LIMBAH PADAT PABRIK KERAMIK SEBAGAI BAHAN CAMPURAN BATAKO DITINJAU TERHADAP KUAT TEKAN Srie Subekti Dosen,Program studi D3 Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
ABSTRAK Seiring dengan pesatnya pembangunan dan majunya teknologi di Indonesia, limbah merupakan masalah yang perlu diperhatikan. Karena limbah dapat menimbulkan dampak negatif bagi lingkungan. Penelitian ini bertujuan memanfaatkan limbah padat pabrik keramik PT. ASIA TILE sebagai campuran pembuatan batako. Dari hasil uji kimia, kandungan unsur kimia antara limbah dan pasir terdapat kesamaan antara lain SiO2, Al2O3, CaO, MgO, Fe3O, H2O. Selain itu juga dilakukan analisa ayakan pada limbah (lolos ayakan 1.19mm tertahan 0.59mm) yang ,masuk grading zone 2, sedangkan pada pasir (lolos ayakan 1.19mm) masuk dalam grading zone 3, yang berarti limbah mempunyai gradasi lebih kasar dibanding pasir. Sehingga limbah keramik ini digunakan sebagai pengganti sebagian pasir. Penelitian ini sebatas menguji kuat tekan dan resapan air. Uji tersebut dilakukan dengan menggunakan mortar berbentuk kubus 5x5x5 cm3. Komposisi yang digunakan adalah (0% limbah + 100% pasir); (15% limbah + 85% pasir); (30% limbah + 70% pasir); (60%limbah +40% pasir). Kuat tekan maksimal , didapat pada komposisi 1 PC : 2 Pasir (30% limbah + 70% pasir) : 8 abu batu pada umur 28 hari sebesar 131.4 kg/cm2. Dari hasil uji kuat tekan batako adalah 42.73 kg/cm2 yang berarti lebih besar (kuat tekan = 35 kg/cm2) pada SII 0285-80 tentang bata beton berlobang, hasil uji resapan pada batako sebesar 12.48%. Kata kunci : limbah padat keramik, uji kuat tekan, uji resapan air.
PENDAHULUAN Perkembangan teknologi industri di Indonesia diikuti pula dengan permasalahan yang selalu muncul, yaitu masalah limbah. Hal ini tentulah perlu perhatian secara khusus karena limbah yang merupakan buangan sisa hasil produksi baik cair maupun padat dapat menimbulkan dampak negatif bagi lingkungan. Kondisi inilah yang mendorong peneliti untuk mencoba memberikan suatu solusi yaitu dengan memanfaatkan limbah padat tersebut sebagai campuran pembuatan bahan baku untuk batako. Bahan pembentuk utama yang diperlukan dalam pembuatan batako adalah semen Portland atau jenis semen tipe I, abu batu yang diameternya tidak lebih dari 5 mm, dan pasir dengan kadar lumpur yang sedikit sekali atau bahkan yang tidak mengandung lumpur sama sekali. Dalam hal ini digunakan pasir dari daerah Lumajang karena sesuai dengan persyaratan sebelumnya, sehingga baik untuk digunakan bahan campuran pembuatan batako.
optimal. Sedangkan pada penelitian ini tidak dibahas.
Limbah padat keramik Di dalam industri keramik dikenal dua jenis limbah yaitu limbah cair dan padat. Selama ini, limbah padat hanya dibuang begitu saja, tanpa dimanfaatkan secara
cair
dalam
Salah satu sifat yang penting dari limbah padat keramik adalah bila dicampur dengan kapur padam atau semen dan air, dalam beberapa waktu pada suhu kamar dapat membentuk massa yang padat dan tidak dapat larut dalam air, dari sifat inilah limbah padat keramik dapat dimanfaatkan sebagai bahan bangunan, antara lain untuk campuran pembuatan batako. Batako Batako atau bata beton adalah suatu jenis unsur bangunan berbentuk bata yang dibuat dari campuran bahan perekat hidrolis atau sejenisnya, air, agregat dengan atau tanpa bahan tambahan lainnya yang tidak merugikan sifat batako itu sendiri. bata beton berlubang
jenis
TINJAUAN PUSTAKA
limbah
tebal kelopak minimum (dinding rongga)
ukuran nominal
panjang (mm )
lebar (mm)
tebal (mm)
sekatan luar
sekatan dalam (mm) 15 20
tipis
400 ± 3
400 ± 3 200 ± 2
(mm) 20
tebal
400 ± 3
400 ± 3 200 ± 2
25
Tabel 1. Dimensi Bata Beton Berlobang Sumber : SII 0285-80
A-529 ISBN 978-979-18342-1-6
Tabel 3. Hasil Uji Kimia Limbah Padat Keramik dan Pasir
Tabel 2. Sifat Fisis Bata Beton Berlobang Batako/ bata beton mutu
kuat tekan minimum, dalam Kg/cm2
penyerapan air maks % volume
No
jenis pengujian
limbah padat keramik (%)
pair lumajang (%)
1
SiO2
44.52
45.82
2
Al2O3
7.62
6.9
rata-rata dari 15 buah batako
masingmasing
HB 20
20
17
-
3
CaO
9.56
8.9
HB 35
35
30
-
4
MgO
8.3
7.1
HB 50
50
45
35
5
Fe2O3
13.8
16.32
HB 70
70
65
25
6
Air
16.17
14.95
jenis
Sumber : SII 0285-80
Sumber : Balai Penelitian & Pengembangan Industri – Jatim
METODOLOGI PENELITIAN Pada penelitian ini yang dilakukan pertama kali adalah persiapan bahan dasar yaitu PC tipe I, pasir Lumajang, dan limbah.langkah selanjutnya adalah melakukan uji kimia dan uji fisik. Uji kimia yang diteliti meliputi kandungan SiO2, Al2O3, CaO, MgO, Fe2O3, H2O; sedangkan pada uji fisik meliputi uji berat jenis (semua bahan), gradasi (hanya pada limbah dan pasir), kadar organic (hanya pasir dan limbah), penyerapan air (tidak termasuk semen). Komposisi untuk benda uji mortar disini adalah 1 PC : 2 (pasir yang terdiri dari pasir dan limbah) : 8 abu batu. Untuk komposisi pasir dan limbah menggunakan 15% limbah + 85% pasir, 30% limbah + 70% pasir, 45% limbah + 55% pasir, 60% limbah + 40% pasir sehingga didapat komposisi dengan kuat tekan optimal. Selanjutnya dilakukan uji kuat tekan pada umur 7 s/d 28 hari dengan 50 benda uji. Sedangkan uji resapan dilakukan sesuai SII 0284-80
Dari hasil analisa tabel 3, maka limbah padat keramik dapat digunakan sebagai alternatif bahan campuran atau pengganti sebagian pasir untuk pembuatan batako. Pemeriksaan Fisik Bahan Berdasarkan hasil uji bahan maka didapatkan : Tabel 4. Uji Fisik terhadap Limbah Padat Keramik (Lpk), Pasir (Ps), Abu batu (Ab), dan Portland Cement (PC) Jenis penguji an Berat jenis gr/cm3
Hasil Ps
Ab
PC
2.53
2.4
3.06
coklat muda
coklat muda
coklat muda
coklat muda
Kelembap an (%)
15.13
3.86
4.54
-
Resapan air
13.9
2.73
4.71
-
Kadar Organik
Lpk
Standart
dibawah warna standart
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Tes hasil analisa kimia limbah padat keramik dan pasir
Pemeriksaan Fisik Gradasi/Analisa Saringan Limbah Padat Keramik dan Pasir Lumajang
Hasil uji kimia yang telah dilakukan oleh Balai Penelitian dan Pengembangan Industri, Jl. Jagir Wonokromo no.360 Surabaya sebagai berikut :
Hasil analisa saringan limbah padat keramik dan pasir Lumajang didapatkan pada tabel 5.
A-530 Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2009
Grafik 1. Hasil Uji Tes Kuat Tekan Mortar pada Umur 7 Hari
Tabel 5. Analisa Saringan/Gradasi % Tertahan Lubang ayakan (mm)
Ayakan Pasir Lumajang
Ayakan Limbah
4.76
0.95
3.354
2.38
7.5
11.279
1.19
33.65
23.423
0.59
71.05
63.467
0.297
92.15
89.262
0.149
97.8
96.956
0/pan
100
100
jumlah
403.1
387.739
Dari hasil tes kondisi dan analisa ayakan pasir Lumajang dan limbah padat keramik yang dilakukan, diperoleh hasil bahwa pasir masuk pada grading zone 3, sedangkan limbah padat termasuk pada grading zone 2.
Sumber : Penelitian Berdasarkan grafik hasil uji tes kuat tekan mortar pada umur 7 hari di atas dapat dilihat nilai kuat tekan mortar dengan campuran limbah pada umur 7 hari yang maksimal terdapat pada komposisi 0% limbah yaitu sebesar 135.84 kg/cm2. Grafik 2. Hasil Uji Tes Kuat Tekan Mortar pada Umur 28 Hari
Perencanaan Komposisi Campuran Batako Komposisi cmpuran batako adalah 1 PC : 2 (pasir yang terdiri dari pasir dan limbah) : 8 abu batu. Untuk uji kuat tekan mortar dan resapan air pada benda uji kubus 5x5x5 cm3 seperti terlihat pada tabel 6 berikut : Tabel 6. Hasil Uji Kuat Tekan dan Resapan Air Mortar Kuat Tekan rata-rata (kg/cm2) Type
Resapan air (%)
7 hari
28 hari
28 hari
0%
135.84
196.4
5.982
15%
95.84
104.8
10.86
30%
92.32
131.4
11.97
45%
97.92
131.2
12.35
60%
62.1
93
12.87
Sumber : Penelitian Berdasarkan grafik hasil uji tes kuat tekan mortar pada umur 28 hari di atas dapat dlihat nilai kuat tekan mortar dengan limbah pada umur 28 hari yang maksimal terdapat pada komposisi 0% limbah yaitu sebesar 196.4 kg/cm2. Grafik 3. Hasil Uji Resapan Air pada Mortar Umur 28 Hari
Sumber : Penelitian
Sumber : Penelitian A-531 ISBN 978-979-18342-1-6
Berdasarkan grafik hasil uji resapan air pada mortar umur 28 hari di atas dapat dilihat bahwa semakin kecil penyerapan air yang terjadi maka semakin bagus pula kualitas bahan yang dihasilkan. Dari hasil tes kuat tekan dan resapan air yang dilakukan pada beberapa tipe berdasarkan tabel 6, maa komposisi tipe 30% yang menghasilkan kuat tekan 131.4 kg/cm2 pada umur 28 hari dan diikuti dengan asil resapan air sebesar 11.97 % sesuai persyaratan SII 028480. Selanjutnya tipe tersebut digunakan untuk komposisi batako. Pada uji kuat tekan batako dan resapan air dengan terpilihnya tipe 30% limbah, maka tipe 0% limbah digunakan sebagai pembanding. Dimana hasilnya ditunjukkan pada tabel 7.
Typ e
7 hari
Mutu
Resapa n air SII 0285(%) 80
28 hari
0%
39.06
42.55
HB 35
30%
40.17
42.73
HB 35
min 35 kg/cm3
288,5
292
15%
274,13
274
30%
276,25
273,75
45%
279,5
273,5
60%
279,25
260,13
Analisa umur 7 hari: SII 0285 ket. -80
28 hari min 35 kg/cm2
0%
Sumber: Dari hasil uji berat mortar di Laboratorium Uji Beton DIII Teknik Sipil-ITS
Tabel 7. Hasil Uji Kuat Tekan Batako Kuat Tekan (kg/cm2)
Hasil Berat Mortar Pada Umur 7 dan 28 Hari: komposisi Berat rata-rata Berat rata-rata Campuran 7 hari (g) 28 hari (g) Limbah
• •
10.66
-
Ok
12.48
-
Ok
•
Sumber : Penelitian Grafik 4.Uji Kuat Tekan Batako Umur 28 Hari •
•
Pada 0% limbah padat keranik didapatkan berat sebesar 288,5 gram Pada campuran 15% limbah padat keramik didapatkan berat sebesar 274,13 gram yang mana mengalami penurunan sebesar 5,03% dari campuran 0% limbah Penurunan terjadi pada campuran 30% limbah padat keramik didapat berat sebesar 276,25 gram yang berarti mengalami kenaikansebesar 1,89% dari campuran limbah 15% Pada campuran 45% limbah padat keramik didapat berat sebesar 279,5 gram yang mana mengalami kenaikan sebesar 1,18% dari campuran 30% limbah Pada campuran 60% limbah padat keramik didapat berat sebesar 29,25 gram yang mana mengalami penurunan sebesar 0,09% dari campuran 45% limbah.
Analisa umur 28 hari: •
Sumber : Penelitian Berdasarkan grafik hasil uji kuat tekan batako umur 28 hari dapat dilihat bahwa campuran 30% limbah padat keramik didapatkan kuat tekan sebesar 42.73 kg/cm2.
•
Pada 0% limbah padat keranik didapatkan berat sebesar 292 gram Pada campuran 15% limbah padat keramik didapatkan berat sebesar 274 gram yang mana mengalami kenaikan sebesar 6,16% dari campuran 0% limbah
A-532 Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2009
•
•
•
Pada campuran 30% limbah padat keramik didapat berat sebesar 273,75 gram yang berarti mengalami penurunan sebesar 0,09% dari campuran 15% limbah Pada campuran 45% limbah padat keramik didapat berat sebesar 273,5 gram yang mana mengalami penurunan sebesar 0,09% dari campuran 30% limbah Pada campuran 60% limbah padat keramik didapat berat sebesar 260,13 gram yang mana mengalami penurunan sebesar 4,89% dari campuran 45% limbah.
Hasil Berat Batako pada Umur 28 hari komposisi Berat rata-rata Campuran Limbah (kg) 0%
9,11
30%
9,99
Sumber: Dari hasil uji berat di Laboratorium Uji Beton DIII Teknik Sipil-ITS Analisa uji berat pada umur 28 hari: • •
•
Pada 0% limbah padat keramik didapat berat sebesar 9,11 kg Pada campuran 30% limbah padat keramik didapat berat sebesar 9,99 kg yang mana mengalami kenaikan sebesar 9,66% dari campuran 0% limbah Terdapat perbedaan antara berat mortar dibanding dengan berat batako yaitu mengenai berat komposisi asli batako (0% limbah) dengan berat 30% limbah menunjukkandengan penambahan 30% limbah, berat mortar semakin menurun. Sedangkan pada berat berat batako menunjukkan dengan penambahan 30% limbah berat batako lebih besar dibandingnkan dengan berat batakodengan komposisi asli (0% limbah). Hal ini disebabkan karena pada saat pembuatan mortar (pencetakan) dilakukan secara manual (tanpa menggunakan mesin cetak). Sedangkan pada pencetakan batako dilakukan secara otomatis (dengan mesin) sehingga hasil yang diperoleh lebih akurat.
Jadi dari hal tersebut di atas dapat dilihat bahwa pada 30% limbah lebih berat disbanding dengan 0% limbah (asli). Penambahan limbah pada batakodapat menaikkan berat batako.
KESIMPULAN Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa limbah padat pabrik keramik ditinjau dari kuat tekan dan resapan air pada pembuatan batako dapat dimanfaatkan, yaitu sebagai pengganti sebagian pasir, dengan demikian pemakaian pasir Lumajang dapat dikurangi sehingga dapat menghemat biaya produksi, serta menjadikan limbah padat keramik mempunyai nilai tambah. Dari hasil variasi antara campuran limbah (lolos ayakan 1.19 mm dan tertahan 0.59 mm) + pasir (lolos ayakan 1.19) pada benda uji mortar tidak didapatkan kuat tekan yang optimal, melainkan didapat kuat tekan maksimum sebesar 131.4 kg/cm2 dengan resapan air sebesar 11.97%, pada komposisi campuran 1 PC : 2 pasir (30% limbah + 70% pasir) : 8 abu batu, memenuhi standard pada SII 0284-80 tentang mutu dan cara uji bata beton pejal. Pembuatan batako dengan komposisi campuran diatas didapat nilai kuat tekan bruto sebesar 42.73 kg/cm2 yang berarti termasuk batako mutu HB 35 (kuat tekan = 35 kg/cm2) pada SII 0285-80 tentang mutu dan cara uji bata beton berlobang. Sedangkan pada uji resapan air batako tersebut bernilai sebesar 12.48%. Hasil akhir dari penelitian ini tidak didapatkan kuat tekan optimal, melainkan hanya mencapai kuat tekan maksimum saja. Hal ini dimungkinkan karena pada saat pelaksanaan pencetakan batako dengan mesin terjadi ketidak akurasian saat pencampuran bahan. Variabel prosentase limbah kemungkinan besar mempengaruhi hasil akhir kuat tekan yang optimal, maka disarankan range variabel prosentase bahan limbah lebih dimampatkan, dengan variabel prosentase bahan limbah yang lebih rapat diharapkan tercapai kuat tekan yang optimal. Untuk pengembangan lebih lanjut, pengujian kuat tekan tidak hanyapada sampai umur 28 hari, melainkan lebih, disarankari hingga batako berumur 90 hari. Apakah iiantinya kuat tekannya mengalami kenaikan atau mengalami penurunan.
A-533 ISBN 978-979-18342-1-6
Keramik untuk Bahan Bangunan Batako, Universitas Pembangunan Surabaya.
SARAN
• Hasil akhir dari penelitian ini tidak didapatkan kuat tekan optimal, melainkan hanya mencapai kuat tekan maksimum saja. Hal ini dimungkinkan karena pada saat pelaksanaan pencetakan batako dengan mesin terjadi ketidakakurasian saat penyampuran bahan. Variabel presentase limbah kemungkinan besar mempengaruhi hasil akhir kuat tekan yang optimal, maka disarankan range variabel prosentase bahan limbah lebih dimampatkan, dengan variabel prosentase bahan limbah yang lebih rapat diharapkan tercapai kuat tekan yang optimal. • Untuk pengembangan lebih lanjut, pengujian kuat tekan tidak hanya pada umur 28 hari, melainkan lebih, disarankan hingga berumur 90 hari. Apakah nantinya kuat tekan mengalami kenaikan atau mengalami penurunan.
8.
Braja M. Das,terjemahan Indrasurya B Mochtar, Noor Endah, 1991. Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknik), Erlangga.
9.
Departemen Perindustrian Republik Indonesia, 1980. Standar Industri Indonesia (SII) 0285-80, Mutu dan Cara Uji Bata Beton Berlobang.
10. Departemen Perindustrian Republik Indonesia, 1980. Standar Industri Indonesia (SII) 0287-80, Mutu dan Cara Uji Pasir Standar. 11. Departemen Perindustrian Republik Indonesia, 1980. Standart Industri Indonesia (SII) 0284-80, Mutu dan Cara Uji Bata Beton Pejal. 12. Departemen Perindustrian Republik Indonesia, 1974. Standart Industri Indonesia (SII) 51-74, Standar Cara-cara Penetuan Butir Agregat untuk Aduk dan Beton.
DAFTAR PUSTAKA 1.
American Society for Testing and Material, 1994. Annual Book of ASTM Standards, Vol 04.02, C 618-94a.
13. Departemen Perindustrian Republik Indonesia, 1980. Standart Industri Indonesia (SII) 0287-80, Mutu dan Cara Uji Pasir Standar.
2.
American Society for Testing and Material, 1994. Annual Book of ASTM StandardsTest Method for Spesific Gravity and Absorpsion of Fine Aggregate, Vol 04.02, C 128-93.
14. Departemen Perindustrian Republik Indonesia, 1975. Standart Industri Indonesia (SII) 0077-75, Cara Penentuan Kadar Zat Organik di Dalam Agregat Halus Adukan Beton.
3.
American Society for Testing and Material, 1994. Annual Book of ASTM StandardsTest Method of Organic Impurities in Fine Aggregates for Concrete, Vol 04.02, C 4092.
15. Direktorat Jenderal Cipta Karya, 1979. Peraturan Beton Indonesia 1971, Bandung.
4.
American Society for Testing and Material, 1994. Annual Book of ASTM StandardsStandard Spesification for Aggregate for Masonry Mortar, Vol 04.02, C 144-84.
5.
American Society for Testing and Material, 1994. Annual Book of ASTM StandardsTest Method for Surface Moisture in Fine Aggregate, Vol 04.02, C 70-79.
6.
Balai Penelitian Dan Pengembangan Industri Departemen Perindustrian, 1995. Pemanfaatan Limbah Padat Industri Gas Acetilin Sebagai Bahan Pembuatan Batako, Surabaya.
7.
Bowo, Pamudji Hery, 2004. Skripsi Pemanfaatan Limbah Lumpur Padat Industri
16. Frick, Heinz, Kusmartadi C.H., 1999. Ilmu Bahan Bangunan (Seni Konstruksi Arsitektur), Semarang.
A-534 Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2009
