PENGEMBANGAN PERBAIKAN SIFAT FLY ASH SEBAGAI BAHAN PENGGANTI SEBAGIAN SEMEN ( StudyPenelitian )

PENGEMBANGAN PERBAIKAN SIFAT FLY ASH SEBAGAI

BAHAN PENGGANTI SEBAGIAN SEMEN

( StudyPenelitian )

TUGAS AKHIR

Disusun oleh :

SAIFUL ANSORI 08520085

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

PENGEMBANGAN PERBAIKAN SIFAT FLY ASH SEBAGAI

BAHAN PENGGANTI SEBAGIAN SEMEN

( StudyPenelitian )

USULAN PROPOSAL TUGAS AKHIR Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan

Program Sarjana Teknik

Disusun oleh :

SAIFUL ANSORI 08520085

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

LEMBAR PENGESAHAN

JUDUL : Pengembangan perbaikan sifat fly ash sebagai bahan pengganti sebagian semen.

NAMA : Saiful Ansori NIM : 08520085

Pada hari Rabu, 31 Oktober 2012 telah diujikan oleh Tim Penguji

1. Ir. Yusuf Wahyudi, MT Dosen Penguji I : ...

2. Zamzami Septiropa, ST, MT Dosen Penguji II : ...

Disetujui :

Pembimbing I Pembimbing II

Ir. Erwin Rommel, MT Dini Kurniawati, ST

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Sipil

SURAT PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Saiful Ansori NIM : 08520085 Jurusan : Sipil Fakultas : Teknik

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :

1. Tugas Akhir dengan judul :

PENGEMBANGAN PERBAIKAN SIFAT FLY ASH SEBAGAI BAHAN PENGGANTI SEBAGIAN SEMEN adalah hasil karya saya, dan dalam naskah tugas akhir ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orag lain untuk memperoleh gelar akademik disuatu Perguruan Tinggi, dan tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah titulis atau diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian maupun keseluruhan, kecuali yang secara terkutip dalam naskah ini dan disebut dalam sumber kutipan atau daftar pustaka,

2. Apabila ternyata di dalam naskah tugas akhir ini dapat dibuktikan terdapat unsur-unsur PLAGIASI, saya bersedia TUGAS AKHIR ini DIGUGURKAN dan GELAR AKADEMIK YANG TELAH SAYA PEROLEH DIBATALKAN, serta diproses sesuai dengan ketentuan hukum yan berlaku.

3. Tugas akhir ini dapat dijadikan sumber pustaka yang merupakan HAK BEBAS ROYALTY NON EKSLUSIF.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk dipergunakan sebagaimana mestinya.

Malang, November 2012 Yang menyatakan,

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala nikmat yang diberikan dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini, serta shalawat dan salam kepada Nabi Muhammad SAW.

Tugas akhir ini kami tulis dengan judul PENGEMBANGAN PERBAIKAN SIFAT

FLY ASH SEBAGAI BAHAN PENGGANTI SEBAGIAN SEMEN, untuk memenuhi salah satu syarat mencapai gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang.

Oleh karena itu tidak lupa kami sampaikan terima kasih kepada:

1. Kedua orang tua, Bapak Mudjiono dan Emak Supami, kedua kakak , serta semua keluarga yang telah memberikan dukungan tanpa henti dan semangat untuk segera menyelesaikan program sarjana, supaya bisa membantu orang tua dan menjadi seorang yang mandiri.

2. Ir. Sudarman, MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.

3. Ir. Khoirul Abadi, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang.

4. Ir. Erwin Rommel, MT selaku dosen pembimbing I yang selalu memberikan semangat dan motivasi untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5. Dini Kurniawati, ST selaku dosen pembimbing II yang selalu memberi motifasi dan solusi disetiap masalah yang ada dalam Tugas Akhir ini.

6. Ir. Ode Rapija G.W, MT selaku dosen wali sipil B 2008 yang selalu mendukung untuk cepat lulus dengan gelar ST dari Universitas Muhammadiyah Malang.

7. Mas Iwan yang telah rela meminjamkan laptopnya disaat kehilangan laptop.

8. Semua teman-teman angkatan 2008 yang telah memberi warna dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, terutama kepada Ristanti dan Arman yang sudah menemani dari awal mengerjakan tugas-tugas dari kampus sampai menyelesaikan Tugas akhir ini. 9. Seluruh keluarga tirto hils 55 dan tirto gang 6

10.Semua teman dekat/pacar yang telah rela membantu baik tenaga maupun meteri supaya segera selesainya Tugas Akhir ini.

11.Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu-persatu, mulai dari segenap dosen-dosen Teknik Sipil dan Kimia, seluruh karyawan dan part time Universitas Muhammadiyah Malang.

Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih banyak terdapat kekurangan, mengingat keterbatasan wawasan serta pengetahuan. Untuk itu besar harapan penulis akan adanya suatu masukan untuk mendapatkan laporan yang lebih baik.

Akhir kata semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya , Amien...

Malang, Desember 2012 Penulis

DAFTAR ISI

Halaman JUDUL

LEMBAR PENGESAHAN ... i

SURAT PERNYATAAN ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

ABSTRAKSI ... v

ABSTRACT ... vi

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR LAMPIRAN ... xii

BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang ... 1

1.2Rumusan Masalah ... 4

1.3Batasan Masalah ... 4

1.4Tujuan Penelitian ... 4

1.5Manfaat Penelitian ... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Refrensi Penelitian ... 6

2.2 Landasan Teori ... 9

2.2.1.1 Definisi Fly ash ... 9

2.2.1.2 Spesifikasi Fly ash ... 10

2.2.1.3 Pengelompokan Fly ash ... 10

2.2.1.4 Sifat Fisika dan Kimia Fly ash ... 11

2.2.1.5 Penggunaan Fly ash ... 14

2.2.2 Sintesis ... 15

2.2.2.1 Konsep Sintesis ... 15

2.2.2.2 Metode Sintesis untuk Material Anorganik ... 17

2.2.2.3 Sintesis Bahan Anorganik ... 18

2.2.2.4 Struktur Amorf dan Kristalin ... 21

2.2.3 Semen ... 25

2.2.3.1 Semen Portland ... 25

2.2.3.2 Jenis-Jenis Semen Portland ... 25

2.2.3.3 Bahan Penyusun Semen Portland ... 26

2.2.3.4 Proses Pembuatan Seman Portland ... 27

2.2.3.5 Sifat-sifat Semen Portland ... 27

2.2.3.6 Jeni-jenis Tipe Semen Portland ... 29

2.2.3.7 Sususnan Kimia Semen ... 31

2.2.4 Difraksi Sinar-X (XRD) ... 32

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Rancangan Penelitian ... 34

3.2 Tempat dan Waktu Penelitian ... 34

3.3 Alat dan Bahan ... 35

3.3.2 Alat Pemeriksaan Berat Jenis ... 36

3.3.3 Alat Pemeriksaan Kehalusan ... 36

3.3.4 Alat Pemeriksaan Konsistensi ... 36

3.3.5 Alat Pemeriksaan Proses Sintesis Refluks ... 36

3.3.6 Alat Pemeriksaan XRD ... 37

3.3.7 Alat Pemeriksaan XRF ... 37

3.4 Prosedur Kerja ... 37

3.4.1 Prosedur Kerja Penelitian Berat Jenis... 37

3.4.2 Prosedur Kerja Penelitian Kehalusan ... 39

3.4.3 Prosedur Kerja Penelitian Konsistensi ... 40

3.4.4 Prosedur Proses Sintesis Silika Fly ash (Metode Refluks) ... 41

\ 3.4.5 Pemeriksaan Uji reaktifitas (Uji XRD) ... 43

3.4 Diagram alur Penelitian ... 44

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pemeriksaan Bahan ... 45

4.4.1 Pemeriksaan Fisik ... 45

4.4.2 Pemeriksaan Kimia ... 50

4.4.3 Pemeriksaan Reaktifitas ... 59

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 62

5.2 Saran ... 63

DAFTAR PUSTAKA ... 65 LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Spesifikasi Kimia Fly ash ... 10

Tabel 2.2 Susunan Unsur Semen Portland ... 31

Tabel 4.1 Hasil Pemeriksaan Fisik ... 46

Tabel 4.2 Kandungan Unsur ... 52

Tabel 4.3 Kandungan Senyawa ... 55

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Definisi Sel Satuan ... 22

Gambar 2.2 Kisi Brafis Klasifikasi Kristal ... 23

Gambar 2.3 Padatan Kristalin dan Amorf ... 24

Gambar 2.4 Pola XRD ... 33

Gambar 4.1 Grafik Kehalusan Bahan Uji Tertahan Saringan no 200 ... 46

Gambar 4.2 Grafik Berat Jenis ... 48

Gambar 4.3 Grafik Konsistensi ... 49

Gambar 4.4 Grafik XRD ... 51

Gambar 4.5 Grafik Komposisi Unsur Penyusun ... 53

Gambar 4.6 Grafik Kandungan Senyawa ... 56

Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Komposisi Senyawa ... 58

Gambar 4.8 Grafik Integrasi Total Difraksi Fasa Kristalin ... 59

Gambar 4.9 Grafik Intergasi Luasan Fasa Amorf ... 59

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I

- Pemeriksaan Berat Jenis - Pemeriksaan Kehalusan - Pemeriksaan Konsistensi

Lampiran II

- Hasil analisis XRD Portland Semen - Hasil analisis XRD Fly ash

- Hasil analisis XRD Fly ash Treatment - Hasil analisis XRD Kristalin dan Amorf

- Hasil analisis XRF Portland Semen, Fly ash dan Fly ash

Treatment

- Tabel Hasil Analisis

Lampiran III

DAFTAR PUSTAKA

Adhityo,Bimantoro,d, 2008, Pemanfaatan Nanosilika Sebagai Beton Kuat Tekan Tinggi (Tanpa Additive), Tugas Akhir Tidak dipublikasikan Jurusan Teknik Sipil FTSP, Institut Teknologi Sepuluh November, surabaya.

American Society for Testing and Materials ASTM C618, 1994,“Standard

Specification for Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan For Use as Mineral Admixture in Portland Cement Concrete”., Annual Book of

ASTM Standards, Volume 04.02, West Conshohocken, Pennsylvania. Andoyo, 2006, Pengaru Penggunaan Abu Terbang ( fly Ash ) Terhadap Kuat

Tekan dan Serapan Air Pada Mortar, Skripsi Tidak Dipublikasikan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.

Badan Standarisasi Nasional, 2002, SNI 03-6413-2002 Metode pengambilan contoh dan pengujian abu terbang atau pozzolan alam sebagai mineral pencampur dalam beton semen portland.

Badan Standarisasi Nasional, 2002, SNI 03-6814-2002 Metode pengambilan contoh dan pengujian abu terbang atau pozzolan alam sebagai mineral pencampur dalam beton semen portland.

Davidovits,J., 1999,”Chemistry of Geopolymeric Systems”, Journal of

Terminology Geopolymer 1999 2nd International Conference, Saint-Quentin, France, hal.9-39.

Fajril A.,1996, Sintesis Zeolit A dari Abu Layang Batubara, Thesis Tidak Dipublikasikan Program Pasca Sarjana Universitas gadjah Mada, Yogyakarata.

Fernández-Jiménez, A., Palomo, A., 2005, “Composition andMicrostructure of

Alkali Activated Fly Ash Binder: Effect of The Activator”,Journal of

Cement and Concrete Research,35, hal.1984-1992.

Fieser, Louis. F. 1957. Experiment in Organic Chemistry, 3nd edition, Journal Revised, D. C. Heath and Company : Boston.

Grolier International, Inc, 2004, Ilmu Pengetahuan Populer Jilid 4 Pengetahuan Lingkungan, Kimia dan Fisika, PT Ikrar Mandiriabadi, Jakarta.

Hardjito, D., S.E. Wallah, D.M.J. Sumajouw, B.V. Rangan, (2005),“Fly Ash

-Based Geopolymer Concrete”, Australian Journal of Structural

Engineering,6(1), hal. 77-86.

Hardjito,D.DR, 2010, Pembangunan Berkelanjutan, Material Beton Ramah Lingkungan dan Edukasi Mahasiswa, Seminar Nasional Lingkungan Hidup, JurusanTeknik Sipil Universitas Kristen Petra, Surabaya.

Irani, Khosna., 2009, Modifikasi Permukaan Abu Layang Menggunakan NaOH dan Aplikasinya untuk Geopolimer : Sifat Fisik dan Mekanika, Thesis Tidak Dipublikasikan Jurusan Kimia Fakultas MIPA Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya.

Ismunandar, 2006, Padatan Oksida Logam Struktur, Sintesis, dan Sifat-sifatnya ISBN 979-3507-74-8, Penerbit Institut Teknologi Bandung, Bandung. Jumaeri, dkk, 2007, Preparasi dan Karakterisasi Zeolit dari Abu Layang

Batubara secara Alkali Hidrotermal, Thesis Tidak Dipublikasikan Jurusan Kimia Fakultas MIPA Universitas Negeri Semarang, Semarang.

Laboratorium Teknologi Beton, 2009, Buku Petunjuk Pratikum Teknologi Beton, Laboratorium Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang. Lin, R.B., S.M. Shih, C.F. Liu, 2003, “Characteristic and Reactivities of

Ca(OH)2/silica fume Sorbents for Low Temperatures Flue GasDesulfurization”,Journal of Chemistry Engineering Science,58 (16),

hal. 3659-3668.

McCaffrey, R., 2002, “Climate Change and the Cement Industry”,Journal of

Global Cement and Lime Magazine (Environmental Special Issue), hal. 15-19.

Media Komunikasi dan informasi Pembangkit Listrik Tenaga Uap, 2010, Majalah Tanjung Jati, edisi April 2010 – Pembangkitan Tanjung Jati B, Semarang. Nashir, Muhammad dkk, 2009, Pemanfaatan Material Silicafume dan Iron Slag

Dalam Pembuatan Beton Berkualitas dan Ramah Lingkungan, Tugas Akhir Tidak Dipublikasikan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Diponegoro, Semarang.

Nurudin M.F and MS Darmawan, 2010, Compressive Strength and Microstructure Properties of Polymer Concrete Incorporating Pulverized Fuel Ash (PFA) and Microwave Incenerated Rice Husk Ash (MIRHA), Proceeding of International Seminar on Applied technology, Sience and Arts (2nd APTECS), Desember 2010, Surabaya.

Penghamkeerati et al, 2008, Sorption Of Reactive Dye from Aqueous Solution on Biomas Fly ash, Journal of Hazordous Material No.153 (1149-156)Departement of Evironmental Science, Faculty Of Science, Kasetsart University Bangkok, Thailand.

Pratama, Y, dan Putranto, H,T., 2008, Pemanfaatan Nanosilika Sebagai Beton Kuat Tekan Tinggi (Tanpa Additive), Tugas Akhir Tidak Dipublikasikan Jurusan Teknik Sipil FTSP, Institut Teknologi Surabaya, Surabaya.

Pusat Penelitian dan Pengembangan Pekerjaan Umum, 1982. Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia (PUBI 1982), Bandung.

Querol et al, 1997, A Fasat Method for Recycling Fly ash: Micriwave Assisted Zeolite Sintesis Everon. Journal ofSci Thechmol., 31, 2527-2533.

Sarbak, Z., M. Kramer-wachowiak, 2002, “Porous Structure of Waste Fly

Ashand Their Chemical Modification”, Journal of Powder

Technology,123, hal. 53-58.

Sibilia, 1996, A Materials Characterisation and Chemical analysis, ISBN 9780471186335, john Wiley and sons, Inc,UK.

Singer, A., and Bergaut, V., 1996, Conversion of Fly ash into Zeolites for Ion Exchenge Application, Journal of Mat, Let.28:elselvier Science, 263-268. Sunardi,dkk, 2007, Pengaruh Waktu Refluks dengan NaOH Terhadap Konversi

Abu Layang Batubara Menjadi Zeolit, Thesis Tidak dipublikasikan Jurusan kimia Fakultas MIPA Universitas Lambung Marungkut, Banjarmasin.

Takeuchi,Y.(Penerjemah Ismunandar), 2006, Buku Teks Pengantar Kimia,

Penerbit Imanami Publishing co.,Tokya, jepang.

Tjokrodimuljo.K, 1996. Teknologi Beton. NAFIRI. Yogyakarta.

Trisunaryanti, 2006, Kimia Zat Padat, Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.

Van Jaarsveld, J.G.S, J.S.J Van Deventer, G.C. Luckey, (2003),

“TheCharacterisation of Source Materials in Fly Ash Based

Geopolymer”.Material Letters,57, hal. 272-1280.

Wang,.S and H. Wu , H, 2006, Environmental-benign Utilisation of Fly ash as Low Cast Absorbents, Journal of Hazardous Materials, August, 482-501. Weller, 1994, Cds Nano Duster: Synthesis Charactherization, Size Dependent

Oscillator Strenght Temperatur Shift of The Excitonic Transition Energy, and Reversible Adsorbance Shift, Journal of Phisic Chemistry Vol.98 ( 7665-7673).

Wu D, S. Yanming, C. Xuechu, H. Shengbing, W. Xinze, K. Hainan, (2008),“Changes of Mineralogical-Chemical Composition, Cation ExchangeCapacity, and PhosphateImmobilization Capacity During the

Hydrothermal Conversion Process of Coal Fly Ash Into Zeolite”,Journal

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kemajuan zaman yang semakin pesat menuntut adanya inovasi baru dalam Ilmu Pengetahuan dan Teknologi sebagai faktor penggerak utama, khususnya dalam memasuki pasar global. Salah satu contoh perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi adalah pembangunan. Namun dengan adanya pembangunan yang secara terus menerus serta penggunaan semen yang semakin meningkat, hal ini mengakibatkan banyak kritikan dari pihak-pihak yang peduli terhadap lingkungan. Karena semakin banyak penggunaan semen maka semakin banyak pula gas CO2 yang dikeluarkan pabrik semen untuk mencemari lingkungan. Menurut (Davidovits, 1994), produksi 1 ton semen Portland akan menghasilkan 1 ton CO2yang dilepas ke atmosfer, yang akan berakibat terhadap efek pemanasan global.Kontribusi CO2itu sendiri terhadap pemanasan global adalah sekitar 65%(McCaffery, 2002).

Abu terbang atau fly ash adalah produk sampingan dari industri Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) yang menggunakan batubara sebagai bahan bakar, berupa butiran halus ringan, bundar, tidak porous serta bersifat

pozzolanik. Secara kimiawi, hasil pembakaran batu bara adalah bahan-bahan volatil seperti CO2, SO2, NO2, dan H2O serta bahan non-volatil berupa abu batubara yang dikenal dengan abu dasar (bottom ash) dan abu terbang (fly ash) (Querol, 1997). Penambahan abu terbang (fly ash) pada campuran beton bersifat

pozzolan, sehingga bisa menjadi additive mineral yang baik untuk beton. Pozzolan

dengan kalsium hidroksida pada temperatur biasa membentuk senyawa bersifat

cementitious(Wang & Wu, 2006).

Pozzolan adalah bahan yang mengandung silika dan alumina yang tidak mempunyai sifat mengikat seperti semen tetapi dalam bentuk yang halus dan dengan adanya air, senyawa-senyawa tersebut akan bereaksi dengan kalsium hidroksida pada suhu kamar membentuk senyawa kalsium silikat hidrat dan kalsium hidrat yang bersifat seperti semen. Salah satu material yang bersifat

pozzolan adalah abu layang yang merupakan sisa pembakaran batubara. Abu layang dapat bereaksi dengan kapur bebas yang dilepaskan semen saat proses hidrasi dan membentuk senyawa yang bersifat mengikat pada suhu kamar dengan adanya air (Hardjito, 2008).

Pembuatan beton dengan komposisi bahan pengganti semen yang makin besar akan memberikan pengurangan efek rumah kaca (pelepasan gas CO ke udara bebas makin berkurang) (Nashir,M. Dkk, 2009). Pemberian bahan

pozzolan sebagai salah satu material yang bisa menggantikan semen akan berpengaruh untuk mengatasi permasalahan lingkungan yakni pemanasan global.

Pozzolan yang baik harus memiliki sifat yang mirip dengan material semen dengan unsur silika amorf yang dominan. Untuk itu perlu dilakukan proses perbaikan dari bahan pozzolan, salah satunya dengan cara melakukan polimerisasi silika pada bahan pozzolan tersebut.

Perubahan mikrostruktur dari bahan pozzolan akan mempengaruhi sifat kimia dan fisik dari bahan pozzolan tersebut(Pengthamkeerati,etc 2008). Penelitian ini menjadi penting agar diperoleh bahan pengganti yang tepat tanpa mengurangi kualitas dan fungsi dari material semen yang akan digantikan,

sehingga pemakain semen dapat dikurangi dan efek kerusakan lingkungan akibat proses pembuatan semen menjadi dapat dikendalikan dan dikurangi. Pemberian komposisi yang tepat pada material pozzolan terhadap beton juga perlu, karena tidak serta merta bahan pozzolanic tersebut dapat menggantikan semen secara keseluruhan.

Abu terbang yang memiliki komponen utama berupa senyawa silika dan alumina telah menuntun para peneliti untuk melakukan sintesiszeolit dari abu terbang. konversi abu terbang menjadi zeolit betujuan untuk melarutkan silika dan alumina dari abu terbang. salah satu metode konversi yang dapat dilakukan adalah metode basa klasik dengan cara refluks. (Fajril, 1996) berhasil mensintesiskan

zeolit 4A dari abu layang batubara asal PLTU Suralaya, dengan metode refluks dalam larutan NaOH 5M pada suhu 80oC. Sedangkan (Singer&Berkgaut, 1996) berhasil mensintesiskan penukaran kation dari abu terbang batu bara dengan metode refluks larutan NaOH 4,5M pada suhu 100ºC selama 2-48 jam.

Penelitian ini merupakan upaya untuk perbaikan material pozzolan dengan melakukan sintesis silika untuk mengetahuisifat fisik dan kimia, serta mengetahuipengaruh sifat reaktifitas bahan pozzolan tersebut. Selain itu bahan

pozzolan yang akan diperbaiki ini adalah bahan pozzolan buatan yang berasal dari limbah sisa pembakaran batu bara pada PLTU Tanjung Jati, Jepara (fly ash tipe-F). Dengan memperbaiki pozzolan ini diharapkan akan ada produk baru yang ramah lingkungan dan dapat digunakan untuk perkembangan teknologi.

1.2 Rumusan Masalah

Permasalahan yang akan dibahas dalam studi penelitian ini adalah:

1. Bagaimana pengaruh sifat fisik dari bahan pozzolan fly ash sebelum dan sesudah mengalami proses treatment?

2. Bagaimana pengaruh dari sifat kimia, baik dari segi komposisi unsur dan senyawa penyusun bahan pozzolan sebelum dan sesudah melalui proses treatment?

3. Bagaimana pengaruh proses treatment pada bahan pozzolan terhadap sifat rektifitas bahan pozzolan tersebut?

1.3 Batasan Masalah

Dalam pembahasan tugas akhir ini,agar tidak menyimpang dari tujuan akhir maka penulis membatasi pembahasan hanya pada:

1. Proses sintesis silika menggunakan metode Refluks pada suhu 100ºC.

2. Material fly ash yang digunakan berasal dari sisa pembakaran batu bara PLTU Tanjung Jati B Jepara.

3. Proses sintesis dengan menggunakan larutan Natriun Hidroksida (NaOH). 1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh sifat fisik dan kimia serta pengaruh reaktifitas dari material fly ash yang telah mengalami proses sintesis. Serta untuk mengetahui tentang material bahan dalam bidang konstruksi sipil dan memberikan alternative dalam studi material bahan dalam bidang konstruksi.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari studi penelitian ini dilihat dari beberapa aspekadalah sebagai berikut:

1. Dapat memberikan aternatif baru dalam penggantian semen yang lebih ramah lingkungan.

2. Dapat memberikan pengetahuan tentang bagaimana memanfaatkan limbah terutama limbah abu terbang (fly ash).

3. Dapat memberikan masukan tentang kajian alternatif dalam studi material dan bahan khususnya pada bidang teknik sipil untuk dapat berinovasi lebih lanjut.

Pusat Penelitian dan Pengembangan Pekerjaan Umum, 1982. Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia (PUBI 1982), Bandung.

Querol et al, 1997, A Fasat Method for Recycling Fly ash: Micriwave Assisted Zeolite Sintesis Everon. Journal of Sci Thechmol., 31, 2527-2533.

Sarbak, Z., M. Kramer-wachowiak, 2002, “Porous Structure of Waste Fly Ashand Their Chemical Modification”, Journal of Powder Technology,123, hal. 53-58.

Sibilia, 1996, A Materials Characterisation and Chemical analysis, ISBN 9780471186335, john Wiley and sons, Inc,UK.

Singer, A., and Bergaut, V., 1996, Conversion of Fly ash into Zeolites for Ion Exchenge Application, Journal of Mat, Let.28:elselvier Science, 263-268. Sunardi,dkk, 2007, Pengaruh Waktu Refluks dengan NaOH Terhadap Konversi

Abu Layang Batubara Menjadi Zeolit, Thesis Tidak dipublikasikan Jurusan kimia Fakultas MIPA Universitas Lambung Marungkut, Banjarmasin.

Takeuchi,Y.(Penerjemah Ismunandar), 2006, Buku Teks Pengantar Kimia, Penerbit Imanami Publishing co.,Tokya, jepang.

Tjokrodimuljo.K, 1996. Teknologi Beton. NAFIRI. Yogyakarta.

Trisunaryanti, 2006, Kimia Zat Padat, Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.

Van Jaarsveld, J.G.S, J.S.J Van Deventer, G.C. Luckey, (2003), “TheCharacterisation of Source Materials in Fly Ash Based Geopolymer”.Material Letters,57, hal. 272-1280.

Wang,.S and H. Wu , H, 2006, Environmental-benign Utilisation of Fly ash as Low Cast Absorbents, Journal of Hazardous Materials, August, 482-501. Weller, 1994, Cds Nano Duster: Synthesis Charactherization, Size Dependent

Oscillator Strenght Temperatur Shift of The Excitonic Transition Energy, and Reversible Adsorbance Shift, Journal of Phisic Chemistry Vol.98 ( 7665-7673).

Wu D, S. Yanming, C. Xuechu, H. Shengbing, W. Xinze, K. Hainan, (2008),“Changes of Mineralogical-Chemical Composition, Cation ExchangeCapacity, and PhosphateImmobilization Capacity During the Hydrothermal Conversion Process of Coal Fly Ash Into Zeolite”,Journal of Fuel ,87, hal. 2194-2200.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kemajuan zaman yang semakin pesat menuntut adanya inovasi baru dalam Ilmu Pengetahuan dan Teknologi sebagai faktor penggerak utama, khususnya dalam memasuki pasar global. Salah satu contoh perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi adalah pembangunan. Namun dengan adanya pembangunan yang secara terus menerus serta penggunaan semen yang semakin meningkat, hal ini mengakibatkan banyak kritikan dari pihak-pihak yang peduli terhadap lingkungan. Karena semakin banyak penggunaan semen maka semakin banyak pula gas CO2 yang dikeluarkan pabrik semen untuk mencemari lingkungan. Menurut (Davidovits, 1994), produksi 1 ton semen Portland akan menghasilkan 1 ton CO2yang dilepas ke atmosfer, yang akan berakibat terhadap efek pemanasan global.Kontribusi CO2itu sendiri terhadap pemanasan global adalah sekitar 65%(McCaffery, 2002).

Abu terbang atau fly ash adalah produk sampingan dari industri Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) yang menggunakan batubara sebagai bahan bakar, berupa butiran halus ringan, bundar, tidak porous serta bersifat pozzolanik. Secara kimiawi, hasil pembakaran batu bara adalah bahan-bahan volatil seperti CO2, SO2, NO2, dan H2O serta bahan non-volatil berupa abu batubara yang dikenal dengan abu dasar (bottom ash) dan abu terbang (fly ash) (Querol, 1997). Penambahan abu terbang (fly ash) pada campuran beton bersifat pozzolan, sehingga bisa menjadi additive mineral yang baik untuk beton. Pozzolan adalah bahan yang mengandung silika dan alumunium yang bereaksi secara kimia

dengan kalsium hidroksida pada temperatur biasa membentuk senyawa bersifat cementitious(Wang & Wu, 2006).

Pozzolan adalah bahan yang mengandung silika dan alumina yang tidak mempunyai sifat mengikat seperti semen tetapi dalam bentuk yang halus dan dengan adanya air, senyawa-senyawa tersebut akan bereaksi dengan kalsium hidroksida pada suhu kamar membentuk senyawa kalsium silikat hidrat dan kalsium hidrat yang bersifat seperti semen. Salah satu material yang bersifat pozzolan adalah abu layang yang merupakan sisa pembakaran batubara. Abu layang dapat bereaksi dengan kapur bebas yang dilepaskan semen saat proses hidrasi dan membentuk senyawa yang bersifat mengikat pada suhu kamar dengan adanya air (Hardjito, 2008).

Pembuatan beton dengan komposisi bahan pengganti semen yang makin besar akan memberikan pengurangan efek rumah kaca (pelepasan gas CO ke udara bebas makin berkurang) (Nashir,M. Dkk, 2009). Pemberian bahan pozzolan sebagai salah satu material yang bisa menggantikan semen akan berpengaruh untuk mengatasi permasalahan lingkungan yakni pemanasan global. Pozzolan yang baik harus memiliki sifat yang mirip dengan material semen dengan unsur silika amorf yang dominan. Untuk itu perlu dilakukan proses perbaikan dari bahan pozzolan, salah satunya dengan cara melakukan polimerisasi silika pada bahan pozzolan tersebut.

Perubahan mikrostruktur dari bahan pozzolan akan mempengaruhi sifat kimia dan fisik dari bahan pozzolan tersebut(Pengthamkeerati,etc 2008). Penelitian ini menjadi penting agar diperoleh bahan pengganti yang tepat tanpa mengurangi kualitas dan fungsi dari material semen yang akan digantikan,

sehingga pemakain semen dapat dikurangi dan efek kerusakan lingkungan akibat proses pembuatan semen menjadi dapat dikendalikan dan dikurangi. Pemberian komposisi yang tepat pada material pozzolan terhadap beton juga perlu, karena tidak serta merta bahan pozzolanic tersebut dapat menggantikan semen secara keseluruhan.

Abu terbang yang memiliki komponen utama berupa senyawa silika dan alumina telah menuntun para peneliti untuk melakukan sintesiszeolit dari abu terbang. konversi abu terbang menjadi zeolit betujuan untuk melarutkan silika dan alumina dari abu terbang. salah satu metode konversi yang dapat dilakukan adalah metode basa klasik dengan cara refluks. (Fajril, 1996) berhasil mensintesiskan zeolit 4A dari abu layang batubara asal PLTU Suralaya, dengan metode refluks dalam larutan NaOH 5M pada suhu 80oC. Sedangkan (Singer&Berkgaut, 1996) berhasil mensintesiskan penukaran kation dari abu terbang batu bara dengan metode refluks larutan NaOH 4,5M pada suhu 100ºC selama 2-48 jam.

Penelitian ini merupakan upaya untuk perbaikan material pozzolan dengan melakukan sintesis silika untuk mengetahuisifat fisik dan kimia, serta mengetahuipengaruh sifat reaktifitas bahan pozzolan tersebut. Selain itu bahan pozzolan yang akan diperbaiki ini adalah bahan pozzolan buatan yang berasal dari limbah sisa pembakaran batu bara pada PLTU Tanjung Jati, Jepara (fly ash tipe-F). Dengan memperbaiki pozzolan ini diharapkan akan ada produk baru yang ramah lingkungan dan dapat digunakan untuk perkembangan teknologi.

1.2 Rumusan Masalah

Permasalahan yang akan dibahas dalam studi penelitian ini adalah:

1. Bagaimana pengaruh sifat fisik dari bahan pozzolan fly ash sebelum dan sesudah mengalami proses treatment?

2. Bagaimana pengaruh dari sifat kimia, baik dari segi komposisi unsur dan senyawa penyusun bahan pozzolan sebelum dan sesudah melalui proses treatment?

3. Bagaimana pengaruh proses treatment pada bahan pozzolan terhadap sifat rektifitas bahan pozzolan tersebut?

1.3 Batasan Masalah

Dalam pembahasan tugas akhir ini,agar tidak menyimpang dari tujuan akhir maka penulis membatasi pembahasan hanya pada:

1. Proses sintesis silika menggunakan metode Refluks pada suhu 100ºC.

2. Material fly ash yang digunakan berasal dari sisa pembakaran batu bara PLTU Tanjung Jati B Jepara.

3. Proses sintesis dengan menggunakan larutan Natriun Hidroksida (NaOH).

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh sifat fisik dan kimia serta pengaruh reaktifitas dari material fly ash yang telah mengalami proses sintesis. Serta untuk mengetahui tentang material bahan dalam bidang konstruksi sipil dan memberikan alternative dalam studi material bahan dalam bidang konstruksi.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari studi penelitian ini dilihat dari beberapa aspekadalah sebagai berikut:

1. Dapat memberikan aternatif baru dalam penggantian semen yang lebih ramah lingkungan.

2. Dapat memberikan pengetahuan tentang bagaimana memanfaatkan limbah terutama limbah abu terbang (fly ash).

3. Dapat memberikan masukan tentang kajian alternatif dalam studi material dan bahan khususnya pada bidang teknik sipil untuk dapat berinovasi lebih lanjut.