PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA BATAM Batu
PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
“BATAM (Batu Bata Tanpa Pembakaran) dengan Pemaanfaatan Silika (SiO2
dalamampas tebu pabrik gula dan sekam padi Guna Mengurangi Polusi dan Kerugian
Akibat Proses Pembakaran”
Bidang Kegiatan:
PKM Penelitian
Diusulkan oleh :
Ulin Maurita Rachmi(3116100004)
Chrisanna Allka Siregar(31161000)
Septyana Ika Kusumaningrum(311610000)
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA 2017
1
ABSTRAK
Proses pembuatan batu bata selama ini mengalami permasalahan pada proses
pembuatan karena harus melalui pembakaran. Selama proses pembakaran masalah yang
timbul adalah polusi udara, pengerjaan yang lama, biaya yang dikeluarkan untuk memeli
kayu bakar yang cukup mahal dan belum lagi kerugian apabila proses pembakaran gagal.
Sehingga perlu dicarikan solusi untuk pemecahan permasalahan tersebut yaitu dengan
melakukan inovasi atau rekayasa material dengan penambahan semen, abu sekam padi dan
ampas tebu dengan komposisi variasi. Dari hasil analisis material maka semua material
penambah memenuhi syarat karena sebagai pembentuk semen dan berdasarkan uji kualitas
fisik yang kuat tekan tertinggi pada komposisi I = 52,60 kg/cm2, uji berat jenis tertinggi pada
komposisi IV = 2,60 kg/cm3, uji porositas terendah pada komposisi I = 15, bentuk dan
ukuran semua persegi panjang sesuai standar yaitu (190 x 95 x 50) mm. Sehingga dari
keseluruhan pembuatan bata tanpa bakar telah menyelesaikan masalah lamanya waktu proses
pembuatan lebih singkat yaitu 3 hari, biaya produksi atau pengeluaran menjadi murah dan
kualitas yang sesuai dengan standar mutu SNI dan ASTM.
2
DAFTAR ISI
Cover..................................................................................................................................i
Abstrak..............................................................................................................................ii
Daftar Isi...........................................................................................................................iii
Daftar Tabel dan Gambar..................................................................................................iv
BAB 1 Pendahuluan..........................................................................................................1
1.1 Latar Belakang Masalah.........................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah...................................................................................................2
1.3 Tujuan.....................................................................................................................2
1.4 Manfaat...................................................................................................................2
1.5 Luaran yang Diharapkan.........................................................................................3
BAB 2 Tinjauan Pustaka....................................................................................................4
2.1 Batu Bata.................................................................................................................4
2.2 Uji Batu Bata...........................................................................................................4
2.3 Silika dalam Sekam Padi........................................................................................6
2.4 Silika dalam Ampas Tebu.......................................................................................7
2.5 Tanah Liat...............................................................................................................7
2.6 Semen Portland.......................................................................................................8
2.7 Air...........................................................................................................................8
BAB 3 Metode Penelitian..................................................................................................9
3.1 Bahan yang Digunakan...........................................................................................9
3.2 Alat yang Digunakan...............................................................................................9
3.4 Cara Kerja...............................................................................................................9
3.3.1 Variasi Sampel..............................................................................................9
3.3.2 Prosedur Pembuatan Sampel......................................................................10
3.3.3 Prosedur Pengujian Sampel........................................................................11
3.3.4 Analisis Sampel...........................................................................................12
3.3 Metode Pelaksanaan..............................................................................................13
BAB 4 Biaya dan Jadwal Kegiatan.................................................................................15
4.1 Biaya.....................................................................................................................15
4.2 Jadwal Kegiatan....................................................................................................16
Daftar Pustaka..................................................................................................................17
Lampiran..........................................................................................................................18
3
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Konposisi Abu Sekam Padi..................................................................................6
Tabel 2. Variasi Sampel...................................................................................................10
Tabel 3. Biaya Habis Pakai..............................................................................................15
Tabel 4. Biaya Peralatan Penunjang Penelitian...............................................................15
Tabel 5. Biaya Operasional..............................................................................................15
Tabel 6. Biaya Total.........................................................................................................16
Tabel 7. Jadwal Kegiatan.................................................................................................16
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Diagram Alur.................................................................................................13
4
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Batu bata merupakan salah satu komponen penting pembangunan yang memiliki
fungsi untuk melindungi rumah dari suhu ekstrim, hujan, maupun tempat berteduh.
Penggunaan batu bata dalam dunia konstruksi baik sebagai elemen struktur maupun non
struksur belum dapat tergantikan. Hal ini dapat dilihat dari masih banyaknya proyek
konstruksi yang memanfaatkan batu bata sebagai dinding pada pembangunan gedung dan
perumahan, pagar, saluran, dan pondasi. Dalam serangkaian proses pembuatan batu bata tak
luput dari adanya fase pembakaran. Namun pada kenyataannya, pembakaran sendiri
memberikan dampak negatif bagi lingkungan. Isu - isu mengenai polusi udara dan pemanasan
global (global warming) akibat meningkatnya produksi gas karbondioksida sedang marak
berkembang saat ini. Tidak sedikit industri batu bata konvensional di Indonesia yang belum
mengetahui cara pembuatan batu bata dengan proses tanpa pembakaran. Untuk itu diperlukan
suatu solusi agar industri tersebut mampu membuat produk batu bata tanpa pembakaran
dengan kualitas tinggi sehingga tidak kalah saing dimasadepan. Dewasa ini penelitian
mengenai batu bata tanpa proses pembakaran semakin sering dilakukan.. Segala jenis zat
ditambahkan guna memperoleh batu bata tanpa bakar dengan kualitas yang tinggi. Hal ini
selain bertujuan untuk mendapatkan batu bata dengan sifat mekanis yang sesuai persyaratan,
baik sebagai elemen struktur maupun non struktur, juga mengurangi jumlah gas
karbondioksida yang dihasilkan dari proses pembakaran dengan suhu tinggi dan mengurangi
biaya produksi. Sekam padi merupakan produk samping yang melimpah dari hasil
penggilingan padi. Sekam padi bila dibakar akan menghasilkan sekitar 20% abu sekam.
Pemanfaatan sekam padi secara komersil masih relatif kecil. Hali ini karena sifat yang
dimilikinya antara lain kasar, nilai gizi rendah, kepadatan yang juga rendah, serta kandungan
abu yang cukup tinggi (Houston, 1972). Abu tersebut mengandung silika (SiO2) antara 9095%, dengan tingkat porositas yang tinggi, ringan dan permukaan eksternal yang luas sangat
cocok untuk bahan campuran material bangunan seperti batu bata. Banyaknya pabrik gula di
Indonesia maka limbah ampas tebu melimpah. Padahal apabila ampas tebu dijadikan abu
mempunyai kandungan silika yang tinggi berkisar 70,97% masih cukup potensial sebagai
campuran bahan bangunan. Dari hal-hal tersebut maka diperlukan suatu penelitian terkait
1
pemanfaat limbah abu sekam padi dan ampas tebu untuk pembuatan batu bata tanpa
pembakaran (BATAM).
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka perumusan masalah yang
dibahas dalam program ini adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana mekanisme pembuatan BATAM?
2. Bagaimana campuran bahan yang paling baik dalam pembuatan BATAM?
3. Bagaimana keunggulan BATAM dibanding dengan produk batu bata lainnya?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Untuk memanfaatkan limbah pabrik gula berupa abu pembakaran ampas tebu yang
dibuang tanpa dimanfaatkan kembali.
2. Untuk memanfaatkan limbah sekam padi hasil yang belum dimanfaatkan agar
mempunyai manfaat kembali.
3. Untuk mencoba membuat material berupa batu bata dengan proses pengerasannya
tanpa proses pembakaran.
1.4 Kegunaan
1. Bagi masyarakat
Dapat dijadikan upanya untuk mengenalkan produk batu bata dengan proses tanpa
pembakaran dan melestarikan udara bersih di alam sekitar. Selain itu juga untuk
mengenalkan peluang usaha batu bata tanpa proses pembakaran.
2. Bagi mahasiswa
Dapat memberi masukan ilmu pengetahuan khususnya di bidang ketekniksipilan
3. Bagi pemerintah
Bisa mewujudkan salah satu harapan pemerintah yaitu melakukan kegiatan pelestarian
pepohonan atau upaya mengurangi zat-zat penyebab global warming.
1.5 Luaran yang diharapkan
1. Dengan produk BATAM ini dapat memperoleh produk batu bata merah yang
ramah lingkungan dengan kualitas teruji sesuai SNI.
2
2. Efisiensi harga dengan mempercepat proses pembuatan dan meminimalisir
kegagalan.
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Batu Bata
Batu bata adalah bahan bangunan yang telah lama dikenal dan dipakai oleh
masyarakat baik di pedesaan maupun di perkotaan yang berfungsi untuk bahan bangunan
konstruksi. Hal ini dapat dilihat dari banyaknya pabrik batu bata yang dibangun masyarakat
untuk memproduksi batu bata. Penggunaan batu bata banyak digunakan untuk aplikasi teknik
sipil seperti dinding pada bangunan perumahan, bangunan gedung, pagar, saluran dan
pondasi. Batu bata umumnya dalam konstruksi bangunan memiliki fungsi sebagai bahan nonstruktural, di samping berfungsi sebagai struktural. Sebagai fungsi struktural, batu bata
dipakai sebagai penyangga atau pemikul beban yang ada diatasnya seperti pada konstruksi
rumah sederhana dan pondasi. Sedangkan pada bangunan konstruksi tingkat tinggi/gedung,
batu bata berfungsi sebagai non-stuktural yang dimanfaatkan untuk dinding pembatas dan
estetika tanpa memikul beban yang ada diatasnya. Pemanfaatan batu bata dalam konstruksi
baik non-struktural ataupun struktural perlu adanya peningkatan produk yang dihasilkan, baik
dengan cara meningkatkan kualitas bahan material batu bata sendiri (material dasar lempung
atau tanah liat yang digunakan) maupun penambahan dengan bahan lain. Salah satu cara yang
dilakukan adalah dengan mencampur material dasar batu bata menggunakan abu ampas tebu
yangmerupakan limbah industri dari sisa pengolahan tebu. Abu ampas tebu memiliki
komposisi kimia seperti silikat (SiO2) sebesar ±71%, Aluminat (AlO3) sebesar ±1,9%, Ferri
Trioksida (Fe2O3) sebesar ±7,8%, Kalsium Oksida (CaO) sebesar±3,4% dan lain-lain.(Wira
Disurya dkk, 2002).
2.2
Uji Batu Bata
Kuat tekan batu bata tanpa pembakaran yang dihasilkan pada penelitian oleh
Primayatma (1993) dan Junior, et al (2003) berkisar antara 20-35 kg/cm². Menurut
Primayatma (1993), pada pembuatan batu bata tanpa pembakaran, proses akhirnya bukan
pembakaran melainkan hanya pengeringan sehingga batu bata dapat kering secara perlahan.
Ketentuan pengeringan dilakukan 2-3 hari pada suhu kamar lalu dilanjutkan 3-4 minggu
dipelihara padaa suhu lembab, terhindar dari hujan dan panas matahari. Pada penelitian
tersebut dibuat batu bata tanpa pembakaran dengan menggunakan perekat semen dan
4
memperoleh hasil batu bata merah yang mempunyai kuat tekan ± 28 kg/cm². Komposisi yang
digunakan yaitu tanah liat 60% + agregat 20% + semen 20%. Komposisi agregat yang
digunakan mempunyai perbandingan pasir : abu gosok : serbuk paras 1 : 1 :1. Pada penelitian
yang dilakukan di Malang oleh Isnandar,dkk, (1994) batu bata yang dihasilkan dinamakan
batu bata cetak pasir kapur tanpa pembakaran. Sesuai dengan namanya batu bata cetak pasir
dan kapur ini, menggunakan bahan pasir dan kapur sebagai variabel sehingga dapat diperoleh
komposisi yang ideal. Batu bata cetak pasir kapur ini diharapkan dapat menjadi bahan
bangunan alternatif pengganti batu bata dari tanah liat yang pembuatannya memanfaatkan
tanah pertanian dan merusak lingkungan. Untuk pengujian kuat tekannya dibuat beberapa
macam komposisi kapur dan pasirnya adalah 1 :3, 1 :4, dan 1 : 5. Komposisi 1 kapur : 3 pasir
pada umur 28 hari menunjukkan kuat tekan yang lebih baik (kualitas II) pada pengujian tanpa
perendaman benda uji. Pada pengujian benda uji dengan perendaman selama 24 jam ternyata
kuat tekannya lebih rendah. Terdapat perbedaan yang signifikan antara kuat tekan bata 1
kapur : 4 pasir, dan 1 kapur : 5 pasir.Pada penelitian yang dilakukan di Brazil oleh Junior et
al. (2003) menggunakan bahan buangan berupa pecahan keramik dalam pembuatan batu bata.
Pada penelitiannya digunakan dua jenis bahan perekat (binder), yaitu semen dan campuran
dari Portland clinker, gypsum, bahan pozzolan, limestone filler, dan dibuat tiga macam
komposisi dengan kecenderungan untuk mengurangi penggunaan semen dan penambahan
pecahan keramik dan binder campuran. Pengujian kuat tekan dilakukan pada umur 34 hari
dan nilai kuat tekan diperoleh sebesar 35 kg/cm² untuk batu bata tanpa pemecahan keramik
dan nilai kuat tekan menurun menjadi 20 kg/cm² akibat pengurangan semen dan binder tetapi
dilakukan penambahan bahan pecahan keramik. Pada penelitian yang dilakukan oleh I ketut
Sudarsana, Ida Ayu Made Budiwati dan Yohanes Angga Wijaya dari Universitas Udayana,
Denpasar (2011) menggunakan bahan dasar tanah liat, abu sekam padi yang lolos saringan
nomor 200, serbuk batu tabas yang lolos saringan nomor 200 (0.075 mm), semen Portland
tipe I dihasilkan nilai kuat tekan terbesar dari batu bata sebesar 22,90 kg/cm² dan resapan air
terkecil yang dihasilkan sebesar 44,03%. Bahan yang digunakan untuk penelitian batu bata
tanpa pembakaran bermacam-macam seperti disebutkan diatas yaitu semen, pasir, kapur,
keramik sampai bahan limbah produksi. Contoh limbah produksi yang dapat digunakan
adalah abu sekam padi, limbah pabrik gula tebu. Bertitik tolak pada hal diatas, maka perlu
dilakukan penelitian mengenai pembuatan batu bata tanpa pembakaran dengan menggunakan
bahan dasar tanah liat dicampur dengan perekat (binder) berupa campuran semen, abu sekam
padi, abu hasil limbah pabrik gula tebu, dan air. Dengan menggunaakn binder tersebut,
diharapkan diperoleh batu bata yang memenuhi persyaratan mekanis dan relatif lebih ramah
5
lingkungan karena tidak diperlukan pembakaran pada suhu tinggi sehingga masalah polusi
udara akibat produksi gas karbondioksida dapat berkurang.
2.3 Silika dalam Sekam Padi
Padi merupakan produk utama pertanian di negara-negara agraris, termasuk
indonesia. Beras yang merupakan hasil penggilingan padi menjadi makanan pokok penduduk
Indonesia. Sekam padi merupakan produk samping yang melimpah dari hasil penggilingan
padi. Penanganan yang kurang tepat akan menimbulkan pencemaran terhadap lingkungan.
Secara global, sekitar 600 juta ton beras dari padi diproduksi setiap tahun. Rata-rata 20% dari
padi adalah sekam, dengan kata lain sekitar 120 juta ton sekam diproduksi setiap tahun
(Bronzeoak Ltd., 2003). Sekam padi bila dibakar akan menghasilkan sekitar 20% abu sekam.
Abu tersebut mengandung silika antara 90-95%, dengan tingkat porositas yang tinggi, ringan
dan permukaan eksternal yang luas. Secara praktis, variasi kandungan silika dari abu sekam
bergantung teknik pembakarannya (waktu dan suhu). Pembakaran pada suhu antara 550°C800°C menghasilkan silika amorf dan pembakaran pada suhu yang lebih tinggi akan
menghasilkan kristal silika fase kristobalit dan trimidimat (Hara, 1986). Silika dalam abu
sekam berfungsi sebagai pengikat material campuran. Berikut komposisi abu sekam padi
menurut Houston.
Tabel 1.
Komponen
SiO2
K2O
Na2O
CaO
MgO
Fe2O3
P2O5
SO3
Cl
2.4
%Berat
86,90-97,30
0,58-2,50
0,00-1,75
0,20-1,50
0,12-1,96
0,00-0,54
0,20-2,84
0,10-1,13
0,00-0,42
Silika dalam Ampas Tebu
6
Tebu merupakan salah satu jenis tanaman yang hanya dapat ditanam di daerah yang
memiliki iklim tropis. Di Indonesia, perkebunan tebu menempati luas areal + 232 ribu
hektar, yang tersebar di Medan, Lampung, Semarang, Solo, dan Makassar. Dari seluruh
perkebunan tebu yang ada di Indonesia, 50% di antaranya adalah perkebunan rakyat, 30%
perkebunan swasta, dan hanya 20% perkebunan Negara. Pada tahun 2002 produksi tebu
Indonesia mencapai +2 juta ton. Tebu-tebu dari perkebunan diolah menjadi gula di pabrikpabrik gula. Dalam proses produksi di pabrik gula, ampas tebu dihasilkan sebesar 90% dari
setiap tebu yang diproses, gula yang termanfaatkan hanya 5%, sisanya berupa tetes tebu
(molase) dan air. (Johanes Anton Witono 2005)
Selama ini pemanfaatan ampas tebu (sugar cane bagasse) yang dihasilkan masih
terbatas untuk makanan ternak; bahan baku pembuatan pupuk, pulp, particle board; dan untuk
bahan bakar boiler di pabrik gula. Hasil pembakaran dalam boiler ini diperoleh abu ampas
tebu yang menjadi limbah dan belum dapat dimanfaatkan secara luas oleh masyarakat.
Ampas tebu merupakan limbah buangan dari pabrik gula yang belum dapat dimanfaatkan
secara maksimal di Indonesia. Pada umumnya ampas tebu dipakai sebagai bahan bakar untuk
memanaskan boiler pada pabrik tebu. Nilai paling umum kandungan silika dari abu ampas
tebu adalah 70,97 %. Abu pembakaran ampas tebu mengandung senyawa silika-alumina
aktif yang dapat bereaksi dengan kalsium hidroksida pada suhu kamar dan adanya air pada
kadar tertentu dapat membentuk senyawa stabil yang mempunyai sifat mengikat. Selain air
dipakai dalam proses reaksi pengikatan material yang digunakan untuk pembuatan batu
bata.juga dapat mempermudah pencetakan batu bata. (Hartono,1990)
2.5 Tanah Liat (Lempung)
Tanah liat merupakan hasil pelapukan dari batuan keras (batuan beku) yang
diakibatkan oleh alam. Pelapukan terjadi melalui dua tahap. Tahap pertama dikenal dengan
pelapukan fisika, dimana pelapukan dipengaruhi oleh: panas, dingin, mekanis/benturan, akar
tumbuhan dan jamur sehingga batuan beku yang keras menjadi bagian-bagian kecil dan
halus. Tahap yang kedua disebut dengan pelapukan kimia. Bagian-bagian kecil halus yang
dihasilkan pada pelapukan fisika, diteruskan oleh pelapukan kimia oleh pengaruh air dan
udara (Hartono dan Namara, 1983). Tanah lempung mempunyai sifat plastis yang sangat
penting dalam pembuatan barang keramik. Keplastisan adalah suatu sifat bahan basah yang
dapat diberi bentuk tanpa mengalami retak-retak dan bentuk tersebut dipertahankan setelah
tenaga pembentuk dilepaskan (Hartono dan Namara, 1983). Tanah liat termasuk hidrosilikat
7
alumina dan dalam keadaan murni mempunyai rumus Al2O3, 2SiO2, 2H2O dengan
perbandingan berat dari unsur-unsurnya:47%,39% dan 14%. Menurut Silvia Hernina, tanah
(lempung) ekspansif mempunyai tiga mineral utama, yakni monthmorillonite, illite, dan
kaolinite, yang semuanya berupa hydrous aluminosilikat yang berbentuk kristal. Besarnya
kemungkinan tanah mengembang santa tergantung pada jenis dan jumlah kandungan
mineralnya, kemudahan bertukarnya ion-ionnya, kandungan elekstrolit dan tatanan struktur
lapisan mineral tanahnya. Struktur kaolinite terdiri dari unit lapisan sililca dan aluminium
yang diikat oleh ion hydrogen, kaolinite membentuk tanah yang stabil karena strukturnya
yang terikat teguh mampu menahan molekul-molekul air sehingga tidak masuk kedalamnya.
Struktur illite terdiri dari lapisan-lapisan unit silica-aluminium-silika yang dipisahkan oleh io
K+ yang mempunyai sifat dapat mengembang. Strukstur montmorillonite mirip dengan
struktur illite, tetapi ion pemisahnya berupa ion H2O, yang sangat mudah lepas, mineral ini
dapat dikatakan sangat tidak stabil, pada kondisi tergenang, air dengan mudah masuk
kedalam sela antar lapisan ini sehingga mineral mengembang, pada waktu mongering, air
diantara lapisan juga mongering sehingga mineral menyusut.
2.6
Semen Portland
Semen portland didefinisikan sebagai produk yang didaoatkan dari penggilingan halus
klinker yang terdiri terutama dari kalsium silikat hidraulik, dan mengandung satu atau dua
bentuk kalsium silikat sebagai tambahan antar giling. Kalsium silikat hidraulik mempunyai
kemampuan mengeras tanpa pengeringan atau reaksi dengan karbon dioksida di udara, dan
oleh karena itu berbeda dengan perekat (pengikat) anorganik seperti plaster paris. Reaksi
yang berlangsung pada pengerasan semen adalah hidrasi dan hidrolisis. Semen yang
digunakan dalam penelitian ini adalah semen portland tipe I, yaitu produk umum yang
digunakan untuk bangunan biasa. Semen disini mempunyai fungsi sebagai perekat.
2.7 Air
Air merupakan salah satu bahan tambahan dalam pembuatan batu bata.
Penambahan air dilakukan agar lempung menjadi lebih plastis dan mudah dibentuk karena air
bercampur dengan tanah liat yang mengandung silika akan bereaksi dan membentuk pasta
tanah yang mudah dicetak.
8
BAB III
METODE PELAKSANAAN
3.1 Bahan yang Digunakan
1. Abu hasil ampas tebu
2. Abu sekam padi
3. Air
4. Tanah liat
5. Semen portland tipe I
3.2 Alat yang Digunakan
1. Alat pengaduk (cetok)
2. Tempat pengaduk
3. Tempat pengeringan
4. Kantong plastik
5. Cetakan batu bata dari kayu
6. Ember
7. Alat uji tekan
8. Oven
9. Ayakan (penyaring nomor 200)
3.3 Cara kerja:
3.3.1 Variasi Sampel
Dalam penelitian ini akan dibuat variasi sampel berdasarkan perbedaan komposisi
campuran bahan perekat dimana nantinya akan dicari mana sampel yang paling tinggi
9
berkualitas dan yang paling rendah kualitasnya. Sampel yang akan dibuat dengan
komposisi campuran bahan perekat bervariasi sebagai berikut:
Tabel 2
Campuran
Tanah liat
Campuran bahan perekat
A1
A2
A3
A4
A5
60%
60%
60%
60%
60%
Abu sekam padi
10%
5%
15%
20%
15%
Abu ampas tebu
20%
25%
15%
10%
5%
Semen portland tipe I
10%
10%
10%
10%
10%
Setiap sampel campuran dibuat masing-masing sebanyak 20 buah batu bata.
3.3.2 Prosedur Pembuatan
Sebelum membuat batu bata tanpa pembakaran perlu persiapan bahan campuran yang
digunakan yaitu:
Tanah yang digunakan dibersihkan dari segala kotoran berupa batu, daun dan sampah
lainnya.
Abu sekam padi yang diperoleh dari industri batu bata masih berukuran besar
sehingga tidak dapat disaring langsung dengan menggunakan saringan nomor 200.
Abu sekam padi tersebut perlu ditumbuk terlebih dahulu sehingga berukuran sangat
halus, kemudian menyaring dengan menggunakan saringan nomor 200.
Ampas tebu yang diperoleh dari pabrik gula sudah ada yang berupa abu bisa langsung
digunakan. Sedangkan apabila masih berupa ampas tebu maka dibuat abunya.
Semen portland masih dalam keadaan utuh.
10
Air yang digunakan berupa air bersih dari PDAM atau berasal dari sumber air bersih
lainnya.
Berikut adalah langkah - langkah pengerjaan setelah pesiapan:
1. Mencampurkan bahan-bahan utama yaitu dengan urutan sebagai berikut:
2. Tanah liat
3. Abu hasil ampas tebu
4. Abu sekam padi
5. Semen portland tipe I
6. Pengadukan sampai merata
7. Air (sedikit demi sedikit sampai adonan cukup liat)
8. Memasukkan ke kantong plastik (selama 1-3 hari)
9. Melumatkan kembali sampai adonan benar-benar menyatu
10. Siap untuk dicetak dengan cetakan kayu
11. Setelah pencetakan selesai dilakukan, melanjutkan dengan proses pengeringan 2-3
hari, baru kemudian melakukan proses mendiamkan batu bata selama 14 dan 28 hari
pada suhu lembab dan terhindar dari hujan dan panas matahari secara langsung. Dari
sini akan diperoleh dua perbedaan waktu untuk uji daya resap terhadap air. Sampel ke
I yaitu berumur 14 hari dan sampel ke dua berumur 28 hari.
3.3.3 Prosedur pengujian sampel
Sebelum melakukan uji tekan batu bata perlu dilakukan pengujian terhadap
penampakan visual seperti bentuk, ukuran, warna, berat dan penyusutan dari benda uji batu
bata. Pengujian tekan dengan mesin uji kuat desak dilaboratorium. Dan dilanjutkan dengan
pengujian resapan air dengan mengukur berat benda uji yang telah dioven dengan temperatur
100°-110°C selama 24 jam. Benda uji yang sudah dioven tadi kemudian mendinginkan dan
merendam dalam air selama 24 jam, setelah itu mengeluarkan dari air dan menimbangnya.
Untuk mendapatkan data dan diolah maka perlu diamati saat proses pembuatan dan di
lakukan pengujian fisik yaitu :
1.
Uji Kuat Tekan, berupa Test Streng pada bata dengan prinsif menekan bata pada luas
permukaan (cm2) tertentu dengan beban tertentu (kg)
Rumus Kuat Tekan: P (kg/cm2)
A
Ket :
P = Beban maksimum (kg)
A = Luas penampang bata (cm2)
11
2.
Uji Porositas Air untuk Bata, berupa uji porositas dari bata dengan perinsif
perendaman pada air terhadap benda uji dengan waktu selama 24 jam dan di
timbang benda uji tersebut.
% Uji Porositas :
A - B x 100 %
B
Ket. :
A = Berat Bata + Air Terserap
B = Berat Bata Kering
3.
Uji Berat Jenis : Berupa pengujian berat jenisnya pada bata dengan prinsif penimbangan
berat bata dengan berat tertentu (kg) lalu di masukan dalam air yang telah di ketahui
volume (ml), hitung selisih air sebelum dimasukan bata dengan setelah dimasukan bata.
Berat Jenis :
m
( gr/cm3)
V
Ket :
m = massa dari bata
V = Selisih volume air.
4.
Uji Kadar Air, yaitu pengujian kandungan air yang ada didalam bata dalam pengeringan
oven.
% Kadar Air = W1 – W2 / W1
Ket:
W1 = berat sebelum dipanaskan
W2 = berat setelah dipanaskan
5.
Uji Warna, warna bata berdasarkan bahan baku yang dibuat, biasanya berwarna coklat
kemerahan.
6.Uji Ukuran Bata, ukuran sesuai standard dan bentuk persegi panjang, sudut siku.
3.3.4 Analisis sampel
Analisis sampel yang digunakan dengan mengolah data dari hasil uji untuk
mencari sampel yang paling baik dan sampel paling jelek dengan pengolahan data secara
statistik. Dari hasil analisis material maka material penambah memenuhi syarat apabila
berdasarkan uji kualitas fisik memiliki kualitas yang sesuai dengan standar mutu SNI dan
ASTM yaitu kuat tekan tertinggi pada komposisi I = 52,60 kg/cm2, uji berat jenis tertinggi
12
pada komposisi IV = 2,60 kg/cm3, uji porositas terendah pada komposisi I = 15, bentuk dan
ukuran semua persegi panjang sesuai standar yaitu (190 x 95 x 50) mm.
13
3.4 Metode Pelaksanaan
Gambar 1
START
DATA
-PRIMER
-SEKUNDER
- PEMBUATAN
- TES TEKAN
- UJI POROSITAS
- UJI BERAT JENIS
-UJI KADAR AIR
TIDAK
SESUAI SNI
BATU BATA
NORMAL
BATU BATA
TANPA PROSES
PEMBAKARAN
PERBANDINGAN
DENGAN
STATISTIK
SELESAI
14
Metode yang kami gunakan agar tujuan dari program ini tercapai melalui 5 tahap,
yaitu survei dan studi literatur, perancangan dan pembuatan alat, pengujian alat, evaluasi
alat, dan penyusunan laporan akhir kegiatan PKM. Berikut tahap pelaksanaan metode yang
kami laksanakan :
a. Survei dan studi literatur
Pada metode ini diharapan akan mendapatkan sebuah data secara langsung dan akurat
tentang permasalahan lingkungan akibat pembakaran dan kegagalan dalam pembuatan
batu bata melalui proses pembakaran
b. Perancangan dan pembuatan
Pada metode ini kami merancang suatu produk BATAM. Rancangan tersebut
menggunakan berbagai variasi komposisi sehingga mendapatkan batu bata dengan
kualitas sesuai SNI.
c. Pengujian
Sebelum alat ini diaplikasikan di masyarakat, dilakukan pengujian dengan beberapa
sample terlebih dahulu , tujuannya untuk memastikan agar metode ini berfungsi sesuai
konsep yang telah dirancang.
d. Evaluasi
Tahapan yang ke-empat bertujuan untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan dari
BATAM tersebut. Sehingga dapat menyimpulkan kondisi dan kualitas dari alat ini.
e. Penyusunan Laporan Akhir Kegiatan PKM
Pada tahap ini alat telah sampai pada penerapannya kemudian mendokumentasikan dan
menyusunnya dalam sebuah laporan akhir PKM, beserta data – data yang nantinya
dapat digunakan sebagai pengukur tingkat keberhasilan metode ini.
15
BAB IV
BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN
4.1 Biaya
Berikut ini adalah rancangan biaya untuk penelitian:
1. Biaya Habis Pakai
Tabel 3
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Kebutuhan
Lempung
Semen
Ampas Tebu
Sekam Padi
Kantong Plastik
Cetakan Kayu
Jumlah
1 pick up
2 sak
100 kg
2 karung
2 pak
4 meter
Jumlah
2. Biaya Peralatan Penunjang Penelitian
Harga (Rp.)
Rp. 1.000.000
Rp. 70.000
Rp. 200
Rp. 13.000
Rp 7.000
Rp. 30.000
Besar Biaya (Rp.)
Rp. 1.000.000
Rp. 140.000
Rp. 20.000
Rp. 26.000
Rp. 14.000
Rp. 120.000
Rp. 1.320.000
Harga (Rp.)
Rp. 500.000
Rp. 500.000
Besar Biaya (Rp.)
Rp. 1.500.000
Rp. 1.500.000
Rp. 3.000.000
Tabel 4
No.
1.
2.
Kebutuhan
Sewa Laboratorium
Sewa Alat
Durasi
3 bulan
3 bulan
Jumlah
3. Biaya Operasional
Tabel 5
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Kebutuhan
Transportsi Pengadaan Bahan Baku
Upah
Dokumentasi
Kertas A4 2 rim
Penjilidan
Printer
Jumlah
Harga (Rp.)
Rp. 700.000
Rp. 500.000
Rp. 500.000
Rp. 100.000
Rp. 100.000
Rp. 500.000
Rp. 2.400.000
4. Biaya Total
Tabel 6
No.
1.
2.
3.
Jenis Biaya
Biaya Habis Pakai
Biaya Peralatan Penunjang Penelitian
Biaya Operasional
Jumlah
4.2 Jadwal Kegiatan
16
Harga (Rp.)
Rp. 1.320.000
Rp. 3.000.000
Rp. 2.400.000
Rp. 6.720.000
Tabel 7
No.
1.
2.
3.
4.
5.
Kegiatan
Studi Literatur
Persiapan Bahan dan Alat
Penelitian
Analisa Hasil Data
Pembuatan Laporan
Bulan ke- 1
Bulan ke- 2
17
Bulan ke- 3
Bulan ke-4
DAFTAR PUSTAKA
Austin George T. 1996a. Industri Proses Kimia. Jakarta : Erlangga.
Subaer. 2007. Pengantar Fisika Geopolimer. Makasar : Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi
Sudarsana I Ketut, Made Budiwati Ida Ayu dan Angga Wijaya Yohanes.2011. Karakteristik
Batu Bata Tanpa Pembakaran Terbuat Dari Abu Sekam Padi Dan Serbuk Batu Tabas.
Denpasar : Jurnal ilmiah Teknik Sipil.
Laksomono Joddy Arya. Pemanfaatan Abu sekam Padi Sebagai Bahan Baku Silika. Serpong.
Pusat Penelitian Kimia.
Herina Silvia. 2005. Kajian Pemanfaatan Abu Sekam Padi Untuk Stabilisasi Tanah Dalam
Sistem Pondasi di Tanah Ekspansif. Bandung. Pusat Penelitian dan Pengembangan
Permukiman.
http://digilib.its.ac.id/google diakses pada hari kamis 15 september 2011.
18
LAMPIRAN
1. Biodata Anggota Kelompok
1. a. Nama Lengkap
: Ulin Maurita Rachmi
b. NRP
: 3116100004
c. Tempat/Tanggal Lahir : Jember/ 30 Maret 1998
d. Alamat
: BTN Mastrip / FF 12
e. No. Telp/HP
: 082332571893
f. Alamat Email
: ulinmaurita@gmail.com
2. a. Nama Lengkap
:
b. NRP
:
c. Tempat/Tanggal Lahir :
d. Alamat
:
e. No. Telp/HP
:
f. Alamat Email
:
3. a. Nama Lengkap
:
b. NRP
:
c. Tempat/Tanggal Lahir :
d. Alamat
:
e. No. Telp/HP
:
f. Alamat Email
:
19
“BATAM (Batu Bata Tanpa Pembakaran) dengan Pemaanfaatan Silika (SiO2
dalamampas tebu pabrik gula dan sekam padi Guna Mengurangi Polusi dan Kerugian
Akibat Proses Pembakaran”
Bidang Kegiatan:
PKM Penelitian
Diusulkan oleh :
Ulin Maurita Rachmi(3116100004)
Chrisanna Allka Siregar(31161000)
Septyana Ika Kusumaningrum(311610000)
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA 2017
1
ABSTRAK
Proses pembuatan batu bata selama ini mengalami permasalahan pada proses
pembuatan karena harus melalui pembakaran. Selama proses pembakaran masalah yang
timbul adalah polusi udara, pengerjaan yang lama, biaya yang dikeluarkan untuk memeli
kayu bakar yang cukup mahal dan belum lagi kerugian apabila proses pembakaran gagal.
Sehingga perlu dicarikan solusi untuk pemecahan permasalahan tersebut yaitu dengan
melakukan inovasi atau rekayasa material dengan penambahan semen, abu sekam padi dan
ampas tebu dengan komposisi variasi. Dari hasil analisis material maka semua material
penambah memenuhi syarat karena sebagai pembentuk semen dan berdasarkan uji kualitas
fisik yang kuat tekan tertinggi pada komposisi I = 52,60 kg/cm2, uji berat jenis tertinggi pada
komposisi IV = 2,60 kg/cm3, uji porositas terendah pada komposisi I = 15, bentuk dan
ukuran semua persegi panjang sesuai standar yaitu (190 x 95 x 50) mm. Sehingga dari
keseluruhan pembuatan bata tanpa bakar telah menyelesaikan masalah lamanya waktu proses
pembuatan lebih singkat yaitu 3 hari, biaya produksi atau pengeluaran menjadi murah dan
kualitas yang sesuai dengan standar mutu SNI dan ASTM.
2
DAFTAR ISI
Cover..................................................................................................................................i
Abstrak..............................................................................................................................ii
Daftar Isi...........................................................................................................................iii
Daftar Tabel dan Gambar..................................................................................................iv
BAB 1 Pendahuluan..........................................................................................................1
1.1 Latar Belakang Masalah.........................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah...................................................................................................2
1.3 Tujuan.....................................................................................................................2
1.4 Manfaat...................................................................................................................2
1.5 Luaran yang Diharapkan.........................................................................................3
BAB 2 Tinjauan Pustaka....................................................................................................4
2.1 Batu Bata.................................................................................................................4
2.2 Uji Batu Bata...........................................................................................................4
2.3 Silika dalam Sekam Padi........................................................................................6
2.4 Silika dalam Ampas Tebu.......................................................................................7
2.5 Tanah Liat...............................................................................................................7
2.6 Semen Portland.......................................................................................................8
2.7 Air...........................................................................................................................8
BAB 3 Metode Penelitian..................................................................................................9
3.1 Bahan yang Digunakan...........................................................................................9
3.2 Alat yang Digunakan...............................................................................................9
3.4 Cara Kerja...............................................................................................................9
3.3.1 Variasi Sampel..............................................................................................9
3.3.2 Prosedur Pembuatan Sampel......................................................................10
3.3.3 Prosedur Pengujian Sampel........................................................................11
3.3.4 Analisis Sampel...........................................................................................12
3.3 Metode Pelaksanaan..............................................................................................13
BAB 4 Biaya dan Jadwal Kegiatan.................................................................................15
4.1 Biaya.....................................................................................................................15
4.2 Jadwal Kegiatan....................................................................................................16
Daftar Pustaka..................................................................................................................17
Lampiran..........................................................................................................................18
3
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Konposisi Abu Sekam Padi..................................................................................6
Tabel 2. Variasi Sampel...................................................................................................10
Tabel 3. Biaya Habis Pakai..............................................................................................15
Tabel 4. Biaya Peralatan Penunjang Penelitian...............................................................15
Tabel 5. Biaya Operasional..............................................................................................15
Tabel 6. Biaya Total.........................................................................................................16
Tabel 7. Jadwal Kegiatan.................................................................................................16
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Diagram Alur.................................................................................................13
4
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Batu bata merupakan salah satu komponen penting pembangunan yang memiliki
fungsi untuk melindungi rumah dari suhu ekstrim, hujan, maupun tempat berteduh.
Penggunaan batu bata dalam dunia konstruksi baik sebagai elemen struktur maupun non
struksur belum dapat tergantikan. Hal ini dapat dilihat dari masih banyaknya proyek
konstruksi yang memanfaatkan batu bata sebagai dinding pada pembangunan gedung dan
perumahan, pagar, saluran, dan pondasi. Dalam serangkaian proses pembuatan batu bata tak
luput dari adanya fase pembakaran. Namun pada kenyataannya, pembakaran sendiri
memberikan dampak negatif bagi lingkungan. Isu - isu mengenai polusi udara dan pemanasan
global (global warming) akibat meningkatnya produksi gas karbondioksida sedang marak
berkembang saat ini. Tidak sedikit industri batu bata konvensional di Indonesia yang belum
mengetahui cara pembuatan batu bata dengan proses tanpa pembakaran. Untuk itu diperlukan
suatu solusi agar industri tersebut mampu membuat produk batu bata tanpa pembakaran
dengan kualitas tinggi sehingga tidak kalah saing dimasadepan. Dewasa ini penelitian
mengenai batu bata tanpa proses pembakaran semakin sering dilakukan.. Segala jenis zat
ditambahkan guna memperoleh batu bata tanpa bakar dengan kualitas yang tinggi. Hal ini
selain bertujuan untuk mendapatkan batu bata dengan sifat mekanis yang sesuai persyaratan,
baik sebagai elemen struktur maupun non struktur, juga mengurangi jumlah gas
karbondioksida yang dihasilkan dari proses pembakaran dengan suhu tinggi dan mengurangi
biaya produksi. Sekam padi merupakan produk samping yang melimpah dari hasil
penggilingan padi. Sekam padi bila dibakar akan menghasilkan sekitar 20% abu sekam.
Pemanfaatan sekam padi secara komersil masih relatif kecil. Hali ini karena sifat yang
dimilikinya antara lain kasar, nilai gizi rendah, kepadatan yang juga rendah, serta kandungan
abu yang cukup tinggi (Houston, 1972). Abu tersebut mengandung silika (SiO2) antara 9095%, dengan tingkat porositas yang tinggi, ringan dan permukaan eksternal yang luas sangat
cocok untuk bahan campuran material bangunan seperti batu bata. Banyaknya pabrik gula di
Indonesia maka limbah ampas tebu melimpah. Padahal apabila ampas tebu dijadikan abu
mempunyai kandungan silika yang tinggi berkisar 70,97% masih cukup potensial sebagai
campuran bahan bangunan. Dari hal-hal tersebut maka diperlukan suatu penelitian terkait
1
pemanfaat limbah abu sekam padi dan ampas tebu untuk pembuatan batu bata tanpa
pembakaran (BATAM).
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka perumusan masalah yang
dibahas dalam program ini adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana mekanisme pembuatan BATAM?
2. Bagaimana campuran bahan yang paling baik dalam pembuatan BATAM?
3. Bagaimana keunggulan BATAM dibanding dengan produk batu bata lainnya?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Untuk memanfaatkan limbah pabrik gula berupa abu pembakaran ampas tebu yang
dibuang tanpa dimanfaatkan kembali.
2. Untuk memanfaatkan limbah sekam padi hasil yang belum dimanfaatkan agar
mempunyai manfaat kembali.
3. Untuk mencoba membuat material berupa batu bata dengan proses pengerasannya
tanpa proses pembakaran.
1.4 Kegunaan
1. Bagi masyarakat
Dapat dijadikan upanya untuk mengenalkan produk batu bata dengan proses tanpa
pembakaran dan melestarikan udara bersih di alam sekitar. Selain itu juga untuk
mengenalkan peluang usaha batu bata tanpa proses pembakaran.
2. Bagi mahasiswa
Dapat memberi masukan ilmu pengetahuan khususnya di bidang ketekniksipilan
3. Bagi pemerintah
Bisa mewujudkan salah satu harapan pemerintah yaitu melakukan kegiatan pelestarian
pepohonan atau upaya mengurangi zat-zat penyebab global warming.
1.5 Luaran yang diharapkan
1. Dengan produk BATAM ini dapat memperoleh produk batu bata merah yang
ramah lingkungan dengan kualitas teruji sesuai SNI.
2
2. Efisiensi harga dengan mempercepat proses pembuatan dan meminimalisir
kegagalan.
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Batu Bata
Batu bata adalah bahan bangunan yang telah lama dikenal dan dipakai oleh
masyarakat baik di pedesaan maupun di perkotaan yang berfungsi untuk bahan bangunan
konstruksi. Hal ini dapat dilihat dari banyaknya pabrik batu bata yang dibangun masyarakat
untuk memproduksi batu bata. Penggunaan batu bata banyak digunakan untuk aplikasi teknik
sipil seperti dinding pada bangunan perumahan, bangunan gedung, pagar, saluran dan
pondasi. Batu bata umumnya dalam konstruksi bangunan memiliki fungsi sebagai bahan nonstruktural, di samping berfungsi sebagai struktural. Sebagai fungsi struktural, batu bata
dipakai sebagai penyangga atau pemikul beban yang ada diatasnya seperti pada konstruksi
rumah sederhana dan pondasi. Sedangkan pada bangunan konstruksi tingkat tinggi/gedung,
batu bata berfungsi sebagai non-stuktural yang dimanfaatkan untuk dinding pembatas dan
estetika tanpa memikul beban yang ada diatasnya. Pemanfaatan batu bata dalam konstruksi
baik non-struktural ataupun struktural perlu adanya peningkatan produk yang dihasilkan, baik
dengan cara meningkatkan kualitas bahan material batu bata sendiri (material dasar lempung
atau tanah liat yang digunakan) maupun penambahan dengan bahan lain. Salah satu cara yang
dilakukan adalah dengan mencampur material dasar batu bata menggunakan abu ampas tebu
yangmerupakan limbah industri dari sisa pengolahan tebu. Abu ampas tebu memiliki
komposisi kimia seperti silikat (SiO2) sebesar ±71%, Aluminat (AlO3) sebesar ±1,9%, Ferri
Trioksida (Fe2O3) sebesar ±7,8%, Kalsium Oksida (CaO) sebesar±3,4% dan lain-lain.(Wira
Disurya dkk, 2002).
2.2
Uji Batu Bata
Kuat tekan batu bata tanpa pembakaran yang dihasilkan pada penelitian oleh
Primayatma (1993) dan Junior, et al (2003) berkisar antara 20-35 kg/cm². Menurut
Primayatma (1993), pada pembuatan batu bata tanpa pembakaran, proses akhirnya bukan
pembakaran melainkan hanya pengeringan sehingga batu bata dapat kering secara perlahan.
Ketentuan pengeringan dilakukan 2-3 hari pada suhu kamar lalu dilanjutkan 3-4 minggu
dipelihara padaa suhu lembab, terhindar dari hujan dan panas matahari. Pada penelitian
tersebut dibuat batu bata tanpa pembakaran dengan menggunakan perekat semen dan
4
memperoleh hasil batu bata merah yang mempunyai kuat tekan ± 28 kg/cm². Komposisi yang
digunakan yaitu tanah liat 60% + agregat 20% + semen 20%. Komposisi agregat yang
digunakan mempunyai perbandingan pasir : abu gosok : serbuk paras 1 : 1 :1. Pada penelitian
yang dilakukan di Malang oleh Isnandar,dkk, (1994) batu bata yang dihasilkan dinamakan
batu bata cetak pasir kapur tanpa pembakaran. Sesuai dengan namanya batu bata cetak pasir
dan kapur ini, menggunakan bahan pasir dan kapur sebagai variabel sehingga dapat diperoleh
komposisi yang ideal. Batu bata cetak pasir kapur ini diharapkan dapat menjadi bahan
bangunan alternatif pengganti batu bata dari tanah liat yang pembuatannya memanfaatkan
tanah pertanian dan merusak lingkungan. Untuk pengujian kuat tekannya dibuat beberapa
macam komposisi kapur dan pasirnya adalah 1 :3, 1 :4, dan 1 : 5. Komposisi 1 kapur : 3 pasir
pada umur 28 hari menunjukkan kuat tekan yang lebih baik (kualitas II) pada pengujian tanpa
perendaman benda uji. Pada pengujian benda uji dengan perendaman selama 24 jam ternyata
kuat tekannya lebih rendah. Terdapat perbedaan yang signifikan antara kuat tekan bata 1
kapur : 4 pasir, dan 1 kapur : 5 pasir.Pada penelitian yang dilakukan di Brazil oleh Junior et
al. (2003) menggunakan bahan buangan berupa pecahan keramik dalam pembuatan batu bata.
Pada penelitiannya digunakan dua jenis bahan perekat (binder), yaitu semen dan campuran
dari Portland clinker, gypsum, bahan pozzolan, limestone filler, dan dibuat tiga macam
komposisi dengan kecenderungan untuk mengurangi penggunaan semen dan penambahan
pecahan keramik dan binder campuran. Pengujian kuat tekan dilakukan pada umur 34 hari
dan nilai kuat tekan diperoleh sebesar 35 kg/cm² untuk batu bata tanpa pemecahan keramik
dan nilai kuat tekan menurun menjadi 20 kg/cm² akibat pengurangan semen dan binder tetapi
dilakukan penambahan bahan pecahan keramik. Pada penelitian yang dilakukan oleh I ketut
Sudarsana, Ida Ayu Made Budiwati dan Yohanes Angga Wijaya dari Universitas Udayana,
Denpasar (2011) menggunakan bahan dasar tanah liat, abu sekam padi yang lolos saringan
nomor 200, serbuk batu tabas yang lolos saringan nomor 200 (0.075 mm), semen Portland
tipe I dihasilkan nilai kuat tekan terbesar dari batu bata sebesar 22,90 kg/cm² dan resapan air
terkecil yang dihasilkan sebesar 44,03%. Bahan yang digunakan untuk penelitian batu bata
tanpa pembakaran bermacam-macam seperti disebutkan diatas yaitu semen, pasir, kapur,
keramik sampai bahan limbah produksi. Contoh limbah produksi yang dapat digunakan
adalah abu sekam padi, limbah pabrik gula tebu. Bertitik tolak pada hal diatas, maka perlu
dilakukan penelitian mengenai pembuatan batu bata tanpa pembakaran dengan menggunakan
bahan dasar tanah liat dicampur dengan perekat (binder) berupa campuran semen, abu sekam
padi, abu hasil limbah pabrik gula tebu, dan air. Dengan menggunaakn binder tersebut,
diharapkan diperoleh batu bata yang memenuhi persyaratan mekanis dan relatif lebih ramah
5
lingkungan karena tidak diperlukan pembakaran pada suhu tinggi sehingga masalah polusi
udara akibat produksi gas karbondioksida dapat berkurang.
2.3 Silika dalam Sekam Padi
Padi merupakan produk utama pertanian di negara-negara agraris, termasuk
indonesia. Beras yang merupakan hasil penggilingan padi menjadi makanan pokok penduduk
Indonesia. Sekam padi merupakan produk samping yang melimpah dari hasil penggilingan
padi. Penanganan yang kurang tepat akan menimbulkan pencemaran terhadap lingkungan.
Secara global, sekitar 600 juta ton beras dari padi diproduksi setiap tahun. Rata-rata 20% dari
padi adalah sekam, dengan kata lain sekitar 120 juta ton sekam diproduksi setiap tahun
(Bronzeoak Ltd., 2003). Sekam padi bila dibakar akan menghasilkan sekitar 20% abu sekam.
Abu tersebut mengandung silika antara 90-95%, dengan tingkat porositas yang tinggi, ringan
dan permukaan eksternal yang luas. Secara praktis, variasi kandungan silika dari abu sekam
bergantung teknik pembakarannya (waktu dan suhu). Pembakaran pada suhu antara 550°C800°C menghasilkan silika amorf dan pembakaran pada suhu yang lebih tinggi akan
menghasilkan kristal silika fase kristobalit dan trimidimat (Hara, 1986). Silika dalam abu
sekam berfungsi sebagai pengikat material campuran. Berikut komposisi abu sekam padi
menurut Houston.
Tabel 1.
Komponen
SiO2
K2O
Na2O
CaO
MgO
Fe2O3
P2O5
SO3
Cl
2.4
%Berat
86,90-97,30
0,58-2,50
0,00-1,75
0,20-1,50
0,12-1,96
0,00-0,54
0,20-2,84
0,10-1,13
0,00-0,42
Silika dalam Ampas Tebu
6
Tebu merupakan salah satu jenis tanaman yang hanya dapat ditanam di daerah yang
memiliki iklim tropis. Di Indonesia, perkebunan tebu menempati luas areal + 232 ribu
hektar, yang tersebar di Medan, Lampung, Semarang, Solo, dan Makassar. Dari seluruh
perkebunan tebu yang ada di Indonesia, 50% di antaranya adalah perkebunan rakyat, 30%
perkebunan swasta, dan hanya 20% perkebunan Negara. Pada tahun 2002 produksi tebu
Indonesia mencapai +2 juta ton. Tebu-tebu dari perkebunan diolah menjadi gula di pabrikpabrik gula. Dalam proses produksi di pabrik gula, ampas tebu dihasilkan sebesar 90% dari
setiap tebu yang diproses, gula yang termanfaatkan hanya 5%, sisanya berupa tetes tebu
(molase) dan air. (Johanes Anton Witono 2005)
Selama ini pemanfaatan ampas tebu (sugar cane bagasse) yang dihasilkan masih
terbatas untuk makanan ternak; bahan baku pembuatan pupuk, pulp, particle board; dan untuk
bahan bakar boiler di pabrik gula. Hasil pembakaran dalam boiler ini diperoleh abu ampas
tebu yang menjadi limbah dan belum dapat dimanfaatkan secara luas oleh masyarakat.
Ampas tebu merupakan limbah buangan dari pabrik gula yang belum dapat dimanfaatkan
secara maksimal di Indonesia. Pada umumnya ampas tebu dipakai sebagai bahan bakar untuk
memanaskan boiler pada pabrik tebu. Nilai paling umum kandungan silika dari abu ampas
tebu adalah 70,97 %. Abu pembakaran ampas tebu mengandung senyawa silika-alumina
aktif yang dapat bereaksi dengan kalsium hidroksida pada suhu kamar dan adanya air pada
kadar tertentu dapat membentuk senyawa stabil yang mempunyai sifat mengikat. Selain air
dipakai dalam proses reaksi pengikatan material yang digunakan untuk pembuatan batu
bata.juga dapat mempermudah pencetakan batu bata. (Hartono,1990)
2.5 Tanah Liat (Lempung)
Tanah liat merupakan hasil pelapukan dari batuan keras (batuan beku) yang
diakibatkan oleh alam. Pelapukan terjadi melalui dua tahap. Tahap pertama dikenal dengan
pelapukan fisika, dimana pelapukan dipengaruhi oleh: panas, dingin, mekanis/benturan, akar
tumbuhan dan jamur sehingga batuan beku yang keras menjadi bagian-bagian kecil dan
halus. Tahap yang kedua disebut dengan pelapukan kimia. Bagian-bagian kecil halus yang
dihasilkan pada pelapukan fisika, diteruskan oleh pelapukan kimia oleh pengaruh air dan
udara (Hartono dan Namara, 1983). Tanah lempung mempunyai sifat plastis yang sangat
penting dalam pembuatan barang keramik. Keplastisan adalah suatu sifat bahan basah yang
dapat diberi bentuk tanpa mengalami retak-retak dan bentuk tersebut dipertahankan setelah
tenaga pembentuk dilepaskan (Hartono dan Namara, 1983). Tanah liat termasuk hidrosilikat
7
alumina dan dalam keadaan murni mempunyai rumus Al2O3, 2SiO2, 2H2O dengan
perbandingan berat dari unsur-unsurnya:47%,39% dan 14%. Menurut Silvia Hernina, tanah
(lempung) ekspansif mempunyai tiga mineral utama, yakni monthmorillonite, illite, dan
kaolinite, yang semuanya berupa hydrous aluminosilikat yang berbentuk kristal. Besarnya
kemungkinan tanah mengembang santa tergantung pada jenis dan jumlah kandungan
mineralnya, kemudahan bertukarnya ion-ionnya, kandungan elekstrolit dan tatanan struktur
lapisan mineral tanahnya. Struktur kaolinite terdiri dari unit lapisan sililca dan aluminium
yang diikat oleh ion hydrogen, kaolinite membentuk tanah yang stabil karena strukturnya
yang terikat teguh mampu menahan molekul-molekul air sehingga tidak masuk kedalamnya.
Struktur illite terdiri dari lapisan-lapisan unit silica-aluminium-silika yang dipisahkan oleh io
K+ yang mempunyai sifat dapat mengembang. Strukstur montmorillonite mirip dengan
struktur illite, tetapi ion pemisahnya berupa ion H2O, yang sangat mudah lepas, mineral ini
dapat dikatakan sangat tidak stabil, pada kondisi tergenang, air dengan mudah masuk
kedalam sela antar lapisan ini sehingga mineral mengembang, pada waktu mongering, air
diantara lapisan juga mongering sehingga mineral menyusut.
2.6
Semen Portland
Semen portland didefinisikan sebagai produk yang didaoatkan dari penggilingan halus
klinker yang terdiri terutama dari kalsium silikat hidraulik, dan mengandung satu atau dua
bentuk kalsium silikat sebagai tambahan antar giling. Kalsium silikat hidraulik mempunyai
kemampuan mengeras tanpa pengeringan atau reaksi dengan karbon dioksida di udara, dan
oleh karena itu berbeda dengan perekat (pengikat) anorganik seperti plaster paris. Reaksi
yang berlangsung pada pengerasan semen adalah hidrasi dan hidrolisis. Semen yang
digunakan dalam penelitian ini adalah semen portland tipe I, yaitu produk umum yang
digunakan untuk bangunan biasa. Semen disini mempunyai fungsi sebagai perekat.
2.7 Air
Air merupakan salah satu bahan tambahan dalam pembuatan batu bata.
Penambahan air dilakukan agar lempung menjadi lebih plastis dan mudah dibentuk karena air
bercampur dengan tanah liat yang mengandung silika akan bereaksi dan membentuk pasta
tanah yang mudah dicetak.
8
BAB III
METODE PELAKSANAAN
3.1 Bahan yang Digunakan
1. Abu hasil ampas tebu
2. Abu sekam padi
3. Air
4. Tanah liat
5. Semen portland tipe I
3.2 Alat yang Digunakan
1. Alat pengaduk (cetok)
2. Tempat pengaduk
3. Tempat pengeringan
4. Kantong plastik
5. Cetakan batu bata dari kayu
6. Ember
7. Alat uji tekan
8. Oven
9. Ayakan (penyaring nomor 200)
3.3 Cara kerja:
3.3.1 Variasi Sampel
Dalam penelitian ini akan dibuat variasi sampel berdasarkan perbedaan komposisi
campuran bahan perekat dimana nantinya akan dicari mana sampel yang paling tinggi
9
berkualitas dan yang paling rendah kualitasnya. Sampel yang akan dibuat dengan
komposisi campuran bahan perekat bervariasi sebagai berikut:
Tabel 2
Campuran
Tanah liat
Campuran bahan perekat
A1
A2
A3
A4
A5
60%
60%
60%
60%
60%
Abu sekam padi
10%
5%
15%
20%
15%
Abu ampas tebu
20%
25%
15%
10%
5%
Semen portland tipe I
10%
10%
10%
10%
10%
Setiap sampel campuran dibuat masing-masing sebanyak 20 buah batu bata.
3.3.2 Prosedur Pembuatan
Sebelum membuat batu bata tanpa pembakaran perlu persiapan bahan campuran yang
digunakan yaitu:
Tanah yang digunakan dibersihkan dari segala kotoran berupa batu, daun dan sampah
lainnya.
Abu sekam padi yang diperoleh dari industri batu bata masih berukuran besar
sehingga tidak dapat disaring langsung dengan menggunakan saringan nomor 200.
Abu sekam padi tersebut perlu ditumbuk terlebih dahulu sehingga berukuran sangat
halus, kemudian menyaring dengan menggunakan saringan nomor 200.
Ampas tebu yang diperoleh dari pabrik gula sudah ada yang berupa abu bisa langsung
digunakan. Sedangkan apabila masih berupa ampas tebu maka dibuat abunya.
Semen portland masih dalam keadaan utuh.
10
Air yang digunakan berupa air bersih dari PDAM atau berasal dari sumber air bersih
lainnya.
Berikut adalah langkah - langkah pengerjaan setelah pesiapan:
1. Mencampurkan bahan-bahan utama yaitu dengan urutan sebagai berikut:
2. Tanah liat
3. Abu hasil ampas tebu
4. Abu sekam padi
5. Semen portland tipe I
6. Pengadukan sampai merata
7. Air (sedikit demi sedikit sampai adonan cukup liat)
8. Memasukkan ke kantong plastik (selama 1-3 hari)
9. Melumatkan kembali sampai adonan benar-benar menyatu
10. Siap untuk dicetak dengan cetakan kayu
11. Setelah pencetakan selesai dilakukan, melanjutkan dengan proses pengeringan 2-3
hari, baru kemudian melakukan proses mendiamkan batu bata selama 14 dan 28 hari
pada suhu lembab dan terhindar dari hujan dan panas matahari secara langsung. Dari
sini akan diperoleh dua perbedaan waktu untuk uji daya resap terhadap air. Sampel ke
I yaitu berumur 14 hari dan sampel ke dua berumur 28 hari.
3.3.3 Prosedur pengujian sampel
Sebelum melakukan uji tekan batu bata perlu dilakukan pengujian terhadap
penampakan visual seperti bentuk, ukuran, warna, berat dan penyusutan dari benda uji batu
bata. Pengujian tekan dengan mesin uji kuat desak dilaboratorium. Dan dilanjutkan dengan
pengujian resapan air dengan mengukur berat benda uji yang telah dioven dengan temperatur
100°-110°C selama 24 jam. Benda uji yang sudah dioven tadi kemudian mendinginkan dan
merendam dalam air selama 24 jam, setelah itu mengeluarkan dari air dan menimbangnya.
Untuk mendapatkan data dan diolah maka perlu diamati saat proses pembuatan dan di
lakukan pengujian fisik yaitu :
1.
Uji Kuat Tekan, berupa Test Streng pada bata dengan prinsif menekan bata pada luas
permukaan (cm2) tertentu dengan beban tertentu (kg)
Rumus Kuat Tekan: P (kg/cm2)
A
Ket :
P = Beban maksimum (kg)
A = Luas penampang bata (cm2)
11
2.
Uji Porositas Air untuk Bata, berupa uji porositas dari bata dengan perinsif
perendaman pada air terhadap benda uji dengan waktu selama 24 jam dan di
timbang benda uji tersebut.
% Uji Porositas :
A - B x 100 %
B
Ket. :
A = Berat Bata + Air Terserap
B = Berat Bata Kering
3.
Uji Berat Jenis : Berupa pengujian berat jenisnya pada bata dengan prinsif penimbangan
berat bata dengan berat tertentu (kg) lalu di masukan dalam air yang telah di ketahui
volume (ml), hitung selisih air sebelum dimasukan bata dengan setelah dimasukan bata.
Berat Jenis :
m
( gr/cm3)
V
Ket :
m = massa dari bata
V = Selisih volume air.
4.
Uji Kadar Air, yaitu pengujian kandungan air yang ada didalam bata dalam pengeringan
oven.
% Kadar Air = W1 – W2 / W1
Ket:
W1 = berat sebelum dipanaskan
W2 = berat setelah dipanaskan
5.
Uji Warna, warna bata berdasarkan bahan baku yang dibuat, biasanya berwarna coklat
kemerahan.
6.Uji Ukuran Bata, ukuran sesuai standard dan bentuk persegi panjang, sudut siku.
3.3.4 Analisis sampel
Analisis sampel yang digunakan dengan mengolah data dari hasil uji untuk
mencari sampel yang paling baik dan sampel paling jelek dengan pengolahan data secara
statistik. Dari hasil analisis material maka material penambah memenuhi syarat apabila
berdasarkan uji kualitas fisik memiliki kualitas yang sesuai dengan standar mutu SNI dan
ASTM yaitu kuat tekan tertinggi pada komposisi I = 52,60 kg/cm2, uji berat jenis tertinggi
12
pada komposisi IV = 2,60 kg/cm3, uji porositas terendah pada komposisi I = 15, bentuk dan
ukuran semua persegi panjang sesuai standar yaitu (190 x 95 x 50) mm.
13
3.4 Metode Pelaksanaan
Gambar 1
START
DATA
-PRIMER
-SEKUNDER
- PEMBUATAN
- TES TEKAN
- UJI POROSITAS
- UJI BERAT JENIS
-UJI KADAR AIR
TIDAK
SESUAI SNI
BATU BATA
NORMAL
BATU BATA
TANPA PROSES
PEMBAKARAN
PERBANDINGAN
DENGAN
STATISTIK
SELESAI
14
Metode yang kami gunakan agar tujuan dari program ini tercapai melalui 5 tahap,
yaitu survei dan studi literatur, perancangan dan pembuatan alat, pengujian alat, evaluasi
alat, dan penyusunan laporan akhir kegiatan PKM. Berikut tahap pelaksanaan metode yang
kami laksanakan :
a. Survei dan studi literatur
Pada metode ini diharapan akan mendapatkan sebuah data secara langsung dan akurat
tentang permasalahan lingkungan akibat pembakaran dan kegagalan dalam pembuatan
batu bata melalui proses pembakaran
b. Perancangan dan pembuatan
Pada metode ini kami merancang suatu produk BATAM. Rancangan tersebut
menggunakan berbagai variasi komposisi sehingga mendapatkan batu bata dengan
kualitas sesuai SNI.
c. Pengujian
Sebelum alat ini diaplikasikan di masyarakat, dilakukan pengujian dengan beberapa
sample terlebih dahulu , tujuannya untuk memastikan agar metode ini berfungsi sesuai
konsep yang telah dirancang.
d. Evaluasi
Tahapan yang ke-empat bertujuan untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan dari
BATAM tersebut. Sehingga dapat menyimpulkan kondisi dan kualitas dari alat ini.
e. Penyusunan Laporan Akhir Kegiatan PKM
Pada tahap ini alat telah sampai pada penerapannya kemudian mendokumentasikan dan
menyusunnya dalam sebuah laporan akhir PKM, beserta data – data yang nantinya
dapat digunakan sebagai pengukur tingkat keberhasilan metode ini.
15
BAB IV
BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN
4.1 Biaya
Berikut ini adalah rancangan biaya untuk penelitian:
1. Biaya Habis Pakai
Tabel 3
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Kebutuhan
Lempung
Semen
Ampas Tebu
Sekam Padi
Kantong Plastik
Cetakan Kayu
Jumlah
1 pick up
2 sak
100 kg
2 karung
2 pak
4 meter
Jumlah
2. Biaya Peralatan Penunjang Penelitian
Harga (Rp.)
Rp. 1.000.000
Rp. 70.000
Rp. 200
Rp. 13.000
Rp 7.000
Rp. 30.000
Besar Biaya (Rp.)
Rp. 1.000.000
Rp. 140.000
Rp. 20.000
Rp. 26.000
Rp. 14.000
Rp. 120.000
Rp. 1.320.000
Harga (Rp.)
Rp. 500.000
Rp. 500.000
Besar Biaya (Rp.)
Rp. 1.500.000
Rp. 1.500.000
Rp. 3.000.000
Tabel 4
No.
1.
2.
Kebutuhan
Sewa Laboratorium
Sewa Alat
Durasi
3 bulan
3 bulan
Jumlah
3. Biaya Operasional
Tabel 5
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Kebutuhan
Transportsi Pengadaan Bahan Baku
Upah
Dokumentasi
Kertas A4 2 rim
Penjilidan
Printer
Jumlah
Harga (Rp.)
Rp. 700.000
Rp. 500.000
Rp. 500.000
Rp. 100.000
Rp. 100.000
Rp. 500.000
Rp. 2.400.000
4. Biaya Total
Tabel 6
No.
1.
2.
3.
Jenis Biaya
Biaya Habis Pakai
Biaya Peralatan Penunjang Penelitian
Biaya Operasional
Jumlah
4.2 Jadwal Kegiatan
16
Harga (Rp.)
Rp. 1.320.000
Rp. 3.000.000
Rp. 2.400.000
Rp. 6.720.000
Tabel 7
No.
1.
2.
3.
4.
5.
Kegiatan
Studi Literatur
Persiapan Bahan dan Alat
Penelitian
Analisa Hasil Data
Pembuatan Laporan
Bulan ke- 1
Bulan ke- 2
17
Bulan ke- 3
Bulan ke-4
DAFTAR PUSTAKA
Austin George T. 1996a. Industri Proses Kimia. Jakarta : Erlangga.
Subaer. 2007. Pengantar Fisika Geopolimer. Makasar : Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi
Sudarsana I Ketut, Made Budiwati Ida Ayu dan Angga Wijaya Yohanes.2011. Karakteristik
Batu Bata Tanpa Pembakaran Terbuat Dari Abu Sekam Padi Dan Serbuk Batu Tabas.
Denpasar : Jurnal ilmiah Teknik Sipil.
Laksomono Joddy Arya. Pemanfaatan Abu sekam Padi Sebagai Bahan Baku Silika. Serpong.
Pusat Penelitian Kimia.
Herina Silvia. 2005. Kajian Pemanfaatan Abu Sekam Padi Untuk Stabilisasi Tanah Dalam
Sistem Pondasi di Tanah Ekspansif. Bandung. Pusat Penelitian dan Pengembangan
Permukiman.
http://digilib.its.ac.id/google diakses pada hari kamis 15 september 2011.
18
LAMPIRAN
1. Biodata Anggota Kelompok
1. a. Nama Lengkap
: Ulin Maurita Rachmi
b. NRP
: 3116100004
c. Tempat/Tanggal Lahir : Jember/ 30 Maret 1998
d. Alamat
: BTN Mastrip / FF 12
e. No. Telp/HP
: 082332571893
f. Alamat Email
: ulinmaurita@gmail.com
2. a. Nama Lengkap
:
b. NRP
:
c. Tempat/Tanggal Lahir :
d. Alamat
:
e. No. Telp/HP
:
f. Alamat Email
:
3. a. Nama Lengkap
:
b. NRP
:
c. Tempat/Tanggal Lahir :
d. Alamat
:
e. No. Telp/HP
:
f. Alamat Email
:
19