Pemanfaatan Limbah Padat Pulp Dregs Sebagai Pengisi Batako Dengan Perekat Tepung Tapioka

TESIS

Oleh

HOTMAN ARNOL 077026009/FIS

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009

TESIS

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Fisika pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh

HOTMAN ARNOL 077026009/FIS

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009

Judul Tesis : PEMANFAATAN LIMBAH PADAT PULP DREGS SEBAGAI PENGISI BATAKO DENGAN PEREKAT TEPUNG TAPIOKA

Nama Mahasiswa : Hotman Arnol

Nomor Pokok : 077026009

Program Studi : Fisika

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Prof.Basuki Wirjosentono,MS,Ph.D) (Prof.Dr.Eddy Marlianto , M.Sc) Ketua Anggota

Ketua Program Studi, Direktur ,

(Prof.Dr.Eddy Marlianto , M.Sc) (Prof.Dr.Ir.Chairun Nisa B. ,M.Sc)

Telah diuji pada

Tanggal : 9 Juni 2009

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Basuki Wirjosentono M.S. Ph.D Anggota : 1. Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc 2. Dr. Marhaposan Situmorang

3. Drs. Anwar Darma Sembiring, MSi 4. Drs. Syahrul Humaidy, M.Sc

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang pembuatan dan karakterisrik batako dengan pemanfaatan limbah padat pulp dregs sebagai pengisi serta tapioka sebagai perekat. Penelitian ini dilakukan dengan metode pengadukan dengan menggunakan mixer yang bertujuan untuk memanfaatkan dregs sebagai pengisi dan tapioka untuk mendapatkan nilai lebih .Sampel yang dibuat berbentuk kubus dengan ukuran 5 cm x 5 cm x 5 cm dan berbentuk balok dengan panjang 12 cm, lebar 3 cm dan tebal 3 cm, dengan waktu perawatan 28 hari.Parameter pengujian yang dilakukan meliputi uji tekan, uji kuat patah, uji kuat pukul densitas dan serapan air. Dari hasil pengujian kuat tekan dan serapan air menunjukkan sampel dengan variasi komposisi terbaik pada campuran 60% dregs, dimana semen dan pasir pada kondisi tetap. Pada komposisi tersebut , sampel yang dihasilkan memiliki karakteristik kuat tekan 8 MPa, densitas 1710 kg/m3, penyerapan air 4,98%, kuat pukul 0,52 MPa dan kuat patah 0,14 MPa.

ABSTRACT

Batako and it’s characteristics had been investigate with the used of pulp solid waste dregs as filler and tapioca as adhesiveness. This research has been done by mixing method by using mixer. The aim is to have dregs as batako filler and the tapioca to get more value.The sample test was made into cube ( 5 cm x 5 cm x 5 cm ) and beam (length 12 cm, wide 3 cm and thick 3 cm) and ageing time 28 days.The parameter test are compressive strength , flexural strength , impact strength , density and water absorption. From the result indicates compressive strength and water absorption with the best composition varation is 60% dregs with cement and sand are constant.At those composition has the following material characteristic : Compressive strength = 8 MPa, Flexural strength = 0,14 MPa, Impact strength = 0,52 MPa, density = 1710 kg/m3 and water absorption = 4,98%.

Key words : Dregs, Cement, Sand, Tapioca, Batako, Water Absorption, Compressive Strength

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Tuhan yang Maha Esa atas kasih dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan tesis ini dengan judul ”PEMANFAATAN LIMBAH PADAT PULP DREGS SEBAGAI PENGISI BATAKO DENGAN PEREKAT TEPUNG TAPIOKA” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara Medan.

Dengan kerendahan hati , penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

Pemerintah Republik Indonesia c.q. Pemerintah Provinsi Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan dana sehingga kami dapat melaksanakan Program Magister Sains pada Program Studi Magister Ilmu Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.

Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Chairuddin P. Lubis DTM&H, Sp.A(K) atas kesempatan yang diberikan penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains.

Direktur Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. Ir. T.Chairun Nisa B, M.Sc atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.

Ketua Program Studi Magister Fisika, Prof. Dr.Eddy Marlianto, M.Sc. Sekretaris Program Studi Fisika Drs. Nasir Saleh M.Sc. Eng beserta seluruh Staf Pengajar pada Program Studi Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.

Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan setinggi-tingginya penulis ucapkan kepada Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D selaku Pembimbing Utama yang dengan penuh perhatian dan telah memberikan dorongam serta pandangan pada penulis, demikian juga kepada Bapak Prof. Dr.Eddy Marlianto,

M.Sc selaku pembimbing lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing kami hingga selesainya penelitian ini.

Kepada rekan-rekan mahasiswa program studi Magister Fisika angkatan 2007 atas kerja sama selama perkuliahan dan kepada Salon Sinaga, Tiambun Roswati, Rosmaida Purba yang telah memberikan perhatian kepada penulis dalam penyusunan tesis ini.

Kepada Ayahanda D.J. Tampubolon dan Ibunda T.N. Hutapea serta istri tersayang Susan Andriani dan anak-anakku terkasih Evelyn Claudia dan Widya Angela. Terima kasih atas segala pengorbanan kalian yang telah memberikan dorongan moral serta doa restu kepada penulis selama kuliah hingga selesainya tesis ini.

Semoga Tuhan Yang Maha Esa melimpahkan rahmat dan karuniaNya dan penulis berharap semoga tesis ini bermanfaat bagi penelitian selanjutnya demi kemajuan bersama.

Medan , Mei 2009 Penulis ,

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama Lengkap berikut gelar : Drs. Hotman Arnol Tempat dan tanggal lahir : P.Siantar , 11 Maret 1964

Alamat Rumah : Jl. Durian Gg. Pelajar No.45 Medan

Telepon / HP : 081370687069

Instansi Tempat Kerja : SMA Negeri 14 Medan Alamat Kantor : Jl. Pelajar Timur Ujung

Telepon : (061) 7345465

DATA PENDIDIKAN

SD : SD Negeri 70 Medan Tamat 1975 SMP : SMP Negeri 4 P.Siantar Tamat 1979 SMA : SMA Negeri 3 P.Siantar Tamat 1982 Strata -1 : IKIP Negeri Medan Tamat 1988 Strata -2 : Program Studi Magister Fisika Tamat 2009 Sekolah Pascasarjana Universitas

DAFTAR ISI

Hal

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR... iii

RIWAYAT HIDUP ... v

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR... ix

DAFTAR LAMPIRAN ... x

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 3

1.3 Tujuan Penelitian ... 3

1.4 Manfaat Penelitian ... 4

1.5 Batasan Masalah ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 5

2.1 Limbah padat pulp... 5

2.2 Semen ... 9

2.3 Tepung Tapioka ... 11

2.4 Batako ... 13

2.5 Pengetesan Fisik... 15

2.5.1 Kekuatan Tekan (Compressive Strength) ... 15

2.5.2 Kekuatan Patah (Flexural Strength)... 16

2.5.3 Densitas dan Penyerapan Air... 17

2.5.4 Kekuatan Pukul (Impact Strength)... 17

BAB III METODE PENELITIAN ... 18

3.2 Alat dan Bahan... 18

3.3 Prosedur Penelitian... 22

3.4 Variabel dan Parameter Penelitian. ... 23

3.5 Alat Pengumpul Data Penelitian. ... 24

3.6 Pengolahan Bahan... 24

3.6.1 Pengayakan Bahan... 24

3.6.2 Pencampuran Bahan... 27

3.6.3 Pembentukan Sampel ... 28

3.6.4 Pengujian Sampel... 29

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 32

4.1 Kuat Tekan ... 32

4.2 Densitas dan Serapan Air ... 36

4.3 Kuat Pukul... 39

4.4 Kuat Patah ... 41

4.5 Analisa Foto Mikroskopik ... 43

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 45

5.1 Kesimpulan ... 45

5.2 Saran ... 45

DAFTAR TABEL

No. Judul Halaman

2.1 Karakteristik dari Dregs dan Grits ... 7

2.2 Senyawa yang terkandung dalam Dregs ... 8

2.3 Karakteristik dari Dregs ... 8

2.4 Karakteristik dari Bio Sludge... 9

2.5 Sifat Fisika Kimia Tapioka ... 11

3.1 Komposisi Semen , Pasir , Dregs dan Air... 20

3.2 Komposisi Semen , Tapioka , Pasir dan Air. ... 20

DAFTAR GAMBAR

No Judul Halaman

2.1 Batako berlubang ... 14

2.2 Batako solid... 14

4.1 Kuat tekan untuk berbagai komposisi dregs ... 32

4.2 Kuat tekan untuk berbagai komposisi tapioka ... 33

4.3 Kuat tekan untuk berbagai komposisi dregs dengan 2 jenis komposisi tapioka ... 33

4.4 Hubungan antara densitas dan penyerapan air terhadap komposisi dregs... 36

4.5 Hubungan antara densitas dan penyerapan air terhadap komposisi tapioka ... 36

4.6 Densitas dari batako untuk 2 komposisi tapioka terhadap komposisi dregs... 37

4.7 Penyerapan air dari batako untuk 2 komposisi tapioka terhadap komposisi dregs... 37

4.8 Kuat pukul dari batako terhadap komposisi dregs ... 39

4.9 Kuat pukul dari batako terhadap komposisi tapioka ... 39

4.10 Kuat pukul dari batako untuk 2 komposisi tapioka terhadap komposisi dregs... 40

4.11 Kuat patah dari batako terhadap komposisi dregs... 41

4.12 Kuat patah dari batako terhadap komposisi tapioka ... 41

4.13 Kuat patah dari batako untuk 2 komposisi tapioka terhadap komposisi dregs... 42

4.14. Perbesaran 200 X sebelum direndam... 43

4.15 Perbesaran 500 X sebelum direndam... 43

4.16 Perbesaran 200 X sesudah direndam... 44

DAFTAR LAMPIRAN

No Judul Halaman

A Hasil Pengujian Sifat Bahan... 49

B Data Pengukuran Kuat Tekan... 51

C Data pengukuran Densitas... 52

D Data Pengukuran Penyerapan Air ... 53

E Data Pengukuran Kuat Pukul ... 54

F Data Pengukuran Kuat Patah ... 55

G Dokumentasi Penelitian ... 56

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Limbah yang merupakan sisa olahan suatu pabrik atau industri sering menjadi masalah bagi perusahaan itu atau masyarakat disekitar industri, apalagi kalau limbah itu tergolong dalam kategori B 3 ( bahan berbahaya dan beracun ). Limbah sering menjadi sumber pencemaran yang dapat mengganggu aktivitas dan kesehatan masyarakat di lingkungan pabrik maupun kawasan sekitarnya.

Bentuk limbah yang dihasilkan suatu pabrik atau industri dapat berbentuk padat atau cair. Usaha yang dapat dilakukan pabrik misalnya adalah menekan jumlah limbah dan meningkatkan mutu pengolahan limbah sampai taraf yang dapat diterima lingkungan.

Industri kertas merupakan salah satu jenis industri terbesar di dunia dengan menghasilkan 178 juta ton pulp, 278 juta ton kertas dan karton serta menghabiskan 670 juta ton kayu. ( Rini D.S., 2002 ).

Industri kertas menghasilkan limbah padat berapa sludge (lumpur) yang berasal dari

Instalasi Pengolahan Air Limbah dalam jumlah yang cukup besar. Limbah padat ini

berupa dreg, bio sludge dan grit. Menurut pantauan di lapangan jumlah limbah padat pada pulp di PT. Toba Pulp Lestari Tbk. Porsea Tobasa mencapai 7 ton perharinya. Data di lapangan menunjukkan jumlah ini cukup besar sehingga memerlukan tempat yang luas untuk tempat pembuangannya dan dapat menimbulkan masalah bila tidak ditangani dengan tepat.

Selama ini pemanfaatan limbah padat tersebut belum optimal. Limbah ini hanya

dimanfaatkan sebagai tanah timbun pada area di sekitar pabrik. Apabila keadaan ini

dibiarkan terus menerus, maka semakin lama pabrik akan kekurangan lahan untuk

penimbunan limbah sehingga dimungkinkan terjadinya pencemaran lingkungan.

Dengan demikian diperlukan upaya untuk mengatasi permasalahan tersebut. Salah

satu alternatif mengatasi jumlah limbah tersebut oleh peneliti adalah dengan

melakukan daur ulang limbah menjadi bahan bangunan seperti bata beton (batako).

Batako merupakan bahan bangunan sebagai alternatif pengganti batu bata yang

dibuat sebagai campuran semen , pasir dan air dengan komposisi tertentu dan

berfungsi sebagai dinding. Komposisi bahan ini sangat menentukan terhadap

kualitasnya. Faktor-faktor yang mempengaruhi mutu batako adalah jenis semen yang

digunakan , ada tidaknya bahan tambahan , agregat yang digunakan, kelembaban dan

suhu ketika pengeringan serta kecepatan pembebanan.

Bahan tambahan yang dapat digunakan misalnya limbah padat pulp dregs dan

tepung tapioka. Tepung tapioka memiliki sifat sebagai pengikat jika dicampur

dengan air. Tepung tapioka juga merupakan pengikat pasir. Pasir silika mempunyai sifat hidrophilic, yaitu sifat yang dimiliki sebuah material untuk menarik dan mengikat air pada permukaannya. Sehingga jika tepung tapioka dicampur dengan air dan pasir, maka terjadi ikatan di antara tapioka dan pasir yang mengakibatkan berkurangnya celah atau pori-pori di antara butiran pasir. Ikatan yang terbentuk antara butiran pasir dan tepung tapioka hanya ikatan fisik saja sebab tepung tapioka merupakan bahan organik sedangkan pasir bahan anorganik. Ikatan ini akan

menurunkan kelembaban sehingga akan mengeras dan ikatan akan lebih sukar terurai. Penambahan unsur pengikat diharapkan akan menaikkan kekuatan tekan.

1.2 Perumusan Masalah

Limbah padat pulp dregs akan memberikan nilai tambah jika dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan batako.

Yang menjadi rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :

1.Apakah limbah padat pabrik pulp yaitu dregs dapat dipakai sebagai pengisi batako ?

2.Bagaimana prosedur optimum pada pembuatan batako dengan menggunakan limbah padat pabrik pulp dregs dengan tepung tapioka sebagai perekat ?

3.Bagaimana peranan tepung tapioka terhadap karakteristik dari batako ?

1.3 Tujuan Penelitian

Dari uraian diatas maka dapatlah diurumuskan tujuan penelitian ini : a.Memanfaatkan limbah padat pulp untuk pembuatan batako. b.Mengetahui prosedur optimun untuk menghasilkan batako.

c.Mengetahui seberapa besar pengaruh tepung tapioka terhadap karakteristik batako.

1.4 Manfaat Penelitian

Suatu penelitian pada dasarnya dapat diharapkan memberikan manfaat. Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat sebagai :

a. Bahan masukan kepada mayarakat disekitar pabrik pulp.

b. Bahan masukan kepada industri batako untuk menghasilkan produk alternatif.

1.5 Batasan Masalah

Limbah padat pabrik pulp yang digunakan adalah dregs

Uji terhadap batako hasil rekayasa adalah uji kuat tekan, uji kuat patah, uji kuat pukul, uji densitas dan penyerapan air.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Limbah Padat Pulp

Limbah padat adalah hasil buangan industri berupa padatan, lumpur atau bubur yang berasal dari dari suatu proses pengolahan . Sumber limbah padat misalnya pabrik gula, pulp, kertas, rayon dan lain-lain.

Pulp adalah kumpulan serat - serat yang diambil dari bagian tumbuhan yang mengan dung serat antara lain dari bagian batang, kulit, akar, daun dan buah. Pulp yang berasal dari kayu disebut pulp kayu ( wood pulp ). Kayu sebagai bahan dasar dalam industri kertas mengandung beberapa komponen antara lain :

(i) Selulosa, tersusun atas molekul glukosa rantai lurus dan panjang yang merupakan komponen yang paling disukai dalam pembuatan kertas karena panjang, kuat. (ii) Hemiselulosa, tersusun atas glukosa rantai pendek dan bercabang. Hemiselulosa lebih mudah larut dalam air dan biasanya dihilangkan dalam proses pulping. (iii) 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 selusosa secara signifikan (iv) 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. (Rini D.S. 2002)

Zat pencemar dari proses pembuatan pulp yang berpotensi mencemari lingkungan dibagi menjadi 4 kelompok yaitu :

(i) Efluen limbah cair, misalnya padatan tersuspensi, senyawa organik koloid terlarut serat hemisellulosa, bahan organik terlarut NaOH dan lain-lain. (ii) Partikulat, misalnya abu dari pembakaran kayu atau sumber energi lain. (iii) Gas, misalnya gas sulfur yang berbau busuk seperti H2S yang dilepaskan dari

berbagai tahap dalam proses kraft pulping, oksida sulfur dari pembakaran bahan bakar fosil .

(iv) Solid Wastes, misalnya sludges dari pengolahan limbah primer dan sekunder serta limbah padat seperti potongan kayu

(Rini D.S. , 2002)

Jadi limbah padat pulp adalah limbah yang diperoleh dari sisa-sisa pengolahan industri pulp. Limbah ini berupa gumpalan-gumpalan yaitu grits, dregs dan bio

sludges.

Grits berasal dari proses recousstisizing, berupa bahan yang tidak bereaksi

antara green liquoer dan kapur tohor. Kandungan utamanya adalah bata dan pasir yang mengandung hidroksida.

Dregs berasal dari produk samping sisa proses delignifikasi pada bagian

recauticizing pabrik pulp. Dregs merupakan bahan endapan dari green liquoer yaitu smelt yang dilarutkan dengan weak wash dari lime mud washer. Kandungan silika dan karbon residu organik yang tidak sempat terbakar dalam boiler. Bahan ini kaya akan karbon karena tidak bereaksi. Dregs bersifat basa mempunyai PH berkisar 9 –11

Kandungan yang terdapat pada grits dan dregs disajikan pada tabel berikut ( Zambrano , et al , 2007 )

Tabel 2.1 Karakteristik dari Dregs dan Grits

Parameter Dreg Grit D & G

pH (in H2O) 12.78 12.73 12.4

Densitas (kg m-3) 760 755 753

Kelembaban (%) 50.79 23.39 40.04

Kandungan organik ( % ) 3.53 0.53 1.79

S ( % ) 2.40 0.41 1.40

Ca ( % ) 23 30 27

Mg ( % ) 2.95 0.33 1.50

K ( % ) 0.33 0.11 0.20

P ( % ) 0.28 0.30 0.28

Fe % 0.98 0.11 0.52

Mn % 0.82 0.015 0.47

Cu % 0.035 0.0005 0.015

Zn % 0.14 0.0004 0.007

Al % 1.12 0.26 0.66

Na ( % ) 3.55 0.92 2.21

B % 0.0004 0.0004 0.0004

CO3 ( % ) 47 57 59

Besar butiran( % ) d = 0,850 mm 30 57 45

Dari hasil pengujian di laboratorium, senyawa yang terkandung dalam dregs disajikan dalam tabel berikut :

Tabel 2.2 Senyawa yang terkandung dalam Dregs

No Parameter Komposisi ( % )

1 Cellulose 2,54

2 Berat kering 94,66

3 Bahan yang terbakar (Combustible material) 40,07

4 Abu (Ash content) 59,93

Komposisi kimia dari dregs :

Tabel 2.3 Karakteristik dari Dregs

No Parameter Komposisi ( % )

1 Al2O3 26,35

2 SiO2 55,21

3 Na2O 0,30

4 K2O 0,27

5 MgO 9,12

6 CaO 2,30

7 Fe2O3 2,34

8 TiO2 3,31

Bio sludges merupakan campuran dari endapan limbah cair. Kandungan

utamanya adalah selulosa ( 46,6%) dan bakteri yang mati. Dari hasil pengujian di laboratorium kandungan yang terdapat pada bio sludge disajikan pada tabel berikut :

Tabel 2.4 Karakteristik dari Bio Sludge

No Parameter Komposisi ( % )

1 Al2O3 28,97

2 SiO2 51,70

3 MgO 9,46

4 CaO 2,04

5 Fe2O3 3,57

6 TiO2 3,35

7 LOI 0,91

2. 2 Semen

Semen berasal dari kata latin caementum yang berarti perekat. Semen adalah hidraulic binder ( perekat hidraulik ) artinya senyawa-senyawa di dalam semen dapat bereaksi dengan air membentuk zat baru yang dapat mengikat benda-benda padat lainnya membentuk satu kesatuan massa yang kompak, padat dan keras. Jadi semen adalah suatu bahan pengikat yang mempunyai sifat adhesif dan kohesif yang memungkinkan fragmen-fragmen mineral saling melekat satu sama lain apabila dicampur dengan air dan selanjutnya mengeras membentuk massa yang padat.

Semen merupakan hasil industri dari paduan bahan baku yaitu batu kapur/gamping sebagai bahan utama dan lempung / tanah liat atau bahan pengganti lainnya dengan hasil akhir berupa padatan berbentuk bubuk/bulk, tanpa memandang proses pembuatannya, yang mengeras atau membatu pada pencampuran dengan air. Batu kapur/gamping adalah bahan alam yang mengandung senyawa Calcium Oksida (CaO), sedangkan lempung/tanah liat adalah bahan alam yang mengandung senyawa Silika Oksida (SiO2), Alumunium Oksida (Al2O3), Besi Oksida (Fe2O3) dan

Magnesium Oksida (MgO).

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 dengan berat rata-rata 40 kg atau 50 kg.

Semakin baik mutu semen maka semakin lama mengeras atau membatunya jika dicampur dengan air, dengan angka-angka hidrolitas yang dapat dihitung dengan rumus :

(% SiO2 + % Al2O3 + Fe2O3) : (%CaO + %MgO)

Angka hidrolitas ini berkisar antara <1/1,5 (lemah) hingga >1/2 (keras sekali). Namun demikian dalam industri semen angka hidrolitas ini harus dijaga secara teliti untuk mendapatkan mutu yang baik dan tetap, yaitu antara 1/1,9 dan 1/2,15.

2. 3 Tepung Tapioka

Tepung tapioka adalah tepung pati ubi kayu yang dibuat dengan cara mengekstraksi ubi kayu segar ( singkong ) dan mengeringkannya hingga menjadi tepung. Produk ini digunakan untuk pengolahan makanan, pakan, kosmetika, industri kimia dan pengolahan kayu.

Tepung tapioka mempunyai kandungan moisture (kelembaban), protein, karbohidrat, lemak, serat, kalsium, thiamin dan lain-lain. Persentase kandungan protein, lemak, serat, kalsium, thiamin sangat sedikit. Unsur di dalam tapioka yang paling berperan adalah karbohidrat, dimana unsur yang dominan dalam karbohidrat adalah unsur karbon, hidrogen dan oksigen.

Sifat fisika kimia dari tepung tapioka disajikan dalam tabel berikut (Haris H. , 2001) Tabel 2.5 Sifat Fisika Kimia Tapioka

Kadar air ( % ) 11.54

Kadar pati ( % ) 51.36

Kadar amilosa ( % ) 17,41

Kadar amilopektin ( % ) 82,13

Bentuk granula oval

Ukuran granula ( μ m ) 5 - 35

Suhu gelatinisasi ( 0C ) 52 - 64

Ukuran dam bentuk granula merupakan sifat yang khas, yaitu bentuk granula mempengaruhi sifat gelatinisasi (penggumpalan).

Tepung tapioka juga merupakan salah satu jenis pengikat, yaitu termasuk dalam golongan dextrin. Dextrin merupakan salah satu jenis dari golongan karbohidrat yang memiliki formulasi yang mirip dengan tepung kanji (tapioka) namun memiliki susunan molekul yang lebih kecil dan lebih kompleks. Dextrin juga termasuk jenis selulosa (karbohidrat rantai panjang).

Pati tapioka tidak larut dalam air dingin, tetapi didalam air panas membentuk gel yang bersifat kental. Pati terdiri dari 2 fraksi yang tidak dapat dipisahkan yaitu fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak terlarut disebut amilopektin. Kandungan antara amilosa dan amilopektin berperan dalam membentuk produk olahan. Semakin besar kandungan amilopektin atau semakin kecil kandungan amilosa bahan , maka makin lekat produk olahannya.

Amilosa bersifat sangat hidrofilik, karena banyak mengandung gugus hidroksil dibanding dengan amilopektin. Molekul amilosa cenderung membentuk susunan paralel melalui ikatan hidrogen. Kumpulan amilosa dalam air sulit membentuk gel, meski konsentrasinya tinggi. Karena itu molekul pati tidak mudah larut dalam air. Berbeda dengan amilopektin yang strukturnya bercabang, pati akan mudah mengembang dan membentuk koloid dalam air. Amilopektin bersifat higroskopis, dapat meningkatkan penyerapan air, pembentukan gel lebih mudah, karena rantai lurusnya mudah membentuk jaringan tiga dimensi. Pati akan membentuk gel buram

akibat pengelompokkan molekul-molekul amilosa melalui ikatan hidrogen intermolekul.

2.4 Batako

Pengertian batako adalah salah satu bahan bangunan yang berupa batu-batuan yang pengerasannya tidak dibakar dengan bahan pembentuk yang berupa campuran pasir, semen, air dan dalam pembuatannya dapat ditambahkan bahan tambah lainnya (additive). Kemudian dicetak melalui proses pemadatan sehingga menjadi bentuk balok-balok dengan ukuran tertentu dan dimana proses pengerasannya tanpa melalui pembakaran yang digunakan sebagai bahan untuk pasangan dinding.

Batako merupakan komponen non struktural yang disusun dari semen , pasir dan air. Menurut Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia (1982) pasal 6, “Batako adalah bata yang dibuat dengan mencetak dan memelihara dalam kondisi lembab”.

Mutu batako sangat dipengaruhi oleh komposisi dari penyusun-penyusunnya , disamping itu dipengaruhi oleh cara pembuatannya yaitu melalui proses manual ( cetak tangan ) dan pres mesin. Perbedaan dari proses pembuatan ini dapat dilihat dari kepadatan permukaannya.

Batako yag diproduksi dipasaran umumnya memiliki ukuran panjang 36 - 40 cm, lebar 8 – 10 cm, dan tinggi 18 - 20 cm., sehingga untuk membuat dinding seluas 1 m2, dibutuhkan batako pres kira-kira sebanyak 15 buah.

Batako terdiri dari 2 jenis , yaitu batako jenis berlubang ( hallow ) dan batako yang padat ( solid ). Dari hasil pengetesan terlihat bahwa batako yang jenis solid lebih padat dan mempunyai kekuatan yang lebih baik. Batako berlubang mempunyai luas penampang lubang dan isi lubang masing-masing tidak melebihi 5% dari seluruh luas permukaannya.

Gambar 2.1 Batako berlubang

Gambar 2.2 Batako solid

Kekuatan dari batako dipengaruhi komposisi penyusunnya yaitu jenis semen dan pasir yang dipakai , dan perbandingan jumlah semen terhadap agregat dan air.

Batako yang baik adalah yang masing-masing permukaannya rata dan saling tegak lurus serta mempunyai kuat tekan yang tinggi.

Persyaratan batako menurut PUBI-(1982) pasal 6 antara lain adalah “permukaan batako harus mulus, berumur minimal satu bulan, pada waktu pemasangan harus sudah kering, berukuran panjang ± 400 mm, ± lebar 200 mm, dan tebal 100-200 mm,

kadar air 25-35 % dari berat, dengan kuat tekan antara 2-7 N/mm2” (Wijanarko W. , 2008)

2. 5 Pengetesan Fisik

2.5.1 Kekuatan Tekan (Compressive Strength)

Pemeriksaan kuat tekan mortar dilakukan untuk mengetahui secara pasti akan kekuatan tekan mortar dari mortar yang sebenarnya apakah sesuai dengan kuat tekan yang direncanakan atau tidak.

Standar yang digunakan pada pengujian ini adalah ASTM C 270-04 dan ASTM C 780. Alat yang digunakan pada tes uji tekan mortar adalah Hydraulic

Compresive Strength Machine tipe MAC-200.

Pembebanan diberikan sampai benda uji runtuh, yaitu pada saat beban maksimum bekerja. Beban maksimum dicatat sebagai Pmax.

Besarnya kekuatan tekan suatu bahan merupakan perbandingan besarnya beban maksimum yang dapat ditahan bahan dengan luas penampang bahan yang mengalami gaya tersebut.

Secara matematis besarnya kekuatan tekan suatu bahan :

Kekuatan tekan : σc =

A

Pmaks

Pmaks adalah beban tekan maksimum ( N ) yang menyebabkan beban hancur

A = luas penampang ( m2 )

2.5.2 Kekuatan Patah ( Flexural Strength )

Kekuatan patah sering disebut Modulus of Rapture ( MOR ) yang menyatakan ukuran ketahanan bahan terhadap tekanan mekanis dan tekanan panas (thermal sterss) Persamaan kekuatan patah ( bending strength ) suatu bahan dinyatakan sebagai berikut :

Kekuatan patah = ₂ 2

3 bd

PL

( 2.2 )

L

dimana P = gaya penekan ( N )

l = jarak 2 penumpuan ( m ) b dan d = dimensi sampel ( m ) b

d dimensi sampel

P

2.5.3 Densitas dan Penyerapan Air

Untuk pengukuran densitas dan penyerapan air digunakan metoda Archimedes dan dihitung dengan persamaan :

Densitas =

)

( _{g k}

b s

W W W

W

−

− ρair ( 2.3 )

dimana Ws = berat sampel kering ( g )

Wb = berat sampel setelah direndam air ( g )

Wg = berat sampel digantung di dalam air ( g )

Wk = berat kawat penggantung ( g )

berat sampel jenuh – berat sampel kering

Penyerapan air = x 100 % (2.4) berat sampel kering

2.5.4 Kekuatan Pukul ( Impact Strength )

Uji impact digunakan untuk mengukur keuletan bahan atau kegetasan bahan terhadap tekanan benda tiba-tiba. Prinsip kerja alat adalah dengan cara memberikan pembebanan secara tiba-tiba ( rapid loading ) pada benda uji.

Besarnya kuat pukul suatu bahan dihitung dengan persamaan :

Kuat pukul : Kc = o k

S A

( 2.5 )

Ak = energi yang dihasilkan alat pemukul ( J/m)

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan di:

a. Laboratorium Teknik Sipil Polimed USU b. Balai Riset Perindustrian Tanjung Morawa Waktu penelitian :

Penelitian dilakukan pada Januari 2009 - April 2009

3.2 Alat dan Bahan

a. Alat yang dibutuhkan

1. Untuk menimbang bahan digunakan neraca digital

2. 1 (satu) set ayakan (38,1 mm; 19,1 mm; 9,52 mm; 4,76 mm; 2,38 mm; 1,19 mm; 0,6 mm; 0,3 mm; 0,15 mm). untuk menyaring agregat.

3. Cetakan Benda Uji (Sampel)

a. Benda uji berbentuk kubus dengan ukuran 5cm x 5 cm x 5 cm untuk uji tekan densitas dan serapan air. Cetakan terbuat dari plat besi / kuningan.

b. Benda uji berbentuk balok dengan ukuran 12 cm x 3 cm x 3 cm untuk uji patah ( flexural ) dan uji pukul . Cetakan terbuat dari besi.

4. Oven untuk mengeringkan agregat

5. Talam untuk wadah mencampur bahan-bahan

6. Mesin vakum untuk mengeringkan air

7. Sendok semen / scrap

8. Alat uji kekuatan tekan

9. Alat uji kekuatan patah

10. Alat uji kuat pukul ( Charpy Impact Test ) b. Bahan yang digunakan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini : 1. Limbah Padat Pulp ( Dregs )

2. Semen Portland 3. Tepung Tapioka 4. Pasir

5. Air

Untuk menentukan komposisi bahan baku mengacu pada proporsi campuran agregat dalam beton yaitu sekitar 70 - 80% atau perbandingan semen terhadap agregat 1 : 4 ( Mulyono T. , 2005 ) sehingga sampel batako pada penelitian ini , mengacu pada batako standar dengan komposisi semen : pasir : air = 1 : 4 : 0,6

Perbandingan berat bahan-bahan yang digunakan untuk membuat sampel batako disajikan pada tabel berikut :

Sampel jenis A :

Sampel Semen Pasir Dregs Air

0 1 4 - 0.6

I 1 4 0.8 0.6

II 1 4 1.6 0.6

III 1 4 2.4 0.6

IV 1 4 3.2 0.6

V 1 4 4 0.6

Dregs yang diisikan mulai dari 20% , 40% , 60% , 80% , 100% dari berat pasir yang

digunakan. Sampel jenis B :

Sampel Semen Tepung tapioka Pasir Air

I 1 0.1 4 0.6

II 1 0.2 4 0.6

III 1 0.3 4 0.6

IV 1 0.4 4 0.6

V 1 0.5 4 0.6

Tabel 3.2 Komposisi semen , tapioka , pasir dan air Tabel 3.1 Komposisi semen , pasir , dregs dan air

Tepung tapioka yang digunakan mulai dari 10% , 20% , 30% , 40% , 50% dari berat semen yang dipakai

Sampel jenis C :

Tabel 3.3 Komposisi semen , tapioka , pasir, dregs dan air

Pengikat / perekat Agregat

Sampel Semen tapioka Pasir Dregs Air

I 1 0.1 4 0.8 0.6

II 1 0.1 4 1.6 0.6

III 1 0.1 4 2.4 0.6

IV 1 0.1 4 3.2 0.6

V 1 0.1 4 4 0.6

VI 1 0.2 4 0.8 0.6

VII 1 0.2 4 1.6 0.6

VIII 1 0.2 4 2.4 0.6

IX 1 0.2 4 3.2 0.6

X 1 0.2 4 4 0.6

Tapioka yang digunakan adalah 10% dan 20% dari berat semen serta dregs yang diisikan mulai dari 20% , 40% , 60% , 80% , 100% dari berat semen.

3.3 Prosedur Penelitian Skema Penelitian

Sampel A

Dregs Semen Portland Air

Mortar

( Campuran Dregs, Pasir, Semen ,Air ) Penimbangan

Pencetakan Pasir

Sampel B

Tepung Tapioka

Semen Portland Air panas

Mortar

( Campuran :Pasir, Semen, t.tapioka,Air

Pasir Air

Pengujian

( tekan , pukul , patah , densitas , serapan air ) Pengerasan

Pengujian Pengeringan

Sampel C

3.4 Variabel dan Parameter Penelitian

Dregs Semen Air

Pengeringan Pencetakan

Pengujian Mortar

( Campuran :Dregs, Pasir, Semen, Tapioka, Air )

Pasir Tapioka Air panas

a. Yang menjadi variabel tetap pada penelitian ini adalah komposisi semen , pasir dan air sedangkan variabel bebas adalah komposisi dregs dan tepung tapioka b. Parameter penelitian

Parameter adalah ukuran data yang akan diperoleh dari hasil penelitian. Yang menjadi parameter pada penelitian ini adalah :

1. Kuat tekan 2. Kuat patah 3. Kuat pukul 4. Serapan air

3.5 Alat Pengumpul Data Penelitian

Alat pengumpul data adalah instrumen yang digunakan untuk menemukan parameter , yaitu : Neraca digital , Alat uji tekan , Alat uji Flexural , alat uji Charpy Impact

3.6 Pengolahan Bahan 3.6.1 Pengayakan Bahan A. Analisis ayakan pasir

Prinsip kerja yaitu :

1. Diambil sampel pasir yang telah kering oven dengan suhu ± 100 °C.

2. Sampel pasir ditimbang sebanyak 500 gram.

3. Sampel pasir dimasukkan kedalam ayakan yang telah disusun sesuai dengan urutannya yaitu 9,52 mm; 4,76 mm; 2,38mm; 1,19mm; 0,6mm; 0,30mm; 0,3 mm; 0,15mm dan pan.

4. Tutup susunan ayakan tersebut dan letakkan di Shieve Shaker machine, kemudian dihidupkan selama 10 menit.

5. Setelah 10 menit ayakan diambil dan ditimbang sampel pasir yang tertahan dimasing-masing ayakan tersebut.

6. Menghitung persentase berat sampel yang tertahan pada masing-masing ayakan terhadap berat total sampel untuk menentukan persentase modulus

kehalusan ( fine modulus) dari agregat yang digunakan.

B. Analisis berat jenis dan absorbsi pasir.

1. Disediakan sampel pasir dalam kondisi SSD sebanyak 500 g (A).

2. Sampel pasir dimasukkan kedalam piknometer kemudian diisi air sampai penuh permukaan piknometer.

3. Piknometer yang berisi sampel pasir divakum sampai hilang gelembung-gelembung udara.

4. Dimasukkan air kedalam piknometer sampai 800 cc kemudian ditimbang (B).

5. Kemudian ditambahkan air sebanyak 800 cc kedalam piknometer yang telah divakum kemudian ditimbang (C).

6. Kemudian sampel pasir dikeringkan sampai tidak ada kandungan air lalu ditimbang (D).

Berat jenis pasir dalam keadaan ssd dapat dicari dengan rumus :

Berat jenis SSD =

C A B

A

−

+ (3.1)

Sedangkan absorpsi pasir dapat dicari dengan rumus :

% Absorpsi = X100%

D D A−

C. Analisis ayakan dregs

Prinsip kerja yaitu :

1. Diambil sampel dregs yang telah kering oven dengan suhu ± 100 °C.

2. Sampel dregs ditimbang 500 gram.

3. Sampel dregs dimasukkan kedalam ayakan yang telah disusun sesuai dengan urutannya yaitu 9,52 mm; 4,76 mm; 2,38 mm; 1,19 mm; 0,6 mm; 0,30 mm; 0,3 mm; 0,15 mm dan pan

4. Tutup susunan ayakan tersebut dan letakkan di Shieve Shaker machine, kemudian dihidupkan selama 10 menit.

5. Setelah 10 menit ayakan diambil dan ditimbang sampel dregs yang tertahan dimasing-masing ayakan tersebut.

6. Menghitung persentase berat sampel yang tertahan pada masing-masing ayakan terhadap berat total sampel untuk menentukan persentase modulus kehalusan ( fine modulus) dari agregat yang digunakan.

D. Analisis berat jenis dan absorbsi dregs

1. Disediakan sampel dregs dalam kondisi SSD sebanyak 500 g (A).

2. Sampel dregs dimasukkan kedalam piknometer kemudian diisi air sampai penuh permukaan piknometer.

3. Piknometer yang berisi sampel dregs divakum sampai hilang gelembung-gelembung udara.

4. Dimasukkan air kedalam piknometer sampai 800 cc kemudian ditimbang (B).

5. Kemudian ditambahkan air sebanyak 800 cc kedalam piknometer yang telah divakum kemudian ditimbang (C).

6. Kemudian sampel dregs dikeringkan sampai tidak ada kandungan air lalu ditimbang (D)

Berat jenis dregs dalam keadaan ssd dapat dicari dengan rumus :

Berat jenis SSD =

C A B

A

−

+ (3.3)

Sedangkan absorpsi dregs dapat dicari dengan rumus :

% Absorpsi = X100%

D D A−

(3.4)

3.6.2. Pencampuran Bahan

Bahan yang telah diayak dicampur dengan komposisi seperti tabel 1, yaitu untuk mengetahui peranan dregs, tabel 2 untuk mengetahui pengaruh dari tepung tapioka dan tabel 3 untuk melihat jumlah optimun limbah pulp dregs yang dapat diisikan ke dalam batako.

3.6.3 Pembentukan Sampel

Untuk membuat sampel A : Masukkan semen, pasir, dan dregs ke dalam talam kemudian diaduk dengan sendok semen sampai campuran merata. Kemudian ditambahkan air kedalam adukan dan didiamkan ± 4 menit kemudian adukan diaduk sampai homogen. Siap untuk dicetak.

Untuk membuat sampel B : Masukkan semen dan pasir ke dalam talam kemudian diaduk sampai campuran rata. Kemudian ditambahkan air kedalam adukan dan didiamkan ± 4 menit kemudian adukan diaduk sampai homogen. Selanjutnya pada tempat terpisah campurkan tepung tapioka dengan air panas dan diaduk sehingga berbentuk lem cair ( gel ).Gabungkan kedua campuran tersebut dan diaduk hingga merata. Siap untuk dicetak.

Untuk membuat sampel C : Masukkan semen, pasir, dan dregs ke dalam talam kemudian diaduk dengan sendok semen sampai campuran merata. Kemudian ditambahkan air kedalam adukan dan didiamkan ± 4 menit kemudian adukan diaduk sampai homogen. Selanjutnya pada tempat terpisah campurkan tepung tapioka dengan air panas dan diaduk sehingga berbentuk lem cair ( gel ). Gabungkan kedua campuran tersebut dan diaduk hingga merata. Lalu siap untuk dicetak

Bahan-bahan yang telah dicampur secara merata dimasukkan kedalam cetakan berbentuk kubus ukuran 5 cm x 5 cm x 5 cm dan cetakan berbentuk balok ukuran

12 cm x 3 cm x 3 cm. Bahan – bahan tersebut di dalam cetakan dipadatkan secara manual dengan alat tekan dari kayu.

Setelah benda uji dicetak kemudian dikeringkan di udara selama 24 jam kemudian cetakan dibuka dan diberi nomor untuk membedakan sampel.

Kemudian sampel dimasukkan kedalam bak perendaman untuk perawatan. Lama perendaman untuk pengujian 28 hari.

Sampel benda uji dikeluarkan dari bak perendaman lalu dikeringkan/dijemur selama 24 jam Sampel benda uji ditimbang lalu dilakukan pengujian kuat tekan, kuat patah , kuat pukul , serapan air dan densitas.

3.6.4 Pengujian Sampel

Cara kerja pengujian densitas mengacu pada standar ASTM C 20 – 00, prosedur yang dilakukan adalah :

1. Sampel yang direndam dikeringkan permukaannya dengan kain lap dan ditimbang disebut dengan massa basah (Mb).

2. Sampel dikeringkan diudara selama 24 jam kemudian ditimbang disebut dengan massa kering (Mk).

3. Sampel yang telah dikeringkan digantung didalam air (Mg).

4. Massa kawat penggantung sampel di air ditimbang (Mkw).

Cara pengujian kuat tekan mengacu pada standar ASTM C 270 – 04 dan C – 780 , prosedur yang dilakukan adalah :

1. Sampel kubus ukuran ( 5 x 5 x 5 ) cm3 yang telah berumur 28 hari diletakkan dibawah pemberat di dalam mesin UTM

2. Pastikan permukaan sampel yang diuji bersentuhan dengan pemberat. 3. Arahkan switch on-off ke arah on , maka pembebanan secara otomatis akan

bergerak dengan kecepatan konstan.

4. Baca skala maksimum yang ditunjukkan pada panel display, saat sampel pecah.

5. Gunakan rumus 2.1 untuk menentukan kuat tekan. Cara pengujian kuat pukul adalah :

1. Alat ukur sebelumnya dikalibrasi dengan jarum penunjuk tepat pada angka 0. 2. Sampel berbentuk balok tempatkan pada dudukan di bawah, di tengah posisi

pemukul swing.

3. Lepaskan swing dari dudukannya sehingga mengayun memukul sampel. 4. Catat besarnya energi yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk ( panel display) 5. Gunakan persamaan 2.5 untuk menentukan kuat pukul.

Cara pengujian kuat patah mengacu pada standar ASTM C 133 – 97 dan ASTM C 348 – 2992 , prosedur yang dilakukan adalah :

1. Sampel berbentuk balok diukur lebar dan tingginya , kemudian atur jarak titik tumpu sebagai dudukan sampel.

2. Atur tegangan supply sebesar 40 volt untuk menggerakkan motor ke arah atas maupun bawah., kemudian arahkan switch ke arah on, maka pembebanan secara otomatis akan bergerak.

3. Apabila sampel uji telah patah, arahkan swith ke arah off agar motor berhenti. Catat besar gaya yang ditampilkan panel display.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Spesimen batako yang telah dibuat dari campuran semen, pasir, dregs, tepung tapioka dan air dikeringkan secara alami hingga berumur 28 hari dan kemudian diuji sifat sifat mekanisnya. Pengeringan terbaik adalah selama 28 hari dan jika waktu pengeringannya diperpanjang lagi maka pengaruhnya tidak cukup signifikan. Pernyataan ini dikuatkan dari hasil penelitian ( Badur S. and Chaudhary R. , 2008 ) 4.1 Kuat Tekan

Kuat tekan untuk 3 macam sampel yang telah dibuat disajikan grafik berikut. Sampel A :

KUAT TEKAN 8 12.8 10 8 5.2 4 0 2 4 6 8 10 12 14

0 20 40 60 80 100

rasio dregs terhadap pasir ( % )

k u a t te kan ( M P a) 120

Gambar 4.1 Kuat tekan untuk berbagai komposisi dregs

Sampel B : KUAT TEKAN 18 15.2 12.8 12 10.8 6 8 10 12 14 16 18 20

0 10 20 30 40 50 6

rasio tapioka terhadap semen ( % )

k u at t e ka n ( M P a ) 0

Gambar 4.2 Kuat tekan untuk berbagai komposisi tapioka

Sampel C

KUAT TEKAN 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 20 40 60 80 100 120

rasio dregs terhadap pasir ( % )

k u at te ka n ( M P a) tapioka 10% tapioka 20%

Gambar 4.3 Kuat tekan untuk berbagai komposisi dregs dengan 2 jenis komposisi tapioka

Dari grafik sampel A terlihat, pengisian dregs dapat meningkatkan kuat tekan dimana untuk komposisi 20% dregs kuat tekannya mencapai 12,8 MPa ( bandingkan untuk batako normal / tanpa dregs sebesar 8 MPa ). Hal ini dapat disebabkan karena komposisi kimia dari dregs yang mengandung SiO2 ( 55,21%) dan CaO (2,3%)

memiliki kesamaan dengan bahan kimia penyusun semen (batu kapur/ gamping dan lempung) dan pasir.(silika). Dalam hal ini dregs berfungsi sebagai pengisi dimana carbon sebagai unsur dari dregs mengisi kekosongan – kekosongan di antara butiran pasir dan semen. Hal ini menyebabkan peningkatan kuat tekan. Untuk kuantitas

dregs yang lebih besar, kekosongan tidak sanggup lagi menampung carbon, sehingga

carbon berada pada batas butir ( grain boundry ), yang menyebabkan kuat tekannya menjadi menurun. Hal ini terlihat dari penambahan kuantitas dregs menyebabkan penurunan kuat tekan . Untuk 40% dregs kuat tekannya 10 MPa terus turun hingga 100% dregs kuat tekannya hanya 4 MPa. Reaksi yang terjadi antara pasir, dregs dan semen hanya reaksi interaktif yaitu secara fisika dimana terjadi rekatan dipermukaan material penyusun batako itu sendiri, sedangkan antara semen dan air merupakan rekasi kimia dimana terjadi hidrasi yang melepaskan panas sehingga hasil reaksi menghasilkan suatu senyawa yang mengikat material pasir dan dregs sehingga menjadi satu kesatuan.

Pengisian yang optimun yang masih dapat menyamai kuat tekan batako normal yaitu

sebesar 60% dregs dari berat pasir yang digunakan.

Dari grafik sampel B terlihat, penggunaan tapioka juga akan menaikkan kuat tekan. Dalam hal ini tapioka berperan sebagai perekat. Untuk penggunaan tapioka sebesar

10% dari berat semen, kuat tekannya mencapai 18 MPa. Penambahan kuantitas tapioka menyebabkan nilai kuat tekan menurun. Hal ini disebabkan tapioka membentuk fase baru (fase tersendiri), sehingga mengurangi rekatan antara permukaan – permukaan pasir. Hal inilah menyebabkan kuat tekannya menurun. Reaksi antara tapioka dengan pasir merupakan reaksi interaktif, yang akan semakin kuat jika kadar airnya berkurang. Untuk penggunaan tapioka dari 10% hingga 50% dari berat semen yang digunakan kuat tekannya mulai dari 18 Mpa hingga 10,8 Mpa. Dari grafik sampel C terlihat, penggunaan dregs dan tapioka sekaligus tidak dapat menaikkan kuat tekan secara signifikan, justru peningkatan persentase kedua bahan ini semakin menurunkan kuat tekannya. Hal ini dapat disebabkan terjadi reaksi yang lebih kuat antara dregs dengan tapioka itu sendiri, sehingga ikatannya secara keseluruhan terhadap pasir dan semen berkurang.

4.2 Densitas dan Serapan Air

Hasil pengukuran densitas dan penyerapan air menggunakan metoda Archimedes. Pengujian dilakukan setelah sampel berumur 28 hari dari mulai masa pencetakan. Berdasarkan penelitian terdahulu , pengeringan lebih dari 28 hari tidak memberikan pengaruh yang signifikan.

Untuk sampel A :

DENSITAS DAN SERAPAN AIR

1550 1600 1650 1700 1750 1800 1850 1900 1950

0 20 40 60 80 100

rasio dregs terhadap pasir ( % )

de ns it a s ( k g/ m 3 ) 0 1 2 3 4 5 6 s e ra pa n a ir ( % ) densitas serapan air

Gambar 4.4 Hubungan antara densitas dan penyerapan air terhadap komposisi dregs

Sampel B

DENSITAS DAN SERAPAN AIR

1650 1700 1750 1800 1850 1900

10 20 30 40 50

rasio tapioka terhadap semen ( % )

d e n s it a s ( k g /m3 ) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 se ra p a n ai r( % ) densitas serapan air

Gambar 4.5 Hubungan antara densitas dan penyerapan air terhadap komposisi tapioka

Sampel C DENSITAS 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

0 20 40 60 80 100 12

rasio dregs terhadap pasir ( % )

de ns it a s ( k g/ m3 ) 0 tapioka 10% tapioka 20%

Gambar 4.6 Densitas dari batako untuk 2 komposisi tapioka terhadap komposisi dregs

SERAPAN AIR 0 2 4 6 8 10 12 14

0 20 40 60 80 100 120

komposisi dregs terhadap pasir

p en yer a p an ai r (% ) tapioka 10% tapioka 20%

Gambar 4.7 Penyerapan air dari batako untuk 2 komposisi tapioka terhadap komposisi dregs

Dari grafik sampel A, untuk batako normal ( 0% dregs ) nilai densitasnya 1910 kg/m3 dan penyerapan airnya 4,22%. Untuk variasi komposisi 20% hingga 100% dregs terhadap massa pasir setelah 28 hari, nilai densitasnya adalah 1810 kg/m3 – 1680 kg/m3 serta serapan airnya adalah 4,24% - 5,51%.

Dari grafik sampel B, untuk variasi komposisi 10% - 50% tepung tapioka terhadap massa semen setelah 28 hari besar serapan air adalah 4,56% - 8,57% dan densitas 1860 kg/m3 – 1730 kg/m3 . .

Dari grafik sampel C, untuk variasi komposisi 20% - 100% dregs terhadap massa pasir dengan 10% tepung tapioka dari massa semen penyerapan airnya adalah 4,54% - 9,87% dan densitas 1890 kg/m3 – 1650 kg/m3 serta dengan 20% tepung tapioka penyerapan air 5,18% - 11,48 % dan densitas 1680 kg/m3 – 1560 kg/m3 .

Penyebab turunnya densitas dapat ditimbulkan akibat densitas dari limbah padat

dregs yang digunakan sebagai pengisi lebih rendah dari densitas semen maupun

pasir, demikian pula densitas tepung tapioka yang juga kecil ( 1340 kg/m3 ). Sebaliknya tingkat penyerapan airnya semakin bertambah, karena semakin banyak ruang diantara partikel-partikel penyusunnya. Hal ini disebabkan terjadinya reaksi eksotermal antara CaO dan SiO2 yang akan menimbulkan panas serta

gelembung-gelembung gas yang terbentuk selama proses pencetakan. Pada saat pengerasan gelembung-gelembung gas ini akan terurai. Hal inilah yang menimbulkan rongga pada material tersebut, sehingga penyerapan airnya meningkat.

4.3 Kuat Pukul

Kuat pukul dari 3 macam sampel disajikan grafik berikut. Sampel A KUAT PUKUL 1.11 0.89 0.59 0.52 0.44 0.37 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%

rasio dregs terhadap pasir ( % )

k ua t puk ul ( M P a )

Gambar 4.8 Kuat pukul dari batako terhadap komposisi dregs Sampel B. KUAT PUKUL 1.41 0.67 0.59 0.37 0.3 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

rasio tapioka terhadap semen ( % )

k u a t puk ul ( M P a )

Gambar 4.9 Kuat pukul dari batako terhadap komposisi tapioka

Sampel C KUAT PUKUL 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

0 20 40 60 80 100

rasio dregs terhadap pasir ( % )

k ua t puk ul ( M P a ) 120 tapioka 10% tapioka 20%

Gambar 4.10 Kuat pukul dari batako untuk 2 komposisi tapioka terhadap komposisi dregs

Dari grafik sampel A, untuk kondisi normal ( 0% dregs ) nilai kuat pukul 1,11 MPa. Pengisisan dregs dari 20% hingga 100% menghasilkan kuat pukul semakin kecil yaitu dari 0,89 MPa hingga 0,37 MPa.

Dari grafik sampel B, untuk komposisi 10% - 50% tapioka yang dipakai, nilai kuat pukulnya adalah 1,41 MPa turun menjadi 0,30 MPa.

Dari grafik sampel C, pengisian dregs dan pemakaian tapioka sekaligus menyebabkan kuat pukulnya menurun yaitu mulai dari 2,52 MPa menjadi 0,37 MPa untuk tapioka sebesar 10%, dan mulai dari 0,89 MPa menjadi 0,63 MPa untuk tapioka 20%. Penyebab penurunan kuat pukul untuk rasio yang semakin besar sebanding dengan besar tenaga yang merekatkan komponen material itu diman tenaga perekatnya semakin berkurang akibat persentase semen secara keseluruhan semakin kecil .

4.4 Kuat Patah

Kuat patah dari 3 macam sampel disajikan grafik berikut : Sampel A KUAT PATAH 0.22 0.16 0.14 0.14 0.11 0.08 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

0 20 40 60 80 100

rasio dregs terhadap pasir ( % )

k ua t pa ta h (M P a ) 120

Gambar 4.11 Kuat patah dari batako terhadap komposisi dregs Sampel B KUAT PATAH 0.09 0.08 0.08 0.07 0.06 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1

0 10 20 30 40 50 60

rasio tapioka terhadap semen ( % )

ku at p at ah ( M P a)

Gambar 4.12 Kuat patah dari batako terhadap komposisi tapioka

Sampel C KUAT PATAH 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12

0 20 40 60 80 100

rasio dregs terhadap pasir ( % )

k ua t pa ta h ( M P a ) 120 tapioka 10% tapioka 20%

Gambar 4.13 Kuat patah dari batako untuk 2 komposisi tapioka terhadap komposisi dregs

Dari grafik sampel A, kuat patah untuk 0% dregs adalah 0,22 MPa. Untuk pengisian dregs mulai 20% sampai 100% , kuat patahnya 0,16 MPa turun hingga 0,08 MPa. Dari grafik sampel B, penggunaan tapioka justru menurunkan kuat patahnya yaitu 0,09 MPa sampai 0,06 MPa untuk komposisi tapioka 10% - 50%.

Dari grafik sampel C, untuk komposisi dregs mulai dari 20% hingga 100% . nilai kuat patahnya 0,10 MPa – 0,06 MPa untuk komposisi 10% tapioka dan kuat patah 0,09 MPa – 0,05 MPa untuk komposisi 20% tapioka.

Nilai kuat patah dari sampel adalah semakin kecil untuk rasio yang semakin besar, hal ini disebabkan energi yang merekatkan komponen material itu semakin lemah. Hal imi dapat disebabkan persentase pengikat secara keseluruhan semakin kecil dan adanya fase tersendiri dari tapioka.

4.5 Analisa Foto Mikroskopik

Foto mikroskopik sampel sebelum perendaman ( digunakan sampel C 7 )

Gambar 4.14 Perbesaran 200 X sebelum direndam

Gambar 4.15 Perbesaran 500 X sebelum direndam

Pada gambar terlihat campuran tidak terdistribusi terlahu homogen, dimana dregs masih berkelompok –kelompok ( kehitam-hitaman ), tapioka sendiri lebih menyebar

Foto mikroskopik sampel sesudah perendaman

Gambar 4.16 Perbesaran 200 X sesudah direndam

Gambar 4.17 Perbesaran 500 X sesudah direndam

Dari gambar terlihat, tapioka lebih menyerap air sehingga terlihat mengembang (seperti kabut ), bahan lainnya juga menyerap air walaupun tidak sebesar tapioka itu sendiri.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan

Dari hasil pengujian terhadap sampel yang telah dibuat, dapat disimpulkan : 1. Limbah padat pulp dregs dapat dipakai sebagai pengisi untuk pembuatan batako

ditinjau dari kuat tekan yang dihasilkannya.

2. Komposisi dregs yang optimum digunakan mengisi sehingga menghasilkan kuat tekan standar 8 MPa adalah 60% dari berat pasir yang dipakai. Pada kondisi ini, sampel yang telah diuji menghasilkan kuat tekan 8 MPa , densitas 1710 kg/m3, penyerapan air 4,98 %, kuat pukul 0,52 MPa dan kuat patah sebesar 0,14 MPa. 3. Tepung tapioka secara tersendiri yang dipakai sebagai perekat, akan

meningkatkan kuat tekan hingga 18 MPa, yaitu pada komposisi 10% tapioka dari berat semen yang dipakai. Tetapi penambahan tapioka yang semakin besar akan menurunkan kuat tekannya.

4. Pengisian limbah padat dregs sekaligus dengan perekat tapioka tidak menghasilkan kuat tekan yang lebih tinggi/ besar jika dibandingkan dengan pengisinya sendiri – sendiri.

5.2 Saran

1. Untuk melengkapi penelitian batako dengan pengisi dregs yang telah dibuat, perlu dicari alternatif bahan aditif lain sebagai perekat misalnya perekat sintetis polivinil alkohol, untuk menghasilkan batako dengan serapan air yang kecil.

2. Perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk penggunaan perekat dengan rasio tapioka terhadap semen sebesar 30% atau lebih.

DAFTAR PUSTAKA

American Society for Testing an Material, 1997, Annual Book of ASTM Standards C 348 , Standard Test Methods for Flexural Strength of Hidraulic Cement Mortar American Society for Testing an Material , 1997, Annual Book of ASTM Standards

C 270 , Standard Test Methods for Compressive Strength of Mortar

American Society for Testing an Material , 2000, Annual Book of ASTM Standards C -20 ,Standard Test Method for Apparent Pososity,Water Absorption,

Apparent Spesific Gravity and Bulk Density of Burned Refractory Brick and Shapes

Badur S . and Chaudhary R. 2008 , Utilization of Hazardous Wastes and By Product as a Green Concrete Material Through S/S Process; A Review Devi Ahilya University , India

Haris H., 2001 , Kemungkinan Penggunaan Edible Film dari Tapioka ( http://bdpunib.org/jipi/artikeljipi/2001/99.pdf )

Jacobs and Kilduff , 2005 , Engineering Materials Technology , Pearson Prentice Hall L.J.Murdock , K.M. Brook , 1981 , Bahan dan Praktek Beton , Erlangga , Bandung Muliono T. ,2005 , Teknologi Beton , Edisi kedua , Andi, Yogyakarta

Nugraha P. dan Antoni , 2007 , Teknologi Beton , Penerbit Andi , Surabaya

Prasetyo Y. , 2003 , Analisa Penambahan Bentonit dan Tapioka terhadap Kekuatan Tekan Abu Kering

( http://digilib.petra.ac.id/jiunkpe/s1/mesin/2003 )

Rini D.S. , 2002 , Minimasi Limbah Dalam Industri Pulp and Paper ( http://www.terranet.or.id/tulisan detil php id = 1036 )

Singer F.L., Pytel A., 1981 , Kekuatan Bahan , Erlangga , Bandung

Smallman , R.E., 1985 , Modern Physical Metallurgi , PT. Gramedia Pustaka Tama Indonesia

Supriyadi D.B. , 2008 , Pemanfaatan limbah padat ( sludge ) pabrik kertas sebagai bata beton ( batako ) untuk mereduksi kuantitas limbah

( http://digilib .its.ac.id/detil php? id 1840 )

Surdia T. Dan Saito S. , 1992 , Pengetahuan Bahan Teknik , Pradnya Paramita , Jakarta

Tetuko A. P, Deni S. Khaerudini, Muljadi dan Sebayang P. , 2008 , Pengaruh Proses Aging pada Karakteristik Beton Geopolimer Berbasis Fly Ash

Van Vlack L. , 1983 , Elements of Material Science and Engineering

Van Vlack L. , Djaprie S. , 1994 , Ilmu dan Teknologi Bahan , Penerbit Erlangga , Jakarta

White, Geoerge R. , Padvoiskis , .Raymond J. , 1975 , Principles of Quality Concrete , Portland Cement . Association , New York

Wijanarko W.,2008, Metode Penelitian Jerami Padi Sebagai Pengisi Batako ( http://konstruksi-wisnuwijanarko.blogspot.com/2008/08/metodepenelitian ) Zambrano M. ,Parodi V. , Baeza J. . Vidal G. , 2007 , Acids Soils PH and Nutrient

Improvement When Amended With Inorganic Solid Wastes From Kraft Mill ( http://www.scielo.d/php?pid=50717-970720070002000&script=sci_artext ) ______ , 2008, compressive strength.

A. HASIL PENGUJIAN SIFAT BAHAN

A.1. Analisis Saringan Agregat Halus (ASTM C 136-93) A.1.1. Pasir

Susunan Ayakan Berat Tertahan % Kumulatif

mm inch gram % % (tertahan) % (lolos)

9.500 No.8 0.00 0.00 0.00 100.00

4.750 No.16 2.35 0.47 0.47 99.53

2.360 No.16 9.47 1.89 2.36 97.64

1.180 No.30 30.71 6.14 8.51 91.49

0.600 No.50 103.88 20.78 29.28 70.72

0.300 No.100 151.65 30.33 59.62 40.38

0.150 No.200 128.36 25.67 85.29 14.71

0.075 - 60.75 12.15 97.44 2.56

PAN - 12.80 2.56

Jumlah 499.97 100.00 282.97

Fine Modulus = 2.83

A1.2. Dreg

Susunan Ayakan Berat Tertahan % Kumulatif

mm inch gram % % (tertahan) % (lolos)

9.500 No.8 0.00 0.00 0.00 100.00

4.750 No.16 54.83 10.98 10.98 89.02

2.360 No.16 56.25 11.27 22.25 77.75

1.180 No.30 91.54 18.33 40.58 59.42

0.600 No.50 98.11 19.65 60.23 39.77

0.300 No.100 81.74 16.37 76.60 23.40

0.150 No.200 57.31 11.48 88.07 11.93

0.075 - 54.25 10.86 98.94 1.06

PAN - 5.30 1.06

Jumlah 499.33 100.00 397.64

Fine Modulus = 3.98

A.2. 1. Pasir

a. Berat pasir dalam SSD (A) 500 gram b. Berat pasir + air + piknometer (B) 858,12 gram c. Berat air + piknometer (C) 548,70 gram d Berat pasir kering (D) 490,10 gram Berat jenis pasir = { A/(C + A – B) 2,62 gr/cm3 % Absorpsi = {( A-D)/D x 100% 2,04 %

A.2. 2. Dregs

a. Berat dregs dalam SSD (A) 500 gram b. Berat dregs + air + piknometer (B) 548,70 gram c. Berat air + piknometer (C) 548,70 gram d Berat dregs kering (D) 473,64 gram Berat jenis dregs = { A/(C + A – B) } 2,49 gr/cm3 % Absorpsi = {( A-D)/D x 100% 5,27 %

B. DATA PENGUKURAN KUAT TEKAN

Sampel A Gaya Tekan ( kN ) Kuat tekan (MPa)

0 20 8.0

I 32 12.8

II 25 10.0

III 20 8.0

IV 13 5.2

V 10 4.0

Sampel B Gaya Tekan ( kN ) Kuat tekan (MPa)

I 45 18.0

II 38 15.2

III 32 12.8

IV 30 12.0

V 27 10.8

Sampel C Gaya Tekan ( kN ) Kuat tekan ( MPa )

I 23 9.2

II 15 6.0

III 12 4.8

IV 8 3.2

V 6 2.4

VI 22 8.8

VII 12 4.8

VIII 11 4.4

IX 10 4.0

X 9 3.6

C. DATA PENGUKURAN DENSITAS Sampel A massa kering (g) massa setelah direndam (g) massa di dalam air (g)

Densitas ( g/cm3 )

0 253.12 263.8 182 1.91

I 260.75 271.8 179 1.81

II 221.73 232.56 156 1.74

III 222.07 233.14 154 1.71

IV 252.72 266.11 168 1.69

V 243.27 256.68 163 1.68

Sampel B

massa kering( g )

massa setelah direndam ( g )

massa di dalam air ( g )

Densitas ( g/cm3 )

I 273.64 286.12 190 1.86

II 249.19 260.89 175 1.82

III 254.61 268.78 176 1.77

IV 251.03 266.87 175 1.76

V 244.37 265.32 175 1.73

Sampel C

massa kering( g )

massa setelah direndam ( g )

massa di dalam air ( g )

Densitas ( g/cm3 )

I 239.89 250.78 175 1.89

II 235.08 251.38 163 1.69

III 230.09 247.14 161 1.68

IV 218.18 238.23 158 1.66

V 210.59 231.38 155 1.65

VI 250.23 263.19 165 1.68

VII 228.77 245.23 159 1.67

VIII 227.72 245.68 154 1.6

IX 220.26 243.12 156 1.59

X 240.99 268.65 165 1.56

D. DATA PENGUKURAN PENYERAPAN AIR

Sampel A massa kering ( g ) massa setelah direndam (g) Serapan air (%)

0 253.12 263.8 4.22

I 260.75 271.8 4.24

II 221.73 232.56 4.88

III 222.07 233.14 4.98

IV 252.72 266.11 5.30

V 243.27 256.68 5.51

Sampel B massa kering ( g ) massa setelah direndam (g) Serapan air (%)

I 273.64 286.12 4.56

II 249.19 260.89 4.70

III 254.61 268.78 5.57

IV 251.03 266.87 6.31

V 244.37 265.32 8.57

Sampel C massa kering ( g ) massa setelah direndam (g) Serapan air (%)

I 239.89 250.78 4.54

II 235.08 251.38 6.93

III 230.09 247.14 7.41

IV 218.18 238.23 9.19

V 210.59 231.38 9.87

VI 250.23 263.19 5.18

VII 228.77 245.23 7.19

VIII 227.72 245.68 7.89

IX 220.26 243.12 10.38

E. DATA PENGUKURAN KUAT PUKUL

Sampel A Energi ( J ) Kuat Pukul ( MPa)

0 15 1.11

I 12 0.89

II 8 0.59

III 7 0.52

IV 6 0.44

V 5 0.37

Sampel B Energi ( J ) Kuat Pukul ( MPa)

I 19 1.41

II 9 0.67

III 8 0.59

IV 5 0.37

V 4 0.30

Sampel C Energi ( J ) Kuat Pukul ( MPa)

I 34 2.52

II 24 1.78

III 23 1.70

IV 8 0.59

V 5 0.37

VI 12 0.89

VII 11 0.81

VIII 10 0.74

IX 9.5 0.70

X 8.5 0.63

F. DATA PENGUKURAN KUAT PATAH

Sampel A gaya ( kgf ) L ( cm ) b ( cm ) d ( cm ) Kuat Patah ( MPa)

0 4 10 3 3 0.22

I 3 10 3 3 0.16

II 2.5 10 3 3 0.14

III 2.5 10 3 3 0.14

IV 2 10 3 3 0.11

V 15 10 3 3 0.08

Sampel B gaya ( kgf ) L ( cm ) b ( cm ) d ( cm ) Kuat Patah ( MPa)

I 3.5 10 3 3 0.09

II 3 10 3 3 0.08

III 2.5 10 3 3 0.08

IV 2 10 3 3 0.07

V 2 10 3 3 0.06

Sampel C gaya ( kgf ) L ( cm ) b ( cm ) d ( cm ) Kuat Patah ( MPa)

I 3.5 10 3 3 0.10

II 3 10 3 3 0.09

III 2.5 10 3 3 0.08

IV 2 10 3 3 0.07

V 1.5 10 3 3 0.06

VI 3 10 3 3 0.09

VII 3 10 3 3 0.08

VIII 2.5 10 3 3 0.07

IX 2 10 3 3 0.06

G . DOKUMENTASI PENELITIAN

Neraca digital

Ayakan dan shieve shaker machine

Alat vakum

Sampel balok dalam cetakan

Perawatan sampel kubus dan balok

G . DOKUMENTASI PENELITIAN

Neraca digital

Ayakan dan shieve shaker machine

Alat vakum

Sampel balok dalam cetakan

Perawatan sampel kubus dan balok