PEMANFAATAN DEBU TERBANG (FLY ASH)
LIMBAH
BATUBARA DALAM PEMBUATAN BATA RINGAN DENGAN
MENGGUNAKAN MATRIKS BUBUK ALUMINIUM
TESIS
Oleh
HERU WIBOWO
107026004/FISIKA
PROGRAM PASCA SARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
PEMANFAATAN DEBU TERBANG (FLY ASH) LIMBAH BATUBARA DALAM PEMBUATAN BATA RINGAN DENGAN MENGGUNAKAN
MATRIKS BUBUK ALUMINIUM
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Fisika pada Program pascasarjana
fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara
Oleh
HERU WIBOWO 107026004/FIS
PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2012
PENGESAHAN TESIS
Judul Tesis : PEMANFAATAN DEBU TERBANG (FLY ASH) LIMBAH BATUBARA DALAM PEMBUATAN BATA RINGAN DENGAN MANGGUNAKAN MATRIKS BUBUK ALUMINIUM
Nama Mahasiswa : HeruWibowo Nomor Induk Mahasiswa : 107026004 Program studi : Magister Fisika
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Menyetujui Komisi Pembimbing
(Prof.Dr.TimbangenSembiring, M.Sc)
Ketua Anggota
(Drs. TenangGinting, M.S)
Ketua Program Studi, Dekan,
PERNYATAAN ORISINALITAS
PEMANFAATAN DEBU TERBANG (FLY ASH) LIMBAH BATUBARA DALAM PEMBUATAN BATA RINGAN DENGAN MENGGUNAKAN
MATRIKS BUBUK ALUMINIUM
TESIS
Dengan ini saya manyatakan bahwa saya mangakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.
Medan, Juli 2012
HeruWibowo NIM 107026004
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademikaUniversitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Heru Wibowo
Nim : 107026004
Program Studi : Magister Fisika JenisKaryaIlmiah : Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non- Eksklusif(Non- Eksklusif
Royalty Free Right) atas Tesissaya yang berjudul:
PEMANFAATAN DEBU TERBANG (FLY ASH) LIMBAH BATUBARA DALAM PEMBUATAN BATA RINGAN DENGAN MENGGUNAKAN MATRIKS BUBUK ALUMINIUM
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini.Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mangalih media, memformat, mengelola, dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, Juli 2012
Telah diuji pada
Tanggal : 23 juli 2012
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Prof. Dr. Timbangen Sembiring, M.Sc Anggota : 1. Dr. Anwar Darma, MS
2. Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc 3. Dr. Krista Sebayang, MS 4. Drs. Tenang Ginting, MS
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama : HeruWibowo
Tempat/ tglLahir : Payageli, 19 Maret 1984
AlamatRumah : Jl. Sei mencirim No. 102 Kp lalang Telepon/HP : 08136208841
e-mail : hebow_ru19@ yahoo.co.id
Agama : Islam
Orang Tua
Ayah : Widji Purwono Ibu : Suriati
Pekerjaan : PNS
Alamat Instansi : Jl. Besar desa Bengabing SerdangBedagai
DATA PENDIDIKAN
SD : SD Inpres no. 104188 Medan Krio Tamat : 1996
SMP : SMP Negeri 1 Sunggal Tamat : 1999
SMA : SMA Negeri 3 Binjai Tamat : 2002
Strata - 1 : FMIPA- UNIMED Tamat : 2006 Strata - 2 : Program Studi Magister Fisika Pascasarjana Tamat : 2012
KATA PENGHANTAR
Pertama-tama kami panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan dan karunia-nya sehingga tesis ini dapat terselesaikan.
Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. Syahril Pasaribu, DTH&M, M.Sc (CTM), Sp.A(K) atas kesempatan yang diberikan kepada kami untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister.
Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara, Dr. Sutarman, M.Sc atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister pada Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.
Ketua Program Studi Magister, Dr. Nasrudin MN, M.Eng.,Sc, sekertaris program Studi, Dr. Anwar Darma, M.S beserta seluruh Staf Pengajar pada Program Studi Magister Fisika Program Pasca Sarjana Fakultas FMIPA Universitas Sumatera Utara.
Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan yang setinggi-tingginya kami ucapkan kepada Prof.Dr.Timbangen Sembiring, M.Sc selaku pembimbing Utama yang penuh perhatian dan telah memberikan dorongan, bimbingan dan pengarahan, demikian juga kepada Drs. Tenang Ginting, M.S selaku Pembimbing lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing kami hinggaselesainya penelitian ini.
Kepada Ayahku Widji Purwono dan Ibuku Suriati yang terus akan menjadi motivasi dalam setiap langkah kehidupanku. Semoga pengorbanan dan dukungan kalian akan membawa keberkahan yang diridhoi Allah SWT.
PEMANFAATAN DEBU TERBANG (FLY ASH)LIMBAH BATUBARA DALAM PEMBUATAN BATA RINGAN DENGAN MENGGUNAKAN
MATRIKS BUBUK ALUMINIUM
ABSTRAK
Berbagai penelitian mengenai pemanfaatan debu terbang (fly ash) untuk pembuatan beton telah dilakukan.Penelitian ini memanfaatkan limbah batubara yang dikombinasikan dengan semen, pasir, kapur tohor, bubuk aluminium dan air untuk menghasilkan produk yang bernama bata ringan. Ada dua sampel yang digunakan dalam pembuatan bata ringan yaitu sampel A dengan komposisi semen, pasir, kapur tohor, fly ash, bubuk aluminiumdan sampel B dengan komposisi fly
ash, semen, bubuk aluminium. Untuk penggunaan fly ash 28%, 26%, 24%, 22%
pada sampel A dan 78%, 76%, 74%, 72% pada sampel B, persentase bubuk aluminium yang digunakan mulai dari 2%, 4%, 6%, dan 8% dari massa total campuran.Sampel uji berbentuk balok dengan ukuran 3 cm x 3 cm x 10 cm dan berbentuk silinder dengan diameter 5 cm dan tinggi 5 cm. Nilai optimum yang dihasilkan pada sampel A dengan komposisi CaO 15%, semen Portland 20%, pasir kuarsa 35%, fly ash 22% bubuk aluminium 8% menghasilkan nilai Densitas 1,177gr/cm3, Serapan air 20,23%, Kuat tekan 4,365 MPa, Kuat impak 9766,6 J/m2 dan kekerasan 81 VHNsedangkan pada sampel B dengan komposisi semen 20%,
fly ash 72% dan bubuk aluminium 8% menghasilkan nilai Densitas 0,919 gr/cm3, Serapan air 17,19%, Kuat tekan 4,065 MPa, Kuat impak 7600J/m2 dan Kekerasan 81 HVN.
Kata kunci :Bata ringan, fly ash, bubuk aluminium, nilai optimum.
UTILIZATION FLY ASH COAL WASTE FOR THE MAKING LIGHT BATAKO WITH THE USES OF ALUMINIUM POWDER MATRIX
ABSTRACT
Many kinds of analysis about the utilizing of fly ash for the making of concrete have been conducted. The analysis is done here by utilizing coal waste combined with cement, sand, quicklime, aluminium powder and water to produce a produt called light batako. For the use of fly ash 28%, 26%, 24%, 22% in sample A and 78%, 76%, 74%, 72% in sample B, the percentage of aluminium powder used starts from 2%, 4%, 6%, 8% of total mass mixture. Test sample of the test is the cube with 3 cm x 3 cm x 10 cm dan the cylinder with the 5 cm of diameter. The optimum value resulted for sample A by the mixture ofCaO 15%, Portland cement20%, sand 35%, fly ash22% and aluminium powder 8% results density 1,177 gr/cm3,water absorbtion 20,23%,compressive strength 4,365 MPa, impact strength 9766.6 J/m2, and hardness 81 HVN. Optimum value for sample B with the mixture of 72% fly ash, Portland cement 20%, aluminium powder 8%, resultsdensity 0,919 gr/cm3, water absorbtion17,19%, compressive strength 4,065MPa, impact strength 7600 J/m2, hardness 81 HVN.
Key words : Light batako, fly ash, aluminium powder, optimum value
DAFTAR ISI Halaman KATA PENGHANTAR i ABSTRAK ii ABSTRACK iii DAFTAR ISI iv DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR LAMPIRAN viii
BAB I PENDAHULUAN 1 1.1. Latar Belakang 1 1.2. Perumusan Masalah 3 1.3. Tujuan Penelitian 3 1.4. Manfaat Penelitian 4 1.5. Batasan Masalah 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1. Limbah padat Abu terbang Batubara (fly ash) 5
2.2. Aluminium Powder 7
2.3. Kapur Tohor 8
2.4. Semen 9
2.4.1. Klasifikasi Semen Portland 10 2.4.2. Sifat Kimia Semen Portland Type I 11 2.4.3. Sifat Fisik Semen Portland Type I 11
2.5. Agregat 11
2.6. Air 11
2.7. Beton Ringan 12
2.8. Pengujian Karakteristik 13
2.8.1. Kekuatan Tekan (Compressive Strength) 14 2.8.2. Kekuatan Impak (Impact Sterngth) 14
2.8.3. Densitas dan Penyerapan Air 15 2.8.4. Kekerasan 16 BAB III METODE PENELITIAN 17
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian 17 3.2. Alat dan Bahan 17
3.2.1. Alat yang Dibutuhkan 17 3.2.2. Bahan yang digunakan 18 3.3. Variabel dan Parameter Penelitian 19 3.4. Alat Pengumpul Data Penelitian 19
3.5. Prosedur pembuatan Sampel Pengujian 20
3.5.1. Pengayakan Bahan 22
3.5.2. Pencampuran Bahan 22
3.5.3. Pencetakan Sampel 22
3.6. Karakterisasi Pengujian 23
3.6.1. Densitas (Density) dan Serapan Air (Water Absorbtion)23 3.6.2. Kuat Tekan (Compressive Strength) 24
3.6.3. Kuat Impak (Impact Strength) 25
3.6.4. Kekerasan (Hardness) 25
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 27
4.1. Pengukuran Densitas (Density) 27
4.2. Pengukuran Serapan Air (Water Absorbtion) 30
4.3. Pengukuran Kuat Tekan (Compressive Strength) 32
4.4. Pengukuran Kuat Impak (Impact Strength) 34
4.5. Pengukuran Kekerasan (hardness) 36
DAFTAR TABEL
No Judul Halaman
2.1 Komposisi dan klasifikasi fly ash 6
3.1 Komposisi semen,fly ash,kapur tohor,pasir,bubuk aluminium 18 3.2 Komposisi semen,fly ash,bubuk aluminium 18
4.1 Hasil pengujian Densitas 27
4.2 Hasil Pengujian Serapan air 30
4.3 Hasil Pengujian Kuat tekan 32
4.4 Hasil Pengujian Kuat impak 34
4.5 Hasil pengujian kekerasan 36
DAFTAR GAMBAR
No Judul Halaman
2.1 Fly ash powder 5
2.2 Batang Uji kuat impak 14
3.1 Diagram alir pembuatan Bata ringan 20
4.1 Grafik hubungan antara densitas densitas dengan penambahan 28 bubuk aluminium dengan subtitusi 0-8%
4.2 Grafik hubungan antara serapan air dengan penambahan 31 bubuk aluminium dengan subtitusi 0-8%
4.3 Grafik hubungan antara kuat tekan dengan penambahan 33 bubuk aluminium dengan subtitusi 0-8%
4.4 Grafik hubungan antara kuat impak dengan penambahan 35 bubuk aluminium dengan subtitusi 0-8%
4.5 Grafik hubungan antara kekerasan dengan penambahan 37 bubuk aluminium dengan subtitusi 0-8%
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Judul Halaman
A Contoh Perhitungan L-1
B Gambar Alat Uji Kuat takan,impak dan kekerasan L-2
C Tabel Korelasi Kekerasan L-3
D Daftar Konversi ayakan dari mesh ke micron L-4
