PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI BATA BERPORI DENGAN AGREGAT BATU APUNG (PUMICE) SEBAGAI FILTER GAS BUANG KENDARAAN TESIS

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI BATA BERPORI DENGAN AGREGAT BATU APUNG (PUMICE) SEBAGAI FILTER GAS BUANG KENDARAAN

TESIS

Oleh : ZULHELMI NIM : 087026024/FIS

PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

Universitas Sumatera Utara


TESIS

Oleh : ZULHELMI NIM : 087026024/FIS




TESIS

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Fisika pada Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara

Oleh

ZULHELMI NIM : 087026024/FIS




PENGESAHAN TESIS

Judul Tesis

:


Nama

:

ZULHELMI

Nomor Induk Mahasiswa

:

087026024

Program Studi

:

Magister Fisika

Fakultas

:

Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Menyetujui, Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc

Dr. Anwar Dharma Sembiring,

MS Ketua

Ketua Program Studi,

Anggota

Dekan,


Dr. Sutarman, M.Sc

NIP. 195503171986011001

NIP. 196310261991031001

Tanggal lulus : 10 Agustus 2010


PERNYATAAN ORISINALITAS

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI BATA BERPORI DENGAN AGREGAT BATU APUNG ( PUMICE ) SEBAGAI FILTER GAS BUANG KENDARAAN

TESIS

Dengan ini saya nyatakan 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, 10 Agustus 2010

ZULHELMI NIM : 087026024


PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

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

Nama

:

Zulhelmi

NIM

:

087026024

Program Studi

:

Magister Ilmu Fisika

Jenis Karya Ilmiah

:

Tesis

Demi pengembangan Ilmu Pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ( Non-Exlusive Royalty Free Right ) atas Tesis saya yang berjudul :


Beserta perangkat yang ada ( jika diperlukan ). Dengan Hak Bebas Royalti NonEksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media. Memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasi Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

Medan, 10 Agustus 2010

ZULHELMI NIM : 087026024


Telah diuji pada Tanggal

:

10 Agustus 2010

PANITIA PENGUJI TESIS : Ketua

:


Anggota

:

1. Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS 2. Prof. Drs. Muhammad Syukur, MS 3. Prof. Dr. Timbangen Sembiring, M.Sc 4. Dr. Nashruddin, MN, M.Eng.Sc


DAFTAR RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI Nama lengkap berikut gelar

: Zulhelmi, S.Si

Tempat dan Tanggal Lahir

: Medan, 2 Juni 1979

Alamat Rumah

: Jl. Satu Lingkungan IV No. B 14 Kelurahan Pulo Brayan Bengkel Kecamatan Medan Timur Kota Medan

Telepon

: 085297600053

e – mail

: [email protected]

Instansi Tempat Bekerja

: SMA Amir Hamzah Medan

Alamat Kantor

: Jl. Meranti No. 1 Medan

Telepon / Fax

: 061 – 4528167

DATA PENDIDIKAN SD

: Negeri 060863 Medan

Tamat :

: Negeri 9 Medan

Tamat :

: Sutan Oloan Medan

Tamat :

: Fisika FMIPA Universitas Andalas Padang

Tamat :

1992 SMP 1995 SMA 1998 Strata – 1 2003 Strata – 2

: Program Studi Magister Fisika Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara

Tamat : 2010


KATA PENGANTAR Pertama – tama kami panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmad dan karunia-Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. 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 : Bapak Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM & H, M.Sc (CTM) Sp.A(K). atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains. Bapak Dekan FMIPA, Dr. Sutarman, M.Sc atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara. Bapak Ketua Program Studi Magister Ilmu Fisika, Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc, Bapak Sekretaris Program Studi Magister Ilmu Fisika, Drs. Nasir Saleh, M.Eng.Sc beserta seluruh staf edukatif dan administratif pada Program Studi Magister Ilmu Fisika Program Pascasarjana Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan setinggi-tingginya penulis ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc selaku Pembimbing Utama yang dengan penuh perhatian dan telah memberikan dorongan, bimbingan dan arahan, demikian juga kepada Bapak Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS selaku Pembimbing Lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing penulis hingga selesainya penelitian ini. Kepada Almarhum Ayahanda Hamzah, Ibunda tercinta Nurnely, abang tersayang Zulhamtony dan Henro Zulnofly serta adinda tersayang Abdul Karim dan M. Arief, terima kasih atas segala pengorbanan kalian yang penuh sabar dan pengertian serta motivasi kepada penulis hingga selesainya pendidikan ini, kebaikan ini tidak dapat dibalas hanya diserahkan kepada Allah SWT jua. Semoga kita diberikan taufiq, hidayah, dan inayah-Nya dalam memanfaatkan segala ciptaan-Nya bagi kesejahteraan umat manusia. Amin Ya Rabbal Alamin. Medan,

10 Agustus

2010 Penulis,

Zulhelmi



ABSTRAK

Sekarang ini pengaruh negatif dari polusi udara yang disebabkan oleh gas buang kendaraan bermotor pada keadaan yang memprihatinkan. Pencemaran ini dapat mengancam kesehatan umat manusia. Penelitian ini untuk menemukan suatu alternatif dalam membantu mengatasi masalah polusi udara dengan pembuatan bata berpori yang digunakan sebagai filter gas buang kendaraan. Komposisi bahan dasar bata berpori yang digunakan adalah semen sebanyak 20 % setiap sampel, pasir 80 %, 70 %, 60 %, 50 %, 40 %, 30 %, 20 %, 10 %, 0 % dan agregat batu apung dengan komposisi 0 %, 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, dan 80 %. Semua bahan berukuran 100 mesh. Kemudian dicetak dan dikeringkan selama 28 hari. Karakterisasi bata berpori yang telah diuji memiliki densitas 1,77 gr/cm3 – 1,33 gr/cm3, serapan air 5,52 % - 33,09 %, kuat tekan 8,57 MPa – 6,96 MPa, kuat impak 1,34 J/cm2 – 0,57 J/cm2, kekerasan brinell hardness 99,55 HB – 90,15 HB, dan kekerasan vickers hardness 105,79 HV – 95,80 HV. Filter gas buang yang dibuat berhasil mengurangi polusi udara yang diakibatkan oleh gas buang kendaraan bermotor berbahan bakar bensin (C6H12) dengan absorbsi gas sebesar 2,62 % - 32,97 % CO, 7,5 % - 38,37 % CO2, 27,66 % - 63,74 % HC. Sebaliknya meningkatkan produksi gas O2 sebesar 11,50 % - 74,33 % dari gas yang lain.

Kata Kunci : Batu apung, pasir, semen, bata berpori, absorbsi, filter gas buang


PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF POROUS BRICKS WITH PUMICE STONE AGGREGATE (PUMICE) AS A VEHICLE EXHAUST GAS FILTER

ABSTRACT

Nowadays the negative effect of the air pollution caused by vehicle exhaust gas take at high level seriously. This air pollution can threaten human health. This research want to find an alternative way to solve air pollution problems with the making of porous brick that used as vehicle exhaust gas filter. The composition of basic porous brick substance that used cement 20 % of each sample, sand 80 %, 70 %, 60 %, 50 %, 40 %, 30 %, 20 %, 10 %, 0 % and pumice aggregate with the composition 0 % , 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, and 80 %. All of the substances have a measurement of 100 mesh. And then moulded and dried for 28 days. Characteristic of the porous brick has been studied is density 1,77 gr/cm3 – 1,33 gr/cm3, water absorption 5,52 % - 33,09 %, compressive strength 8,57 MPa – 6,96 MPa, impact strength 1,34 J/cm2 – 0,57 J/cm2, brinell hardness 99,55 HB – 90,15 HB, and Vickers hardness 105,79 HV – 95,80 HV. Gas filter which has been made can decrease air pollution successfully by gasoline ( C6 H12 ) exhaust gas with absorption gas is 2,62 % - 32,97 % CO, 7,5 % - 38,37 % CO2, 27,66 % - 63,74 % HC. Against to other gas, O2 increase from 11,50 % - 74,33 %.

Keywords: Pumice stone, sand, cement, porous brick, absorption, exhaust gases filter


DAFTAR ISI

Halaman PENGESAHAN TESIS

i

PERNYATAAN ORISINALITAS

ii

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

iii

PENETAPAN PANITIA PENGUJI TESIS

iv

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

v

KATA PENGANTAR

vi

ABSTRAK

vii

ABSTRACT

viii

DAFTAR ISI

ix

DAFTAR TABEL

xii

DAFTAR GAMBAR

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

xv

BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

1

1.2. Ruang Lingkup Masalah

3

1.3. Pembatasan Masalah

3

1.4. Perumusan Masalah

3

1.5. Tujuan Penelitian

4

1.6. Manfaat Penelitian

4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA


2.1. Pengertian dan Material Bata Berpori

5

2.2. Bahan-bahan Bata Berpori

7

2.3. Gas Buang Kendaraan Bermotor

14

2.4. Absorbsi

17

2.5. Pembuatan Bata Berpori

18

2.6. Karakteristik Bahan

19

2.6.1. Densitas

19

2.6.2. Serapan Air

19

2.6.3. Kekerasan

20

2.6.4. Kuat Tekan

21

2.6.5. Kuat Impak

21

2.6.6. Gas Analizer

22

BAB III. METODE PENELITIAN 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

23

3.2. Alat dan Bahan Penelitian

23

3.3. Prosedur Penelitian

26

3.4. Variabel dan Parameter Penelitian

27

3.5. Alat Pengumpul Data Penelitian

27

3.6. Pembuatan Sampel

28

3.7. Pengukuran Densitas

31

3.8. Pengukuran Serapan Air

31

3.9. Pengujian Kekerasan

32

3.10.Pengujian Kuat Impak

32


3.11. Pengujian Kuat Tekan

32

3.12. Pengujian Absorbsi Gas Buang

33

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Densitas

34

4.2. Serapan Air

36

4.3. Kuat Tekan

38

4.4. Kuat Impak

40

4.5. Kekerasan

42

4.6. Uji Absorbsi Gas Buang Kendaraan

45

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan

53

5.2. Saran

54

DAFTAR PUSTAKA

55

LAMPIRAN


DAFTAR TABEL

Nomor

Judul Halama n

Tabel 3.1. Perbandingan Bahan

25

4.1. Hasil Pengukuran Densitas

34

4.2. Hasil Pengukuran Serapan Air

36

4.3. Hasil Pengujian Kuat Tekan

38

4.4. Hasil Pengujian Kuat Impak

40

4.5. Hasil Pengujian Kekerasan

42

4.6. Hasil Pengujian Gas Buang Tanpa Filter

46

4.7. Hasil Pengujian Absorbsi Gas Buang Dengan Filter

46

4.8. Hasil Pengujian Produksi Gas O2 Dengan Filter

50


DAFTAR GAMBAR

Nomor

Judul Halaman

Gambar 2.1.

Knalpot Kendaraan

3.1.

Skema Pembuatan Bata Berpori Untuk Uji

14

Gas Buang Kendaraan

26

3.2.

Perendaman Sampel

31

3.3.

Pengujian Sampel Filter

33

4.1.

Grafik hubungan antara variasi komposisi batu apung pada bata berpori terhadap nilai densitas

4.2.

35

Grafik hubungan antara variasi komposisi batu apung pada bata berpori terhadap nilai serapan air

4.3.

37

Grafik hubungan antara variasi komposisi batu apung pada bata berpori terhadap nilai kuat tekan

4.4.

39

Grafik hubungan antara variasi komposisi batu apung pada bata berpori terhadap nilai kuat impak

4.5.

41

Grafik hubungan antara variasi komposisi batu apung pada bata berpori terhadap nilai kekerasan Brinell Hardness (HB)

4.6.

43

Grafik hubungan antara variasi komposisi batu apung pada bata berpori terhadap nilai kekerasan Vickers Hardness (HV)

44


4.7.

Grafik hubungan antara variasi komposisi batu apung terhadap absorbsi gas CO

4.8.

47

Grafik hubungan antara variasi komposisi batu apung terhadap absorbsi gas CO2

4.9.

48

Grafik hubungan antara variasi komposisi batu apung terhadap absorbsi gas HC

4.10.

49

Grafik hubungan antara variasi komposisi batu apung terhadap pertambahan produksi gas O2

51


DAFTAR LAMPIRAN

Nomor

Judul

Halaman

Lampiran A.

Perhitungan Untuk Menentukan Densitas

L– 1

B.

Perhitungan Untuk Menentukan Serapan Air

L– 2

C.

Perhitungan Untuk Menentukan Kuat Tekan

L– 3

D.

Perhitungan Untuk Menentukan Kuat Impak

L– 4

E.

Perhitungan Untuk Menentukan Kekerasan Vickers Hardness

F.

L– 5

Perhitungan Untuk Menentukan Persentase Absorbsi Gas CO, CO2, HC, dan O2

L– 6

G.

Gambar Bahan – bahan penelitian

L– 9

H.

Contoh Sampel Penelitian

L – 10

I.

Gambar Alat – alat Penelitian

L – 11

J.

Surat Keterangan dari Balai Riset dan Standardisasi Industri Medan

L – 16

K.

Surat Keterangan dari PT. Capella Medan

L – 17

L.

Data Uji Gas Buang Kendaraan

L – 18


PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI BATA BERPORI DENGAN AGREGAT BATU APUNG (PUMICE) SEBAGAI FILTER GAS BUANG KENDARAAN TESIS

Recommend Documents