PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N 2010

(1)

PEMBUATAN PAVING BLOCK DENGAN MENGGUNAKAN

LIMBAH LAS KARBIT SEBAGAI BAHAN ADDITIF DENGAN

PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA

(FLY ASH) PLTU LABUHAN ANGIN SIBOLGA

TESIS

Oleh

SRI MULIYASIH

087026027/FISIKA

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N

2010

(2)

PEMBUATAN PAVING BLOCK DENGAN MENGGUNAKAN

LIMBAH LAS KARBIT SEBAGAI BAHAN ADDITIF DENGAN

PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA

(FLY ASH) PLTU LABUHAN ANGIN SIBOLGA

TESIS

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Fisika pada

Program pascasarjana fakultas MIPA Universitas Utara

Oleh

SRI MULIYASIH

087026027/FIS

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N

2010

(3)

PENGESAHAN TESIS

Judul Tesis : PEMBUATAN PAVING BLOCK

DENGAN MENGGUNAKAN LIMBAH

LAS KARBIT SEBAGAI BAHAN

ADDITIF DENGAN PEREKAT

LIMBAH PADAT ABU TERBANG

BATUBARA (FLY ASH) PLTU

LABUHAN ANGIN SIBOLGA

Nama Mahasiswa : SRI MULIYASIH

Nomor Induk Mahasiswa : 08 70 26 027 Program studi : Magister Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Prof.Dr.Eddy Marlianto , M.Sc) Dra.Justinon, M.S Ketua Anggota

Ketua Program Studi, Dekan,

(4)

PERNYATAAN ORISINALITAS

PEMBUATAN PAVING BLOCK DENGAN MENGGUNAKAN

LIMBAH LAS KARBIT SEBAGAI BAHAN ADDITIF DENGAN

PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA

(FLY ASH) PLTU LABUHAN ANGIN SIBOLGA

TESIS

Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis

ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang

tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.

Medan, 4 Agustus 2010

Sri Muliyasih

NIM 087026027

(5)

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Sri Muliyasih

NIM : 087026027

Program Studi : Magister Fisika Jenis Karya Ilmiah : Tesis

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Ekslusif (Non-Exclusive

Royalty Free Right) atas Tesis saya yang berjudul :

PEMBUATAN PAVING BLOCK DENGAN MENGGUNAKAN

LIMBAH LAS KARBIT SEBAGAI BAHAN ADDITIF DENGAN

PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA

(FLY ASH) PLTU LABUHAN ANGIN SIBOLGA

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini. Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih 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, 4 Agustus 2010

(6)

Telah diuji pada

Tanggal : 04 Agustus 2010

PANITIA PENGUJI TESIS/DISERTASI

Ketua : Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc Anggota : 1. Dr. Ir. Reza Fadhilla, M.I.M

2. Dra. Justinon, M.S

3. Prof. Drs. Muhammad Syukur,MS 4. Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc 5. Drs. Tenang Ginting, MS

(7)

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama : Sri Muliyasih, S.Pd

Tempat dan tanggal lahir : Medan, 29 Juli 1980

Alamat Rumah : Jl Panglima Denai Pasar V, kel. Denai Medan, 20228

Hp : +6281361593156

e-mail : Sri_muliyasih@yahoo.com Instansi Tempat bekerja : SMA swasta Al Ulum Medan Alamat Instansi : Jl. Cemara No. 10 Medan

Telepon :+627364083

DATA PENDIDIKAN

SD Negeri 112215 Sei Jawi-jawi Tamat : 1993

SMP Negeri 2 Panai Hulu Tamat : 1996

SMP Negeri 5 Rantau Prapat Tamat : 1999

Strata-1 FPMIPA Univ. Negeri Medan Tamat : 2006

Strata-2 PSMF PPs FMIPA USU Tamat : 2010

(8)

KATA PENGANTAR

Pertama-tama kami panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga tesis ini dapat terselesaikan.

Kami ucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Pemerintah Republik Indonesia c.q. Pemerintah Provinsi Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan dana sehingga kami dapat melaksanakan Program Magister sains pada program Studi Magister Ilmu Fisika Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.

Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Rektor Universitas Sumatera Utara Prof. Dr. Dr. Syahril Pasaribu DTM&H, MSc (CTM) Sp.A(K), atas kesempatan yang diberikan kepada kami untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains.

2. Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara Dr. Sutarman M.Sc, atas kesempatan yang diberikan kepada kami untuk menjadi mahasiswa di Program Magister Sains pada Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara

3. Ketua Program studi Magister Fisika Universitas Sumatera Utara, Prof.Dr.Eddy Marlianto , M.Sc, sekretaris Program studi Ilmu Fisika Drs. Nasir Saleh, M. Eng.Sc beserta seluruh Staf Pengajar pada Program studi Magister Fisika Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara, yang telah memberikan pengajaran dan berbagai pengetahuan kepada kami.

Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan yang setinggi-tingginya kembali kami ucapkan kepada Prof.Dr.Eddy Marlianto, M.Sc selaku Pembimbing Utama yang dengan penuh perhatian dan telah memberikan dorongan, bimbingan dan pengarahan, demikian juga kepada Dra.Justinon, M.S selaku Pembimbing lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing kami hingga selesainya penelitian ini.

Kepada Ayahku Al. Rahmat dan ibuku Alm. Suhartini yang terus akan menjadi motivasi dalam setiap langkah kehidupanku. Suamiku tercinta Muslim Rasyid serta anakku Atikah Nafisah Rasyid, terimakasih atas segala pengertian, pengorbanan, kesabaran dan dukungan baik berupa moril maupun materil. Semoga pengorbanan dan dukungan kalian akan membawa keberkahan yang diridhoi Allah SWT.

(9)

PEMBUATAN PAVING BLOCK DENGAN MENGGUNAKAN LIMBAH LAS KARBIT SEBAGAI BAHAN ADDITIF DENGAN PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA (FLY ASH) PLTU

LABUHAN ANGIN SIBOLGA

ABSTRAK

Berbagai penelitian mengenai pemanfaatan fly ash dan pemanfaatan limbah las karbit untuk pembuatan beton telah dilakukan. Penelitian ini memanfaatkan kedua limbah, yaitu fly ash dan limbah las karbit yang dicampur dengan semen, pasir dan air untuk menghasilkan produk yang bernama paving Block dengan perbandingan semen: pasir:air = 1:4:0,6. Untuk penggunaan fly ash 10% dan 20 % dari volume semen, prosentase limbah las karbit yang digunakan 10%, 20%, 30%, 40% dan 50 % . Sampel uji berbentuk kubus dengan ukuran 5 cm x 5 cm x 5 cm dan bentuk balok dengan ukuran 12 cm x 3 cm x 3 cm. Nilai optimum yang dihasilkan dari penggunaan semen 90% dan fly ash 10% serta limbah las karbit 10% adalah untuk kuat tekan15,48 MPa, kuat patah 4,15, kekerasan 218 BHN, sedangkan densitas 2,39 g/cm3 dan serapan air 7,33% dan Produk paving block yang dihasilkan memenuhi standar paving Block kelas C. Dari hasil uji komposisi

paving block dengan komposisi optimum mengandung SiO2 (71,95 %), CaO

(10,89 %), Al2O3 (3,48 %), Fe2O3 (6,51 %)

(10)

MANUFACTURE OF PAVING BLOCK USING CARBIDE

WASTE AS ADDITIF MATERIAL WITH FLY ASH

ADHESIVE PLTU LABUHAN ANGIN SIBOLGA

ABSTRACT

Many kinds of analysis about the utilizing of fly ash and carbide waste for the making of concrete have been conducted. The analysis done here uses the two of waste they are; fly ash and carbide waste mixed with cement, sand, and water to result the product what is called paving block, with the comparison cement :sand :water = 1 : 4 : 0,6. for the use of fly ash 10 % and 20 % of the volume cement, percentage of carbide waste used is started from 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% . The sample of the test is in cube with 5 cm x 5 cm x 5 cm, and In log with 12 cm x 3 cm x 3 cm. the optimum value resulted by the use of cement is 90% and fly ash 10 % ann carbide waste 10 % is for the compressive strength 15,48 MPa, flexural strength 4,15 MPa and Hardeness 83,7 RHN ( Rockwell Hardness Number) and the paving block product resulted can be quality categized class C. The Results of Paving Block composition with optimum composition containing SiO2 (71,95 %), CaO (10,89 %), Al2O3 (3,48 %), Fe2O3 (6,51 %)

(11)

DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR i ABSTRAK ii ABSTRACK iii DAFTAR ISI iv DAFTAR TABEL vi

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR LAMPIRAN x BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1.2 Perumusan Masalah 1.3 Tujuan Penelitian 1.4 Manfaat Penelitian 1.5 Batasan Masalah 1 3 3 4 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5

2.1 Limbah Padat Abu Terbang Batubara (fly ash) 2.2 Limbah karbit 2.3 Paving Block 2.4 Air 2.5 Semen Portland 2.6 Pasir 2.7 Pengujian

2.7.1 Densitas dan Penyerapan air 2.7.2 Kuat tekan

2.7.3 Kuat Patah 2.7.4 Kekerasan

2.7.5 Analisa komposisi Kimia dengan AAS

5 7 8 9 10 11 12 12 13 13 14 14

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 16

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 3.2 Alat dan Bahan

16 16

(12)

3.3 Variabel dan Parameter Penelitian 3.4 Alat pengumpul Data Penelitian 3.5 Prosedur Pembuatan Sampel

3.5.1 Pengayakan bahan 3.5.2 Pencampuran bahan 3.5.3 Pencentakan Sampel

3.6 Pengujian sampel

3.6.1 Densitas dan penyerapan air

3.6.2 kuat tekan

3.6.3 kuat patah

3.6.4 kekerasan

3.6.5 analisa komposisi dengan AAS

21 21 21 24 24 25 26 26 26 27 28 29

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 30

4.1 Pemanfaatan Limbah abu Terbang batubara (fly ash) untuk pembuatan paving block

31

4.2 Besar pengaruh Abu terang batubara (fly ash) dan limbah las karbit terhadap karakteristik Paving Block

33

4.2.1 Hasil pengujian fisis 4.2.1.1 Densitas

4.2.1.2 Penyerapan air 4.2.2 Hasil pengujian Mekanis

4.2.2.1 Kuat tekan 4.2.2.2 Kuat patah 4.2.2.3 Kekerasan 4.2.3 Uji komposisi 33 33 35 37 37 39 42 43 4.3 Pengaruh Limbah Karbit sebagai pengisi (filler) Pasir

pada pembuatan paving block 4.3.1 Densitas 4.3.2 Serapan air 4.3.3 Kuat Tekan 44 44 45 46

(13)

4.3.5 Kekerasan

48 4.4 Komposisi Optimum untuk menghasilkan paving

block yang Baik

49

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 51

5.1 Kesimpulan 5.2 Saran 51 52 DAFTAR PUSTAKA 53

(14)

DAFTAR TABEL

Nomor

Tabel Judul Halaman

2.1 2.2

Komposisi berbagai jenis abu terbang dan semen Portland Komposisi kimia limbah karbit

7 7 2.3 Persyaratan mutu setiap jenis bata beton menurut SNI

03-069-1996

9

2.4 Komposisi kimia pasir 12

3.1 3.2

Komposisi kimia fly ash Komposisi kimia limbah karbit

19 19

3.3 Komposisi semen, pasir dan fly ash 20

3.4 Komposisi semen, fly ash, pasir, limbah las karbit dan air 20 A.1 Pengujian densitas sampel yang menggunakan fly ash

10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-1

A.2 Pengujian densitas sampe paving block yang menggunakan fly ash 10% dari volume semen dan limbah

karbit 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-2 A.3 Pengujian serapan air paving block sampel yang

menggunakan fly ash 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L3 A.4 Pengujian serapan air sampel paving block yang

menggunakan fly ash 10% dari volume semen dan limbah

karbit 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-4 A.5 Pengujian kuat tekan paving block sampel yang

menggunakan fly ash 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-5 A.6 Pengujian kuat tekan sampel paving block yang

(15)

limbah karbit 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 %

A.7 Pengujian kuat patah paving block sampel yang menggunakan fly ash 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-7 A.8 Pengujian kuat patah sampel paving block yang

menggunakan fly ash 10% dari volume semen dan

limbah karbit 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-8 A.9 Pengujian kekerasan sampel paving block yang

limbah karbit 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-9 A.10 Pengujian kekerasan sampel paving block yang

limbah karbit 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-9

(16)

DAFTAR GAMBAR

Nomor

Gambar Judul Halaman

3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 Neraca

Cetakan Benda Uji

Mesin Uji Kuat Tekan

Mesin uji kekerasan

Diagram alir pembuatan sampel paving block tahap I Diagram alir pembuatan sampel paving block tahap II

16 17 18 18 22 4.1 Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan kuat tekan

untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan

50% dari volume semen 31

4.2 Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan Serapan air untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan

4.3 Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan Densitas untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan

4.4 Grafik Hubungan Prosentase las karbit dengan Densitas untuk Penggunaan fly ash 10% dan 20% d dari volume semen komposisi las karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan

50% 34

4.5 Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan Serapan air untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan

4.6 Grafik Hubungan Prosentase las karbit dengan Serapan air untuk Penggunaan fly ash 10% dan 20% d dari volume semen komposisi las karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan

50% 36

4.7 Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan kuat tekan untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan

(17)

semen komposisi las karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% volume

4.9 Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan kuat patah untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan

4.10 Grafik Hubungan Prosentase las karbit dengan kuat patah untuk Penggunaan fly ash 10% dan 20% dari volume semen komposisi las karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan

50% 41

4.11 Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan kekerasan untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan

50% 42

4.12 Grafik Hubungan Prosentase las karbit dengan kekerasan untuk Penggunaan fly ash 10% dan 20% d dari volume semen komposisi las karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan

50% 42

4.13 Grafik hubungan Densitas antara penggunaan fly ash 10%-50% dengan limbah karbit Untuk Penggunaan Fly

ash 10% dan 20% dari volume Semen dan komposisi Las

karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% 44

4.14 Grafik hubungan serapan air antara penggunaan fly ash 10%-50% dengan limbah karbit Untuk Penggunaan Fly

karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% 45

4.15 Grafik hubungan kuat tekan antara penggunaan fly ash 10%-50% dengan limbah karbit Untuk Penggunaan Fly

karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% 46

4.16 Grafik hubungan kuat patah antara penggunaan fly ash 10%-50% dengan limbah karbit Untuk Penggunaan Fly

ash 10% dan 20% dari volume Semen dan komposisi

Limbah karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% dari 47 4.17 Grafik hubungan kekerasan antara penggunaan fly ash

10%-50% dengan limbah karbit Untuk Penggunaan Fly

(18)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor

Lampiran Judul Halaman

A B

C D

Pengukuran dan perhitungan karakteristik Paving Block Daftar Perhitungan Konversi Banyak Bahan (Stof) dan hawa (Lucht) serta air yang dibutuhkan

Daftar Konversi Ayakan dari Mesh ke Mikron

Korelasi Nilai Kekerasan Brinell, Rockwell danVickers Analisa komposisi fly ash, limbah karbit dan paving Block

Surat keterangan dari Balai Riset dan Standardisasi Industri Medan L-1 L-10 L-12 L-13 L-14 L-15