magma adalah silika SiO
2
dan oksigen , berbagai jenis magma yang dihasilkan selama letusan gunung berapi yang paling sering dijelaskan dengan parameter
kandungan silikanya. Silika SiO
2
maupun Kuarsa Si mempunyi sifat keras, dan tajam jika dijadikan dalam ukuran nanometer, mempunyai sifat unggul yang sangat baik
untuk bahan campuran dalam pembuatan keramik. Penggunaan debu vulkanik dapat mengganti penggunaan pasir sehingga jumlah penambangan pasir ikut
berkurang maka kerusakan lingkungan di sungai atau pantai dapat dikurangi Bisakimia, 2014 .
2.5 GunungSinabung
Gunung Sinabung adalah gunung api di dataran tinggi karo, Kabupaten Karo, Sumatera Utara. Gunung Sinabung bersama Gunung Sibayak di dekatnya adalah
dua gunung berapi aktif di Sumatera Utara dan menjadi puncak tertinggi si provinsi Sumatera Utara. Ketinggian dari gunung Sinabung mencapai 2.460
meter. Gunung ini terletak pada koordinat 3°10
′12″LU98°23′31″BT . Menurut data
geologinya, Gunung Sinabung merupakan jenis gunung stratovolcano dan diperkirakan usia dari batuan gunung ini merupakan batuan yang telah ada sejak
zaman pleistosen; berdasarkan lokasinya gunung ini berada pada sabukbusur vulkanik busur sunda.
Gambar 2.1 Gunung Sinabung Dokumentasi Pribadi
Universitas Sumatera Utara
2.5 Keramik
Keramik berasal dari bahasa Yunani “Keramos” atau “Keramikos” yang berarti periuk atau belanga yang dibuat dari tanah.Sedangkan menurut istilah keramik
adalah semua barang atau benda yang dibuat dari bahan-bahan tanah liat lempung yang mengalami suatu proses pengerasan dengan pembakaran pada
suhu tinggiAstuti, 1997.
2.6 Bahan Keramik
Secara garis besar, bahan keramik adalah bagian utama dalam pembuatan keramik dan bahan utamanya biasa disebut dengan bahan mentah keramik. Contoh bahan
mentah keramik alam seperti kaolin, tanah liat clay, feldspar, kuarsa, dolomit, pyrophilit, dan lain sebagainya. Sedangkan bahan keramik buatan seperti Mullit,
SiC, Borida, Nitrida, H
3
BO
3
dan sebagainya Jumiyati, 2005. Bahan pembuat keramik dapat berupa bahan plastis dan bahan non plastis. Yang termasuk dalam
bahan plastis antara lain kaolin, clay, stoneware clay tanah benda batu, earthenware clay tanah bata merah, fire clay tanah api, serta bentonit.
Sedangkan bahan non plastis antara lain silika SiO
2
disebut juga glass former, flint SiO
3
, feldspar KNaO.Al
2
O
3
.6SiO
2
, kapur kalsit dan magnesit Cao dan MgO, alumina Al
2
O
3
dan grog Astuti, 1997.
2.6.1 Jenis Bahan Keramik 2.6.1.1 Kaolin
Kaolin ialah hasil suatu endapan atau pelapukan batuan granitik dan pengikisan atau presihidrotermal, yang terdiri dari mineral kaolinit dan monmorillonit serta
mineral lain sebagai pengotor. Sebenarnya kaolin adalah salah satu jenis lempung yang mengandung mineral kaolinit sebagai bagian terbesar dan termasuk jenis
lempung primer. Kaolin merupakan masa batuan yang tersusun dari material lempung dengan kandungan besi yang rendah dan pada umumnya berwarna putih
atau agak keputihan. Kaolin mempunyai komposisi hidrous aluminium silikat 2H
2
O.Al
2
O
3
.2SiO
2
, dengan disertai beberapa unsur pengotor. Dua proses
Universitas Sumatera Utara
geologi pembentukan kaolin kaolinisasi adalah proses pelapukan dan proses pengikiran presihidrotermal batuan beku.
Mineral yang termasuk dalam kelompok kaolin adalah kaolinit, nakrit, dikrit, dan halloysit, dengan kaolinit sebagai mineral utamanya. Halloysit
[Al
2
OH
4
.SiO
5
.2H
2
O] mempunyai kandungan air lebih besar, dan sering kali membentuk endapan sendiri. Dalam endapan kaolin yang ekonomis tidak
ditemukan mineral seperti nakrit dan dikrit Suhala dan Arifin, 1997. Garis besar deretan reaksi atau perubahan fasa kaolin yang dipanaskan adalah
sebagai berikut: a.
Tahap pertama Sekitar 500
o
C yaitu reaksi endotermis yang sehubungan dengan hilangnya struktur air atau dehidrasi kaolinit dan pembentukan metakaolin,
2Al
2
O
3
.4SiO
2
b. Tahap kedua
Sekitar 950
o
C yakni reaksi eksotermis, sehubungan dengan pengkristalan yang cepat fasa bentuk jarum spinel
, disebut γ-Al
2
O
3
, oleh Brinley dan Nakahira dinyatakan dengan 2Al
2
O
3
.3SiO
2
. c.
Tahap ketiga Sekitar 1050 – 1100
o
C, sehubungan dengan reaksi eksotermis kedua dimana struktur bentuk jarum berubah menjadi fasa mullit dan selanjutnya
muncul kristobalit. Jika pemanasan diteruskan akhirnya mullit akan mengkristal dengan baik dimana komposisinya 3Al
2
O
3
.2SiO
2
Syukur, 1982.
Adapun sifat-sifat fisis mineral kaolinit antara lain: a.
Berwarna putih dan agak keputihan karena kandungan besinya yang rendah.
b. Berbutir kasar.
c. Kekerasan 2 – 2,5 skala Mohs.
d. Berat jenis 2,60 – 2,63 grml.
e. Rapuh dan tidak plastis jika dibandingkan dengan tanah liat sekunder,
sehingga sulit dibentuk. f.
Mempunyai daya hantar panas dan listrik yang rendah. g.
pH bervariasi Suhala dan Arifin, 1997; Astuti, 1997
Universitas Sumatera Utara
Adapun spesifikasi kaolin untuk keramik ditunjukkan pada tabel 2.6. Tabel 2.6 Spesifikasi Kaolin Untuk Keramik
Analisis Spesifikasi
Porselen Saniter
Gerabah Halus
Kasar Kimia
Fe
2
O
3
0,4 0,7
0,8 1,0
TiO
2
0,3 0,7
- -
CaO 0,8
0,8 0,8
0,8 SO
3
0,3 0,2
0,4 0,4
Fisika
Besar butir 2 mikron
80,0 80,0
80,0 80,0
Brightness 90,0
90,0 80,0
80,0 Kadar air
5,0 5,0
7,0 7,0
Sumber: Standar Industri Indonesia, Departemen Perindustrian Karena jenis kaolin tidaklah begitu plastis, maka taraf penyusutan dan
kekuatan keringnya pun lebih rendah dan sangat tahan api, maka jenis mineral ini tidak dapat dipakai begitu saja untuk pembuatan barang-barang keramik,
melainkan harus dicampur dahulu dengan bahan-bahan lainnya. Clay ditambahkan untuk menambah keplastisan dan mineral feldspar ditambahkan untuk mengurangi
“ketahanan api: kaolin, karena bakaran kaolin sangat kuat; titik lelehnya mencapai 1800
o
C Astuti, 1997. Kaolin banyak digunakan dalam berbagai industri, baik sebagai bahan
utama maupun sebagai bahan bantu. Hal ini karena adanya sifat-sifat kaolin seperti kehalusan, kekuatan, warna, daya hantar listrik dan panas yang rendah,
serta sifat-sifat lainnya Suhala dan Arifin, 1997. Mutu kaolin ditunjukkan oleh kemurnian kimianya, kecerahan warnanya, serta bentuk dan ukuran kristalnya
Adhi, dkk, 2004.
2.6.1.2 Feldspar
Feldspar adalah nama kelompok mineral yang terdiri atas potassium, sodium dan kalsium alumino silikat. Pada umumnya kelompok mineral ini terbentuk oleh
proses pneumatolistis dan hidrotermal. Feldspar ditemukan pada batuan beku, batuan erupsi dan metamorfosa baik yang bersifat asam maupun basa.
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan keterdapatannya endapan feldspar dapat dikelompokkan menjadi 3 yaitu:
a. Feldspar primer
Yaitu feldspar yang terdapat dalam batuan granitis. b.
Feldspar diagengetik Yaitu feldspar yang terdapat dalam batuan sedimen piroklastik.
c. Feldspar alluvial
Yaitu feldspar yang terdapat dalam batuan yang telah mengalami metamorfosa.
Dari seluruh jenis feldspar diatas yang dikenal memiliki nilai ekonomis adalah feldspar yang berasal dari batuan asam. Feldspar adalah mineral
alumina anhidrat silikat yang bersasosiasi dengan unsur kalium K, natrium Na dan kaslium Ca dalam perbandingan yang beragam.
Berdasarkan kandungan unsur-unsur tersebut secara mineralogi, feldspar dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok mineral, yaitu:
a. Alkali feldspar
Kelompok alkali feldspar yaitu sanidin sebagai kalium-natrium feldspar dan ortoklas sebagai natrium-kalium feldspar. Sedangkan ortoklas dan mikrolin
keduanya termasuk sanidin, namun masing-masing memiliki sistem kristal monoklin, dan mikrolin memiliki sistem kristal triklin.
b. Plagioklas
Kelompok feldspar plagioklas terklasifikasikan mulai dari albit natrium feldspar dengan komposisi Na : Ca sekitar 9 : 1 hingga anortit kalsium
feldspar dengan komposisi Na : Ca sekitar 1 : 9. Sebaliknya kombinasi unsur-unsur K dengan Ca tidak pernah terjadi.
Seluruh jenis feldspar umumnya mempunyai sifat fisik yang hampir sama, yaitu nilai kekerasan sekitar 5 – 6,5 skala Mohs dan berat jenisnya sekitar 2,4
– 2,8 gramml, sedangkan warna bervariasi mulai dari putih keabu-abuan, merah jambu, coklat, kuning dan hijau.
Berdasarkan komposisi kimia, feldspar mempunyai rumus umum MZ
4
O
8
. M adalah kation K
+
, Na
+
atau Ca
2+
, kadang terdapat Ba
2+
dan NH
4+
.
Universitas Sumatera Utara
Komponen Z adalah kation-kation Al
3+
dan Si
4+
, tetapi sebagian digantikan oleh Fe
3+
. Tabel 2.7 Komposisi Kimia dan Sifat Fisik Feldspar
Feldspar Rumus
Komposisi Kimia Teoritis Berat
Jenis Kekerasan
K
2
O Na
2
O CaO Al
2
O
3
SiO
2
Ortoklas K
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2
16,9 -
- 18,4
64,7 2,24-
2,66 6,0
Albit Na
2
O.Al
2
O
8
.6SiO
2
- 11,8
- 19,4
68,8 2,50-
2,70 6,0-6,5
Anortit CaO.Al
2
O
8.
6SiO
2
- -
20,1 36,62 43,2
8 2,60-
2,80 6,0-6,5
Sumber: Suhala dan Arifin 1997
Pada umumnya pengolahan feldspar adalah menghilangkan atau menurunkan kadar material pengotor seperti: biotite, toumaline dan mika. Apabila kadar unsur
Fe
2
O
3
telalu tinggi, maka akan mengakibatkan perubahan warna pada proses pembuatan badan keramik. Sebagai conntoh, untuk pembuatan badan porselen
yang baik, apabila kadar Fe
2
O
3
maksimum sebesar 0,5 . Mutu feldspar ditentukan oleh kandungan oksida kimia K
2
O dan Na
2
O yang relatif tinggi diatas 6 , Fe
2
O
3
dan TiO
2
. Feldspar digunakan diberbagai industri, banyak diperlukan sebagai bahan
pelebur atau pelekat pada suhu tinggi dalam pembuatan keramik halus seperti barang pecah belah, saniter, insulator dan juga digunakan dalam industri
gelaskaca. Pada industri keramik dan porselen sebagian besar feldspar sebagai bahan badan materaial Suhala dan Arifin, 1997.
Feldspar merupakan kelompok mineral yang dapat memberikan sampai 25 flux
pelebur kepada badan keramik. Bila badan keramik dibakar, feldspar meleleh melebur dan membentuk leburan gelas yang menyebabkan partikel
tanah dan bahan lainnya melekat satu sama lainnya. Bila bahan semacam gelas ini membeku, bahan ini memberikan kekuatan dan kekukuhan pada badan keramik.
Hal ini terlihat jelas pada badan porselen yang tampak seperti gelas karena banyak mengandung feldspar Astuti, 1997.
Universitas Sumatera Utara
Persyaratan feldspar untuk industri keramik berdasarkan SNI adalah :
Oksida Feldspar untuk badan keramik
Porselen Saniter
Gerabah halus padat Stone-ware
K
2
+ Na
2
O 6,0 – 15,0
6,0 – 15,0 6,0 – 15,0
Fe
2
O
3
+ maks 0,5
0,7 0,8
TiO
2
+ maks 0,3
0,7 -
CaO + maks 0,5
0,5 1,0
Tabel 2.8 SNI No. 1145-1984
2.6.1.3 Clay Tanah Liat
Tanah liat atau lempung adalah bahan utama pembuatan keramik. Tanah ini adalah tanah yang berbentuk dari kristal-kristal. Bentuknya seperti lempengan
kecil-kecil hampir berbentuk persegi enam dengan permukaan yang datar. Bentuk kristal seperti ini yang menyebabkan tanah liat bila dicampur dengam air
mempunyai sifat liat plastis dan mudah dibentuk. Dilihat dari sudut ilmu kimia, tanah liat termasuk hidrosilikat alumina dan dalam keadaan murni mempunyai
rumus: Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O dengan perbandingan berat dari unsur-unsurnya: 47 Silikon Dioksida SiO
2
, 39 Alumina Al
2
O
3
dan 14 air H
2
O Astuti, 1997.
Pada keadaan murninya, tanah liat mengandung butiran-butiran debu. Umumnya unsur-unsur tambahan ini terdiri dari kuarsa, feldspar, dan sebagainya.
Sifat tanah liat yang berubah warna setelah dibakar sangat dipengaruhi oleh unsur mineral yang terkandung. Semua jenis tanah liat mempunyai sifat-sifat yang khas
yaitu: bila dalam keadaan basah akan bersifat plastis, bila dalam keadaan kering akan menjadi keras, sedang bila dibakar akan menjadi padat dan kuat. Warna-
warna terjadi karena adanya unsur oksida besi dan unsur organis, yang biasanya akan berwarna bakar kuning kecoklatan, coklat merah dan coklat tua. Biasanya
kandungan oksida besi sekitar 2-5 . Tanah berwarna lebih gelap biasanya matang pada suhu yang lebih rendah, kebalikannya adalah tanah berwarna terang
ataupun putih Astuti, 1997. Lempung clay adalah bahan galian yang terbentuk karena proses
pelapukan dari batuan lain menjadi endapan yang berbutir sangat halus. Jika
Universitas Sumatera Utara
endapan lempung masih terdapat pada batuan asalnya dan belum tertransportasi disebut sebagai lempung residu, akan tetapi bila telah mengalami transportasi dan
diendapkan di tempat lain disebut sebagai lempung alluvial. Di Indonesia, lempung sering tersebar cukup luas terutama sebagai endapan alluvial sungai.
Walaupun demikian, akumulasi endapan lempung berbeda-beda pada kondisi yang berlainan, misalnya di daerah kering butiran-butiran lempung akan
diterbangkan oleh angin dan diendapkan di tempat yang jauh, sedangkan di daerah basah dan lembab akan terbentuk endapan lempung yang cukup tebal Andhi, dkk,
2004. Karakteristik lempung clay adalah sebagai berikut:
a. Ukuran butir lempung dapat dikelompokkan sebagai berikut:
• Clay
0,002 mm •
Lumpur silit 0,002 mm – 0,06 mm
• Pasir halus fine sand
0,06 mm – 0,2 mm •
Pasir sedang medium sand 0,2 mm – 0,6 mm •
Pasir kasar coarse sand 0,6 mm – 2,0 mm
Abel Simoes, 1955 b.
Analisa kimia Komposisi kimia yang terdapat dalam lempung menurut metode NLCE
National Laboratory for Civil Engineering. Tabel 2.9 Komposisi Kimia Lempung sumber: NLCE, 1973
Senyawa Jumlah
Silika SiO
2
61,43 Alumina Al
2
O
3
18,99 Besi oksida Fe
2
O
3
1,22 Kalsium monoksida CaO
0,84 Magnesium monoksida MgO
0,91 Sulfu padar trioksida SO
3
0,001 Potassium oksida K
2
O 3,21
Sodium oksida Na
2
O 0,15
H
2
O hilang pada suhu 105
o
C 0,6
H
2
O hilang pada pembakaran diatas 105
o
C 12,65
Universitas Sumatera Utara
c. Plastisitas
Clay bila dicampur dengan air, memiliki plastisitas yang tinggi dan sangat berguna dalam pemberian bentuk dan kekuatan selama proses pengeringan
dan pembakaran Fius dan Budiono, 2002. Tanah liat mempunyai sifat-sifat fisis dan kimia yang penting untuk
pembuatan keramik, yaitu: a.
Sifat liat plastis Tanah liat dibentuk dengan mudah. Besar kecilnya partikel-partikel butir-
butir tanah dan juga zat-zat organik seperti akar tumbuh-tumbuhan, zat renik, dal lain sebagainya yang ada dalam tanah liat sangat berpengaruh
terhadap sifat plastisnya b.
Sifat pori Tanah liat mengandung partikel-partikel pembentuk tanah yang terdiri dari
partikel halus dan partikel kasar. Perbandingan dan besar butir dalam tanah sangat mempengaruhi sifat tanah tersebut. Tanah liat harus cukup porous
berpori agar: •
Air plastis air pembentuk: yaitu sejumlah air yang diberikan pada tanah liat untuk dapat dibentuk menguap dengan mudah pada waktu
dikeringkan. Pada saat ini akan terjadi penyusutan karena hilangnya air pembentukan tadi. Penyusutan ini biasa disebut susut kering yaitu
susut pada waktu pengeringan. Besarnya angka penyusutan dari bermacam-macam tanah liat berbeda-beda tergantung dari kehalusan
butirnya. Semakin halus butirannya makin banyak air pembentuk yang dibutuhkan dan makin besar pula angka penyusutannya.
• Air yang terikat secara kimia yaitu air yang terkandung dalam tanah
liat itu sendiri secara alami dengan mudah dapat dikeluarkan pada waktu permulaan pembakaran sehingga terhindar dari letusan uap
dan retak-retak. •
Bermacam gas yang disebabkan oleh pembakaran zat-zat organik yang ada dalam tanah dapat keluar. Pada saat ini akan terjadi lagi
penyusutan yang disebut susut baker; makin halus butir-butir tanahnya semakin besar pula susut bakarnya.
Universitas Sumatera Utara
c. Sifat menggelas
Tanah liat juga mengandung mineral-mineral lain yang dapat bertindak sebagai bahan pembentuk bahan gelas saat dibakar. Tanah liat harus
menjadi padat, keras dan kuat menggelas pada suhu yang diperlukan untuk pembuatan keramik. Sebenarnya penggelasan adalah suatu proses pencairan
bagian-bagian tertentu dari tanah liat mulai mencair menjadi gelas. Astuti, 1997.
Termasuk dalam klasifikasi lempung untuk bahan keramik, adalah ball clay
yaitu lempung yang terdiri dari 49-60 kaolinit, 18-33 illit, 7-22 kuarsa dan 1-4 material organik karbon, plastisitas tinggi, kekuatan kering
tinggi, mengalami proses verifikasi yang panjang dan berwarna terang jika dibakar. Bond clay adalah ball clay yang spesifikaasinya lebih rendah. Bond
clayball clay berasal dari endapan vulkanik klastik yang terperangkap dalam
lingkungan lakustrin danau sehingga sering berasosiasi dengan batu bara. Sumber saya total ball clay yang diketahui di Indonesia hampir 180 juta ton
tersebar di 12 lokasi di provinsi Jambi, Bangka Belitung, Jawa Barat, Jawa Tengah, Kalimantan Barat, dan Kalimantan Timur Adhi, dkk, 2004.
2.6.1.4 Kuarsa
Pasir kuarsa adalah bahan galian yang terdiri atas kristal-kristal silika SiO
2
dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa selama proses pengendapan. Pasir
kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih yang merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama, seperti kuarsa dan feldspar. Hasil
pelapukan kemudian tercuci dan terbawa oleh air atau angin yang terendapkan di tepi-tepi sungai, danau atau laut.
Pasir kuarsa mempunyai komposisi gabungan dari SiO
2
, Fe
2
O
3
, Al
2
O
3
, TiO
2
, CaO, MgO dan K
2
O, berwarna putih bening atau warna lain bergantung pada senyawa pengotornya, kekerasan bernilai 7 skala Mohs, berat jenis 2,6
grml, titik lebur 1750
o
C, bentuk kristal hexagonal, panas spesifik 0,185 dan konduktivitas panas 12 – 1000
o
C.
Universitas Sumatera Utara
Dalam kegiatan industri, penggunaan pasir kuarsa sudah berkembang luas, baik langsung sebagai bahan baku utama maupun sebagai bahan tambahan.
Penggunaan sebagai bahan baku utama, misalnya digunakan dalam industri gelas kaca, semen, tegel, mosaik keramik, bahan baku ferro silikon, silikon karbida,
bahan abrasit ampelas dan sand blasting. Sedangkan penggunaannya sebagai bahan tambahan, misalnya dalam industri cor, industri perminyakan dan
pertambangan, batakeramik tahan api refraktori, dan lain sebagainya. Cadangan pasir kuarsa terbesar terdapat di Sumatera Barat, potensi lain
terdapat di Kalimantan Barat, Jawa Barat, Sumatera Selatan, Kalimantan Selatan dan Pulau Bangka dan Belitung www.tekmira.esdm.go.id.
2.7 Keramik Berpori
Keramik berpori dikenal juga sebagai keramik seluler, mulai dikembangkan pada tahun 1970-an. Keramik jenis ini terdiri atas jenis material berpori yang tahan
akan panas dengan bentuk seperti pori gas. Ukuran pori yang didapat berkisar dalam orde angstrom dan milimeter, porositas umumnya pada rentang dari 20
sampai 90 dan variasi suhu mencapai 1600
o
C.
2.7.1 Klasifikasi Keramik Berpori
Pada umumnya, keramik berpori dapat dibagi menjadi dua, yaitu: keramik sarang lebah honeycomb gambar 2.2 dan keramik busa foam gambar 2.3. Bentuk
keramik honeycomb memiliki pori polygonal columnar yang terbentuk dari susunan dua dimensi gambar 2.2, dan keramik busa memiliki pori dengan
bentuk lubang polyhedron yang terbentuk dari susunan tiga dimensi. Gambar menunjukkan dua keramik busa dengan struktur pori yang berbeda, keduanya
terbuat dari senyawa-senyawa oksida.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2 Keramik Honeycomb Gambar 2.3 Keramik Foam
Ada dua jenis keramik busa: keramik busa rongga sel terbuka dan keramik busa seperti gelembung dengan rongga sel tertutup. Saat bagian padat membentuk
badan busa yang hanya terdiri dari topangan pori, pori-pori yang terhubung akan membentuk struktur rongga, menghasilkan keramik busa rongga sel terbuka. Bila
pori-pori terpisah oleh dinding sel yang padat, akan terbentuk keramik busa dengan rongga sel tertutup. Perbedaan jenis keramik busa ini dapat dengan jelas
dilihat dengan membandingkan kemampuan penetrasi fluida. Perbedaan antara dua jenis ini bergantung pada apakah pori terbungkus oleh dinding sel padat apa
tidak. Juga terdapat keramik busa dengan rongga sel setengah. Namun, beberapa keramik busa bisa memiliki baik pori terbuka maupun tertutup.
Kerapatan bulk dan termal konduktivitas dari struktur pori relatif rendah, sebaik mungkin berbeda tingkat kemampuan penetrasi fluida namun menjadi
tinggi pada badan keramik busa rongga terbuka. Pencocokan bahan material keramik dengan baik sebagai persiapan pembuatan, keramik berpori dapat dibuat
dengan kekuatan mekanik yang relatif tinggi, tahan korosi dan stabil dibawah suhu yang tinggi dan memenuhi tingkat kekerasan yang diinginkan.
Keramik berpori dapat juga diklasifikasikan menurut ukuran porinya, sebagai berikut:
• Material mikropori, untuk ukuran pori kurang dari 2 nm
• Material mesopori, untuk ukuran pori 2-50 nm
• Material makropori, untuk ukuran pori lebih dari 50 nm.
Universitas Sumatera Utara
Standar pengklasifikasian ini belum disetujui karena aturan tentang penggunaan material berpori bisa berbeda tiap-tiap negara.
Menyoroti perbedaan jenis klasifikasi diatas, terdapat beberapa jenis keramik berpori yaitu: silikat, aluminosilikat, diatomit, karbon, korundum, silikon
karbida dan koediet. Keramik busa merupakan bagian penting dari keramik berpori dan jenis
keramik busa rongga terbuka, merupakan jenis baru dari keramik dengan tingkat porositas yang tinggi memiliki tiga dimensi, struktur rongga pori yang terhubung,
menghasilkan spesifik area permukaan yang sangat baik, efisiensi kontak fluida yang tinggi, dan sedikit tekanan fluida yang hilang. Fakta menunjukkan, material
keramik berpori memiliki pori-pori yang terhubung dan lubang-lubang kapiler dan memiliki spesifikasi energi permukaan dalam, sehingga sangat baik dalam hal
filtrasi dan adsorpsi. Keramik berpori dapat digunakan pada banyak bidang seperti metalurgi,
rekayasa kimia, proteksi lingkungan, energi dan biologi, untuk setiap penerapannya seperti filtrasi leburan logam, pemurnian gas bersuhu tinggi dan
sebagai katalis. Selain itu, porositas, densitas, kemampuan penetrasi material- material tersebut dapat diatur dengan teknik pemrosesan yang beragam dan
biasanya digunakan jenis material termasuk alumina dan koerdierit. Koerdierit digunakan sebagai bahan baku dengan tujuan utama untuk meningkatkan
ketahanan terhadap fluktuasi suhu suatu produk, dan alumina digunakan untuk meningkatkan kekuatan material dan kestabilan termal. Sebagai kebutuhan
kestabilan termal yang tinggi untuk setiap produk, juga dapat dibuat silikon nitrida berpori dan keramik silikonkarbida.
Penelitian keramik berpori telah berkembang dan banyak penerapan teknologi telah menjadi mungkin untuk setiap material dalam prakteknya. Pada
beberapa area seperti energi dan proteksi lingkungan, aplikasi keramik berpori dapat menguntungkan secara ekonomi dan sosial.
Universitas Sumatera Utara
1.7.1 Karakteristik Keramik Berpori
Keramik berpori memiliki beberapa karakteristik umum, yaitu: a.
Stabilitas kimiawi baik. Pemilihan material dan teknik yang tepat dapat membuat produk keramik
berpori yang cocok buat beragam kondisi korosif dalam produk yang diharapkan fungsinya.
b. Ketahanan spesifik dan kekauan baik.
Bentuk dan ukuran pori dalam keramik berpori tidak akan berubah dibawah tekanan gas, tekanan cairan, dan bentuk-bentuk tekanan lainnya.
c. Stabilitas termal yang baik
Produk keramik berpori dibuat dari keramik tahan panas yang dapat menyaring leburan baja atau pembakaran gas suhu tinggi.
Keunggulan karakteristik yang menjanjikan dimasa depan buat keramik berpori digunakan pada beragam aplikasi, sehingga material tersebut dapat
digunakan pada banyak bidang termasuk rekayasa kimia, proteksi lingkungan, sumber energi, metalurgi, dan industri elektronik. Pada spesifik kasus untuk setiap
keramik berpori sesuai, bergantung pada komposisi dan struktur produk. Pertama, keramik berpori digunakan sebagai filtrasi material untuk menyaring bakteri dan
mikroorganisme. Pengendalian peningkatan pori keramik, menghasilkan produk secara berangsur-angsur digunakan pada banyak aplikasi, termasuk separasi,
dispersi, dan adsorpsi dan pada banyak bidang industri, termasuk rekayasa kimia, peleburan logam, petroleum, tekstil, farmasi dan mesin industri makanan. Juga
keramik berpori telah digunakan untuk meningkatkan sensitivitas komponen, tulang buatan, materaial akar gigi dan materaial pnyerapperedan suara Liu P.S
dan Chen, G.F, 2014.
2.8 Karbon Aktif
Arang aktif atau karbon aktif adalah karbon tak berbentuk yang diolah secara khusus untuk menghasilkan luas permukaan yang sangat besar, berkisar antara
300-2000 m
2
gr. Luas permukaan yang besar dari struktur dalam pori-pori karbon aktif dapat dikembangkan, struktur ini memberikan kemampuan karbon aktif
Universitas Sumatera Utara
menyerap absorb gas-gas dan uap-uap dari gas dan dapat mengurai zat-zat dari liquida Kirk Orthmer, 1992.
Karbon aktif pertama kali menjadi populer karena penggunaannya sebagai adsorben dalam masker gas pada Perang Dunia I. Penggunaan karbon aktif jenis
adsorben uap pertama kali digunakan sebagai masker pelindung gas-gas beracun, dan sekarang banyak dipakai sebagai masker gas pada industri dan militer.. Luas
permukaan spesifik karbon aktif berkisar antara 300 sampai 2500 m
2
gr. Kuantitas bahan yang diserap oleh karbon aktif sangat besar, dan uap seperti uap bensin,
benzena, dan karbon tetraklorida yang diserapnya dapat mencapai seperempat berat bahkan sama dengan berat adsorbennya. Bahan-bahan yang diserap sangat
bergantung pada luas permukaan dan volume pori. Struktur pori menyebabkan ukuran molekul yang dapat diserap menjadi terbatas, sedangkan jika ukuran
partikel tidak menjadi masalah, kuantitas bahan yang diserap dibatasi oleh luas permukaan adsorben Harsanti Dini, 2010. Adapun standar kualitas karbon aktif
di Indonesia dapat dilihat pada tabel 2.10. Tabel 2.10 . Standar Kualitas Karbon Aktif Menurut SNI 06-3730-1995
Uraian Prasyarat Kualitas
Butiran Serbuk
Bagian yang hilang pada pemanasan 950
o
C Maks. 15
Maks. 25 Konsentrasi air
Maks. 4,5 Maks. 15
Konsentrasi abu Maks. 2,5
Maks. 10 Karbon aktif murni
Min. 80 Min. 65
Daya serap terhadap larutan I
2
Min. 20 Min. 20
Sifat fisika karbon aktif yang paling penting adalah luas permukaan. Aktivasi adalah perubahan fisika dimana perubahan karbon itu menjadi jauh lebih
banyak karena hidrokarbonnya disingkirkan. Ada beberapa metode yang dapat digunakan dalam melakukan aktivasi. Cara yang paling umum digunakan adalah
perlakuan bahan berkarbon dengan gas pengoksidasi seperti udara, uap dan karbonasi bahan baku dengan bahan kimia dengan seng klorida atau asam fospat.
Hampir seluruh karbon aktif yang dibuat di Amerika Serikat dibuat dengan
Universitas Sumatera Utara
metode aktivasi uap pemanas. Metode aktivasi kimia masih banyak digunakan di Eropa dan negara-negara lain Harsanti Dini, 2010.
2.9 Absorbsi
