Pembuatan Paving Block Dengan Menggunakan Limbah Las Karbit Sebagai Bahan Additif Dengan Perekat Limbah Padat Abu Terbang Batubara (Fly Ash) Pltu Labuhan Angin Sibolga

PEMBUATAN PAVING BLOCK DENGAN MENGGUNAKAN

LIMBAH LAS KARBIT SEBAGAI BAHAN ADDITIF DENGAN

PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA

(FLY ASH) PLTU LABUHAN ANGIN SIBOLGA

TESIS

Oleh

SRI MULIYASIH

087026027/FISIKA

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N

2010

PEMBUATAN PAVING BLOCK DENGAN MENGGUNAKAN

LIMBAH LAS KARBIT SEBAGAI BAHAN ADDITIF DENGAN

PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA

(FLY ASH) PLTU LABUHAN ANGIN SIBOLGA

TESIS

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Fisika pada

Program pascasarjana fakultas MIPA Universitas Utara

Oleh

SRI MULIYASIH

087026027/FIS

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N

2010

PENGESAHAN TESIS

Judul Tesis : PEMBUATAN PAVING BLOCK

DENGAN MENGGUNAKAN LIMBAH

LAS KARBIT SEBAGAI BAHAN

ADDITIF DENGAN PEREKAT

LIMBAH PADAT ABU TERBANG

BATUBARA (FLY ASH) PLTU

LABUHAN ANGIN SIBOLGA

Nama Mahasiswa : SRI MULIYASIH

Nomor Induk Mahasiswa : 08 70 26 027 Program studi : Magister Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Prof.Dr.Eddy Marlianto , M.Sc) Dra.Justinon, M.S Ketua Anggota

Ketua Program Studi, Dekan,

PERNYATAAN ORISINALITAS

PEMBUATAN PAVING BLOCK DENGAN MENGGUNAKAN

LIMBAH LAS KARBIT SEBAGAI BAHAN ADDITIF DENGAN

PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA

(FLY ASH) PLTU LABUHAN ANGIN SIBOLGA

TESIS

Dengan ini saya menyatakan 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, 4 Agustus 2010

Sri Muliyasih

NIM 087026027

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

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

Nama : Sri Muliyasih

NIM : 087026027

Program Studi : Magister Fisika Jenis Karya Ilmiah : Tesis

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Ekslusif (Non-Exclusive

Royalty Free Right) atas Tesis saya yang berjudul :

PEMBUATAN PAVING BLOCK DENGAN MENGGUNAKAN

LIMBAH LAS KARBIT SEBAGAI BAHAN ADDITIF DENGAN

PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA

(FLY ASH) PLTU LABUHAN ANGIN 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 pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

Medan, 4 Agustus 2010

Telah diuji pada

Tanggal : 04 Agustus 2010

PANITIA PENGUJI TESIS/DISERTASI

Ketua : Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc Anggota : 1. Dr. Ir. Reza Fadhilla, M.I.M

2. Dra. Justinon, M.S

3. Prof. Drs. Muhammad Syukur,MS 4. Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc 5. Drs. Tenang Ginting, MS

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama : Sri Muliyasih, S.Pd

Tempat dan tanggal lahir : Medan, 29 Juli 1980

Alamat Rumah : Jl Panglima Denai Pasar V, kel. Denai Medan, 20228

Hp : +6281361593156

e-mail

Instansi Tempat bekerja : SMA swasta Al Ulum Medan Alamat Instansi : Jl. Cemara No. 10 Medan

Telepon :+627364083

DATA PENDIDIKAN

SD Negeri 112215 Sei Jawi-jawi Tamat : 1993

SMP Negeri 2 Panai Hulu Tamat : 1996

SMP Negeri 5 Rantau Prapat Tamat : 1999

Strata-1 FPMIPA Univ. Negeri Medan Tamat : 2006

Strata-2 PSMF PPs FMIPA USU Tamat : 2010

KATA PENGANTAR

Pertama-tama kami panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga tesis ini dapat terselesaikan.

Kami ucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Pemerintah Republik Indonesia c.q. Pemerintah Provinsi Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan dana sehingga kami dapat melaksanakan Program Magister sains pada program Studi Magister Ilmu Fisika Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.

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

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

2. Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara Dr. Sutarman M.Sc, atas kesempatan yang diberikan kepada kami untuk menjadi mahasiswa di Program Magister Sains pada Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara

3. Ketua Program studi Magister Fisika Universitas Sumatera Utara, Prof.Dr.Eddy Marlianto , M.Sc, sekretaris Program studi Ilmu Fisika Drs. Nasir Saleh, M. Eng.Sc beserta seluruh Staf Pengajar pada Program studi Magister Fisika Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara, yang telah memberikan pengajaran dan berbagai pengetahuan kepada kami.

Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan yang setinggi-tingginya kembali kami ucapkan kepada Prof.Dr.Eddy Marlianto, M.Sc selaku Pembimbing Utama yang dengan penuh perhatian dan telah memberikan dorongan, bimbingan dan pengarahan, demikian juga kepada Dra.Justinon, M.S selaku Pembimbing lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing kami hingga selesainya penelitian ini.

Kepada Ayahku Al. Rahmat dan ibuku Alm. Suhartini yang terus akan menjadi motivasi dalam setiap langkah kehidupanku. Suamiku tercinta Muslim Rasyid serta anakku Atikah Nafisah Rasyid, terimakasih atas segala pengertian, pengorbanan, kesabaran dan dukungan baik berupa moril maupun materil. Semoga pengorbanan dan dukungan kalian akan membawa keberkahan yang diridhoi Allah SWT.

PEMBUATAN PAVING BLOCK DENGAN MENGGUNAKAN LIMBAH LAS KARBIT SEBAGAI BAHAN ADDITIF DENGAN PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA (FLY ASH) PLTU

LABUHAN ANGIN SIBOLGA

ABSTRAK

Berbagai penelitian mengenai pemanfaatan fly ash dan pemanfaatan limbah las karbit untuk pembuatan beton telah dilakukan. Penelitian ini memanfaatkan kedua limbah, yaitu fly ash dan limbah las karbit yang dicampur dengan semen, pasir dan air untuk menghasilkan produk yang bernama paving Block dengan perbandingan semen: pasir:air = 1:4:0,6. Untuk penggunaan fly ash 10% dan 20 % dari volume semen, prosentase limbah las karbit yang digunakan 10%, 20%, 30%, 40% dan 50 % . Sampel uji berbentuk kubus dengan ukuran 5 cm x 5 cm x 5 cm dan bentuk balok dengan ukuran 12 cm x 3 cm x 3 cm. Nilai optimum yang dihasilkan dari penggunaan semen 90% dan fly ash 10% serta limbah las karbit 10% adalah untuk kuat tekan15,48 MPa, kuat patah 4,15, kekerasan 218 BHN, sedangkan densitas 2,39 g/cm3 dan serapan air 7,33% dan Produk paving block yang dihasilkan memenuhi standar paving Block kelas C. Dari hasil uji komposisi

paving block dengan komposisi optimum mengandung SiO2 (71,95 %), CaO

(10,89 %), Al2O3 (3,48 %), Fe2O3 (6,51 %)

MANUFACTURE OF PAVING BLOCK USING CARBIDE

WASTE AS ADDITIF MATERIAL WITH FLY ASH

ADHESIVE PLTU LABUHAN ANGIN SIBOLGA

ABSTRACT

Many kinds of analysis about the utilizing of fly ash and carbide waste for the making of concrete have been conducted. The analysis done here uses the two of waste they are; fly ash and carbide waste mixed with cement, sand, and water to result the product what is called paving block, with the comparison cement :sand :water = 1 : 4 : 0,6. for the use of fly ash 10 % and 20 % of the volume cement, percentage of carbide waste used is started from 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% . The sample of the test is in cube with 5 cm x 5 cm x 5 cm, and In log with 12 cm x 3 cm x 3 cm. the optimum value resulted by the use of cement is 90% and fly ash 10 % ann carbide waste 10 % is for the compressive strength 15,48 MPa, flexural strength 4,15 MPa and Hardeness 83,7 RHN ( Rockwell Hardness Number) and the paving block product resulted can be quality categized class C. The Results of Paving Block composition with optimum composition containing SiO2 (71,95 %), CaO (10,89 %), Al2O3 (3,48 %), Fe2O3 (6,51 %)

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR i

ABSTRAK ii

ABSTRACK iii

DAFTAR ISI iv

DAFTAR TABEL vi

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR LAMPIRAN x

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1.2 Perumusan Masalah 1.3 Tujuan Penelitian 1.4 Manfaat Penelitian 1.5 Batasan Masalah

1 3 3 4 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5

2.1 Limbah Padat Abu Terbang Batubara (fly ash) 2.2 Limbah karbit

2.3 Paving Block

2.4 Air

2.5 Semen Portland 2.6 Pasir

2.7 Pengujian

2.7.1 Densitas dan Penyerapan air 2.7.2 Kuat tekan

2.7.3 Kuat Patah 2.7.4 Kekerasan

2.7.5 Analisa komposisi Kimia dengan AAS

5 7 8 9 10 11 12 12 13 13 14 14

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 16

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 3.2 Alat dan Bahan

16 16

3.3 Variabel dan Parameter Penelitian 3.4 Alat pengumpul Data Penelitian 3.5 Prosedur Pembuatan Sampel

3.5.1 Pengayakan bahan 3.5.2 Pencampuran bahan 3.5.3 Pencentakan Sampel

3.6 Pengujian sampel

3.6.1 Densitas dan penyerapan air

3.6.2 kuat tekan

3.6.3 kuat patah

3.6.4 kekerasan

3.6.5 analisa komposisi dengan AAS

21 21 21 24 24 25 26 26 26 27 28 29

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 30

4.1 Pemanfaatan Limbah abu Terbang batubara (fly ash) untuk pembuatan paving block

31

4.2 Besar pengaruh Abu terang batubara (fly ash) dan limbah las karbit terhadap karakteristik Paving Block

33

4.2.1 Hasil pengujian fisis 4.2.1.1 Densitas

4.2.1.2 Penyerapan air 4.2.2 Hasil pengujian Mekanis

4.2.2.1 Kuat tekan 4.2.2.2 Kuat patah

4.2.2.3 Kekerasan

4.2.3 Uji komposisi

33 33 35 37 37 39 42 43 4.3 Pengaruh Limbah Karbit sebagai pengisi (filler) Pasir

pada pembuatan paving block 4.3.1 Densitas

4.3.2 Serapan air 4.3.3 Kuat Tekan 4.3.4 Kuat Patah

44

44 45 46 47

4.3.5 Kekerasan

48

4.4 Komposisi Optimum untuk menghasilkan paving

block yang Baik

49

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 51

5.1 Kesimpulan 5.2 Saran

51 52

DAFTAR PUSTAKA 53

DAFTAR TABEL

Nomor

Tabel Judul Halaman

2.1 2.2

Komposisi berbagai jenis abu terbang dan semen Portland Komposisi kimia limbah karbit

7 7 2.3 Persyaratan mutu setiap jenis bata beton menurut SNI

03-069-1996

9

2.4 Komposisi kimia pasir 12

3.1 3.2

Komposisi kimia fly ash Komposisi kimia limbah karbit

19 19

3.3 Komposisi semen, pasir dan fly ash 20

3.4 Komposisi semen, fly ash, pasir, limbah las karbit dan air 20 A.1 Pengujian densitas sampel yang menggunakan fly ash

10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-1

A.2 Pengujian densitas sampe paving block yang menggunakan fly ash 10% dari volume semen dan limbah

karbit 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-2

A.3 Pengujian serapan air paving block sampel yang menggunakan fly ash 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L3 A.4 Pengujian serapan air sampel paving block yang

menggunakan fly ash 10% dari volume semen dan limbah

karbit 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-4 A.5 Pengujian kuat tekan paving block sampel yang

menggunakan fly ash 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-5 A.6 Pengujian kuat tekan sampel paving block yang

limbah karbit 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 %

A.7 Pengujian kuat patah paving block sampel yang menggunakan fly ash 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-7 A.8 Pengujian kuat patah sampel paving block yang

menggunakan fly ash 10% dari volume semen dan

limbah karbit 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-8 A.9 Pengujian kekerasan sampel paving block yang

menggunakan fly ash 10% dari volume semen dan

limbah karbit 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-9 A.10 Pengujian kekerasan sampel paving block yang

menggunakan fly ash 10% dari volume semen dan

limbah karbit 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-9

DAFTAR GAMBAR

Nomor

Gambar Judul Halaman

3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6

Neraca

Cetakan Benda Uji

Mesin Uji Kuat Tekan

Mesin uji kekerasan

Diagram alir pembuatan sampel paving block tahap I Diagram alir pembuatan sampel paving block tahap II

16 17 18 18 22 4.1 Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan kuat tekan

untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan

50% dari volume semen 31

4.2 Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan Serapan air untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan

50% dari volume semen 32

4.3 Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan Densitas untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan

50% dari volume semen 33

4.4 Grafik Hubungan Prosentase las karbit dengan Densitas untuk Penggunaan fly ash 10% dan 20% d dari volume semen komposisi las karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan

50% 34

4.5 Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan Serapan air untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan

50% dari volume semen 35

4.6 Grafik Hubungan Prosentase las karbit dengan Serapan air untuk Penggunaan fly ash 10% dan 20% d dari volume semen komposisi las karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan

50% 36

4.7 Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan kuat tekan untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan

50% dari volume semen 37

4.8 Grafik Hubungan Prosentase las karbit dengan kuat tekan

semen komposisi las karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% volume

4.9 Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan kuat patah untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan

50% dari volume semen 40

4.10 Grafik Hubungan Prosentase las karbit dengan kuat patah untuk Penggunaan fly ash 10% dan 20% dari volume semen komposisi las karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan

50% 41

4.11 Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan kekerasan untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan

50% 42

4.12 Grafik Hubungan Prosentase las karbit dengan kekerasan untuk Penggunaan fly ash 10% dan 20% d dari volume semen komposisi las karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan

50% 42

4.13 Grafik hubungan Densitas antara penggunaan fly ash 10%-50% dengan limbah karbit Untuk Penggunaan Fly

ash 10% dan 20% dari volume Semen dan komposisi Las

karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% 44

4.14 Grafik hubungan serapan air antara penggunaan fly ash 10%-50% dengan limbah karbit Untuk Penggunaan Fly

ash 10% dan 20% dari volume Semen dan komposisi Las

karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% 45

4.15 Grafik hubungan kuat tekan antara penggunaan fly ash 10%-50% dengan limbah karbit Untuk Penggunaan Fly

ash 10% dan 20% dari volume Semen dan komposisi Las

karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% 46

4.16 Grafik hubungan kuat patah antara penggunaan fly ash 10%-50% dengan limbah karbit Untuk Penggunaan Fly

ash 10% dan 20% dari volume Semen dan komposisi

Limbah karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% dari 47

4.17 Grafik hubungan kekerasan antara penggunaan fly ash 10%-50% dengan limbah karbit Untuk Penggunaan Fly

ash 10% dan 20% dari volume Semen dan komposisi Las

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor

Lampiran Judul Halaman

A B

C D

Pengukuran dan perhitungan karakteristik Paving Block Daftar Perhitungan Konversi Banyak Bahan (Stof) dan hawa (Lucht) serta air yang dibutuhkan

Daftar Konversi Ayakan dari Mesh ke Mikron

Korelasi Nilai Kekerasan Brinell, Rockwell danVickers Analisa komposisi fly ash, limbah karbit dan paving Block

Surat keterangan dari Balai Riset dan Standardisasi Industri Medan

L-1 L-10

L-12 L-13 L-14

L-15

PEMBUATAN PAVING BLOCK DENGAN MENGGUNAKAN LIMBAH LAS KARBIT SEBAGAI BAHAN ADDITIF DENGAN PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA (FLY ASH) PLTU

LABUHAN ANGIN SIBOLGA

ABSTRAK

Berbagai penelitian mengenai pemanfaatan fly ash dan pemanfaatan limbah las karbit untuk pembuatan beton telah dilakukan. Penelitian ini memanfaatkan kedua limbah, yaitu fly ash dan limbah las karbit yang dicampur dengan semen, pasir dan air untuk menghasilkan produk yang bernama paving Block dengan perbandingan semen: pasir:air = 1:4:0,6. Untuk penggunaan fly ash 10% dan 20 % dari volume semen, prosentase limbah las karbit yang digunakan 10%, 20%, 30%, 40% dan 50 % . Sampel uji berbentuk kubus dengan ukuran 5 cm x 5 cm x 5 cm dan bentuk balok dengan ukuran 12 cm x 3 cm x 3 cm. Nilai optimum yang dihasilkan dari penggunaan semen 90% dan fly ash 10% serta limbah las karbit 10% adalah untuk kuat tekan15,48 MPa, kuat patah 4,15, kekerasan 218 BHN, sedangkan densitas 2,39 g/cm3 dan serapan air 7,33% dan Produk paving block yang dihasilkan memenuhi standar paving Block kelas C. Dari hasil uji komposisi

paving block dengan komposisi optimum mengandung SiO2 (71,95 %), CaO

(10,89 %), Al2O3 (3,48 %), Fe2O3 (6,51 %)

MANUFACTURE OF PAVING BLOCK USING CARBIDE

WASTE AS ADDITIF MATERIAL WITH FLY ASH

ADHESIVE PLTU LABUHAN ANGIN SIBOLGA

ABSTRACT

Many kinds of analysis about the utilizing of fly ash and carbide waste for the making of concrete have been conducted. The analysis done here uses the two of waste they are; fly ash and carbide waste mixed with cement, sand, and water to result the product what is called paving block, with the comparison cement :sand :water = 1 : 4 : 0,6. for the use of fly ash 10 % and 20 % of the volume cement, percentage of carbide waste used is started from 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% . The sample of the test is in cube with 5 cm x 5 cm x 5 cm, and In log with 12 cm x 3 cm x 3 cm. the optimum value resulted by the use of cement is 90% and fly ash 10 % ann carbide waste 10 % is for the compressive strength 15,48 MPa, flexural strength 4,15 MPa and Hardeness 83,7 RHN ( Rockwell Hardness Number) and the paving block product resulted can be quality categized class C. The Results of Paving Block composition with optimum composition containing SiO2 (71,95 %), CaO (10,89 %), Al2O3 (3,48 %), Fe2O3 (6,51 %)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Limbah merupakan sisa dari proses pengolahan suatu industri atau pabrik. Abu batubara merupakan limbah dari proses pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) dengan berbahan bakar batubara. Abu batubara tersebut dapat berupa abu terbang, abu dasar dan lumpur flue gas desulfurization. Abu tersebut selanjutnya dipindahkan ke lokasi penimbunan abu dan terakumulasi di lokasi tersebut dalam jumlah yang sangat banyak. Dengan bertambahnya jumlah abu batubara maka perlu ada usaha-usaha untuk memanfaatkan limbah padat tersebut. Hingga saat ini abu batubara tersebut banyak dimanfaatkan untuk keperluan industri semen 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 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 karbit adalah sisa pembakaran karbit yang tidak terpakai. limbah karbit merupakan limbah yang diperoleh dari industri bengkel las karbit.. Umumnya sisa-sisa karbit sisa pengelasan pada besi dibuang pada daerah tertentu atau ditimbun di daerah sekitar bengkel. Di sekitar daerah Terminal Amplas Medan saja ada sekitar 30 bengkel las karbit. Diperkirakan dalam sehari tiap bengkel menghasilkan 1 kg limbah karbit, maka dalam satu tahun saja bengkel karbit di sekitar Terminal Amplas Medan mampu memproduksi 10 ton limbah karbit.

Selama ini pemanfaatan limbah padat tersebut belum optimal. Limbah ini hanya dimanfaatkan sebagai tanah timbun pada area di sekitar pabrik. 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 menjadi bahan bangunan seperti

paving block.

Paving block merupakan bahan bangunan sebagai alternatif penutup atau

pengerasan permukaan tanah yang dibuat sebagai campuran semen , pasir dan air dengan komposisi tertentu. 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.

Bahan tambahan yang dapat digunakan adalah abu terbang batubara (fly ash) dan limbah las karbit yang biasanya hanya dibuang atau ditumpuk oleh industri bengkel las karbit. Abu terbang batubara (fly ash) memiliki sifat sebagai pengikat jika dicampur dengan air. Disamping itu juga merupakan pengikat pasir. Pasir silika mempunyai sifat hidrophilic, yaitu sifat yang dimiliki sebuah material untuk menarik dan mengikat air pada permukaannya. Sehingga jika abu terbang batubara (fly ash) dicampur dengan air dan pasir atau limbah las karbit, maka terjadi ikatan di antara abu terbang batubara dan pasir/ limbah las karbit yang mengakibatkan berkurangnya celah atau pori-pori di antara butiran pasir dan limbah las karbit ( alex Budiarto, 2007)

Pemanfaatan limbah karbit dan abu terbang akan mendatangkan efek ganda pada tindak penyelamatan lingkungan. Selain mengurangi dampak terhadap lingkungan jika bahan sisa ini dibuang begitu saja, juga mengurangi bahkan

menggantikan penggunaan semen portland sebagai bahan utama pembuatan bata beton.

1.2 Perumusan Masalah

Limbah padat fly ash akan memberikan nilai tambah artinya dapat mengurangi penggunaan semen dan 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 bahan alternatif pengurangan pemakaian semen pada pembuatan paving

block ?

2. Bagaimana prosedur optimum pada pembuatan paving block dengan menggunakan limbah padat abu terbang batubara (fly ash) dan limbah las karbit sebagai bahan tambahan pada pembuatan paving block ?

3. Bagaimana peranan limbah las karbit dan abu terbang batubara (fly ash) terhadap karakteristik dari paving block ?

1.3 Tujuan Penelitian

Dari uraian di atas maka dapatlah dirumuskan tujuan penelitian ini :

a. Memanfaatkan limbah abu terbang batubara (fly ash) untuk pembuatan

paving block.

b. Mengetahui prosedur optimun untuk menghasilkan paving block.

c. Mengetahui seberapa besar pengaruh abu terbang batubara (fly ash) dan limbah las karbit terhadap karakteristik paving block.

d. Mengurangi kerusakan lingkungan disekitar PLTU dan Industri Bengkel Las Karbit.

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 Industri Bengkel Las Karbit.

b. Bahan masukan kepada industri paving block untuk menghasilkan produk alternatif.

c. Alternatif pemanfaatan abu terbang batubara (fly ash) dan limbah las karbit menjadi bahan alternatif pembuatan paving block.

1.5 Batasan Masalah

Limbah padat PLTU yang digunakan adalah abu terbang batubara (fly ash) dan pemanfaatan limbah las karbit dengan perbandingan tertentu sebagai alternative bahan pembuatan paving block. Pengujian terhadap paving block hasil rekayasa adalah uji kuat tekan, uji kuat patah, kekerasan, uji densitas dan penyerapan air.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Limbah Padat Abu Terbang Batubara (fly ash)

Abu terbang adalah limbah hasil pembakaran batubara pada tungku pembangkit listrik tenaga uap yang berbentuk halus, bundar dan bersifat pozzolanik ( SNI 03-6414-2002). Abu terbang dapat digunakan sebagai bahan untuk pembuatan agregat buatan dalam campuran beton, bahan tambahan paving block, mortar, batako, beton ringan, dan sebagainya.

Fly-ash atau abu terbang yang merupakan sisa-sisa pembakaran batu bara,

yang dialirkan dari ruang pembakaran melalui ketel berupa semburan asap, yang telah digunakan sebagai bahan campuran pada beton. Abu terbang sendiri tidak memiliki kemampuan mengikat seperti halnya semen. Tetapi dengan kehadiran air dan ukuran partikelnya yang halus, oksida silika yang dikandung oleh abu terbang akan bereaksi secara kimia dengan kalsium hidroksida yang terbentuk dari proses hidrasi semen dan menghasilkan zat yang memiliki kemampuan mengikat (Roni Ardiansyah, 2010 )

Saat ini fly ash banyak dipakai untuk campuran beton, mengingat fly ash mengandung bahan pozzolan yaitu silikat dan aluminat serta sedikit unsure kalsium.

Abu terbang sangat baik digunakan sebagai bahan pengikat pada campuran mortar karena bahan penyusun utamanya adalah Silikon dioksida (SiO2), alumunium (Al2O3) dan Ferrum Oksida (Fe2O3). Dengan menggunakan abu terbang sebanyak 20%-30% dari berat semen akan dapat meningkatkan kuat tekan beton (Andoyo, 2006). Dengan mengurangi penggunaan semen berarti dapat

menurunkan biaya material beton. Beberapa kegunaan abu terbang yang lain adalah :

1. Penyusun beton untuk jalan dan bendungan 2. Penimbun lahan bekas pertambangan 3. Recovery magnetit, cenosphere, dan karbon

4. Bahan baku keramik, gelas, batu bata, dan refraktori 5. Bahan penggosok (polisher)

6. Filler aspal, plastik, dan kertas 7. Pengganti dan bahan baku semen

8. Aditif dalam pengolahan limbah (waste stabilization) 9. Konversi menjadi zeolit dan adsorben

Dalam SNI 03-6863-2002 spesifikasi abu terbang sebagai bahan tambah campuran beton dibedakan menjadi 3 jenis abu terbang, yaitu :

a. Abu terbang jenis N, abu terbang hasil kalsinasi dari pozzolan alam, misalnya tanah diatomite, shole, tuft dan batu apung, biasanya diproses melalui pembakaran atau tidak melalui proses. pembakaran

b. Abu terbang jenis F, Abu terbang yang mengandung CaO lebih kecil 10 %, abu terbang (fly ash) yang dihasilkan dari pembakaran batubara jenis

anthrchacite pada suhu kurang lebih 15600C. abu terbang ini memiliki sifat pozzolan. Kadar ( SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 70 %

c. Abu terbang jenis C, Abu terbang yang mengandung CaO di atas 10 %, dan abu terbang (fly ash) yang dihasilkan dari pembakaran ligmit atau batubara dengan kadar carbon ± 60 % atau sub bitumen

Kadar ( SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 50 %

Abu terbang memiliki sifat pozzolan yang terdiri dari unsur-unsur silikat dan aluminat yang reaktif. Komposisi kimia abu terbang sedikit berbeda dengan komposisi kimia semen. Komposisi kimia berbagai jenis abu terbang dan Semen Portland menurut Ratmayana Urip (2003) dalam Andoyo (2006) seperti tabel 2.1 berikut :

Tabel 2.1 Komposisi berbagai jenis abu terbang dan semen Portland

Jenis Abu Terbang Semen

Komposisi kimia

Jenis F Jenis C Jenis N Porland SiO2

Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO2 Na2O dan K2O

51,90 25,80 6,98 8,70 1,80 0,60 0,60 50,90 15,70 5,80 24,30 4,60 3,30 1,30 58,20 18,40 9,30 3,30 3,90 1,10 1,10 22,60 4,30 2,40 64,40 2,10 2,30 0,60

2.2Limbah Las Karbit

Limbah karbit adalah sisa pembakaran karbit yang tidak terpakai. limbah las karbit dapat pula meningkatkan kinerja beton, yang dalam hal ini mempengaruhi karakteristik campuran seperti persen rongga dan ketahanan terhadap deformasi. Komposisi limbah karbit Budiarto (2007) terdapat pada tabel 2.2

Tabel 2.2 Komposisi Kimia Limbah Karbit Komposisi kimia Kandungan (%)

SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO Lain-lain 0,50 0,04 3,20 72,33 23,93    

Penambahan limbah karbit merupakan upaya untuk meningkatkan unsur kalsium yang diperlukan dalam terjadinya reaksi pozzolanic bila tercampur dengan SiO2 dalam fly ash. Reaksi pozzolanic merupakan reaksi antara kalsium dengan silikat atau aluminat sehingga membentuk ” comenting agent” berupa kalsium silikat dan kalsium aluminat. Comenting agent tersebut merupakan suatu massa yang keras dan kaku yang hampir sama dengan proses hidrasi pada

2.3 Paving Block

Paving block merupakan produk bahan bangunan dari semen yang digunakan

sebagai salah satu alternatif penutup atau pengerasan permukaan tanah. Paving

blokc dikenal juga dengan sebutan bata beton (concrete block) atau cone block.

Berdasarkan SNI 03-0691 -1996 paving block adalah suatu komposisi bahan bangunan yang dibuat dari campuran semen Portland atau bahan perekat hidrolis sejenisnya, air dan agregat (pasir) dengan atau tanpa bahan lainnya yang tidak mengurangi mutu bata beton.

Sebagai bahan penutup dan pengerasan permukaan tanah, paving block sangat luas penggunaannya untuk berbagai keperluan, mulai dari keperluan yang sederhana sampai penggunaan yang memerlukan spesifikasi khusus. Paving block dapat digunakan untuk pengerasan dan memperindah trotoar jalan di kota-kota.

Berdasarkan SNI 03-0691-1996 klasifikasi paving Block ( bata beton) dibedakan menurut kelas penggunaannya sebagai berikut :

Bata beton mutu A : digunakan untuk jalan

Bata beton mutu B : digunakan untuk pelataran parkir Bata beton mutu C : digunakan untuk pejalan kaki

Bata beton mutu D : digunakan untuk taman dan pengguna lain

Persyaratan mutu untuk masing-masing jenis dapat dilihat pada Tabel 2.3

Tabel 2.3. Persyaratan Mutu Setiap Jenis Bata Beton Menurut SNI 03-0691-1996

Jenis Kuat Tekan ( Mpa) Rata-rata Minimum

Penyerapan air Rata-rata maks A

B C D

40 20 15 10

35 17 12,5

8,5

3 6 8 10

Keterangan : * MPa = mega pascal, 1 MPa = 10 kg/cm2 (Sumber : SNI 03-0691-1996 )

Paving block yang diproduksi secara manual biasanya termasuk dalam

mutu beton kelas D atau C yaitu untuk tujuan pemakaian non struktural, seperti untuk taman dan penggunaan lain yang tidak diperlukan untuk menahan beban berat di atasnya. Mutu paving block yang pengerjaannya dengan menggunakan mesin pres dapat dikategorikan ke dalam mutu beton kelas C sampai A dengan kuat tekan diatas 125 kg/cm2 bergantung pada perbandingan campuran bahan yang digunakan. (Anonim, 2005)

2.4 Air

Air merupakan salah satu unsur dalam pembuatan mortar. Air sangat mempengaruhi atau mempunyai peranan penting pada prilaku campuran mortar, karena campuran dengan kadar air tinggi dapat mengurangi kekuatan tekan pada sampel paving block. Jumlah air dalam pembuatan paving block harus cukup supaya terjadi rekatan yang benar-benar kuat antara partikel di dalam campuran.

Air yang dugunakan dalam pembuatan paving block tidak boleh mengandung minyak, asam alkali, bahan padat sulfat, klorida dan bahan lainnya yang dapat merusak beton. Dengan kata lain air harus memiliki kotoran-kotoran

yang rendah, tidak berasa, tidak berbau dan tidak berwarna, karena hal ini dapat mempengaruhi kualitas paving block.

2.5 Semen Portland

Semen Portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker terutama dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis (dapat mngeras jika bereaksi dengan air) dengan gips sebagai bahan tambahan (SK SNI S-04-1989)

Semen merupakan bahan pengikat yang paling terkenal dan paling banyak digunakan dalam kontruksi beton. Pada dasarnya semen Portland terdiri dari 4 unsur yang paling penting, yaitu :

1. Trikalsiun silikat (C3S) atau CaO.SiO2 2. Dikalsiun silikat (C2S) atau 2CaO.SiO2 3. Tricalsium aluminat (C3A) atau 3CaO. Al2O3 4. Tetracalsium aluminoferit (C4AF) atau Al2O3Fe2O3

Silikat dan aluminat yang terkandung dalam semen portland jika bereaksi dengan air akan menjadi perekat yang memadat lalu membentuk massa yang keras.

Dengan mengubah-ubah kadar masing-masing komponen tersebut, dapat dibuat berbagai tipe semen. Sesuai dengan tujuan penggunaannya, semen Portland

di Indonesia dalam SK SNI S-04-1989-F dapat dibagi menjadi 5 tipe, yaitu: a. Tipe I

Semen jenis ini digunakan untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus. Kadar C3S antara 48-52 % dan kadar C3A antara 10 – 15%

Semen jenis ini dalam penggunaannya memerlukan ketahanan sulfat dan panas hidrasi sedang. Kadar C3S sama besar dengan kadar C3A, yaitu maksimal 8 % alkali rendah

c. Tipe III

Semen jenis ini dalam penggunaannya memerlukan kekuatan yang tinggi pada fase permulaan setelah terjadi pengikatan. Kadar C3S sangat tinggi dan butirannya sangat halus

d. Tipe IV

Semen jenis ini dalam penggunaannya memerlukan panas hidrasi rendah, sehingga kadar C3S dan C3A rendah

e. Tipe V

Semen jenis ini dalam penggunaanya hanya memerlukan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat

Yang paling sering digunakan sebagai perekat pada bangunan adalah Porlant

Cement (PC) yang merupakan semen hidraulic tipe I. Keunggulan dari semen

Portland ini adalah dapat meningkatkan kekuatan dan mengeras melalui suatu reaksi kimia dengan air yang disebut hidrasi

2.6 Pasir

Komposisi kimia pasir dan keadaan geologi mempengaruhi kualitas pasir. Gradasi yang baik dari pasir juga memberikan efek yang penting pada ketahanan mortar. Pasir dengan butiran yang sangat halus tidak praktis untuk kelecakannya, sehingga harus ditambahkan semen untuk mengisi rongga diantara butiran yang halus tersebut, sedangkan mortar yang menggunakan pasir dengan butiran yang besar biasanya lemah karena rongga antar butiran cukup lebar sehingga tegangan tidak dapat menyebar secara merata. Pasir yang digunakan pada campuran mortar dalam penelitian ini adalah pasir dengan partikel lolos ayakan 0,35 mm.

Faktor kandungan air dalam pasir juga memegang peranan penting dalam mortar. Pasir dengan kandungan air yang banyak dapat menambah rasio yang

berakibat pada penurunan kekuatan. Hal ini dikarenakan air yang semula menempati rongga menguap bersamaan dengan terjadinya reaksi hidrasi sehingga terbentuk rongga yang dapat meningkatkan porositas paving block.

Pasir yang kotor sebaiknya jangan digunakan untuk pembuatan paving block sebab dapat mengurangi daya rekat beton.

Berdasarkan Data dari Dinas Pertambangan dan Energi Sumatera Utara, komposisi kimia pasir pada tabel 2.4

Tabel 2.4 Komposisi Kimia Pasir

Komposisi kimia Kandungan (%) SiO2

Fe2O3 Al2O3 CaO MgO Lain-lain

70 -75 0,31 14,73 0,4 – 1,1 0,3 – 0,7

2. 7 Pengujian Fisik

2.7.1 Densitas dan Penyerapan Air

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

Densitas =

)

( _{g k}

b s

W W W

W −

− ρair ( 2.1 ) dimana Ws = berat sampel kering ( g )

Wb = berat sampel setelah direndam air ( g ) Wg = berat sampel digantung di dalam air ( g ) Wk = berat kawat penggantung ( g )

berat sampel jenuh – berat sampel kering

Penyerapan air = x 100 % (2.2) berat sampel kering

2.7.2 Kekuatan 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 massa (m)

Besarnya kekuatan tekan suatu bahan merupakan perbandingan besarnya beban maksimum yang dapat ditahan bahan dikali percepatan gravitasi ( g = 9,8 m/s2 dengan luas penampang bahan yang mengalami gaya tersebut.

Secara matematis besarnya kekuatan tekan suatu bahan :

Kekuatan tekan : P =

A F

( 2.3 ) Fmaks adalah gaya tekan maksimum ( N ) yang menyebabkan beban hancur F = m x g

A = luas penampang ( m2 )

2.7.3 Kekuatan Patah ( Flexural Strength )

Kekuatan patah menyatakan ukuran ketahanan bahan terhadap tekanan mekanis dan tekanan panas (thermal sterss). Persamaan kekuatan patah ( flexural strength ) suatu bahan dinyatakan sebagai berikut :

Kekuatan patah = ₂

2 3

bd PL

( 2.4 )

dimana P = gaya penekan ( N )

L= jarak 2 penumpuan ( m ) b dan d = dimensi sampel ( m )

b

d

dimensi sampel

L gambar 2.1 sketsa pengujian kuat patah

2.7.4 Kekerasan

Kekerasan dapat didefenisikan sebagai ketahanan bahan terhadap penetrasi pada permukaannya. Pengukuran Kekerasan dilakukan dengan alat Equatip Hardnessn Tester, hasil pengujian langsung tertera secara digital pada monitor. Pengukuran dilakukan tiga kali dan diambil rata-ratanya dalam satuan BHN ( Brinell Hardness Number) yang kemudian dikonversikan ke VHN (Vickers Hardness Number)

2.7.5 Analisa komposisi kimia dengan AAS ( Atomic Absorbtion

Spectometry)

Untuk menentukan komposisi kimia bahan digunakan metode Spektrofotometri serapan atom atau Atomic Absorption Spectophotometer (AAS).

Spektrofotometer Serapan Atom (AAS) adalah suatu alat yang digunakan pada metode analisis untuk penentuan unsur-unsur logam dan metaloid yang berdasarkan pada penyerapan absorbsi radiasi oleh atom bebas. Prinsip kerja dari AAS adalah adanya interaksi antara energi (sinar) dan materi (atom). Jumlah radiasi yang terserap tergantung pada jumlah atom-atom bebas yang terlibat dan kemampuannya untukmenyerap radiasi. Bagian-bagian AAS

1. Sumber sinar

2. Sistem pengatoman (Atomizer) 3. Monokromator

4. Detektor

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan di:

a. Balai Riset dan Standardisasi Industri Tanjung Morawa b. Balai Riset dan Standardisasi Industri Medan

Waktu penelitian :

Penelitian dilakukan pada Januari 2010 - Mei 2010

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat yang dibutuhkan 1. Neraca

Spesifikasi

Merek : Industrial Laboratory Balance Kapasitas : 5000 gr

Resolusi : 0,1 gr

Gambar 3.1 Neraca

2. Ayakan dengan ukuran 0,355 mm digunakan untuk mengayak semen dan fly

ash, ayakan dengan ukuran 0,710 mm untuk mengayak pasir, dan ayakan

dengan ukuran 0,250 mm digunakan untuk mengayak limbah karbit. 3. Cetakan Benda Uji (Sampel)

a. Benda uji berbentuk kubus dengan ukuran 5cm x 5 cm x 5 cm untuk uji tekan, densitas, kekerasan dan serapan air.

b. Benda uji berbentuk balok dengan ukuran 12 cm x 3 cm x 3 cm untuk uji patah .

Gambar 3.2 Cetakan Benda Uji

4. Oven untuk mengeringkan agregat

5. Talam untuk wadah mencampur bahan-bahan 6. Mesin vakum untuk mengeringkan air

7. Sendok semen / scrap 8. Alat uji kekuatan tekan

Merek : Universal Testing Machine Kapasitas : 50 ton

Gambar 3.3 mesin uji kuat tekan

9. Hardness Tester

Merek : Eqotif hardness Testes

Hardness : Brinnel, Vickers, Rochwell

Gambar 3.4 mesin uji kekerasan

10. alat uji kuat patah 11. AAS

3.2.2 Bahan yang digunakan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini :

1. Limbah abu terbang batubara (fly ash) PLTU SIBOLGA 2. Semen Portland tipe 1

3. limbah las karbit 4. Pasir

5. Air

Dalam penelitian ini abu terbang yang digunakan adalah abu terbang batubara PLTU Labuhan Angin, Sibolga. Dilakukan pengujian senyawa yang terkandung dalam fly ash di Laboratorium Balai Riset dan standardisasi Industri Medan. Komposisi kimia yang ada pada fly ash terdapat pada tabel 3.1

Tabel 2.2 komposisi kimia fly ash

senyawa jumlah (%)

Al2O3 14,94

Fe2O3 7,79

CaO 12,15

MgO 3,93

Lain-lain 0,17

Berdasarkan data komposisi kimia di atas maka abu terbang yang digunakan dalam penelitian ini adalah abu terbang jenis F karena mengandung silikon dioksida, alumunium oksida dan besi oksida lebih dari 70 %.

Komposisi limbah karbit berdasarkan Laboratorium Balai Riset dan Standardisasi Industri Medan ada pada tabel 3.2

Tabel 2.3 Komposisi Kimia Limbah Karbit Komposisi kimia Kandungan (%)

SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO Lain-lain

5, 92 0,25 5,10 61,57

2,63 24,53

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 batako standar dengan komposisi semen : pasir : air = 1 : 4 : 0,6 . Perbandingan berat bahan-bahan yang digunakan untuk membuat sampel paving block disajikan pada tabel berikut :

A. Sampel Tahap I

Sampel Perekat Pasir Air

Semen Fly ash

I0 1=142 gr - 4=770 gr 0,6=82 gr

I 0,9=128 gr 0.1= 9 gr 4=770 gr 0,6=82 gr

II 0,8= 114 gr 0.2=18 gr 4=770 gr 0,6=82 gr

III 0,7 = 100 gr 0.3= 27 gr 4=770 gr 0,6=82 gr

IV 0,6 = 85 gr 0.4 = 36 gr 4=770 gr 0,6=82 gr

V 0,5 = 71 gr 0.5= 45 gr 4=770 gr 0,6=82 gr

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

B. Sampel tahap II

Pengikat / perekat Agregat

Sampel _Semen Fly ash _{Pasir Limbah karbit} Air

I 0,9=128 gr 0.1= 9 gr 4=770 gr 0,1=11 gr 0,6=82 gr II 0,9=128 gr 0.1= 9 gr 4=770 gr 0,2 = 22 gr 0,6=82 gr III 0,9=128 gr 0.1= 9 gr 4=770 gr 0,3=32 gr 0,6=82 gr IV 0,9=128 gr 0.1= 9 gr 4=770 gr 0,4=43 gr 0,6=82 gr V 0,9=128 gr 0.1= 9 gr 4=770 gr 0,5=54 gr 0,6=82 gr VI 0,8=114 gr 0.2=18 gr 4=770 gr 0,1=11 gr 0,6=82 gr VII 0,8=114 gr 0.2=18 gr 4=770 gr 0,2 = 22 gr 0,6=82 gr VIII 0,8=114 gr 0.2=18 gr 4=770 gr 0,3=32 gr 0,6=82 gr IX 0,8=114 gr 0.2=18 gr 4=770 gr 0,4=43 gr 0,6=82 gr X 0,8=114 gr 0.2=18 gr 4=770 gr 0,5=54 gr 0,6=82 gr

Fly ash yang digunakan adalah 10% dan 20% dari volume semen ( nilai optimum yang

diperoleh pada Tahap I ) serta limbah karbit yang dipakai mulai dari 10%, 20% , 30%, 40%, dan 50%

Table 3.1 untuk tahap 1, bahan-bahan yang digunakan adalah semen, fly ash, pasir dan air. Sampel ini dibuat untuk mengambil nilai parameter yang optimum kemudian dikombinasikan dengan limbah karbit.

Table 3.2 untuk tahap II, bahan-bahan yang digunakan adalah semen, fly ash, pasir, limbah karbit dan air. Sample ini dijadikan sebagai sample pengujian

3.3 Variabel dan Parameter Penelitian

a. Yang menjadi variabel tetap pada penelitian ini adalah komposisi semen, pasir dan air sedangkan variabel bebas adalah komposisi limbah las karbit 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. Kekerasan 3. Kuat patah 4. Serapan air 5. Densitas

6. Uji Komposisi dengan AAS

3.4 Alat Pengumpul Data Penelitian

Alat pengumpul data adalah instrumen yang digunakan untuk menemukan parameter , yaitu : Neraca, Alat uji tekan , alat uji Patah, Hardner Tester

3.5Prosedur Pembuatan Sampel Pengujian

Pembuatan sampel seperti diperlihatkan pada diagram alir di bawah ini:

Sampel Tahap-I ( fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% dari volume semen)

Fly ash

Semen Portland Pasir

Gambar 3.5 Diagram alir pembuatan sampel paving block tahap I Sampel Tahap-II

pengayakan

Pencetakan

Pengeringan

Pengujian serapan air )

Limbah karbit penimbangan

Diaduk homogen + air bersih (Pasir, semen porland. Fly ash)

Data

Analisa Data

Kesimpulan mortar

Fisis 1. densitas 2. penyerapan

air

Mekanis 1. kuat tekan 2. kuat patah 3. kekerasan

Diskusi

Fly ash

Semen Portland Pasir

Gambar 3.5 Diagram alir pembuatan sampel paving block tahap II 3.5.1 Pengayakan Bahan

Prinsip kerja yaitu :

1. semen diayak dengan menggunakan ayakan berukuran 0,355 mm

2. Fly ash diayak dengan menggunakan ayakan berukuran 0,355 mm

pengayakan

Pencetakan

Pengeringan

Pengujian serapan air ) penimbangan

Diaduk homogen + air bersih (Pasir, semen porland. Fly ash, limbah karbit)

Data

Analisa Data

Kesimpulan mortar

Fisis 1. densitas 2. penyerapan

air

Mekanis 1. kuat tekan 2. kuat patah 3. kekerasan

Diskusi

Uji

komposisi dengan AAS

3. Pasir yang telah kering oven ± 1000C diayak dengan menggunakan ayakan berukuran 0,710 mm

4. limbah karbit diayak dengan menggunakan ayakan berukuran 0,250 mm hasilnya seperti yang tertera pada tabel 3.1 dan tabel 3.2

3.5.2. Pencampuran Bahan Untuk sampel tahap I

Masukkan semen, fly ash dan pasir ke dalam talam kemudian diaduk dengan sendok semen (skrap) sampai campuran merata. Setelah itu tambahkan air ke dalam adukan dan diamkan ± 4 menit kemudian diaduk sampai merata. Adukan (mortar) siap untuk dicetak

Untuk sampel tahap II

Masukkan semen, fly ash, pasir dan limbah karbit ke dalam talam kemudian diaduk dengan sendok semen (skrap) sampai campuran merata. Setelah itu tambahkan air ke dalam adukan dan diamkan ± 4 menit kemudian diaduk sampai merata. Adukan (mortar) siap untuk dicetak

Hasil pencampuran dari komposisi seperti yang disajikan oleh tabel 3.1 (sampel tahap I) adalah untuk mengetahui peranan fly ash dalam kekuatan sampel, sedangkan pencampuran dari komposisi seperti yang disajikan oleh tabel 3.2 (sampel tahap II) adalah untuk mengetahui peranan limbah karbit dalam kekuatan sampel

3.5.3 Pencetakan Sampel A. Jenis Cetakan

Cetakan sampel terdiri atas cetakan berbentuk balok dan cetakan berbentuk kubus. Cetakan berbentuk balok memiliki ukuran 12 cm x 3 cm x 3 cm dan

sampel yang dihasilkan digunakan untuk pengujian densitas, serapan air, dan kuat patah. Sedangkan Cetakan berbentuk kubus memiliki ukuran 5 cm x 5 cm x 5 cm dan sampel yang dihasilkan digunakan untuk pengujian densitas, serapan air, kuat tekan dan kekerasan.

Campuran setiap sampel dari tabel 3.1 ( sampel I, II, III, IV,V,VI) dan tabel 3.2 (sampel I, II, III, IV,V,VI, VII, VIII, IX, X), adukannya dapat digunakan untuk mencetak satu sampel balok dan tiga sampel kubus)

B. Pencetakan

1. sampel berbentuk balok

a. timbang hasil adukan ( mortar) sebanyak 210 gram lalu masukkan ke dalam cetakan berbentuk balok, kemudian dipadatkan dengan menggunakan alat pemadat

b. setelah dipadatkan, keluarkan dari cetakan kemudian dikeringkan secara alami tanpa dijemur panas matahari selama 28 hari

c. selanjutnya siap dilakukan pengujian pada sampel 2. sampel berbentuk kubus

a. timbang hasil adukan ( mortar) sebanyak 230 gram lalu masukkan ke dalam cetakan berbentuk kubus, kemudian padatkan dengan menggunakan alat pemadat.

b. Setelah dipadatkan, keluarkan dari cetakan kemudian dikeringkan secara alami tanpa dijemur panas matahari selama 28 hari.

Pada proses pengeringan baik pada sampel balok maupun sampel kubus, yang pertama kali mengering adalah bagian permukaan dari sampel kemudian bagian dalam sampel berdifusi, air dari bagian dalam disalurkan ke permukaan lalu menguap karena difusi sangat berhubungan dengan suhu ( Peter A. Thornton & Vito J. Colangelo, 1985). Pengeringan dilakukan di tempat yang temperaturnya rendah (20±5)0C dan terhindar dari sinar matahari langsung

3.6 Pengujian Sampel

3.6.1 Densitas ( Density) dan Serapan Air ( water Absorbtion)

Pengujian densitas dan serapan air dari masing-masing sampel berdasarkan komposisi yang telah dibuat, dilakukan dengan menggunakan prinsip Archimedes dan mengacu pada standar ASTM C-00-2005. Prosedur pengujian densitas :

1. Sampel balok dan kubusyang direndam dikeringkan perm yang telah dikeringkan selama 28 hari, masing-masing ditimbang dengan menggunakan neraca, dicatat sebagai massa kering (Ws).

2. setelah massa kering dicatat, kemudian sampel balok dan kubus tersebut direndam di dalam air selama 24 jam

3. Setelah direndam selama 24 jam kemudian sampel balok dan kubus dikeluarkan dari dalam air selanjutnya ditiriskan hingga air tidak lagi menetes dari sampel.

4. setelah itu sampel balok dan kubus masing-masing ditimbang dengan menggunakan neraca, dicatat sebagai massa basah (Wb)

5. Kemudian masing-masing sampel balok dan kubus ditimbang dengan cara manggantungkan sampel dalam air dan tidak menyentuh alas wadah air, dicatat sebagai massa dalam air (Wg)

Dengan memperoleh nilai-nilai besaran massa kering (Ws), massa basah (Wb) dan

massa dalam air (Wg), maka nilai densitas dan serapan dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan 2.1 dan 2.2

3.6.2 Kuat Tekan ( Compressive strength)

Pengujian ini dilakukan untuk menentukan kuat tekan (Compressive strength) beton dengan benda uji berbentuk kubus dengan ukuran 5 cm x 5 cm x 5 cm yang dibuat dan dimatangkan ( curing) di laboratorium. Kuat tekan beton adalah besarnya beban pe satuan luas yang menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani dengan gaya tekan tertentu yang dihasilkan oleh mesin tekan. Alat yang digunakan untuk menguji kuat tekan adalah Hydraulic Compressive Strength

Machine tipe MAC-200 dan pengujian dilakukan dengan mengacu pada standar

ASTM C 270 – 2004 dan C – 780 serta SNI 03-6825-2002. Prosedur pengujian melalui tahapan sebagai berikut :

1. Sampel kubus ukuran 5 cm x 5 cm x 5 cm dihitung luas permukaannya ( A = sisi x sisi)

2. sebelum pengujian, alat ukur terlebih dahulu dikalibrasi dengan jarum penunjuk berada tepat di angka nol

3. kemudian tempatkan sampel tepat berada di tengah pada posisi pemberian gaya

4. arahkan switch on-off ke arah on, sehingga pembebanan akan bergerak secara otomatis dengan kecepatan konstan

5. ketika sampel telah pecah, arahkan switch ke arah off. Sehingga motor penggerak akan berhenti. Kemudian catat besar gaya yang ditampilkan pada panel display.

6. hitung nilai kuat tekan dengan persamaan 2.3

3.6.3 Kuat Patah ( Flexural Strength)

Pengujian ini dilakukan untuk menentukan kuat patah beton dengan sampel uji berbentuk balok dengan ukuran 12 cm x 3 cm x 3 cm. Alat yang digunakan untuk menguji kuat patah adalah Torsee`s Universal Testing Machine berkapasitas 5000 kg. Pengujian dilakukan dengan mengacu pada ASTM C 133-97 dan ASTM C 348-2002.

Prosedur pengujian melalui tahapan sebagai berikut :

1. atur jarak titik tumpu sebesar 9 cm sebagai dudukan sampel

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

3. tempatkan sampel tepat berada di tengah pada posisi pemberian gaya, dan arahkan tombol on-off ke posisi on, sehingga pembebanan akan bergerak secara otomatis

4. ketika sampel uji telah patah, arahkan tombol ke posisi off agar motor penggerak akan berhenti. Kemudian catat besar angka yang ditampilkan pada panel display.

5. hitung nilai kuat patah dengan persamaan 2.4

3.6.4 Kekerasan

Kekerasan suatu bahan adalah ketahanan ( daya tahan) suatu bahan terhadap daya benam dari bahan lain yang lebih keras dan dibenamkan kepadanya. Pengujian kekerasan dilakukan untuk mengetahui kekerasan bahan dan data yang didapat sangat penting dalam proses perlakuan panas, juga mempunyai korelasi dengan nilai tegangan-tegangan pada uji tekan. Pengujian kekerasan Brinnel merupakan pengujian standar secara industri, tetapi karena penekanannya dibuat dari bola baja yang berukuran besar dengan beban besar, maka bahan lunak atau keras sekali tidak dapat diukur kekerasannya. Pengujian kekerasan Rockwell cocok untuk semua material yang keras dan lunak, penggunaannya dapat dengan leluasa ( Surdia, T. Dan Saito, S., 1985). Uji kekerasan dapat dilakukan dengan beberapa metode, antara lain : Brinnel, Rockwell dan Vickers, ketiga metode tersebut memiliki perbedaan pada jenis material dan bentuk indentor atau penetrator ( benda yang dibenamkan ke benda uji) dan juga nilai dari ketiga metode dapat saling dikorelasikan satu dengan yang lain ( tabel korelasi kekerasan Brinnel,

Rockwell dan Vickers terlampir). Pada penelitian ini pengujian sampel paving

block menggunakan Brinnel dengan Equotip Hardness Tester yang memiliki nomor seri SN 716 – 0915 Vers.1.16 jenis portable. Cara pengujian :

1. siapkan sampel paving block dengan syarat permukaan harus rata 2. hindarkan permukaan sampel terhadap pengaruh panas dan dingin

3. letakkan tapak indentor pada permukaan sampel dan tekan secara tegak lurus 4. baca nilai kekerasan pada monitor alat

3.6.5 Analisa komposisi dengan AAS

1. Sumber sinar yang berupa tabung katoda berongga (Hollow Chatode Lamp) menghasilkan sinar monokromatis yang mempunyai beberapa garis resonansi 2. Sampel diubah fasenya dari larutan menjadi uap atom bebasdi dalam atomizer

dengan nyala api yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar dengan oksigen

3. Monokromator akan mengisolasi salah satu garis resonansi yang sesuai dengan sampel dari beberapa garis resonansi yang berasal dari sumber sinar

4. Energi sinar dari monokromator akan diubah menjadi energi listrik dalam detektor

5. Energi listrik dari detektor inilah yang akan menggerakkan jarum dan mengeluarkan grafik

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Paving block yang telah dibuat adalah campuran dari pasir, air, semen

dengan limbah las karbit dan fly ash sebagai perekat. Dalam penelitian ini dilakukan dua tahap, yaitu:

• Tahap pertama

paving block dibuat dengan komposisi semen, fly ash, pasir dan air. Tujuannya

untuk menemukan komposisi optimum fly ash sebagai perekat pada paving

block. Dalam tahap I ini prosentase volume semen yang diganti dengan fly ash

masing-masing sebesar 10 %, 20 %, 30 %, 40% dan 50% (tabel 3.1)

• Tahap kedua

Paving block dibuat dengan komposisisi semen, air, pasir dan limbah las karbit

dengan komposisi optimum fly ash dari sampel tahap I. Tujuannya untuk melihat komposisi optimum limbah karbit sebagai bahan tambahan paving

block. Pada dalam tahap ini menggunakan fly ash 10 % dan 20 % dari volume

semen dan ditambahakan 10 %, 20 %, 30 %, 40% dan 50% limbah karbit (tabel 3.2).

Paving block yang telah dicetak dikeringkan secara alami selama 28 hari,

kemudian diuji karakteristiknya. Karakteristik paving block sangat ditentukan oleh komposisi semen, pasir dan limbah yang digunakan dan pengujian yang meliputi pengujian fisis , pengujian mekanis, dan pengujian komposisi dengan AAS sangat berperan penting dalam menentukan karakteristiknya.

4.1Pemanfaatan Limbah Abu Terbang Batubara (fly ash) untuk Pembuatan Paving Block.

Pemanfaatan limbah abu terbang batubara ( fly ash ) untuk pembuatan paving

block dapat dilihat pada pengujian sampel pada tahap I yang memiliki komposisi

semen, pasir, dan fly ash setelah dikeringkan selama 28 hari ditunjukkan pada gambar 4.1 dengan komposisi seperti tabel 3.1

14.70 _14.50 13.76 11.80 9.60 6.90 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14 14.5 15 1.

00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50

Se m e n (%)

K u a t T e k a n ( M P a )

Gambar 4.1 Grafik hubungan persentase semen dengan kuat tekan untuk penggunaan

fly ash 0%,10%, 20%, 30%, 30% dan 50% dari Volume Semen

Berdasarkan grafik 4.1, fly ash dapat digunakan untuk mengurangi penggunaan semen pada pembuatan paving block pada komposisisi 10 % - 40 % sedangkan pada komposisi 50 % tidak bisa digunakan karena kuat tekan yang dihasilkan hanya 6,90 Mpa.

Berdasarkan gambar 4.1 semakin banayk fly ash yang digunakan maka kuat tekan cenderung turun hal ini disebabkan karena fly ash yang banyak mengandung SiO2 ( 61,02%) dan alumina (14,94 %). Dalam hal ini alumina yang memiliki sifat keras tapi rapuh dan tidak daktil (liat) menyebabkan kuat tekan sampel turun secara liniar.

Selanjutnya dari hasil pengujian penyerapan air sampel paving block pada tahap I yang memiliki komposisi semen, pasir, dan fly ash setelah dikeringkan selama 28 hari ditunjukkan pada gambar 4.2 dengan komposisi seperti tabel 3.1

8.04

8.16

8.95

9.29

9.89 9.94

8 8.5 9 9.5 10

1.

00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50

Se m e n (%)

S

e

ra

p

a

n

a

ir

(

%

)

Gambar 4.2 Grafik hubungan persentase semen dengan serapan air untuk penggunaan

fly ash 0%,10%, 20%, 30%, 30% dan 50% dari Volume Semen

Berdasarkan gambar 4.2, untuk variasi komposisi 10% - 50% fly ash terhadap berat semen terlihat penyerapan airnya adalah 8,16%, 8,95%, 9,29 %, 9,89 % dan 9,94%. Semakin besarnya serapan air pada sampel diakibatkan karena kandungan CaO sebesar 12,15 % pada fly ash dan 64,40% pada semen. Hal ini dikarenakan CaO yang bersifat higroskopis (menyerap air).

Dari hasil pengujian kuat tekan dan serapan air, berdasarkan SNI 03-0691-1996 kuat tekan paving block pada tabel 2.3 dengan menggunakan menggunakan

fly ash 30% - 40% memenuhi standar paving kelas D dan komposisi fly ash 10 %

dan 20 % memenuhi standar paving block kelas C. Hal ini dapat disebabkan karena komposisi kimia dari fly ash memiliki kesamaan dengan bahan kimia penyusun semen (batu kapur/ gamping dan lempung) dan pasir.(silika).

4.2Besar Pengaruh Abu Terbang Batubara (fly ash) dan Limbah las karbit terhadap Karakteristik Paving Block

4.2.1 Hasil Pengujian Fisis 4.2.1.1 Densitas

Nilai densitas sangat ditentukan oleh jumlah persentase dari material yang digunakan. Hasil pengukuran densitas paving block yang memiliki komposisi semen, pasir, dan fly ash setelah dikeringkan selama 28 hari ditunjukkan pada gambar 4.3 dengan komposisi seperti tabel 3.1

2.34 2.25 2.29 2.15 2.12 2.03 2 2.05 2.1 2.15 2.2 2.25 2.3 2.35 2.4 1 .0 0 0 .9 0 0 .8 0 0 .7 0 0 .6 0 0 .5 0

s e m e n (%)

D e n s ity (g r/ d m 3)

Gambar 4.3 Grafik hubungan persentase semen dengan Densitas untuk penggunaan

fly ash 0%,10%, 20%, 30%, 30% dan 50% dari Volume Semen

Berdasarkan gambar 4.3 Dari hasil pengukuran menunjukkan bahwa densitas paving block diperoleh berkisar antara 2,03 g/cm3 – 2,25 g/cm3. Dari hasil yang diperoleh dengan penambahan fly ash 10%-50% maka nilai densitas cenderung turun. Sebagai perbandingan densitas beton konvensional 2,4 g/cm3 (Van Vlack, 2004) dan densitas dari normal Portland cement (NPC) adalah 3,17 g/cm3 (Hanehara, 2005). Paving Block yang diproduksi P.T marelan Jaya Traso – Medan memiliki nilai densitas 2,2 g/cm3.

Dari gambar 4.3 menunjukkan semakin banyak fly ash ditambahkan pada sampel paving block mengakibatkan densitas sampel semakin kecil, artinya akibat pori-pori pada sampel semakin besar mengakibatkan kerapatan semakin berkurang. Hal ini dapat disebabkan karena fly ash yang mengandung CaO (12,15%) yang bersifat higroskofis.

Hasil pengukuran densitas paving block yang berbasis semen, pasir, fly ash dan limbah las karbit ditunjukkan pada gambar 4.4

2.39 2.33 2.20 2.11 1.94 2.24 2.22 2.18 2.11 1.89 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 0. 10 0. 20 0. 30 0. 40 0. 50

Las Karbit (%)

D e n s it y ( g r/ d m 3)

Matrik 1 (Semen 90 %; Flash 10%)

Matrik 2 (Semen 80 %; Flash 20 %)

Gambar 4.4 Grafik hubungan persentase Las karbit dengan Densitas Untuk Penggunaan Fly

ash 10% dan 20% dari volume Semen dan komposisi Las karbit 10%, 20%,

30%, 40% dan 50%

Dari gambar 4.4 terlihat densitas paving block pada komposisi fly ash 10 % dan 20% dari volume semen dengan penambahan limbah karbit 10%-50% nilai densitas cendrung mengalami peningkatan menjadi 1,94 g/cm3 – 2,39 g/cm3 dan 1,89 g/cm3 – 2,24 g/cm3 jika dibandingkan dengan densitas sampel paving block sebelum ditambah las karbit. Hal ini disebabkan karena berat jenis fly ash = 0,66 g/cm3 lebih kecil dari berat jenis semen = 1,04 g/cm3 dan berat jenis las karbit =0,79 g/cm3 juga lebih kecil dari berat jenis pasir = 1,41 g/cm3.

Berdasarkan gambar 4.3 dan 4.4 disimpulkan bahwa penyebab turunnya nilai densitas dari sampel paving block dengan berbagai variasi campuran dapat diakibatkan karena pengaruh dari limbah las karbit yang memiliki densitas lebih besar dibandingkan densitas dari fly ash maupun semen.

4.2.1.2 Serapan air (Water Absorption)

Serapan air sangat dipengaruhi oleh rongga-rongga udara yang terdapat dalam sampel paving block, sedangkan rongga-rongga udara tergantung pada kualitas pemadatan. Semakin banyak rongga berarti semakin banyak mengandung udara yang berarti semakin besar resapan air yang dialami sampel paving block dan akhirnya sangat mempengaruhi kuat tekan paving block. Pengukuran serapan air pada sampel paving block menggunakan prinsip Archimedes. Hasil pengukuran serapan air pada sampel paving Block yang menggunakan fly ash 10%, 20%, 30%, 30% dan 50% dari volume semen dengan komposisi campuran seperti tabel 3.1 ditunjukkan oleh gambar 4.5

8.04

8.16

8.95 9.29

9.89 9.94

8 8.5 9 9.5 10

1.

00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50

Se m e n (%)

S

e

ra

p

a

n

a

ir

(

%

)

Gambar 4.5 Grafik hubungan persentase semen dengan serapan air untuk penggunaan

fly ash 0%,10%, 20%, 30%, 30% dan 50% dari Volume Semen

Berdasarkan gambar 4.5 hasil pengukuran menunjukkan bahwa penyerapan air paving block diperoleh berkisar antara 8,16 % – 9,94 %. Dari hasil yang diperoleh dengan penambahan fly ash 10%-50% maka nilai penyerapan air cenderung naik.

Dari grafik 4.5 menunjukkan bahwa semakin banyak kandungan fly ash maka nilai serapan air yang dihasilkan cenderung meningkat. Penyebab naiknya serapan air karena semakin banyak ruang diantara partikel-partikel penyusunnya. Hal ini disebabkan karena kandungan CaO (12,15%) pada fly ash . CaO yang

bersifat higroskopis menyebabkan semakin banyak menggunakan fly ash maka semakin besar serapan air pada sampel

Nilai serapan air untuk sampel paving block yang menggunakan fly ash 10% dan 20% dengan komposisi campuran seperti tabel 3.2 ditunjukkan oleh gambar 4.6 7.33 7.52 8.09 9.04 9.66 8.42 8.75 9.33 9.76 10.11 7 8 9 10 11 0. 10 0. 20 0. 30 0. 40 0. 50

las karbit (%)

Se ra p a n A ir ( % )

Matrik 1 (Semen 90 %; Flash 10%)

Matrik 2 (Semen 80 %; Flash 20 %)

Gambar 4.6 Grafik hubungan persentase Las karbit dengan Serapan air Untuk Penggunaan

Fly ash 10% dan 20% dari volume Semen dan komposisi Las karbit 10%, 20%,

30%, 40% dan 50%

Dengan penambahan limbah las karbit pada campuran semen, pasir, air dan fly ash ternyata dapat meningkatkan serapan air pada sampel paving block, karena kandungan air pada sampel lebih diserap dengan adanya penambahan limbah las karbit. Nilai serapan air pada penggunaan fly ash 10% dan 20 % dengan penambahan limbah las karbit 10%-50% adalah 7,33%-9,66% dan 8,42% - 10,11%

Kesimpulan dari hasil pengukuran serapan air pada sampel paving block dapat dinyatakan bahwa penyebab naiknya serapan air disebabkan karena perbedaan bentuk partikel, besarnya ukuran rata-rata ataupun luas permukaan dari limbah las karbit dibandingkan limbah fly ash dan semen, sehingga mengakibatkan timbulnya rongga-rongga yang lebih banyak pada sampel paving

block. Hal ini juga diakibatkan karena kandungan CaO (61.57%) yang bersifat

higroskofis pada limbah karbit sehingga lebih banyak menyerap air.

Dari data yang diperoleh dapat dinyatakan bahwa penambahan las karbit optimum 10% untuk fly ash 10 % dan 20%.

Berdasarkan SNI 03-0691-1996 pada tabel 2.3 paving block pada pencampuran fly ash 10%-50% dengan penyerapan air 8,16 % – 9,94 % termasuk

paving block kelas C dan D. paving block dengan penambahan limbah karbit

10%-50% dengan penyerapan air 7,33%-10,11% termasuk dalam paving block kelas C dan D, hanya sampel X dengan komposisi fly ash 20% dan las karbit 50% tidak memenuhi standar paving block. Artinya pada komposisi limbah karbit 50% tidak dapat digunakan sebagai pengisi pada paving block.

4.2.2 Hasil Pengujian Mekanik 4.2.2.1 Pengujian Kuat Tekan

Untuk menguji kuat tekan dari sampel paving block digunakan alat Universal

Testing Mechine (UTM) yang mengacu pada standar SNI 03-0691-1996.

Pengujian kuat tekan dilakukan untuk menentukan kuat tekan sampel uji berbentuk kubus setelah berumur 28 hari. Hasil pengujian kuat tekan untuk penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% dengan komposisi campuran seperti tabel 3.1 ditunjukkan pada gambar 4.7

14.70 _14.50 13.76 11.80 9.60 6.90 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14 14.5 15 1 .0 0 0 .9 0 0 .8 0 0 .7 0 0 .6 0 0 .5 0

Se m e n (%)

K u a t T e k a n (M P a )

Gambar 4.7 Grafik hubungan persentase semen dengan kuat tekan untuk penggunaan

Berdasarkan gambar 4.7 hasil pengujian kuat tekan sampel paving block yang mengggunakan fly ash 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% menunjukkan adanya penurunan kuat tekan yang signifikan pada prosentase semen 50%. Penyebab penurunan kuat tekan disebabkan fly ash yang mengandung silika (61.02%) dan alumina (14,94%). Dalam hal ini silika bila bercampur dengan air dapat meningkatkan kuat tekan beton dan alumina yang memiliki sifat keras tapi rapuh dan tidak daktil (liat) menyebakan dengan penggunaan fly ash semakin banyak maka kuat tekan menurun.

Nilai maksimum untuk komposisi seperti tabel 3.1 terjadi pada prosentase semen 80% dan 90%, nilai inilah yang dijadikan dasar oleh peneliti untuk mengkombinasikan campuran semen, pasir, air dan fly ash dengan limbah las karbit untuk melihat apakah komposisi tersebut dapat menghasilkan paving block yang baik. Nilai kuat tekan pada gambar 4.7 berkisar antara 6,90 Mpa – 14,50 M.Pa.

Hasil pengujian kuat tekan sampel paving block yang menggunakan fly

ash 10 % dan 20 % dari volume semen dan komposisi campuran limbah las karbit

10%, 20%, 30%, 40% dan 50% dari volume pasir seperti pada tabel 3.2 ditunjukkan pada gambar 4.8

15.48 15.09 11.60 10.47 6.98 14.5 13.96 11.64 9.37 6.7 6.5 7 7.5 8 8.59 9.510 10.511 11.5 12 12.5 13 13.5 14 14.515 15.516 0. 10 0. 20 0. 30 0. 40 0. 50

lim bah k arbit (%)

K u a t T e k a n ( M p a )

Matrik 1 (Semen 90 %; Flash 10%) Matrik 2 (Semen 80 %; Flash 20 %)

Gambar 4.8 Grafik hubungan persentase Las karbit dengan kuat tekan Untuk Penggunaan Fly

ash 10% dan 20% dari volume Semen dan komposisi Las karbit 10%, 20%,

Berdasarkan gambar 4.8 menunjukkan adanya peningkatan kuat tekan dari sampel paving block yang menggunakan fly ash 10% dari volume semen dengan komposisi limbah las karbit 10 % - 40% dari volume pasir, terutama pada prosentase limbah las karbit 10% dan 20%. Hal ini disebabkan karena rongga-rongga antara pasir, semen dan fly ash diisi oleh butiran-butiran limbah las karbit yang banyak mengandung CaO (61,50%). Nilai kuat tekan pada penggunaan fly

ash 10% dan 20% dengan penambahan limbah las karbit 10% - 50% adalah 6,7

Mpa – 14,50 Mpa dan 6,98 Mpa - 15,48 MPa

Dari hasil pengujian kuat tekan pada sampel paving block dapat disimpulkan bahwa penurunan kuat tekan secara umum terjadi akibat adanya penggunaan fly ash yang banyak mengandung SiO2 (61,02%) dan alumina (12,15 %) serta limbah las karbit yang banyak mengandung CaO (61,50%). Sifat silika (SiO2) yang jika dicampur dengan air dapat meningkatkan kuat tekan pada beton, alumina (Al2O3) yang bersifat keras tapi rapuh dan tidak liat serta kapur (CaO) yang bersifat higroskofis yang menyebabkan kuat tekan semakin menurun

Berdasarkan SNI 03-0691-1996 kuat tekan paving block pada tabel 2.3 dengan menggunakan menggunakan fly ash 30% - 40% memenuhi standar paving kelas D dan komposisi fly ash 10 % dan 20 % memenuhi standar paving block kelas C. sedangkan komposisi fly ash 50 % kuat tekan tidak memenuhi standar

paving Block.

4.2.2.2Pengujian Kuat Patah

Pengujian kuat patah dilakukan pada sampel paving block dalam bentuk balok berukuran 12cm x 3 cm x 3 cm. Untuk sampel yang menggunakan fly ash 0% -50% dari volume semen dengan komposisi campuran seperti tabel 3.1 hasil pengujiannya ditunjukkan oleh gambar 4.9

3.75 3.25 2.9 2.75 2.45 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4 1. 0 0 0. 9 0 0. 8 0 0. 7 0 0. 6 0 0. 5 0

Se m e n( %)

K u a t P a ta h ( M P a )

Gambar 4.9 Grafik hubungan persentase semen dengan kuat Patah untuk penggunaan

fly ash 0%,10%, 20%, 30%, 30% dan 50% dari Volume Semen

Hasil pengukuran kuat patah pada sampel paving Block berbentuk balok yang menggunakan fly ash 0% - 50% dari volume semen, tampak bahwa kuat patah tertinggi terjadi pada prosentase semen 100 % dan terendah pada prosentase semen 50%. Dengan penambahan fly ash kuat patah cendrung menurun karena fly

ash yang mengandung silika (61.02%) dan alumina (14,94%). Dalam hal ini silika

bila bercampur dengan air dapat meningkatkan kuat tekan beton dan alumina yang memiliki sifat keras tapi rapuh dan tidak daktil (liat) menyebakan dengan penggunaan fly ash semakin banyak maka kuat tekan menurun.

Sedangkan nilai optimum kuat patah ketika campuran menggunakan fly

ash terjadi pada prosentase semen 10% dan 20%. Nilai kuat patah pada gambar

4.9 berkisar antara 2,45 Mpa – 3,75 MPa.

Pada pengujian sampel paving block yang mengandung fly ash 10% dan 20% dari volume semen dan komposisi limbah las karbit 10% - 50% dari seperti pada tabel 3.2 hasilnya ditunjukkan oleh gambar 4.10

4.15 3.75 3.50 3.30 3.00 3.8 3.6 3.45 3.25 2.95 2.5 2.7 2.9 3.1 3.3 3.5 3.7 3.9 4.1 4.3 4.5 0. 10 0. 20 0. 30 0. 40 0. 50

limbah karbit (%)

K u a t P a ta h (M p a )

Matrik 1 (Semen 90 %; Flash 20%)

Matrik 2 (Semen 80 %; Flash 20 %)

Gambar 4.10 Grafik hubungan persentase limbah karbit dengan kuat patah Untuk Penggunaan

Fly ash 10% dan 20% dari volume Semen dan komposisi Las karbit 10%, 20%,

30%, 40% dan 50%

Dari gambar 4.10 tampak bahwa dengan penambahan limbah las karbit pada campuran semen, pasir, air dan fly ash kuat patah pada sampel paving block mengalami peningkatan jika dibandingkan pada gambar 4.9. Nilai kuat patah pada penggunaan fly ash 10 % dan 20 % dengan penambahan limbah las karbit 10% - 50% adalah 2,95 Mpa – 3,80 Mpa dan 3,00 Mpa – 4,15 Mpa. Sebagai perbandingan bahwa kuat patah beton konvensional adalah 4,9 Mpa ( Sebayang, 2009). Paving Block yang diproduksi P.T Marelan jaya Traso Medan memiliki kuat patah 3,65 Mpa

Dari hasil pengujian kuat patah pada sampel paving block dapat disimpulkan bahwa penurunan kuat patah secara umum terjadi akibat adanya penggunaan fly ash yang banyak mengandung SiO2 (61,02%) dan alumina (12,15 %) serta limbah las karbit yang banyak mengandung CaO (61,50%). Sifat silika (SiO2) yang jika dicampur dengan air dapat meningkatkan kuat patah pada beton, alumina (Al2O3) yang bersifat keras tapi rapuh dan tidak liat serta kapur (CaO) yang bersifat higroskofis yang menyebabkan kuat patah semakin menurun

4.2.2.3 Pengujian kekerasan (Hardness)

Hasil pengukuran kekerasan paving Block yang berbentuk kubus diperoleh data dalam bentuk grafik seperti pada gambar 4.11 dan 4.12 berikut

91 82 72.5 67.6 64.7 62.8 62 67 72 77 82 87 92 1. 00 0. 90 0. 80 0. 70 0. 60 0. 50

Se m e n (%)

K e k e ra s a n ( R H N )

Gambar 4.11 Grafik hubungan persentase semen dengan kekerasan untuk penggunaan

fly ash 0%,10%, 20%, 30%, 30% dan 50% dari Volume Semen

Grafik Kekerasan VS komposisi limbah karbit

67.2 69.4 71.6 75 81 79.4 81 83.7 78.7 75 67 69 71 73 75 77 79 81 83

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

limbah karbit ( % )

K e k e ra s a n ( R H N )

Matrik 1 (Semen 90%; Flash10%

Matrik 2 (Semen 80 %; Flash 20%)

Gambar 4.12 Grafik hubungan persentase limbak karbit karbit dengan kekerasan Untuk Penggunaan Fly ash 10% dan 20% dari volume Semen dan komposisi limbah Las karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50%

Hasil pengujian kekerasan pada sampel paving block gambar 4.11 menunjukkan nilai kekerasan pada prosentase semen 80 % adalah 127 (BHN) = 72,5 (RHN) dan nilai kekerasan pada prosentase semen 90 % adalah 153 (BHN) = 82 (RHN). Ketika komposisi semen, pasir, air dan fly ash dengan prosentase 10% dari volume semen ditambahkan limbah karbit pada prosentase 10%, 20%,

30% dan 40% dari volume pasir ( gambar 4.12) kekerasan sampel tidak menunjukkan adanya kenaikan ataupun penurunan nilai kekerasan yang signifikan, kecuali pada prosentase Limbah karbit 50 % dari volume pasir nilai kekerasan meningkat menjadi 150 (BHN) = 82 (RHN).

Kemudian pada sampel paving block pada gambar 4.12 ditambahkan lagi fly ash dengan prosentase 20% dari volume pasir sehingga penggunaan semen menjadi 80% maka tampak grafik pada prosentase limbah karbit 30% dari volume pasir (kekerasan 158 BHN = 83,7 RHN) nilai kekerasan mengalami peningkatan jika dibandingkan dengan nilai kekerasan pada prosentase limbah karbit 50% dari volume pasir pada grafik 4.12. ( lampiran A tabel A.9). Hal ini dapat terjadi karena dengan penambahan limbah fly ash dan limbah karbit pada adukan mortar menyebabkan pori-pori dari semen dan pasir terisi padat oleh butir-butir limbah tersebut. Hal ini juga disebabkan karena kandungan alumina pada fly ash yang bersifat keras.

4.2.3 Uji Komposisi

Uji komposisi dilakukan untuk melihat komposisi kimia yang dikandung bahan limbah dan paving block yang paling baik (komposisi optimum). Uji komposisi dalam penelitian ini hanya pada limbah karbit, fly ash dan paving Block dengan kualitas yang paling baik . Komposisi kimia fly ash dan limbah karbit ada pada tabel 2.2 dan 2.3. Komposisi kimia paving block yang paling baik adalah paving

block dengan campuran semen 90 % dan fly ash 10 % dan tambahan limbah

karbit 10 %. Komposisi kimia paving block tersebut adalah :

• SiO2 71,95 %

• CaO 10,89 %

• Al2O3 3,48 %

• Fe2O3 6,51 %

Dari komposisi tersebut terlihat kandungan silika 71,95%, hal inilah yang menyebabkan paving block memiliki kuat tekan yang optimum.

4.3 Komposisi Optimum untuk menghasilkan Paving Block yang Baik.

Paving block yang baik harus mempunyai permukaan yang rata, tidak

terdapat retak-retak dan cacat, bagian sudut dan rusuknya tidak mudah dirapihkan dengan kekuatan jari tangan (SNI 03-0691-1996). Kekuatan paving block dipengaruhi oleh komposisi, kualitas dan perlakuan terhadap material penyusunnya.

Hasil dari pengujian yang dilakukan pada sampel paving block, serapan air dari sampel yang menggunakan fly ash 10% - 50% dari volume semen berkisar antara 8,16% - 9,94% . nilai serapan air optimum dihasilkan oleh sampel yang menggunakan fly ash 10% dari volume semen yaitu 8,16%

Untuk sampel paving block, serapan air dari sampel yang menggunakan

fly ash 10% dari volume semen dan tambahan limbah karbit 10% - 50% dari

volume pasir menghasilkan serapan air berkisar antara 7,33% - 9,66% . nilai serapan air optimum dihasilkan oleh sampel yang menggunakan fly ash 10% dan limbah karbit 10% yaitu 7,33 %

Untuk sampel paving block, serapan air dari sampel yang menggunakan

fly ash 20% dari volume semen dan tambahan limbah karbit 10% - 50% dari

volume pasir menghasilkan serapan air berkisar antara 8,42% - 10,11% . nilai serapan air optimum dihasilkan oleh sampel yang menggunakan fly ash 20% dan limbah karbit 10% yaitu 8,42%

Sedangkan kuat tekan yang dihasilkan oleh sampel paving block menggunakan fly ash 10% - 50% dari volume semen berkisar antara 6,90 Mpa – 14,50 MPa. nilai kuat tekan optimum dihasilkan oleh sampel yang menggunakan

fly ash 10% dari volume semen yaitu 14,50 MPa

Untuk sampel paving block, kuat tekan dari sampel yang menggunakan

fly ash 10% dari volume semen dan tambahan limbah karbit 10% - 50% dari

volume pasir menghasilkan serapan air berkisar antara 6,98 Mpa – 15,48 MPa. nilai serapan air optimum dihasilkan oleh sampel yang menggunakan fly ash 10% dan limbah karbit 10% yaitu 15,48 MPa

Untuk sampel paving block, serapan air dari sampel yang menggunakan

volume pasir menghasilkan serapan air berkisar antara 6,70 Mpa – 14,50 MPa . nilai serapan air optimum dihasilkan oleh sampel yang menggunakan fly ash 20% dan limbah karbit 10% yaitu 14,50 Mpa

Contoh Perhitungan Pengujian Kuat Patah sampel dengan menggunakan fly ash. Jarak penumpu 9 cm, tinggi sampel 3 cm, tebal sampel 3 cm. Untuk sampel II dengan komposisi 80 % semen dan 20 % fly ash

Kuat patah = ₂ . . 2

. . 3

h b

L P

= ₂

) 3 )( 3 ( 2

9 65 3x x

= 3,25 MPa

Dengan cara yang sama diperoleh nilai kuat patah paving block untuk komposisi semen dan fly ash yang berbeda. Hasil pengukuran dan perhitungan ditunjukkan pada tabel A.7

Tabel A.7 Pengujian kuat patah sampel paving block tanpa menggunakan fly ash dan menggunakan fly ash 10%, 20%, 30%, 40% dan 50 %

SAMPEL Komposis Bahan Gaya alat Kuat pukul

SEMEN (%) (N) (MPa) (MPa)

Io 100 - 85 4,25

I 90 10 75 3,75

II 80 20 65 3,25

III 70 30 58 2,90

IV 60 40 55 2,75

Contoh Perhitungan Pengujian Kuat Patah sampel dengan menggunakan fly ash dan limbah karbit. Jarak penumpu 9 cm, tinggi sampel 3 cm, tebal sampel 3 cm. Untuk sampel II dengan komposisi 90 % semen dan 10 % fly ash dan limbah karbit 20 %

Kuat patah = ₂ . . 2 . . 3 h b L P = ₂ ) 3 )( 3 ( 2 9 75 3x x

= 3,75 MPa

Dengan cara yang sama diperoleh nilai kuat patah paving block untuk komposisi semen dan fly ash yang berbeda. Hasil pengukuran dan perhitungan ditunjukkan pada tabel A.8

Tabel A.8 Pengujian kuat patah sampel paving block menggunakan fly ash 20% dari volume semen dan limbah karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50 % dari volume pasir

Komposisi bahan Gaya alat Kuat Patah

SAM

PEL Semen (%) Fly ash (%) Limbah karbit (%) (N) MPa

90 10 10

90 10 20

90 10 30

90 10 40

90 10 50

80 20 10

80 20 20

80 20 30

80 20 40

I II III IV V VI VII VIII IX

X 80 20 50

83 75 70 66 60 76 72 69 65 55 4,15 3,75 3,50 3,30 3,00 3,80 3,60 3,45 3,25 2,95

Tabel A.9 Pengujian kekerasan sampel paving block tanpa menggunakan fly ash dan menggunakan fly ash 10%, 20%, 30%, 40% dan 50 %

SAMPEL Komposis Bahan Kekerasan

SEMEN (%) Fly ash (BHN) (RHN)

Io 100 - 188 91

I 90 10 153 82

II 80 20 127 72,5

III 70 30 116 67,6

IV 60 40 110 64,7

V 50 50 106 62,8

Tabel A.10 Pengujian kekerasan sampel paving block menggunakan fly ash 20% dari volume semen dan limbah karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50 % dari volume pasir

Komposisi bahan Kekerasan

SAM

PEL Semen Fly ash Limbah karbit BHN RHN

90 10 10 115 67,2

90 10 20 120 69,4

90 10 30 125 71,6

90 10 40 133 75

90 10 50 150 81

80 20 10 145 79,4

80 20 20 150 81

80 20 30 158 83,7

80 20 40 143 78,7

I II III IV V VI VII VIII IX

LAMPIRAN B

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

UNTUK PEMBUATAN ADUKAN/ PEREKAT (SPESIE)

A B C A + C

No Nama Bahan Bangunan

Bahan Sesungguhnya

(Vestestof) ( % )

Hawa Bagian

Yang Kosong (Lucht)

Air Bahan Perekat

Basah

Keterangan

1 2 3 4 5 6 7

1. Kapur Koral 0.34 0.66 0.18 0.52

2. Kapur batu gamping

0.325 0.675 0.225 0.55

3. PC.(Portland Cement)

0.51 0.49 0.25 0.76

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

(S.M)

0.57 0.43 0.175 0.745

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

6. Pasir 0.60 0.40 0.075 0.675

7. Batu kricak/ kerikil

0.52 0.48 0.-- 0.52 Satu dan

lainnya menurut jenis 8. Pecahan bata

merah

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

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

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

46 . 3

0 . 1

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

46 . 3

0 . 4

x 1 M 3 Pasir x 0.675 = 0.780 M 3

46 . 3

6 . 0

x 1 M 3 Air x 0.001 M 3 = 0.0002 M 3 J u m l a h = 1.069 M 3

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

LAMPIRAN C