PENAMBAHAN SILIKA DARI SEKAM PADI UNTUK PENINGKATAN KEKUATAN MORTAR.

(1)

PENAMBAHAN SILIKA DARI SEKAM PADI UNTUK

PENINGKATAN KEKUATAN MORTAR

Oleh:

Jenika K Sidabutar NIM 408221030 Program Studi Fisika

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sain

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

(2)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, atas

segala rahmat dan berkatNya yang membarikan kesehatan dan hikmat kepada

penulis sehingga penelitian skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik sesuai

dengan waktu yang direncanakan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang

dilaksanakan sejak bulan Januari 2012 ialah “Penambahan Silika Dari Sekam Padi Untuk Peningkatan Kekuatan Mortar”.

Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada

berbagai pihak yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini, mulai dari

pengajuan proposal penelitian, pelaksanaan sampai penyusunan skripsi, antara

lain Ketua Prodi Fisika Universitas Negeri Medan Bapak Drs. Pintor Simamora,

M.Si selaku Dosen Pembimbing Skripsi, yang telah banyak memberikan

bimbingan dan saran-saran kepada penulis sejak awal penelitian sampai dengan

selesainya penulisan skripsi ini. Bapak Dr. Ridwan Abdullah Sani, M.Si, Bapak

Prof. Drs. Motlan, M.Sc., Ph.D. dan Bapak Abdul Rais, S.Pd, M.Si. selaku

Dosen-dosen Penguji , yang telah memberikan kritikan dan masukan demi

penyempurnaan skripsi ini. Bapak Drs. Sehat Simatupang, M.Si, selaku Dosen

Pembimbing Akademik yang memberikan bimbingan dan nasehat selama masa

perkuliahan dan telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini. Penghargaan juga

diberikan kepada Bapak Drs. Darmuji, M.T. selaku Kepala Laboratorium Teknik

Sipil Politeknik Negeri Medan yang telah memberikan kesempatan dan

saran-saran untuk melakukan penelitian di Laboratorium Teknik Sipil, Bapak Sunardi

dan Bapak Erwin B. Gultom selaku teknisi Laboratorium Teknik Sipil Politeknik

Negeri Medan yang telah banyak memberikan bimbingan dan saran selama

penelitian berlangsung. Ucapan terima kasih, penghargaan tertinggi dan

teristimewa penulis ucapkan kepada kedua orang tua penulis Nestor Sidabutar dan

Hotasima Manurung buat segala hal yang telah diberikan kepada penulis, mulai

dari doa, pendidikan, kasih sayang tak terbatas dan semangat yang luar biasa.

Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada keluarga besar penulis, khusus

(3)

Yemima Sidabutar, Lewin Sidabutar, dan Dimas Sidabutar, terima kasih untuk

doa-doa tiada henti dan semangat kepada penulis.. Terima kasih juga penulis

ucapkan kepada sahabat penulis: Juliana Siallagan dan Dian Bangun yang

senantiasa mendukung, dan memberi dorongan lewat sindiran-sindiran manisnya.

Secara khusus penulis ucapkan terima kasih untuk Mesakh Surbakti, yang

memberi doa serta semangat luar biasa dengan setiap kata-kata motivasinya.

Untuk keluarga besar Fisika Nondik 2008: Berliana Siringo-ringo, Elsa Sinaga,

Arny Girsang, Junita Sinaga, Edy S Ginting, Agustina Panggabean, Jennyari

Simanihuruk, Henni Elika Simanungkalit, Henny Ompusunggu, Ryanto

Simamora, Berkat Panjaitan, Albarra Harahap, Ferdinand Zendrato, Indra

Nababan, Wanry Lumbanraja, Siti Maysaroh dan semua teman-teman lainnya

yang tidak dapat saya ucapkan satu persatu, terima kasih untuk kerja sama, doa,

dorongan, semangat kekeluargaan, dan kebersamaan yang telah terbina selama ini.

Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Roma Siallagan, Herlina

Siringo-ringo, Christina Silalahi, Amelia Panjaitan, Saroha Silaban, dan setiap orang yang

telah mendukung, membantu dan mendoakan penulis sehingga skripsi ini dapat

terselesaikan.

Penulis telah berupaya dengan semaksimal mungkin dalam meyelesaikan

skripsi ini, namun penulis menyadari masih banyak kelemahan baik dari segi isi

maupun tata bahasa dan penulisan, untuk itu penulis mengharapkan saran dan

kritik yang bersifat membangun dari pembaca demi sempurnanya skripsi ini

(jenika.fisika@yahoo.com). Akhir kata penulis ucapkan banyak terima kasih,

semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Juli 2012

Jenika K Sidabutar

(4)

iii

PENAMBAHAN SILIKA DARI SEKAM PADI UNTUK PENINGKATAN KEKUATAN MORTAR

Jenika K Sidabutar (408221030) ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan kekuatan mortar normal (tanpa abu sekam padi) dengan mortar campuran abu sekam padi pada variasi 4%, 8% dan 12%, membandingkan kekuatan mortar normal dengan mortar campuran abu sekam padi sewaktu pengujian 14 hari, 21 hari, 28 hari dan mengetahui pembuatan mortar normal dan mortar abu sekam padi.

Mortar dibuat berbentuk kubus, pada penelitian ini perbandingan campuran bahan adalah semen : pasir : air yaitu sebesar 1 : 2,75 : 0,5. Pada penelitian ini dibuat variasi komposisi abu sekam padi sebesar 4%, 8%, 12% dengan cara mengurangi berat semen yang digunakan. Setelah mortar berumur 24 jam cetakan dibuka dan diberi nomor kode dan dirawat dalam bak air sampai berumur 6 hari, 13 hari dan 27 hari. Setelah mortar berumur 7 hari, 14 hari dan 28 hari maka dilakukan pengujian kuat tekan, penyerapan air, dan porositas.

(5)

vi

2.1.3.1. Pembuatan Silika Amorf dari Abu Sekam Padi 14

2.1.3.2. Sifat Mekanis Mortar 15

2.1.3.3.Sifat Fisis Mortar 16

2.2. Kerangka Konseptual 17

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 20

3.1.Tempat dan Waktu Pelaksanaan 20

3.2.Alat dan Bahan 21

3.3.Variabel dan Parameter 21

(6)

vii

3.5. Prosedur Penelitian 23

3.5.1. Diagram alir 23

3.5.2. Pembuatan Abu Sekam Padi 24

3.5.3. Pembuatan Sampel Uji kuat tekan 25

3.5.4. Pembuatan sampel Uji Penyerapan air dan porositas 26

3.6. Pengujian Sampel 27

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 30

4.1. Hasil penelitian 30

4.1.1. Pengujian Kuat Tekan Mortar 30

4.1.2. Pengujian Daya Serap Air 34

4.1.3. Pengujian Porositas 36

4.2. Pembahasan 38

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 41

5.1. Kesimpulan 41

5.2. Saran 42

DAFTAR PUSTAKA 43

(7)

viii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Batas dan ijin untuk campuran mortar 11

Tabel 2.2. Komposisi kimia abu sekam padi 14

Tabel 3.1. Peralatan yang digunakan 20

Tabel 3.2. Bahan – bahan 21

Tabel 3.3. Komposisi adukan mortar 21

Tabel 3.4. Perbandingan bahan pada setiap sampel 22

Tabel 4.1. Data hasil pengujian kuat tekan mortar umur 14 hari 30

Tabel 4.4. Data hasil pengujian daya serap air 35

(8)

ix

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1. Hubungan umur dan kuat tekan pada unsur-unsur semen 8

Gambar 2.2. Gambar abu sekam padi 12

Gambar 4.1 Grafik Kuat Tekan Mortar terhadap abu sekam padi

sewaktu pengujian 14 hari 31

Gambar 4.4 Grafik Pengujian Daya Serap Air 35

Gambar 4.5 Grafik Pengujian Porositas 37

Gambar 4.6 Grafik kuat tekan mortar dari penambahan silika dari

(9)

x

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lamp. 1. Komposisi adukan mortar 44

Lamp. 2. Perhitungan Kuat Tekan 46

Lamp. 3. Perhitungan Daya Serap Air 55

Lamp. 4. Perhitungan Porositas 58

(10)

1 BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Peningkatan kebutuhan pembangunan perumahan, perhubungan dan

industri berdampak pada peningkatan kebutuhan bahan-bahan pendukungnya.

Salah satu yang meningkat tajam adalah kebutuhan terhadap produk mortar.

Mortar disebut juga plesteran. Mortar dibuat dengan menggunakan pasir dan

semen. Dalam pembuatan mortar harus mempunyai sifat fisis dan mekanis sesuai

dengan standar, misalnya ASTM (American Society for Testing and Materials ).

Kegunaan plester adalah melapisi pasangan batu bata, batu kali maupun batu

cetak (batako) agar permukaannya tidak mudah rusak dan kelihatan rapi dan

bersih. Pekerjaan memplester juga dilakukan pada pasangan pondasi, pasangan

tembok dinding rumah, lantai batu bata, lisplang beton, dan sebagainya. Meskipun

teknologi mortar telah terbukti kemampuannya, namun karena tuntutan konstruksi

terhadap kekuatan, kelenturan dan keawetan maka teknologi ini dapat

ditingkatkan efektifitas kinerjanya dengan pendekatan: perbaikan atas mutu

mortar dan penggabungan teknologi pembuatan berbagai komposit. Dalam

penyediaan bahan material seperti semen pada saat ini sering timbul banyak

masalah yaitu biayanya yang relatif mahal. Sehingga mulai muncul banyak

pemikiran untuk pengadaan bahan material alternatif sebagai pencampur semen.

Bahan ikat alternatif yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah

pembakaran sekam padi.

Limbah pertanian dapat berbentuk bahan buangan tidak terpakai dan bahan

sisa dari hasil pengolahan. Proses penghancuran limbah secara alami berlangsung

lambat, sehingga tumpukan limbah dapat mengganggu lingkungan sekitarnya dan

berdampak terhadap kesehatan manusia. Padahal, melalui pendekatan teknologi,

limbah pertanian dapat diolah lebih lanjut menjadi hasil samping yang berguna

(11)

2

yang merupakan buangan pengolahan padi. Limbah sekam padi banyak sekali

terdapat didaerah pedesaan, dengan potensi yang melimpah.

Sebelumnya telah dilakukan penelitian dalam pembuatan beton yang

mengunakan abu sekam padi sebagai bahan campuran beton dengan komposisi

5 %, 10 %, 15 %, 20 % dan 25 %, kekuatan tekannya berturut-turut 7,83 MPa,

10,06 MPa, 11,53 MPa, 6,90 MPa, 6,17 MPa dan 3,98 MPa. Sedangkan

penyerapan air berturut- turut 10,06 %, 8,46 %, 7,64 %, 10,38 %, 14,26 % dan

11,36 % dan besar porositasnya berturut-turut sebesar 22,99 %, 19,42 %, 26,41 %,

36,01 % dan 26,91 % . Pembuatan beton tanpa bahan campuran yang mempunyai

kekuatan tekan sebesar 7,83 MPa, penyerapan airnya 10,06 % dan porositasnya

sebesar 25,64 % (Lakum, 2008).

Perbandingan antara gabah dan jerami biasanya adalah 1: 1,25 atau

1 : 1.Gabah sendiri biasanya mengandung ± 35% sekam dan 65% beras.disamping

beras , pertanian padi juga menghasilkan jerami, merang, dan sekam. Sekam

biasanya merupakan bahan buangan yang pembuangannya sering menjadi

masalah. Cara yang biasa yang dilakukan untuk membuang sekam adalah dengan

cara membakar ditempat terbuka. Melalui pembakaran secara terkontrol sekam

diubah menjadi abu yang dapat merupakan sumber silika dalam bentuk

amorphous untuk keperluan berbagai industri. Panas yang dihasilkan dalam

pembakaran (± 3000 kcal/kg) dapat ditampung dan disalurkan kedalam berbagai

keperluan.

Pencampuran abu sekam dengan (20% – 30%) kapur dapat menghailkan

semen hidrolik untuk pembuatan bata tahan asam. Semen portland hitam dapat

dibentuk dengan mencampurkan 10 % abu sekam padi pada semen portland.

Pembakaran sekam padi memiliki unsur yang bermanfaat untuk

peningkatan kekuatan mortar, mempunyai sifat pozzolan dan mengandung silika

yang sangat menonjol, bila unsur ini dicampur dengan semen akan menghasilkan

kekuatan yang lebih tinggi.

Melihat sifat dari sekam padi diatas, maka timbullah rencana penelitian

(12)

3

Diharapkan dengan penambahan silika amorf dari sekam padi, tidak hanya dapat

sebagai bahan campuran semen, tetapi juga berguna untuk meningkatkan

kekuatan mortar.

1.2. Batasan Masalah

Dalam penelitian ini batasan masalah yang dibahas meliputi:

1. Komposisi mortar yang terdiri dari campuran 4%, 8%, dan 12% massa abu

sekam padi terhadap massa semen.

2. Perbandingan antara matriks dan agregat yang digunakan 1 : 2,75 dengan

FAS sebesar 0,5.

3. Abu sekam padi dihasilkan dari pembakaran pada suhu 3000C.

4. Pengujian mekanik yang meliputi pengujian kuat tekan dari mortar

dilakukan setelah mortar berumur 14 hari, 21 hari dan 28 hari.

5. Pengujian fisis yang meliputi pengujian penyerapan air, dan porositas

setelah mortar berumur 28 hari.

1.3. Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah yang dibahas dalam penelitian ini adalah

1. Bagaimana pengaruh komposisi abu sekam padi terhadap karakteristik

mortar?

2. Bagaimana hasil pengujian mekanik pada mortar dengan variasi abu

sekam padi 4%, 8% , 12% dan mortar normal.

3. Bagaimana perbandingan hasil pengujian mekanik pada mortar normal dan

mortar abu sekam padi sewaktu pengujian 14hari, 21 hari, 28 hari.

4. Bagaimana pembuatan normal (tanpa abu sekam padi) dan mortar abu

(13)

4

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Membandingkan kekuatan mortar normal dengan mortar campuran abu

sekam padi pada variasi 4%, 8% dan 12%.

2. Membandingkan kekuatan mortar normal dengan mortar campuran abu

sekam padi sewaktu pengujian 14 hari, 21 hari dan 28 hari.

3. Mengetahui pembuatan mortar normal (tanpa abu sekam padi) dan mortar

abu sekam padi.

1.5. Manfaat

Dengan penelitian ini diharapkan masyarakat dapat mengetahui fungsi

lebih dari abu sekam padi. Selain itu diharapkan abu sekam padi dapat

(14)

41 BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

Kesimpulan yang didapat dari hasil penelitian adalah sebagai berikut:

1. Dari hasil penelitian penambahan silika dari abu sekam padi

sebanyak 4 %, 8 % dan 12 % meningkatkan kuat tekan mortar jika

dibandingkan dengan mortar normal.

2. Kuat tekan meningkat paling tinggi pada penambahan 8 % abu

sekam padi. Sementara untuk penambahan 4 %, kuat tekan mortar

hampir sama dengan mortar normal dan 12 % hanya mengalami

sedikit peningkatan.

3. Dari hasil penelitian daya serap air dan porositas mortar meningkat

untuk mortar yang mengalami penambahan sekam padi 4 %.

Sementara untuk mortar yang penambahan abu sekam padi sebesar

8 % dan 12 %, daya serap air dan porositasnya mengalami

penurunan jika dibandingkan dengan mortar normal.

4. Penambahan batas minimum abu sekam padi sampai pada kadar

4%. Karena penambahan dibawah 4 %, kuat tekan mortar akan

berkurang.

5. Penambahan maksimum abu sekam padi untuk pembuatan mortar

ialah sampai pada kadar 12 %. Karena penambahan diatas 12 %

(15)

42

5.2 SARAN

Beberapa saran untuk penelitian lebih lanjut yaitu:

1. Pada saat pencampuran diharapkan semua bahan benar – benar

homogen agar menghasilkan mortar yang baik.

2. Pada saat pencetakan, perojokan dilakukan sesuai dengan aturan

dan prosedur yang berlaku agar pada saat pembukaan cetakan,

mortar yang dihasilkan tidak cacat.

3. Dalam memperoleh massa kering mortar, pastikan mortar benar –

benar kering, untuk itu pemanasan mortar dalam oven bersuhu

(16)

43

DAFTAR PUSTAKA

Daryanto. (1994). Pengetahuan tehnik Bangunan. Penerbit: Rineka Cipta, Jakarta.

Gideon Kusuma, (1993), Pedoman pengerjaan beton berdasar SK-SNI T-15-

1991- 03, Erlangga, Jakarta

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan, (2010), Buku Pedoman Penulisan Skripsi Mahasiswa Program Studi

Sains, FMIPA Unimed

Harsono, Heru. Pembuatan Silika Amorf dari Limbah Sekam Padi. http://www.unej.ac.id/fakultas/mipa/vol3,no2/harsono.pdf.

Hutabarat, (2006), Pengujian Sifat Mekanik Beton dengan Filler Serat Serabut

Kelapa, Skripsi, FMIPA Unimed, Medan.

Herlina F, Silvia. Kajian Pemanfaatan Abu Sekam Padi untuk Stabilisasi Tanah

dalam Sistem Pondasi di Tanah Ekspansi.

http://www.pu.go.id/Publik/IND/Produk/Seminar/Kolokium2005/Kolokium2 005_06.pdf.

Kadiyono, L.J, & Brook, K.M.,(1991), Bahan dan Praktek Beton. Terjemahan Oleh Stephanus Hidarko. Penerbit: Erlangga, Jakarta.

Lakum C, Khairul.(2008) Pemanfaatan Abu Sekam Padi Sebagai Campuran untuk Peningkatan Kekuatan Beton.

Murdock, L. J. dan Brook, K. M, (1986), Bahan dan Praktek Beton. Edisi keempat. Terjemahan Stephanus Hindarko. Jakarta : Erlangga.

Nuryono, dan Narsito. Sintesis Sluka Gel Terenkapsulasi Enzim dari Abu Sekam

Padi dan Aplikasinya untuk Biosensor.

http://lib.ugm.ac.id/digitasi/index.php?module=cari_hasil_full&idbuku=616.

Teknologi Beton,(2003), Medan:Laboratorium Bahan Rekayasa Teknik Sipil USU.

(17)

(18)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Samosir, pada tanggal 16 Maret 1991. Ibu bernama

Hotasima Manurung dan Ayah bernama Nestor Sidabutar, dan merupakan anak

pertama dari tujuh bersaudara. Pada tahun 1996, penulis masuk SD Negeri No

173808 Sibolopian, dan lulus pada tahun 2002. Pada tahun 2002, penulis

melanjutkan sekolah SLTP Negeri 1 Simanindo, dan lulus pada tahun 2005. Pada

tahun 2005, penulis melanjutkan sekolah di SMA Negeri 1 Simanindo, dan lulus

pada tahun 2008. Pada tahun 2008, penulis diterima di Program Studi Fisika

Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas