fisik dalam Penelitian Limbah ... 14

2.4.4 Pendekataan Komprehensif dalam Penelitian Limbah B3 ... 14

2.5 Peraturan Mengenai Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) ... 15

(11)

3.2 Bahan, Peralatan dan Prosedur Penelitian ... 35

3.2.1 Bahan... 35

3.2.2 Peralatan ... 36

3.2.3 Prosedur Penelitian ... 39

3.3. Variabel Penelitian dan Parameter Penelitian ... 41

3.3.1 Variabel Penelitian ... 41

3.3.2 Parameter Penelitian ... 42

3.4 Alat Pengumpul Data Penelitian ... 42

3.5 Pembuatan Sampel ... 42

3.6 Uji Fisis (Pengujian Porositas, Densitas dan Serapan Air) ... 44

3.7 Uji Mekanik (Kekerasan, Kuat Tekan, Kuat Patah, Impak) ... 45

3.7.1 Kekerasan ... 45

3.7.2 Kuat Tekan ... 45

3.7.3 Uji Kuat Impak ... 47

3.7.4 Uji Kuat Patah ... 47

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 50

4.1 Hasil Pengujian Fisis (Porositas, Densitas dan Serapan Air) ... 50

4.1.1 Porositas (Porousity) ... 50

4.1.2 Densitas (Density) ... 53

4.1.3 Serapan Air (Water Absorption) ... 55

4.2 Hasil Pengujian Mekanik (Kekerasan, Kuat Tekan, Kuat Impak dan Kuat Patah) ... 57

4.2.1 Pengujian Kekerasan (Hardness) ... 57

4.2.2 Pengujian Kuat Tekan (Compressive Strength) ... 59

4.2.3 Pengujian Kuat Impak (Impact Strength) ... 61

(12)

Nomor Judul

2.1 Persyaratan Mutu Setiap Jenis Bata Beton Menurut

SNI 03-0691-1996 ... 24

3.1 Komposisi Bahan ... 41

4.1 Hasil Pengukuran Porositas ... 51

4.2 Hasil Pengukuran Densitas ... 53

4.3 Hasil Pengukuran Serapan Air ... 55

4.4 Hasil Pengukuran Kekerasan ... 57

4.5 Hasil Pengukuran Kuat Tekan ... 59

4.6 Hasil Pengukuran Kuat Impak ... 61

(13)

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul

2.1 Bentuk Paving Block ... 23

2.2 Adukan Semen dalam Ember ... 27

3.1 Gumpalan Oil Sludge yang Diambil dari PT. Pertamina Pangkalan Susu Kab. Langkat ... 35

3.2 Mesin Press ... 37

3.3 Mesin Uji Tekan ... 38

3.4 Mesin Uji Impak ... 38

3.5 Diagram Alir Penelitian ... 40

3.6 Digital Equotip Hardness Tester ... 45

3.7 Benda Uji Model Silinder ... 46

3.8 Universal Testing Mechine (UTM) ... 46

3.9 Benda Uji Model Balok ... 48

3.10 Pengujian Kuat Patah Menggunakan Universal Testing Mechine ... 48

4.1 Grafik Porositas terhadap komposisi Oil Sludge ... 52

4.2 Grafik Densitas terhadap Komposisi Oil Sludge ... 54

4.3 Grafik Serapan Air terhadap Komposisi Oil Sludge ... 56

4.4 Grafik Kekerasan terhadap Komposisi Oil Sludge ... 58

4.5 Grafik Kuat Tekan terhadap Komposisi Oil Sludge ... 60

4.6 Grafik Kuat Impak terhadap Komposisi Oil Sludge ... 62

(14)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul

A Data Pengukuran Porositas ... 69

B Data Pengukuran Densitas ... 70

C Data Pengukuran Serapan Air ... 71

D Data Pengukuran Kekerasan (Hv) ... 72

E Data Pengukuran Kuat Tekan ... 73

F Data Pengukuran Uji Pukul (Impak) ... 74

G Data Pengukuran Kuat Patah ... 75

H Analisa Komposisi Oil Sludg e ... 76

I Perhitungan Biaya (Cost) ... 78

J Gambar Pemrosesan ... 79 K Surat Keterangan dari Balai Riset dan

Standardisasi Industri Medan ... 80

(15)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dewasa ini pemerintah sedang giat melaksanakan program pembangunan jangka panjang tahap ke-2 yang dititikberatkan pada pembangunan yang didukung oleh kegiatan industri dan pertanian. Industri minyak yang mempunyai nilai strategis dan merupakan tulang punggung pembangunan, maka industri minyak perlu dikelola secara baik dan efisien sehingga diperoleh manfaat semaksimal

mungkin. Namun di samping manfaat positif tersebut, juga mengandung berbagai dampak negatif.

Upaya-upaya perlindungan lingkungan hidup akibat dari kegiatan tersebut dapat dilakukan dengan cara pengolahan bahan buangan yang berdampak negatif terhadap lingkungan. Salah satu upaya perlindungan lingkungan hidup untuk menjaga kualitas lingkungan hidup akibat dari pengolahan minyak bumi, pemerintah mengeluarkan beberapa peraturan perundang-undangan lingkungan hidup.

Semua kegiatan industri dan teknologi selalu akan menghasilkan limbah yang menimbulkan masalah bagi lingkungan. Pengolahan limbah dari bahan buangan industri dan teknologi dimaksudkan untuk mengurangi pencemaran lingkungan (Wardhana, 2001).

(16)

lingkungan, baku mutu limbah dan persyaratan lain yang telah ditetapkan oleh pemerintahan melalui peraturan perundang-undangan yang berlaku. Oleh karena itu, untuk mencegah terjadinya degradasi lingkungan maka limbah-limbah yang dihasilkan harus dikelola terlebih dahulu sebelum dikembalikan kedalam lingkungan.

Salah satu teknik pengolahan limbah B3 secara fisika - kimia yang dikenal pada saat ini adalah stabilisasi solidifikasi (S/S). Teknologi stabilisasi solidifikasi biasanya digunakan untuk mengurangi mobilitas polutan dalam limbah B3 dengan penambahan reagen-reagen kimia, sehingga limbah dapat ditimbun di dalam

landfill dengan aman (Vebbyana, 2001).

PT. Pertamina merupakan salah satu industri minyak dan gas yang ada di Indonesia. Industri tersebut menghasilkan berbagai macam limbah, misalnya oil

sludge, yang harus dikelola agar tidak merugikan manusia dan lingkungan

sekitarnya. PT. Pertamina sering kali mengalami kesulitan dalam mengatasi permasalahan limbah khususnya limbah B3. Limbah tersebut kebanyakan hanya dikumpulkan

di gudang penyimpanan bahkan hanya dibuang dan tidak diolah lebih lanjut, sehingga kurang efektif jika dibiarkan terlalu lama.

(17)

pemecahan fraksi minyak bumi atau gas alam. Dalam peraturan tersebut menyebutkan, limbah berasal dari sludge proses produksi dan fasilitas penyimpanan katalis bekas, tar (residu akhir), residu proses produksi/reaksi,

sludge dari IPAL, absorban (misalnya karbon aktif) bekas filter dan filter bekas,

limbah laboratorium, residu (ash) proses spray drying, dan pelarut bekas (PP No. 85 Tahun 1999).

Berdasarkan hasil TCLP limbah pertamina, limbah tersebut tidak termasuk ke dalam limbah B3, karena kandungan logam beratnya berada di bawah baku mutu (PP No. 85 Tahun 1999). Untuk mengeluarkan dari daftar tersebut, limbah pertamina harus melalui pengujian lagi sehingga bisa lolos dari penggolongan limbah berdasarkan karakteristik sebagaimana tertera pada Peraturan Pemerintah No. 85 Tahun 1999.

(18)

manajemen oil sludge di area kilang minyak cukup berat, dengan biaya sekitar

US$ 0,51juta pertahun (Prasetya, 2005). Oleh karena itu untuk memininalisasi biaya pada penanganan limbah ini,

maka peneliti mencoba memanfaatkan limbah oil sludge dalam pembuatan bahan bangunan seperti bata kontruksi paving block. Karena menurut peraturan pemerintah pada PP Nomor. 18 Tahun 1999 tentang pengelolaan B3 yang diikuti penjelasannya PP 85 Tahun 1999, pembuktian secara ilmiah dari hasil uji toksikologi TCLP dan LD 50, oil sludge mempunyai nilai leachate jauh diambang batas, serta pengamatan uji karakteristik yang meliputi: tidak mudah terbakar, tidak mudah meledak dan tidak berbahaya. Oil sludge dapat dikategorikan sebagai limbah padat bukan B3, sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan hidrolis untuk bahan bangunan, misalnya paving blok (Anton Tri Sugiarto, 2002).

Pada pembuatan paving block, oil sludge merupakan suatu agregat utama dan semen sebagai bahan pengikatnya. Saat ini bahan bangunan seperti paving block sudah banyak dipakai masyarakat luas sebagai cark park, jalan-jalan di perumahan, jalan setapak di taman di kota. Yang menjadi permasalahan adalah bagaimana kita dapat membuat bahan tersebut dengan harga relatif murah dan mutu lebih baik dari yang ada dipasaran dengan standart teknis SNI 03 – 691 -1996.

(19)

mengatasi problem industri dan terciptanya lapangan kerja baru. Hal ini menjadi sesuatu yang menarik untuk diteliti.

1.2. Perumusan Masalah

Bagaimana membuat bata kontruksi paving block dengan menggunakan limbah pertamina (oil sludge) sebagai agregat utama. Yang menjadi masalah utama dalam pembuatan paving block adalah komposisi pencampuran bahan baku karena akan mempengaruhi kualitas.

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah :

a. Melakukan pembuatan paving block dan karakterisasinya.

b. Memanfaatkan limbah Pertamina (oil sludge) sebagai agregat dalam pembuatan paving block dengan campuran pasir dan semen sebagai perekatnya.

c. Mengetahui pengaruh variasi komposisi oil sludge terhadap karakteristik dari paving block yaitu sifat fisis (densitas, porositas, serapan air) dan sifat mekanik (kekerasan, kuat impak, kuat tekan, kuat patah).

1.4. Manfaat Penelitian

(20)

a. Rujukan untuk penelitian yang berkaitan dengan pemanfaatan limbah Pertamina khususnya oil sludge.

b. Tambahan literatur di bidang fisika material. 1.5. Ruang Lingkup

Batasan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

a. Produk bahan bangunan yang dibuat dalam penelitian ini dibatasi hanya paving block.

b. Oil sludge yang dipakai diambil dari PT. Pertamina Pangkalan Susu, Kab. Langkat.

(21)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Definisi Limbah

Limbah adalah sisa suatu usaha atau kegiatan. Limbah merupakan suatu benda yang mengandung zat yang bersifat membahayakan atau tidak membahayakan kehidupan manusia, hewan, serta lingkungan dan umumnya muncul karena hasil perbuatan manusia, termasuk industrialisasi (UU RI No. 23 Tahun 1997 Pasal 1).

Secara umum limbah dibagi 2 yaitu:

1. Limbah ekonomis, yaitu limbah yang dapat dijadikaan produk sekunder untuk produk yang lain dan atau dapat mengurangi pembelian bahan baku.

2. Limbah nonekonomis, yaitu limbah yang dapat merugikan dan membahayakan serta menimbulkan pencemaran lingkungan (Syamsiah, 2008).

Limbah Padat Indutri Minyak

(22)

lain-Reni Naibaho : Pembuatan Dan Karakterisasi Paving Block Sebagai Beton Konstruksi Dengan Menggunakan Campuran Oil Sludge Dan Semen, 2009.

lain. Limbah padat umumnya dapat dimanfaatkan oleh masyarakat atau industri lain tetapi banyak pula yang tidak mungkin dimanfaatkan sehingga perlu dilakukan pengolahan lebih lanjut.

Limbah padat yang dihasilkan industri minyak disebut oil sludge. Di mana minyak hasil penyulingan (refines) dari minyak mentah biasanya disimpan dalam tangki penyimpanan. Oil sludge terdiri dari, minyak (hydrocarbon), air, abu, karat tangki, pasir dan bahan kimia lainnya. Kandungan hydrocarbon antara lain

benzena, toluena, ethylbenzene, xylenes, dan logam berat seperti timbal (Pb) pada

oil sludge merupakan limbah B3 yang dalam pengelolaannya harus memacu pada Peraturan Pemerintah No. 18 Tahun 1999, di mana limbah B3 menjadi tidak beracun dan berbahaya (Sugiarto, 2006).

a. Karakteristik Limbah Padat

Karakteristik limbah padat adalah berbentuk padat, tidak berguna dan tidak diinginkan, dan konsep pengolahannya yaitu dengan usaha meminimalkan efek kerugian pada lingkungan yang disebabkan oleh pembuangan limbah padat terutama yang berbahaya.

b. Sifat Fisik Limbah Padat

Sifat fisik limbah padat yaitu jenis komponennya dan prosentase masing-masing ukuran partikel, kandungan campurannya dan berat tiap komponen dari campuran.

c. Sifat Kimia Limbah Padat

(23)

yang ada penggabungan abu jumlah prosentase karbon, oksigen, nitrogen, sulfur, dan abu serta nilai kalor.

Pengolahan Limbah Padat

Pada dasarnya teknik pengolahan limbah oil sludge yang dapat diaplikasikan sangat beragam jenisnya misalnya teknik yang dapat diaplikasikan seperti incineration (pembakaran), centrifuges (pemisahan), steam extraction (ekstraksi), dan bioremediation (mikrobiologi). Namun, kenyataan dilapangan menunjukkan bahwa teknologi tersebut masih jauh dari yang diharapkan, ditambah lagi dengan biaya operasional yang masih sangat mahal.

Proses pengolahan limbah padat industri tersebut dikelompokkan berdasarkan fungsinya yaitu pengkonsentrasian, pengurangan kadar air, stabilisasi dan pembakaran dengan incenerator. Pengolahan tersebut pada industri penghasil limbah dapat dilakukan sendiri-sendiri atau secara berurutan tergantung dari jenis dan jumlah limbah padat yang dihasilkan

1. Pengkonsentrasian

Tujuan dari pengkonsentrasian ini dilakukan untuk meningkatkan konsentrasi sludge sehingga dapat mengurangi volume sludge tersebut. Pengkonsentrasian sludge biasanya dilakukan secara grafivitasi dengan clarifier dan dengan thickener. Dengan thickener dapat meningkatkan konsentrasi padatan 2-5 kali. Dengan turunnya volume sludge maka akan memberikan keuntungan ekonomis dan akan memudahkan proses pengolahan selanjutnya.

(24)

Proses ini bertujuan untuk mengurangi kadar air sehingga sludge dapat lebih kering lagi sehingga memudahkan dalam transportasi. Filtrasi vakum, filter press dan sentrifugasi banyak digunakan dalam proses ini.

3. Stabilisasi Solidifikasi

Salah satu teknik pengolahan limbah B3 secara fisika-kimia yang dikenal pada saat ini adalah stabilisasi solidifikasi (S/S). Proses stabilitasi/solidifikasi adalah suatu tahapan proses pengolahan limbah B3 untuk mengurangi potensi racun dan kandungan limbah B3 melalui upaya memperkecil/membatasi daya larut, pergerakan/penyebaran dan daya racunnya (immobilisasi unsur yang bersifat racun) sebelum limbah B3 tersebut dibuang ke tempat penimbunan akhir

(landfill).

4. Pengolahan dengan Insenerasi (Thermal Treatment)

Pengolahan secara thermal adalah suatu proses di mana limbah B3

didestruksi pada suhu tinggi (> 1200

o

(25)

Proses pengolahan secara fisika dan kimia bertujuan untuk mengurangi daya racun limbah B3 dan/atau menghilangkan sifat/karakteristik limbah B3 dari berbahaya menjadi tidak berbahaya. Proses pengolahan secara stabilisasi/solidifikasi bertujuan untuk mengubah watak fisik dan kimiawi limbah B3 dengan cara penambahan senyawa pengikat B3 agar pergerakan senyawa B3 ini terhambat atau terbatasi dan membentuk massa monolit dengan struktur yang kekar. Sedangkan proses pengolahan secara insinerasi bertujuan untuk menghancurkan senyawa B3 yang terkandung di dalamnya menjadi senyawa yang tidak mengandung B3 (Keputusan Kepala Bapedal No. 9 Tahun 1995).

Pada dasarnya tujuan dari pengolahan limbah/bahan B3 adalah: a. Mengurangi sifat toksik.

b. Mengurangi konsentrasi senyawa berbahaya dalam limbah sehingga selanjutnya dapat diolah dan dihilangkan maupun digunakan kembali. c. Mengurangi limbah untuk mencegah terjadinya lindi.

Definisi Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3)

(26)

Limbah B3 adalah limbah atau bahan yang berbahaya, karena jumlahnya, konsentrasi atau sifat-sifat físika, kimia dapat menyebabkan atau secara signifikan dapat memberikan kontribusi terhadap peningkatan penyakit, kematian dan berbahaya bagi kesehatan manusia atau lingkungan jika tidak benar-benar diolah atau dikelola, disimpan, dibawa, atau dibuang.

2.4.1. Identifikasi Limbah Berdasarkan Karakteristik

Identifikasi limbah B3 berdasarkan karakteristiknya dapat dibagi seperti dijelaskan sebagai berikut. Penentuan yang lebih spesifik terhadap kandungan bahan organik dan anorganik yang diklasifikasikan sebagai komponen aktif B3, ditentukan dengan metoda Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP):

a. Mudah Meledak (Explosive)

Limbah mudah meledak adalah limbah yang melalui reaksi kimia dapat menghasilkan gas dengan suhu tekanan dan tinggi yang dengan cepat dapat merusak lingkungan sekitarnya.

b. Mudah Terbakar

Limbah mudah terbakar adalah limbah yang apabila berdekatan dengan api, percikan api, gesekan atau sumber nyala lain akan mudah menyala atau terbakar dan apabila telah nyala akan terus terbakar hebat dalam waktu lama.

c. Limbah Reaktif

(27)

d. Limbah Beracun

Limbah beracun adalah limbah yang mengandung racun yang berbahaya bagi manusia dan lingkungan. Limbah B3 dapat menyebabkan kematian dan sakit serius. Apabila masuk kedalam tubuh melalui pernafasan, kulit, atau mulit. Prosedur ekstraksi untuk menentukan senyawa organik dan anorganik (TCLP) dapat digunakan untuk identifikasi limbah ini. Limbah ynag menunjukkan karakteristik beracun yaitu jika diekstraksi dari sampel yang mewakili mengandung kontaminan lebih besar.

e. Korosif (Corrosive)

Limbah yang bersifaat korosi, yaitu limbah yang menyebabkan iritasi (terbakar) pada kulit atau mengkorosi baja. Limbah ini mempunyai pH sama atau kurang dari 2,0 untuk limbah bersifat asam dan sama atau lebih besar dari 12,5 untuk yang bersifat basa.

f. Limbah Infeksi

Limbah yang menyebabkan infeksi, yaitu bagian tubuh yang diamputasi dan cairan dari tubuh manusia yang terkena infeksi, limbah dari laboratorium atau limbah lain yang terkena infeksi kuman penyakit yang menular.

g. Uji Toksikologi

Pengujian toksikologi yang dimaksud adalah dengan LD50 (Lethal Dose Fifty) adalah perhitungan dosis (gram pencemar per kilogram berat badan)

yang dapat menyebabkan kematian 50% populasi makhluk hidup yang dijadikan percobaan. Apabila LD50 lebih besar dari 15 gram per kilogram

(28)

2.4.2. Pengelolaan Limbah B3

Pengelolaan limbah B3 adalah rangkaian kegiatan yang mencangkup reduksi, penyimpanan, pengumpulan, pengangkutan, pemanfaataan, pengolahan dan penimbunan B3. Pengolahaan ini bertujuan untuk mencegah dan menanggulangi pencemaran dan atau kerusakan lingkungan hidup yang diakibatkan oleh limbah B3 serta melakukan pemulihan kualitas lingkungan yang telah tercemar (PP No. 18 Tahun 1999 Pasal 1).

2.4.3. Pendekatan Kimia Fisik dalam Penelitian Limbah

Pendekatan kimia fisik bertujuan mengetahui sifat-sifat limbah dan komposisi kimia limbah. Pada dasarnya penentuan sifat fisik dan kimia suatu limbah adalah sifat intrinsik yang dimiliki limbah tersebut. Pendekatan yang lebih komplek namun masih dikategorikan pendekataan kimia fisik adalah pemodelan transport, transformasi dan simulasi kondisi tertentu. Contoh pemodelan yang banyak dilakukaan dalam kaitaannya dengan potensi migrasi suatu pencemar adalah pemodelan transport melalui air tanah. Contoh simulasi pada laboratorium adalah uji TCLP, yang menstimulasi skenario terburuk yang mungkin terjadi pada limbah.

2.4.4. Pendekatan Komprehensif dalam Penelitian Limbah B3

Pendekatan komprehensip dalam penelitian limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) adalah:

(29)

assesment) tujuaan risk assessment adalah untuk menyediakan suatu dasar

yang terkuantitatif dalam pengambilan keputusaan, bagaimana suatu limbah itu harus dikelola. Ada pun langkah-langkah penting dalam melakukan risk assessment adalah.

2. Hazard identification: menjawab apakah saja zat pencemar berbahaya

yang ada di lapangan atau fasilitas, serta bagaimana karakteristiknya, langkah ini juga disebut Source Analysis.

3. Exposure assessment: meneliti potensial migrasi pencemar ke reseptor dan

tingkat intake ini juga disebut Pathway Analisis.

4. Toxicity assessment: menentukan indek-indek toksisitas yang diterima

reseptor, langkah ini disebut juga Receptor Analysis.

5. Risk Characterisation: menentukan besarnya risk yang diterima oleh

reseptor, seperti satu diantara satu juta (1 x 10-6).

2.5. Peraturan mengenai Bahan Berbahaya dan Beracun (B3)

Kegiatan pembangunan bertujuan meningkatkan kesejahteraan hidup rakyat yang dilaksanakan melalui pembangunan jangka panjang yang bertumpu pada bangunan di bidang industri. Pembangunan industri di suatu pihak akan menghasilkan barang bermanfaat bagi kesejahteraan hidup rakyat dan di lain pihak industri juga menghasilkan limbah. Di antara limbah yang dihasilkan oleh kegiatan industri terdapat limbah B3.

(30)

Mengingat resiko tersebut, perlu diupayakan agar setiap kegiatan industri dapat menghasilkan limbah seminimal mungkin dan mencegah masuknya limbah B3 dari luar Wilayah Indonsia. Peran Pemerintahan Indonesia dalam pengawasan perpindah lintas batas limbah B3 tersebut telah diratifikasi Konvensi pada tanggal 12 Juli 1993 dengan Keputusan Presiden Nomor 61 Tahun 1993.

Hierarki pengelolaan limbah B3 dimaksud agar B3 dihasilkan dari masing-masing unit produksi sesedikit mungkin bahkan diusahakan sampai nol, dengan mengupayakan reduksi pada sumber denan pengolahan bahan, substitusi bahan, pengaturan operasi kegiatan dan digunakan teknologi bersih. Bilamana masih dihasilkan limbah B3 maka diupayakan pemanfaatan limbah B3

Pemanfaatan limbah B3, yang mencakup kegiatan daur ulang (recycling) perolehan kembali (recovery), dan penggunaan kembali (reuse) merupakan satu mata rantai penting dalam pengolahan limbah B3. Dengan teknologi pemanfaatan limbah B3 juga dapat di tekan dan di lain pihak akan meningkatkan pemanfaatan bahan baku. Hal ini pada gilirannya akan mengurangi kecepatan pengurasan sumber daya alam. Untuk menghilangkan atau mengurangi resiko yang dapat ditimbulkan dari limah B3 yang dihasilkan maka limbah B3 yang telah dihasilkan perlu dikelola secara khusus.

(31)

a. Penghasil limbah B3. b. Pengumpul limbah B3. c. Pengangkut limbah B3. d. Pemanfaat limbah B3. e. Pengolah limbah B3. f. Penimbun limbah B3.

Dengan pengolahan limbah sebagaimana tersebut di atas, maka mata rantai siklus perjalanan limbah B3 sejak dihasilkan oleh penghasil limbah B3 sampai penimbunan akhir oleh pengolah limbah B3 dapat diawasi. Setiap mata perlu diatur, sedangkan perjalanan limbah B3 dikendalikan dengan sistem manifest berupa dokumen limbah B3. dengan sistem manifest dapat diketahui beberapa jumlah B3 yang dihasilkan dan berapa yang telah dimasukkan ke dalam proses pengolahan dan penimbunan tahap akhir yang telah memiliki persyaratan lingkungan.

(32)

Berdasarkan Peraturan Pemerintah (PP) RI No. 74 Tahun 2001 yang mengatur tentang pengelolaan limbah bahan beracun dan berbahaya (B3) menyebutkan bahwa pengertian limbah B3 (Pasal 1) sebagai berikut:

Bahan beracun dan berbahaya selanjutnya disingkat dengan B3 adalah

bahan karena sifat dan konsentrasinya atau jumlahnya, baik secara langsung

maupun tidak langsung, dapat mencemarkan lingkungan hidup, dan atau dapat

membahayakan lingkungan hidup, kesehatan, kelangsungan hidup manusia serta

makhluk hidup lainnya.

2.6. Logam Berat

Logam berat adalah komponen alamiah lingkungan yang mendapatkan perhatian berlebih akibat ditambahkan ke dalam tanah dalam jumlah yang semakin meningkat dan bahaya yang mungkin ditimbulkan. Logam berat menunjuk pada logam yang mempunyai berat jenis lebih tinggi dari 5 atau 6 g/cm3. Namun pada kenyataannya dalam pengertian logam berat ini, dimasukkan pula unsur-unsur metaloid yang mempunyai sifat berbahaya seperti logam berat sehingga jumlah seluruhnya mencapai lebih kurang 40 jenis. Beberapa logam berat yang beracun tersebut adalah As, Cd. Cr, Cu, Pb, Hg, Ni, dan Zn (Wild, 1995).

(33)

Kadmium (Cd), Arsen (As), Kromium (Cr), Talium (Tl), dan Timbal (Pb) (Martaningtyas, 2004).

Kandungan alamiah logam akan berubah-ubah tergantung berapa kadar pencemar akibat ulah manusia atau oleh perubahan alam seperti erosi. Walaupun demikian, ternyata kandungan logam dalam lingkungan oleh pengaruh pertambangan masih lebih besar daripada akibat erosi alamiah (Darmono, 1995 dan Gayatri, 2005).

2.6.1. Kromium (Cr)

Khromium adalah logam kristalin yang putih, tak begitu liat dan tidak dapat ditempa dengan berarti. Khromium melebur pada 1765฀C, larut dalam asamklorida encer atau pekat. Jika tidak terkena udara, akan terbentuk ion-ion khromium (II) (Setiono, 1990).

(34)

Seng (Zn) adalah logam yang putih kebiru-biruan, logam ini cukup mudah ditempa dan liat pada 110-150OC. Seng melebur pada 410OC dan mendidih pada 906OC (Setiono, 1990).

Unsur ini sebenarnya dibutuhkan dan berguna dalam metabolisme, dengan kebutuhan per hari 10 – 15 mg, karena jika kekurangan Zn dapat menyebabkan hambatan pada pertumbuhan anak. Akan tetapi jika unsur ini terdapat dalam jumlah yang besar dapat menimbulkan rasa pahit.

2.6.3. Tembaga (Cu)

Tembaga (Cu) adalah logam merah muda yang lunak, dapat ditempa dan liat, merupakan suatu unsur yang penting dan berguna untuk metabolisme. Batas dari unsur ini yang mempengaruhi rasa pada air berkisar antara 11-5 mg/lt merupakan batas konsentrasi tertinggi untuk mencegah timbulnya rasa yang tidak enak. Tembaga mempunyai titik didih 1083,0 °C dan titik leleh 2567,0 °C

Pada manusia, keracunan Cu secara kronis dapat dilihat dengan dengan timbulnya penyakit Wilson dan Kinsky. Gejala dari penyakit Wilson ini adalah terjadinya hepatic cirrhosis, kerusakan pada otak dan demyelinasi, serta terjadinya penurunan kerja ginjal dan pengendapan Cu dalam kornea mata. Pada penyakit Kinsky dapat diketahui dengan terbentuknya rambut yang kaku dan berwarna merah pada penderita (Palar, 1994).

(35)

Logam nikel (Ni) adalah logam putih perak yang keras, bersifat liat, dan dapat ditempa dan sangat kukuh. Nikel larut dalam asam klorida encer maupun pekat dan asam sulfat encer membentuk hidrogen (Setiono, 1990). Titik didih 1453,0 °C dan mempunyai titik leleh 2732,0 °C (Anonim, 2005).

Senyawa nikel yang paling toksik adalah nikel karbonil. Ini merupakan hasil reaksi nikel atau senyawanya dengan karbon monoksida. Gejala yang timbul adalah pusing dan muntah-muntah. Hasil penelitian Asril Agus (1990) bahwa asap rokok banyak mengandung nikel karbonil. Keracunan nikel karbonil dapat terjadi dalam tiga bentuk, yaitu:

1. Kontak langsung dengan larutan garam nikel, ini terjadi pada daerah pengolahan/peleburan biji besi atau galvanisasi, dapat menyebabkan dermatitis.

2. Menghirup persenyawaan Ni-karbonil yang merupakan gas yang beracun, menimbulkan bronchopneumonia, hermorrahagika hingga kematian.

3. Menghirup debu nikel, ini akan menimbulkan tumor ganas (kanker) pada paru-paru (Abdullah, 2005).

2.6.5. Timbal (Pb)

(36)

sengaja ditambahkan ke dalam bensin untuk meningkatkan nilai oktan. Titik didihnya 327.5 °C sedangkan titik leleh 1740,0 °C (Soemirat, 1994).

Adanya timbal dalam peredaran darah dan dalam otak mengakibatkan berbagai gangguan fungsi jaringan dan metabolisme. Gangguan mulai dari sintesis haemoglobin darah, gangguan pada ginjal, sistem reproduksi, penyakit akut atau kronik sistem syaraf, serta gangguan fungsi paru-paru (Martaningtyas, 2004).

2.7. Paving Block

Paving blok merupakan produk bahan bangunan dari semen yang digunakan sebagai salah satu alternatif penutup atau pengerasan permukaan tanah. Paving block dikenal juga dengan sebutan bata beton (concrete block) atau

cone block.

Berdasarkan SNI 03-0691-1996 paving block (bata beton) adalah suatu komposisi bahan bangunan yang dibuat dari campuran semen portland atau bahan perekat hidrolis sejenisnya, air dan agregat dengan atau tanpa bahan lainnya yang tidak mengurangi mutu bata beton.

Sebagai bahan penutup dan pengerasan permukaan tanah, paving block sangat luas penggunaannya untuk berbagai keperluan, mulai dari keperluan yang sederhana sampai penggunaan yang memerlukan spesifikasi khusus. Paving

block dapat digunakan untuk pengerasan dan memperindah trotoar jalan di

(37)

restoran. Paving block bahkan dapat digunakan pada areal khusus seperti pada pelabuhan peti kemas, bandar udara, terminal bis dan stasiun kereta. Di Indonesia penggunaan paving block sudah banyak dijumpai, seperti pada trotoar jalan dan alun-alun di ibukota provinsi atau kabupaten terlihat menggunakan paving block.

Diantara berbagai macam alternatif penutup permukaan tanah, paving

block lebih memiliki banyak variasi baik dari segi bentuk, ukuran, warna, corak

dan tekstur permukaan, serta kekuatan, seperti pada gambar di bawah ini:

Berdasarkan SNI 03-0691-1996 klasifikasi paving block (bata beton) dibedakan menurut kelas penggunaannya sebagai berikut:

Bata beton mutu A : digunakan untuk jalan.

Bata beton mutu B : digunakan untuk pelataran parkir.

(38)

Bata beton mutu C : digunakan untuk pejalan kaki.

Bata beton mutu D : digunakan untuk taman dan pengguna lain.

Persyaratan mutu untuk masing-masing jenis dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Persyaratan Mutu Setiap Jenis Bata Beton Menurut SNI

03-0691-1996

Jenis

Kuat Tekan (MPa*)

Penyerapan air (Rata2 max) Rata-rata Minimum

A 40 35 3

B 20 17 6

C 15 12,5 8

D 10 8,5 10

Ketahanan terhadap natrium sulfat tidak boleh cacat dan kehilangan berat yang diperkenankan maksimum 1,1. Keterangan : * MPa = mega pascal, 1 MPa = 10 kg/cm2 (Sumber: SNI 03-0691-1996).

Paving blok yang diproduksi secara manual biasanya termasuk dalam mutu beton kelas D atau C yaitu untuk tujuan pemakaian non struktural, seperti untuk taman dan penggunaan lain yang tidak diperlukan untuk menahan beban berat

(39)

tekan di atas 125 kg/cm2 bergantung pada perbandingan campuran bahan yang digunakan. (Anonim, 2005).

Adapun keuntungan dari pemakaian paving block adalah: 1. Daya pantul sinar matahari cukup rendah.

2. Daya tahan terhadap tekanan/beban cukup baik. 3. Tidak mudan pecah/lepas.

4. Pemasangannya mudah dikerjakan.

5. Proses pencetakan tidak merusak lingkungan/pencemaran.

6. Harga jadi setelah terpasang relatif murah karena tidak menggunakan adukan semen. Kecuali pada tepi/akhir dari pasangan.

7. Pemeliharaan sangat mudah, jika terjadi kerusakan.

8. Daya serap terhadap air hujan cukup baik, karena pemasangan antara satu dengan yang lainnya tanpa menggunakan perekat/adukan semen.

2.8. Semen

Fungsi utama dari semen adalah untuk merekatkan partikel agregat yang terpisah sehingga menjadi satu kesatuan. Bahan dasar dari semen adalah (Surdia, 1985):

a. 3CaO.SiO2 (Tricalcium Silicate) disingkat C.

b. 2CaO.SiO2 (Dicalcium Silicate) disingkat C.

c. 3CaO.Al2O3 ( Tricalcium Aluminate) disingkat C.

(40)

S dan C2S merupakan senyawa yang membuat sifat-sifat perekat, C3A

adalah senyawa yang paling reaktif, sedangkan C 4AF berfungsi sebagai katalisator yang menurunkan temperatur pembakaran dalam pembentukan Calcium Silicate.

Dengan mengubah-ubah kadar masing-masing komponen tersebut, dapat dibuat berbagai tipe semen. Saat ini terdapat 5 tipe semen dengan karakteristik berbeda. Selain itu secara umum dikenal 2 macam semen, yaitu semen hidrauhs dan semen non - hidrauhs. Semen non-hidrauhs adalah semen yang tidak dapat mengeras dan tidak stabil dalam air. Semen hidrauhs adalah semen yang akan mengeras bila bereaksi dengan air, tetapi akan tetap tahan air dan stabil dalam air.

Yang paling sering digunakan sebagai perekat pada bangunan adalah Portland Cement (PC) yang merupakan semen hidraulis tipe I. Keunggulan dari semen portland ini adalah dapat meningkatkan kekuatan dan mengeras melalui suatu reaksi kimia dengan air yang disebut hidrasi. Pada reaksi hidrasi ini akan menghasilkan panas dan terjadi pengikatan pada permukaan butir Tricalcium Aluminate, sehingga terjadi rekatan yang kuat antara agregat sludge dalam campuran paving block.

(41)

Kerugiannya adalah dengan cepatnya campuran mengeras, maka dapat

menyebabkan susut kering yang lebih tinggi pula. Paving block dengan

kandungan semen hidraulis rendah akan lebih lemah dan lebih mudah mengalami pergerasan (Anonim, 2004).

2.9. Pasir

Komposisi kimia pasir dan keadaan geologi mempengaruhi kualitas pasir. Gradasi yang baik dari pasir juga memberikan efek yang penting pada kelecakan

dan ketahanan pada mortar. Pasir dengan butiran yang sangat halus tidak praktis untuk kelecakannya, sehingga harus ditambahkan semen untuk mengisi rongga diantara butiran yang halus tersebut untuk mendapatkan kelecakan yang baik, sedangkan mortar yang menggunakan pasir dengan butiran yang besar biasanya lemah karena rongga antar butiran cukup lebar sehingga tegangan tidak dapat menyebar secara merata. Pasir yang digunakan pada campuran mortar dalam penelitian ini adalah pasir dengan partikel lolos ayakan 0 2,36 mm - 0,075 mm. Faktor kandungan air dalam agregat (pasir) juga memegang peranan penting dalam mortar. Pasir dengan kandungan air yang banyak dapat menambah water/cement ratio yang berakibat pada penurunan kekuatan. Hal ini dikarenakan

(42)

air yang semula menempati rongga menguap bersamaan dengan terjadinya reaksi hidrasi sehingga terbentuk rongga yang dapat meningkatkan porositas paving block.

Pasir yang kotor sebaiknya tidak digunakan untuk pembuatan paving block sebab dapat mengurangi daya rekat beton.

2.10. Air

Air yang digunakan pada campuran paving block mempunyai fungsi untuk meningkatkan kelacakan dalam pembuatan paving block dan berperan penting dalam reaksi kimia yang disebut juga reaksi hidrasi. Jumlah air dalam pembuatan paving block harus cukup supaya terjadi rekatan yang benar-benar kuat antara partikel

di dalam campuran, tetapi tidak boleh berlebih karena akan menimbulkan rongga- rongga dalam sampel dan kekuatannya akan menurun.

(43)

2.11. Karakteristik Bahan 2.11.1.Sifat Fisis

2.11.1.1. Porositas

Porositas adalah pengujian yang dilakukan untuk mengetahui pori-pori (porositas) yang terdapat pada sampel. Porositas merupakan satuan yang menyatakan keporositasan suatu material.

Persentase porositas dapat diketahui berdasarkan daya serap bahan terhadap air, yaitu perbandingan volum air yang diserap dengan volum total sampel. Secara matematis hal ini dapat dirumuskan sebagai berikut (Sembiring, 1994):

Di mana: mb = massa basah (gr) air = massa jenis (gr/cm3)

mk = massa kering (gr) Vt = volum total sampel

(cm3)

2.11.1.2. Densitas

Densitas adalah pengukuran massa setiap satuan volum benda. Semakin tinggi densitas (massa jenis) suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumnya.

Densitas rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumnya. Sebuah benda yang memiliki densitas lebih tinggi akan memiliki

(44)

volum yang lebih rendah dari pada benda bermassa sama yang memiliki densitas lebih rendah.

Densitas (massa jenis) berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Dan satu zat yang sama berapapun massanya dan berapapun volumenya akan memiliki densitas yang sama pula, oleh sebab itu dikatakan bahwa massa jenis atau densitas merupakan ciri khas (sidik jari) suatu zat.

Untuk menghitung besarnya densitas dipergunakan persamaan matematis berikut (Gurning, 1994):

Di mana: = densitas (gr/cm3)

m = massa (gr) V = volum (cm3)

2.11.1.3. Serapan air

Semakin banyak pori yang terkandung dalam mortar maka akan semakin besar pula penyerapan sehingga ketahanannya akan berkurang. Rongga (pori) yang terdapat pada mortar terjadi karena kurang tepatnya kualitas dan komposisi material penyusunnya. Pengaruh perbandingan yang terlalu besar untuk air dapat menyebabkan rongga, karena terdapat air yang tidak bereaksi dan kemudian menguap dan meninggalkan rongga.

(45)

2.11.2.1. Kekerasan

Kekerasan dapat didefinisikan sebagai ketahanan bahan terhadap penetrasi pada permukaannya. Cara pengukuran kekerasan dapat ditetapkan dengan deformasi yang berbeda, yaitu kekerasan Brinnel, Rochwell, Vickers, yaitu yang disebut Static Hardness Tests.

Dynamic Hardness Tests contohnya Shore Scleroscope, Pendulum Hardness, Cloudburst Test, Equotip Hardness. Alat uji kekerasan yang sering digunakan adalah Brinnel Hardness, Rockwell dan Vickers. Ketiga alat uji ini menggunakan indentor yang bentuknya berupa bola kecil, piramid, atau tirus. Identor berfungsi sebagai pembuat jejak pada logam (sampel) dengan pembebanan tertentu, nilai kekerasan diperoleh setelah diamater jejak diukur.

Kekerasan (HV) suatu bahan dapat ditentukan dengan persamaan berikut:

Hv = 1,8544 ₂ D

P

(2,4)

dengan:

Hv = kekerasan Vickers (kgf/mm2)

P = beban yang diberikan (kgf)

(46)

Kuat tekan pada beton sangat penting dan diperlukan dalam perencanaan struktur. Demikian juga pada mortar. Kekuatan tekan paving block dapat digunakan sebagai kriteria utama dalam pemilihan type mortar, karena selain relatif mudah untuk diukur juga pada umunya berkaitan dengan propertis yang lain. Seperti kuat tarik dan penyerapan air. Pada dasarnya terdapat dua faktor yang sangat menetukan kuat tekan pada mortar yaitu berat semen dan water/cement. Kuat tekan pada mortar akan bertambah bila berat semen bertambah dan water/cemen ratio berkurang. Kekuatan tekan yang tinggi sangat penting karena mortar dikonsikan untuk menahan tekan untuk beberapa keperluan.

Persamaan kekuatan tekan (compressive strength) suatu bahan merupakan perbandingan besarnya beban maksimum yang dapat ditahan bahan dengan luas penampang bahan yang mengalami gaya tersebut.

Secara matematis besarnya kuat tekan suatu bahan dapat ditentukan sebagai berikut (Andrita, 2008):

Di mana P = kuat tekan (N/m2) F = gaya maksimum (N)

A = luas permukaan benda uji (m2) 2.11.2.3. Kuat patah

Kekuatan patah sering disebut Modulus of Rapture (MOR) yang menyatakan ukuran ketahan bahan terhadap tekanan mekanis dan tekanan panas (thermal stress). Pengukuran kekuatan patah (bending strength) sampel keramik digunakan dengan metode titik tumpu (triple point bending), nilai kekuatan patah

A F =

(47)

dapat ditentukan dengan standar ASTM C.733 - 79 melalui persamaan berikut: (Kaston sijabat, 2007)

Material mungkin mempunyai kekuatan tarik tinggi tetapi tidak tahan terhadap beban kejut. Untuk menentukannya perlu dilakukan uji ketahanan impak. Ketahanan impak biasanya diukur dengan uji impak liot atau charpy terhadap benda uji bertakik atau tanpa takik. Pada pengujian ini beban diayunkan dari ketinggian tertentu dan mengenai benda uji, kemudian diukur energi disipasi pada patahan. Pengujian ini bermanfaat untuk memperlihatkan penurunan keuletan dan kekuatan impak material.

Ketangguhan patahan (KC) suatu paduan dianggap lebih tepat dan lebih penting, karena berbagai faduan mengandung retak halus yang mulai merambat apabila menerima beban kritis tertentu. KC mendefinisikan kombinasi kritis antara tegangan dan panjang retak. (K.J.BISHOP, R.E.smallman). Pada penelitian ini penentuan nilai impak dilakukan perhitungan nilai chappy, yaitu:

(48)

dengan : KC = nilai impak chappy (kgf/cm2) AK = harga impak takik (kgf)

So = luas semula di bawah takik dari batang benda uji (cm2)

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

3.1.1. Tempat Penelitian

1. PUSLITBANG Fisika LIPI PUSPITEK Serpong Tangerang. 2. PUSLITBANG Perindustrian Tanjung Morawa Medan. 3.1.2. Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan mulai awal Oktober 2008 sampai dengan Maret 2009. 3.2. Bahan, Peralatan dan Prosedur Penelitian

3.2.1. Bahan

(49)

Gambar 3.1. Gumpalan Oil Slude yang Diambil dari PT. Pertamina Pangkalan Susu- Kab. Langkat

3.2.2. Peralatan 1. Mesin Penepung

Spesifikasi:

Mesin Penggerak : Diesel Daya Penggerak : 8 Hp Piringan : 8 inci Kapasitas : 300 Kg/jam 2. Mesin Pengayak

Spesifikasi

Merek : Test Sieve Shaker Kapasitas : 90 mm – 3.15 mm 3. Timbangan

Spesifikasi

Merek : Industrial Laboratory Balance Kapasitas : 5000 gr

Resolusi : 0,1 gr 4. Cetakan

Type : Steel Box

(50)

Gambar 3.2. Mesin Press

6. Furnace

Type : Electric Heated P x L x T : 800 x 500 x 400 mm Suhu maksimum : 1200 0C

7. Jangka Sorong

8. Mesin Uji Kuat Tekan

(51)

Merek : Iberttest Kapasitas : 0- 300 Joule

Gambar 3.3. Mesin Uji Tekan

(52)

Merek : Eqotip Hardness Tester

Tipe : Portable

Hardness : Brinnel, Vickers, Rochwell 3.2.3. Prosedur Penelitian

Bahan dasar untuk pembuatan paving blok yang digunakan adalah oil sludge dari TPL PT. Pertamina lalu dikalsinasi dan dihaluskan berukuran 100 mesh, terlebih dahulu dianalisa komposisi kimianya dengan alat AAS Type AA-680 di LIPI (Lampiran H).

(53)

Gambar 3.5. Diagram Alir Penelitian Oil Sludge

Sludge

Pencampuran

Pengeringan (28 h i)

Uji mekanik Uji Fisis

Bending St th Kekerasan

Impak Perhitungan

C t

Kesimpulan

Semen Air

Pasir

Aplikasi Kalsinasi 500 oC

Pencetakan (Kuat tekan ± 5 ton)

Pengeringan (1 hari)

Kuat Tekan Porositas

Densitas

(54)

3.3. Variabel Penelitian dan Parameter Penelitian 3.3.1. Variabel Penelitian

Variabel penelitian yang digunakan dalam pembuatan paving blok adalah: a. Variasi komposisi campuran bahan baku, dengan perbandingan antara

oil sludge dengan pasir 3:1 (bahan A) dan semen dengan air di mana jumlah air 40% dari jumlah semen. Karena jumlah komposisi sampel 100 gr maka persentasenya adalah juga perbandingan komposisinya. b. Pembuatan sampel dilakukan sesuai dengan komposisi pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Komposisi Bahan

(55)

3.3.2. Parameter Penelitian

Parameter adalah ukuran data yang akan diperoleh dari hasil penelitian. Yang menjadi parameter pada penelitian ini adalah:

1. Porositas. 2. Densitas. 3. Serapan air. 4. Kekerasan. 5. Kuat tekan. 6. Kuat patah. 7. Kuat impak.

3.4. Alat Pengumpul Data Penelitian

Alat pengumpul data adalah Neraca OHAUS, Ayakan, Oven, Jangka sorong, Equotip Hardnees Tester, Universal Testing Machine (alat uji kuat tekan), Iberttest (alat uji impak).

3.5. Pembuatan Sampel

Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan sampel pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Kalsinasi

(56)

Ayakan digunakan untuk menyaring sludge dan pasir. Ayakan yang digunakan adalah 100 mesh dengan jenis Endecotts, Ltd - London. Hasil pengayakan menjadi bahan baku berupa serbuk halus.

3. Penimbangan

Bahan sampel sebelum dicampur ditimbang dahulu dengan neraca digital sesuai komposisi yang dibutuhkan.

4. Pencampuran

Semua pencampuran bahan dilakukan dengan menggunakan mixer agar diperoleh pencampuran yang homogen dan merata. Untuk pencampuran sampel terlebih dahulu disiapkan bahan A : Air dicampur dengan semen dimana jumlah air adalah 40% dari semen dan bahan B : oil sludge dengan pasir dengan perbandingan 3 : 1 untuk campuran sample pertama ialah dengan menambahkan 0% dari bahan A dan 100% bahan B, sampel yang kedua adalah 10% dan bahan a dan 90% bahan B. Dengan besar masing masing sample adalah 100 gram.

5. Pembentukan sampel

a. Bahan yang telah dicampur dituang kedalam dua jenis cetakan:

1. Bentuk berupa silinder dengtan diameter 5 cm dan tebal 2,3 cm yang bertujuan untuk untuk pengujian porositas densitas, serapan

air, kekerasan, kuat tekan dan kuat patah.

(57)

b. Kemudian campuran dimasukkan dalam cetakan dan kemudian dipadatkan dengan mesin press 5 ton.

c. Hasil cetakan dikeluarkan lalu disusun di tempat yang teduh untuk proses pengeringan (kurang lebih 24 jam). Sambil menunggu proses pengerasan secara sempurna dilakukan penyiraman 3 x 1 hari selama 4 hari. Proses pengerasan sample berlangsung secara sempurna selama 28 hari. Selanjutnya dilakukan pengujian yaitu: uji fisis (porositas, densitas, serapan air) dan uji mekanik (kekerasan, kuat tekan, kuat patah dan kuat impak).

3.6. Uji Fisis (Pengujian Porositas, Densitas dan Serapan Air)

Sampel sampel yang telah dikeringkan 28 hari diketahui ukuran massa dan volume dicelupkan kedalam wadah yang berisi air dan direndam atau dibiarkan dengan tak disentuh sampai mendapat berat jenuhnya kurang lebih 48 jam kemudian sampel dikeluarkan dan dilap dengan tisue, lalu ditimbang untuk mendapat nilai basah. Hal yang sama dilakukan untuk setiap komposisi yang telah diberi kode berbeda untuk tiap sampel.

Persentase porositas sampel dapat dihitung dengan persamaan (2.1), pengujian densitas persamaan (2.2) dan serapan air persamaan (2.3).

(58)

Pengujian kekerasan, uji tekan, kuat patah (bending strength) dan impak dilakukan pada sampel yang berbeda karena pengujian ini menyebabkan sampel rusak (pecah).

3.7.1. Kekerasan

Pengujian kekerasan dilakukan dengan alat digital Equotip Hardness Tester.

3.7.2. Kuat Tekan

Untuk mengetahui besarnya kuat tekan dari paving blok yang telah dibuat, maka perlu dilakukan pengujian yang mengacu pada standar. Alat yang digunakan untuk menguji kuat tekan adalah Universal Testing Mechine (UTM). Model cetakan untuk benda uji dan dimensi benda uji berupa selinder, seperti diperlihatkan pada Gambar 3.7.a. dan 3.7.b.

(59)

Sedangkan pada Gambar 3.8 merupakan foto pengujian kuat tekan sampel paving blok dengan menggunakan Universal Testing Mechine (UTM).

Prosedur pengujian kuat tekan dari sampel paving block adalah sebagai berikut:

1. Sampel berbentuk selinder diukur diameternya, minimal dilakukan tiga kali pengulangan. Dengan mengetahui diameter (d), maka luas penampang dapat dihitung, A = π(d2/4).

2. Atur tegangan supply sebesar 40 volt, untuk menggerakkan motor penggerak kearah atas maupun bawah. Sebelum pengujian berlangsung, alat ukur (gaya) terlebih dahulu dikalibrasi dengan jarum penunjuk tepat pada angka nol.

Gambar 3.8. Universal Testing Mechine (UTM)

(60)

3. Kemudian tempatkan sampel tepat berada di tengah pada posisi pemberian gaya dan arahkan switch ON/OFF ke arah ON, maka pembebanan secara otomatis akan bergerak dengan kecepatan konstan sebesar 4 mm/menit. 4. Apabila sampel telah pecah, arahkan switch kearah OFF maka motor

penggerak akan berhenti. Kemudian catat besarnya gaya yang ditampilkan pada panel display, saat sampel tersebut rusak.

Dengan menggunakan persamaan (2.4) maka nilai kuat tekan dari paving blok dapat ditentukan.

3.7.3. Uji Kuat Impak

Uji impak dilakukan dengan alat mesin uji impak chappy Iberttest. Sampel yang sudah disiapkan disesuaikan dengan jarak tumpu, kemudian sampel diletakkan pada dua tumpuan sedemikian rupa sehingga bagian yang ditakik terletak di tengah- tengah dengan toleransi ± 0,5 mm. Palu ayunan dilepaskan dari kedudukan semula yang sudah ditentukan dan mengenai benda uji sehingga diperoleh kerja pukul dengan membaca skala penunjuk.

3.7.4. Uji Kuat Patah

Untuk mengetahui besarnya kuat patah dari sampel yang telah dibuat, maka perlu dilakukan pengujian yang mengacu pada standar SNI 03 – 0691 - 1996. Alat yang digunakan untuk menguji kuat patah adalah Universal Testing Mechine (UTM).

(61)

Sedangkan pengujian kuat patah sampel dilakukan dengan menggunakan Universal Testing Mechine (UTM), seperti diperlihatkan pada Gambar 3.10.

Gambar 3.9. Benda Uji Model Balok (a) Cetakan (b) Benda Uji

(62)

Prosedur pengujian kuat patah sampel paving blok adalah sebagai berikut: 1. Sampel berbentuk balok diukur lebar dan tingginya, minimal dilakukan

tiga kali pengulangan, kemudian atur jarak titik tumpu (span) sebesar 10 cm sebagai dudukan sampel.

2. Atur tegangan supply sebesar 40 volt, untuk menggerakkan motor penggerak ke arah atas maupun bawah. Sebelum pengujian berlangsung, alat ukur (gaya) terlebih dahulu dikalibrasi dengan jarum penunjuk tepat pada angka nol.

3. Kemudian tempatkan sampel tepat berada di tengah pada posisi pemberian gaya, dan arahkan switch ON/OFF ke arah ON, maka pembebanan secara otomatis akan bergerak dengan kecepatan konstan sebesar 4 mm/menit. 4. Apabila sampel telah patah, arahkan switch kearah OFF maka motor

penggerak akan berhenti. Kemudian dicatat besarnya gaya yang ditampilkan pada panel display, saat sampel tersebut patah.

(63)

B A B IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengujian pada penelitian ini meliputi pengujian fisis (porositas, densitas, serapan air) dan pengujian mekanik (kekerasan, kuat tekan, kuat impak, kuat patah).

Dari pengujian yang telah dilakukan terhadap sampel paving block dengan oil sludge sebagai agregat utama maka diperoleh hasil pengukuran yang ditabelkan dan juga digrafikkan dengan penjelasan berikut ini.

4.1. Hasil Pengujian Fisis (Porositas, Densitas dan Serapan Air)

4.1.1. Porositas (Porousity)

(64)

No. Sampel

Oil Sludge (%)

Porositas (%)

1 10 6,2

2 20 8,4

3 30 10,46

4 40 10,54

5 50 10,62

6 60 11,06

7 70 11,43

8 80 13,64

9 90 16,12

10 100 18,38

Dari hasil pengukuran menunjukkan bahwa nilai porositas paving blok berkisar antara 6,2-18,38% , dengan waktu pengerasan selama 28 hari. Nilai massa basah sampel diperoleh dari hasil pengukuran setelah sampel direndam selama 48jam. Grafik porositas sampel terhadap komposisi agregat oil sludge ditunjukkan pada Gambar 4.1.