BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Limbah padat abu terbang batubara fly ash
Abu batubara sebagai limbah tidak seperti gas hasil pembakaran, karena merupakan bahan padat yang tidak mudah larut dan tidak mudah menguap sehingga akan lebih
merepotkan dalam penanganannya. Apabila jumlahnya banyak dan tidak ditangani dengan baik, maka abu batubara tersebut dapat mengotori lingkungan terutama yang
disebabkan oleh abu yang beterbangan di udara dan dapat terhisap oleh manusia dan hewan juga dapat mempengaruhi kondisi air dan tanah di sekitarnya sehingga dapat
mematikan tanaman. Akibat buruk terutama ditimbulkan oleh unsur-unsur Pb, Cr dan Cd yang biasanya terkonsentrasi pada fraksi butiran yang sangat halus 0,5 – 10 µm
. Butiran tersebut mudah melayang dan terhisap oleh manusia dan hewan, sehingga terakumulasi dalam tubuh manusia dengan konsentrasi tertentu dapat memberikan
akibat buruk bagi kesehatan Putra,D.F. et al, 1996 . Abu terbang batubara umumnya dibuang di ash lagoon atau ditumpuk begitu saja
di dalam area industri. Penumpukan abu terbang batubara ini menimbulkan masalah bagi lingkungan. Berbagai penelitian mengenai pemanfaatan abu terbang batubara
sedang dilakukan untuk meningkatkan nilai ekonomisnya serta mengurangi dampak buruknya terhadap lingkungan. Saat ini abu terbang batubara digunakan dalam pabrik
semen sebagai salah satu bahan campuran pembuat beton. Selain itu, sebenarnya abu terbang batubara memiliki berbagai kegunaan yang amat beragam:
1. Penyusun beton untuk jalan dan bendungan
2. Penimbun lahan bekas pertambangan
3. Recovery magnetic, cenosphere, dan karbon
4. Bahan baku keramik, gelas, batu bata, dan refraktori
5. Bahan penggosok polisher
Universitas Sumatera Utara
6. Filler aspal, plastik, dan kertas
7. Pengganti dan bahan baku semen
8. Aditif dalam pengolahan limbah waste stabilization
9. Konversi menjadi zeolit dan adsorben
2.2. Sifat Kimia dan Sifat Fisika Fly Ash
Komponen utama dari abu terbang batubara yang berasal dari pembangkit listrik adalah silika SiO
2
, alumina, Al
2
O
3
, besi oksida Fe
2
O
3
, kalsium CaO dan sisanya adalah magnesium, potasium, sodium, titanium dan belerang dalam jumlah
yang sedikit. Rumus empiris abu terbang batubara ialah: Si
1.0
Al
0.45
Ca
0.51
Na
0.047
Fe
0.039
Mg
0.020
K
0.013
Ti
0.011
Tabel 2.1. Komposisi Kimia Salah Satu Jenis Abu TerbangBatubara
http:thebloghub.compagesABU-BATUBARA
Komponen Sub Bituminous
SiO
2
40-60 Al
2
O
3
20-30 Fe
2
O
3
4-10 CaO
5-30 MgO
1-6 SO
3
1-6 Na
2
O 0-2
K
2
O 0-4
LOI 0-3
Universitas Sumatera Utara
Sifat kimia dari abu terbang batubara dipengaruhi oleh jenis batubara yang dibakar dan teknik penyimpanan serta penanganannya. Pembakaran batubara lignit dan sub-
bituminous menghasilkan abu terbang dengan kalsium dan magnesium oksida lebih banyak dari pada jenis bituminous. Namun, memiliki kandungan silika, alumina, dan
karbon yang lebih sedikit dari pada bituminous. Dan pada penelitian ini jenis batubara yang digunakan adalah jenis sub-bituminous yang berasal dari PLTU
Labuhan Angin Sibolga. Kandungan karbon dalam abu terbang diukur dengan menggunakan Loss Of
Ignition Method LOI, yaitu suatu keadaan hilangnya potensi nyala dari abu terbang batubara. Abu terbang batubara terdiri dari butiran halus yang umumnya berbentuk
bola padat atau berongga. Ukuran partikel abu terbang hasil pembakaran batubara bituminous lebih kecil dari 0,075 mm. Kerapatan abu terbang berkisar antara 2100
sampai 3000 kgm
3
dan luas area spesifiknya diukur berdasarkan metode permeabilitas udara Blaine antara 170 sampai 1000 m
2
kg, sedangkan ukuran partikel rata-rata abu terbang batubara jenis sub-bituminous 0,01mm – 0,015 mm,
luas permukaannya 1-2 m
2
g, massa jenis specific gravity 2,2 – 2,4 dan bentuk partikel mostly spherical , yaitu sebagian besar berbentuk seperti bola, sehingga
menghasilkan kelecakan workability yang lebih baik Nugroho,P dan Antoni, 2007
2.3. Abu Sekam Padi Rice Husk Ash Sekam padi adalah kulit yang membungkus butiran beras, dimana kulit padi akan
terpisah dan menjadi limbah atau buangan. Jika sekam padi dibakar akan menghasilkan abu sekam padi. Secara tradisional, abu sekam padi digunakan sebagai
bahan pencuci alat-alat dapur dan bahan bakar dalam pembuatan batu bata. Penggilingan padi selalu menghasilkan kulit gabah Sekam padi yang cukup banyak
yang akan menjadi material sisa. Ketika bulir padi digiling, 78 dari beratnya akan
Universitas Sumatera Utara
menjadi beras dan akan menghasilkan 22 berat kulit sekam. Kulit sekam ini dapat digunakan sebagai bahan bakar dalam proses produksi. Kulit sekam terdiri 75
bahan mudah terbakar dan 25 berat akan berubah menjadi abu. Abu ini dikenal sebagai Rice Husk Ash RHA yang memiliki kandungan silika reaktif sekitar 85-
90. Dalam setiap 1000 kg padi yang digiling akan dihasilkan 220 kg 22 kulit sekam. Jika kulit sekam itu dibakar pada tungku pembakar, akan dihasilkan sekitar 55
kg 25 RHA. Untuk membuat RHA menjadi silika reaktif yang dapat digunakan sebagai material pozzolan dalam beton maka diperlukan kontrol pembakaran dengan
temperatur tungku pembakaran tidak boleh melebihi 800
o
C sehingga dapat dihasilkan RHA yang terdiri dari silika yang tidak terkristalisasi. Jika kulit sekam ini terbakar
pada suhu lebih dari 850
o
C maka akan menghasilkan abu yang sudah terkristalisasi menjadi arang dan tidak reaktif lagi sehingga tidak mempunyai sifat pozzolan.
Setelah pembakaran kulit sekam selama 15 jam dengan suhu yang terkontrol maka akan dihasilkan RHA yang berwarna putih keabu-abuan atau abu-abu dengan sedikit
warna hitam. Warna hitam menandakan bahwa temperatur tungku pembakaran terlalu tinggi yang menghasilkan abu yang tidak reaktif. RHA kemudian dapat digiling untuk
mendapatkan ukuran butiran yang halus. RHA sebagai bahan tambahan dapat digunakan dengan mencampurkannya pada semen untuk mendapatkan beton dengan
kuat tekan rendah Nugraha,P dan Antoni, 2007. Sesuai SK SNI S-04-1989-F DPU: 1989 pozolan adalah bahan yang
mengandung silika. Penambahan mineral berupa silika ke dalam campuran beton merupakan salah satu cara meningkatkan mutu pasta semen yang berarti juga
meningkatkan mutu beton yang dihasilkan. Adapun persyaratan kimia pozolan yang dapat digunakan sebagai bahan campuran tambahan menurut SK SNI S-04-1989-F
DPU: 1989 dapat dilihat pada tabel 2.2 berikut :
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2. Persyaratan Kimia Pozolan DPU: 1989
Sekam padi tidak dapat digunakan sebagai material pengganti pasir tanpa mengalami proses pembakaran. Dua faktor yang perlu diperhatikan pada proses
pembakaran yaitu kadar abu dan unsur kimia dalam abu. Kadar abu menjadi penting sebab hal ini menunjukkan atau menentukan berapa jumlah sekam yang harus dibakar
agar menghasilkan abu sesuai kebutuhan. Selama proses pembakaran sekam padi menjadi abu mengakibatkan hilangnya zat-zat organik yang lain dan menyisakan
zat-zat yang mengandung silika. Pada proses pembakaran akibat panas yang terjadi akan menghasilkan perubahan
struktur silika yang berpengaruh pada dua hal yaitu tingkat aktivitas pozolan dan kehalusan butiran abu. Pada tahap awal pembakaran, abu sekam padi menjadi
kehilangan berat pada suhu 100
o
C, pada saat itulah hilangnya sejumlah zat dari sekam padi tersebut. Pada suhu 300
o
C, zat-zat yang mudah menguap mulai terbakar dan memperbesar kehilangan berat. Kehilangan berat terbesar terjadi pada
No Senyawa
Kadar
1. Jumlah oksida SiO
2
+ Al
2
O
3
+ Fe
2
O
3
70 2.
SiO
2
maksimum 5
3. Hilang pijar maksimum
6 4.
Kadar air maksimum 3
5. Total alkali dihitung sebagai Na
2
O maksimum 1,5
Universitas Sumatera Utara
suhu antara 400
o
C -500
o
C, pada tahap ini pula terbentuk oksida karbon. Di atas suhu 600
o
C ditemukan beberapa formasi kristal quartz . Jika temperatur ditambah, maka sekam berubah menjadi kristal silika Wijanarko, W., 2008 .
Sejumlah kristal dengan bentuk tidak beraturan dapat dihasilkan dengan mengatur suhu pembakaran di bawah 500
o
C dengan kondisi teroksidasi dalam waktu yang agak lama atau pembakaran di atas 800
o
C dengan waktu pembakaran tidak lebih dari satu menit. Jika lama pembakaran abu sekam padi tidak lebih dari satu
jam pada suhu 900
o
C dihasilkan abu dengan bentuk kristal yang masih tak beraturan. Jika pembakaran dilakukan selama lebih dari lima menit pada suhu 1000
o
C akan dihasilkan bentuk-bentuk kristal silika yang lebih beraturan bentuknya. Hubungan
waktu dan suhu pembakaran juga mempengaruhi kadar halus butiran, sebuah parameter yang berhubungan terhadap reaktivitas abu sekam padi Wijanarko,
W.,2008 , makin halus butiran abu sekam padi maka akan semakin baik kualitas beton batako yang dihasilkan, karena abu sekam padi yang halus akan mudah
menyatu dengan bahan-bahan lain dalam campuran beton batako.
2.4. Semen
Kategori