1.5 Sistematika Penulisan
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini menguraikan tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini menguraikan tentang bentonit, komposisi bentonit,. Jenis-jenis bentonit, kegunaanpemanfaatan bentonit. Bab ini juga menerangkan tentang keramik, yaitu
pengertian keramik,sifat-sifat keramik, bahan-bahan pembuatan keramik. Bab ini menjelaskan limbah padat pulp, bagaimana proses terjadinya pulp olahan PT TPL
Porsea. Bab ini menerangkan karakterisasi bahan, yang meliputi, porositas, densitas, susut bakar, kuat tekan dan kekerasan.
BAB III : PENGUMPULAN DATA
Bab ini berisi tentang metode penelitian, prosedur pembuatan sampel keramik, dan menjelaskan pengujian sampel keramik yaitu porositas, densitas, susut bakar, kuat
tekan dan kekerasan.
BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini menguraikan data penelitian yang diperoleh peneliti, dan menerangkan pengolahan data yaitu pembahasan hubungan antara porositas, densitas dan susut
bakar, kuat tekan, dan kekerasan terhadap penambahan bahan pengisi dreg. Grit, biosludge dan bahan baku bentonit.
BAB V : PENUTUP
Bab ini berisikan kesimpulan dan saran dalam penyusunan tugas akhir.
Universitas Sumatera Utara
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Bentonit
Bentonit adalah istilah pada lempung yang mengandung monmorillonit dalam dunia perdagangan dan termasuk kelompok dioktohedral. Bentonit merupakan mineral
alumina silikat hidrat yang termasuk dalam pilosilikat, atau silikat berlapis yang terdiri dari jaringan tetrahedral SiO
4
2- yang terjalin dalam bidang tak hingga membentuk jaringan anion SiO
3
2- dengan perbandingan SiO sebesar 25. Rumus kimia umum bentonit adalah Al
2
O
3
.4SiO
2
.H
2
KOMPOSISI O. 85 . Megawati, 2008
Komposisi Bentonit berdasarkan hasil analisa terhadap sampel bentonit yang diambil langsung di lapangan, diperoleh komposisi bentonit dapat ditunjukkan tabel
2.1. Tabel 2.1 Komposisi Bentonit
Kalsium Oksida CaO Magnesium Oksida MgO
1,63 Alumunium Oksida Al
2
O
3
4,60 Ferri Oksida Fe
2
O
3
1,39 Silika SiO
2
56,10 Sumber : Sitorus, 2010
Universitas Sumatera Utara
2.1.1 Jenis-Jenis Bentonit
Berdasarkan tipenya, bentonit dibagi menjadi dua, yaitu 1.
Tipe Wyoming Na-bentonit – Swelling bentonite Na bentonit memiliki daya mengembang hingga delapan kali apabila
dicelupkan ke dalam air, dan tetap terdispersi beberapa waktu di dalam air. Dalam keadaan kering berwarna putih atau cream, pada keadaan basah dan terkena sinar
matahari akan berwarna mengkilap. Perbandingan soda dan kapur tinggi, suspensi koloidal mempunyai pH: 8,5-9,8, tidak dapat diaktifkan, posisi pertukaran diduduki
oleh ion-ion sodium Na+.
2. Mg, Ca-bentonit – non swelling bentonite
Tipe bentonit ini kurang mengembang apabila dicelupkan ke dalam air, dan tetap terdispersi di dalam air, tetapi secara alami atau setelah diaktifkan mempunyai
sifat menghisap yang baik. Perbandingan kandungan Na dan Ca rendah, suspensi koloidal memiliki pH: 4-7.
Keramik adalah semua benda-benda yang terbuat dari tanah liatlempung yang mengalami suatu proses pengerasan dengan pembakaran suhu tinggi. Pengertian
keramik yang lebih luas dan umum adalah “Bahan yang dibakar tinggi” termasuk didalamnya semen, gips, metal dan lainnya.
tekmira,2010
2.2 Keramik
kamusilmiah.2010
Universitas Sumatera Utara
2.2.1 Sejarah Keramik
Keramik bersal dari bahasa yunani “keramos”, yang artinya adalah sesuatu yang dibakar. Pada mulanya diproduksi dan mineral lempung yang dikeringkan di bawah
sinar matahari dan dikeraskan dengan pembakaran pada temperatur tinggi. Penggunaan keramik ini berkembang dari bahan pecah belah dinnerware, keperluan
rumah rumah tangga, dan untuk industry. Keramik jenis ini dikenal sebagai keramik tradisional.
Sedangkan keramik modern atau yang disebut keramik teknik fine ceramics, penggunaannya misalnya dalam bidang elektronika elemen pemanas, dielektrik
semikonduktor, tranduser, bidang otomotif, komponen turbin. Joelianingsih, 2004
2.2.2 Pembagian Keramik Pada prinsipnya keramik dapat dibagi dua bagian yaitu keramik tradisional dan
keramik modern Keramik tradisonal adalah keramik yang terbuat dari bahan alam seperti kaolin, feldspar, clay dan kwarsa. Yang termasuk keramik ini adalah barang
pecah dinner ware, keperluan rumah tangga tile brick dan untuk industry refractory. Keramik modern fine keramik adalah keramik yang dibuat dengan
oksida – oksida logam atau logam, seperti oksida. Pengguanannya sebagai elemen pemanas semikonduktor, komponen turbin. Joeliningsih, 2004
2.2.3 Sifat-Sifat Keramik Sifat –sifat keramik dapat dilihat dibawah ini
a Kapasitas panas yang baik dan konduktivitas panas yang rendah.
b Tahan terhadap korosi.
c Dapat bersidat magnetic dan non magnetic.
d Keras, dan kuat.
e Rapuh.
Universitas Sumatera Utara
f Sifat listriknya dapat menjadi isolator, semikonduktor, konduktor
bahkan superkonduktor.
2.2.4 Bahan-Bahan dasar Keramik Pada dasarnya bahan baku dasar keramik dapat dikelompokkan menjadi
1. Bahan Plastis
Bahan ini berupa tanah liat dengan kandungan mineral dan tambahan yang berasal dari endapan kotoran. Mineral ini berupa silikat, magnesium, besi,
bersifat kapur dan alkalis. 2.
Bahan pelebur Bahan ini berupa feldspar dengan kandungan alumina silkat alkali beraneka
ragam yang terdiri dari: a
Orthose : SiAl O
8
b Potassis Albite : SiAl O
K
8
c Anorthite : SiAl O
Na, sodis
8
3. Bahan penghilang lemak
Ca, Kalsis
Bahan ini berupa bahan-bahan baku yang mudah dihaluskan dan koefisien penyusutannya sangat rendah. Biasanya bahan ini berfungsi sebagai penutup
kekurangan-kekurangan yang terjadi karena plastisitas dari tanah liat dan terdiri dari silica dan quartz yang berbeda-beda bentuknya.
4. Bahan tahan panas
Bahan ini terdiri dari bahan yang mengandung magnesium dan silica aluminium. Harefa, 2009
2.2.5 Keramik Konstruksi
Klasifikasi produk keramik tradisional yang digunakan dalam konstruksi,
didasarkan pada lingkup:
•
elemen untuk lantai, dinding, atap bata;
•
alat angkut cairan dan pembuangan pipa periuk;
Universitas Sumatera Utara
•
peralatan sanitasi kesehatan;
•
lantai dan dinding ubin.
2.2.5.1 Bata Konstruksi
Batu bata, bersama dengan batu bangunan, bahan yang umum digunakan. Kuat tekan adalah antara 20-50 MPa dan dapat mencapai 70 MPa untuk bata padat, dibandingkan
dengan 15 MPa sampai 100 MPa dan tuf batu yang banyak digunakan dalam konstruksi. Kekuatan tarik jauh lebih rendah, mencapai 5 ° dan, jarang, 10 dari
kuat tekan. Batu bata memiliki keuntungan di atas reruntuhan, untuk dibentuk menjadi bentuk yang teratur, yang dengan sendirinya menyebabkan meningkatnya kekuatan
seluruh dari batu bata. Batu bata dalam konstruksi akan menggunakan jenis berikut:
•
batu bata atau batu beban-beban dan non-
•
ubin dan genteng;
•
Light blok untuk lantai dan untuk membangun semua bekerja di permukaan horizontal atau sedikit miring;
•
dinding bata.
2.2.5.2 Ubin Ubin keramik floor title adalah termasuk jenis badan keramik porcelain
stoneware yang mempunyai performa teknis yang sangat baik ditinjau dari sifat-sifat ketahanan terhadap aspek mekanis, pemakaian, bahan kimia dan sebagainya.. Pada
umumnya sistem bubuk badan ubin keramik dibuat dari campuran beberapa bahan baku mineral mixed powders dan beberapa bahan tambahan lain. Berdasarkan
perpindahan massa yang terjadi, secara tradisional sintering pada fasa padat akan melalui beberapa tahap proses yang berbeda dengan beberapa mekanisme difusi atau
Universitas Sumatera Utara
permindahan massa. Meskipun demikian, kecepatan terjadinya densfikasi selama proses sintering dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain : komposisi kimia dan
ukuran butiran bubuk, suhu dan waktu sintering. Beberapa permasalahan yang dapat diidentifikasi dalam proses sintering ubin keramik dapat dirangkum sebagai berikut :
i Kualitas bahan baku ubin keramik terutama feldspar dan clay
tidak konsisten tergantung pada lokasi asal dimana mereka diperoleh;
ii Sistem bubuk {powder system untuk badan ubin keramik biasanya
tersusun dari partikel-partikel yang mempunyai ukuran bervariasi {multisized particles dengan distribusi ukuran yang tertentu
dengan komposisi kimia yang berbeda; iii
Bentuk butiran adalah campuran dari bentuk partike bulat {spherical particles dan partikel-partikel tidak bulat {non spherical
particles; iv Distribusi ukuran partikel bubuk badan ubin keramik mempunyai
pengaruh terhadap struktur mikro dan perpindahan massa disamping temperatur dan waktu sintering.
Nur Hasan, 2006
Bata klinker
Disebut juga pelapisa jalan paving block adalah jenis bata keramik bakaran keras dimana bata ini dibakar pada suhu hampir mencapai titik lelehnya.
Bahan bakunya adalah tanah liat api dicampur dengan atau tanpa serpih yang bermutu baik
Pembuatan dibentuk proses lempung dengan pres tekanan tinggi sehingga
kepadatan optimal
Suhu pembakarannya 1200
Bata klinker dipakai untuk permukaaan jalan raya
oC
Syarat mutu
Universitas Sumatera Utara
1. tahan air, tahan cuaca tahan gesekan kuat tekan tinggi
2. kepadatan 2,3
3. kuat tekan rata-rata 280 kgcm
2
. Biasanya bisa mencapai 500 kgcm Sumber :
2
scribd.2010
2.2.6. Proses Pembentukan Keramik
2.2.6.1. Preparasi serbuk Untuk membuat bentonit dan limbah padat pulp menjadi serbuk atau dengan kata lain
memisahkan butiran kasar menjadi butiran halus dalam ukuran mesh, diperlukan alat penggiling dan juga alat ayakan. pemisahan buitran yang dilakukan terlebih dahulu
butiran dikeringkan. Butiran yang kering kemudian digiling dan diayak dan diperoleh butiran halus, kemudian dicampurkan dengan air sehingga dapat dibuat menjadi bahan
keramik.
2.2.6.2 Pembentukan Keramik
Pembentukan keramik dapat dilakukan dengan berbagai cara antara lain :
a Die Prsseing
Pada proses ini bahan keramik dihaluskan hingga membentuk bubuk, lalu dicampur dengan pengikat binder organic kemudian dimasukkan ke dalam cetakan dan ditekan
hingga mencapai bentuk padat yang cukup kuat. Metode inilah yang digunakan peneliti untuk membuat keramik dari bahan baku bentonit. Metode ini umumnya
digunakan dalam pembuatan ubin, keramik elektronik atau produk dengan cukup sederhana karena metode ini cukup murah.
b Ruber Mold Pressing
Metode ini dilakukan untuk menghasilkan bubuk padat yang tidak seragam dan disebut rubber mold pressing karena dalam pembuatannya ini menggunakan sarung
Universitas Sumatera Utara
yang terbuat dari karet. Bubuk dimasukkan ke dalam sarung karet kemudian dibentuk dalam cetakan hidrostatis.
c Extrusion Molding
Pembentukan keramik pada metode ini melalui lobang cetakan. Metode ini biasa digunakan untuk membuat pipa saluran, pipa reactor atau material lain yang memiliki
suhu normal untuk penampang lintang tetap.
d Slip Casting
Metode ini dilakukakn untuk memperkeras suspensi dengan air dan cairan lainnya, dituang ke dalam plestere berpori, air akan diserap dari daerak kontak kedalam
cetakan dan lapisan lempung yang kuat terbentuk.
e Injection Molding
Bahan yang bersifat plastis diinjeksikan dan dicampur dengan bubuk pada cetakan. Metode ini banyak digunakan untuk memproduksi benda – benda yang mempunyai
bentuk yang kompleks. Debora. 2008
2.2.6.3 Pengeringan
Sampel keramik yang telah dibentuk dari butiran, akan dikeringkan pada ruang dengan suhu ruangan. Pengeringan akan mempengaruhi produk akhir dari keramik.
Pengeringan bahan harus dikrontol dengan baik. Pengeringan sample keramik berguna untuk mengurangi resiko keretakan. Akan tetapi proses keretakan yang terjadi pada
saat pengeringan dapat disebabkan butiran yang dicampur tidak homogen, dan menyebabkan pengeringannya tidak merata disetiap bagian-bagian ataupun
permukaan sample keramik. Kelebihan air pada saat pembentukan keramik seringkali juga menjadi masalah pada proses pengeringan sample keramik.
Universitas Sumatera Utara
2.2.6.4 Pembakaransintering Sintering adalah proses perlakuan termal untuk menghasilkan ikatan antar partikel
sehingga koheren dimana struktur padat yang terbentuk didominasi oleh mekanisme perpindahan massa yang terjadi pada skala atomic. Transport massa berupa gerakan
atomic yang menghasilkan energi permukaan serbuk. Energi permukaan serbuk berbanding lurus dengan luas permukaannya. Karenanya partikel halus, dengan luas
spesifik yang tinggi, memiliki energi permukaan yang lebih tinggi karena memiliki tingkat energi yang tinggi.
Sintering Fasa Padat Solid State Sintering
Proses sintering fasa padat memiliki beberapa kandidat mekansime transport yang dapat dibagi menjadi dua kelas, yaitu transport permukaan dan transport ruah.
Transport permukaan tidak menyebabkan densifikasi, sedangkan transport ruah menyebabkan densifikasi. Beberapa mekanisme transport uap dari permukaan padat,
difusi batas butir, aliran viskos, dan aliran plastis. Tiga mekanisme pertama termasuk dalam kelas transport permukaan.
1. Difusi permukaan
2. Difusi volume
Ada tiga jalur yang diambil oleh kekosongan pada difusi volume, yaitu: a.
Adhesi volum : kekosongan bergerak dari permukaan neck area melalui interior partikel menuju permukaan partikel. Hasilnya dalah deposisi massa
pada permukaan neck area. Pada adhesi volume tidak terjadi densifikasi atau penyusutan.
b. Densifikasi difusi volume : aliran kekosongan dari permukan neck area
menuju batas butir antara partikel. Jalur ini menyebabkan densifikasi dan penyusutan.
Universitas Sumatera Utara
c. Penghilangan kekosongan melalui proses dislocation climb
3. Transport uap dari permukaan padat
4. Difusi batas butir
5. Aliran viskos
Galih ,2008
2.2.6.5 Penyusutan
Penyusutan dapat terjadi pada saat pengeringan dan pembakaran sample. Besar penyusutan pada saat pembakaran dapat dipengaruhi oleh temperatursuhu
pembakaran dan waktu lamanya pembakaran. Penyusutan sangat berhubungan dengan keadaan awal porositas sampel.
2.3 Limbah
Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun dosmetik tumah tangga, yang kehadirannya pada suatu saat dan
tempat tertentu tidak di kehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomis. Berdasarkan karakteristiknya, limbah industri dapat digolongkan menjadi empat
bagian: 1.
Limbah cair 2.
Limbah padat 3.
Limbah gas dan partikel 4.
Limbah B3 Palar, 2008
Universitas Sumatera Utara
2.3.1 Limbah padat
Limbah padat didefinisikan sebagai segala sesuatu yang tidak terpakai dan berbentuk padatan atau semi padatan. Limbah padat merupakan campuran dari
berbagai bahan baik yang tidak berbahaya seperti sisa makanan maupun yang berbahaya seperti limbah Bahan Berbahaya Beracun B3 yang berasal dari industri.
Ricki, 2005
2.3.1. Limbah Padat Pulp
Pulp adalah kumpulan serat-serat yang diambil dari bagian tumbuhan yang mengandung serat antara lain dari bagian batang, kulit akar, daun dan buah. Kayu
sebagai bahan dasar dalam industri kertas mengandung beberapa komponen antara lain
1. Selulosa, tersusun atas molekul rantai lurus dan panjang yang merupakan
komponen yang paling disukai dalam pembuatan kertas karena panjang, kuat 2.
Hemiselulosa, tersusun atas glukosa rantai pendek dan bercabang. Hemiselulosa lebih mudah larut dalam air dan biasanya dihilangkan dalam
proses pulping. 3.
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 slulosa secara signifikan.
4. Ekstraktif, meliputi hormone tumbuhan tumbuhan, resin, asam lemak dan
unsur lain.. Rini,. 2002
Limbah padat pulp adalah limbah yang diperoleh dari sisa-sisa pengolahan industry pulp. Limbah padat pulp terdiri dari:
Universitas Sumatera Utara
1. Dreg
Dreg adalah material padat yang berwarna abu-abu kecoklatan yang merupakan bahan endapan dari green liquor yaitu smelt yang dilarutkan dengan weak
wash dari lime mud washer. Bentuk serbuk limbah dreg ditunjukkan pada Gambar lampiran II. Kandungan silica dan karbon residu organic yang tidak sempat terbakar
dalam boiler. Komposisinya ditunjukkan pada Tabel 2.3. Tabel 2.2 Komposisi Limbah Padat Pulp Dreg
Parameter Komposisi
Al
2
O 12.02
3
SiO 41.61
2
MgO 6.98
CaO 15.94
Fe
2
O 1.47
3
Sumber : Sitorus, 2010
2. Grit
Grit berasal dari proses recoustisizing yang tidak bereaksi antara green liquor dan kapur tohor, berwarna abu-abu kekuningan, kandungan utamanya hidroksida. Bentuk
serbuk limbah grit ditunjukkan pada Gambar lampiran II. Komposisinya ditunjukkan pada Tabel 2.4 dibawah ini:
Tabel 2.4 Komposisi Limbah Padat Pulp Grit Parameter
Komposisi Al
2
O
3
Universitas Sumatera Utara
SiO 1.78
2
MgO 5.83
CaO 53.11
Fe
2
O
3
Sumber : Sitorus, 2010 3.
Biosludge Biosludge merupakan limbah dari proses pembuatan pulp dan industri kertas yang
bagus yang berupa campuran dari endapan limbah cair, berwarna coklat kehitaman, kandungan utamanya adalah selulosa dan bakteri yang mati. Arnol, 2009. Bentuk
serbuk limbah padat pulp biosludge ditunjukkan pada Gambar lampiran II. Komposisi kimia dari biosludge ditunjukkan pada Tabel 2.5.
Tabel. 2.5. Komposisi Limbah Padat Pulp Biosludge Parameter
Komposisi Al
2
O
3
SiO 2.68
2
MgO 1.07
CaO 12.38
Fe
2
O 0.29
3
Sumber : Sitorus,2010
Dari ketiga jenis limbah padat pulp diatas, yakni dreg, grit dan biosludge. Ketiga limbah ini yang digunakan peneliti sebagai bahan pengisi dalam pembuatan
sampel keramik konstruksi. Adapun alasan peneliti menggunakan limbah ini adalah dengan alasan bahan limbah ini mengandung silika bahan pengisi, dimana dreg
Universitas Sumatera Utara
mengandung 41,61 , grit mengandung 1,78 dan biosludge mengandung 2,68 silika. Dimana silika inilah yang akan membuat sampel keramik memiliki kuat tekan
yang kuat. Disamping itu dreg mengandung senyawa alumina sebesar 12,01 . Dengan adanya silika, membuat sampel keramik dapat menjadi kuat, keras, dengan
bersamaan silika. Karena itulah sifat kedua bahan ini yakni mengikat dan mengisi. Namun disamping mengandung alumina dan silika, ketiga bahan limbah ini
mengandung senyawa yang dianggap beracun dan berbahaya, dapat diketahui dari kandungan masing-masing limbah. Contohnya adalah senyawa CaO, Fe
2
O
3
Unsur .
Senyawa ini dapat berbahaya jika masuk kedalam tubuh dengan kadar yang tidak esensial bagi tubuh. Dengan memperhatikan senyawa diatas, penulis juga
memperhatikan akan bahayanya senyawa diatas jika digunakan dalam pembuatan sampel keramik.
Dengan memperhatikan kandungan senyawa limbah drge, grit dan biosludge yaitu Al, Fe, Mg, Ca yang dianggap berbahaya, dengan titik didih masing-masing
senyawa, ditunjukkan pada tabel 2.6. Tabel 2.6 Titik didih berbagai unsur
Simbol Titik Cair
C Alumunium
Al 660,4
Besi Fe
1538 Calsium
Ca 839
Magnesium Mg
649 Oksigen
O -218,4
Silikon S
1414 Van Vlack, 2004
Dengan pembakaran yang digunakan peneliti adalah 900
o
C, jadi senyawa yang dianggap berbahaya akan habis terbakar, dan tidak akan berbahaya dalam
pembuatan keramik konstruksi.
Universitas Sumatera Utara
2.4 Karakteristik Bahan
2.4.1 Sifat Fisis 2.4.1.1 Penyusutan
Penyusutan terjadi akibat menurunnya porositas dimana keporian terisi oleh bahan-bahan yang mudah melebur. Penyusutan suatu produk sangat erat kaitannya
dengan proses pembuatan bahan tersebut.
Temperatur pembakaran sangat berpengaruh terhadap penyusutan. Semakin tingi temperatur pemabakaran yang diberikan terhadap bahan maka keporian akan
semakin tertutupi oleh bahan yang mudah melebur sehingga terjadi penyusutan yang semakin besar. Besar Penyusutan keramik normal adalah 30 . Kenneth, 1996.
Faktor-faktor lain yang mempengaruhi penyusutan antara lain adalah: a
Pembentukan b
Lama pembakaran c
Ukuran butiran d
Komoisisi e
Dll
Penyusutan bakar adalah persentase penyusutan diameter sebelum dan sesudah dibakar, dan secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut :
100 x
do di
do susutbakar
− =
2.1 d
= diameter sebelum dibakar d
i
= diameter sesudah dibakar
Universitas Sumatera Utara
2.4.1.2 Porositas
Porositas dalam suatu keramik dinyatakan dalam rongga atau fraksi volume dari suatu rongga yang ada dalam bahan tersebut. Porositas sangat dipengaruhi oleh
bentuk dan distribusinya. Porositas dintakan dalam yang menghubungkan antar volume pori terbuka terhadap volume benda keseluruhan, secara persamaan dapat
dilihat :
100 1
x x
V m
m Porositas
air t
k k
ρ −
= 2.2
Dimana : m
k
= massa kering sampel setelah dibakar gram m
b
= massa basah sampel setelah direndam selama 1 x 24 jam gram V
t air
ρ = volume sampel setelah dibakar
= massa jenis air gramcm
3
2.4.1.3 Densitas
Densitas merupakan pengukuran massa setiap satuan volum benda. Semakin tinggi densitas massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap
volumnya. Densitas rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumnya. Sebuah benda yang memiliki densitas lebih tinggi akan memiliki volume
yang lebih rendah dari pada benda bermassa sama yang memiliki densitas lebih rendah. Densitas keramik konvensional adalah sebesar 3.980 kgm
3
. Menurut Kenneth, 1960
Secara matematis densitas dirumuskan sebagai berkut:
2.3
Universitas Sumatera Utara
Dimana = densitas
;
3
cm gram
m= massa gram; v = volume cm
3
A P
f
c
=
2.4.2 Sifat Mekanik
Berbagai jenis keramik termasuk semen, bata untuk bangunan, bata tahan api dan gelas dipergunakan sejak lama sebagai bahan konstruksi bangunan. Bidang
penggunaan baru bagi keramik sebagai bahan konstruksi telah dikembangkan, sebagaimana telah terlihat dalam studi yang luas mengenai karbida silicon dan nitride
silicon sebagai bahan untuk turbin adan motor yang sangat efisien. Pada umumnya keramik memiliki sifat-sifat yang baik yaitu : keras, kuat dan stabil pada temperatur
tinggi, tetapi keramik bersifat getas dan mudah padah seperti halnya porselen, keramik cina ataupun gelas. Dalam bab ini dikemukakan penejelasan dasar yang diperlukan
agar sifat-sifat mekanik dari keramik diketahui lebih baik. Surdia,2005. Adapun sifat mekanik bahan keramik dapat ditinjau dari kuat tekan dan kekerasan dapat dijelaskan
sebagai berikut : 2.4.2.1 Kuat Tekan
Besarnya kekuatan tekan suatu bahan merupakan perbandingan besarnya beban maksimum yang dapat ditahan bahan dengan luas penampang bahan yang dapat
mengalami gaya tersebut. Secara matematis besarnya kuat tekan suatu bahan dapat dirumuskan sebagai berikut :
2.4 Dengan
f
c
A = Luas Permukaan m = tekanan Pascal
P = Beban Maksimum N
2
Universitas Sumatera Utara
2.4.2.2 Kekerasan
Kekerasan adalah salah satu ciri khas bahan keramik dengan kekerasannya yang sangat tinggi. Surdia,2005. Besarnya kekerasan keramik normalkonvensional
adalah sebesar 2600 MPa. Kenneth, 1996.
Kekerasan dapat juga didefinisikan sebagai ketahanan bahan terhadap penetrasi pada permukaan, namun pada umumnya terhadap deformasi platis karena
pada bahan yang ulet kekerasan memiliki hubungan yang sejajar dengan kekuatan. Cara pengukuran kekerasan dapat ditentukan dengan deformasi yang berbeda, yaitu
dengan kekerasan Brinnel, Rocwkwell, Vickers. Pengujian kekerasan yang dilakukan peneliti adalah pengujian Hardness Vickers. Alat uji kekerasan menggunakan indektor
yang bentuknya berupa bola kecil, piramida, atau titik indentor berfungsi sebagai pembuat jejak pada logam sample dengan pembebanan tertentu, nilai kekerasan
diperoleh setelah diameter jejak diukur. Bentuk Gambar pengujian kekerasan metode vickers ditunjukkan pada Gambar 2.4.
Gambar 2.1 Metode Pengujian Kekerasan Vickers
Universitas Sumatera Utara
Kekerasan suatu bahan dapat ditentukan dengan persamaan berikut:
2.5 Dengan:
Hv = kekerasan Vickers kgfmm
2
No P = beban yang diberikan kgf
D = panjang rata-rata garis diagonal bekas penekanan mm
Tabel 2.7 Standart Pengujian Keramik Konstruksi Pengujian
Nilai 1
Densitas 2,71 gcm
3
2 Porositas
47,22 3
Kuat tekan 62,9 MPa
4 Susut bakar
1,919 Sumber : Dr. Zuriah Sitorus, 2010
Tabel 2.8 Standart Pengujian Paving Block Menurut SNI -3-0691-1996 No
Jenis Kuat Tekan MPa
1 Mutu A
35-40 2
Mutu B 17-20
3 Mutu C
12,5 - 15
Universitas Sumatera Utara
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Alat Penelitian
Kategori