DAFTAR ISI
Halaman ABSTRAK
i ABSTRACT
ii KATA PENGANTAR
iii Daftar isi
v Daftar Tabel
viii Daftar Gambar
ix Daftar lampiran
x
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1. Latar Belakang
1 1.2.
Permasalahan 2
1.3. Perumusan masalah
3 1.4.
Pembatasan Masalah 3
1.5. Tujuan Penelitian
3 1.6.
Manfaat Penelitian 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
5 2.1. Bahan Keramik
5 2.2. Jenis Bahan Keramik
5 2.2.1. Kaolin
5 2.2.2. Feldspar
7 2.2.3. Clay
7 2.2.4. Kuarsa
8 2.3. Pembentukan Keramik
8 2.4. Bahan Dasar Keramik
9 2.5. Keramik Berpori
10 2.6. Limbah Padat Pulp
11 2.7. Absorbsi
13 2.8. Porositas
13
Universitas Sumatera Utara
2.9. Densitas 14
2.10. Kekerasan 14
2.11. Kuat Tekan 15
2.12. Kuat Impak 15
2.13. Susut Massa 16
2.14. Susut Volume 16
2.15. Difraksi Sinar-X 17
2.16. Gas Analyzer 18
2.17. Pencemaran Udara 18
2.18. Bahaya Karbon Monoksida 21
2.19. Fluks Emisi Gas Buang 22
BAB III. METODE PENELITIAN 24
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian 24
3.1.1. Tempat penelitian 24
3.1.2. Waktu Penelitian 24
3.2. Alat dan Bahan 24
3.2.1.Alat 24
3.2.2. Bahan 25
3.3. Prosedur Penelitian 26
3.4. Variabel Dan Parameter Penelitian 28
3.5. Alat Pengumpul Data Penelitian 28
3.6. Pengolahan Bahan 29
3.7. Pengukuran Volum dan Massa Sampel 30
3.8. Pengukuran Porositas dan Densitas 31
3.9. Pengujian Kekerasan, Kuat Tekan, dan kuat Impak 31
3.10. Analisa Kualitatif XRD 3.11. Pengujian Emisi Gas Buang
31 31
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 33
4.1. Susut Massa 34
4.2. Susut Volum susut bakar 34
Universitas Sumatera Utara
4.3. Densitas dan Porositas 36
4.4. Kuat Tekan dan Kuat Impak 38
4.5. kekerasan 41
4.6. Uji Emisi Gas Buang 42
4.7. Hasil Uji AnalisaXRD 46
4.8. Hasil Pemakaian Filter 48
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
53 5.1. Kesimpulan
53 5.2. Saran
54
DAFTAR PUSTAKA 55
LAMPIRAN 58
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman 3.1. Tabel Komposisi Bahan Dasar dan Kaolin
26 4.1. Hasil Pengukuran Susut Massa
33 4.2. Hasil Pengukuran Susut Bakar
35 4.3. Hasil Pengukuran Densitas Dan Porositas
36 4.4. Hasil Pengukuran Kuat Impak Dan Kuat Tekan
39 4.5. Hasil Pengukuran Kekerasan
41 4.6. Hasil pengukuran tanpa Filter
43 4.7. Hasil Pengukuran Absorbsi Filter
43 4.8. Hasil Pengukuran O
2
Berfilter 45
4.9. Data XRD Kaolin + Pulp 2 , d, I, dan II
o
47 4.10. Data XRD Kaolin + Pulp d
pengamatan
dan d
JCPDS
47 4.11. Uji Pengamatan tanpa filter
49 4.12. Uji Pengamatan dengan menggunakan Filter
49 4.13. Uji Pengamatan Absorbsi terhadap jarak lintasan
50
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman 3.1. Diagram alir
27 3.2. Sampel Jadi
30 3.3. Pengujian Sampel Filter
32 4.1. Grafik Susut massa – Persentase Kaolin
34 4.2. Grafik Susut Bakar – Persentase Kaolin
35 4.3. Densitas – Persentase Kaolin
37 4.4. Grafik Porositas – Persentase Kaolin
38 4.5. Grafik Kuat Tekan – Persentase Kaolin
40 4.6. Grafik Kuat Impak – Persentase Kaolin
40 4.7. Grafik Kekerasan Hv – Persentase Kaolin
42 4.8. Grafik Absorbsi CO, CO
2
, HC – Persentase Kaolin 44
4.9. Grafik Oksigen – Kaolin 45
4.10. Pola Difraksi XRD Sampel Aditif K
15
48 4.11. Jarak Lintasan Vs. CO
51 4.12. jarak lintasan Vs CO
2
51 4.13. Jarak Lintasan Vs. HC
51 4.14. Jarak Lintasan Vs O
2
52
Universitas Sumatera Utara
Daftar Lampiran
Halaman
Lampiran A. Tabel Pengukuran Diameter dan tebal Sampel 58
Lampiran B. Tabel Pengukuran Volume Silinder Dan Susut Bakar 60
Lampiran C. Tabel Data Pengukuran Massa Sampel Dan Susut Massa 62
Lampiran D. Tabel Densitas dan Porositas 64
Lampiran E. Laporan Analisa AAS 66
Lampiran F. Hasil Penelitian Absorbsi gas Buang thesis S-2 Fisika 72
Lampiran G. Format Data Uji Gas Buang Auto 2000 78
Lampiran I. Surat Keterangan balai Riset dan standarisasi Industri
Medan 79
Lampiran J. Foto
80
Universitas Sumatera Utara
INTISARI
Perkembangan teknologi di bidang material khususnya material keramik berpori akhir-akhir ini telah banyak digunakan sebagai filter gas buang. Sehubungan
dengan tujuan tersebut, telah dilakukan pembuatan keramik berpori berbasis limbah padat pulp yang terdiri dari gugusan grit, dreg dan biosludge.
Perbandingan ketiga bahan ini divariasikan dan selanjutnya dicampur dengan bahan baku keramik yaitu kaolin. Pencampuran limbah padat pulp dan kaolin
dilakukan beberapa variasi berdasarkan massa bahan, antara lain: limbah padat pulp berbanding kaolin adalah 100 : 0 ; 90 : 10; 80 : 20; 70: 30; 60 : 40; 50 : 50.
Masing-masing campuran ini diaduk dengan menambah air plastisan secukupnya dengan mixer. Setelah homogen dituang ke dalam cetakan dalam bentuk silinder
dengan ukuran tinggi 20 cm, diameter luar 1,5 inci dan diameter dalam 0,63 inci, lalu dikeringkan selama 4 hari. Pembakaran dilakukan dengan furnace pada
temperatur 1100
o
C yang ditahan selama 2 jam, kemudian didinginkan selama 12 jam. Terhadap sampel-sampel uji dilakukan pengujian secara fisis maupun
mekanik. Dari pengujian fisis diperoleh susut massa 17,37 – 32,10; susut bakar 1,97 – 4,07; porositas 27,96 – 54,27; dan densitas 1,14 – 1,20 grcm
3
. Sedangkan pengujian mekanik diperoleh : kuat tekan 0,98-69,58 MPa; kuat impak
1,49 x 10
-2
– 4,05 x 10
-2
MPa, dan kekerasan 87-127 Mpa. Sebelum dlakukan pengujian emisi gas, juga dilakukan analisis XRD untuk mengetahui komposisi
senyawa kimia, dan diperoleh dari yang paling dominan yaitu : Alumina Silicate, Hidroxide, Al
2
Si
2
O
5
OH
4
, Alumina Al
2
O
3
dan Silikon Okside SiO
2
. Untuk mengetahui pengaruh penggunaan filter, maka dilakukan pengujian emisi gas
buang dengan peralatan “ Analyzer Gas” , ternyata penggunaan filter memberikan pengaruh yang sangat besar untuk mengurangi pencemaran udara. Pengurangan
tersebut mencapai 36,21 – 97,14 CO; 36,47-87,87 HC; 25,64 – 95,97 CO
2
. Dan pertambahan O
2
dari 400,72 – 1264,03. Untuk pengujian maksimal pada pemakaian filter, terlebih dahulu dipilih campuran 70 limbah padat pulp dan
30 kaolin, dimana campuran ini merupakan komposisi keramik berpori yang terbaik, jika difungsikan sebagai filter emisi gas buang dan selanjutnya diukur
emisi gas tanpa filter dan pakai filter. Emisi gas tanpa filter pada 0 km diperoleh konsentrasinya 0,505 CO; 12,88 CO
2
; 07 ppm HC dan 3,08 O
2
, Sedangkan dengan memakai filter sampai 6099 km ternyata emisinya mengalami perubahan
yaitu 0,398 CO; 11,42 CO
2
, 123 ppm HC dan 3,91 O
2
. Dengan demikian filter keramik berpori ini masih layak digunakan untuk jangkauan lintas diatas
6099 kilometer. Hal ini dapat dibandingkan dengan konsentrasi gas, ketika filter gas buang belum dipergunakan.
Kata kunci : limbah padat pulp + Kaolin, keramik berpori, filter, keramik, emisi gas buang.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Recently, development and research of technolology based on the phorous ceramic materials have been greatly improved. One of them fabrication of
phorous ceramics that are used as filter of emissed gasses from engines. Based on the above purpose, the characterization and fabrication of of phorous ceramics
have been performed based in solid pulp waste that consist of grit, dreg and bio sludge. Then those three substances are mixed with a kaolin. The variations of
mass percentage of the kaolin an the solid pulp waste and kaolin are as following 100:0; 90:10; 80:20; 70:30; 60:40; 50:50. Each of the sample was mixed with
adequate plastician water. After getting homogenous sample, the sample was poured into a cylindrical dough with a 20 cm of height, 1,5 inch of outer diameter
and 0,65 inch of inner diameter, then all the samples were dried for 4 days. All the samples were burned in a furnace at temperature of 1100
o
C and kept at the temperaturefor 2 hours, then cooled down for 12 hours. After that all the samples
were tested physically and mechanically. Based on the experiment, it was found physically that decrease mass as 17,77 – 32,10; decrease burning as 1,97 – 4,07
gramcm
3
; phorousity as 27,96 – 54,27; and density of 1,14 – 1,20 gramcm
3
. Moreover from the mechanical tese, it was foud that the impact srength of
1,49x10
-2
– 4,05x10
-2
MPa and te hardness of 87 – 127 MPa. Before gas emissed testing was performed, all the samples are analyzed to calculate the chemical
composition of the ceramics using X-Ray difraction method. From the experiment, it was seen the dominant phase were hydrooxide alumina silicate
Al
2
Si
2
O
5
OH
4
, Alumina Al
2
O
3
and oxide silica SiO
2
. In order to obtain the influence of the ceramics filter, the emissed gas was performed using a Gas
Analyzer with and without the ohorous ceramics. From the test, it was shown that using of ceramic filter reduces a combustion gas significantly. The reduces of the
emissed gas were obtained as following 36,21 – 97,14 of CO; 36,47 – 87,87 of HC; 25,64 – 95,97 of CO
2
and the increase of O
2
from 400,72 – 1264,03. The optimum concentration was chosen as 70 solid waste pulp and 30 of
kaolin, that was classified as a best phorous ceramics for combusted gas filter. The gas emission without the ceramic filter at a starting point 0 km was found to be
0,05 of CO; 12,88 of CO
2
; 207 ppm of HC; and 3,08 of O
2
. While the gas emission with the ceramic filter after running 6099 km distance was found to be
0,398 of CO; 11,42 of CO
2
; 123 ppm HC, and 391 of O
2
. Based on the gas emission test, the ceramics filter are most probably used for more than 6099 km in
fistance, then the similar test is needed to performed. Keyword: Solid Pulp Waste, Phorous Ceramics, Ceramics Filter, Gas Emisi.
Universitas Sumatera Utara
BAB I PENDAHULUAN
