Pembuatan Paving Block Dengan Menggunakan Limbah Abu Boiler PKS Gunung Bayu Sebagai Bahan Pengisi Dengan Perekat Alternatif Limbah Fly Ash PLTU Sibolga

PEMBUATAN PAVING BLOCK

DENGAN MENGGUNAKAN LIMBAH ABU BOILER

PKS GUNUNG BAYU SEBAGAI BAHAN PENGISI DENGAN

PEREKAT ALTERNATIF LIMBAH FLY ASH PLTU SIBOLGA

TESIS

Oleh S A M I J O. 087026029 / FIS.

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2010

PEMBUATAN PAVING BLOCK

DENGAN MENGGUNAKAN LIMBAH ABU BOILER

PKS GUNUNG BAYU SEBAGAI BAHAN PENGISI DENGAN

PEREKAT ALTERNATIF LIMBAH FLY ASH PLTU SIBOLGA

TESIS

Diajukan sebagai salah satu syarat Untuk memperoleh gelar Magister Sains Dalam Program Studi Magister Fisika pada

Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara

Oleh SAMIJO 087026029/FIS

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2010

PENGESAHAN TESIS

Judul Tesis : PEMBUATAN PAVING BLOCK DENGAN MENGGUNAKAN LIMBAH ABU BOILER

PKS GUNUNG BAYU SEBAGAI BAHAN

PENGISI DENGAN PEREKAT ALTERNATIF

LIMBAH FLY ASH PLTU SIBOLGA

Nama Mahasiswa : SAMIJO. NIM : 087026029.

Program Studi : Magister FISIKA.

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Menyetujui Komisi Pembimbing

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

Ketua Program Studi, D e k a n,

PERNYATAAN ORISINALITAS

PEMBUATAN PAVING BLOCK

DENGAN MENGGUNAKAN LIMBAH ABU BOILER

PKS GUNUNG BAYU SEBAGAI BAHAN PENGISI DENGAN

PEREKAT ALTERNATIF LIMBAH FLY ASH PLTU SIBOLGA

T E S I S

Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.

Medan, 22 Juni 2010

S A M I J O.

087026029

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : S A M I J O. N I M : 087026029. Program Studi : Magister Fisika. Jenis Karya Ilmiah : Tesis.

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujuai untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive Royalty Free Right) atas Tesis saya yang berjudul:

PEMBUATAN PAVING BLOCK

DENGAN MENGGUNAKAN LIMBAH ABU BOILER

PKS GUNUNG BAYU SEBAGAI BAHAN PENGISI DENGAN

PEREKAT ALTERNATIF LIMBAH FLY ASH PLTU SIBOLGA

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini. Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

Medan, 22 Juni 2010.

Telah diuji pada Tanggal : 22 Juni 2010.

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof.Basuki Wirjosentono,Ms,Ph.D. Anggota : 1. Prof.Dr.Eddy Marlianto,M.Sc.

2. Prof. Drs. Muhammad Syukur,M.S. 3. Dr. Nasruddin MN,M.Eng.Sc. 4. Drs. Syahrul Humaidy, M.Sc.

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama : Drs.S A M I J O.

Tempat / tgl. Lahir : Gunung Bayu / 07 Mei 1960. Pekerjaan : Guru Swasta.

Agama : Islam. Orangtua

Ayah : Wonorejo (Alm). Ibu : Sarikem (Alm).

Alamat : Jl. Klambir Lima Gg.Sidorukun Lr.II. No.HP. : 085262430720 dan 081264730323. Email : masjo13@yahoo.co.id

DATA PENDIDIKAN

SD : SD No. 3 R. Maligas di Afd. IV Gunung Bayu Tamat : 1973. SMP : SMP Mardi Wiyata Utama di Gunung Bayu. Tamat : 1976. SMA : SMA Negri Perdagangan di Kab.Simalungun Tamat : 1980. S-1 Fisika : FMIPA-Fisika USU Medan Tamat : 1991. S-2 Fisika : Program Studi Magister Fisika Sekolah Tamat : 2010. Pascasarjana USU Medan

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena dengan rahmat dan hidayah-Nya yang diberikan kepada penulis sehingga tesis ini dapat diselesaikan .

Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :

1. Kepala Bappeda Propinsi Sumatera Utara beserta stafnya yang telah memberikan beasiswa kepada penulis.

2. Kepala Dinas Pendidikan Kota Medan yang telah memberikan izin untuk mengikuti perkuliahan Program Pasca Sarjana di Universitas Sumatera Utara. 3. Prof. Dr.dr.Syahril Pasaribu, DTM&H,M.Sc(CTM) Sp.A(K) sebagai Rektor

Universitas Sumatera Utara, atas kesempatan yang diberikan kepada kami untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains. 4. Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc sebagai Dekan sekaligus Kordinator Program

Studi Magister FMIPA Universitas Sumatera Utara dan sekaligus sebagai Anggota Komisi Pembimbing.

5. Drs. Nasir Saleh, M. Eng. Sc sebagai Sekretaris Program Studi Magister FMIPA Universitas Sumatera Utara.

6. Prof. Basuki Wirjosentono , MS. PhD sebagai Ketua Komisi Pembimbing. 7. Seluruh Staf Pengajar pada Sekolah Pascasarjana Program Studi Magister FMIPA Universitas Sumatera Utara, yang telah mencurahkan ilmunya selama masa perkuliahan.

8. Seluruh Staf Administrasi Sekolah Pascasarjana yang dengan penuh kesabaran memberikan layanan terbaik di Sekolah Pascasarjana Program Studi Magister Ilmu Fisika Universitas Sumatera Utara.

Ucapan terimakasih yang sedalam-dalamnya penulis sampaikan kepada orangtua, Ayahanda Wonorejo (Alm), Ibunda Sarikem (Alm), Ayah mertua Jami’an (Alm), Ibu mertua Siti Ramlah (Alm), Abangda M.Tunjung (Alm), Kakanda Ngalinem, Besan Bapak Mulyono dan Ibu Yanti, Istri tercinta Susi Susanti dan ananda Retno Eka Sari serta suaminya Dana, Hendro Prayogi, Tri Rizki Ramadhani, dan Afrahul Fadillah. Ucapan terimakasih yang tulus penulis sampaikan kepada rekan-rekan Mahasiswa Sekolah Pascasarjana Program Studi Magister Ilmu Fisika Universitas Sumatera Utara angkatan 2008-2009 yang telah memberikan semangat dan dukungan kepada penulis selama dalam pendidikan dan penulisan tesis ini. Semoga kebanggaan ini menjadi kebanggaan semua orang-orang yang saya cintai. Semoga kita tetap diberi taufik dan hidayahNya dalam memanfaatkan segala ilmu yang sudah penulis terima, Amin.

S A M I J O. i

PEMBUATAN PAVING BLOCK

DENGAN MENGGUNAKAN LIMBAH ABU BOILER

PKS GUNUNG BAYU SEBAGAI BAHAN PENGISI DENGAN

PEREKAT ALTERNATIF LIMBAH FLY ASH PLTU SIBOLGA

ABSTRAK

Pembuatan Paving Block dalam penelitian ini ada dua tahapan , tahapan pertama campurannya dari material semen, fly ash, pasir, dan air. Vareabel pada pembuatan

paving block ini adalah komposisi fly ash : semen : 0% : 100%; 10% : 90%; 20% :

80%; 30% : 70%; 40% : 60%; 50% : 50%. Dari karakteristiknya diambil dua nilai optimumnya yaitu; semen : fly ash = 80% : 20% dan 70% : 30%. Tahapan kedua campurannya dari material semen, fly ash, pasir, abu boiler, dan air. Vareabel pada pembuatan paving block ini adalah komposisi abu boiler terhadap berat pasir yaitu : 2,5%; 5%; 7,5%; 10%; 12,5%.dengan komponen semen : fly ash = 80% : 20% dan 70% :30%. Tahapan kedua inilah pembuatan paving block yang diteliti dan didapat karakteristik optimumnya pada komposisi semen 80%, fly ash 20%, abu boiler 7,5% dari berat pasir diperoleh hasil pengukuran : densitas = 2,11 gr/cm3; serapan air = 5,32%; kuat tekan = 8,35 MPa; kuat patah = 3,0 MPa; kekerasan = 116 HB.

Serta dari hasil pengujian abu boiler sebagai subsitusi pasir diperoleh komposisi optimum untuk campuran semen 70%, fly ash 30%, abu boiler 5% dari berat pasir diperoleh hasil pengukuran : densitas = 2,05 gr/cm ; serapan air = 7,94%; kuat tekan = 8,78 MPa; kuat patah = 3,25 MPa; kekerasan = 118 HB. Type Paving Block bertype M-D digunakan untuk taman, menurut SNI – 3 – 0691 – 1996 type M-D untuk taman dengan kuat tekan 8,5 MPa – 10 MPa. Hasil pengamatan dengan menggunakan mikroskop optik terlihat jelas butiran abu boiler berwarna kebiruan dan butiran fly

ash berwarna kecoklatan dan kedua butiran tersebut terlihat semakin membesar

setelah sampel direndam dengan air, yang berarti bila sampel direndam dengan air kekuatannya makin berkurang.

3

Kata kunci : Paving block, fly ash, abu boiler, semen, pasir, pengadukan manual.

THE MAKING OF PAVING BLOCK USING FROM BOILER ASH

WASTE PKS GUNUNG BAYU FOR THE MATERIAL WITH THE

ALTERNATIVE GLUE OF PLTU SIBOLGA FLY ASH WASTE AS

ABSTRACT

There are two steps of paving block making in this research, first is the mixture of materials cements, fly ash, sand, and water. The variable of this paving block making is the composition of fly ash: 0% : 100% ; 10% : 90%; 20% : 80%; 30% : 70%; 40% : 60%; 50% : 50%. From the characteristics, we get can get two optimum value they are; cement : fly ash = 80% : 20% and 70% : 30%. The next step of the mixture is materials cements, fly ash, sand, boiler ash, and water. The variable of the paving block making is composition of boiler ash toward weight of sand: 2,5%; 5%; 7,5%; 10%; 12,5%. With cements components : fly ash = 80% : 20% and 70% : 30%. This second step shows the paving block making research and the optimum characteristics to the cements composition 80%, fly ash 20%, boiler ash 7,5% from the weight gained from the measurement : density = 2,11 gr/cm3 ; water absorption = 5,32%; compressive strength = 8,35 MPa; flexural strength = 3,0 MPa; hardness = 116 HB. After the test of the boiler ash has been done it is known that the optimum composition for the mixture of cement 70%, fly ash 30%, boiler ash 5% from the weight of sand we can get the measurement : density =2,05 gr/cm3 ; water absorption=7,94%; compressive strength = 8,78 MPa; flexural strength = 3,25 MPa ; hardness = 118 HB. The type of typed paving block M-D is used for the park, according to SNI – 3 – 0691 – 1996 type M-D for parks hold the compressive strength 8,5 MPa – 10 MPa. The result of the research with the optical Microsoft, it is clear that the pieces of boiler ash has the bluish color, and the pieces of fly ash has the color of brownish and both of the pieces look bigger. After the sample is soaked with water, this means if the sample is soaked with water the strength on it will be less strong.

Key words: paving block, fly ash, boiler ash, cement, sand, stirring manually.

iii

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR i

ABSTRAK ii

ABSTRACT iii

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR LAMPIRAN xii

BAB. 1 PENDAHULUAN 1.

1.1.Latar Belakang 1.

1.2. Perumusan Masalah 4.

1.3. Tujuan Penelitian 4.

1.4. Manfaat Penelitian 5.

1.5. Batasan Masalah 5.

BAB. II TINJAUAN PUSTAKA 6.

2.1. Limbah Padat Abu Terbang Batubara (fly ash) 6.

2.2. Limbah Padat PKS Berupa Abu Boiler 8.

2.3. Pasir 10.

2.4. Semen 10.

2.5. Paving Block 11.

2.6. Pengujian Fisik 14.

2.6.1. Kuat Takan ( Compressive Strength) 14.

2.6.2. Kuat Patah ( Flexural Stength) 15.

2.6.3. Densitas Dan Serapan Air 16

2.6.4. Pengujian Kekerasan 16.

BAB. III. METODOLOGI PENELITIAN 17.

3.1. Tempat Dan Waktu Penelitian 17.

3.2. Alat Dan Bahan 17.

3.3. Prosedur Peneletian 21.

3.4. Vareabel Dan Parameter Penelitian 24.

3.5. Alat Pengumpulan Data Penelitian 24.

3.6. Pengolahan Bahan 25.

3.6.1. Pengayakan Bahan 25.

3.6.2. Pencampuran Bahan 26.

3.6.3. Pembentukan Sampel 26.

3.6.4. Pengujian Sampel 28.

BAB. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 31.

4.1. Densitas ( Density ) 32.

4.2. Penyerapan Air ( Water Absorption ) 36.

4.3. Kuat Tekan ( Compressive Strength ) 40.

4.4. Kuat Patah ( Flexural Strength ) 44.

4.5. Kekerasan 48.

4.6. Pengamatan Mikrostruktur Sampel Dengan menggunakan Mikroskop Optik 52.

BAB. V. KESIMPULAN DAN SARAN 54.

5.1. Kesimpulan 54.

5.2. Saran 56.

DAFTAR PUSTAKA. 57.

Lampiran. 59

v

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman Tabel

3.1. Sampel Jenis A, Komposisi semen,fly ash, pair dan air 19.

3.2. Sampel Jenis B, Komposisi semen (80%), fly ash (20%) 20.

3.3. Sampel Jenis C, Komposisi semen (70%), fly ash (30%) 20.

A.1. Sampel A, Pengukuran dan Perhitungan Densitas 60.

A.2. Sampel B, Pengukuran dan Perhitungan Densitas 60

A.3. Sampel C, Pengukuran dan Perhitungan Densitas 61

B.1. Sampel A, Pengukuran dan Perhitungan Serapan Air 62.

B.2. Sampel B, Pengukuran dan Perhitungan Serapan Air 63

B.3. Sampel C, Pengukuran dan Perhitungan Serapan Air 63

.. C.1. Sampel A, Pengukuran dan Perhitungan Kuat Tekan. 64.

C.2. Sampel B, Pengukuran dan Perhitungan Kuat Tekan 65

C.3. Sampel C, Pengukuran dan Perhitungan Kuat Tekan. 65

D.1. Sampel A, Pengukuran dan Perhitungan Kuat Patah 66.

D.2. Sampel B, Pengukuran dan Perhitungan Kuat Patah. 67

D.3. Sampel C, Pengukuran dan Perhitungan Kuat Patah 67

E.1. Sampel A, Pengukuran dan Perhitungan Kekerasan 68.

E.2. Sampel B, Pengukuran dan Perhitungan Kekerasan. .69

E.3. Sampel C, Pengukuran dan Perhitungan Kekerasan. 69

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman Gambar

2.6.1. Kuat Tekan 14.

2.6.2. Kuat Patah 15.

3.3.A. Skema Penelitian Sampel A 21.

3.3.B.. Skema Penelitian Sampel B 22.

3.3.C. Skema Penelitian Sampel C 23

4.1a. Grafik Densitas Sampel A 32.

4.1b. Grafik Densitas Sampel B 33.

4.1c. Grafik Densitas Sampel C. 34.

4.1d. Grafik Densitas Sampel B dan C 35.

4.2a. Grafik Serapan Air Sampel A 36.

4.2b. Grafik Serapan Air Sampel B . 37.

4.2c. Grafik Serapan Air Sampel C 38.

4.2d. Grafik Serapan Air Sampel B dan C 39.

4.3a. Grafik Kuat Tekan Sampel A 40.

4.3b. Grafik Kuat Tekan Sampel B 41.

4.3c. Grafik Kuat Tekan Sampel C 42.

4.3d. Grafik Kuat Tekan Sampel B dan C 43.

4.4a. Grafik Kuat Patah Sampel A 44.

4.4b. Grafik Kuat Patah Sampel B 45.

4.4c. Grafik Kuat Patah Sampel C 46.

4.4d. Grafik Kuat Patah Sampel B dan C 47.

4.5a. Grafik Kekerasan Sampel A 48.

4.5b. Grafik Kekerasan Sampel B 49.

4.5c. Grafik Kekerasan Sampel C. 50.

vii

4.5d. Grafik Kekerasan Sampel B dan C 51.

4.6a. Foto Mikrostruktur sampel kering, pembesaran 100x 53

4.6b. Foto Mikrostruktur sampel kering, pembesaran 200x. 53

4.6c. Foto Mikrostruktur sampel basah, pembesaran 100x 53

4.6d. Foto Mikrostruktur sampel basah, pembesaran 200x. 53

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman Lampiran

A Tabel Pengukuran Dan Perhitungan 59. B Gambar Bahan, Sampel, dan Alat Uji. 71. C Konversi, SNI, Ketentuan. 76.

ix

PEMBUATAN PAVING BLOCK

DENGAN MENGGUNAKAN LIMBAH ABU BOILER

PKS GUNUNG BAYU SEBAGAI BAHAN PENGISI DENGAN

PEREKAT ALTERNATIF LIMBAH FLY ASH PLTU SIBOLGA

ABSTRAK

Pembuatan Paving Block dalam penelitian ini ada dua tahapan , tahapan pertama campurannya dari material semen, fly ash, pasir, dan air. Vareabel pada pembuatan

paving block ini adalah komposisi fly ash : semen : 0% : 100%; 10% : 90%; 20% :

80%; 30% : 70%; 40% : 60%; 50% : 50%. Dari karakteristiknya diambil dua nilai optimumnya yaitu; semen : fly ash = 80% : 20% dan 70% : 30%. Tahapan kedua campurannya dari material semen, fly ash, pasir, abu boiler, dan air. Vareabel pada pembuatan paving block ini adalah komposisi abu boiler terhadap berat pasir yaitu : 2,5%; 5%; 7,5%; 10%; 12,5%.dengan komponen semen : fly ash = 80% : 20% dan 70% :30%. Tahapan kedua inilah pembuatan paving block yang diteliti dan didapat karakteristik optimumnya pada komposisi semen 80%, fly ash 20%, abu boiler 7,5% dari berat pasir diperoleh hasil pengukuran : densitas = 2,11 gr/cm3; serapan air = 5,32%; kuat tekan = 8,35 MPa; kuat patah = 3,0 MPa; kekerasan = 116 HB.

Serta dari hasil pengujian abu boiler sebagai subsitusi pasir diperoleh komposisi optimum untuk campuran semen 70%, fly ash 30%, abu boiler 5% dari berat pasir diperoleh hasil pengukuran : densitas = 2,05 gr/cm ; serapan air = 7,94%; kuat tekan = 8,78 MPa; kuat patah = 3,25 MPa; kekerasan = 118 HB. Type Paving Block bertype M-D digunakan untuk taman, menurut SNI – 3 – 0691 – 1996 type M-D untuk taman dengan kuat tekan 8,5 MPa – 10 MPa. Hasil pengamatan dengan menggunakan mikroskop optik terlihat jelas butiran abu boiler berwarna kebiruan dan butiran fly

ash berwarna kecoklatan dan kedua butiran tersebut terlihat semakin membesar

setelah sampel direndam dengan air, yang berarti bila sampel direndam dengan air kekuatannya makin berkurang.

3

Kata kunci : Paving block, fly ash, abu boiler, semen, pasir, pengadukan manual.

THE MAKING OF PAVING BLOCK USING FROM BOILER ASH

WASTE PKS GUNUNG BAYU FOR THE MATERIAL WITH THE

ALTERNATIVE GLUE OF PLTU SIBOLGA FLY ASH WASTE AS

ABSTRACT

There are two steps of paving block making in this research, first is the mixture of materials cements, fly ash, sand, and water. The variable of this paving block making is the composition of fly ash: 0% : 100% ; 10% : 90%; 20% : 80%; 30% : 70%; 40% : 60%; 50% : 50%. From the characteristics, we get can get two optimum value they are; cement : fly ash = 80% : 20% and 70% : 30%. The next step of the mixture is materials cements, fly ash, sand, boiler ash, and water. The variable of the paving block making is composition of boiler ash toward weight of sand: 2,5%; 5%; 7,5%; 10%; 12,5%. With cements components : fly ash = 80% : 20% and 70% : 30%. This second step shows the paving block making research and the optimum characteristics to the cements composition 80%, fly ash 20%, boiler ash 7,5% from the weight gained from the measurement : density = 2,11 gr/cm3 ; water absorption = 5,32%; compressive strength = 8,35 MPa; flexural strength = 3,0 MPa; hardness = 116 HB. After the test of the boiler ash has been done it is known that the optimum composition for the mixture of cement 70%, fly ash 30%, boiler ash 5% from the weight of sand we can get the measurement : density =2,05 gr/cm3 ; water absorption=7,94%; compressive strength = 8,78 MPa; flexural strength = 3,25 MPa ; hardness = 118 HB. The type of typed paving block M-D is used for the park, according to SNI – 3 – 0691 – 1996 type M-D for parks hold the compressive strength 8,5 MPa – 10 MPa. The result of the research with the optical Microsoft, it is clear that the pieces of boiler ash has the bluish color, and the pieces of fly ash has the color of brownish and both of the pieces look bigger. After the sample is soaked with water, this means if the sample is soaked with water the strength on it will be less strong.

Key words: paving block, fly ash, boiler ash, cement, sand, stirring manually.

iii

BAB.I

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Limbah pada umumnya adalah merupakan sisa olahan suatu pabrik atau industri.

Bentuk limbah pada dasarnya cair atau padat yang jumlahnya cukup besar tergantung pada jenis industrinya. Limbah selalu diartikan sebagai sumber pencemaran yang dapat mengganggu aktivitas maupun lingkungan yang berdampak negatif terhadap kesehatan masyarakat di lingkungan pabrik maupun kawasan sekitarnya.

Limbah an organik semua jenis bahan sisa atau buangan yang tidak dapat terurai dan tidak habis dalam lingkungan contoh sampah plastik limbah industri dapat menjadi limbah yang sangat berbahaya bagi lingkungan hidup (Heryando Palar, 1995).

Limbah Fly ash

PLTU berbahan bakar batubara biasanya menghasilkan limbah padat dalam bentuk abu. Jumlah abu batubara yang dihasilkan per hari dapat mencapai 500 - 1000 ton. Abu batubara yang merupakan limbah dari proses pembangkit tenaga listrik tersebut dapat berupa abu terbang, abu dasar dan lumpur flue gas desulfurization. Abu tersebut selan-jutnya dipindahkan ke lokasi penimbunan abu dan terakumulasi di lokasi tersebut dalam jumlah yang sangat banyak. Dengan bertambahnya jumlah abu batubara maka ada usaha-usaha untuk memanfaatkan limbah padat tersebut. Hingga saat ini abu batubara tersebut banyak dimanfaatkan untuk keperluan industri semen

2

dan beton, bahan pengisi untuk bahan tambang dan bahan galian serta berbagai pemanfaatan lainnya. Salah satu pemanfaatan abu batubara yang akan diteliti dalam hal ini adalah untuk keperluan industri semen dan beton.

Produksi abu terbang batubara (fly ash) didunia pada tahun 2000 diperkirakan berjumlah 349 milyar ton (S.Wang,H.Wu,H, 2006).

Penyumbang produksi abu terbang batubara terbesar adalah sektor pembangkit listrik. Produksi abu terbang dari pembangkit listrik di Indonesia terus meningkat, pada tahun 2000 jumlahnya mencapai 1,66 milyar ton dan diperkirakan mencapai 2 milyar ton pada tahun 2006 (Indonesia Power, 2002).

Limbah Abu Boiler PKS

Limbah padat PKS Gunung Bayu di Kabupaten Simalungun yang terdiri dari janjangan, cangkang dan abu boiler hasil pembakaran cangkang beserta sampah cangkang pada boiler dengan suhu 7000C-8000C, ditimbun di tempat pembuangan yang telah disediakan.(______petra,1/23/2010).

Selama ini pemanfaatan limbah padat tersebut belum optimal. Limbah pabrik berupa janjangan dibuang diareal perkebunan sawit dan diharapkan terjadi pembusukan dan menghasilkan pupuk organik, cangkang sebagian dijual sesuai pesanan dan sebagian lagi beserta kotoran yang lain dimanfaatkan sebagai bahan bakar paprik untuk proses perebusan buah janjang sawit. Dan limbah hasil pembakaran ini yang disebut abu boiler PKS atau abu ketel hanya dimanfaatkan sebagai penimbun jalan perkebunan

3

yang dianggap rusak dan sebagai tanah timbun pada area di sekitar pabrik. Diperkirakan 50 ton per hari efektip dihasilkan oleh pabrik PKS Gunung Bayu. Apabila keadaan ini dibiarkan terus menerus, maka semakin lama pabrik akan kekurangan lahan untuk penimbunan limbah sehingga dimungkinkan terjadinya pencemaran lingkungan. Dengan demikian diperlukan upaya untuk mengatasi permasalahan tersebut. Salah satu alternatif mengatasi jumlah limbah tersebut oleh peneliti adalah dengan melakukan daur ulang limbah padat berupa abu boiler PKS menjadi bahan bangunan seperti Paving Block.

Paving block merupakan produk bahan bangunan dari semen yang digunakan sebagai salah satu alternatif penutup atau pengerasan permukaan tanah. Berdasarkan SNI 03-0691-1996 Paving block adalah campuran dari semen Portland, agregat halus (pasir) dan air dengan standard mutu K 125 (125 kg/cm ) dengan perbandingan semen : pasir : air = 1 : 4 : 0,6. Komposisi bahan ini sangat menentukan terhadap kualitasnya. Faktor-faktor yang mempengaruhi mutu Paving block adalah jenis semen yang digunakan , ada tidaknya bahan tambahan , agregat yang digunakan, kelembaban dan suhu ketika pengeringan serta kecepatan pembebanan.

2

Bahan tambahan yang dapat digunakan adalah abu terbang batubara (fly ash) dan 

abu boiler PKS. Abu terbang batubara (fly ash) memiliki sifat sebagai pengikat jika dicampur dengan air. Disamping itu juga merupakan pengikat abu boiler PKS. Abu boiler PKS mempunyai sifat hidrophilic, yaitu sifat yang dimiliki sebuah material

4

batubara (fly ash) dicampur dengan air dan abu boiler PKS, maka terjadi ikatan di antara abu terbang batubara dan abu boiler PKS yang mengakibatkan berkurangnya celah atau pori-pori di antara butiran abu boiler PKS. Ikatan yang terbentuk antara butiran abu boiler PKS dan abu terbang batubara (fly ash) merupakan ikatan fisik bahan anorganik. Ikatan ini akan menurunkan kelembaban sehingga akan mengeras dan ikatan akan lebih sukar terurai. Penambahan unsur pengikat diharapkan akan menaikkan kekerasan.

1.2 Perumusan Masalah

Limbah padat fly ash dan abu boiler PKS akan memberikan nilai tambah jika dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan Paving Block.

Yang menjadi rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :

1. Apakah limbah padat abu terbang batubara (fly ash) dapat dipakai sebagai subsitusi semen dan abu boiler PKS sebagai pengisi Paving Block

2. Bagaimana prosedur optimum pada pembuatan Paving block dengan

menggunakan limbah padat abu terbang batubara (fly ash) dengan abu boiler PKS

sebagai pengisi Paving block ?

3. Bagaimana peranan abu boiler PKS dan abu terbang batubara (fly ash) terhadap karakteristik dari Paving Block?

1.3. Tujuan Penelitian

Dari uraian diatas maka dapatlah diurumuskan tujuan penelitian ini :

5

Memanfaatkan limbah abu terbang batubara (fly ash) dan limbah padat pabrik sawit berupa abu boiler PKS untuk pembuatan Paving Block.

a. Mengetahui prosedur optimun untuk menghasilkan Paving Block.

b. Mengetahui seberapa besar pengaruh abu terbang batubara (fly ash) dan abu boiler PKS terhadap karakteristik Paving Block.

c. Mengurangi kerusakan lingkungan disekitar PLTU dan Pabrik Sawit.

1.4. Manfaat Penelitian

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

a. Bahan masukan kepada mayarakat disekitar pabrik PLTU dan Pabrik Sawit b. Bahan masukan kepada industri Paving block untuk menghasilkan produk

alternatif.

1.5. Batasan Masalah

a. Limbah padat PLTU bahan bakar Batubara Labuhan Angin Sibolga yang digunakan adalah abu terbang batubara (fly ash).

b. Limbah padat Pabrik Sawit Gunung Bayu yang digunakan adalah abu boiler PKS.

Uji terhadap Paving block hasil rekayasa adalah :

a. uji kuat tekan c. uji kekerasan e. Penyerapan air. b. uji kuat patah d. uji densitas dan

BAB. II.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Limbah Padat Abu Terbang Batubara (fly ash)

Abu terbang batubara umumnya dibuang di landfill atau ditumpuk begitu saja di dalam area industri. Penumpukkan 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 umumnya 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. Bahan baku keramik, gelas, batu bata, dan refraktori 4. Bahan penggosok (polisher)

5. Filler aspal, plastik, dan kertas 6. Pengganti dan bahan baku semen

7. Aditif dalam pengolahan limbah (waste stabilization) 8. 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

6

7

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 atau dapat juga melalui perlakuan kimia dan fisik tertentu sebelum menjadi adsorben. Zeolit yang disintesis dari abu terbang batubara banyak 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 (by Marinda Putri on 06/06/08 at 5:00 pm/15 Coments/Print article/Email article).

Komponen utama dari abu terbang batubara yang berasal dari pembangkit listrik adalah silika 40%-60% (SiO2), alumina 20%-30% (Al2O3), dan besi oksida 4%-10%

(Fe2O3), sisanya adalah karbon, kalsium, magnesium, dan belerang. Rumus empiris

abu terbang batubara ialah: Si1.0Al0.45Ca0.51Na0.047Fe0.039Mg0.020K0.013Ti0.011. 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 daripada bituminus. Namun, memiliki kandungan silika, alumina, dan karbon yang lebih sedikit daripada bituminous. 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.

8

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.(by Marinda Putri on 06/06/08 at 5:00 pm/15 Coments/Print article/Email article).

2.2. Limbah Padat Pabrik Sawit Berupa Abu Boiler PKS

Untuk menghasilkan limbah padat pabrik sawit berupa abu boiler PKS mengalami suatu proses tahapan. Proses terjadinya limbah sawit dapat digolongkan menjadi dua jenis yaitu limbah padat dan limbah cair.

Ada dua tahapan dalam pemerosesan buah tandan sawit, yaitu: Proses Tahapan –I :

Buah tandan sawit dimasukkan dalam lori dengan kapasitas satu lori 2,5 ton buah tandan sawit masuk ke rebusan sebanyak 10 (sepuluh) lori dalam satu kali rebusan selama 60 menit. Setelah direbus lalu diangkat dan dimasukkan ke tempat bantingan untuk memisahkan buah sawit dengan tandanannya. Tandanannya keluar ke pembuangan dan buah sawitnya di masukkan ke dalam proses tahapan –II..

± ±

Proses Tahapan –II :

Buah sawit yang terpisah dari tandanan masuk ke proses pemisahan kulit / daging biji dengan biji sawit. Kulit / daging biji dipres menghasilkan CPO. Melalui proses penyaringan CPO, akan diperoleh CPO asli dan kadar air. Kadar air itulah yang menjadi limbah cair dan di buang (dialirkan) ke kolam pembuangan limbah. Kolam limbah cair ada beberapa tahapan kolam, yaitu ; tahapan kolam pertama

9

adalah tempat limbah cair langsung dari pabrik. Limbah cair dari kolam-I dialirkan ke kolam-II, dari kolam ke-II ke kolam-III, lalu dari kolam-III ke kolam-IV. Setelah limbah cair sampai ke kolam-IV (kolam terakhir) limbah cair tersebut sudah netral dan dapat berfungsi sebagai pupuk cair dimanfaatkan untuk menyiram bibit sawit atau pohon sawit.

Biji sawit di masukkan ke mesin pemecah akan menghasilkan inti biji sawit (bungkil) dan cangkang biji. Inti biji sawi (bungkil) dikirim ke pabrik permintaan. Sebagian cangkang dengan sampahnya masuk ke ruang pembakaran (dapur boiler dengan suhu sekitar 7000C-8000C) untuk bahan bakar pabrik. Hasil pembakarannya inilah menghasilkan limbah padatan berupa abu boiler PKS (_____petra,1/23/2010).

Limbah padat berupa abu boiler PKS di buang ke tempat pembuangan dan digunakan untuk penimbunan jalan di sekitar areal perkebunan.

Karakteristik Abu Boiler PKS : ( Pusat Penelitian Kelapa Sawit RISPA) 1 Kadar air = 8,47 %.

2. Kadar abu = 9,65 %.

3. Kadar zat terbang = 21,10 %. 4. Kadar karbon terikat = 69,25 %. 5. Keteguhan tekan = 7,82 kg/cm2.

       

10

 2.3. Pasir.

Pasir merupakan agregat halus yang terdiri dari butiran sebesar 0,14 mm – 5 mm, didapat dari batuan alam ( natural sand ) atau dapat juga dengan memecahnya (artificial sand ) , tergantung dari kondisi pembentukan tempat terjadinya. Pasir alam dapat dibendakan atas, pasir galian, pasir sungai, dan pasir laut.

Pasir merupakan efek yang penting pada ketahanan dari batu kontruksi, pasir yang digunakan untuk pembuatan sampel ini pasir sungai yang ukuran butirnya yang sangat halus yang lolos ayakan ukuran 710 μm. Butiran pasir yang halus ditambah semen maka mengisi rongga butiran yang halus mendapat hasil yang baik tetapi jika butira pasir kasar hasilnya kurang memuaskan karena rongga antara butiran cukup lebar sehingga tegangan tidak dapat menyebar secara merata.

Kandungan air dengan pasir juga sangat tergantung pembuatan bata kontruksi jika dengan kandungan air yang semula menempati rongga menguap secara bersamaan dengan terjadinya reaksi hidrasi sehingga terbentuk rongga yang dapat memproses suatu kontruksi. Selain itu pasir juga berpengaruh terhadap sifat tahan susut dan keretakan pada produk bahan bangunan campuran semen ( Van Vlack, L.H, 1984 ).

2.4. Semen.

Semen adalah bahan yang digunakan untuk campuran agregat ( pasir halus dan kasar ). Fungsi utama semen sebagai bahan perekat untuk mengikat butir- butir

11

agregat sehingga membentuk suatu massa yang padat dan mengisi rongga-rongga udara diantara butir-butir agregat banyak digunakan pada pembangunan di sektor kontruksisipil ( Abdul Rais, 2007 ).

Jenis semen yang dipergunakan untuk pembuatan Paving block adalah jenis semen portland, pengaruh dari semen pada kekuatan Paving block untuk suatu perbandingan bahan-bahan ditentukan oleh kehalusan butiran-butiran dan komposisi kimianya melalui hydrasi untuk mengikat dan menyatukan agregat menjadi padat. Semen portland adalah material yang mengandung paling tidak 75 % kalsium silikat ( 3CaO.SiO dan 2CaO.SiO₂ ), sisanya tidak kurang dari 5 % berupa Al Silikat, Al feri Silikat, dan MgO ( Hanenara, 2005; Taylor, 2009 ). Ratio mole antara CaO terhadap SiO tidak kurang dari 2. Untuk menghasilkan semen portland, bahan berkapur dan lempung dibakar sampai meleleh sebagian untuk membentuk klinker yang kemudian dihancurkan, digerus dan ditambah dengan gips dalam jumlah yang sesuai.

2

2

2.5. Paving block

Paving block ( bata beton untuk lantai ) adalah suatu komposisi bahan bangunan

yang dibuat dari campuran semen portland atau bahan perekat hidrolis sejenisnya, air dan agregat atau tanpa agregat tidak mengurangi mutu bata beton ( T.Sianturi, 1988 ).

12

Paving block juga merupakan bentukan dari mortar ataupun beton, umumnya

mortar merupakan campuran dari semen, pasir, dan air, yang dapat merekatkan dalam campuran beton. Umumnya mortar merupakan sebagai plasteran dalam pemasangan batu untuk melekatkan batu bata menjadi satu kesatuan yang kuat ( Ade Prihatin, 2002 ).

Paving block mulai dikenal di Indonesia pada tahun 1976, sebagai bahan penutup dan pengerasan permukaan tanah, paving block sangat luas penggunaannya untuk berbagai keperluan yang sederhana sampai penggunaan yang memerlukan spesifikasi khusus paving block dapat digunakan untuk pengerasan dan memperindah trotoar jalan di kota-kota, pengerasan jalan di komplek perumahan atau kawasan pemukiman memperindah taman, pekarangan dan halaman sekolah, serta di kawasan hotel dan restoran. Paving block bahkan dapat digunakan pada areal khusus seperti seperti pada peti kemas, bandar udara, terminal bis dan stasiun kereta. Hal ini dikarenakan umumnya paving block terdiri dari campuran pasir, semen dan air ditambah dengan batu pecah ( spilt ), dengan perbandingan 1 sak semen, 4 sak pasir, 2 sak batu pecah dan diberi air secukupnya lalu dicampur dicetak dan dipadatkan dengan getaran ( Habibi aswin, 2004 ).

Kebanyakan paving block dikerjakan secara manual, pencampuran pasir dengan semen saja untuk bagian utama dilakukan dalam dua tahap, pertama untuk bagian utama dilakukan pencampuran dalam keadaan kering dan setelah dicampur secara merata,lalu ditambah dengan air adukan homogen dengan kondisi campuran tidak

13

terlalu basah dan tidak terlalu kering, adukan yang telah tercampur dimasukkan kedalam cetakan, selanjutnya pengepresan menggunakan plat kayu .

Menurut SNI-3-0691-1996 klasifikasi paving block ( bata beton ) dibedakan menurut kelas penggunaannya. Mutu A digunakan untuk untuk jalan, dengan kuat tekan 35 MPa-40MPa, mutu B digunakan untuk pelataran parkir, dengan kuat tekan 17 MPa – 20 MPa, mutu C digunakan untuk pejalan kaki, dengan kuat tekan 12,5 MPa – 15 MPa, dan mutu D digunakan untuk taman dan penggunaan lain, dengan kuat tekan 8,5 MPa – 10 MPa ( http://www.bi.go.id/NR/rdonlyres ).

Paving block yang dikerjakan dengan mesin dan otomatis ( preprogrammed ) hasilnya tentu lebih baik dan lebih kuat lebih rapat dibanding secara manual karena adanya getaran dan pemadatan serta kontinuitas produksi yang terpercaya ( Habibi Aswin 2004 ). Bata beton untuk lantai dapat berwarna seperti warna aslinya atau diberi zat pewarna pada komposisinya atau di cooting ( di kapsul ) bagian luar selain memperindah juga dapat mengurangi daya serap air dan dapat digunakan dalam ruangan maupun di luar ruangan. Umumnya ketebalan paving block 6 cm dan 8 cm dengan toleransi ukuran lebih kurang 2 cm untuk ukuran bidang dan lebih kurang 3 mm untuk ukuran tebalnya. Bentuk dari paving block bervareasi, namun bentuk umum yang ada di pasaran antara lain bentuk balok dan segi enam

14

2. 6 Pengujian Sampel.

2.6.1 Kuat Tekan (Compressive Strength)

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

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

Strength Machine tipe MAC-200.

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

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

Gambar : 2.6.1. Kuat Tekan. Secara matematis besarnya kekuatan tekan suatu bahan :

Kuat tekan : P =

A F

...(2.1)

Keterangan : F adalah beban tekan maksimum ( N ) yang menyebabkan beban hancur A adalah luas penampang beban ( m2 )

2.6.2 Kuat Patah ( Flexural Strength )

Kekuatan patah sering disebut Modulus of Rapture ( MOR ) yang menyatakan

ukuran ketahanan bahan terhadap tekanan mekanis dan tekanan panas (thermal sterss). Standar yang digunakan pada pengujian ini adalah ASTM C 133-97; ASTM

C 348-97.

Persamaan kekuatan patah (flexural strength ) suatu bahan dinyatakan sebagai berikut

: Kekuatan patah = ₂

2 3

bd FL

...( 2.2 )

L

b

d

F

15

Gambar : 2.6.2. Kuat Patah.

16

L = jarak 2 penumpuan ( m ) b = lebar sampel (m) dan

d = tinggi sampel ( m )

2.6.3. Densitas dan Penyerapan Air

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

Densitas =

da b

k W W

W

− ρair ...(2.3)

Penyerapan air = x100%

W W W

k k

b −

…………... ( 2.4)

dimana : Wk = berat sampel kering ( g )

Wb = berat sampel setelah direndam air ( g )

Wda = berat sampel digantung di dalam air ( g )

2.6.4. Pengujian Kekerasan

Cara pengujian Kekerasan menggunakan alat ukur Equatip Hardnessn Tester, hasil pengujian sampel langsung tertera di monitor alat, sampel diukur sampai tiga kali dan diambil rata-ratanya yang satuannya dinyatakan dalam satuan BH ( Brinell Hardness)

BAB. III.

III. METODE PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di:

Balai Riset Perindustrian Tanjung Morawa Waktu penelitian :

Penelitian dilakukan pada Pebruari 2010 - April 2010

3.2. Alat dan Bahan A. Alat yang dibutuhkan

1. Untuk menimbang bahan digunakan neraca 2. Ayakan terdiri dari

a. Ukuran Ayakan Pasir = 710 μm = 25 mesh.

b. Ukuran Ayakan Semen dan Fly ash = 355 μm = 45 mesh. c. Ukuran Ayakan Abu Boiler = 250 μm = 60 mesh. 3. Cetakan Benda Uji (Sampel)

a. Benda uji berbentuk kubus dengan ukuran 5cm x 5 cm x 5 cm untuk uji tekan densitas dan serapan air. Cetakan terbuat dari kayu.(Departemen Pekerjaan Umum SK SNI M-111-1990-03, BAB III)

patah ( flexural ) . Cetakan terbuat dari kayu.

4. Baskom plastik untuk wadah mencampur bahan. 5. Sendok semen dan sendok besar.

6. Alat uji kekuatan tekan (UTM = Universal Testing Machine)

7. Alat uji kekuatan patah (UTM = Universal Testing Machine)

8. Alat uji Kekerasan (Equatip Hardnessn Tester)

B. Bahan yang digunakan.

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini : 1. Limbah abu terbang batubara (fly ash)

2. Semen Portland

3. Limbah padat sawit berupa abu boiler PKS

4. Pasir 5. Air

Untuk menentukan komposisi bahan baku mengacu pada proporsi campuran agregat dalam beton yaitu sekitar 70% - 80% atau perbandingan semen terhadap agregat 1 : 4 (Mulyono T. , 2005 ) sehingga sampel Paving block pada penelitian ini , mengacu

pada Paving block standar mutu K 125 ( 125 kg/cm ) dengan komposisi semen :

pasir : FAS = 1 : 4 : 0,6.

2

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

Sampel jenis A :

Tabel 3.1 Komposisi Semen , Fly ash, Pasir , dan Air

Sampel Semen Fly ash Pasir Air

Io 100 %= 142 gr 0 % 770 gr 60 % = 82 gr I 90 % = 128 gr 10 % = 9 gr 770 gr 60 % = 82 gr II 80 % = 114 gr 20 % = 18 gr 770 gr 60 % = 82 gr III 70 % = 99 gr 30 % = 27 gr 770 gr 60 % = 82 gr IV 60 % = 85 gr 40 % = 36 gr 770 gr 60 % = 82 gr V 50 % = 71 gr 50 % = 45 gr 770 gr 60 % = 82 gr

Fly ash yang diisikan mulai dari 0% , 10% , 20% , 30% , 40%, 50% dari berat Semen yang digunakan.

Sampel jenis B :

Tabel 3.2 Komposisi Semen (80 %), Fly ash(20 %) , Pasir , Abu Boiler, dan Air

Sampel Semen Fly ash Pasir Abu Boiler Air

I 80 % = 114 gr 20 % = 18 gr 770 gr 2,5 % = 11 gr 75 % = 100 gr II 80 % = 114 gr 20 % = 18 gr 770 gr 5,0 % = 21 gr 75 % = 100 gr III 80 % = 114 gr 20 %= 18 gr 770 gr 7,5 % = 32 gr 75 % = 100 gr IV 80 % = 114 gr 20 %= 18 gr 770 gr 10 % = 43 gr 75 % = 100 gr V 80 % = 114 gr 20 % = 18 gr 770 gr 12,5 % = 55 gr 75 % = 100 gr

Abu Boiler yang digunakan mulai dari 2,5% ; 5,0% ; 7,5% ; 10% ; 12,5% dari berat Pasir yang dipakai .

Sampel jenis C :

Tabel 3.3 Komposisi Semen (70 %), Fly ash (30 % ) , Pasir , Abu Boiler, dan Air

Sampel Semen Fly ash Pasir Abu Boiler Air

I 70 % = 99 gr 30 % = 27 gr 770 gr 2,5 % = 11 gr 75 % = 100 gr II 70 % = 99 gr 30 % = 27 gr 770 gr 5,0 % = 21 gr 75 % = 100 gr III 70 % = 99 gr 30 % = 27 gr 770 gr 7,5 % = 32 gr 75 % = 100 gr IV 70 % = 99 gr 30 % = 27 gr 770 gr 10 % = 43 gr 75 % = 100 gr V 70 % = 99 gr 30 % = 27 gr 770 gr 12,5 % = 55 gr 75 % = 100 gr

Abu Boiler yang digunakan mulai dari 2,5% ; 5,0% ; 7,5% ; 10% ; 12,5% dari berat Pasir yang dipakai .

3.3. Prosedur Penelitian Skema Penelitian Sampel A

Fly ash diayak dengan ukuran 45 mesh. Semen diayak

dengan ukuran 45 mesh

Air Pasir diayak dengan ukuran 25 mesh.

Penimbangan

Mortar

( Campuran Fly ash, Pasir, Semen ,Air )

Pencetakan

Pengujian Mekanik

(Uji tekan, patah, kekerasan )

Perendama

Pengujian Fisis

(Uji Densitas dan serapan air)

Pengeringan

Gambar : 3.3.A. Skema Penelitian sample A, komposisi semen (100% s/d 50%), dan fly ash (0% s/d 50%)

Sampel B

Air Pasir

Fly ash(20%) Abu Boiler

Semen (80%)

Pengayakan

Penimbangan

Mortar

( Campuran : semen, fly ash, semen, abu boiler, air )

Pencetakan

Pengeringan

Pengujian Mekanik

(Uji tekan, patah, kekerasan)

Pengujian Fisis

(Uji Densitas,Serapan air)

Perendaman

Gambar : 3.3.B. Skema Penelitian sample B, komposisi semen (80%), fly ash(20%), Pasir, dan abu boiler

Sampel C.

Air Pasir

Fly ash(30%) Abu Boiler

Semen(70%)

Pengayakan

Penimbangan

Mortar

( Campuran : semen, fly ash, semen, abu boiler, air )

Pencetakan

Pengeringan

Pengujian Mekanik

(Uji tekan, patah, kekerasan)

Pengujian Fisis

(Uji Densitas,Serapan air)

Perendaman

Gambar : 3.3.C. Skema Penelitian sample C.komposisi semen (70%), fly ash (30%), Pasir, dan abu boiler.

3.4 .Variabel dan Parameter Penelitian

a. Yang menjadi variabel tetap pada penelitian ini adalah komposisi semen , pasir dan air sedangkan variabel bebas adalah komposisi abu boiler PKS dan fly ash

b. Parameter penelitian

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

1. Kuat tekan 2. Kuat patah 3. Kuat pukul 4. Serapan air 5. Densitas

3.5 Alat Pengumpul Data Penelitian

Alat pengumpul data adalah instrumen yang digunakan untuk menemukan parameter , yaitu :

1. Neraca

2. Alat uji tekan (UTM = Universal Testing Machine)

3. Alat uji patah (UTM = Universal Testing Machine)

4. Alat uji kekerasan (Equatip Hardnessn Tester)

3.6 Pengolahan Bahan 3.6.1 Pengayakan Bahan

A. Analisis ayakan pasir

Prinsip kerja yaitu :

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

2. Sampel pasir dimasukkan kedalam ayakan, Ukuran Ayakan Pasir = 25 mesh

3. Sampel pasir ditimbang dengan neraca sesuai perbandingan.

B. Analisis ayakan abu boiler PKS

Prinsip kerja yaitu :

1. Diambil sampel abu boiler PKS yang telah kering dioven dengan suhu ± 100 °C 2. Sampel abu boiler PKS dimasukkan kedalam ayakan, Ukuran Ayakan Abu

Boiler = 60 mesh

3. Sampel abu boiler PKS ditimbang sesuai perbandingan

C. Analisis ayakan Semen dan Fly ash.

Prinsip kerja yaitu :

Diambil sampel semen lalu diayak dengan Ukuran Ayakan Semen = 45 mesh, lalu semen yang sudah di ayak ditimbang sesuai perbandingan dan begitu juga sampel

3.6.2. Pencampuran Bahan

Bahan yang telah diayak dan ditimbang dicampur dengan komposisi seperti sampel A tabel 3.1, yaitu untuk mengetahui pengaruh dari fly ash terhadap semen, sampel B tabel 3.2 dan sampel C tabel 3.3 untuk melihat jumlah optimun abu boiler PKS yang dapat diisikan ke dalam Paving block .

3.6.3 Pembentukan Sampel Untuk membuat sampel A :

Dimasukkan semen, fly ash, dan pasir ke dalam baskom plastik kemudian diaduk dengan sendok semen sampai campuran merata. Kemudian ditambahkan air kedalam adukan dan didiamkan ± 4 menit kemudian adukan diaduk sampai homogen. Siap untuk dicetak.

Untuk membuat sampel B dan sampel C caranya sama :

Dimasukkan semen, fly ash, pasir, dan abu bioler ke dalam baskom plastik kemudian

diaduk sampai campuran rata. Kemudian ditambahkan air kedalam adukan dan didiamkan ± 4 menit kemudian adukan diaduk sampai homogen. Siap untuk dicetak.

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

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

Setelah benda uji dicetak kemudian dikeringkan di udara selama 28 hari. ( terlebih dahulu diberi nomor untuk membedakan sampel ).(Departemen Pekerjaan Umum, SK SNI M-111-1990-03, BAB II).

Sampel uji yang di uji Densitas dan di uji Serapan air dilakukan :

a. Penimbangan dalam keadaan sampel uji kering.

b. Penimbangan dalam keadaan sampel uji basah.

c. Penimbangan sampel uji dalam zat cair.

Sampel uji yang di uji Tekan, uji Patah, dan uji Kekerasan, sampel uji dalam keadaan kering yang di ujikan.

Untuk uji Patah, sampel uji berbentuk balok ukuran (12 x 3 x 3 ) cm3.

Untuk uji Tekan dan uji Kekerasan, sampel uji berbentuk kubus ukuran ( 5 x 5 x 5 ) cm3 .Untuk uji Densitas dan uji Serapan Air, sampel uji berbentuk kubus ukuran (5x5x5) cm3 .

3.6.4 Pengujian Sampel Pengujian Densitas (Density)

Cara kerja pengujian Densitas diamati dengan menggunakan prinsip Archimedes dan mengacu pada standar ASTM C-00-2005, prosedur yang dilakukan adalah :

1. Sampel uji kering berbentuk kubus ukuran ( 5 x 5 x 5 ) cm3 terlebih dahulu ditimbang di udara dan angkanya dicatat disebut dengan massa kering (Wk).

2. Sampel uji lalu direndam selama 24 jam dan dikeringkan dengan kertas koran lalu ditimbang di udara dan angkanya dicatat disebut dengan massa basah (Wb).

3. Sampel uji ditimbang dalam air dan angkanya dicatat disebut dengan massa dalam air (Wda).

Setelah diketahui nilainya, maka Densitas sampel dapat dihitung dengan rumus 2.3.

Pengujian Serapan Air

Cara pengujian Serapan Air mengacu pada standar ASTM C-20-00-2005, prosedur yang dilakukan adalah :

1. Sampel uji kering berbentuk kubus ukuran ( 5 x 5 x 5 ) cm3 terlebih dahulu ditimbang dan angkanya dicatat disebut dengan massa kering (Wk).

2. Sampel uji lalu direndam selama 24 jam dan dikeringkan dengan kertas koran lalu ditimbang dan angkanya dicatat disebut dengan massa basah (Wb).

Setelah diketahui nilainya, maka Serapan Air sampel dapat dihitung dengan rumus 2.4.

Pengujian Kuat Tekan

Cara pengujian Kuat Tekan mengacu pada standar ASTM C 270 – 2004 dan ASTM C – 780 , prosedur yang dilakukan adalah :

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

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

bergerak dengan kecepatan konstan.

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

5. Digunakan rumus 2.1 untuk menentukan kuat tekan.

Pengujian Kuat Patah

Cara pengujian kuat patah mengacu pada standar ASTM C 133 – 97 dan ASTM C 348 –2002, prosedur yang dilakukan menggunakan alat UTM (Universal Testing Machine) adalah :

1. Sampel berbentuk balok ukuran ( 12 x 3 x 3 ) cm3 , kemudian diatur jarak titik tumpu sebagai dudukan sampel.

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

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

4. Dengan menggunakan persamaan 2.2 , ditentukan kuat patah.

Pengujian Kekerasan

Cara pengujian Kekerasan menggunakan alat ukur Equatip Hardnessn Tester, hasil pengujian sampel langsung tertera di monitor alat, sampel diukur sampai tiga kali dan diambil rata-ratanya yang satuannya dinyatakan dalam satuan BH ( Brinell Hardness)

BAB.IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dalam penelitian ini ada dua tahapan untuk menghasikan

Paving blok yang

diinginkan ,yaitu tahapan pertama dibuat campuran bahan semen, fly ash, pasir dan

air untuk mendapatkan karakteristik optimum dari fly ash, tahapan kedua dipilih dua

karakteristik optimim dari fly ash lalu bahannya dicampur dengan abu boiler dan

diharapkan dapat dibuat paving block yang masih memenuhi kriteria Paving Block.

Paving block yang telah dibuat adalah campuran dari semen, fly ash, pasir,

abu boiler PKS, dan air setelah dicetak dikeringkan selama 28 hari . Kemudian diuji sifat karakteristiknya. Karakteristik paving block sangat ditentukan oleh komposisi

perekat (semen dan fly ash ) , agregat ( pasir dan abu boiler ) serta air dan

pengeringannya. Untuk mengetahui karakteristiknya dilakukan pengujian yang meliputi pengujian fisisnya (densitas dan serapan air ) dan pengujian mekanik ( kuat tekan, kuat patah, dan kekerasan) serta analisis mikro strukturnya menggunakan mikroskop optik.

4.1. Densitas ( Density )

4.1.1. Sampel A ( semen, fly ash, pasir, dan air )

Hasil pengukuran Densitas paving block yang berbasis semen, fly ash, pasir,

dan air menggunakan persamaan 2.3 diperlihatkan pada gambar 4.1a berikut :

Grafik Density VS Persentase Semen

1.82 1.76 1.74 1.73 1.69 1.67 1.6 1.65 1.7 1.75 1.8 1.85 1.9 10 0. 00 90 .0 0 80 .0 0 70 .0 0 60 .0 0 50 .0 0

Persentase Semen(%)

De n s it y ( g r/ cm 3 )

Gambar 4.1a Grafik Density vs Persentase semen sampel A.

Dari grafik gambar 4.1a terlihat bahwa Densitas Paving block berkisar antara 1,82

gr/cm - 1,67 gr/cm . Sedangkan menurut ASTM C 134- 95 Densitas untuk beton konvensional 2,3 gr/cm . Dari grafik dapat disimpulkan bahwa dengan pengurangan semen dari 100 % sampai 50 % dan penambahan fly ash 0% sampai 50% nilai

3 3

3

Densitasnya semakin menurun . Hal ini disebabkan komposisi (CaO.SiO ) di semen persentasenya lebih besar dibandingkan di fly ash dan belum memenuhi standar

ASTM nya.

2

4.1.2. Sampel B ( semen 80%, fly ash 20%, pasir, abu boiler, air )

Hasil pengukuran Densitas paving block yang berbasis semen 80%, fly ash

20%, pasir, abu boiler, dan air menggunakan persamaan 2.3 diperlihatkan pada gambar 4.1b berikut

Grafik Density VS Persentase Abu Boiler

2.32 2.15 2.11 1.99 1.88 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

2,5 5,0 7,5 10,0 12,0

Abu Boiler ( % )

De n s it y ( g r/ cm 3 )

Gambar 4.1b. Grafik Density vs Persentase Abu Boiler, Sampel B. Dari grafik gambar 4.1b terlihat bahwa Densitas Paving block berkisar antara 1,88

konvensional 2,3 gr/cm . Dari grafik dapat disimpulkan bahwa dengan penggunaan semen 80 % dan fly ash 20%, serta penambahan abu boiler 2,5% sampai 12,5% dari

berat pasir nilai Densitasnya semakin besar dibandingkan dengan sebelum ditambahkan abu boiler.Pada grafik gambar 4.1b densitas menurun dengan penambahan abu boiler. Hal ini disebabkan komposisi semen dengan fly ash

dipengaruhi oleh komposisi abu boiler yang dapat meningkatkan nilai Densitasnya. Dan sudah dapat memenuhi persyaratan ASTM pada saat pencampuran dengan abu boiler 2,5%.

3

4.1.3. Sampel C ( semen 70%, fly ash 30%, pasir, abu boiler, air )

Hasil pengukuran Densitas paving block yang berbasis semen 70%, fly ash

30%, pasir, abu boiler dan air menggunakan persamaan 2.3 diperlihatkan pada gambar 4.1c berikut :

Grafik De nsity VS Pe rse ntase Abu Boile r

2.18 2.05 1.83 1.8 1.73 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

2.5 5 7.5 10 12.5

Abu Boiler ( % )

D en si ty ( g r/ cm 3)

Gambar 4.1c. Grafik Density vs Persentase Abu Boiler, Sampel C.

Dari grafik gambar 4.1c terlihat bahwa Densitas Paving block berkisar antara 1,73

gr/cm - 2,18 gr/cm . Sedangkan menurut ASTM C 134- 95 Densitas untuk beton konvensional 2,3 gr/cm . Dari grafik dapat disimpulkan bahwa dengan penggunaan semen 70 % dan fly ash 30% , serta penambahan abu boiler nilai Densitasnya

semakin menurun dibandingkan dengan penggunaan semen 80% dan fly ash 20%,

namun masih lebih besar nilai densitasnya dibandingkan sebelum ditambahkan abu boiler. Namun pada grafik densitasnya menurun dengan penambahan abu boiler. Hal ini disebabkan komposisi fly ash dan abu boiler sudah lebih banyak ditambahkan .

3 3

3

4.1.4. Perbandingan antara sample B dengan sample C

Grafik perbandingan sampel B dengan sampel C dapat dilihat pada gambar 4.1d seperti berikut :

Grafik Density VS Persentase Abu Boiler

2.32 2.15 2.11 1.99 1.88 2.18 2.05 1.83 1.80 1.73 1.5 1.75 2 2.25 2.5

2.5 5 7.5 10 12.5

Abu Boile r ( % )

D e n si ty ( g r/ cm 3) Matrik 1(Semen 80%; Flash 20%)

Matrik 2 (Semen 70%; Flash 30%)

P (M t ik 2

Dari dua grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa pada pencampuran abu boiler 2,5%; 5%; 7,5%; 10%; dan 12,5% pada sampel B dan sampel C garis grafik menurun hampir sejajar, pada pencampuran abu boiler 7,5% keadaannya sedikit acak. Grafik B densitasnya lebih besar dari grafik C. Bila dibandingkan dengan grafik A, grafik B dan grafik C Densitasnya lebih besar, dengan kata lain penambahan abu boiler memperbesar densitas. Dengan penambahan fly ash dan penambahan abu

boiler akan memperkecil nilai Densitas.

4.2. Penyerapan Air ( Water Absorption ) 4.2.1. Sampel A ( semen, fly ash, pasir, dan air )

Hasil pengukuran Penyerapan Air dari Paving block yang berbasis semen, fly ash, pasir, dan air menggunakan persamaan 2.4 diperlihatkan pada gambar 4.2a

berikut :

Grafik Serapan Air VS Persentase Semen

9.55 10.38 10.53 10.71 11.54 11.6 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 10 0. 0 0 90 .00 80 .00 70 .00 60 .00 50 .00 Persentase Semen(%) S e ra pa n a ir ( % ) Gambar 4.2a. Grafik Serapan Air vs Persentase semen, sample A.

Dari grafik gambar 4.2a terlihat bahwa Penyerapan Air Paving block berkisar antara

9,55 % hingga 11,6 %, untuk agregat adalah 4,8 % (Asdirr ar, 2006) dan beton konvensional umumnya 5,5 % (Braga, CBD, 1985). Dari grafik dapat disimpulkan bahwa dengan pengurangan semen dari 100 % sampai 50 % dan penambahan fly ash

0% sampai 50% nilai Penyerapan Air semakin naik, dalam hal ini bila terjadi penambahan fly ash akan memperbesar nilai Serapan Airnya, dan belum memenuhi

persyaratan beton Konvensional.

4.2.2. Sampel B ( semen 80%, fly ash 20%, pasir, abu boiler, air )

Hasil pengukuran Penyerapan Air dari Paving block yang berbasis semen, fly ash, pasir, dan air menggunakan persamaan 2.4 diperlihatkan pada gambar 4.2b

berikut :

Grafik Se rapan Air VS Pe rse ntase Abu Boile r

4.74 4.76

5.32

7.49

10.64

4 6 8 10 12 14 16

2,5 5,0 7,5 10,0 12,0

Abu Boiler ( % )

S

e

ra

pa

n A

ir

(

%

)

Dari grafik gambar 4.2b terlihat bahwa Penyerapan Air Paving block berkisar antara

4.74 % hingga 10,64 %, untuk agregat adalah 4,8 % (Asdirr ar, 2006) dan beton konvensional umumnya 5,5 % (Braga, CBD, 1985). Dari grafik dapat disimpulkan bahwa dengan penggunaan semen 80 % dan fly ash 20%, serta penambahan abu

boiler 2,5% sampai 12,5% dari berat pasir, nilai Penyerapan Air semakin kecil. Dalam keadaan ini penambahan abu boiler dapat memperkecil nilai Penyerapan Air.

Paving block telah memenuhi syarat pada pencampuran abu boiler 2,5%; 5%; dan

7,5% dengan nilai serapan airnya 4,74%; 4,76%; dan 5,32%.

4.2.3. Sampel C ( semen 70%, fly ash 30%, pasir, abu boiler, air )

Hasil pengukuran Penyerapan Air dari Paving block yang berbasis semen, fly ash, pasir, dan air menggunakan persamaan 2.4 diperlihatkan pada gambar 4.2c

berikut :

Grafik Se rapan Air VS Pe rse ntase Abu Boile r

6.32 7.94 12.77 13.42 15.96 4 6 8 10 12 14 16

2.5 5 7.5 10 12.5

Abu Boiler ( % )

Se ra pa n A ir ( % )

Gambar 4.2c Grafik Serapan Air vs Persentase Abu Boiler.

Dari grafik gambar 4.2c terlihat bahwa Penyerapan Air Paving block berkisar antara

6,32 % hingga 15,96 %, untuk agregat adalah 4,8 % (Asdirr ar, 2006) dan beton konvensional umumnya 5,5 % (Braga, CBD, 1985). Dari grafik dapat disimpulkan bahwa dengan penggunaan semen 70 % dan fly ash 30%, serta penambahan abu

boiler 2,5% sampai 12,5% dari berat pasir, nilai Penyerapan Air semakin besar. Dalam hal ini makin banyak penambahan fly ash dan abu boiler, makin besar pula

nilai Penyerapan Airnya.

4.2.4. Perbandingan antara sample B dengan sample C

Grafik perbandingan sampel B dengan sampel C dapat dilihat pada gambar 4.2d seperti berikut :

Grafik Serapan Air VS Persentase Abu Boiler

4.74 4.76 5.32 7.47 10.64 6.32 7.94 12.77 13.42 15.96 4.5 7 9.5 12 14.5 17

2.5 5 7.5 10 12.5

Abu Boiler ( % )

S e rap a n ai r (% ) Matrik 1(Semen 80%; Flash 20%) Matrik 2 (Semen 70%; Flash 30%)

Gambar 4.2d.Grafik Serapan Air vs Persentase Abu Boiler, Sampel B dan Sampel C.

Dari dua grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa pada pemakaian semen 80% dan

fly ash 20% lebih baik dibandingkan dengan pemeakaian semen 70% dan fly ash

30%. Pemakaian semen 80% dan fly ash 20% dengan penambahan abu boiler ada

yang memenuhi syarat paving block, sedangkan pemakaian semen 70% dan fly ash

30% dengan penambahan abu boiler belum memenuhi nilai persyaratan paving block. Dalam hal ini penambahan fly ash dan penambahan abu boiler akan memperbesar

nilai serapan airnya.

4.3. Kuat Tekan ( Compressive Strength )

4.3.1. Sampel A ( semen, fly ash, pasir, dan air )

Hasil pengukuran Kuat Tekan dari Paving block yang berbasis semen, fly ash,

pasir, dan air menggunakan persamaan 2.1 diperlihatkan pada gambar 4.3a berikut :

Grafik Kuat Te kan VS Pe rse ntase Se me n

10.54 9.53 _9.36 9.24 7.76 6.90 6 7 8 9 10 11 100. 00 90. 00 80. 00 70. 00 60. 00 50. 00

Persentase Semen(%)

K u at T ekan ( M P a )

Gambar 4.3a Grafik Kuat Tekan vs Persentase Semen, sampel A.

Dari grafik gambar 4.3a terlihat bahwa Kuat Tekan Paving block berkisar antara

10,54 MPa – 6,90 MPa. Sedangkan menurut SNI – 3 – 0691 – 1996 untuk jenis-jenis

Paving block Kuat Tekan berkisar 8,5 MPa – 40 MPa. Dari grafik dapat disimpulkan

bahwa dengan pengurangan semen dari 100 % sampai 50 % dan penambahan fly ash

0% sampai 50% nilai Kuat Tekan semakin menurun. Dalam hal ini bila terjadi pengurangan semen dan bila terjadi penambahan fly ash akan memperkecil nilai Kuat

Tekan. Nilai optimum untuk persyatanan Paving block pada saat pencampuran semen

70% dan fly ash 30%.

4.3.2. Sampel B ( semen 80%, fly ash 20%, pasir, abu boiler, air )

Hasil pengukuran Kuat Tekan dari Paving block yang berbasis semen, fly ash,

pasir, dan air menggunakan persamaan 2.1 diperlihatkan pada gambar 4.3b berikut :

Grafik Kuat Te kan VS Pe rse ntase Abu Boile r

9.6

9.09

8.35

7.33

5.72 5

6 7 8 9 10

2,5 5,0 7,5 10,0 12,0

Abu Boiler ( %)

K

u

at

T

ekan

(

M

P

a)

Dari grafik gambar 4.3a terlihat bahwa Kuat Tekan Paving block berkisar antara 9,6

MPa – 5,72 MPa. Sedangkan menurut SNI – 3 – 0691 – 1996 untuk jenis-jenis

Paving block Kuat Tekan berkisar 8,5 MPa – 40 MPa. Dari grafik dapat disimpulkan

bahwa dengan penggunaan semen 80 % dan fly ash 20%, serta penambahan abu

boiler 2,5% sampai 12,5% dari berat pasir, nilai Kuat Tekan semakin kecil. Dalam hal ini bila terjadi penambahan abu boiler akan memperkecil nilai Kuat Tekannya. Nilai optimum pada penambahan abu boiler 7,5% dari berat pasir.

4.3.3. Sampel C ( semen 70%, fly ash 30%, pasir, abu boiler, air )

Hasil pengukuran Kuat Tekan dari Paving block yang berbasis semen, fly ash,

pasir, dan air menggunakan persamaan 2.1 diperlihatkan pada gambar 4.3c berikut :

Grafik Kuat Te kan VS Pe rse ntase Abu Boile r

9.02 8.78 7.8 6.82 6.15 5 6 7 8 9 10

2.5 5 7.5 10 12.5

Abu Boiler ( %)

Ku a t T e k a n ( M P a )

Gambar 4.3c Grafik Kuat Tekan vs Persentase Abu Boiler, Sampel C.

Dari grafik gambar 4.3c terlihat bahwa Kuat Tekan Paving block berkisar antara 9,02

MPa hingga 6,15 MPa, . Sedangkan menurut SNI – 3 – 0691 – 1996 untuk jenis-jenis

Paving block Kuat Tekan berkisar 8,5 MPa – 40 MPa. Dari grafik dapat disimpulkan

bahwa dengan penggunaan semen 70 % dan fly ash 30%, serta penambahan abu

boiler 2,5% sampai 12,5% dari berat pasir, nilai Kuat Tekan semakin kecil. Dalam hal ini bila terjadi penambahan fly ash dan penambahan abu boiler akan memperkecil

nilai Kuat Tekannya. Nilai optimum pada penambahan abu boiler 5% dari berat pasir.

4.3.4. Perbandingan antara sample B dengan sample C

Grafik perbandingan sampel B dengan sampel C dapat dilihat pada gambar 4.3d seperti berikut :

Grafik Kuat Tekan VS Persentase Abu Boiler

9.6 9.09 8.35 7.33 5.72 9.02 8.78 7.80 6.82 6.15 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10

2.5 5 7.5 10 12.5

Abu Boiler ( % )

K u at T ekan ( M P a) Matrik 1(Semen 80%; Flash 20%) Matrik 2 (Semen 70%; Flash 30%)

Gambar 4.3d Grafik Kuat Tekan vs Persentase Abu Boiler, Sampel B dan Sampel C.

Dari dua grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa pada pencampuran abu boiler, nilai optimum pada campuran semen 80% dan fly ash 20% pada penambahan abu boiler

7,5% dari berat pasir, serta nilai optimum pada campuran semen 70% dan fly ash

30% pada penambahan abu boiler 5% dari berat pasir. Jelas bawa dengan penambahan fly ash dan penambahan abu boiler akan memperkecil nilai Kuat

Tekannya.

4.4. Kuat Patah ( Flexural Strength )

4.4.1. Sampel A ( semen, fly ash, pasir, dan air )

Hasil pengukuran Kuat Patah dari Paving block yang berbasis semen, fly ash,

pasir, dan air menggunakan persamaan 2.2 diperlihatkan pada gambar 4.4.a berikut :

Grafik Kuat Patah VS Persentase Semen

2.7 2.53 2.3 _2.25 2.18 1.8 1 1.5 2 2.5 3 10 0. 00 90 .0 0 80 .0 0 70 .0 0 60 .0 0 50 .0 0 Persentase Semen(%) K u a t Pa ta h ( M Pa )

Gambar 4.4.a GrafikKuat Patah vs Persentase Semen, sampel A.

Dari grafik gambar 4.4a terlihat bahwa Kuat Patah Paving block berkisar antara 2,7

MPa –1,8 MPa. Sedangkan Kuat Patah beton konvensional 4,9 MPa – 5,1 MPa. Dalam hal ini karena penambahan pencampuran fly ash kedalam semen, akan

memperkecil nilai Kuat Patahnya. Nilai optimum tidak tercapai untuk standar paving block konvensional.

4.4.2. Sampel B ( semen 80%, fly ash 20%, pasir, abu boiler, air )

Hasil pengukuran Kuat Patah dari Paving block yang berbasis semen, fly ash,

pasir, dan air menggunakan persamaan 2.2 diperlihatkan pada gambar 4.4b berikut :

Grafik Kuat Patah VS Perse ntase Abu Boile r

3.8

3.45

3

2.7

2.35

2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4

2,5 5,0 7,5 10,0 12,0

Abu Boiler ( % )

K

u

at

P

a

tah

(M

P

a

)

Dari grafik gambar 4.4b terlihat bahwa Kuat Patah Paving block berkisar antara 3,8

MPa – 2,35 MPa. Sedangkan Kuat Patah beton konvensional 4,9 MPa – 5,1 MPa. Dalam hal ini karena pencampuran abu boiler maka bahan menjadi sedikit lebih kuat dibandingkan sebelum di tambah abu boiler. Nilai optimum tidak tercapai untuk standar paving block konvensional.

4.4.3. Sampel C ( semen 70%, fly ash 30%, pasir, abu boiler, air )

Hasil pengukuran Kuat Tekan dari Paving block yang berbasis semen, fly ash,

pasir, dan air menggunakan persamaan 2.2 diperlihatkan pada gambar 4.4c berikut :

Grafik Kuat Patah VS Persentase Abu Boiler

3.5 3.25 2.95 2.7 2.1 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4

2.5 5 7.5 10 12.5

Abu Boiler ( % )

K u a t Pa ta h (M Pa )

Gambar 4.4c Grafik Kuat Patah vs Persentase Abu Boiler, Sampel C.

Dari grafik gambar 4.4c terlihat bahwa Kuat Patah Paving block berkisar antara 3,5

MPa – 2,1 MPa. Sedangkan Kuat Patah beton konvensional 4,9 MPa – 5,1 MPa. Dalam hal ini karena pencampuran abu boiler maka bahan menjadi sedikit lebih kuat dibandingkan sebelum di tambah abu boiler. Nilai optimum tidak tercapai untuk standar paving block konvensional.

4.4.4. Perbandingan antara sample B dengan sample C

Grafik perbandingan sampel B dengan sampel C dapat dilihat pada gambar 4.4d seperti berikut :

Grafik Kuat Patah VS Persentase Abu Boiler

3.8 3.45 3 2.7 2.35 3.50 3.25 2.95 2.70 2.10 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4

2.5 5 7.5 10 12.5

A b u B o i l er ( % )

K u a t P a ta h (M P a ) Matrik 1(Semen 80%; Flash 20%) Matrik 2 (Semen 70%; Flash 30%)

Gambar 4.4d Grafik Kuat Patah vs Persentase Abu Boiler, Sampel B dan Sampel C.

Dari dua grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa pada pencampuran abu boiler grafik sampel B dan grafik sampel C hanya menunjukkan perbedaan yang sedikit bahkan ada titik grafik yang sama pada pencampuran abu boiler 10% dari berat pasir. Dengan penambahan abu boiler akan memperbesar kuat tekan dibandingkan dengan penambahan fly ash.

4.5. Kekerasan

4.5.1. Sampel A ( semen, fly ash, pasir, dan air )

Hasil pengukuran Kekerasan dari Paving block yang berbasis semen, fly ash,

pasir, dan air menggunakan Equotip Hardness Tester diperlihatkan pada gambar 4.5.a berikut :

Grafik Ke ke rasan VS Pe rse ntase Se me n

100 100 99.7 99.7

96.7 90.9 80 85 90 95 100 105 110 10 0. 0 0 90 .00 80 .00 70 .00 60 .00 50 .00 Persentase Semen(%) K e ker asan ( R H N )

Gambar 4.5a Grafik Kekerasan vs Persentase semen, sampel A.

Dari grafik gambar 4.5a terlihat bahwa Kekerasan Paving block berkisar antara 100

RHN – 90,9 RHN. Sedangkan nilai kekerasan paving block konvensional 120 BHN–

121 BHN (67 RHN-68 RHN). Dalam hal ini ada beberapa pencampuran fly ash

tertentu yang nilainya tetap yaitu pada pencampuran semen 100%, 90%, 80%, dan 70% dari berat fly ash, namun makin banyak campuran fly ashnya juga akan

memperkecil nilai Kekerasannya. Paving block telah memenuhi ketentuan kekerasan

untuk paving block konvensional.

4.5.2. Sampel B ( semen 80%, fly ash 20%, pasir, abu boiler, air )

Hasil pengukuran kekerasan dari Paving block yang berbasis semen, fly ash,

pasir, dan air menggunakan Equotip Hardness Tester, diperlihatkan pada gambar 4.5b berikut :

Grafik Kekerasan VS Persentase Abu Boiler

106.7 104.2 102.4 97.6 96.8 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110

2,5 5,0 7,5 10,0 12,0

Abu Boiler (%)

K eker asan ( R H N )

Dari grafik gambar 4.5b terlihat bahwa Kekerasan Paving block berkisar antara 106,7

RHN–96,8 RHN. Sedangkan nilai kekerasan paving block konvensional 120 BHN–

121 BHN. Dalam hal ini karena pencampuran abu boiler maka bahan menjadi sedikit keras, artinya dengan penambahan abu boiler pada fly ash akan memperbesar nilai

kekerasan.

Makin banyak penambahan abu boiler dan penambahan fly ash akan memperkecil

pula nilai kekerasannya. Paving block telah memenuhi ketentuan kekerasan untuk paving block konvensional.

4.5.3. Sampel C ( semen 70%, fly ash 30%, pasir, abu boiler, air )

Hasil pengukuran Kekerasan dari Paving block yang berbasis semen, fly ash,

pasir, dan air menggunakan Equotip Hardness Tester diperlihatkan pada gambar 4.5c berikut :

Grafik Kekerasan VS Persentase Abu Boiler

104.3 100 92.7 91.7 90.8 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110

2.5 5 7.5 10 12.5

Abu Boiler (%)

K e ke ra sa n ( R H N)

Gambar 4.5c Grafik Kekerasan vs Persentase Abu Boiler, Sampel C

Dari grafik gambar 4.5c terlihat bahwa Kekerasan Paving block berkisar antara 104,3

RHN–90,8 RHN. Sedangkan nilai kekerasan paving block konvensional 120 BHN–

121 BHN. Dalam hal ini karena pencampuran abu boiler maka bahan menjadi sedikit lebih keras. Paving block telah memenuhi ketentuan kekerasan untuk paving block

konvensional.

4.5.4. Perbandingan antara sample B dengan sample C

Grafik perbandingan sampel B dengan sampel C dapat dilihat pada gambar 4.5d seperti berikut :

Grafik Kekerasan VS Persentase Abu Boiler

106.7 104.2 102.4 97.6 96.8 104.30 100.00 92.70 91.70 90.80 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110

2.5 5 7.5 10 12.5

Abu Boiler ( % )

K e ke ra sa n ( R H N ) Matrik 1(Semen 80%; Flash 20%) Matrik 2 (Semen 70%; Flash 30%)

Gambar 4.5d Grafik Kekerasan vs Persentase Abu Boiler, Sampel B dan Sampel C.

Dari dua grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa pada pencampuran abu boiler grafik sampel B dan grafik sampel C hanya menunjukkan perbedaan yang sedikit bahkan ada titik grafik yang berjauhan pada pencampuran abu boiler 7,5%.

Dalam hal ini karena pencampuran abu boiler maka bahan menjadi sedikit keras, artinya dengan penambahan abu boiler pada fly ash akan memperbesar nilai

kekerasan.

Namun makin banyak penambahan abu boiler dan penambahan fly ash akan

memperkecil pula nilai kekerasannya.

4.6. Pengamatan mikrostruktur sampel dengan menggunakan Mikroskop Optik Analisis yang dilakukan adalah mengamati sampel komposisi bahan semen, fly ash, pasir, abu boiler, dan air. Mula-mula sampel diamati sebelum direndam ( dalam

keadaan kering ) difoto dengan pembesaran 100 kali dan 200 kali, berikutnya sampel setelah di rendan ( dalam keadaan basah ) difoto dengan pembesaran 100 kali dan 200 kali .

Foto-fotonya dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 4.6a. : Sampel kering , Gambar 4.6b. : Sampel kering, pembesaran 100 kali. pembesaran 200 kali.

Gambar 4.6c. : Sampel basah, Gambar 4.6d. : Sampel basah, pembesaran 100 kali. pembesaran 200 kali

BAB.V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil pengujian karakteristik Paving block yang diperoleh dalam penelitian

ini dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Dari hasil pengujian fly ash sebagai substitusi semen diperoleh komposisi

optimun untuk campuran semen 80 % dengan fly ash 20 % , diperoleh hasil

pengukuran :

*. Densitas = 1,74 gr/cm 3 *. Serapan air = 10,38% *. Kuat tekan = 9,36 MPa *. Kuat patah = 2,3 MPa dan *. Kekerasan = 99,7 RHN

Pada campuran semen 70 % dengan fly ash 30 %, diperoleh hasil pengukuran

:

*. Densitas = 1,73 gr/cm 3 *. Serapan air = 10,53% * Kuat tekan = 9,24 MPa *. Kuat patah = 2,25 MPa dan *. Kekerasan = 99,7 RHN

54

Dan dari hasil pengujian abu boiler sebagai subsitusi pasir diperoleh komposisi optimum untuk campuran semen 80%, fly ash 20%, abu boiler

7,5% dari berat pasir diperoleh hasil pengukuran : *. Densitas = 2,11 gr/cm 3

*. Serapan air = 5,32% *. Kuat tekan = 8,35 MPa *. Kuat patah = 3,0 MPa dan *. Kekerasan = 102,4 RHN.

Serta dari hasil pengujian abu boiler sebagai subsitusi pasir diperoleh komposisi optimum untuk campuran semen 70%, fly ash 30%, abu boiler 5%

dari berat pasir diperoleh hasil pengukuran : *. Densitas = 2,05 gr/cm 3

*. Serapan air = 7,94% *. Kuat tekan = 8,78 MPa *. Kuat patah = 3,25 MPa dan *. Kekerasan = 100 RHN.

Type Paving block bertype mutu D digunakan untuk taman, menurut SNI – 3 – 0691

– 1996 type mutu D untuk taman dengan kuat tekan 8,5 MPa – 10 MPa.

2. A. Limbah padat abu terbang batubara (fly ash) dapat digunakan sebagai

substitusi semen.

B. Limbah padat abu boiler PKS dapat digunakan sebagai substitusi pasir karena abu boiler kandungan kadar karbon terikat = 69,25% yang sifatnya keras seperti unsur pasir.

3. Pemakaian limbah padat abu terbang batubara (fly ash) serta limbah padat

abu boiler PKS dapat digunakan untuk pembuatan Paving Block. Fly ash

sebagai substitusi semen dengan tujuan mengurangi penggunaan semen dan mengurangi limbah pemakaian batubara, serta abu boiler sebagai substitusi pasir dengan tujuan mengurangi penggunaan pasir dan mengurangi limbah PKS.

5.2. Saran

1. Pemanfaatan limbah abu boiler PKS dan fly ash perlu ditingkatkan lagi

khususnya untuk pengganti bahan bangunan sekaligus mencegah pencemaran sekitar pabrik.

2. Perlu diteliti untuk pembuatan paving block menggunakan flay ash dan abu

boiler , ditambahka lagi bahan perekat seperti Polivinyl Alkohol (PVA), karena dari hasil penelitian ini walaupun fly ash dapat sebagai subsitusi semen

serta abu boiler dapat sebagai substitusi pasir, namun memberi dampak yang jelek pada paving block diantaranya daya serap terlalu tinggi, kuat tekan dan

kuat patah sangat rendah.

Gambar: B.7. Perendaman sampel uji Gambar: B.8.Pengeringan sampel uji

Gambar: B.9. Ayakan Gambar: B.10 Neraca

Gambar: B.13. Alat ukur Kekerasan Gambar: B.12. Alat uji Patah(UTM ( Equotip Hardness Tester ) =Universal Testing Machine)

Gambar: B.14. Alat foto Mikroskopik (Rax Vision Material Plus Vesion 4.1)

LAMPIRAN C

95