PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
“BATAM (Batu Bata Tanpa Pembakaran) dengan Pemaanfaatan Silika (SiO2 dalamampas tebu pabrik gula dan sekam padi Guna Mengurangi Polusi dan Kerugian
Akibat Proses Pembakaran”
Bidang Kegiatan: PKM Penelitian
Diusulkan oleh :
Ulin Maurita Rachmi(3116100004) Chrisanna Allka Siregar(31161000) Septyana Ika Kusumaningrum(311610000)
ABSTRAK
Proses pembuatan batu bata selama ini mengalami permasalahan pada proses pembuatan karena harus melalui pembakaran. Selama proses pembakaran masalah yang timbul adalah polusi udara, pengerjaan yang lama, biaya yang dikeluarkan untuk memeli kayu bakar yang cukup mahal dan belum lagi kerugian apabila proses pembakaran gagal. Sehingga perlu dicarikan solusi untuk pemecahan permasalahan tersebut yaitu dengan melakukan inovasi atau rekayasa material dengan penambahan semen, abu sekam padi dan ampas tebu dengan komposisi variasi. Dari hasil analisis material maka semua material penambah memenuhi syarat karena sebagai pembentuk semen dan berdasarkan uji kualitas fisik yang kuat tekan tertinggi pada komposisi I = 52,60 kg/cm2, uji berat jenis tertinggi pada
komposisi IV = 2,60 kg/cm3, uji porositas terendah pada komposisi I = 15, bentuk dan
ukuran semua persegi panjang sesuai standar yaitu (190 x 95 x 50) mm. Sehingga dari
DAFTAR ISI
2.3 Silika dalam Sekam Padi...6
2.4 Silika dalam Ampas Tebu...7
2.5 Tanah Liat...7
BAB 4 Biaya dan Jadwal Kegiatan...15
4.1 Biaya...15
4.2 Jadwal Kegiatan...16
Daftar Pustaka...17
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Konposisi Abu Sekam Padi...6
Tabel 2. Variasi Sampel...10
Tabel 3. Biaya Habis Pakai...15
Tabel 4. Biaya Peralatan Penunjang Penelitian...15
Tabel 5. Biaya Operasional...15
Tabel 6. Biaya Total...16
Tabel 7. Jadwal Kegiatan...16
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Batu bata merupakan salah satu komponen penting pembangunan yang memiliki fungsi untuk melindungi rumah dari suhu ekstrim, hujan, maupun tempat berteduh. Penggunaan batu bata dalam dunia konstruksi baik sebagai elemen struktur maupun non struksur belum dapat tergantikan. Hal ini dapat dilihat dari masih banyaknya proyek konstruksi yang memanfaatkan batu bata sebagai dinding pada pembangunan gedung dan perumahan, pagar, saluran, dan pondasi. Dalam serangkaian proses pembuatan batu bata tak luput dari adanya fase pembakaran. Namun pada kenyataannya, pembakaran sendiri
memberikan dampak negatif bagi lingkungan. Isu - isu mengenai polusi udara dan pemanasan global (global warming) akibat meningkatnya produksi gas karbondioksida sedang marak berkembang saat ini. Tidak sedikit industri batu bata konvensional di Indonesia yang belum mengetahui cara pembuatan batu bata dengan proses tanpa pembakaran. Untuk itu diperlukan suatu solusi agar industri tersebut mampu membuat produk batu bata tanpa pembakaran dengan kualitas tinggi sehingga tidak kalah saing dimasadepan. Dewasa ini penelitian mengenai batu bata tanpa proses pembakaran semakin sering dilakukan.. Segala jenis zat ditambahkan guna memperoleh batu bata tanpa bakar dengan kualitas yang tinggi. Hal ini selain bertujuan untuk mendapatkan batu bata dengan sifat mekanis yang sesuai persyaratan, baik sebagai elemen struktur maupun non struktur, juga mengurangi jumlah gas
karbondioksida yang dihasilkan dari proses pembakaran dengan suhu tinggi dan mengurangi biaya produksi. Sekam padi merupakan produk samping yang melimpah dari hasil
penggilingan padi. Sekam padi bila dibakar akan menghasilkan sekitar 20% abu sekam. Pemanfaatan sekam padi secara komersil masih relatif kecil. Hali ini karena sifat yang dimilikinya antara lain kasar, nilai gizi rendah, kepadatan yang juga rendah, serta kandungan abu yang cukup tinggi (Houston, 1972). Abu tersebut mengandung silika (SiO2) antara
pemanfaat limbah abu sekam padi dan ampas tebu untuk pembuatan batu bata tanpa pembakaran (BATAM).
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka perumusan masalah yang dibahas dalam program ini adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana mekanisme pembuatan BATAM?
2. Bagaimana campuran bahan yang paling baik dalam pembuatan BATAM? 3. Bagaimana keunggulan BATAM dibanding dengan produk batu bata lainnya?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Untuk memanfaatkan limbah pabrik gula berupa abu pembakaran ampas tebu yang dibuang tanpa dimanfaatkan kembali.
2. Untuk memanfaatkan limbah sekam padi hasil yang belum dimanfaatkan agar mempunyai manfaat kembali.
3. Untuk mencoba membuat material berupa batu bata dengan proses pengerasannya tanpa proses pembakaran.
1.4 Kegunaan
1. Bagi masyarakat
Dapat dijadikan upanya untuk mengenalkan produk batu bata dengan proses tanpa pembakaran dan melestarikan udara bersih di alam sekitar. Selain itu juga untuk mengenalkan peluang usaha batu bata tanpa proses pembakaran.
2. Bagi mahasiswa
Dapat memberi masukan ilmu pengetahuan khususnya di bidang ketekniksipilan
3. Bagi pemerintah
Bisa mewujudkan salah satu harapan pemerintah yaitu melakukan kegiatan pelestarian pepohonan atau upaya mengurangi zat-zat penyebab global warming.
1.5 Luaran yang diharapkan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Batu Bata
Batu bata adalah bahan bangunan yang telah lama dikenal dan dipakai oleh masyarakat baik di pedesaan maupun di perkotaan yang berfungsi untuk bahan bangunan konstruksi. Hal ini dapat dilihat dari banyaknya pabrik batu bata yang dibangun masyarakat untuk memproduksi batu bata. Penggunaan batu bata banyak digunakan untuk aplikasi teknik sipil seperti dinding pada bangunan perumahan, bangunan gedung, pagar, saluran dan
pondasi. Batu bata umumnya dalam konstruksi bangunan memiliki fungsi sebagai bahan non-struktural, di samping berfungsi sebagai struktural. Sebagai fungsi non-struktural, batu bata dipakai sebagai penyangga atau pemikul beban yang ada diatasnya seperti pada konstruksi rumah sederhana dan pondasi. Sedangkan pada bangunan konstruksi tingkat tinggi/gedung, batu bata berfungsi sebagai non-stuktural yang dimanfaatkan untuk dinding pembatas dan estetika tanpa memikul beban yang ada diatasnya. Pemanfaatan batu bata dalam konstruksi baik non-struktural ataupun struktural perlu adanya peningkatan produk yang dihasilkan, baik dengan cara meningkatkan kualitas bahan material batu bata sendiri (material dasar lempung atau tanah liat yang digunakan) maupun penambahan dengan bahan lain. Salah satu cara yang dilakukan adalah dengan mencampur material dasar batu bata menggunakan abu ampas tebu yangmerupakan limbah industri dari sisa pengolahan tebu. Abu ampas tebu memiliki
komposisi kimia seperti silikat (SiO2) sebesar ±71%, Aluminat (AlO3) sebesar ±1,9%, Ferri
Trioksida (Fe2O3) sebesar ±7,8%, Kalsium Oksida (CaO) sebesar±3,4% dan lain-lain.(Wira
Disurya dkk, 2002).
2.2 Uji Batu Bata
lingkungan karena tidak diperlukan pembakaran pada suhu tinggi sehingga masalah polusi udara akibat produksi gas karbondioksida dapat berkurang.
2.3 Silika dalam Sekam Padi
Padi merupakan produk utama pertanian di negara-negara agraris, termasuk
Tebu merupakan salah satu jenis tanaman yang hanya dapat ditanam di daerah yang memiliki iklim tropis. Di Indonesia, perkebunan tebu menempati luas areal + 232 ribu hektar, yang tersebar di Medan, Lampung, Semarang, Solo, dan Makassar. Dari seluruh perkebunan tebu yang ada di Indonesia, 50% di antaranya adalah perkebunan rakyat, 30% perkebunan swasta, dan hanya 20% perkebunan Negara. Pada tahun 2002 produksi tebu Indonesia mencapai +2 juta ton. Tebu-tebu dari perkebunan diolah menjadi gula di pabrik-pabrik gula. Dalam proses produksi di pabrik-pabrik gula, ampas tebu dihasilkan sebesar 90% dari setiap tebu yang diproses, gula yang termanfaatkan hanya 5%, sisanya berupa tetes tebu (molase) dan air. (Johanes Anton Witono 2005)
Selama ini pemanfaatan ampas tebu (sugar cane bagasse) yang dihasilkan masih terbatas untuk makanan ternak; bahan baku pembuatan pupuk, pulp, particle board; dan untuk bahan bakar boiler di pabrik gula. Hasil pembakaran dalam boiler ini diperoleh abu ampas tebu yang menjadi limbah dan belum dapat dimanfaatkan secara luas oleh masyarakat. Ampas tebu merupakan limbah buangan dari pabrik gula yang belum dapat dimanfaatkan secara maksimal di Indonesia. Pada umumnya ampas tebu dipakai sebagai bahan bakar untuk memanaskan boiler pada pabrik tebu. Nilai paling umum kandungan silika dari abu ampas tebu adalah 70,97 %. Abu pembakaran ampas tebu mengandung senyawa silika-alumina aktif yang dapat bereaksi dengan kalsium hidroksida pada suhu kamar dan adanya air pada kadar tertentu dapat membentuk senyawa stabil yang mempunyai sifat mengikat. Selain air dipakai dalam proses reaksi pengikatan material yang digunakan untuk pembuatan batu bata.juga dapat mempermudah pencetakan batu bata. (Hartono,1990)
2.5 Tanah Liat (Lempung)
Tanah liat merupakan hasil pelapukan dari batuan keras (batuan beku) yang
alumina dan dalam keadaan murni mempunyai rumus Al2O3, 2SiO2, 2H2O dengan
perbandingan berat dari unsur-unsurnya:47%,39% dan 14%. Menurut Silvia Hernina, tanah (lempung) ekspansif mempunyai tiga mineral utama, yakni monthmorillonite, illite, dan kaolinite, yang semuanya berupa hydrous aluminosilikat yang berbentuk kristal. Besarnya kemungkinan tanah mengembang santa tergantung pada jenis dan jumlah kandungan mineralnya, kemudahan bertukarnya ion-ionnya, kandungan elekstrolit dan tatanan struktur lapisan mineral tanahnya. Struktur kaolinite terdiri dari unit lapisan sililca dan aluminium yang diikat oleh ion hydrogen, kaolinite membentuk tanah yang stabil karena strukturnya yang terikat teguh mampu menahan molekul-molekul air sehingga tidak masuk kedalamnya. Struktur illite terdiri dari lapisan-lapisan unit silica-aluminium-silika yang dipisahkan oleh io K+ yang mempunyai sifat dapat mengembang. Strukstur montmorillonite mirip dengan struktur illite, tetapi ion pemisahnya berupa ion H2O, yang sangat mudah lepas, mineral ini dapat dikatakan sangat tidak stabil, pada kondisi tergenang, air dengan mudah masuk kedalam sela antar lapisan ini sehingga mineral mengembang, pada waktu mongering, air diantara lapisan juga mongering sehingga mineral menyusut.
2.6 Semen Portland
Semen portland didefinisikan sebagai produk yang didaoatkan dari penggilingan halus klinker yang terdiri terutama dari kalsium silikat hidraulik, dan mengandung satu atau dua bentuk kalsium silikat sebagai tambahan antar giling. Kalsium silikat hidraulik mempunyai kemampuan mengeras tanpa pengeringan atau reaksi dengan karbon dioksida di udara, dan oleh karena itu berbeda dengan perekat (pengikat) anorganik seperti plaster paris. Reaksi yang berlangsung pada pengerasan semen adalah hidrasi dan hidrolisis. Semen yang digunakan dalam penelitian ini adalah semen portland tipe I, yaitu produk umum yang digunakan untuk bangunan biasa. Semen disini mempunyai fungsi sebagai perekat.
2.7 Air
BAB III
METODE PELAKSANAAN 3.1 Bahan yang Digunakan
1. Abu hasil ampas tebu
2. Abu sekam padi
3. Air
4. Tanah liat
5. Semen portland tipe I
3.2 Alat yang Digunakan 1. Alat pengaduk (cetok) 2. Tempat pengaduk 3. Tempat pengeringan 4. Kantong plastik
5. Cetakan batu bata dari kayu 6. Ember
7. Alat uji tekan 8. Oven
9. Ayakan (penyaring nomor 200) 3.3 Cara kerja:
3.3.1 Variasi Sampel
berkualitas dan yang paling rendah kualitasnya. Sampel yang akan dibuat dengan komposisi campuran bahan perekat bervariasi sebagai berikut:
Tabel 2
Campuran Tanah liat
Campuran bahan perekat
Abu sekam padi Abu ampas tebu Semen portland tipe I
A1 60% 10% 20% 10%
A2 60% 5% 25% 10%
A3 60% 15% 15% 10%
A4 60% 20% 10% 10%
A5 60% 15% 5% 10%
Setiap sampel campuran dibuat masing-masing sebanyak 20 buah batu bata.
3.3.2 Prosedur Pembuatan
Sebelum membuat batu bata tanpa pembakaran perlu persiapan bahan campuran yang digunakan yaitu:
Tanah yang digunakan dibersihkan dari segala kotoran berupa batu, daun dan sampah
lainnya.
Abu sekam padi yang diperoleh dari industri batu bata masih berukuran besar
sehingga tidak dapat disaring langsung dengan menggunakan saringan nomor 200. Abu sekam padi tersebut perlu ditumbuk terlebih dahulu sehingga berukuran sangat halus, kemudian menyaring dengan menggunakan saringan nomor 200.
Ampas tebu yang diperoleh dari pabrik gula sudah ada yang berupa abu bisa langsung
digunakan. Sedangkan apabila masih berupa ampas tebu maka dibuat abunya.
Air yang digunakan berupa air bersih dari PDAM atau berasal dari sumber air bersih
lainnya.
Berikut adalah langkah - langkah pengerjaan setelah pesiapan:
1. Mencampurkan bahan-bahan utama yaitu dengan urutan sebagai berikut: 2. Tanah liat
3. Abu hasil ampas tebu 4. Abu sekam padi 5. Semen portland tipe I 6. Pengadukan sampai merata
7. Air (sedikit demi sedikit sampai adonan cukup liat) 8. Memasukkan ke kantong plastik (selama 1-3 hari)
9. Melumatkan kembali sampai adonan benar-benar menyatu 10. Siap untuk dicetak dengan cetakan kayu
11. Setelah pencetakan selesai dilakukan, melanjutkan dengan proses pengeringan 2-3 hari, baru kemudian melakukan proses mendiamkan batu bata selama 14 dan 28 hari pada suhu lembab dan terhindar dari hujan dan panas matahari secara langsung. Dari sini akan diperoleh dua perbedaan waktu untuk uji daya resap terhadap air. Sampel ke I yaitu berumur 14 hari dan sampel ke dua berumur 28 hari.
3.3.3 Prosedur pengujian sampel
Sebelum melakukan uji tekan batu bata perlu dilakukan pengujian terhadap
penampakan visual seperti bentuk, ukuran, warna, berat dan penyusutan dari benda uji batu bata. Pengujian tekan dengan mesin uji kuat desak dilaboratorium. Dan dilanjutkan dengan pengujian resapan air dengan mengukur berat benda uji yang telah dioven dengan temperatur 100°-110°C selama 24 jam. Benda uji yang sudah dioven tadi kemudian mendinginkan dan merendam dalam air selama 24 jam, setelah itu mengeluarkan dari air dan menimbangnya. Untuk mendapatkan data dan diolah maka perlu diamati saat proses pembuatan dan di lakukan pengujian fisik yaitu :
1. Uji Kuat Tekan, berupa Test Streng pada bata dengan prinsif menekan bata pada luas permukaan (cm2) tertentu dengan beban tertentu (kg)
Rumus Kuat Tekan: P (kg/cm2) A
2. Uji Porositas Air untuk Bata, berupa uji porositas dari bata dengan perinsif perendaman pada air terhadap benda uji dengan waktu selama 24 jam dan di timbang benda uji tersebut.
% Uji Porositas : A - B x 100 %
Ket. : A = Berat Bata + Air Terserap B = Berat Bata Kering
3. Uji Berat Jenis : Berupa pengujian berat jenisnya pada bata dengan prinsif penimbangan berat bata dengan berat tertentu (kg) lalu di masukan dalam air yang telah di ketahui volume (ml), hitung selisih air sebelum dimasukan bata dengan setelah dimasukan bata.
Berat Jenis : m ( gr/cm3) V
Ket : m = massa dari bata V = Selisih volume air.
4. Uji Kadar Air, yaitu pengujian kandungan air yang ada didalam bata dalam pengeringan oven.
% Kadar Air = W1 – W2 / W1
Ket: W1 = berat sebelum dipanaskan W2 = berat setelah dipanaskan
5. Uji Warna, warna bata berdasarkan bahan baku yang dibuat, biasanya berwarna coklat kemerahan.
6.Uji Ukuran Bata, ukuran sesuai standard dan bentuk persegi panjang, sudut siku.
3.3.4 Analisis sampel
Analisis sampel yang digunakan dengan mengolah data dari hasil uji untuk mencari sampel yang paling baik dan sampel paling jelek dengan pengolahan data secara statistik. Dari hasil analisis material maka material penambah memenuhi syarat apabila berdasarkan uji kualitas fisik memiliki kualitas yang sesuai dengan standar mutu SNI dan ASTM yaitu kuat tekan tertinggi pada komposisi I = 52,60 kg/cm2, uji berat jenis tertinggi
pada komposisi IV = 2,60 kg/cm3, uji porositas terendah pada komposisi I = 15, bentuk dan
3.4 Metode Pelaksanaan Gambar 1
START
DATA -PRIMER -SEKUNDER
- PEMBUATAN - TES TEKAN - UJI POROSITAS - UJI BERAT JENIS -UJI KADAR AIR
BATU BATA NORMAL
BATU BATA TANPA PROSES PEMBAKARAN
PERBANDINGAN DENGAN STATISTIK
SELESAI SESUAI SNI
Metode yang kami gunakan agar tujuan dari program ini tercapai melalui 5 tahap, yaitu survei dan studi literatur, perancangan dan pembuatan alat, pengujian alat, evaluasi alat, dan penyusunan laporan akhir kegiatan PKM. Berikut tahap pelaksanaan metode yang kami laksanakan :
a. Survei dan studi literatur
Pada metode ini diharapan akan mendapatkan sebuah data secara langsung dan akurat tentang permasalahan lingkungan akibat pembakaran dan kegagalan dalam pembuatan batu bata melalui proses pembakaran
b. Perancangan dan pembuatan
Pada metode ini kami merancang suatu produk BATAM. Rancangan tersebut menggunakan berbagai variasi komposisi sehingga mendapatkan batu bata dengan kualitas sesuai SNI.
c. Pengujian
Sebelum alat ini diaplikasikan di masyarakat, dilakukan pengujian dengan beberapa sample terlebih dahulu , tujuannya untuk memastikan agar metode ini berfungsi sesuai konsep yang telah dirancang.
d. Evaluasi
Tahapan yang ke-empat bertujuan untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan dari BATAM tersebut. Sehingga dapat menyimpulkan kondisi dan kualitas dari alat ini. e. Penyusunan Laporan Akhir Kegiatan PKM
BAB IV
BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN 4.1 Biaya
Berikut ini adalah rancangan biaya untuk penelitian: 1. Biaya Habis Pakai
Tabel 3
No. Kebutuhan Jumlah Harga (Rp.) Besar Biaya (Rp.)
1. Lempung 1 pick up Rp. 1.000.000 Rp. 1.000.000
2. Semen 2 sak Rp. 70.000 Rp. 140.000
3. Ampas Tebu 100 kg Rp. 200 Rp. 20.000
4. Sekam Padi 2 karung Rp. 13.000 Rp. 26.000
5. Kantong Plastik 2 pak Rp 7.000 Rp. 14.000
6. Cetakan Kayu 4 meter Rp. 30.000 Rp. 120.000
Jumlah Rp. 1.320.000
2. Biaya Peralatan Penunjang Penelitian Tabel 4
No. Kebutuhan Durasi Harga (Rp.) Besar Biaya (Rp.)
1. Sewa Laboratorium 3 bulan Rp. 500.000 Rp. 1.500.000
2. Sewa Alat 3 bulan Rp. 500.000 Rp. 1.500.000
Jumlah Rp. 3.000.000
3. Biaya Operasional Tabel 5
No. Kebutuhan Harga (Rp.)
1. Transportsi Pengadaan Bahan Baku Rp. 700.000
2. Upah Rp. 500.000
3. Dokumentasi Rp. 500.000
4. Kertas A4 2 rim Rp. 100.000
5. Penjilidan Rp. 100.000
6. Printer Rp. 500.000
Jumlah Rp. 2.400.000
4. Biaya Total Tabel 6
No. Jenis Biaya Harga (Rp.)
1. Biaya Habis Pakai Rp. 1.320.000
2. Biaya Peralatan Penunjang Penelitian Rp. 3.000.000
3. Biaya Operasional Rp. 2.400.000
Jumlah Rp. 6.720.000
Tabel 7
No. Kegiatan Bulan ke- 1 Bulan ke- 2 Bulan ke- 3 Bulan ke-4
1. Studi Literatur
2. Persiapan Bahan dan Alat 3. Penelitian
4. Analisa Hasil Data
DAFTAR PUSTAKA
Austin George T. 1996a. Industri Proses Kimia. Jakarta : Erlangga.
Subaer. 2007. Pengantar Fisika Geopolimer. Makasar : Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi
Sudarsana I Ketut, Made Budiwati Ida Ayu dan Angga Wijaya Yohanes.2011. Karakteristik Batu Bata Tanpa Pembakaran Terbuat Dari Abu Sekam Padi Dan Serbuk Batu Tabas. Denpasar : Jurnal ilmiah Teknik Sipil.
Laksomono Joddy Arya. Pemanfaatan Abu sekam Padi Sebagai Bahan Baku Silika. Serpong. Pusat Penelitian Kimia.
Herina Silvia. 2005. Kajian Pemanfaatan Abu Sekam Padi Untuk Stabilisasi Tanah Dalam Sistem Pondasi di Tanah Ekspansif. Bandung. Pusat Penelitian dan Pengembangan
Permukiman.
LAMPIRAN
1. Biodata Anggota Kelompok
1. a. Nama Lengkap : Ulin Maurita Rachmi
b. NRP : 3116100004
c. Tempat/Tanggal Lahir : Jember/ 30 Maret 1998
d. Alamat : BTN Mastrip / FF 12
e. No. Telp/HP : 082332571893
f. Alamat Email : ulinmaurita@gmail.com
2. a. Nama Lengkap :
b. NRP :
c. Tempat/Tanggal Lahir :
d. Alamat :
e. No. Telp/HP :
f. Alamat Email :
3. a. Nama Lengkap :
b. NRP :
c. Tempat/Tanggal Lahir :
d. Alamat :
e. No. Telp/HP :
