SITI AISYAH RITONGA

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI BATA KONSTRUKSI DENGAN MEMANFAATKAN LIMBAH PADAT PULP DAN SEMEN SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

SITI AISYAH RITONGA 030801026

DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

Siti Aisyah Ritonga : Pembuatan Dan Karakterisasi Bata Konstruksi Dengan Memanfaatkan Limbah Padat Pulp Dan Semen, 2009. USU Repository © 2009

LEMBAR PENGESAHAN

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI BATA KONSTRUKSI DENGAN MEMANFAATKAN LIMBAH PADAT PULP DAN SEMEN

Pembimbing

Drs. Anwar Dharma Sembiring, M.S NIP : 131 283 730

Diketahui oleh Ketua Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Dr. Marhaposan Situmorang NIP : 130 810 771


PERSETUJUAN

Judul

Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas

: PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI BATA KONSTRUKSI DENGAN MEMANFAATKAN LIMBAH PADAT PULP DAN SEMEN : SKRIPSI : SITI AISYAH RITONGA : 030801026 : SARJANA (SI) FISIKA : FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di Medan, Februari 2009

Diketahui/Disetujui oleh Ketua Departemen Fisika FMIPA USU

(DR. Marhaposan Situmorang ) NIP. 130 810 771

Pembimbing

( Drs. Anwar Dharma S.MS ) NIP. 131 283 730


PERNYATAAN

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI BATA KONSTRUKSI DENGAN MEMANFAATKAN LIMBAH PADAT PULP DAN SEMEN

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.

Medan, Februari 2009

SITI AISYAH RITONGA 030801026


PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT, yang maha pemurah dan maha penyayang, atas karunia dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan pelaksanaan dan penulisan skripsi ini. Ucapan terimakasih saya sampaikan kepada Drs.Anwar Dharma S.MS,selaku pembimbing dan Bachtiar Effendi ST selaku pembimbing lapangan pada penyelesaian skripsi ini yang telah memberikan panduan dan penuh kepercayaan kepada saya untuk menyempurnakan skripsi ini. Ucapan terimakasih juga saya ajukan kepada ketua dan sekretaris departemen Fisika FMIPA USU DR. Marhaposan Situmorang dan Dra. Yustinon,MS, Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA Universitas Sumatera Utara. Ucapan terimakasih juga saya sampaikan kepada teman-teman saya Ayu, Suci, Risma, Brian, Fani, meity, serta rekan-rekan fisika stambuk 2003 terimakasih atas semangat dan motivasinya.

Akhirnya tidak terlupakan dan yang teristimewa kepada Ayahanda Kusnori ritonga, ibunda Ida Royani Tanjung, Adik-adik saya, dan semua sanak keluarga. Terima kasih atas dukungan, bantuan dan semangat yang kalian berikan kepadaku selama ini. Semoga Allah SWT akan membalasnya. Amin.

Penulis


ABSTRAK

Penelitian ini dilakukan dengan tujuan pemanfaatan limbah padat pulp dregs, grits, dan biosludge dalam pembuatan bata. Pada penelitian ini digunakan limbah padat pulp dregs, grits, dan biosludge, dengan variasi komposisi semen 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, dan 30%. Proses pencetakan benda uji dilakukan dengan cara cetak tekan sebesar 5000 kg force. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kuat tekan bata dengan campuran limbah padat pulp pada komposisi semen 30% menyamai kuat tekan bata normal. Hasil penyerapan air dan porositas bata dengan menggunakan limbah padat pulp yaitu 19,57% - 27.23% dan 23.34% - 44.65%, lebih rendah dari bata normal.


ABSTRAC

This research is done for exploiting the pulp solid waste such dregs, grits, and biosludge for the brick manufacture. The research is done by using the pulp solid of dregs, grits, and biosludge, with the variation of cement composition are 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, and 30%. The sample are mold with the pressure 5000 kg force. The result of research show the pressure strength of the brick with pulp solid waste mixture at the 30% of cement composition as strength as normal brick. The result of the water absorption and the brick porosity by using pulp solid cesspool are 19.57% - 27.23%, and 23.34% - 44.65%, lower then normal brick.


DAFTAR ISI

Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar BAB I Pendahuluan 1.1 Latar Belakang 1.2 Batasan Masalah 1.3 Tujuan Penelitian 1.4 Manfaat Penelitian 1.5 Tempat Penelitian 1.6 Sistematika Penulisan BAB II Tinjauan Pustaka 2.1 Pulp 2.1.1 Defenisi 2.2 Limbah Padat Pulp 2.3 Batako (Bata Beton) 2.3.1 Semen 2.3.1.1 Jenis – jenis semen 2.3.2 Agregat 2.3.3 Air BAB III Metodologi Penelitian 3.1 Alat dan Bahan 3.1.1 Peralatan 3.1.2 bahan – bahan 3.2 Diagram Alir Penelitian 3.2.1 Diagram Alir Analisa senyawa kimia 3.2.2 Diagram Alir Pembuatan sampel 3.3 Prosedur Penelitian 3.3.1 Prosedur Analisa Senyawa Kimia 3.3.2 Prosedur Pembuatan Sampel 3.4 Pengujian Sampel 3.4.1 Pengujian Kuat Tekan 3.4.2 Pengujian Penyerapan Air 3.4.3 Pengujian Porositas 3.4.4 Pengujian Densitas

Halaman i ii iii iv v vi viii ix

1 3 3 3 3 4

5 5 6 9 9 10 12 14 16 16 16 17 17 18 19 19 21 21 21 22 23 24


BAB IV Hasil dan Pembahasan 4.1 Hasil 4.1.1 Komposisi Senyawa Kimia 4.1.2 Pengujian Kuat Tekan 4.1.3 Pengujian Penyerapan Air 4.1.4 Pengujian Porositas 4.1.5 Pengujian Densitas 4.2 Pembahasan 4.2.1 Komposisi Senyawa Kimia 4.2.2 Pengujian Kuat Tekan 4.2.3 Pengujian Penyerapan Air 4.2.4 Pengujian Porositas 4.2.5 Pengujian Densitas BAB V Kesimpulan & Saran 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran Daftar Pustaka

25 25 26 29 30 31 32 32 32 34 35 36 37 38 39

Lampiran


DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Persyaratan Mutu Setiap Jenis Bata Beton Menurut SNI 03-0691-1996 9 Tabel 2.2 Batas dan Izin Kekeruhan Air untuk Campuran Beton

15

Tabel 4.1 Komposisi kimia dari hasil analisa serbuk pulp dengan menggunakan AAS

26

Tabel 4.2 Data hasil pengujian kuat tekan bata dengan waktu pengeringan 7 hari 27 Tabel 4.3 Data hasil pengujian kuat tekan bata dengan waktu pengeringan 14 hari 28 Tabel 4.4 Data hasil pengujian kuat tekan bata dengan waktu pengeringan 28 hari 29 Tabel 4.5 Data hasil pengujian penyerapan air ( Water Absorption )

30

Tabel 4.6 Data hasil pengujian Porositas

31

Tabel 4.7 Data hasil Pengujian Densitas

32


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Dregs

7

Gambar 2.2 Grits

8

Gambar 2.3 Biosludge

8

Gambar 4.1 Grafik kuat tekan bata terhadap variasi persentasi semen waktu pengeringan 7 hari

33


34


34

Gambar 4.4 Grafik Penyerapan Air pada Bata terhadap Variasi Semen

35

Gambar 4.5 Grafik Porositas pada Bata terhadap Variasi Semen

36

Gambar 4.5 Grafik Densitas pada Bata terhadap Variasi Semen

37


BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Bata merupakan bahan yang digunakan sebagai bahan bangunan, misalnya digunakan pada pembangunan jalan, tembok, dan lain-lain. Bata yang digunakan mempunyai variasi bentuk, kekuatan, dan jenis sesuai dengan penggunaannya.Bata biasanya terbuat dari tanah liat (lempung) yang dicetak dengan tangan atau mesin, dibakar dengan tungku hingga merah. Sedangkan bata press (batako) terbuat dari campuran semen, pasir, dan kerikil kecil dan ditambah sedikit air dengnan perbandingan tertentu hingga merata , dicetak press dengan alat cetak, dikeringkan dengan diangin-anginkan dalam beberapa hari. Disini penulis mencoba untuk membuat bata press dengan mencampurkan limbah padat pulp yang berupa grit, dreg, dan bio sludge, dengan bahan perekatnya semen. Pada umumnya limbah merupakan sisa dari olahan suatu pabrik atau industri. Bentuk limbah pada dasarnya cair atau padat, terkadang jumlahnya cukup besar, tergantung pada jenis industrinya. Limbah padat pulp adalah limbah yang diperoleh dari sisa-sisa pengolahan industri PT. Toba Pulp Lestari (TPL) Porsea, yang pada dasarnya menumpuk dan sangat mengganggu lingkungan dan kesehatan. Sisa-sisa pengolahan ini diperoleh setelah melakukan beberapa kali proses dan hasilnya dalam bentuk padat yang disebut dengan grit, dreg, dan biosludge. -

Grits : Berasal dari proses recousstisizing, berupa bahan yang tidak bereaksi antara green liquoer dan kapur tohor, kandungan utamanya adalah pasir yang mengandung hidroksida.

-

Dregs : Merupakan bahan endapan dari green liquoer yaitu smelt yang dilarutkan dengan weak wash dari lime mud washer. Kandungan silica dan


karbon residu organic yang tidak sempat terbakar dalam boiler. Bahan ini kaya akan karbon karena tidak bereaksi. -

Bio Sludges : Merupakan campuran dari endapan limbah cair. Proses primary dan secondary yang kandungan utamanya adalah selulosa dan bakteri yang mati. Menurut pantauan di lapangan, jumlah limbah padat pulp di PT.TPL Porsea

Tobasa mencapai 70 ton per harinya, sehingga timbul suatu pemikiran bagaimana caranya mengolah limbah agar tidak terus menumpuk , untuk dijadikan material baru yang berguna dan bernilai positif untuk meningkatkan ekonomi masyarakat. Dengan demikian perlu dilakukan pengamatan dan analisis lebih lanjut tentang senyawa-senyawa yang dominant dari kandungan limbah padat pulp tersebut, sehingga cocok digunakan sebagai bahan untuk pembuatan bata. Semen yang digunakan dalam penelitian ini jenis semen Portland (portland cement), jenis umum yang untuk penggunaan konstruksi beton secara umum. Semen (cement) adalah hasil industri dari paduan bahan baku : batu kapur/gamping sebagai bahan baku utama dan lempung/tanah liat atau bahan pengganti lainnya dengan hasil akhir berupa padatan yang berbentuk bubuk/bulk, tanpa memandang proses pembuatannya, yang mengeras atau membatu pada pencampurannya dengan air. Semen Portland atau semen abu adalah bubuk/bulk berwarna abu kebirubiruan, dibentuk dari bahan utama batu kapur/gamping berkadar kalsium tinggi yang diolah dalam tanur yang bersuhu dan bertekanan tinggi. Semen adalah bahan yang bertindak sebagai pengikat atau perekat untuk bata press (batako) yang bahan campurannya terdiri limbah padat pulp berupa grits, dregs, dan biosludge.


1.2 BATASAN MASALAH

Adapun batasan masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah : 1.

Mengidentifikasi senyawa kimia limbah pulp berupa grits, dregs, dan bio sludge dengan Atomic Absorption Spectrometer (AAS).

2.

Menerangkan secara rinci pembuatan bata konstruksi dengan menggunakan limbah padat pulp.

3.

Melakukan pengamatan/pengujian yang meliputi : porositas, penyerapan air, kuat tekan

1.3 TUJUAN PENELITIAN

1.

Mengamati pengaruh variasi komposisi limbah padat pulp dan semen terhadap karakterisasi bata.

2.

Mengidentifikasi senyawa kimia limbah padat pulp yang berupa grits, dregs, dan bio sludges.

1.4 MANFAAT PENELITIAN

Pemanfaatan limbah padat pulp yang berupa grits, dregs, dan biosludge dalam pembuatan bata, sehingga dapat mengurangi limbah dan memberikan pengetahuan kepada masyarakat tentang pengembangan dan pemanfaatan limbah padat pulp tersebut.

1.5 TEMPAT PENELITIAN


Laboratorium Material Test Pandidikan Teknologi Kimia Industri (PTKI),Medan.

1.6 SISTEMATIKA PENULISAN

Sistematika penulisan masing-masing bab adalah sebagai berikut :

BAB I

Pendahuluan Bab ini mencakup latar belakang penelitian,tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, tempat penelitian, dan sistematika penulisan.

BAB II

Tinjauan Pustaka Bab ini berisi tentang teori yang mendasari penelitian

BAB III

Metodologi Penelitian Bab ini membahas tentang diagram alir penelitian, peralatan, bahan – bahan, pembuatan sampel uji, pengujian sampel.

BAB IV

Hasil dan Pembahasan Bab ini membahas tentang hasil penelitian dan menganalisis data yang diperoleh dari penelitian

BAB V

Kesimpulan dan Saran Menyimpulkan hasil-hasil yanng didapat dari penelitian dan memberikan saran untuk penelitian lebih lanjut.


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pulp

2.1.1 Definisi

Pulp (bubur kertas) adalah hasil pemisahan serat selulosa dari bahan pencampur (lignin dan pentosan),pelepasan bentuk bulk menjadi serat atau kumpulan serat dengan melalui berbagai proses pembuatannya (mekanis, semikimia, kimia).

Pulp terdiri dari serat-serat (selulosa dan hemiselulosa) sebagai bahan baku kertas. Kayu sebagai bahan dasar dalam industri kertas mengandung beberapa komponen antara lain : -

Selulosa, tersusun atas molekul glukosa rantai lurus dan panjang yang merupakan komponen yang paling disukai dalam pembuatan kertas karena panjang dan kuat.

-

Hemiselulosa,

tersusun atas glukosa rantai pendek

dan

bercabang.

Hemiselulosa lebih mudah larut dalam air dan biasanya dihilangkan dalam proses pluping.

-

Lignin, adalah jaringan polimer fenolik tiga dimensi yang berfungsi merekatkan serat selulosa sehingga menjadi kaku. Pulping kimia dan proses


pemutihan akan menghilangkan lignin tanpa mengurangi serat selulosa secara signifikan.

-

Ekstraktif, meliputi hormon tumbuhan, resin, asam lemak dan unsur lain. Komponen ini sangat beracun bagi kehidupan perairan dan mencapai jumlah toksik akut dalam efluen industri kertas. Proses pembuatan pulp diantaranya dilakukan dengan proses mekanis, kimia,

dan semikimia. Prinsip pembuatan pulp secara mekanis yakni dengan pengikisan dengan menggunakan alat seperti gerinda. Proses mekanis yang biasa dikenal diantaranya PGW (Pine Groundwood), SGW (Semi Groundwood).Pada pembuatan pulp dengan cara mekanis kekuatan dan derajat putih kertas tidak diutamakan sehingga cocok pada pembuatan Koran dan tisu.

Proses semikimia merupakan kombinasi antara mekanis dan kimia. Pada proses semikimia atau soda digunakan untuk bahan baku berserat pendek seperti jerami, tidak menggunakan

senyawa

sulfur,

sehingga

bahan polusi

sedikit

tidak

perlu

recovery.Yang termasuk ke dalam proses ini diantaranya CTMP (Chemi Thermo Mechanical Pulping) dengan memanfaatkan suhu untuk mendegredasi lignin sehingga diperoleh pulp yang memiliki rendemen yang lebih rendah dengan kualitas yang lebih baik daripada pulp dengan proses mekanis.

Proses pembuatan pulp dengan proses kimia dikenal dengan sebutan kraft. Disebut kraft karena pulp yang dihasilkan dari proses ini memiliki kekuatan lebih tinggi daripada proses mekanis dan semikimia , akan tetapi rendemen yang dihasilkan lebih kecil diantara keduanya karena komponen yangn terdegradasi lebih banyak (lignin, ekstraktif, dan mineral). Pembuatan pulp dengan cara kimia kekuatan dan derajat putih kertas lebih diutamakan, cocok untuk kertas tulis (HVS).

2.2 Limbah Padat Pulp


Limbah adalah segala sesuatu yanng merupakan sisa hasil buangan dari suatu kegiatan/produksi yang sudah tidak terpakai lagi. Limbah menurut jenisnya dapat digolongkan menjadi tiga macam yaitu limbah padat, cair, dan gas. Komposisi limbah pada umumnya terdiri dari dua komponen utama yaitu anorganik dan organik. Komposisi limbah organik dapat berupa sampah padat yang terdiri dari daun-daun kering, sampah rumah tangga, yang biasanya dihasilkan oleh daerah pemukiman. Sedangkan yang anorganik seperti gelas, plastik dan lain-lain untuk pemukiman dijumpai lebih sedikit. Limbah selalu diartikan sebagai sumber pencemaran yang dapat mengganggu aktivitas maupun lingkungan yang berdampak negatif terhadap kesehatan masyarakat.

Limbah padat pulp adalah limbah yang diperoleh dari sisa-sisa pengolahan industrin pulp. Limbah ini berupa grits, dregs, dan biosludge.

-

Dregs

Dregs

adalah material padat yang berwarna abu-abu kecoklatan yang

merupakan bahan endapan dari green liquor yaitu smelt yang dilarutkan dengan weak wuash dari lime mud washer(gambar 2.1). Kandungannya silika dan karbon residu organik yang tidak sempat terbakar dalam boiler. Dregs mempunyai berat jenis 1,92 g/cm2. Komposisi kimia dari dregs ditunjukkan pada tabel2.1.

Gambar 2.1 dregs

-

Grits


Grits berasal dari proses recousstisizing,yang tidak bereaksi antara green liquor dan kapur tohor, berwarna abu-abu kekuningan, kandungan utamanya pasir yang mangandung hidroksida (gambar 2.2). Grits mempunyai berat jenis 1,88 g/cm2. Komposisi kimia dari grits ditunjukkan pada tabel 2.1.

Gambar 2.2. Grits

-

Biosludge

Biosludge merupakan limbah dari proses pembuatan pulp dan industri kertas yang berupa campuran dari endapan limbah cair,berwarna cokelat kehitaman, kandungan utamanya adalah selulosa dan bakteri yang mati (gambar 2.3). Biosludge mempunyai berat jenis 1,65 g/cm2. Komposisi kimia dari biosludge ditunjukkan pada tabel 2.1.

Gambar 2.3 Biosludge


2.3 Batako (Bata Beton)

Batako adalah salah satu bahan bangunan yang berupa batu-batuan yang pengerasannya tidak dibakar dengan bahan pembentuk yang berupa campuran pasir (agregat), semen, air dan dalam pembuatannya dapat ditambahkan dengan jerami sebagai bahan pengisi antara campuran tersebut atau bahan tambah lainnya.

Batako biasanya dicetak berbentuk persegi panjang dengan ukuran tertentu dan dimana proses pengerasannya tanpa melalui pembakaran serta dalam pemeliharaannya ditempatkan pada tempat yang lembab atau tidak terkena sinar matahari atau hujan secara langsung. Berdasarkan SNI 03-0691-1996 klasifikasi paving blok (bata beton) dibedakan menurut kelas penggunaannya sebagai berikut: Bata beton mutu A : digunakan untuk jalan Bata beton mutu B : digunakan untuk pelataran parkir Bata beton mutu C : digunakan untuk pejalan kaki Bata beton mutu D : digunakan untuk taman dan pengguna lain Persyaratan mutu untuk masing-masing jenis dapat dilihat pada Tabel 4.6. Tabel 2.2. Persyaratan Mutu Setiap Jenis Bata Beton Menurut SNI 03-0691-1996 Jenis

Kuat Tekan (mPa*) Rata-rata

Minimum

Ketahanan Aus

Penyerapan air

Rata-rata

Minimum

(Rata2 max)

A

40

35

0,090

0,103

3

B

20

17

0,130

0,149

6

C

15

12,5

0,160

0,184

8


D

10

8,5

0,219

0,251

10

2.3.1 Semen

Semen adalah bahan yang mempunyai sifat-sifat adhesif dan kohesif yang diperlukan untuk mengikat agregat menjadi suatu massa yang padat dan mempunyai kekuatan yang cukup. Yang paling sering digunakan sebagai perekat pada bahan bangunan adalah semen portland. Ada dua jenis semen, yaitu semen hidraulis dan semen non-hidraulis. Semen non-hidraulis adalah semen yang tidak dapat mengeras dan tidak stabil dalam air. Semen hidraulis adalah semen yang akan mengeras bila bereaksi dengan air, tetapi akan tetap tahan air dan stabil dalam air.

Semen protland merupakan bubuk yang sangat halus, material yang berwarna abu-abu yang terutama terdiri dari kalsium dan aluminium silikat. Bahan mentah utama untuk membuat semen Portland adalah :

-

Kalsium oksida (kapur) (CaO)

-

Silica (SiO2)

-

Alumina (Al2O3)

-

Magnesium Oksida (MgO)

-

Besi Oksida (Fe2O3)

Untuk menghasilkan semen , bahan baku tersebut dibakar sampai meleleh, sebagian untuk membentuk clinkernya, yang kemudian dihancurkan dan ditambah dengan gips (gypsum) dalam jumlah yang sesuai. Hasil akhir dari proses produksi dikemas dalam kantong/zak.

Faktor semen sangatlah mempengaruhi karakteristik campuran batako. Kandungan semen hidraulis yang tinggi akan memberikan banyak keuntungan, antara lain dapat membuat campuran menjadi lebih kuat, lebih padat, lebih tahan air, lebih cepat mengeras, dan juga memberikan rekatan yang lebih baik. Kerugiannya adalah Siti Aisyah Ritonga : Pembuatan Dan Karakterisasi Bata Konstruksi Dengan Memanfaatkan Limbah Padat Pulp Dan Semen, 2009. USU Repository © 2009

dengan cepatnya campuran mengeras, maka dapat menyebabkan susut kering yang lebih tinggi pula.

2.3.1.1 Jenis-jenis Semen

-

Semen abu atau semen portland adalah bubuk/bulk berwarna abu kebirubiruan. Berdasarkan persentase kandungan penyusunnya terdiri dari beberapa tipe, yaitu :

a. Tipe I (Ordinary Portland Cement) Semen jenis ini merupakan semen hidrolis yang dipergunakan secara luas untuk konstruksi umum, seperti ; bangunan perumahan, jembatan jalan raya dan lain-lain. b. Tipe II (Moderate Heat Portland Cement) Dikenal sebagai semen yang mempunyai ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang. Misalnya untuk bangunan dipinggir laut, tanah rawa, bendungan, dan saluran irigasi. c. Tipe III (High Early Strenght Portland Cement) Semua jenis ini merupakan semen yang dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan bangunan yang memerlukan kekuatan tekan awal yang tinggi setelah proses pengecoran dilakukan dan memerlukan penyelesaian secepat mungkin. Misalnya digunakan untuk pembuatan jalan raya, bangunan tingkat tinggi dan Bandar udara. d. Tipe IV (Low Heat Portland Cement) Semen jenis ini merupakan semen dengan panas hidrasi yang rendah. Jenis ini merupakan khusus untuk penggunaan yang memerlukan panas hidrasi serendah-rendahnya. Jenis ini digunakan untuk bangunan beton massa seperti bendungan-bendungan. e. Tipe 5 (Shulphato Resistant Portland Cement) Semen jenis ini dipakai untuk konstruksi bangunan-bangunan pada tanah/air yang mengandung sulfat tinggi dan sangat cocok untuk instalasi pengolahan limbang pabrik, konstruksi dalam air, terowongan, pelabuhan. Siti Aisyah Ritonga : Pembuatan Dan Karakterisasi Bata Konstruksi Dengan Memanfaatkan Limbah Padat Pulp Dan Semen, 2009. USU Repository © 2009

f.

Portland Pozzolan Cement (PPC) Semen hidrolis yang dibuat dengan menggiling terak, gypsum dan bahan pozzolan. Digunakan untuk bangunan umum dan bangunan yang memerlukan ketahanan sulfat dan panas hidrasi sedang. Misalnya, jembatan, jalan raya, perumahan, bangunan irigasi.

-

Semen Putih (gray cement) adalah semen yangn lebih murni darisemen abu yang digunakan untuk pekerjaan penyelesaian (finishing), atau pengisi. Semen jenis ini dibuat dari bahan utama kalsit (calcite) limestone murni.

-

Oil Well Cement atau semen sumur minyak adalah semen yang digunakan dalam proses pengeboran minyak bumi atau gas alam, baik di darat maupun di lepas pantai.

-

Mixed dan Fly Ash adalah campuran semen abu dengan pozzolan buatan (fly ash) merupakan hasil sampingan dari pembakaran batubara yang mengandung amorphous silica, aluminium oksida, besi oksida dan oksida lainnya dalam berbagai variasi jumlah. Semen ini digunakan sebagai campuran untuk membuat beton, sehingga menjadi lebih keras.

Semakin baik mutu semen maka semakin lama mengeras dan membatunya jika dicampur dengan air,dengan angka-angka hidrolitas yang dapat dihitung dengan rumus : (%SiO2 + %Al2O3 + Fe2O3) : (%CaO + MgO)

2.3.2 Agregat

Agregat ialah campuran butiran mineral alami yang berungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran mortar atau beton. Agregat ini kira-kira menempati sebanyak 50% sampai 80% volume mortar atau beton. Walaupun namanya sebagai bahan pengisi , akan tetapi agregat sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat betonnya, sehingga pemilihan agregat merupakan suatu bagian penting dalam pembuatan mortar atau beton. Siti Aisyah Ritonga : Pembuatan Dan Karakterisasi Bata Konstruksi Dengan Memanfaatkan Limbah Padat Pulp Dan Semen, 2009. USU Repository © 2009

Agregat diperoleh dari sumber daya alam yang telah mengalami pengecilan ukuran secara alamiah (misalnya kerikil atau pasir) atau dapat pula diperoleh dari benda padat buangan/limbah. Agregat pecahan (kerikil atau pasir) diperoleh dengan cara memecah batu menjadi berukuran butiran yang diingini dengan cara meledakkan, memecah, menyaring, dan lain-lain.

Bila agregat alami yang baik tidak mungkin diperoleh atau jauh dari lokasi pekerjaan, maka bahan lain misalnya pecahan batu tanah liat bakar dapat dipakai untuk menggantikan agregat. Bisa juga menggunakan agregat buatan seperti tanah liat baker,abu

terbang

atau

benda

padat

buangan/limbah

padat

biula

ingin

memanfaatkannya.

Kuat tekan beton dengan agregat buatan dapat sama dengan beton biasa. Beton yang dibuat dari agregat buatan biasanya lebih mudah menyerap air atau daya serap airnya lebih tinggi. Modulus elastis beton dengan agregat buatan biasanya lebih rendah daripada beton biasa. Kuat lenturnya lebih rendah daripada beton biasa, bamun kuat gesernya dapat sama. Besar susutan rayapan biasanya lebih besar.

Agregat dapat dibedakan berdasarkan berat jenisnya, yaitu agregat normal, agregat berat, dan agregat ringan.

-

Agregat normal ialah agregat yang berat jenisnya antara 2,5 sampai 2,7. Agregat ini biasanya berasal dari agregat granit, basalt, kuarsa, dan sebagainya.

-

Agregat berat ialah agregat yang berat jenisnya lebih dari 2,8 , misalnya magnetik (Fe3O4), barytes (BaSO4), atau derbuk besi.

-

Agregat ringan ialah agregat yang berat jenisnya kurang dari 2,0 yang biasanya dibuat untuk non-struktural, akan tetapi dapat pula untuk beton struktural atau blok dinding tembok. Kebaikannya ialah berat sendiri yang rendah sehingga strukturnya ringan dan fondasinya lebih kecil. Agregat ringan dapat diperoleh secara alami maupun buatan.


Penggunaan agregat dalam beton adalah untuk : 1. Menghemat penggunaan semen portland 2. Menghasilkan kekuatan yang besar pada beton 3. Mengurangi susut pengerasan beton 4. Mencapai susunan yang padat pada beton

Semakin banyak bahan batuan yang digunakan dalam beton, maka akan semakin hemat dalam penggunaan semen portland, sehingga semakin murah harganya. Tentu saja dalam penggunaan bahan batuan tersebut ada batasnya, sebab pasta semen diperlukan untuk pelekatan butir-butir dalam pengisisan rongga-rongga halus dalam aduk beton. Gradiasi yang baik pada agregat, dapat menghasilkan beton yang padat, sehingga volume rongga berkurang dan penggunaan semen portland berkurang pula. Susunan beton yang padat dapat menghasilkan beton dengan kekuatan yang besar.

2.3.3 Air

Air yang digunakan pada campuran beton mempunyai fungsi sebagai peningkat kelecakan dalam pembuatan beton dan berperan penting dalam reaksi kimia yang disebut juga reaksi hidrasi. Pada umumnya air minum dapat dipakai untuk campuran beton.Air yang mengandung senyawa-senyawa yang berbahaya, yang tercemar garam, minyak, gula, atau bahan-bahan kimia lainnya, bila dipakai untuk campuran beton akan sangat menurunkan kekuatannya dan dapat juga mengubah sifatsifat semen. Selain itu, air yang demikian dapat mengurangi afinitas atau daya tarik antara agregat dengan pasta semen dan mungkin pula mempengaruhi kemudahan pengerjaan. Air memiliki beberapa pengaruh terhadap kekuatan beton antara lain: 1. Air merupakan media pencampur pada pembuatan pasta 2. Kekuatan dari pasta pengerasan semen ditentukan oleh perbandingan berat antara air dan faktor semen. Siti Aisyah Ritonga : Pembuatan Dan Karakterisasi Bata Konstruksi Dengan Memanfaatkan Limbah Padat Pulp Dan Semen, 2009. USU Repository © 2009

3. Kandungan air yang tinggi menghalangi proses pengikatan, dan kandungan air yang rendah reaksi tidak selesai. Kandungan air yang tinggi dapat mengakibatkan: − Mudah mengerjakannya. − Kekuatan rendah. − Beton dapat menjadi porous. Air yang digunakan untuk campuran beton harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut : 1. Air tidak boleh mengandung minyak, asam, alkali, bahan padat, sulfat, klorida dan bahan lainnya yang dapat merusak beton, sebaiknya digunakan air yang dapat diminum. 2. Air yang keruh sebelum digunakan harus diendapkan selama minimal 24 jam atau jika dapat di saring terlebih dahulu.

Tabel 2.3 Batas dan izin kekeruhan air untuk campuran beton

Batas yang diizinkan Ph Bahan padat Bahan terlarut Bahan organic Minyak Sulfat ( SO3 ) Chlor ( Cl )

4.5 - 8.5 2000 ppm 2000 ppm 2000 ppm 2 % berat semen 10000 ppm 10000 ppm

Air digunakan untuk membuat adukan menjadi bubur kental dan juga sebagai bahan untuk menimbulkan reaksi pada bahan lain untuk dapat mengeras. Oleh karena itu, air sangat dibutuhkan dalam pelaksanaan pengerjaan bahan, tanpa air konstruksi bahan tidak akan terlaksana dengan baik dan sempurna.


BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Alat dan Bahan

3.1.1 Peralatan Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain yaitu: a) Universal Testing Machine (UTM) Alat ini berfungsi untuk pengujian kuat tekan pada saat sampel berumur 7 hari, 14 hari, 28 hari. b) Neraca Analitik Neraca analitik berfungsi untuk menimbang sampel c) Cetakan Berdiameter 4 cm d) Ayakan 100 Mesh Alat ini berfungsi untuk pembutiran sampel e) Atomic Absorption Spectometer (AAS) Alat ini berfungsi untuk menganalisis senyawa kimia dari sampel f)

Blender


Alat ini berfungsi untuk menghaluskan sampel

3.1.2 Bahan-bahan Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu : -

Semen Portland Tipe I

-

Limbah padat pulp yaitu grits, dregs, dan biosludge diperoleh dari PT. Toba Pulp Lestari Porsea

-

Air PDAM Tirtanadi Medan

3.2 Diagram Alir Penelitian 3.2.1 Diagram Alir Analisis senyawa kimia


Limbah Padat Pulp

Dregs

Grits

Biosludge

Pembutiran

Analisis Senyawa Kimia AAs

3.2.2 Diagram Alir Pembuatan Sampel Siti Aisyah Ritonga : Pembuatan Dan Karakterisasi Bata Konstruksi Dengan Memanfaatkan Limbah Padat Pulp Dan Limbah Pulp (Dregs, Semen,Semen 2009. Variasi Air USU Repository ©0%-30% 2009 campuran Grits, Biosludge )

Pengayakan Ayakan 100 mesh

Pencampuran

Pengadonan

Pencetakan Ditekan dengan beban 5000 kgf

Pengeringan

-

Uji Kuat Tekan Uji Penyerapan Air Uji Porositas Uji Densitas

Pengujian

Analisa Data

Hasil/Laporan Penelitian

Keterangan : Bahan A yaitu semen divariasikan 0% - 30% Bahan B yaitu dregs 40%, grits35%, dan biosludge 25% 3.3 Prosedur Penelitian Siti Aisyah Ritonga : Pembuatan Dan Karakterisasi Bata Konstruksi Dengan Memanfaatkan Limbah Padat Pulp Dan Semen, 2009. USU Repository © 2009

3.3.1 Prosedur Analisis Senyawa Kimia limbah Pulp

Untuk mengetahui sifat-sifat dan komposisi pulp terlebih dulu dilakukan preparasi bahan dengan prosedur sebagai berikut:

1. Bahan dari limbah padat Pulp dregs, grits, dan biosludge diayak dengan ayakan 100 mesh. 2. Bahan berupa serbuk ditimbang dengan menggunakan timbangan analitik sebanyak W1 = 20 gram. 3. Bahan dikeringkan dalam lemari pengering pada suhu 100oC selama 24 jam, kemudian ditimbang beratnya, yaitu: W1´ gram.

Berat Kering

W1´ = --------- x 100 %............................(3.1) W1

4. Bahan serbuk yang telah ditimbang dibakar dengan tungku listrik pada suhu 1000oC dan ditahan selama 2 jam. Setelah didinginkan kemudian ditimbang lagi dengan timbangan analitik yang dinyatakan dengan W2. 5. Berat Bahan yang telah terbakar dan disebut sebagai bahan yang terbakar (combustible material) dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

W1 – W2 Bahan yang terbakar = -----------W1

x 100 % …………….(3.2)

6. Untuk menghitung kandungan abu (ash content) dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

W2 Kadar abu = ----------- x 100 %..................................(3.3) W1


7. Bahan yang telah dibakar sebelumnya dengan massa sebesar W2 gram, selanjutnya diproses pemanasan (dibakar) sampai suhu 1300oC dengan menggunakan tungku listrik, kemudian didinginkan kembali sampai suhu ruang. Massa bahan yang telah dibakar pada suhu 1300oC kemudian ditimbang dan disebut sebagai W3 gram.

8. Untuk mengetahui nilai Lost of Ignition (LOI) digunakan persamaan sebagai berikut :

LOI

W2 – W3 = ------------- x 100 %.............................(3.4) W2

9. Selanjutnya untuk menganalisa kandungan unsur-unsur kimianya dilakukan tahapan preparasi sampel sebagai berikut: a. Buat larutan 25 % HCl sebanyak 1000 ml. b. Bahan yang telah dibakar sebelumnya dengan massa sebesar W3 gram dilarutkan ke dalam 250 ml larutan 25 % HCl panas, sambil diaduk menggunakan magnetic stirrer sampai semua padatan terlarut dengan sempurna. c. Kemudian larutan sebanyak 250 ml dibagi menjadi 10 bagian dan untuk setiap bagian mempunyai volume 25 ml. d. Untuk

mengetahui

kadar

unsur-unsurnya

dianalisa

dengan

menggunakan alat AAS, dimana masing-masing bagian dari larutan sebanyak 25 ml yang diperoleh pada tahapan (c) adalah sebagai medianya. Unsur-unsur yang dianalisa antara lain adalah: Al, Si, Na, K, Mg, Ca, Fe, dan Ti. Dengan menggunakan AAS tipe AA – 680 (Atomic Absorption/Flame Emission Spectrophotometer), dimana hasil yang didapat sudah ditampilkan dalam bentuk senyawa Al2O3, SiO2, Na2O, K2O, MgO, CaO, Fe2O3 dan TiO2. Siti Aisyah Ritonga : Pembuatan Dan Karakterisasi Bata Konstruksi Dengan Memanfaatkan Limbah Padat Pulp Dan Semen, 2009. USU Repository © 2009

3.3.2 Prosedur Pembuatan Sampel

1. Dipersiapkan semua bahan semen dregs, grits, biosludge, dan air. 2. dregs, grits, dan biosludge dihaluskan kemudian diayak dengan ayakan 100 mesh. 3. sampel ditimbang sesuai dengan variasi persentasi komposisi. 4. Bahan A (semen) dengan variasi 0% - 30% dicampur dengan bahan B (dregs 40%, grits 35%, dan biosludge 25%). 5. Bahan yang sudah tercampur diaduk hingga rata dengen pengadukan ± 15 menit. 6. Bahan yang sudah teraduk dimasukkan ke dalam cetakan berbentuk pelet dengan diameter 4, kemudian dicetak dengan cara dipres 5000 kgforce. 7. Kemudian dikeringkan dengan cara diangin-anginkan dalam ruangan pada suhu kamar (270 C) dengan variasi hari 7, 14, dan 28 hari.

3.4 Pengujian Sampel

3.4.1 Pengujian kuat tekan Pengujian kuat tekan bata dilakukan untuk mengetahui kuat tekan hancur dari benda uji.. Pengujian kuat tekan dilakukan saat bata berumur 7, 14, 28 hari. Jumlah bata yang di uji yaitu terdiri dari : 9 buah bata normal, 9 buah bata dengan campuran 0% semen, 9 buah bata dengan campuran 5% semen, 9 buah bata dengan campuran 10% semen, 9 buah bata dengan campuran 15% semen, 9 buah bata dengan campuran 20% semen, 9 buah bata dengan campuran 25% semen, dan 9 buah bata dengan campuran 30% semen. Kuat tekan bata dapat diperoleh dengan mengunakan rumus: fc =

P A

(3.5)

di mana; fc

= Kuat tekan ( MPa )

P

= Beban maksimum ( N )

A

= Luas bidang permukaan ( mm2 )


Cara pengujiannya yaitu : 1. Sampel yang akan diuji diukur diameternya (d) untuk memudahkan perhitungan. 2. Sampel diletakkan di atas bentangan penumpu dan tepat berada ditengah di bawah penekan. 3. Jarum penunjuk pada alat UTM tersebut diatur sehingga menunjukkan angka nol. 4. Alat dihidupkan, kemudian dicatat angka yang ditunjukkan pada alat sebagai nilai P, setelah sampel hancur.

3.4.2 Pengujian Penyerapan air Uji penyerapan air dilakukan untuk mengetahui persen penyerapan air dari benda uji setelah di rendam pada periode tertentu. Uji penyerapan air ( water absorbtion ) menggunakan benda uji berbentuk pelet. Pengujian penyerapan air dilakukan pada saat bata berumur 28 hari. Jumlah bata yang di uji pada saat bata berumur 28 hari yang terdiri dari : 3 buah bata normal, 3 buah bata dengan campuran 0% semen, 3 buah bata dengan campuran 5% semen, 3 buah bata dengan campuran 10% semen, 3 buah bata dengan campuran 15% semen, 3 buah bata dengan campuran 20% semen, 3 buah bata dengan campuran 25% semen, dan 3 buah bata dengan campuran 30% semen.

Persentase penyerapan air dapat diperoleh dengan rumus :

Penyerapanair (% ) =

mb − mk x100% mk

(3.6)

di mana; mb = Massa basah dari benda uji ( gr ) mk = Massa kering dari benda uji ( gr ) Siti Aisyah Ritonga : Pembuatan Dan Karakterisasi Bata Konstruksi Dengan Memanfaatkan Limbah Padat Pulp Dan Semen, 2009. USU Repository © 2009

Cara pengujiannya yaitu : 1. Sampel yang akan diuji ditimbang beratnya (mk). 2. Sampel direndam dalam air selama 2 hari. 3. Sampel diangkat dari rendaman, setelah permukaan sampel kering ditimbang beratnya (mb).

3.4.3 Pengujian porositas Prosedur pengujian porositas dilakukan untuk mengetahui besarnya porositas yang terdapat pada benda uji. Semakin besar porositas yang terdapat pada benda uji maka semakin rendah kekuatannya. Pengujian porositas menggunakan benda uji berbentuk pelet. Pengujian porositas dilakukan pada saat bata berumur 28 hari. Jumlah bata yang di uji pada saat bata berumur 28 hari yaitu sebanyak 24 buah, yang terdiri dari : 3 buah bata normal, 3 buah bata dengan campuran 0% semen, 3 buah bata dengan campuran 5% semen, 3 buah bata dengan campuran 10% semen, 3 buah bata dengan campuran 15% semen, 3 buah bata dengan campuran 20% semen, 3 buah bata dengan campuran 25% semen, dan 3 buah bata dengan campuran 30% semen.

Porositas dari benda uji dapat diperoleh dengan menggunakan rumus :

Porositas =

mb − mk 1 x x100% Vb ρ air

(3.7)

di mana : mb

= Massa basah dari benda uji ( gr )

mk

= Massa kering dari benda uji (gr )

Ρair

= Massa jenis air ( 1 gr/cm3 )

Vb

= Volume benda uji ( cm3 )

Cara pengujiannya yaitu : Siti Aisyah Ritonga : Pembuatan Dan Karakterisasi Bata Konstruksi Dengan Memanfaatkan Limbah Padat Pulp Dan Semen, 2009. USU Repository © 2009

1. Sampel yang akan diuji diukur diameternya (d) dan tebalnya (t), kemudian ditimbang beratnya (mk). 2. Sampel direndam dalam air selama 2 hari. 3. Sampel diangkat dari rendaman, setelah permukaan sampel kering ditimbang beratnya (mb).

3.4.4 Pengujian Densitas Prosedur pengujian densitas dilakukan untuk mengetahui besarnya densitas yang terdapat pada benda uji. Semakin besar densitas yang terdapat pada benda uji maka semakin rendah porositasnya. Pengujian densitas menggunakan benda uji berbentuk pelet. Pengujian porositas dilakukan pada saat bata berumur 28 hari. Jumlah bata yang di uji pada saat bata berumur 28 hari yaitu sebanyak 24 buah, yang terdiri dari : 3 buah bata normal, 3 buah bata dengan campuran 0% semen, 3 buah bata dengan campuran 5% semen, 3 buah bata dengan campuran 10% semen, 3 buah bata dengan campuran 15% semen, 3 buah bata dengan campuran 20% semen, 3 buah bata dengan campuran 25% semen, dan 3 buah bata dengan campuran 30% semen.

Densitas dari benda uji dapat diperoleh dengan menggunakan rumus:

ρb =

m V

(3.8)

di mana: ρb = densitas benda uji (gr/cm2) m = massa benda uju (gr) V = volume benda uji (cm3)

Cara pengujiannya : Sampel yang akan diuji diukur diameternya (d) dan tebalnya (t), kemudian ditimbang beratnya (m).


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian 4.1.1 Komposisi Senyawa Kimia

Tabel 4.1 Data Komposisi kimia dari hasil analisis serbuk pulp dengan menggunakan AAS No

Komposisi (% berat)

Parameter Bio Sludge

Grit

Dreg

1

Al2O3

28,97

24,74

26,35

2

SiO2

51,70

56,42

55,21

3

Na2O

--

0,33

0,30

4

K2O

---

0,25

0,27

5

MgO

9,46

9,40

9,12

6

CaO

2,04

2,12

2,30

7

Fe2O3

3,57

2,62

2,34

8

TiO2

3,35

3,38

3,31


4.1.2 Pengujian Kuat Tekan

Tabel 4.2 Data hasil pengujian kuat tekan bata dengan waktu pengeringan 7 hari

No.

Variasi Campuran

Hari ke-

1

0%bahan A + 100%bahan B

7

2

5%bahan A + 95% bahan B

7

3


7

4


7

5

20% bahan A + 80% bahan B

7

6


7

7


7

8

Bata normal

7

Beban Maksimum (Kg.f)

Kuat Tekan ( MPa )

600 530 540 660 680 710 740 720 790 810 850 820 980 900 930 1090 1020 1110 1020 1070 1100 1130 1190 1150

14.70 12.98 13.23 16.17 16.66 17.39 18.13 17.64 19.35 19.84 20.82 20.09 24.01 22.05 22.78 24.99 26.21 26.95 26.70 24.99 27.19 27.68 29.15 28.17

Kuat Tekan Rata-rata ( MPa ) 13.64

16.74

18.37

20.25

22.95

26.05

26.29

28.33



No.

Variasi Campuran

Hari ke-

1


14

2


14

3


14

4


14

5


14

6


14

7


14

8

Bata normal

14


Kuat Tekan ( MPa )

610 525 660 760 725 820 785 800 830 920 920 890 1080 980 1040 1130 1080 1170 1140 1190 1210 1260 1240 1280

14.94 12.86 16.17 18.62 17.76 20.09 19.23 19.60 20.33 22.54 22.54 21.80 26.46 24.01 25.45 27.68 26.46 28.66 27.93 29.15 29.64 30.87 30.38 31.36


18.82

19.72

22.29

25.31

27.60

28.91

30.87



No.

Variasi Campuran

Hari ke-

1


28

2


28

3


28

4


28

5


28

6


28

7


28

8

Bata normal

28


Kuat Tekan ( MPa )

650 725 625 875 925 825 900 950 880 1040 970 1000 1130 1150 1080 1160 1230 1170 1190 1230 1270 1380 1320 1370

15.92 17.76 15.31 21.44 22.66 20.21 22.05 23.27 21.56 25.48 25.76 24.50 27.68 28.17 26.48 28.42 30.13 28.66 29.15 30.13 31.11 33.81 32.34 33.56


21.44

22.29

24.58

27.44

29.07

30.13

33.24

Keterangan: Bahan A

:

Semen


Bahan B

:

Bata Normal :

Dregs 40%, Grits 35%, dan Sludge 25% Terdiri dari campuran semen dan pasir dengan perbandingan semen : pasir yaitu 1 : 3

4.1.3 Pengujian Penyerapan Air Tabel 4.5 Data hasil pengujian penyerapan air ( Water Absorption )

No.

Variasi Campuran

Massa Basah (gr)

Massa Kering (gr)

1


2


3


4


5


6


7


8

Bata normal

17.81 17.76 17.69 16.88 16.80 16.74 17.02 16.98 16.90 16.87 16.89 16.83 29.12 29.11 29.11

12.82 12.93 13.11 13.67 13.46 13.51 13.83 13.62 13.68 13.85 13.82 13.56 13.70 13.77 13.68 14.10 13.97 14.03 14.08 14.12 14.15 26.17 26.16 26.11

Penyerapan Air (%) 22.74 28.51 30.45 23.21 22.00 22.37 20.71 21.55 20.46 19.81 19.62 19.29 11.27 11.28 11.45

Rata-Rata (%) -

-

-

27.23

22.53

20.91

19.57

11.33


4.1.4 Pengujian Porositas

Tabel 4.6 Data hasil pengujian Porositas

No.

Variasi Campuran

1


2


3


4


5


6


7


8

Bata normal

Massa Basah (gr) 17.81 17.76 17.69 16.88 16.80 16.74 17.02 16.98 16.90 16.87 16.89 16.83 29.12 29.11 29.11

Massa Kering (gr) 12.82 12.93 13.11 13.67 13.46 13.51 13.83 13.62 13.68 13.85 13.82 13.56 13.70 13.77 13.68 14.10 13.97 14.03 14.08 14.12 14.15 26.17 26.16 26.11

Porositas (%) 44.10 43.87 45.99 36.80 34.18 35.42 32.09 33.11 31.57 29.87 29.66 28.70 23.23 23.18 23.62

Rata-Rata (%) -

-

-

44.65

35.47

32.26

29.41

23.34


4.1.5 Pengujian Densitas

Tabel 4.7 Data Hasil Pengujian Densitas

No.

Variasi Campuran

1


2


3


4


5


6


7


8

Bata normal

Massa (gr)

3 Volume (cm )

12.82 12.93 13.11 13.67 13.46 13.51 13.83 13.62 13.68 13.85 13.82 13.56 13.70 13.77 13.68 14.10 13.97 14.03 14.08 14.12 14.15 26.17 26.16 26.11

8.48 8.48 8.62 8.62 8.48 8.62 8.75 8.62 8.62 8.75 8.62 8.48 8.62 8.62 8.48 8.75 8.75 8.75 8.75 8.75 8.75 12.12 12.12 12.12

Densitas 3 (gr/cm ) 1.51 1.52 1.52 1.58 1.59 1.57 1.58 1.58 1.59 1.58 1.60 1.59 1.59 1.60 1.61 1.61 1.60 1.61 1.61 1.61 1.62 2.16 2.16 2.15

Rata-Rata (gr/cm3) 1.52

1.58

1.58

1.59

1.60

1.61

1.61

2.16


4.2. Pembahasan 4.2.1 Komposisi Senyawa kimia Dari tabel 4.1 dapat dlihat persentasi dari berat masing-masing senyawa kimia yang dianalisis dengan menggunakan AAS (Atomic Absorption Spectometer). Dengan kandungan silika (SiO2) dari dregs 55.21 % berat, grits 56.42 % berat, dan biosludge 51.70 % berat maka peneliti mencoba menggunakan bahan ini sebagai pengganti pasir (agregat) karena % berat silika dari masing-masing bahan lebih dari 50%.

4.2.2. Pengujian Kuat Tekan

Dari data di atas maka diperoleh grafik seperti gambar di bawah ini :


30

Kuat Tekan (MPa)

25 20 15 10 5 0 semen 0%

semen 5%

semen 10%

semen 15%

semen 20%

semen 25%

semen 30%

bata normal

Variasi Semen


Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa semakin bertambah campuran semen maka kuat tekan dari bata dengan campuran limbah padat pulp semakin meningkat. Kuat tekan untuk bata normal (bata dengan campuran pasir tidak menggunakan limbah padat pulp) adalah sebesar 28.33 Mpa sedangkan bata dengan menggunakan limbah padat pulp kuat tekan adalah 13.4 – 26.29 Mpa. 35

Kuat Tekan (MPa)

30 25 20 15 10 5 0 semen 0%

semen 5%

semen 10%

semen 15%

semen 20%

semen 25%

semen 30%

bata normal

Variasi Semen

Gambar 4.2 Grafik kuat tekan bata terhadap variasi persentasi semen waktu pengeringan 14 hari Siti Aisyah Ritonga : Pembuatan Dan Karakterisasi Bata Konstruksi Dengan Memanfaatkan Limbah Padat Pulp Dan Semen, 2009. USU Repository © 2009

Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa penambahan campuran semen dengan kuat tekan dari bata berbanding lurus, semakin bertambah campuran semen maka kuat tekan dari bata akan meningkat pula. Untuk waktu pengeringan selama 14 hari kuat tekan bata semakin meningkat yaitu sebesar 14.66 – 28.91 Mpa dan berlaku juga pada bata normal yaitu 30.87 Mpa.

35

Kuat Tekan (MPa)

30 25 20 15 10 5 0 semen 0%

semen 5%

semen 10%

semen 15%

semen 20%

semen 25%

semen 30%

bata normal

Variasi Semen


Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa kuat tekan bata semakin meningkat saat berumur 28 hari yaitu sebesar dan 16.33 – 30.13 Mpa dan untuk bata normal yaitu 33.24 Mpa. Peningkatan ini sesuai dengan sifat dari bata beton, dimana bata akan mengalami perubahan kekuatan saat bata berumur 7 sampai 28 hari. Hal ini disebabkan kadar air yang terdapat pada bata tersebut akan semakin berkurang sesuai dengan lama waktu pengeringan. Semakin bertambahnya jumlah persentasi semen maka kuat tekan bata juga akan bertambah, sebanding dengan bertambahnya waktu pengeringan bata.Saat bata berumur 28 hari, bata benar-benar dalam keadaan kering, atau dengan kata lain tidak terdapat kadar air pada bata tersebut.

4.2.3 Pengujian Penyerapan Air Siti Aisyah Ritonga : Pembuatan Dan Karakterisasi Bata Konstruksi Dengan Memanfaatkan Limbah Padat Pulp Dan Semen, 2009. USU Repository © 2009

Pengujian penyerapan air dilakukan setelah beton berumur 28 hari sejak pengeringan. Data hasil pengujian, diperoleh penyerapan air

rata-rata bata

normal adalah 11.33%, bata campuran limbah pulp dengan tambahan semen 0% 10% tidak ada dikarenakan benda uji hancur ketika dilakukan perendaman. Sedangkan bata campuran limbah pulp dengan tambahan semen 15% penyerapan airnya sebesar 27.23%, bata dengan tambahan semen 20% penyerapan air sebesar 22.53%, bata dengan tambahan semen 25% penyerapan air sebesar 20.91%, dan bata dengan tambahan semen 30% penyerapan air sebesar 19.57%.

Penyerapan Air (%)

30 25 20 15 10 5 0 semen 0%

semen 5%

semen 10%

semen 15%

semen 20%

semen 25%

semen 30%

normal

Campuran Semen

Gambar 4.4Grafik Penyerapan Air pada Bata terhadap Campuran Semen

Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa semakin bertambahnya jumlah persentasi dari semen maka penyerapan air semakin menurun dikarenakan pemakaian bahan semen pada kadar tertentu akan menghasilkan bahan yang lebih kedap air. Dari hasil diperoleh bahwa bata normal (bata tanpa limbah padat pulp) lebih kecil penyerapan airnya dari pada bata campuran limbah pulp dikarenakan limbah yang digunakan mempunyai massa jenis kurang dari 2 g/cm3 .

4.2.4Pengujian Porositas


Pengujian porositas dilakukan setelah beton berumur 28 hari sejak pengeringan. Data hasil pengujian, diperoleh porositas rata-rata bata normal adalah 23.34%, bata campuran limbah pulp dengan tambahan semen 0% - 10% tidak ada dikarenakan benda uji hancur ketika dilakukan perendaman. Sedangkan bata campuran limbah pulp dengan tambahan semen 15% porositas sebesar 44.65%, bata dengan tambahan semen 20% porositas sebesar 35.47%, bata dengan tambahan semen 25% porositas sebesar 32.26%, dan bata dengan tambahan semen 30% porositas

Porositas (%)

sebesar 23.34%.

50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 semen 0%

semen 5%

semen 10%

semen 15%

semen 20%

semen 25%

semen 30%

normal

Campuran Semen

Gambar 4.5 Grafik Porositas bata terhadap Variasi Campuran Semen

Dari grafik di ata dapat dilihat bahwa porositas pada bata normal lebih kecil dari pada bata campuran limbah dikarenakan limbah lebih ringan dari pasir, jadi benda yang lebih ringan cenderung tidak padat dan berongga.

4.2.5 Pengujian Densitas

Pengujian densitas dilakukan setelah beton berumur 28 hari sejak pengeringan. Data hasil pengujian, diperoleh densitas rata-rata bata normal adalah 2.16 g/cm3, bata campuran limbah pulp dengan tambahan semen 0% densitas sebesar 1.52 g/cm3, bata dengan tambahan semen 5% densitas sebesar 1.58 g/cm3, bata dengan Siti Aisyah Ritonga : Pembuatan Dan Karakterisasi Bata Konstruksi Dengan Memanfaatkan Limbah Padat Pulp Dan Semen, 2009. USU Repository © 2009

tambahan semen 10% densitas sebesar 1.58 g/cm3 , bata dengan tambahan semen 15% densitas sebesar1.59 g/cm3, bata dengan tambahan semen 20% densitas sebesar 1.60 g/cm3, bata dengan tambahan semen 25% densitas sebesar 1.61 g/cm3, dan bata dengan tambahan semen 30% densitas sebesar 1.61 g/cm3.

Densitas (gr/cm3)

2,5 2 1,5 1 0,5 0 semen 0%

semen 5%

semen 10%

semen 15%

semen 20%

semen 25%

semen 30%

normal

Campuran Semen

Gambar 4.6 Grafik Densitas bata terhadap Variasi Campuran Semen Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa densitas bata normal lebih besar tinggi dari bata dengan campuran limbah pulp. Semakin bertambah persentase campuran semen maka semakin meningkat pula densitas dari bata. Bata dengan campuran limbah padat pulp termasuk bata konstruksi ringan karena densitas dari bata tersebut kurang dari 2 gr/cm3. BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Pada pengujian kuat tekan diperoleh kuat tekan bata dengan menggunakan limbah padat pulp yaitu berkisar 13.64 Mpa – 30.13 Mpa.


2. Kuat tekan bata dengan menggunakan limbah padat pulp hampir menyamai kekuatan tekan dari bata normal (bata dengan campuran semen dan pasir tanpa limbah padat pulp). 3. Pada pengujian penyerapan air dan porositas bata dengan campuran semen 0%, 5%, dan 10% tidak teruji, karena faktor semen yang mampu mengikat bahan pada persentase komposisi tertentu. 4. Pada pengujian penyerapan air pada bata campuran limbah padat pulp yang diperoleh yaitu 19.57% - 27.23%. 5. Pada pengujian porositas bata campuran limbah padat pulp yang diperoleh yaitu 23.34% - 44.65%. 6. Pada pengujian densitas bata dengan campuran limbah padat pulp yang diperoleh yaitu 1.52 gr/cm3 – 1.61 gr/cm3. 7. Limbah padat pulp dregs, grits, dan biosludge dapat dipergunakan sebagai bahan pengganti agregat dalam pembuatan bata.

5.2 Saran 1. Perlu kiranya diteliti lebih lanjut penggunaan limbah padat pulp sebagai bahan pembuatan bata dengan persentase yang berbeda untuk mendapatkan bata konstruksi dengan karakterisasi yang lebih baik lagi. 2. Dalam melakukan pencetakan, diharapkan adonan benar-benar homogen agar menghasilkan bata dengan karakterisasi yang lebih baik lagi. Siti Aisyah Ritonga : Pembuatan Dan Karakterisasi Bata Konstruksi Dengan Memanfaatkan Limbah Padat Pulp Dan Semen, 2009. USU Repository © 2009

3. Dalam penelitian selanjutnya diharapkan melakukan pengujian lainnya, Seperti ketahanan aus.

DAFTAR PUSTAKA

Chu-Kia Wang, 1994, Disain Beton Bertulang, Terjemahan oleh binsar Hariandja, Jilid I, Edisi Keempat, Penerbit Erlangga, Jakarta. Daryanto, 1994, Pengetahuan Teknik Bangunan, Rineka Cipta, Jakarta. Siti Aisyah Ritonga : Pembuatan Dan Karakterisasi Bata Konstruksi Dengan Memanfaatkan Limbah Padat Pulp Dan Semen, 2009. USU Repository © 2009

D.Fengel, G.Wegener, 1995, Kayu (Kimia, Ultrastruktur, Reaksi-reaksi), Terjemahan oleh Hardjono Sastrohamoidjojo, Cetakan Pertama, Universitas Gadjah Mada Press, Yogyakarta. Nawy.G.Edward, 1998, Beton Bertulang, Terjemahan oleh Bambang Surycatmono, Penerbit PT. Refika Aditama, Bandung. Kadiyono, L.J & Brook, K.M. 1991, Bahan dan Praktek Beton. Terjemahan oleh Stephanus Hindarko, Jakarta, Erlangga Sembiring, Anwar Dharma, 2007, Teori Pengantar Keramik, Medan, tidak dipublikasikan. Sunu, Pramudya, 2001, Melindungi Lingkungan Dengan Menerapkan ISO 14001, Gramedia Widiasarana Indonesia, Jakarta. S. Timoshenko, 1999, Dasar – Dasar Perhitungan Kekuatan Bahan, Restu Agung, Jakarta. Van Vlack, Lawrence H. 2004, Elemen-Elemen Ilmu dan Rekayasa Material, Edisi ke-6, Terjemahan Ir. Sriati Djaprie, Erlangga, Jakarta. Van Vliet, G. L. J. dan Both. W. 1984, Teknologi untuk Bangunan Mesin Bahanbahan 1, Terjemahan Haroen, Erlangga, Jakarta. Wargadinata, Arijanto Salmoen, 2002, Pengetahuan Bahan, Universitas Trisakti Press, Jakarta. Winter. George, 1993, Perencanaan Struktur Beton Bertulang, Terjemahan oleh Besari

M.Sahari, dkk, Penerbit PT. Prandnya Paramita, Jakarta.

http://www.google.co.id/

LAMPIRAN 1

I. Perhitungan Tekanan (Compresive Test)


Contoh perhitungan pengujian kuat tekan sebagai berikut: 

Tekanan

Beban maksimum ( P )

= 1270 kgf = 1270 x 9.8 = 12446 N = 400 mm2

Luas permukaan ( A )

Maka: fc

'

=

P A

=

12446 400

=

31.11 MPa

kgf mm 2

Untuk perhitungan kuat tekan rata-rata:

'

Kuat Tekan Rata-rata ( f c ) = =

31.11MPa + 30.13MPa + 29.15MPa 3

30.13 MPa

II. Perhitungan Penyerapan Air (Water Absorption)

Contoh perhitungan pengujian penyerapan air sebagai berikut: Siti Aisyah Ritonga : Pembuatan Dan Karakterisasi Bata Konstruksi Dengan Memanfaatkan Limbah Padat Pulp Dan Semen, 2009. USU Repository © 2009



Penyerapan air

Massa basah ( mb ) = 16.83 gr Massa kering ( mk ) = 14.15 gr

Maka:

mb

Penyerapan Air (%) =

− mk mk

× 100%

16.83 − 14.15 × 100% 14.15

=

= 19.29 %

Untuk perhitungan penyerapan air rata-rata:

Penyerapan Air Rata-rata (%) =

19.81% + 19.62% + 19.29% 3

= 19.57 %

III. Perhitungan Porositas

Contoh perhitungan pengujian porositas sebagai berikut: Siti Aisyah Ritonga : Pembuatan Dan Karakterisasi Bata Konstruksi Dengan Memanfaatkan Limbah Padat Pulp Dan Semen, 2009. USU Repository © 2009



Porositas (%)

Massa basah ( mb ) = 16.83 gr Massa kering ( mk ) = 14.15 gr Volume benda (Vb ) = 9.34 mm3 = 1 gr

Massa Janis air ( ρair )

cm 3

Maka: Porositas (%) =

=

− mk Vb

mb

×

1

ρ air

× 100%

16.83 − 14.15 1 × 3 gr 9.34cm 1

× 100% cm 3

= 28.70 % Untuk perhitungan porositas rata-rata:

Porositas Rata-rata (%) =

29.87% + 29.66% + 28.70% 3

= 29.41 %

IV. Perhitungan Densitas Contoh perhitungan pengujian porositas sebagai berikut: Siti Aisyah Ritonga : Pembuatan Dan Karakterisasi Bata Konstruksi Dengan Memanfaatkan Limbah Padat Pulp Dan Semen, 2009. USU Repository © 2009



Densitas

Massa benda uji (m) = 14,08 gr Volume benda uji (V) = 8,75 cm3

Maka :

ρb =

m V

14.08 gr 8.75cm 3 = 1.61 gr/cm2

=

Untuk perhitungan porositas rata-rata:

Densitas rata-rata

=

1.61gr / cm 3 + 1.61gr / cm 3 + 1.62 gr / cm 3 3

= 1.61 gr/cm3

LAMPIRAN 2 Siti Aisyah Ritonga : Pembuatan Dan Karakterisasi Bata Konstruksi Dengan Memanfaatkan Limbah Padat Pulp Dan Semen, 2009. USU Repository © 2009

GAMBAR ALAT-ALAT PERCOBAAN 1. UTM ( Universal Testing Machine)

2. Neraca Analitik

3. Ayakan 100 mesh Siti Aisyah Ritonga : Pembuatan Dan Karakterisasi Bata Konstruksi Dengan Memanfaatkan Limbah Padat Pulp Dan Semen, 2009. USU Repository © 2009

4. Atomic Absorption Spectrometer (AAS)


LAMPIRAN 3 GAMBAR BAHAN-BAHAN PERCOBAAN

1. Grit 3.

Biosludge

2. Dregs 4. Contoh Sampel



SITI AISYAH RITONGA

Recommend Documents