FRIESKA ARIESTA S Laboratorium Rekayasa Bahan Jurusan Teknik Fisika Institut Teknologi Sepuluh Nopember 2013

(1)

FRIESKA ARIESTA S.

2409 100 050

Laboratorium Rekayasa Bahan

Jurusan Teknik Fisika – Institut Teknologi Sepuluh Nopember 2013

(2)

LATAR BELAKANG

1.

• Permintaan semen semakin meningkat setiap tahun

.

2.

• Kurangnya pemanfaatan limbah sampah organik.

3.

• Kurangnya pemanfaatan limbah cangkang kerang.

(3)

LATAR BELAKANG

EKOSEMEN

Pemanfaatan Sampah Organik

dan Cangkang Kerang

Abu sampah

(SiO

₂

, CaO, Al

₂

O

₃

,Fe

₂

O

₃

,Cl)

Cangkang Kerang

(CaO)

Ekosemen di

Jepang

(4)

STUDI EKSPERIMENTAL

PEMBUATAN EKOSEMEN DARI

ABU SAMPAH DAN CANGKANG

KERANG SEBAGAI BAHAN

ALTERNATIF PENGGANTI

SEMEN

Dosen Pembimbing : Dyah Sawitri, ST. MT.

(5)

Mengetahui cara pembuatan ekosemen dari abu sampah

organik dan cangkang kerang serta sifat fisika dan kimia

dari ekosemen yang telah dibuat.

RUMUSAN MASALAH

TUJUAN

Bagaimana membuat ekosemen dari abu sampah organik

dan cangkang kerang serta menganalisa sifat fisika dan

kimia dari ekosemen yang telah dibuat.

(6)

• Sampah organik berasal dari bagian tumbuh-tumbuhan

seperti daun, ranting dan batang.

• Jenis tumbuh-tumbuhan yang digunakan sebagai bahan

abu sampah diambil secara acak.

• Sebagai variabel kontrol digunakan semen portland

jenis OPC (

Ordinary Portland Cement

) dari Semen

Gresik.

• Jenis kerang yang digunakan adalah

Anadara grandis.

• Pengujian kimia dan fisika dari ekosemen menggunakan

standar SNI 15-2049-2004 untuk Semen

Portland

(7)

TINJAUAN PUSTAKA

Referensi Tinjauan

Nelvia Adi Syafpoetri. 2012. Teknik Sipil

Universitas Riau

Telah dibuat semen dari campuran abu cangkang kerang dan batu kapur dengan komposisi optimum yaitu B 39% abu cangkang kerang; 39 % batu kapur. Hasi uji kuat tekan umur 28 hari yaitu 196 kg/cm2.

Nana Dyah Siswati, Rubin Nanda dkk. 2009. Teknik Kimia UPN Veteran Jawa

Timur

Ekosemen dibuat dari campuran abu sampah organik dan batu kapur (lime stone). Ekosemen dengan perbandingan 55% abu sampah : 45% batu kapur, kualitas kuat tekan umur 7 hari sebesar 72,6 kg/cm2_.

(8)

TINJAUAN PUSTAKA

Referensi Tinjauan Neli Susanti. 2009. Pascasarjana Fisika Universitas Sumatera Utara

Ekosemen dibuat dari campuran 30% abu sampah organik, 20% tanah liat, 40% batu kapur, pasir besi, MgCO₃. Diperoleh beton dengan nilai kuat tekan 53,5 MPa dan kuat patah 8,58 MPa.

T.Shimoda, S.Yokoyama.1999. Proceedings.Taiheiyo

Company.japan

Telah berhasil dibuat ekosemen dengan skala industri menggunakan perbandingan komposisi 58,2% abu sampah;40% batu kapur;0,5% pasir besi dan 1,3% tanah liat. Menghasilkan ekosemen dengan komposisi kimia yang mirip dengan Semen portland konvensional.

(9)

SEMEN PORTLAND

No Uraian _I Jenis Semen Portland _II _III _IV _V 1 SiO₂ minimum - 20.0 - - -

2 Al₂O₃ maksimum - 6.0 - - -

3 Fe₂O₃ maksimum - 6.0 - 6.5 -

4 MgO maksimum 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0

5 SO₃ maksimum

•Jika C3A lebih kecil

dari sama dengan 8,0 3.0 3.0 3.5 2.3 2.3

•Jika C3A lebih besar

dari sama dengan 8,0 3.5 4.5

6 Hilang pijar maksimum 5.0 3.0 3.0 2.5 3.0 7 Bagian tak larut _maksimum 3.0 1.5 1.5 1.5 1.5

8 C₃S maksimum - - - 35 -

9 C₂S minimum - - - 40 -

10 C₃A maksimum - 8.0 8.0 7 5

11 C₄AF + 2 C₃A atau

C₄AF + C₂F maksimum - - - - 25

Tabel 1. Syarat kimia utama (satuan dalam %)

(10)

No. Uraian Jenis Semen Portland I II III IV V

1 Kehalusan - - - - -

Uji Permeabilitas udara, m2_/kg _- _- _- _- _-

Dengan alat : - - - - -

Turbidimeter, min 160 160 160 160 160

Blaine, min 280 280 280 280 280

2 Kekekalan :

Pemuaian dengan autoclave, maks % 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

3 Kuat tekan :

• Umur 1 hari, kg/cm2_{, minimum} _- _- ₁₂₀ _- _-

• Umur 3 hari, kg/cm2_{, minimum} ₁₂₅ ₁₀₀ ₂₄₀ _- ₈₀

• Umur 7 hari, kg/cm2_{, minimum} ₂₀₀ ₁₇₅ _- ₇₀ ₁₅₀

• Umur 28 hari, kg/cm2_{, minimum} ₂₈₀ _- _- _{170 210}

4 Waktu pengikatan

dengan alat :

Gillmore

• Awal, menit, minimal 60 60 60 60 60

• Akhir, menit, maksimum 600 600 600 600 600

Vicat

• Awal, menit, minimal 45 45 45 45 45

• Akhir, menit, maksimum 375 375 375 375 375 (Sumber : BSN (Badan Standar Nasional) SNI 1-2049-2004)

(11)

EKOSEMEN

• Jenis Ekosemen

• Komposisi kimia Abu

Sampah

• Komposisi bahan

(12)

KERANG LAUT (ANADARA GRANDIS)

Gambar. Kerang laut (Anadara grandis) (Google, 2013)

Komponen Batu Kapur (Lime Stone) Cangkang Kerang

CaO 85,16 66,7 SiO2 1,67 7,88

Fe2O3 2,7 (R2O3 ) 0,03

MgO 1,33 22,28 Al2O3 2,7 (R2O3) 1,2

Tabel. Perbandingan komposisi kimia serbuk cangkang kerang dan batu kapur

(satuan dalam %)

(13)

PENGUJIAN XRD (X-RAY DIFFRACTION)

(14)

UJI MASSA JENIS SERBUK EKOSEMEN

UJI KUAT TEKAN

(15)

Pemrosesan Cangkang Kerang

Menjadi Abu

(16)

(17)

(18)

(19)

Nama Senyawa Kadar

Calcite (CaCO₃) 100

Nama Senyawa Kadar

Calcite (CaCO₃) 69,7

Potassium Chloride (KCl) 12,1

Cadmium Gadolinium (Cd_0.15Gd_0.85) 4,0

Silicon Oxide (SiO₂) 3,0

Iron Selenide Telluride (Fe ( Se_0.5Te_0.5 ) 8,1

Aluminum Erbium Germanide (Al₂ErGe₂ ) 3,0 Tabel 1. Pengujian XRD komposisi kimia

Abu Kerang (satuan dalam %)

Tabel 3. Pengujian XRD komposisi Kimia Abu Sampah (satuan dalam %)

(20)

Pencampuran dan

Pembakaran Ekosemen

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

HASIL PENGUJIAN KIMIA

Pengujian

A

B

C

SG OPC

Insoluble

10,545

11,358

10,860

10,114

SO

₃

1,1627

1,0633 0,7957

1,8762

SiO

₂

10,230

10,565

8,367

21,972

R

₂

O

₃

11,84

12,94

10,28

13,2010

CaO

35,529 42,756

44,369

44,067

MgO

1,9113

1,9837

1,9765

2,1502

Hilang Pijar

34,417

30,896

32,610

3,896

Fe

₂

O

₃

3,6124

3,6012

2,4879

1,3608

Tabel 4. Hasil pengujian ekosemen dengan metode kimia (satuan dalam %)

(26)

HASIL UJI KUAT TEKAN

Jenis Sampel Warna

Ekosemen A Ekosemen B Ekosemen C

Semen Gresik OPC

(27)

HASIL UJI MASSA JENIS SERBUK

Jenis (gr/cm3₎ A 1,69 B 2,535 C 1,676 SG OPC 2,54

(28)

Senyawa _A _BKadar (%) _C _{SG OPC} CaCO₃ 95 83 93,1 - KCl 3 - - - SiO₂ 2 - - 6 ( MgAl₂Si₃O₁₀ ).₆ - 14 - - Na₂S₂ - 3 - - AlPO₄ - - 6 - K( IO₃) - - 2 - Ca₃SiO₅ - - - 94

PENGUJIAN AKHIR XRD

Tabel 8. Komposisi Akhir Ekosemen A,B,C dan SG OPC

(29)

Frieska ITS Nelvi UNRI Neli USU Nana UPN Jepang Komposisi AS _49,1% _- _30% _55% _58,2% AK _49,1% _39% _- _- -BK _- _39% _40% _45% _40% PB _0,5% _1% _1% _- _0,5% TL _1,3% _20% _20% _- _1,3% MgO _- _1% _1% _- -Gipsum _- _- _8% _- -Pengujian Kimia LOI _{30,896 %} _1,31% _- _- -Insolube _11,358% _0,67% _- _- -SO₃ _1,0633% _2,77% _- _- -SiO₂ _10,565% _21,09% _- _- -R₂O₃ _12,94% _9,32% _- _- -CaO _42,756% _63,25% _- _- -MgO _1,9837% _2,00% _- _- -Fe₂O₃ _3,6012% _3,36% _- _- -Pengujian Fisika Kuat Tekan 7 hari - - - 72,6 kg/cm2 -28 hari - 196 kg/cm2 _{53,5 MPa} _-

-Kuat Patah - - 8,58 MPa - -Densitas 2,535 gr/cm3 _{3,15 gr/cm}3 _-

(30)

-• Dari hasil pengujian kimia diketahui bahwa ekosemen B dengan

komposisi 49,1% abu sampah: 49,1% abu cangkang kerang; 0,5%

pasir besi dan 1,3% tanah liat memiliki nilai pengujian kimia yang

hampir mendekati Semen Gresik OPC (

Ordinary Portland

Cement

) yaitu

insoluble

(11,358%); SO

₃

(1,0633%); SiO

₂

(10,565%); R

₂

O

₃

(12,94%); CaO (42,756%); MgO (1,9837%);

hilang pijar (

Loss Of Ignition

) (30,896%); Fe

₂

O

₃

(3,6012%).

• Pengujian Fisika untuk kuat tekan tidak dapat dilanjutkan karena

sampel kubus mortar yag dibuat mengalami degradasi (hancur)

pada proses perendaman dengan larutan kapur jenuh.

• Dari hasil pengujian densitas serbuk diperoleh nilai yang

mendekati Semen Gresik OPC (

Ordinary Portland Cement

)

adalah ekosemen B yaitu 2,535 gr/cm

3

_.

• Dari Pengujian XRD diperoleh bahwa dari ketiga jenis komposisi

belum terbentuk senyawa Ca

₃

SiO

₅

yang merupakan kandungan

utama dari semen

portland

.

(31)

DAFTAR PUSTAKA

• Bouchet, Philippe. 2012. ‘Anadara grandis (Broderip & G.B. Sowerby I, 1829)’.

http://www.marinespecies.org/aphia.php?p=taxdetails&id=600539 (Diakses tanggal 17 Februari 2013)

• Badan Standar Nasional Indonesia (BSNI) . 2008. SNI 15-2049-2004 Semen P ortland

• Firdaus, Apriyadi. 2007. ‘Proses Pembuatan Semen Pada PT.Holcim Indonesia, Tbk’.Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa.Cilegon,Banten

• Kemenperin. 2012. “Semester I, Konsumsi Semen Capai 26 Juta Ton”.

http://www.kemenperin.go.id/artikel/3615/Semester-I,-Konsumsi-Semen-Capai 26-Juta-Ton (Dikutip tanggal 17 Januari 2013)

• Kementrian Negara Lingkungan Hidup Republik Indonesia (KNLH).‘Statistik Persampahan Indonesia Tahun 2008‘.2008

• Nana Dyah Siswati, Rubin Nanda, Riant Anggraini.2009.” Pembuatan Ekosemen Dari Sampah Organik “.Jurnal Teknik Kimia Vol.3 No.2 . Jurusan Teknik Kimia UPN Veteran Jawa Timur

• Neli Susanti.2009.” Pembuatan Ekosemen Dari Abu Sampah Dan Uji Aplikasinya Untuk Panel Beton”.Tesis. Jurusan Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. Medan

(32)

DAFTAR PUSTAKA

• Nelvia Adi Syafpoetri, Monita Olivia, Lita Darmayanti.2012.”

Pemanfaatan Abu Kulit Kerang (Anadara grandis) Untuk Pembuatan Ekosemen”.Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Riau Pekanbaru

• Nugraha Paul, Antoni. 2007. ‘Teknologi Beton’. Penerbit Andi. LPPM Universitas Kristen Petra.Surabaya

• Shinta Marito Siregar.2009.” Pemanfaatan Kulit Kerang Dan

Resin Epoksi Terhadap Karakteristik Beton

Polimer”.Tesis.Jurusan Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara Medan

• Tim Redaksi 02. 2012. ‘Indonesia Defisit Pasoka Semen Butuh Minimal 2 Pabrik Baru’.

http://duniaindustri.com/berita-industri-semen-indonesia/1111-indonesia-defisit

pasokan-semen-butuh-minimal-2-pabrik-baru.html (Diakses tanggal 17 Februari 2013)

• T. Shimoda, S. Yokoyama, 1999, ‘ Ecocement—a new Portland cement to solve municipal and industrial waste problems ‘, Proc. of International Congress on Creating with Concrete , Dundee

(33)