Penggunaan Serat Alami Limbah Ampas Tebu (BAGGASE) PTPN II Sei Semayang Dan Perekat Abu Terbang Batu Bara Pltu Sibolga (FLY ASH) Substitusi Semen Pada Pembuatan Genteng

PENGGUNAAN SERAT ALAMI LIMBAH AMPAS TEBU

(BAGGASE) PTPN II SEI SEMAYANG DAN PEREKAT

ABU TERBANG BATU BARA PLTU SIBOLGA

(FLY ASH) SUBSTITUSI SEMEN PADA

PEMBUATAN GENTENG

TESIS

Oleh

SRI HANURAWATI NS DAULAY

087026036/ FIS

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2010

Judul Proposal Tesis :

PENGGUNAAN SERAT ALAMI LIMBAH

AMPAS TEBU PTPN II SEI SEMAYANG DAN PEREKAT ABU TERBANG BATU BARA PLTU SIBOLGA (FYL ASH) SUBSTITUSI SEMEN PADA PEMBUATAN GENTENG

Nama Mahasiswa : SRI HANURAWATI NS DAULAY.

NIM : 087026036.

Program Studi : FISIKA.

Menyetujui Komisi Pembimbing

Ketua Anggota

Prof. Basuki Wirjosentono, Ms. Ph.D Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc

DEKAN. Ketua Program Study

PENGGUNAAN SERAT ALAMI LIMBAH AMPAS TEBU (BAGGASE) PTPN II SEI SEMAYANG DAN PEREKAT ABU TERBANG BATU BARA PLTU SIBOLGA (FLY ASH) SUBSITUSI SEMAN PADA PEMBUATAN GENTENG

ABSTRAK

Penambahan serat pada adukan beton terbukti mampu meningkatkan kuat tekan.Untuk keperluan non struktur secara terbatas material serat dapat digunakan dari bahan – bahan alami.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan serat baggase pada adukan semen,pasir dan air dan kekerasan diaplikasikan sebagai bahan susunan adukan genteng.Benda uji yang digunakan dalam penelitian ini masing – masing berupa 5 uji tekan,5 uji patah, 5 uji kekerasan.Perbandingan (volume) adukan adalah 80% : 20% dan 70% ; 30% (semen : fyl ash).sedang serat baggase yang di gunakan panjangnya 1,5 cm.Penambahan serat baggase masing – masing jenis adukan 2% - 10% dari berat pasir.Kode yang digunakan pada benda uji adalah,BI-O untuk tanpa baggase,BI -1 untuk adukan dengan serat baggase 2%,BI-2 untuk adukan serat baggase 4%,BI-3 serat baggase yang dibunakan 6%,BI-4 serat baggase 8%,BI-5 serat baggase yang digunakan 10%.

Dari hasil penelitian di simpulkan bahwa penambahan serat baggase sebanyak 2%-10% pada campuran semebn,fyl ash,pasir dan air,mampu meningkatkan kuat tekan,dan kuat tekan tertinggi dicapai pada 6% sebesar 2.30 MPa,kuat patah tertinggi pada 6% sebesar 3.10MPa,dan kekerasan pada 6% sebesar 2.30 BHN = 166VHN.dan daya serap air yang dicapai pada 6% 15.84% dari perbandingan 80% : 20% (semen : fly ash).

USE OF NATURAL FIBER BAGGASE PTPN II SEI SEMAYANG AND ADHESIVE COAL FIRED PAWER PLANT (PLTU) FYL ASH SIBOLGA SUBSITUTIONS IN THE MANUFACTURE OF CEMENT ROOT TILES

ABTRACT.

Incerasing tensile strengthof concrete can be obtained by adding fiber to the fresh concrete mix.In limited applications of non structural element.The natural fiber (mineral or organic)can be used.

This research is conducted to know the influence of baggase fiber addition in cement,sand, and water mix to in crease the tensile,compressive strength,fracture strength hardness and water absorption.

This result will be application in building materialin dustries especially for tiles production,five beam for every mix are used to test the compressive strength ,five beam to test the fracture strength, and five beam to test the hardness.

Volumefraction of mix are 80% : 20% and 70% ; 30% (cement : fyl ash),whereas 1,5 cm length of baggase fibers are used with percentage 2% - m10% of sand weight.The sample codes are BI-0 for cement ,fyl ash,sand and water mix only,BI-1 for cement,sand,fyl ash mix and 2% baggase fibers,BI-2 for cement,fyl ash,sand and 4% baggse fiber,BI-3 for cement fyl ash,sand mix and 6% baggase fiber,BI-4 for cement,fylash,sand,mix and 8% baggase fiber,BI-5 for cement ,fyl ash,sand, mix and baggase fiber 10%.

The result of this research shows that the addition 2% - 10% baggase fiber ,cement,fyl ash,sand, water mixcan in crease compressive strength maximum 6% of 2.30 MPa,fracture strength and hardness of 3.10 MPa,and 2.30 BHN = 166VHN.And water absorption 6% of 15.84%.The comparison 80% ;20% (cement : fyl ash)

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama : SRI HANURAWATI NS DLY. Tempat / tgl. Lahir : SIBOLGA / 27 Agustus 1967. Pekerjaan : Guru SMA Neg 3 Medan. Agama : Islam.

Orangtua

Ayah : H.Marahibun Dly. Ibu : Hj.Siti Aisyah Nst.

Alamat : Jl. Sukaria /Taut no 72 Medan No.HP. : 085276464322/ 0616628107 Email : hanurawatisri@yahoo.co.id

DATA PENDIDIKAN

SD : SD Inpres Medan Dua Tamat 1980 SMP : SMP Neg XI medan. Tamat : 1983. SMA : SMA Negri 8 Medan Tamat : 1986

S-1 Fisika : Tadris Fisika IAIN Medan Tamat : 1991. S-2 Fisika : Program Studi Magister Fisika Sekolah Tamat : 2010. Pascasarjana USU Medan

KATA PENGANTAR

Pertama-tama penulis panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan.

Penulis ucapkan terima kasih 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 Imu Fisika Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.

Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc (CTM),Sp.A(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains.

Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. Eddy Marlianto,M.Sc atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.

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

Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan setinggi-setingginya penulis ucapkan kepada Prof. Dr. Eddy Marlianto,M.Sc selaku Pembimbing Utama yang dengan penuh perhatian dan telah memberikan dorongan, bimbingan dan arahan, demikian juga kepada Prof. Basuki Wirjosentono,MS. Ph.D selaku Pembimbing Lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing penulis hingga selesainya penelitian ini.

Kepada Ayah H. Marahibun Daulay (Almh) dan Bunda Hj Siti Aisyah Nst serta suami tersayang Kamaluddin Nst dan anak-anakku tercinta Sophi Indriani Nst,Nur’Aina Zuhri Nst,Mhd Ilham Bukhori Nst ,dan kepada seluruh kakak dan adik penulis yang penulis sayangi. Terima kasih atas segala pengorbanan kalian baik berupa moril maupun materil, dan ucapan terimakasih yang tulus penulis sampaikan

kepada rekan-rekan Mahasiswa Sekolah Pasca Sarjana Program Studi Magister Ilmu Fisika Universitas Sumatera Utara angkatan 2008-2009 dan rekan – rekan guru tempat penulis mengajar yang telah memberikan semangat dan dukungan kepada penulis selama dalam pendidikan dan penulisan tesis ini budi baik ini tidak dapat dibalas hanya diserahkan kepada Allah SWT.

DAFTAR ISI

Abstrak i Abstrac ii

Kata Pengantar iii

Riwayat Hidup v

Daftar Isi vi

Daftar Gambar ix

Daftar Tabel x

Daftar Lampiran xi

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Identifikasi Masalah 3

1.3. Perumusan Penelitian 4

1.4. Tujuan Penelitian 4

1.5. Manfaat Penelitian 5

1.6. Batasan Masalah 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 6

2.1. Limbah 6

2.1.1. Pengertian Limbah 6

2.1.2. Jenis Limbah 7

2.2. Pengertian Genteng 8

2.3. Fly Ash 9

2.3.1. Sifat Fisis dan Kimia Abu Terbang (Fly Ash) 10

2.4. Ampas Tebu 11

2.5. Pasir 17

2.6 Air 17

2.7 Karakteristik 17

2.7.1 Sifat Fisis 18

2.7.1.1 Porositas 18

2.7.1.3 Daya Serap

2.7.2 Pengujian Fisik

2.7.2.1 Kekerasan 19

2.7.2.2 Kuat Tekan 19

2.7.2.3 Kuat Patah 20

2.7.2.4 Pemikiran Dasar 20

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 23

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian 23

3.2. Jenis Penelitian 23

3.3. Lokasi Penelitian 23

3.4. Waktu Penelitian 23

3.5. Tahapan Penelitia 24

3.6. Bahan dan Alat Penelitian 24

3.7. Tahapan Penelitian 25

3.7.1. Prosedur Penelitian 29

3.7.2. Pencetakan 31

3.8. Karakteristik 31

3.8.1. Densitas 31

3.8.2. Kuat Tekan 33

3.8.3. Kuat Patah 34

3.8.4. Kekerasan 35

3.8.5. Foto Mikros 35

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 37

4.1. Memanfaatkan Limbah Fly Ash dalam Pembuatan Genteng 37

4.1. Pengolahan Bahan 37

4.1.1. Hasil Pengukuran Density 37

4.1.2.. Hasil Pengukuran Serapan Air (Water Absorbtion) 39

4.1.3. Hasil Pengujian Kuat Tekan 43

4.1.4. Hasil Pengujian Kuat Patah (Bending Strength) 46

4.1.5. Hasil Pengujian Kekerasan (Hardness) 48

4.1.6. Hasil Foto Mikroskopik 51

4.3. Besar Pengaruh Abu Terbang Batubara (fly ash) dan Limbah Serat

Baggase terhadap Karakteristik Genteng 53

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 55

5.1. Kesimpulan 55

5.2. Saran 56

DAFTAR PUSTAKA 57

DAFTAR GAMBAR

No. Hal

2.1. Proses Penggilingan Tebu 12

3.1. Bagan Tahapan Pelaksanaan Penelitian 24

3.2. Bagan Prosedur Penelitian A. B. 29

3.3. Bagan Prosedur Penelitian C 29

4.1. Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan Densitas untuk Penggunaan

Fly Ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, dari volum semen 38

4.1.1. Grafik Hubungan % Serat Baggase dan Fly Ash 20% 39

4.1.2. Grafik Hubungan % Serat Baggase dan Fly Ash 30% 40

4.2. Grafik Hubungan Prosentase Serat Baggase dengan Densiti Fly Ash 20% 4.3. Grafik Hubungan Prosentase Serat Baggase dengan Densiti Fly Ash 30%

4.4. Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan Serapan Air 41

4.5. Grafik Hubungan Prosentase Baggase dengan Serapan Air untuk

Fly Ash 20% 41

4.6. Grafik Hubungan Prosentase Baggase dengan Serapan Air untuk

Fly Ash 30% 42

4.7. Grafik Hubungan Prosentase Semen dan Fly Ash untuk kuat Tekan 44

4.8. Grafik Hubungan % Serat Baggase untuk Fly Ash 20% 45

4.9. Grafik Hubungan % Serat Baggase untuk Fly Ash 30% 46

4.10. Grafik Hubungan % Serat Baggase dan Fly Ash 20% 47

DAFTAR TABEL

No. Hal

2.1. Standar Kuat Tekan dan Kuat Patah Genteng 9

2.2. Komposisi Kimia Abu Terbang Batubara 10

2.3. Susunan Tebu 13

2.4. Susunan Ampas Tebu 14

2.5. Komponen Penyusun Sabut Ampas Tebu 15

2.6. Komposisi Unsur Kimia Ampas Tebu 15

2.7. Senyawa Kimia Dalam Ampas Tebu 16

3.1. Komposisi Semen 80% Fly Ash 20% Serat Baggase dan Air 28

3.2. Komposisi Semen Fly Ash, Pasir, Air 28

DAFTAR LAMPIRAN

No. Hal

A. Data Pengukuran Densitas 54

B. Data Pengukuran Serapan Air 56

C. Data Pengukuran Kuat Tekan 58

D. Data Pengukuran Kuat Patah 60

E. Data Perhitungan Kekerasan 62

F. Foto-foto Alat Pengujian 63

G. Foto-foto Sampel Saat Pembebanan dan Uji 64

H. Foto-foto Bahan Sampel 65

I. Daftar Perhitungan Konversi Banyak Bahan (ITOF) dan Hawa (IUCHT)

Serta Air yang Dibutuhkan untuk Pembuatan Adukan/Perekat (Spesie) 69

J. Daftar Mesh to Micro Conversion Chart 71

K. Korelasi Nilai Kekerasan Brinell, Rockwell, Vickers 72

L. Daftar Standar Nasional Indonesia Bidang Bangunan Gedung 73

M. Metode Pengujian Kekuatan Tekan Mortar Semen Porland untuk

PENGGUNAAN SERAT ALAMI LIMBAH AMPAS TEBU (BAGGASE) PTPN II SEI SEMAYANG DAN PEREKAT ABU TERBANG BATU BARA PLTU SIBOLGA (FLY ASH) SUBSITUSI SEMAN PADA PEMBUATAN GENTENG

ABSTRAK

Penambahan serat pada adukan beton terbukti mampu meningkatkan kuat tekan.Untuk keperluan non struktur secara terbatas material serat dapat digunakan dari bahan – bahan alami.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan serat baggase pada adukan semen,pasir dan air dan kekerasan diaplikasikan sebagai bahan susunan adukan genteng.Benda uji yang digunakan dalam penelitian ini masing – masing berupa 5 uji tekan,5 uji patah, 5 uji kekerasan.Perbandingan (volume) adukan adalah 80% : 20% dan 70% ; 30% (semen : fyl ash).sedang serat baggase yang di gunakan panjangnya 1,5 cm.Penambahan serat baggase masing – masing jenis adukan 2% - 10% dari berat pasir.Kode yang digunakan pada benda uji adalah,BI-O untuk tanpa baggase,BI -1 untuk adukan dengan serat baggase 2%,BI-2 untuk adukan serat baggase 4%,BI-3 serat baggase yang dibunakan 6%,BI-4 serat baggase 8%,BI-5 serat baggase yang digunakan 10%.

Dari hasil penelitian di simpulkan bahwa penambahan serat baggase sebanyak 2%-10% pada campuran semebn,fyl ash,pasir dan air,mampu meningkatkan kuat tekan,dan kuat tekan tertinggi dicapai pada 6% sebesar 2.30 MPa,kuat patah tertinggi pada 6% sebesar 3.10MPa,dan kekerasan pada 6% sebesar 2.30 BHN = 166VHN.dan daya serap air yang dicapai pada 6% 15.84% dari perbandingan 80% : 20% (semen : fly ash).

USE OF NATURAL FIBER BAGGASE PTPN II SEI SEMAYANG AND ADHESIVE COAL FIRED PAWER PLANT (PLTU) FYL ASH SIBOLGA SUBSITUTIONS IN THE MANUFACTURE OF CEMENT ROOT TILES

ABTRACT.

Incerasing tensile strengthof concrete can be obtained by adding fiber to the fresh concrete mix.In limited applications of non structural element.The natural fiber (mineral or organic)can be used.

This research is conducted to know the influence of baggase fiber addition in cement,sand, and water mix to in crease the tensile,compressive strength,fracture strength hardness and water absorption.

This result will be application in building materialin dustries especially for tiles production,five beam for every mix are used to test the compressive strength ,five beam to test the fracture strength, and five beam to test the hardness.

Volumefraction of mix are 80% : 20% and 70% ; 30% (cement : fyl ash),whereas 1,5 cm length of baggase fibers are used with percentage 2% - m10% of sand weight.The sample codes are BI-0 for cement ,fyl ash,sand and water mix only,BI-1 for cement,sand,fyl ash mix and 2% baggase fibers,BI-2 for cement,fyl ash,sand and 4% baggse fiber,BI-3 for cement fyl ash,sand mix and 6% baggase fiber,BI-4 for cement,fylash,sand,mix and 8% baggase fiber,BI-5 for cement ,fyl ash,sand, mix and baggase fiber 10%.

The result of this research shows that the addition 2% - 10% baggase fiber ,cement,fyl ash,sand, water mixcan in crease compressive strength maximum 6% of 2.30 MPa,fracture strength and hardness of 3.10 MPa,and 2.30 BHN = 166VHN.And water absorption 6% of 15.84%.The comparison 80% ;20% (cement : fyl ash)

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kebutuhan akan tempat tinggal (rumah) pada dewasa ini semakin meningkat

seiring dengan laju pertumbuhan penduduk yang semakin pesat. Peningkatan

kebutuhan akan perumahan secara otomatis kebutuhan akan bahan bangunan

semakin meningkat pula. Peningkatan akan kebutuhan bahan bangunan harus

disikapi dengan pemanfaatan dan penemuan bahan bangunan yang mampu

memberikan alternatif kemudahan pengerjaan serta hemat biaya.

Berbagai penelitian telah dilakukan dengan harapan akan ditemukannya

alternatif teknik kontruksi yang efisien serta penyediaan bahan bangunan dalam

jumlah besar dan ekonomis. Alternatif yang sedang menjadi perhatian dewasa ini

adalah pemanfaatan limbah-limbah industri. Limbah industri untuk bahan campuran

genteng ternyata mampu meningkatkan kuat tekan .

Pada penelitian ini penulis mencoba meneliti penggunaan limbah industri

ampas tebu dan abu terbang batu bara (Fly ash) sebagai alternatif bahan pembuatan

genteng. Genteng merupakan bahan bangunan sebagai alternatif pengganti seng yang

dibuat dari campuran, semen, pasir dan air dengan komposisi tertentu dan berfungsi

sebagai atap. Komposisi bahan ini sangat menentukan terhadap kualitas

Di negara – negara maju pemakaian fyl ash sebagai bahan tambahan

dalam pembuatan beton sudah dikenal luas.Campuran didesain dipilih campuran

75 % pemakaian fly ash untuk membuat beton yang seramah mungkin pada

ash diperkirakan kekuatan 5000 psi pada 28 hari ternyata perkiraan meleset

menjadi 7000 psi pada 28 hari. (www.fly ash. com ).

Secara kimia abu terbang batu bara (fly ash) merupakan mineral alumino

sillika yang mengandung unsur Ca,K,dan Na,disamping juga mengandungsejumlah

unsure C dan N tersusun dari partikel terkecil yang mempunyai karakteristik

berkapasitas pengikat dari sedang sampai tinggi serta mempunyai sifat-sifat

pembentuk semen.

Pemakaian fly ash sebagai bahan subsitusi didasarkan atas sifat yang dapat

mengikat jika dicampur dengan air dan pasir .Dewasa ini hasil produksi limbah abu

terbang batu bara yang dihasilkan dari Pembagkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)

berkisar 700.000 – 1000.000 ton/tahun.

Melihat begitu banyak limbah fly ash yang dihasilkan maka masalah yang

akan timbul adalah masalah pengrusakan lingkungan. Berdasarkan permasalahan

inilah maka diupanyakan pemanfaatan limbah agar tidak mencemari lingkungan

danbila perlu limbah tersebut menjadi sesuatu yang bernilai ekonomis.

Sebagian besar kandungan yang terdapat dalam fly ash adalah silika

yang mempunyai sifat pengikat bila dicampur dengan air. Sifat silika yang

dapat mengganggu keamanan lingkungan bila tidak ditangani secara memadai (

Hidayat 1993 ).

Selain mempergunakan limbah fyl ash dalam pembuatan genteng juga

dipergunakan limbah serat baggase dari hasil penggilingan ke lima ampasd tebu.

Dengan menambahkanserat kedalam adukan beton dapat meningkatkan dan

memberikan keuntungan beberapa sifat beton baik sifat fisis mau pun sifat kimia

Dalam hal ini bahan tambahan dalam mortar yang di pergunakan adalah serat tebu

dan fly ash mengandung senyawa sillika (SiO2) sebagai bahan pengisi dan subsitusi

agregat dan semen.

Abu terbang batu bara memiliki sifat sebagai pengikat jika dicampur dengan

air. Di samping itu juga pengikat pasir. Pasir sillika mempunyai sifat hidrophilie

yaitu memiliki sebuah material untuk menarik dan mengikat pada permukaannya.

Ikatan diantara abu terbang batu bara dan pasir/ serat ampas tebu mengakibatkan

berkurangnya celah atau pori-pori diantara butiran pasir/ serat ampas tebu

Pemanfaatan serat baggase dalam pembuatan genteng ditinjau dari kandungan

silika yang cukup banyak 70 % dari bahan.Serat baggase juga mempunyai sifat

sebagai bahan pengisi/agregat yang abi dalam pembuatan genteng.Telah banyak

dilakukan uji coba pemakaian serat baggase dalam pencampuran semen yang

antara lain dengan perbandingan 1 semen : 2 serat baggase,ternyata memberi

hasil yang lebih kuat terhadap kondisi agresif serta dengan biaya yang

ekonomis Juga pada pembuatan panel gypsum dengan serat baggase dipakai

sebagai bahan tambahan mampu menghasilkan panel gypsum yang memiliki

kuat lentur yang baik. Ikatan yang dibentuk antara butiran pasir dan abu terbang

batu bara (fly ash) merupakan ikatan fisis bahan anorganik. Ikatan ini juga

menurunkan kelembapan sehingga akan mengeras dan ikatannya akan lebih sukar

terurai. Penambahan unsur pengikat diharapkan akan menaikkan kekuatan tekan.

1.2 Identifikasi Masalah.

Genteng beton sebagai penutup atap saat ini kebutuhannya meningkat.Namun

kurang mampu menahan terik,lentus,bersifat getas,dan tidak cukup menahan

berat.Usaha peningkatan kualitas genteng beton sampai sekarang masih terus

dilakukan.Baik peningkatan kuat lentur ,kuat tekan,bahkan sampai upanya membuat

genteng itu ringan.Penambahan serat dalam adukan mortar beton dapat

meningkatkan kuat tarik,kuat lentur dan beton yang dihasilkan akan lebih

ringan(Dwiyono,2000).Penambahan serat dalam adukan memberikan perbaikan

beberapa sifat beton.Panjang serat yang ditambahkan dalam adukan genteng beton

harus memenuhi ketentuanaspek rasio yaitu perbandinganantara panjang dan

diameter serat.Aspek rasio yang ideal 50 – 100mm(Sudarmoko 1987 dalam Dwiyono

2000).Serat yang terlalu pendek akan mudah tercabut dan terlalu panjang akan

menggumpal,dan jumlah yang terlalu sedikit tidak berpengaruh dan terlalu banyak

akan menyebabkan kesulitan dalam pengerjaan genteng beton.

1.3.Perumusan Masalah

Limbah padat fly ash akan memberikan nilai tambahan jika dapat digunakan

sebagai bahan dasar pembuatan genteng yang menjadi rumusan masalah dalam

penelitian ini.

a. Apakah limbah padat abu terbang batu bara (fly ash) dapat dipakai sebagai

perekat semen dan ampas tebu sebagai pengisi genteng.

b. Bagamana prosedur pembuatan genteng dengan menggunakan limbah padat

abu terbang batu bara (fly ash) dengan limbah ampas tebu sebagai pengisi

genteng.

c. Bagaimana peranan limbah serat alami ampas tebu dan abu terbang batu

1.4.Tujuan Penelitian.

- Memanfaatkan hasil limbah abu terbang batu bara (fly ash) untuk

pembuatan genteng.

- Manfaat limbah abu terbang batu bara (fly ash) dan limbah padat pabrik gula

ampas tebu dalam pembuatan genteng.

- Mengetahui nilai serapan air pada genteng dengan bahan tambahan fly

ash dan serat baggase pada variasi komposisi yang direncanakan..

- Mengetahui seberapa besar pengaruh abu terbang batu bara (fly ash) dan

limbah alami ampas tebu terhadap karakteristik genteng.

- Pengurangan kerusakan lingkungan.

1.5. Manfaat Penelitian

Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan konstribusi yang

bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan masyarakat di antaranya

adalah:

1) Bahan masukan kepada masyarakat sekitar pabrik PLTU dan pabrik gula

Sei Semayang.

2) Dapat diketahui pengaruh dari penggunaan bahan ikat tambahan abu

terbang dalam pembuatan genteng.

3) Secara akademis dapat memberikan wawasan pengembangan ilmu

6

4) Hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai informasi bagi industri bahan

bangunan atau dunia usaha genteng yang memakai bahan susunan semen,

pasir, tanah liat.

1.6. Batasan Masalah

Data yang diharapkan dari penelitian ini yaitu tentang uji kuat tekan, uji kuat

patah, uji densitas, serapan air pada genteng dengan bahan pengikat abu batu bara

(fly ash) dan bahan tambahan ampas tebu.

Limbah pada PLTU Sibolga yang digunakan adalah abu terbang batu bara (fly

ash) yang berwarna abu – abu kebiruan dan semua butiran lolos ayakan 100 mehs.

Serat baggase yang dipergunakan dalam penelitian ini berkondisi jenuh kering

muka atau SSD (Saturated Surface Dry) dan dipotong –potong dengan panjang.

kira –kira 1 – 2 cm dan persentase 2%,4%,6%,8%,10% terhadap berat pasir yg

digunakan.

Perbandingan volum karakteristiknya diambil dua nilai optimum yaitu semen :

pasir adalah 80% : 20% dan 70% : 30%.

Variabel pada genteng beton adalah komposisi serat baggase,2%. 4%, 6%, 8 %.

Dan 10 %

Uji terhadap genteng beton adalah uji kuat tekan, uji kuat patah, uji densitas,

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Limbah

2.1.1 Pengertian Limbah

Limbah atau sampah yaitu limbah atau kotoran yang dihasilkan karena

pembuengan sampah atau zat kimia dari pabrik-pabrik.Limbah atau sampah juga

merupakan suatu bahan yang tidak berarti dan tidak berarga,tetapi malah bisa

mengakibatkan pencemaran lingkungan.Limbah ini dapat menyebabkan

penyakit,cacat janin,kematian,bahkan pemutusan mata rantai kehidupan suatu

organisme.

Limbah B3 dari industri terbuang dilingkungan akhirnya akan berdampak pada

kesehatan manusia.Dampak ini dapat langsung dari sumber ke manusia,misalnya

meminum air yang terkontaminasi atau melalui mata rantai makanan,seperti

memakan ikan yang telah menggandakan {biologocal magnification) pencemaran

karena memakan makanan yang tercemar.

Contoh,kasus penyakit Minamata ;

Di pinggir teluk Minamata , Jepang bermukim rakyat nelayan.Beberapa

industri membuang limbahnya ke teluk Minamata.Para ahli kimia pabrik mengatakan

bahwa limbah pabrik yang mengandung methylmercury {MeHg) tidak berbahaya

karena kenyataannya fitoplanton,zooplakton,dan ikan tetap hidup diteluk

itu.Rupanya kebiasaan penduduk nelayan Minamata yang suka makan ikan,telah

menyebabkan terakumulasinya kadar methylmercury yang berlipat ganda di dalam

sekitar 10 tahun,tanpa disadari kadar mercury didalam tubuh nelayan telah berlipat

ganda ribuan kali dibanding dengan kadar mercury di dalam air limbah dan

fitiplakton.Karena methylmercury termasuk B3 ,maka menimbulkan dampak

kesehatan yaitu keturunan dari nelayan yang telah mengkomsumsi ikan dari teluk

Minamata mengalami cacat jasmani dan mental.Cacat ini disebut sebagai penyakit

Minamata.Jadi penyakit sejenis penyakit Minamata tersebut terjadi dimana saja

melalui proses akumulasi dan penggandaan biologik

2.1.2 Jenis Limbah

1. Limbah Rumah Tangga

Limbah rumah tangga {lebih umum disebut samaph) adalah limbah yang

dihasilkan oleh kegiatan rumah tangga.Limbah ini berupa sisa

makanan,kantong plastik bekas,kaleng susu,botol minuman ,dan lain-lain.

Limbah rumah tangga berdaya racun tinggi dapat berupa sisa obat

kedaularsa, sisa cat dan lainnya

2. Limbah Pabrik

Limbah ini bisa dikatagorikan sebagai limbah yang umumnya dibuang

disungai-sungai disekitar tempat tinggal masyarakat dantidak jarang

warga masyarakat mempergunakan songai untuk kegiatan

sehari-hari,misalnya MCK {mandi,cuci,kakus) Misalnya,pabrik pengolahan

pakan ternak,pabrik tempe dan lainnya.

3. Limbah Industri

Limbah ini mengandung zat yang berbahaya diantara asam anorganik dan

menimbulkan pencemaran yang dapat membahayakan makluk hidup

penggunaair tersebut misalnya,ikan dan manusia.Limbah ini di hasilkan

oleh industri obat,minyak bumi kertas dan lain-lain.

Di dalam Peraturan Pemerintah R.I.Nomor 18 Tahun 1999 tentang Pengolahan

LimbahBahan Berbahaya dan Beracun,yang dimaksud dengan B3 dapat diartikan;

Semua bahan senyawa baik padat,cair atau pun gas yang mempunyai potensi

merusak terhadap kesehatan manusia serta lingkungan akibat sifat-sifat yang dimiliki

zat tersebut.

Limbah B3didentifikasikankan sebagai bahan kimia karena sifat

{toxicity,flammability, reactivity, dan corrosivity) serta konsentrasinya dapat

mencemarkan lingkungan yang mengakibatkan membahayakan kesehatanmanusia

{majarimagazine.com).

Bahan berbahaya dan beracun yang lebih akrab dengan singkatan

B3,keberadaannya di Indonesia makin hari makin mengkhawatirkan.Lebih dari 75%

bahan berbahaya dan beracun {B3) merupakan sumbangan dari sektor industri

melalui limbahnya,sedangkan sisanya berasal dari sektor lain termasuk rumah

tangga yang menyumbang 5-10% dari limbah B3 yang ada.Peningkatan jumlah

limbahbahan berbahaya dan beracun di Indonesia antara kurun waktu 1990 – 1998

saja mencapai 100% { tahun 1990 sekitar 4.322.862 ton dan pada tahun 1998

mencapai 8.722.696 ton).

Jumlah ini akan naik drastis seiring dengan perkembangan industrialisasi yang

cukup pesat di negara berkembang seperti Indonesia {Limbah B3w,http;//

2.2. Pengertian Genteng

Menurut SNI 0447 – 81 (Dwiyono 2000) genteng beton atau genteng semen adalah

unsure bangunan yang digunakan untuk menutup atap yang terbuat dari beton dan

dibentuk sedemikian rupaserta berukuran tertentuGenteng dibuat dengan cara

mencampurkan semen,pasir dan air ,kemudian diaduk dengan homogeny dan

selanjutnya dicetak.Selain semen,pasir dan air sebagai bahan susunan genteng dapat

juga ditambahkan bahan lain .Seperti penggunaan fyl ash sebagai bahan perekat dan

serat baggas sebagai agregat dengan komposisi bahan yang ditentukan dengan

seimbang terhadap bahan utama. Penambahan fyl ash dan serat bagas pada

pembuatan genteng bertujuan untuk memperbaiki sifat fisis dan sifat kimia dari

beton.

Menurut PUBI -1982 genteng beton ialah unsure bahan bangunan yang dibuat

daricampuran semen pordlan,agregat halus,air dan bahanpembantu lainnya,yang

dibuat sedemikian rupasehingga dapat digunakan untuk atap.

Standar kuat tekan dan kuat patah genteng dapat dilihat pada tabel 1.

Tabel 1. Standar kuat tekan dan kuat patah genteng

Tingkat Mutu Kuat Tekan *

) (lbf/in2)

Kuat patah *) ( bf/inl 2)

1

11

111

2133,45

1137,84

568,92

1564,63

853,38

426,69

*) Kuat tekan dan kuat patah rata-rata dari minimum 6 buah genteng yang diuji. Sumber Departemen Pekerjaan Umum 1978

Abu terbang batu bara umumnya dibuang di landfill atau ditumpuk begitu saja di dalam area industri. Penumpukan abu terbang batu bara 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 umumnya abu terbang batubara digunakan

dalam pabrik semen sebagai salah satu bahan campuran pembuat genteng. 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 magnetik, cenosphere, dan karbon.

4) Bahan baku keramik, gelas, batu bata, dan refraktori.

5) Bahan penggosok (polisher)

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

Konversi abu terbang batubara menjadi zeolit dan adsorben merupakan contoh

pemanfaatan efektif dari abu terbang batubara. Keuntungan adsorben berbahan baku

abu terbang batubara adalah biayanya murah. Selain itu, adsorben ini dapat

digunakan baik untuk pengolahan limbah gas maupun limbah cair. Adsorben ini

dapat digunakan dalam penyisihan logam berat dan senyawa organik pada

pengolahan limbah. Abu terbang batubara dapat dipakai secara langsung sebagai

adsorben. Zeolit yang disintesis dari abu terbang batubara dapat digunakan untuk

keperluan pertanian. Zeolit banyak dikonsumsi dalam pemurnian air, pengolahan

tanah, dll. Zeolit dibuat dengan cara mengkonversi aluminosilikat yang terdapat pada

abu terbang batubara menjadi kristal zeolit melalui reaksi hidrotermal.

2.3.1. Sifat Fisika dan Kimia Abu Terbang (Fly Ash)

Komponen utama dari abu terbang batubara yang berasal dari pembangkit

listrik adalah silika (SiO2), aluminia (Al2O3), dan besi oksida (Fe2O3), sisanya adalah

karbon, kalsium, magnesium, dan belerang. Rumus empiris abu terbang batubara

adalah : Si1.oAlo.45Cao.51Na0.047Fe0.039Mg0.020K0.013Ti0.011.

Tabel 2. Komposisi Kimia Abu Terbang Batubara

Komponen Bituminous Sub bituminous Lignite

SiO2 20-60% 40-60% 15-45%

Al2O3 5-35% 20-30% 10-25%

Fe2O3 10-40% 4-10% 4-15%

CaO 1-12% 5-30% 15-40%

MgO 0-5% 1-6% 3-10%

SO3 0-4% 0-2% 0-10%

Na2O 0-4% 0-2% 0-6%

K2O 0-3% 0-4% 0-4%

LOI 0-15% 0-3% 0-5%

Sifat kimia dari abu terbang batubara dipengaruhi oleh jenis batubara yang

dibakar dan teknik penyimpanan serta penanganannya. Pembakaran batubara lignit

oksida lebih banyak daripada bituminus. Namun, memiliki kandungan silika,

alumina, dan karbon yang lebih sedikit daripada bituminos. Kandungan karbon

dalam abu terbang diukur dengan menggunakan Loss On Ignition Method (LOI) 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 0,075mm (Yoga P.dkk,2007). Kerapatan abu terbang

berkisar antara 2100 sampai 3000 kg/m3 dan luas area spesifiknya (diukur

berdasarkan metode permeabilitas udara Blaine) antara 170 sampai 1000 m2/kg (Yoga P.dkk,2007)

2.3.3 Sifaf Fisika Abu Terbang Batu Bara (fly ash)

Abu terbang memiliki karakteristik yang hampir mirip dengan semen.

Sifat fisika dari abu b terbang batu bara menurut ACI Manual of Concrete

Practive 1993 yaitu : specific gravity 2,2 - 2,8 dan ukuran butiran 1 μm - 1 mm (lolos ayakan 200 mesh -75 μm ). Sedangkan insur abu terbang yang berb eda terhadap semen adalah komposisi CaO. Pada semen koversional kadar

CaO sekitar 50% atau lebih , sedangkan pada abu terbang hanya sekitar 1 -

2%.Daya rekat semen sangat dipengaruhi oleh kadar CaO, hal ini menyebabkan

semen dapat cepat mengeras jika dicampur air ( pengaruh angka hidrolitas ).

Tahun 1989 abu terbang yang dihasilkan dari pembakaran batu bara di

seluruh dunia mencapai 440 milliar ton. Sementara tingkat pemamfaatan

Masih tergolong rendah. Dan abu terbang ini sendiri kalau tidak dimamfaatkan

akan menyebabkan pengrusakan pada lingkungan. Karenanya itu pemamfaatan

abu terbang batu bara dapat mendatangkan efek ganda pada tindak

dampak negative yang pengrusakan lingkungan dan sekaligus mengurangi

penggunaan semen portlad dalam pembuatan beton khususnya dalam hal ini

pembuatan genteng

2.4. Ampas tebu

2.4.1. Pengertian Ampas tebu

Ampas tebu yang dipergunakan adalah ampas tebu yang telah mengalami

proses ;penggilingan kelima kali. Ampas tebu sendiri merupakan hasil limbah

buangan yang berlimbah dari proses pembuatan gula (+30% dari kapasitas giling).

Secara garis besar, proses produksi dari tebu menjadi ampas tebu dapat dilihat pada

gambar berikut :

Gambar Proses Penggilingan Tebu

Ampas tebu yang berlimpah tersebut telah dimanfaatkan sebagai bahan bakar

pada ketel uap (pesawat untuk memproduksi uap pada suatu jumlah tertentu pada

setiap jamnya dengan suatu tekanan dan suhu tertentu pula besarnya) dimana energi

yang dihasilkan dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik tenaga uap.

Seiring dengan perkembangan jaman dan kemajuan teknologi, ampas tebu yang

dahulunya hanya digunakan sebagai abu gosok, sudah mulai dimanfaatkan dalam

industri bahan bangunan seperti:

1. Di Mesir telah diadakan penelitian bahwa ampas tebu dapat dimanfaatkan

sebagai komponen penyusunan dalam pembuatan keramik ..

2. Telah dicobakan pemanfaatan ampas tebu sebagai campuran semen dengan

perbandingan 1 semen : 12 ampas tebu, dan ternyata memberi hasil yang

lebih kuat, ringan dan tahan terhadap kondisi agresif, dan tentu saja

membutuhkan biaya yang lebih ekonomis. Telah dicoba dalam pembuatan

panil gypsum, dimana ampas tebu dipakai sebagai bahan tambah mampu

menghasilkan panil gypsum yang memiliki kuat lentur yang baik .

2.4.3. Komponen Penyusun Serat Ampas Tebu

Tanaman tebu yang sering kita lihat tidak hanya berisi air yang digunakan

sebagai bahan pembuat gula tetapi memiliki komposisi yang lebih kompleks yakni:

sacharose, zat sabut/fiber, gula reduksi dan beberapa bahan lainnya

Sabut yang terkandung dalam ampas tebu, tersusun dari beberapa komponen

penyusun yakni: cellulosa, pentosan, lignin dan beberapa komponen lain , seperti

dalam tabel berikut:

Tabel 3. Komponen Penyusun Sabut Ampas Tebu

No. Nama Bahan Jumlah (%)

1. Cellulose 45

2. Pentosan 32

3. Lignin 18

Sumber : Materials Handbook Thirteenth Edition, 1991

Sementara itu berdasarkan hasil penelitian dari beberapa orang ahli, diperoleh

komposisi unsur kimia dari ampas tebu sebagai berikut:

Tabel 4. Komposisi Unsur Kimia Ampas Tebu

N.Deer Tromp Kelly M.R Daries Gregory

Karbon 46,5 44 48,2 47,5 47,9 48,1

Hidrogen 6,5 6 6 6,1 6,7 6,1

Oksigen 46 48 43,1 44,4 45,5 43,3

Ash

(debu)

1 2 2,7 2 2,5

100 100 100 100 100 100

Sumber Hand OokofCaneSugar Engineering

Setelah diadakan penelitian, senyawa kimia yang terkandung dalam ampas

tebu adalah sebagai berikut:

Tabel 5. Senyawa Kimia Dalam Ampas tebu

Senyawa Jumlah (%)

SiO2 70,97

Al2O3 0,33

Fe2O3 0,36

K2O 4,82

Na2O 0,43

MgO 0,82

C7H10O3

C5H8O4

Sumber : Hasil analisa No 4246/LT AKI/XI/99 Oleh Team Afiliansi dan Konsultasi Industri ITS Surabaya

Dari data di atas, jelas sekali terlihat bahwa senyawa kimia yang dominan

adalah SiO2 (Silika) sebesar 70,97%. Komposisi tersebut menguntungkan ampas tebu

bila bahan ini akan digunakan sebagai bahan pengisi pada campuran aspal, serpti

yang diselidiki oleh OECD (Organization for Economic and Cooperation

Development). OECD menggunakan Fly Ash, dimana kandungan silika + 60%

(catatan: Silika yang terkandung dalam fly ash yang diproduksi bukit asam + 59,4%).

Penyelidikan tersebut membuktikan bahwa penggunaan fly ash sebagai bahan

pengisi yang notabene memiliki kandungan silika yang tinggi, bila dicampur secara

hotmix (campuran panas) dalam campuran Aspal Beton (Asphalt Concrete) akan

menghasilkan campuran dengan nilai stabilitas Marshall lebih dari 1500 Ibs (OECD,

1977)

2.5. Pasir

Pasir merupakan agregat halus yang terdiri dari butiran sebesar 0,14-5 mm, di

dapat dari batuan alam (natural sand) atau dapat juga dengan memecahnya (artificial

sand), tergantung dari kondisi pembentukan tempat terjadinya. Pasir alam dapat

dibedakan atas: pasir galian, pasir sungai, dan pasir laut.

Pasir merupakan bahan pengisi yang digunakan dengan semen untuk membuat

kekerasan pada produk bahan bangunan campuran semen

(www.b4tbgo.id//id/index.php).

2.6. Air

Air merupakan bahan dasar yang sangat penting dalam pembuatan beton

(genteng ). Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen serta menjadikan

bahan pelumas antara butiran - butiran agregat agar dapat mudah dikerjakan

dan dipadatkan. Tetapi perlu dicatat bahwa tambahan air untuk pelumas ini

tidak boleh terlalu banyak karena

2.7. Semen.

Semen portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara

menghaluskan klinker, terutama terdiri dari silikat - silikat kalsium yang

bersifat hidrolis dengan gips sebagai bahan tambahan (SK – SNIS – 04- 1989 –

F ). Semen portland merupakan bahan ikat untuk merekatkan butiran – butiran

agregat untuk terjadi suatu massa padat

2.8. Karakteristik Benda Uji. 2.8.1 Sifat Fisis

A. Porositas (Daya Serap)

Besar kecilnya penyerapan air oleh mortar dipengaruhi pori atau rongga yang

terdapat pada mortar. Semakin banyak pori yang terkandung dalam mortar maka

semakin besar pula penyerapan sehingga ketahanan akan berkurang. Rongga (pori)

yang terdapat pada mortar terjadi karena kurang tepatnya kualitas dan komposisi

rongga, karena terdapat air yang tidak bereksi dan kemudian menguap dan

menimbulkan rongga.

Daya serap air dirumuskan sebagai berikut ;

Penyerapan air =

kering sampel Berat

100% X kering sampel Berat jenuh sampel Berat

B. Densiti

Densitas adalah pengukuran massa setiap satuan volum benda. Semakin

tinggi densitas (massa jenis) suatu benda maka semakin besar pula massa setiap

volum.

Densitas rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total

volumnya. Sebuah benda yang memiliki densitas lebih tinggi akan memiliki volum

yang lebih rendah dari pada benda bermassa sama yang memiliki densitas lebih

rendah.

Densitas (massa jenis) berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki

massa jenis yang berbeda. Dan satu zat yang sama berapapun massanya dan

berapapun volumnya akan memiliki densitas yang sama pula. Oleh sebab itu

dikatakan bahwa massa jenis atau densitas merupakan ciri khas (sidik jari) suatu zat.

Untuk menghitung besarnya densitas dipergunakan persamaan matematis

berikut ;

V m =

ρ ...( 2.1). Dimana ; ρ = densitas (gr/cm3)

V = Volum (cm3)

2.8.2. Pengujian Fisik

1. Kekuatan Tekan (Compressive Strength)

Pemerikasaan 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 Compressive 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 :

A P_maks = C

: Tekan

Kekuatan σ ...(2.2) Pmaks adalah beban tekan maksimum ( N ) yang menyebabkan beban hancur

A = luas penampang ( m2 )

2. Kekuatan Patah

Kekuatan patah sering disebut Modulus of Rapture ( MOR ) yang

menyatakan ukuran ketahanan bahan terhadap tekanan mekanis dan tekanan panas

Persamaan kekuatan patah ( Banding Strength ) suatu bahan dinyatakan sebagai berikut : 2 bd 2 PL 3 Patah

Kekuatan = ( 2.3 )

Dimana P = gaya penekan ( N )

L = jarak 2 penumpuan ( m )

b dan d = dimensi sampel ( m )

3. Densitas dan Penyerapan Air

Untuk pengukuran densitas dan penyerapan air digunakan metoda

Archimedes dan dihitung dengan persamaan :

Densitas = Pair

W W W W k g b s ) ( −

− ( 2.4 )

Dimana Ws = berat sampel kering ( g )

Wb = berat sampel setelah direndam air ( g )

Wg = berat sampel digantung di dalam air ( g )

% 100 kering sampel berat kering sampel berat -jenuh sampel berat air

Penyerapan = x ( 2.5 )

P

L

b

d

22

2.9. Pemikiran Dasar.

Genteng beton merupakan bahan bangunan yang terbuat dari campuran

semen ,agregat,air dan dengan atau tanpa bahan tambah genteng dibuat

sedemikian rupa sehingga dapat digunakan sebagai bahan penutup atap.

Salah satu kelemahan genteng beton mempunyai sifat getas,dan kurang mampu

menahan tegangan tarik.(Dwiyono – 2000)Genteng beton merupakan bentuk aplikasi

sebagai bahan bangunan non structural secara otomatis memiliki kelemahan yang

sama.Upaya dalam memperbaiki sifat beton salah satunya dengan penambahan

bahan kedalam adukan mortar.Dalam hal ini peneliti menambahkan fly ash dan serat

tebu.

Penambahan serat tebu sebagai bahan pengisi dan fly ash sebagai subsitusi

semen bertujuan agar menghasilkan genteng yang ringan dan baenilai

ekonomis.Serat baggase yang dipergunakan jangan terlalu pendsek dan jangan terlalu

panjang karena akan menghasilkan genteng beton yang tidak standart.Serat baggase

yang terlalu pendek tidak akan mengikat bahan pengikat dan terlalu panjang juga

kurang efektif karena akan terjadi penggumpalan serat dan penyebaran serat tidak

merata (Sudarmoko. 1993)

Pemikiran ini sangat beralasankarena secara mekanik penambahan bahan

limbah akan mengisi ruang kosong (rongga) diantara butiran – butiran semen dan

secara kimiawi akan membirikan sifat hidrolik bebas.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Metodologi Penelitian

Bahan dasar yang terdiri dari semen pasir dan air dan penambahan limbah

fkly ash dan diayak dengan menggunakan ayakan ukuran 750 mesh. Pada saat yang

bersamaan, dilakukan juga penghalusan bahan aditif (serat ampas tebu) dengan

menggunakan saringan dengan ukuran 100 mesh

Materi bahan dasar dan bahan aditif yang lolos saringan 100 mesh (sudah

halus), kemudian dicampurkan dalam tiga alternatif komposisi perbandingan berat

yaitu 80:20; 70:30 . Selanjutnya, kedua materi bahan campuran tersebut dicetak

dengan demensi tertentu menjadi benda uji genteng beton dengan pengujian

density,daya serap air, kuat tekan dan kuat patah

3.2 Jenis Penelitian

Metode penelitian ini menggunakan penelitian experimen murni (true

experimen research).

3.3 Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian dilaksanakan di laboratorium Balai Penelitian Industri

Tanjung Morawa.

3.4 Waktu Penelitian

Seluruh rangkaian proses penelitian mulai dari persiapan dan pengambilan

bahan baku tahapan dan proses penelitian dilaksanakan di laboratorium balai

atau publikasi penelitian dilakukan dalam kurun waktu 6 bulan.Seluruh proses

dan tahapan penelitian dilakukan secara sistimatis dan konperhensif sesuai

dengan jadwal penelitian

3.5 Tahapan Pelaksanaan Penelitian

Penelitian yang dilakukan termasuk dalam penelitian eksperimen yang

berada pada skala laboratorium dengan tahapan - tahapan yang sesuai dengan

literatur seperti ditunjukkan pada skema gambar berikut :

.

3.6 Bahan dan Alat Penelitian

A. Bahan.

a. Air.

Air yang digunakan untuk pembuatan genteng beton berasal dari sumur bor ,

Yang berada dilokasi pembuatan genteng yaitu di laboratorium balai

i penelitian industri Tanjung Morawa.

Air diperlukan untuk mereaksikan dengan semen serta menjadi bahan pelumas

Mulai Persiapan Persiapan Bahan Alat dan Lokasi

Pembuatan Sample

Tahap Pelaksanaan, Penentuan Komposisi Sample dan Pencetakan

Uji Density, Daya Serap, Kuat Tekan, Kuat Patah dan Kekerasan

pelumas antara butiran – butiran agregat agar dapat mudah dikerjakan dan di

paat datkan.Tambahan air tidak boleh terlalu banyak karena kekuatan akan ren

dah, dan air untuk campuran mortar disesuaikan dengan syarat SK – SNIS - 04

- 1989 – F anatar lain :

- Air harus bersih

- Air tidak boleh mengandung garam lebih dari 2 gr /liter.

b.Semen.

Semen yang dipakai adalah semen portlan merek Semen Padang jenis I dengan

kemasan 50 kg. Semen portlan merupakan butiran – butiran agregat agar terja

di suatu massa yang padat.dan sesuai dengan SK- SNIS-04-1989-F.

c.Pasir.

Pasir yang pakai pasir Binjai dengan kondisi kering jenuh muka (SSD) lolos

ayakan 5 mm.Pasir merupakan agregat halus yang berasal dari sungai dan me

nurut SK –SNIS-04-1989-F pasir yang baik untuk bahan yaitu ;

-Agregat halus terdiri dari butiran tajam dan keras.

-Tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5 %.

d.Fly Ash.

Fly ash yang digunakan beras dari limbah PLTU Sibolga yang berwarna abu-

abu kebiruan yang merupakan sisa pembakaran .Fly ash merupakan

ponzolan buatan (Hidayat 1989).Karena sifat yang pozolanic fly ash dapat

dimanfaatkan untuk campuran genteng beton dan menghasilkan mutu yang lebih

baik dapat meningkatkan ketahanan /keawetan terhadap ion sulfat dan dapat

e.Serat Baggase.

Saerat baggase yang digunakan berasal dari PTPN Sei Semayang yang hasil

penggilingan kelima dalam keadaan kering jenuh muka (SSD) berwarna putih

kekuningan berupa lembaran helai benang yang dipotong dengan panjang

lebih kurang 1 – 2 cm dan berdiameter o,5 mm dengan persentase 2%,4%,6%,

8%,10%.

Benda Uji.

Pada penelitian ini dibuat dua macam benda uji genteng beton dengan jumlah,

setiap jenis benda uji 5 buah berbentuk balok dan 5 buah berbentuk kubus.

C. Alat Penelitian

1. Ayakan dengan diemeter 4,8 mm digunakan menganyak pasir

2 Timbangan digunakan untuk menimbang semua bahan yang diperlukan

3 Gelas ukur untuk mengukur banyaknya air yang diperlukan

4 Oven untuk mengeringkan bahan

5 Ember tempat mengaduk mortar

6 Picnometer digunakan untuk mencari berat jenis bahan

7 Mangkok pengaduk pasta mortar

8 Cetakan kubus dengan ukuran 5 x 5 x 5 cm dan cetakan balok ukuran,

8 x 5 x 3 cm.

9. Mesin uji tekan dan kuat patah dalam penelitian ini digunakan merk Univer

sal Tenting Machine (UTM)

Tabel 3.1. Komposisi semen 80% Fyl ash 20 % Pasir,Serat Baggase dan Air

Sampel Semen Fyl ash Pasir Serat bggs Air

I II III IV V 80%=144gr 80%=144gr 80%=144gr 80%=144gr 80%=144gr 20%=18gr 20%=18gr 20%=18gr 20%=18gr 20%=18gr 4=770gr 4=770gr 4=770gr 4=770gr 4=770gr - 2 % =8 gr 4 %=16gr 6%=24gr 8%=32gr 10%=40gr 75%=100gr 75%=100gr 75%=100gr 75%=100gr 75%=100gr

Limbah bekas yang disajikan mulai dari 2%,4%,6%,8%,10% dari berat pasir yang

digunakan

Sampel jenis A:

Tabel 3.2. Komposisi semen, fly ash, pasir dan air

Sampel Semen Fly ash Pasir Air

Io I II III IV V 100%=142gr 90%=128gr 80%=114gr 70%=99gr 60%=85gr 50%=71gr 0 % 10%=9gr 20%=18gr 30%=27gr 40%=36gr 50%=45gr

4 = 770 gr 4=770gr 4=770gr 4=770gr 4=770gr 4=770gr 60%=82gr 60%=82gr 60%=82gr 60%=82gr 60=82gr 60=82gr

Fly ash yang digunakan mulai dari 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, dari berat semen

yang dipakai.

Sampel Jenis C :

Tabel 3.3. Komposisi semen,70% fly ash 30%, pasir, serat baggase dan air

Pengikat/perekat Agregat

Sampel

Semen Fly ash Pasir Serat Bggse Air

I II III IV V 70%=99gr 70%=99gr 70%=99gr 70%=99gr 70%=99gr 30%=27gr 30%=27gr 30%=27gr 30%=27gr 30%=27gr 4=770gr 4=770gr 4=770gr 4=770gr 4=770gr 2%=8gr 4%=16gr 6%=24gr 8%=32gr 10%=40gr 75%=100gr 75%=100gr 75%=100gr 75%=100gr 75%=100gr

Fly ash yang digunakan adalah 10% dan 20% dari berat semen serta limbah ampas

3.7.2. Prosedur Penelitian

Skema penelitian

Sampel A

Pasir

Semen diayak Fly ash diayak Air

Penimbangan Mortar (campuran, pasir fly

ash, semen, air) Pencetakan

Pengerasan Pengujian

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

Sampel B

Pasir Baggase

semen Fly ash Air

Mortar

( Campuran: Pasir, Semen, Fly ash,Baggase Air)

Pencetakan

Sampel C:

Serat Baggase

Pasir Semen Fly ash Air

Panas

Mortar

( Campuran: Limbah ampas tebu, Pasir, Semen, Fly ash, Air)

Pencetakan

Pengeringan

Pengujian Air

Gambar 3.3 B C Skema Penelitian Sampel B dan C

3.7.3. Pencetakan Sampel

1. Jenis cetakan

Cetakan terdiri dari cetakan berbentuk balok dan kubus,dengan ukuran 15

x 3 x 3 cm untuk balok dan pengujia sampel secara density,serapan air dan

kuat patah sedangkan cetakan berbentuk kubus ukuran 5 x 5 x 5 cm sampel

yang dihasilkan untuk pengujian density, kuat patah serta kekerasan.Campuran

dapat dilihat di tabel 3.1(sampel. I, II, III, IV, V, VI, ) dan pada tabel 3.2 (I ,

II, III,IV, V, VI, VII, VIII ,IX, X ) Adukan dapat digunakanuntuk mencetak

2. Pencetakan Sampel

a. Sampel Berbentuk Balok

Timbang hasil adukan (mortar ) sebanyak 210 gram lalu masukkan

kedalam balok kemudian di dapatkan dengan menggunakan alat pemadat

Setelah dipadatkan dikeluarkan dari cetakan kemudian dikeringkan cetakan

secara alami tanpa dijemur panas matahari selama 28 hari

Selanjutnya dilakukan perngujian pada sampel

b. Sampel berbentuk kubus

Timbang hasil adukan ( mortar ) sebanyak 230 gram lalu masukkan

kedalam cetakan berbentuk kubus, kemudian padatkan dengan alat pemadat

Setelah padat keluarkan dari cetakan dikeringkan secara alami tanpa dijemur

cahaya matahari selama 28 hari

Pada proses pengeringan baik pada sampel balok maupun kubus yang

pertama kali mengering adalah bagian permukaan baru bagian dalam sampel

berdifusi, air dari bagian dalam disalurkan kepermukaan lalu menguap ,karena

difusi sangat berhubungan dengan suhu ( Peter A. Thornton dan Vito J.

Colangelo1985 ) Pengeringan dilakukan ditempat yang terperatur rendah (20 – 5

C) Selanjutnya siap dilakukan pengujian pada sampel

3.8 Karakteristik ( Pengujian )

3.8.1.Densitas (Density ) dan Serapan Air ( Water Absorbtion)

Pengujian genteng dilakukan setelah perawatan selama 28 hari sesuai dengan

peraturan yang tertera dalam SNI- 0447- 81 (Dwiyono 2000). Pengujian densitas

telah dibuat dilakukan dengan menggunakan prinsip Archimedes dan mengacu

pada standar ASTM C – 00 – 2005

Prosedur pengujian densitas :

1. Sampel balok dan kubus yang telah dikeringkan selama 28 hari ,

masing – masing ditimbang dengan menggunakan neraca ,dicatat sebagai

massa kering (Wk )

2. Setelah massa kering dicatat kemudian sampel balok dan kubus tersebut

direndam didalam air selama 24 jam

3. Setelah direndam selama 24 jam , kemudian sampel balok dan kubus

dikeluarkan dari dalam air selanjutnya ditiriskan hingga air tidak lagi

menetes dari sampel.

4. Setelah itu sampel balok dan kubus masing – masing ditimbang dengan

menggunakan neraca di catat sebagai massa basah (Wb )

5. Kemudian masing – masing sampel balok dan kubus ditimbang dengan

cara menggantungkan sampel dalam air dan tidak menyentuh alas

wadah air, dicatat sebagai massa dalam air ( Wda )

Dengan diperoleh nilai – nilai besaran massa kering,(Wk), massa basah

(Wb),massa dalam air (Wda) ,maka nilai density dan serapan air dapat dihitung

dengan menggunakan persamaan 2.3 dan persamaan 2.4

3.8.2. Kuat Tekan (Compressive strength)

Pengujian ini dilakukan untuk menentukan kuat tekan (compressive

strength). Beton dengan benda uji berbentuk kubus dengan ukuran 5 x 5 x 5 cm

Kuat tekan beton adalah besarnya beban persatuan luas yang

menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani dengan gaya tekan tertentu

yang dihasilkan oleh mesin tekan.Alat yang digunakan untuk menguji kuat

tekan adalah TORSEE′S UNIVERSAL TESTING MACHINE ( UTM )

berkapasitas 5000 kg dan pengujian dilakukan dengan mengacu pada standar

ASTM C – 270-2004 dan ASTM C – 780 serta SNI 03 – 6825 – 2002.

Prosedur pengujian melalui tahapan sebagai berikut :

1. Sampel kubus berukuran 5 x 5 x 5 cm dihitung luas permukaannya ( A

= sisi x sisi )

2. Sebelum pengujian alat ukur terlebih dahulu dikalibrasi dengan jarum

petunjuk berada tepat di angka nol.

3. Kemudian tempatkan sampel tepat berada di tengah – tengah pada

posisi pemberian gaya.

4. Arahkan switch on – of ke arah on , sehingga pembebanan akan begerak

secara otomatis dengan kecepatan konstan.

5. Ketika sampel telah pecah , arahkan switch pada posisi off , sehingga

motor penggerak akan berhenti. Kemudian catat besar gaya yang

ditampilkan pada panel display

6. Hitung nilai kuat tekan dengan persamaan 2.1

3.8.3. Kuat Patah

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kuat patah beton dari sampel uij

Yang berbentuk balok dengan ukuran 12 x 3 x 3 cm .Alat yang digunakan

berkapasitas 5000 kg.Pengujian dilakukan dengan mengacu pada ASTM C 133 –

97 dan ASTM C 348 – 2002

Prosedur pengujian melalui tahapan sebagai berikut :

1. Atur jarak titik tumpu sebesar 10 cm sebagai dudukan sampel .

2. Alat ukur terlebih dahulu dikalibrasi dengan jarum penunjuk tepat pada

angka nol.

3. Tempatkan sampel tepat berada di tengah pada posisi pemberian

gayadan arahkan tombol on – off ke posisi on sehingga pembebanan

akan bergerak secara otomatis.

4. Ketika sampel uji patah arahkan tombol ke posisi off agar motor

penggerakerhenti.Kemudian catat besar angka yang ditampilkan pada

panel display .

5. Hitung nilai kuat patah dengan menggunakan persamaan 2.2

3.8.4 Kekerasan

Kekerasan suatu bahan adalah ketahanan (daya tahan ) suatu bahan

terhadap daya benam dari bahan lain yang lebih keras dan dibenamkan

kepadanya.Pengujian kekerasan dilakukan untuk kekerasan bahan dan data yang

didapat sangat penting di dalam proses perlakuan panas,juga mempunyai

kolerasi dengan nilai tegangan – regangan pada uij tekan.Uji kekerasan dapat

dilakukan dengan beberapa metode antara lain :Brinell,Rockwell, dan Vickers,

ketiga metode tersebut memiliki perbedaan pada jenis material dan bentuk

indentor atau penetratot ( benda yang dibenamkan ke benda uji) dan juga ketiga

34

kekerasan Brinell, Rockwell, dan Vickers terlampir ). Pada penilaian ini

pengujian sampel genteng menggunakan metode Brinell menggunakan alat

EQUOTIP HARD NESS TESTER yang memiliki nomor seri SN 716 –

0915.Vers. 16. jenis portable

Cara pengujian :

1. Siapkan sampel genteng dengan syarat permukaannya harus rata .

2. Hindarkan permukaan sampel terhadap pengaruh panas dan dingin.

3. Letakan tapak indentor pada permukaan sampel dan tekan secara tegak

lurus.

4. Baca nilai kekerasan pada monitor alat.

3.8.5. Foto Mikroskopik

Foto mikroskopik yang dilakukan pada sampel genteng bertujuan untuk

mengamati struktur dari material yang digunakan dan untuk mengamati ada

atau tidak ikatan antar partikel secara kohesif. Pengamatan pada mikroskop

dilakukan dari sampel genteng yang mengalami uji patah, karena diharapkan

dapat diamati adanya ikatan tersebut.

Pemgamatan dilakukan dengan menggunakan mikroskop optik dengan ukuran

100 kali untuk sampel genteng yang menggunakan fly ash 30 % dari volume

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Memanfaatkan Limbah Abu Terbang Batubara (fly ash) Dalam Pembuatan Genteng.

Fly ash adalah material yang berasal dari sisa pembakaran. Batubara yang

tidak terpakai dan kebanyakan dihasilkan dari pembangkit listrik tenaga uap

(PLTU) yang dapat mencapai satu (1 juta) ton per tahun (Paul dan

Antoni,2007).

Material ini mempunyai kadar semen yang tertinggi dan mempunyai sifat

pozzolanik.Sebagian besar terdiri dari SiO2, Al2O3, Fe2O3, dan CaO. Kandungan

inilah yang dijadikan dasar oleh peneliti untuk menggunakan abu terbang

batubara dalam pembuatan genteng.

Setelah genteng dicetak dan berumur 28 hari, dilakukan pengujian yang

meliputi : density , daya serap, kuat tekan, kekerasan , dan analisa mikrostruktur.

4.1.1 Hasil Pengukuran Density .

Nilai density sangat ditentukan oleh jumlah persentase dari material yang

digunakan.Hasil pengukuran density dari sampel genteng yang memiliki

komposisi semen, pasir, air, fly ash seperti pada grafik 4.a. dengan komposisi

1.72 1.69 1.74 1.76 1.73 1.77 1.5 1.55 1.6 1.65 1.7 1.75 1.8 1.85 1.9 1.95 2 0. 5 0 0. 5 5 0. 6 0 0. 6 5 0. 7 0 0. 7 5 0. 8 0 0. 8 5 0. 9 0 0. 9 5 1. 0 0 Densi ty ( g r/ d m 3) Konsentrasi Semen(?)

Grafik Density VS Konsentrasi Seme

Series1 Power (Series1)

Gambar 4.1 .Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan Densitas Untuk Penggunaan Fly Ash 0 % ,5 %,10 %,20 %,30 %,40 % dan 50 % dari volume Semen .

Pada gambar 4.1 terlihat bahwa setekah sampel genteng berumur 28 hari

nilai densitasnya dari ke enam variasi campuran yang berbeda yaitu pada

penggunaan fly ash 0%, 10%,20%,30%,40%,50% dari volume semen

menunjukkan perbedaan yang kecil.nilai densitas dari sampel genteng berkisar

antara 1,67 g/cm3 – 1,76 g/ cm3.. Dalam hal ini peneliti mengambil nilai densitas

yang akan dipariasikan dengan limbah serat ampas tebu (baggase) adalah untuk prosentase 70 % dan 80 % semen dengan komposisi campuran seperti tabel

1.91 1.84 1.74 1.60 1.66 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 0. 00 0. 20 0. 40 0. 60 0. 80 1. 00 D e nsity (g r/ dm 3) KonsentrasiSerat Baggase(%)

Grafik  Density VS Konsentrasi Serat Ampas  Tebu

Gambar 4.2. Grafik Hubungan Prosentase Baggase dengan Densitas Untuk Penggunaan

Fly Ash 20 % dari Volume Semen dan komposisi Baggase 2%,4%,6%,8%,10% dari Volume

Pasir.

Dari gambar 4.2 terlihat bahwa densitas sampel genteng yang menggunakan fyl ash 20 % dari volume semen dan baggase yang diisikan sebanyak 2%,4%,6%,8% dan 10% dari volume pasir cendrung menurun jika dibandingkan dengan densitas sampel genteng sebelum diisi dengan serat ampas tebu ( baggase ),yaitu sekitar 1,69 g/cm3 – 1,72 g/cm3.. Hal ini disebabkan karena berat jenis fyl ash = o,66 g/cm3 lebih kecil dari berat jenis semen = 1,04 g/cm3 dan berat jenis baggase = 0, 35 g/cm3 dan juga lebih kecil dari berat jenis air = 1,41 g/cm3

4.1.2. Hasil Pengukuran Serapan Air ( Water Absorbtion )

Serapan air sangat dipengaruhi oleh rongga - rongga udara yang terdapat

dalam sampel genteng,sedangkan rongga – rongga udara tergantung pada

kwalitas pemadatan.Semakin banyak rongga – rongga berarti semakin banyak

dan akhirnya sangat mempengaruhi kuat tekan dari genteng. Pengukuran

serapan air pada sampel genteng mnggunakan prinsip Archimedes.

Hasil pengukuran serapan air pada sampel genteng yang menggunakan fly ash 0 % , 5 % , 10 %, 15 % ,20 %, 25 %, dari volum semen dengan komposisi

campuran seperti pada tabel 3.1 di tunjukkan gambar 4.3

1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2

0.2 0.4 0.6 0.8 1

De

n

s

it

y

(

g

r/

d

m

3)

Konsentrasi Serat Baggse (%)

grafik densitasVS Serat Baggse

Gambar 4.3 Grafik hubungan prosentase Baggase dengan densitas untuk penggunaan FLY Ash 30 % Dari Volume semen dan Komposisi Baggase 5 %, 19 %, 15 %, 20 %,25 % Dari Volume Pasir

Nilai densitas untuk penggunaan fly ash 30 % dari volume semen sedikit mengalami peningkatan jika dibandingkan dengan penggunaan fly ash 20 % dari volume semen ( seperti gambar 4.3. ) . Hal ini dapat terjadi karena semakin meningkatnya kepadatan dari sampel genteng akibat penambahan prosentase penggunaan fly ash sehingga nilai densitas berkisar antara 1,71 g/cm3 – 1,74 g/cm3..

Maka dapat disimpulkan bahwa penyebab naiknya densitas dari sampel genteng dengan berbagai vasiasi campuran dapat diakibatkan karena pengaruh dari limbah serat ampas tebu (baggase) yang memiliki densitas lebih besar dibandingkan dari fly ash maupun densitas semen

4.1.3. Hasil Pengukuran Serapan Air ( Water Absorbtion )

Serapan air sangat dipengaruhi oleh rongga - rongga udara yang terdapat

dalam sampel genteng,sedangkan rongga – rongga udara tergantung pada

kwalitas pemadatan. Semakin banyak rongga – rongga berarti semakin banyak

mengamndung udara yang berarti serapan air yang dialami sampel genteng

dan akhirnya sangat mempengaruhi kuat tekan dari genteng. Pengukuran

serapan air pada sampel genteng mnggunakan prinsip Archimedes.

Hasil pengukuran serapan air pada sampel genteng yang menggunakan fly ash 0 % , 5 % , 10 %, 15 % ,20 %, 25 %, dari volum semen dengan komposisi

campuran seperti pada tabel 3.1 di tunjukkan gambar 4.4.

9.55 10.71 10.53

10.38 11.54

11.6

9 9.5 10 10.5 11 11.5 12

0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00

Ser

a

pan

ai

r

(%

)

Konsentrasi Semen(?)

Grafik Serapan Air VS Konsentrasi Semen

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan Serapan Air Untuk Penggunaan Fly Ash 0 %, 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 % dari Volum Semen

Nilai serapan air dari gambar 4.4 di atas berkisar antara 9,55 % - 11,60 % Nilai serapan air untuk sampel genteng yang menggunakan 20 % dari volume semen dengan komposisi campuran seperti pada tabel 3.2 ditunjukkan oleh gambar 4.5.

15.10 14.87 15.84 17.20 18.23 10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14 14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.5 18 18.5 19 19.5 20 0. 00 0. 20 0. 40 0. 60 0. 80 1. 00 Ser a pan Ai r (% )

Konsentrasi Serat Baggase(%)

Grafik Serapan Air VS Konsentrasi Serat Ampas Tebu

Gambar 4.5 Grafik Hubungan Prosentase Baggase dengan Serapan Air Untuk Penggunaan Fly Ash 20 % dari Volum Semen dan Komposisi Baggase 2 %, 4 %, 6 %, 8 %, 10 %, dari Volum Pasir

Dari penambahan baggase pada campuran semen, pasir, air, dan fly ash ternyata dapat meningkatkan serapan air pada sampel genteng , karena kandungan air pada sampel lebih diserap dengan adanya penambahan serat ampas tebu. Nilai serapan air pada gambar 4.5 berkisar 15.10 % - 18.23 % . Nilai serapan air untuk sampel genteng yang menggunakan fly ash 30 % dari volume semen dengan komposisi campuran dapat dilihat pada tabel 3.2 ditunjukkan gambar 4.6

16.22 16.23 15.87 17.87 18.08 10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14 14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.5 18 18.5 19 19.5 20 0. 00 0. 10 0. 20 0. 30 0. 40 0. 50 0. 60 0. 70 0. 80 0. 90 1. 00 Ser a pan Ai r (% )

Konsentrasi Serat Baggse (%) Grafik Serapan Air VS Konsentrasi Serat

Baggase

Gambar 4.6 Grafik Hubungan prosentase Dengan serapan Air untuk Penggunaan Fly Ash 30 % dari Volum Semen dan Komposisi Baggase 2 %, 4 %, 6 %, 8%, dan 10 % dari Volum Semen

Untuk sampel genteng yang mendapat tambahan fly ash 30 % dari volume semen ternyata tidak banyak banyak mengalami perubahan pada nilai serapan air, bahkan cendrung naik.. Nilai serapan air pada gambar 4.6 bekisar 16.22 % - 18.08 %. Kesimpulan dari hasil pengukuran serapan air pada sampel genteng dapat dinyatakan bahwa penyebab naiknya serapan air disebabkan karena adanya perbedaan bentuk partikel besarnya rata – rata mau pun luas permukaan dari limbah ampas tebu dibandingkan dengan fly ash dan semen, sehingga mengakibatkan timbulnya rongga – rongga yang lebih banyak pada sampel genteng tersebut.

4.1.4. Hasil Pengujian Kuat Tekan ( Compressive Strength ).

Pengujian kuat tekan dilakukan untuk menentukan kuat tekan sampel genteng dengan sampel uij berbentuk kubus setelah berumur 28 hari .Hasil pengujia kuat tekan untuk penggunaan fly ash dengan komposisi campuran 0 %, 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 % seperti pada tael 3.1 ditunjukkan gambar 4.7.

10.57 9.64 9.53

8.62 7.76

6.90 6.5

7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11

0.

50 0.55 0.60 0.65 0.70 750. 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00

K

u

at

Tekan

(

M

Pa)

Konsentrasi Semen(?) Grafik Kuat Tekan VS Konsentrasi

Semen

Gambar 4.7 Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan Kuat Tekan Untuk Penggunaan Fly Ash 0 %,5 %, 10 %, 15 %, 20 %,25 % Dari Volume semen

Hasil pengujian kuat tekan sampel genteng yang menggunakan fly ash 0 %, 5 %, 10 %, 15 %, 20 % dan 25 %, menunjukkan adanya perubahan kuat tekan yang siknifikan pada prosentase 10 % dan 20 . Nilai optimum untuk komposisi seperti tabel 3.1 terjadi pada prosentase 70 % dan 80 % ,nilai inilah yang dijadikan dasar oleh peneliti untuk mengkombonasikan campuran semen, pasir, air, dan fly ash, dengan baggase untuk melihat apakah komposisi tersebut dapat menghasilkan genteng yang baik . Nilai kuat tekan gambar 4.7 berkisar 4,82 MPa - 5,06 MPa.

Hasil pengujian kuat tekan sampel genteng yang menggunakan fly ash 80 % dari volume pasir seperti pada tabel 3.2 diperlihatkan oleh gambar 4.8.

1.93 2.82 3.10 3.78 3.94 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 0. 00 0. 20 0. 40 0. 60 0. 80 1. 00 K u at T eka n (M pa)

Konsentrasi Serat Baggase (%)

Series1

Power (Series1)

Grafik Kuat Tekan VS Konsentrasi Serat Ampas Tebu

Gambar 4.8 Grafik Hubungan prosentase Serat Baggase dengan Kuat Tekan Untuk Penggunaan Fly Ash 20 % dari Volum Semen dan Komposisi Serat Baggase 2 %, 4 %, 6 % 8 % dan 10 % Dari Volum Pasir

Grafik gambar 4.8 menunjukkan adanya peningkatan kuat tekan dari sampel genteng yang menggunakan fly ash 80 % dari volum semen engan komposisi serat baggase 2%,4%,6%,8%,10%, dari volum pasir ,terutama prosentase serat baggase 20 % sampai 10% % .Hal ini disebabkan rongga- rongga antara pasir,semen, fly ash, diisi oleh lembaran – lembaran serat baggase. Nilai kuat tekan dari gambar 4.8, berkisar antara 1.93 MPa – 3.94 MPa . Pada pengujian kuat tekan sampel genteng yang menggunakan fly ash 30 % dari volume semen dan serat baggase seperti tabel 3,2 menghasilkan grafik yang ditunjukkan oleh gambar 4.9.

4.30 4.12 5.06 5.17 5.25 4 4.2 4.4 4.6 4.8 5 5.2 5.4 5.6 5.8 6 0. 00 0. 20 0. 40 0. 60 0. 80 1. 00 1. 20 K u at T e ka n (M pa)

Konsentrasi Serat Baggse (%)

Grafik Kuat Tekan VS Konsentrasi Serat Baggse

Gambar 4.9. Grafik Hubungan Prosentase Serat Baggase dengan Kuat Tekan Untuk Penggunaan fly ash 30 % dari Volum Semen dan Komposisi Serat Baggse 2 %, 4 %, 6 % 8%, dan 10 % dari volum pasir

Dengan penambahan fly ash pada sampel genteng untuk gambar 4.9 ternyata semakin meningkat kuat tekan terutama pada prosentase 2%,4%,6%,8%, dan 10% .Nilai kuat tekan berkisar 4.12 MPa – 5.20 MPa. Dari hasil pengujian kuat tekan pada sampel genteng dapat disimpulkan bahwa peningkatan kuat tekan terjadi akibat adanya penggunaan limbah fly ash dan limbah serat baggase. Pertambahan kuat tekan mortar semen portland adalah berbanding lurus dengan pertambahan rasio gel/ruang,tidak tergantung pada umur, faktor semen, air mau[un densitas semen.Rasio gel/ruang adalah angka padatan produksi hidrasi dibagi ruang yang tersedia.Dengan kata lain rasio ini adalah representasi dari porositas kapiler dari pasta (P. Nugraha dan Antoni, 2007 : 184 ).Porositas dari mortar sangat menentukan kekuatan produk .Sebelum hidrasi mulai, ruang yang tersedia terisi air, volume semen yang terhidrasi dan pori kapiler yang masih tersisa. Penggunaan fly ash sebagai pengganti sebagian semen dan penggunaan serat baggase sebagai filter akan menunda lebih lanjut perkembangan hidrasi mortar,khususnya untuk elemen yang tebal.Pada sangat hidrasi terbentuk gel CSH yang berasal dari campuran fly

ash dan serat baggase yang akan mengisi ruang antar partikel yang menyebabkan pasta menjadi padat dan kaku.Pembentukan lebih lanjut akan mengisi pori –pori kapiler sehingga porositas pasta menurun dan kuat tekan bertambah.Kekuatan motar disebabkan oleh gaya kohesi antar partikel gel yang mengkristal dengan ikatan kimia.Dengan demikian kekuatan mortar akan dipengaruhi oleh banyaknya ikatan per volume, kekuatan ikatan dan kekuatan partikel gel itu sendiri.

4.1.4. Hasil Pengujian Kuat Patah ( Bending Strength )

Pengujian kuat patah dilakukan pada sampel genteng yang berbentuk balok berukuran 12 x 3 x 3 cm.Untuk sampel yang menggunakan fly ash 0 %, 5 %,10 %,15 %,20 %,25 % dan 30 %, dari volume semen seperti pada tabel 3.1 dan hasil pengujian dapat dilihat pada gambar 4.10.

2.7 2.25 2.53 2.3 2.18 1.8 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 0. 50 0. 55 0. 60 0. 65 0. 70 0. 75 0. 80 0. 85 0. 90 0. 95 1. 00 K u a t P a ta h (M P a ) Konsentrasi Semen(?)

Grafik Kuat Patah VS Konsentrasi Semen

Gambar 4.10.Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan Kuat Patah Untuk Penggunaan fly ash 0 %, 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, dan 30% dari Volume Semen

Hasil pengujian kuat patah pada sampel genteng berbentuk genteng yang menggunakan fly ash 0 %,5%, 10 %, 15 %, 20 %,25 %, dan 30 %, dari volume semen , tampak bahwa kuat patah tertinggi terjadi pada prosentase semen 100% dan terendah pada 30 % . Sedangkan nilai optimum kuat patah ketika campuran menggunakan fly ash terjadi pada prosentase semen 70 % dan

80 %. Nilai kuat patah dari gambar 4.10. berkisar antara 1,50 MPa – 1,65 MPa. Pada pengujian sampel genteng yang menggunakan fly ash 20 % dari volume semen dan komposisi serat baggase 2%,4%,6%,8% dan 10% dari volume pasir seperti pada tabel 3.1. hasilnya ditunjukkan oleh gambar 4.11.

1.90 2.00 2.30 2.70 3.20 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5 2.7 2.9 3.1 3.3 3.5 0. 00 0. 20 0. 40 0. 60 0. 80 1. 00 K u at Patah (M pa)

Konsentrasi Serat Baggase (%)

Grafik Kuat Patah VS Konsentrasi Serat Baggse

Gambar 4.11. Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan Kuat Patah untuk Penggunaan Fly Ash 20 % dari Volum Semen dan Komposisi Serat Baggase Baggse 2 %, 4 %, 6 % 8%, dan 10% dari Volum Pasir.

Dari gambar 4.k tampak bahwa setelah penambahan serat baggase pada campuran semen, pasir, air, dan fly ash kuat patah sampel mengalami peningkatan jika dibandingkan dengan sampel pada gambar 4.11. Nilai kuat patah berkisar 1.90 MPa – 3.20 MPa

Hasil pengujian kuat patah pada sampel genteng yang menggunakan fly ash 30 % dari volum semen dan komposisi serat baggase 2%,4%,6%,8%,10% dari volume pasir ditunjukkan pada gambar 4.12

2.13 2.24 2.30 2.42 2.70 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 0. 00 0. 20 0. 40 0. 60 0. 80 1. 00 Kua t Pa ta h (M pa )

Konsentrasi Serat Baggase (%)

Grafik Kuat Patah VS Konsentrasi Serat Baggse

Gambar 4.12. Grafik Hubungan Prosentase Serat Baggase dengan Kuat Patah Untuk Penggunaan Fly Ash 30 % dari Volum Semen dan Komposisi Serat Baggase 2 %, 4 %, 6 % 8%, dan 10% dari Volum Pasir.

Hasil pengujian kuat patah sampel genteng dari gambr 4.12. tampak bahwa setelah komposisi campuran mendapatkan penambahan fly ash menjadi 30 % dari volume semen,kuat tekan kembali menurun ,nilia kuat patah berkisar antara 2.13 MPa – 2.70 MPa .Hal ini terjadi karena kandungan kapur pada fly ash terutama untuk fly ash kelas C yang memiliki kandungan kapur tinggi.Oleh karena itu penambahan prosentase dari fly ash harus diperhatikan karena dapat menyebabkan penurunan kekuatan genteng.

4.1.5. Hasil Pengujian Kekerasan ( Hardness )

Dari hasil pengujian kekerasan pada sampel genteng berbentuk kubus di peroleh data dalam bentuk grafik seperti gambar 4.13 ,gambar 4.14 gambar 4.13.

288 253 227 216 210 206 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 0. 50 0. 55 0. 60 0. 65 0. 70 0. 75 0. 80 0. 85 0. 90 0. 95 1. 00 K e ker asa n ( B H N ) Konsentrasi Semen(%)

Grafik Kekerasan VS Konsentrasi Semen

Gambar 4.13 Grafik Hubungan prosentase Semen dengan Kekerasan Untuk penggunaan Fly Ash 0 %, 10 %, 20 %,30 %, 40 %,50 % Dari Volume Semen.

123 134 153 126 143 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 0. 0 0 0. 2 0 0. 4 0 0. 6 0 0. 8 0 1. 0 0 1. 2 0 K eker as a n ( B H N )

Konsentrasi Serat Baggase (%)

Grafik Kekerasan VS Konsentrasi Serat Baggase

Ganbar 4.14. Grafik Hubungan prosentase Serat Baggase dengan Kekerasan Untuk Penggunaan Fly Ash 20 % dari Volume Semen dan Komposisi Serat Baggase 2 %, 4 %, 6 % 8%, dan 10% dari Volume Pasir

127 134 156 160 174 50 70 90 110 130 150 170 190 210 230 250 0. 0 0 0. 2 0 0. 4 0 0. 6 0 0. 8 0 1. 0 0 1. 2 0 K eker a sa n ( B H N )

Konsentrasi Serat Baggse(%)

Grafik Kekerasan VS Konsentrasi Serat Baggse

Gambar 4.15 Grafik Hubungan Prosentase Dengan Kekerasan Untuk Penggunaan 30 % dari Volume Semen dan Komposisi Serat Baggase 2 %, 4 %, 6 % 8%, dan 10% dari Volume Pasir.

Hasil pengujian kekerasan pada sampel genteng gambar 4.13. menunjukkan nilai kekerasan pada prosentase semen 70 % adalah 127 (BHN) = 122 (VHN) dan nilai kekerasan pada nilai 80 % 127 (BHN) = 133,3 (VHN).Ketika komposisi semen, pasir, air , dan fly ash ditambahkan serat baggase pada prosentase 2%, 4%, 6%, 8%, kekerasan sampel tidak menunjukkan adanya kenaikan ataupun penurunan nilai kekerasan yang signifikan kecuali pada prosentase serat baggase 10 % nilai kekerasan meningkat menjadi 150 (BHN) =157,2 (VHN). Kemudian sampel genteng pada gambar 4.16 ditambahkan lagi fly ash 30 % sehingga penggunaan semen 70 % maka tampak grafik pada prosentase serat baggase 10 % kekerasan 1 BHN = 163 VHN dan 6 % kekerasan 158 BHN = 166 VHN nilai kekerasan mengalami peningkatan jika dibandingkan dengan nilai kekerasan pada prosentase 10 % grafik gambar 4.14. Hal ini dapat terjadi karena penambahan fly ash dan limbah serat baggase pada adukan mortar menyebabkan pori - pori dari pasta semen dan pasir terisi padat oleh butiran - butiran limbah tersebut.

4.1.6. Hasil Foto Mikroskopik.

Foto mikroskopik yang dilakukan pada sampel genteng bertujuan untuk mengamati ada atau tidak ikatan yang terjadi antar material yang digunakan.Hasil mikroskopif dari sampel genteng dapat dilihat pada daftar gambar.

Hasil pengamatan dari gambar yang merupakan hasil foto mikroskopik menunjukkan bahwa baik butir fly ash ( abu - abu ) mau pun lembaran - lembaran serat baggase tersebar merata pada bidang genteng, yang berarti ikatan antar partikel terjadi dengan baik.

4.2. Komposisi Optimum untuk Menghasilkan Genteng yang Baik

Genteng yang baik adalah memiliki permukaan rata dan saling tegak lurus

serta mempunyai kuat tekan yang tinggi. Kekuatan genteng yang dipengaruhi oleh

komposisi, kualitas dan perlakuan terhadap material penyusunnya. Menurut PUBI –

(1982) bahwa, "permukaan genteng harus mulus, berumur minimal satu bulan, pada

waktu pemasangan harus sudah kering, berukuran panjang + 400 mm, lebar + 200

mm dan tebal + 10 - 20 mm, penyerapan air rata-rata maksimum 25% untuk mutu B2

dan 35 untuk mutu B1, kuat tekan antara 2-7 N/mm2.

Hasil dari pengujian yang dilakukan pada sampel genteng, serapan air dari

sampel yang menggunakan fly ash 0% - 50% dari volume semen berkisar antara 9,55% - 11,00 %. Nilai serapan air optimum dihasilkan oleh sampel yang

menggunakan fly ash dari volume semen, yaitu 11,60%.

Untuk sampel genteng yang menggunakan fly ash 20% dan tambahan limbah SBG 2%,4%,6%,8%,10% dari volume pasir menghasilkan serapan air yang berkisar

antara 15.10%-18.23%., Nilai serapan air optimum dihasilkan oleh sampel yang

menggunakan fly ash 20% dan baggase 6%, yaitu 15.84%.

Untuk sampel genteng yang menggunakan fly ash 30% dari volume semen dan serat baggase 2%-10% dari volume pasir menghasilkan serapan air yang berkisar

antara 16.22%-18.08%. Nilai serapan air optimum dihasilkan oleh sampel yang

menggunakan fly ash 30% dan serat baggase 10%, yaitu 16,22%.

Sedangkan kuat tekan yang dihasilkan oleh sampel genteng untuk

penggunaan fly ash 0%-50% berkisar antara 2,27 Mpa – 3,19 Mpa. Kuat tekan optimum dihasilkan oleh sampel yang menggunakan fly ash 30%, yaitu 3,19 Mpa.

Kuat tekan yang dihasilkan oleh sampel genteng yang menggunakan fly ash

20% dari volume semen dan serat baggase 2%-10% dari volume pasir, berkisar

antara 1.93Mpa – 3.94 Mpa. Kuat tekan optimum dihasilkan oleh sampel yang

menggunakan fly ash 20% dan serat baggase yaitu 4,31 Mpa.

Kuat tekan yang dihasilkan oleh sampel genteng yang menggunakan fly ash

30% volume semen dan serat baggase 2% - 10% dari volume pasir, berkisar antara

3.09 Mpa -4.32 Mpa. Kuat tekan optimum dihasilkan oleh sampel yang

menggunakan fly ash 30% dan 10%, yaitu 4.32 Mpa.

4.3. Besar Pengaruh Abu Terbang Batubara ( Fly Ash ) dan Limbah Abu Serat Ampas Tebu (Baggase) terhadap Karakteristik Genteng.

Dari keterangan pada poin 4.2 di atas, terjadinya peningkatan serapan air dan

kuat tekan pada sampel genteng menunjukkan adanya pengaruh penambahan limbah

fly ash dan baggase. Beberapa pengaruh tersebut antara lain mengurangi pemakaian semen, mengurangi temperatur akibat reaksi hidrasi, mengurangi beleeding. Fly ash

Gambar: B.9. Alat uji Tekan Gambar: B.9. Alat uji Patah (UTM = Universal Testing Machine) (UTM = Universal Testing Machine)

Gambar: B.10. Alat ukur Kekerasan Gambar: B.10. Alat foto Mikroskopik ( Equotip Hardness Tester ) (Rax Vision Material Plus Vesion 4.1

LAMPIRAN C.

DAFTAR PERHITUNGAN KONVERSI BANYAK BAHAN (STOF) DAN HAWA (LUCHT) SERTA AIR YANG DIBUTUHLAN

UNTUK PEMBUATAN ADUKAN/ PEREKAT (SPESIE)

A B C A + C

No Nama Bahan Bangunan Bahan Sesungguhnya (Vestestof) ( % ) Hawa Bagian Yang Kosong (Lucht)

Air Bahan Perekat

Basah

Keterangan

1 2 3 4 5 6 7

1. Kapur Koral 0.34 0.66 0.18 0.52

2. Kapur batu gamping

0.325 0.675 0.225 0.55

3. PC.(Portland Cement)

0.51 0.49 0.25 0.76

4. Trass (Muria) 0.48 0.52 0.25 0.73 5. Semen Merah

(S.M)

0.57 0.43 0.175 0.745

1 ltr. PC = 1.25 Kg 1 kantong = 50 Kg a 40 liter

6. Pasir 0.60 0.40 0.075 0.675

7. Batu kricak/ kerikil

0.52 0.48 0.-- 0.52 Satu dan

lainnya menurut jenis 8. Pecahan bata

merah

Contoh Perhitungan : 1 M 3 campuran : 1 Semen : 4 Pasir : 0.6 Air

1 M 3 Semen P.C = 1 x 0.76 M 3 = 0.76 M 3 4 M 3 Pasir = 4 x 0.675 M 3 = 2.7 M 3

Jadi banyak bahan yang dibutuhkan untuk 1 M 3 adalah : (Dalam Besaran Volume) 46 . 3 0 . 1

x 1 M 3 Semen P.C x 0.76 = 0.289 M 3

46 . 3 0 . 4

x 1 M 3 Pasir x 0.675 = 0.780 M 3

46 . 3 6 . 0

x 1 M 3 Air x 0.001 M 3 = 0.0002 M 3

J u m l a h = 1.069 M 3

Selanjutnya untuk perbandingan berat atau massa; maka masing-masing bahan dikalikan dengan massa jenisnya.