PEMANFAATAN LIMBAH ELEKTROPLATING SEBAGAI PENGGANTI SEMEN DAN PASIR DALAM MORTAR.
PEMANFAATAN LIMBAH ELEKTROPLATING SEBAGAI
PENGGANTI SEMEN DAN PASIR DALAM MORTAR
Endang Mastuti, Paryanto
Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik UNS
Jl.Ir. Sutami No.36 A Surakarta, 57126
Abstract : Solid waste from electroplating industries that consist of heavy metals can be used
as substituen of sand in concrete’s composition. This research was conducted to know the
effect of cement and sand substitution in making mortar by using sludge waste of electroplating
process. It was focused on measuring the physical properties of mortar (sample), compressive
strength and permeability.
The sample was made by mixing of water, cement, sand, and the dry solid waste with certain
composition. Samples are constructed in cylinder shape with 7,5 cm diameter and 15 cm length.
The composition are : 1%, 2%, 3%, 4% weight of cement and 1%, 2%, 3% weight of sand. For
the permeability test, it only for the sample with highest compressive strength value, each
substitution with 28 days age.
From the result of this test, we knew that cement substitution have the higher compressive
strength value rather than standard sample (sample with no substitution). The higher
compressive strength value occurs if the electroplating waste is 2 % from cement weight.
Keywords : solid waste, electroplating, cement, sand, mortar.
PENDAHULUAN
Pertumbuhan industri yang sangat cepat
tidak hanya menghasilkan peningkatan produksi
tetapi
juga
peningkatan
jumlah
limbah
berbahaya. Salah satunya adalah industri
elektroplating, dimana dalam industri tersebut
menggunakan beberapa bahan kimia untuk
prosesnya yang akan menghasilkan limbah.
Limbah elektroplating sebagian besar belum
dimanfaatkan dan hanya dibuang saja.
Pembuangan limbah berupa logam berat
bersifat toksik ke lingkungan merupakan suatu
hal yang perlu diperhitungkan. Solidifikasi
merupakan suatu proses mengolah limbah
industri dengan mengurangi toksisitas logam
berat sebelum ditimbun. Dalam rangka
menimbun limbah lumpur industri elektroplating,
penelitian sebelumnya menjelaskan bahwa
dengan memanfaatkan sifat-sifat solidifikasi
tanah, logam-logam berat pada lumpur
elektroplating dapat dimobilisasi dengan tanah
lempung. Sedang untuk
bahan bangunan
penelitian yang memanfaatkan limbah lumpur
elektroplating yang dicampur dengan tanah
dapat dibuat menjadi batu bata dan solidifikasi
limbah lumpur elektroplating dengan semen
portland, agregat halus dan kasar serta
menambahkan CaO yang digunakan sebagai
substitusi pasir dalam campuran beton
menunjukkan suatu hasil yang positif dengan
kuat tekan lebih besar daripada beton normal.
Dalam penelitian ini dicoba dikaji
pemanfaatan limbah lumpur elektroplating
sebagai pengganti semen dan pasir dalam
mortar merupakan alternatif penimbunan ke
landfill. Penelitian dengan memanfaatkan limbah
lumpur elektroplating sebagai pengganti semen
didasarkan pada karakteristik limbah yang ada,
serta belum pernah ada penelitian serupa
terutama pada kondisi di bawah 10% limbah
sebagai pengganti semen.
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan
karakteristik fisik ( kuat tekan dan permeabilitas)
matrik padat produk solidifikasi (mortar) limbah
lumpur elektroplating dan memanfaatkan limbah
lumpur elektroplating sebagai substitusi pasir
dan semen dalam pembuatan mortar.
TINJAUAN PUSTAKA
Proses elektroplating pada prinsipnya
merupakan suatu proses akhir dari suatu produk
industri permesinan dan logam melalui suatu
proses elektrokimia yang bertujuan untuk
mendapatkan sifat-sifat teknis permukaan logam
berupa : memberi warna yang lebih menarik,
tahan korosi, mencegah timbulnya noda dan
lebih keras. Industri elektroplating menggunakan
bermacam-macam logam dan larutan aditif
dalam prosesnya antara lain asam, basa,
khromat, sianida, klorida, phospat, detergen dan
logam-logam berat yang yang berbahaya.
Dalam elektroplating akan dihasilkan
suatu limbah yang berasal dari beberapa tahap
proses, yaitu tahap pembersihan, tahap
pengerjaan, dan tahap pelapisan. Limbah dari
tahap pengerjaan ini berupa gas, cair dan padat.
Pemanfaatan Limbah Elektroplating
sebagai Pengganti Semen dan Pasir dalam Mortar
(Endang Mastuti, Paryanto)
15
Unsur-unsur kimia dalam limbah elektroplating
umumnya terdiri dari Cd, Cr, Pb, Ni, Fe, dan Zn
yang kadang–kadang dalam kondisi yang sangat
asam atau alkalis, juga mengandung nitrit,
phospat,
sulfat,
lemak
serta
minyak.
(Bapedal,1996 )
Bahan-bahan basa juga terdapat dalam
limbah
elektroplating,
seperti
ammonium
hidroksida, potassium hidroksida, sodium
sianida, sodium karbonat, sodium pryophospat,
sodium silikat dan trisodium phospat. (Potter,
1994)
Kandungan silikat pada bahan-bahan
basa ini sangat penting pengaruhnya pada
kekuatan mortar. Ca(OH)2 yg dihasilkan pada
hidrasi semen akan membentuk kapiler
penghubung antar pori yang menyebabkan
berkurangnya kekuatan mortar. Dengan adanya
silikat, akan bereaksi dengan Ca(OH)2
membentuk ikatan gel yang padat sehingga
memperkuat ikatan dalam mortar.
Mortar adalah campuran agregat halus
dengan bahan pengikat. Bahan pengikat pada
umumnya semen portland, sedangkan agregat
halusnya adalah pasir. Perbandingan bahanbahan kering dalam mortar adalah 1 bagian
berat semen dan 2,75 bagian berat pasir
standard. Faktor air semen (W/C) adalah 0,485
untuk semua jenis semen portland dengan flow
110±5.
Semen Portland merupakan campuran
silikat kalsium dan aluminat kalsium yang dapat
berhidrasi bila terdapat air. Reaksinya adalah
sebagai berikut :
Fc = P /A ………………(1)
dengan :
Fc = kuat tekan benda uji ( kg/cm2)
P = beban tekan maksimum (kg )
2
A = luas bidang tekan (cm )
Permeabilitas merupakan kemampuan
aliran air dalam menembus benda uji. Benda uji
diharapkan mempunyai koefisien permeabilitas
yang rendah sehingga dapat menahan aliran air
(kedap air). Nilai koefisien permeabilitas sangat
berpengaruh terhadap durabilitas, dimana
semakin kecil nilai koefisien permeabilitas maka
durabilitas semakin baik.
Parameter yang paling berpengaruh
terhadap
koefisien
permeabilitas
adalah
perbandingan W/C, semakin kecil nilai W/C
maka porositas benda uji semakin kecil.
Koefisien permeabilitas dapat dihitung dengan
hukum Darcy, yaitu:
1/A. dq/dt = K. h/L...............(2)
dengan :
K
= koefisien permeabilitas (m/det)
A
= luas penampang spesimen
2
benda uji (m )
dq/dt = kecepatan volume air yang
mengalir ke dalam spesimen
benda uji (m3/det)
h
= beda tinggi tekanan hidrolis (m)
L
= tebal benda uji (m)
METODE PENELITIAN
Bahan
Ca3Al2O6 + 6H2O
Ca3Al2(OH)12
Ca2SiO4 + xH2O
Ca2SiO4.xH2O
Ca3SiO5 + (x+1)H2O
Ca2SiO4.xH2O +
Bahan yang digunakan dalam penelitian
ini adalah limbah lumpur (sludge) yang berasal
dari industri elektroplating di daerah Minapadi,
Surakarta, Jawa Tengah, agregat halus pasir
Kaliworo, semen portland tipe I, merk Nusantara
dan air.
Ca(OH)2
Alat
(Van Vlack, 1991)
Air mempunyai pengaruh yang penting
dalam menentukan kekuatan dan kemudahan
pengerjaan
mortar,
sehingga
untuk
mendapatkan mortar yang mudah dikerjakan
harus ditentukan jumlah air dan semen yang
digunakan.
Kuat tekan adalah besarnya beban yang
dapat ditahan oleh mortar per satu satuan luas.
Pengujian kuat tekan yang digunakan adalah
standar ASTM C 109 - 193.
Di dalam perhitungan gaya-gaya yang
didistribusikan secara kontinyu, perlu diketahui
intensitas gaya, yaitu besarnya gaya per satuan
luas. Resultante gaya tersebut akan bekerja
melalui titik berat penampang. Kuat tekan
dihitung dengan rumus :
16
Alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah cetakan benda uji, alat uji kuat tekan, alat
uji permeabilitas.
Cara penelitian
1. Menentukan rancangan campuran mortar
Campuran
mortar
dibuat
dengan
perbandingan bahan-bahan kering yang
digunakan adalah 1 bagian berat semen,
2,75 bagian berat pasir, dan faktor air
semen 0,485.
Perincian jumlah bahan yang digunakan
dalam pembuatan mortar untuk satu sampel
adalah semen sebanyak 223 gram, pasir
sebanyak 613 gram dan air sebanyak 108
ml.
E K U I L I B R I U M Vol. 6 No. 1 Januari 2007: 15-19
Komposisi campuran mortar dibuat dengan
campuran tanpa substitusi limbah/mortar
standar (MS), campuran dengan substitusi
limbah sebagai pengganti semen (MA) yaitu
:1%, 2%, 3%, dan 4% berat semen dan
campuran dengan substitusi limbah sebagai
pengganti pasir (MB) yaitu : 1%, 2%, 3%
berat pasir.
2. Membuat
benda
uji,
dengan
cara
mencampur bahan–bahan penyusun mortar
dengan
komposisi
tertentu,
lalu
mencetaknya.
Tabel 3. Data hasil pengujian permeabilitas
MS
1,257
dq/dt
(m3/det)
x10-10
1,396
0,7
2
MA (2%)
1,075
2,094
0,7
2
MB (1%)
1,385
1,326
0,7
1,52
Benda
uji
A (m2)
X 10-3
Koefisien
Permeabilitas
(m/det)
3.73 x 10-9
Benda uji
MS
MA (2%)
5.565 x 10-9
MB (1%)
2.052 x 10-8
Representasi gambar pada tabel 2 dapat
disajikan sebagai berikut :
14000
Kuat tekan (kgf)
12000
HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Pengujian kuat tekan
Dari hasil percobaan diperoleh data seperti
pada tabel 2.
10000
8000
6000
4000
2000
0
0
7
14
21
28
Um ur m ortar (hari)
Tabel 2. Hasil pengujian kuat tekan
MS
Kuat Tekan (kgf)
L (m)
x10-2
Tabel 4. Data koefisien permebilitas
Tabel 1. Karakteristik benda uji
Jenis
Jumlah
Perawatan
Pengujian
(hari)
Kuat tekan
8x4
7,14,21,28
Permeabilitas
3
28
Cetakan : silinder
Diameter = 7,5 cm, panjang = 15 cm
3. Menguji
karakteristik
mortar
meliputi
pengujian kuat tekan sesuai dengan metode
ASTM C109-93, pada mortar umur 7, 14,
21, dan
28 hari dan
pengujian
permeabilitas sesuai standar DIN 1045 pada
mortar umur 28 hari (dengan mortar yang
memiliki kuat tekan yang terbaik untuk
masing-masing substitusi).
h
(m)
Benda
Uji
7 hari
14 hari
21 hari
28 hari
MS
6200
8700
10000
10300
MA (1%)
5800
8000
8000
8700
MA (2%)
7500
5400
6000
12800
14000
MA (3%)
3300
3100
6000
3900
12000
MA (4%)
2800
3000
7000
4500
MB (1%)
8400
7900
13000
8000
MB (2%)
*)
300
10000
*)
MB (3%)
*)
*)
900
*)
M A (1%)
M A (2%)
M A (3%)
M A (4%)
Kuat tekan (kgf)
Gambar 1. Grafik hubungan antara waktu dan kuat
tekan mortar standar dan mortar substitusi
limbah-semen
10000
8000
6000
4000
2000
0
0
Ket. : *) tidak dapat diuji karena hancur
7
MS
2. Pengujian permeabilitas
Dari hasil percobaan diperoleh data sebagai
berikut :
14
21
28
Um ur m ortar (hari)
M B (1%)
M B (2%)
M B (3%)
Gambar 2. Grafik hubungan antara waktu dan kuat
tekan mortar standar dan mortar substitusi
limbah-pasir
Pemanfaatan Limbah Elektroplating
sebagai Pengganti Semen dan Pasir dalam Mortar
(Endang Mastuti, Paryanto)
17
Dari tabel 2, gambar 1, dan gambar 2,
terlihat bahwa secara umum peningkatan kuat
tekan sebanding dengan umur mortar. Kuat
tekan untuk mortar hasil substitusi dengan
limbah (baik pasir maupun semen) menunjukkan
hasil yang tidak teratur. Meskipun cenderung
meningkat seiring bertambahnya umur mortar.
Jika kita membandingkan hasil kuat tekan
yang diperoleh dari mortar substitusi limbahsemen dengan mortar standar, maka hasil paling
baik pada umur 28 hari adalah mortar substitusi
limbah-semen dengan kadar limbah 2 % berat
semen, bahkan hasil yang diperoleh jauh lebih
tinggi dari mortar standar.
Untuk perbandingan kuat tekan mortar
substitusi limbah-pasir dengan mortar standar
terlihat bahwa kuat tekan mortar standar terlihat
lebih baik dari pada kuat tekan mortar dengan
substitusi limbah-pasir.
Dari tabel 4, koefisien permeabilitas untuk
mortar substitusi limbah (baik pasir maupun
semen) lebih besar
daripada koefisien
permeabilitas pada mortar standar. Hal ini
menunjukkan bahwa mortar bila disubstitusi
dengan limbah elektroplating lebih mudah
ditembus oleh air sehingga lebih mudah
terkorosi.
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian ini dapat diambil
kesimpulan bahwa substitusi semen dengan
limbah elektroplating pada konsentrasi 2% berat
semen memberikan kuat tekan yang lebih baik
daripada mortar standar dan mortar substitusi
pasir-limbah. Namun dengan penggantian
limbah menyebabkan sifat ketahanan mortar
terhadap air menurun.
Jika kita menginginkan mortar yang dalam
pemakaiannya diperlukan untuk menahan
beban, maka dapat dilakukan substitusi semen
menggunakan limbah elektroplating pada
konsentrasi 2% berat.
UCAPAN TERIMA KASIH
Kami menyampaikan ucapan terima kasih
kepada :
a. Direktorat P3M Dirjen Dikti atas dana yang
diberikan dalam menyelesaikan penelitian.
b. Ketua dan staf Lab. Dasar Teknik Kimia dan
Lab. Bahan Jurusan Teknik Sipil UNS yang
telah mendukung jalannya penelitian.
c. Estiningtyas dan Ike Widyawati yang telah
membantu dalam pelaksanaan penelitian.
18
DAFTAR PUSTAKA
…..…,Peraturan Pemerintah Republik Indonesia
Nomor 18 tahun 1999 jo Peraturan
Pemerintah Republik Indonesia Nomor 85
tahun 1999 tentang Pengelolaan Limbah
Bahan Berbahaya dan Beracun.
……, Standar Nasional SNI 1028-1989-A,
“Mortar Tahan Asam”, Dewan
Standarisasi Nasional (DN).
……, Annual Book of ASTM standard, Volume
04.02, “Concrete and Agregates”, 1997.
……, ”Teknologi Pengendalian Dampak
Lingkungan Industri Lapis Listrik”, Badan
Pengendalian Dampak Lingkungan, 1996.
Anderson,R., 1992, “Sample Pretreatment and
Separation”, John Willey & Sons, London.
Chawakitchaeron, Petchporn, “Solidification
Fluorescent Residues Using Cement and
Silica Fume as a Binder”, Proceeding The
Fourth International Symposium of Eternet
APR , March, 1998.
Herdayani, “Pemanfaatan Limbah Elektroplating
sebagai Batu Bata”, Tesis, Jurusan Teknik
Lingkungan, ITB, 1996.
Jamal, D.A., “Kemungkinan Pemanfaatan
Limbah Debu Tanur dan Lumpur
Pendinginan Proses Pencetakan Slab dan
Bille Baja dalam Struktur Beton”, Tesis,
Jurusan Teknik Lingkungan, ITB, 1997.
La Grega, Michael D; Buckingham, Philip L;
Evan, Jeffrey C., 1994, “Hazardous Waste
Management”, Mc-graw Hill Inc., New
York.
Neville, A.M., 1987, “Concrete Technology”,
John Willey & Sons Inc., New York.
Pallack, Herman W., 1988, “Material Science
and Metallurgy”, Forth Eddition, Prentice
Hall, New Jersey.
Potter, Clifton, “Project of the Ministry of the
State for the Environment”, Republic of
Indonesia
and
Dalhousie
University,Canada,1994.
Sagel,R.dkk, 1994, “Pedoman
Beton”, Erlangga, Jakarta
Pengerjaan
Subagja, Aceng, “Pemanfaatan Kehalusan
Limbah Katalis Sebagai Bahan Tambahan
dalam Mortar dan Beton (Study kasus
limbah katalis Unit RFCC Pertanian UP VI
Balongan, Indramayu, Jawa Barat)”,
E K U I L I B R I U M Vol. 6 No. 1 Januari 2007: 15-19
Tesis, Jurusan Teknik Lingkungan, ITB,
Bandung, 2000.
Young, Francis J.,1981, “Concrete”, Prentice
Hall, New Jersey.
Van Vlack, Lawrence H., 1991, “Ilmu dan
Teknologi Bahan”, edisi 5, Erlangga,
Jakarta.
Pemanfaatan Limbah Elektroplating
sebagai Pengganti Semen dan Pasir dalam Mortar
(Endang Mastuti, Paryanto)
19
PENGGANTI SEMEN DAN PASIR DALAM MORTAR
Endang Mastuti, Paryanto
Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik UNS
Jl.Ir. Sutami No.36 A Surakarta, 57126
Abstract : Solid waste from electroplating industries that consist of heavy metals can be used
as substituen of sand in concrete’s composition. This research was conducted to know the
effect of cement and sand substitution in making mortar by using sludge waste of electroplating
process. It was focused on measuring the physical properties of mortar (sample), compressive
strength and permeability.
The sample was made by mixing of water, cement, sand, and the dry solid waste with certain
composition. Samples are constructed in cylinder shape with 7,5 cm diameter and 15 cm length.
The composition are : 1%, 2%, 3%, 4% weight of cement and 1%, 2%, 3% weight of sand. For
the permeability test, it only for the sample with highest compressive strength value, each
substitution with 28 days age.
From the result of this test, we knew that cement substitution have the higher compressive
strength value rather than standard sample (sample with no substitution). The higher
compressive strength value occurs if the electroplating waste is 2 % from cement weight.
Keywords : solid waste, electroplating, cement, sand, mortar.
PENDAHULUAN
Pertumbuhan industri yang sangat cepat
tidak hanya menghasilkan peningkatan produksi
tetapi
juga
peningkatan
jumlah
limbah
berbahaya. Salah satunya adalah industri
elektroplating, dimana dalam industri tersebut
menggunakan beberapa bahan kimia untuk
prosesnya yang akan menghasilkan limbah.
Limbah elektroplating sebagian besar belum
dimanfaatkan dan hanya dibuang saja.
Pembuangan limbah berupa logam berat
bersifat toksik ke lingkungan merupakan suatu
hal yang perlu diperhitungkan. Solidifikasi
merupakan suatu proses mengolah limbah
industri dengan mengurangi toksisitas logam
berat sebelum ditimbun. Dalam rangka
menimbun limbah lumpur industri elektroplating,
penelitian sebelumnya menjelaskan bahwa
dengan memanfaatkan sifat-sifat solidifikasi
tanah, logam-logam berat pada lumpur
elektroplating dapat dimobilisasi dengan tanah
lempung. Sedang untuk
bahan bangunan
penelitian yang memanfaatkan limbah lumpur
elektroplating yang dicampur dengan tanah
dapat dibuat menjadi batu bata dan solidifikasi
limbah lumpur elektroplating dengan semen
portland, agregat halus dan kasar serta
menambahkan CaO yang digunakan sebagai
substitusi pasir dalam campuran beton
menunjukkan suatu hasil yang positif dengan
kuat tekan lebih besar daripada beton normal.
Dalam penelitian ini dicoba dikaji
pemanfaatan limbah lumpur elektroplating
sebagai pengganti semen dan pasir dalam
mortar merupakan alternatif penimbunan ke
landfill. Penelitian dengan memanfaatkan limbah
lumpur elektroplating sebagai pengganti semen
didasarkan pada karakteristik limbah yang ada,
serta belum pernah ada penelitian serupa
terutama pada kondisi di bawah 10% limbah
sebagai pengganti semen.
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan
karakteristik fisik ( kuat tekan dan permeabilitas)
matrik padat produk solidifikasi (mortar) limbah
lumpur elektroplating dan memanfaatkan limbah
lumpur elektroplating sebagai substitusi pasir
dan semen dalam pembuatan mortar.
TINJAUAN PUSTAKA
Proses elektroplating pada prinsipnya
merupakan suatu proses akhir dari suatu produk
industri permesinan dan logam melalui suatu
proses elektrokimia yang bertujuan untuk
mendapatkan sifat-sifat teknis permukaan logam
berupa : memberi warna yang lebih menarik,
tahan korosi, mencegah timbulnya noda dan
lebih keras. Industri elektroplating menggunakan
bermacam-macam logam dan larutan aditif
dalam prosesnya antara lain asam, basa,
khromat, sianida, klorida, phospat, detergen dan
logam-logam berat yang yang berbahaya.
Dalam elektroplating akan dihasilkan
suatu limbah yang berasal dari beberapa tahap
proses, yaitu tahap pembersihan, tahap
pengerjaan, dan tahap pelapisan. Limbah dari
tahap pengerjaan ini berupa gas, cair dan padat.
Pemanfaatan Limbah Elektroplating
sebagai Pengganti Semen dan Pasir dalam Mortar
(Endang Mastuti, Paryanto)
15
Unsur-unsur kimia dalam limbah elektroplating
umumnya terdiri dari Cd, Cr, Pb, Ni, Fe, dan Zn
yang kadang–kadang dalam kondisi yang sangat
asam atau alkalis, juga mengandung nitrit,
phospat,
sulfat,
lemak
serta
minyak.
(Bapedal,1996 )
Bahan-bahan basa juga terdapat dalam
limbah
elektroplating,
seperti
ammonium
hidroksida, potassium hidroksida, sodium
sianida, sodium karbonat, sodium pryophospat,
sodium silikat dan trisodium phospat. (Potter,
1994)
Kandungan silikat pada bahan-bahan
basa ini sangat penting pengaruhnya pada
kekuatan mortar. Ca(OH)2 yg dihasilkan pada
hidrasi semen akan membentuk kapiler
penghubung antar pori yang menyebabkan
berkurangnya kekuatan mortar. Dengan adanya
silikat, akan bereaksi dengan Ca(OH)2
membentuk ikatan gel yang padat sehingga
memperkuat ikatan dalam mortar.
Mortar adalah campuran agregat halus
dengan bahan pengikat. Bahan pengikat pada
umumnya semen portland, sedangkan agregat
halusnya adalah pasir. Perbandingan bahanbahan kering dalam mortar adalah 1 bagian
berat semen dan 2,75 bagian berat pasir
standard. Faktor air semen (W/C) adalah 0,485
untuk semua jenis semen portland dengan flow
110±5.
Semen Portland merupakan campuran
silikat kalsium dan aluminat kalsium yang dapat
berhidrasi bila terdapat air. Reaksinya adalah
sebagai berikut :
Fc = P /A ………………(1)
dengan :
Fc = kuat tekan benda uji ( kg/cm2)
P = beban tekan maksimum (kg )
2
A = luas bidang tekan (cm )
Permeabilitas merupakan kemampuan
aliran air dalam menembus benda uji. Benda uji
diharapkan mempunyai koefisien permeabilitas
yang rendah sehingga dapat menahan aliran air
(kedap air). Nilai koefisien permeabilitas sangat
berpengaruh terhadap durabilitas, dimana
semakin kecil nilai koefisien permeabilitas maka
durabilitas semakin baik.
Parameter yang paling berpengaruh
terhadap
koefisien
permeabilitas
adalah
perbandingan W/C, semakin kecil nilai W/C
maka porositas benda uji semakin kecil.
Koefisien permeabilitas dapat dihitung dengan
hukum Darcy, yaitu:
1/A. dq/dt = K. h/L...............(2)
dengan :
K
= koefisien permeabilitas (m/det)
A
= luas penampang spesimen
2
benda uji (m )
dq/dt = kecepatan volume air yang
mengalir ke dalam spesimen
benda uji (m3/det)
h
= beda tinggi tekanan hidrolis (m)
L
= tebal benda uji (m)
METODE PENELITIAN
Bahan
Ca3Al2O6 + 6H2O
Ca3Al2(OH)12
Ca2SiO4 + xH2O
Ca2SiO4.xH2O
Ca3SiO5 + (x+1)H2O
Ca2SiO4.xH2O +
Bahan yang digunakan dalam penelitian
ini adalah limbah lumpur (sludge) yang berasal
dari industri elektroplating di daerah Minapadi,
Surakarta, Jawa Tengah, agregat halus pasir
Kaliworo, semen portland tipe I, merk Nusantara
dan air.
Ca(OH)2
Alat
(Van Vlack, 1991)
Air mempunyai pengaruh yang penting
dalam menentukan kekuatan dan kemudahan
pengerjaan
mortar,
sehingga
untuk
mendapatkan mortar yang mudah dikerjakan
harus ditentukan jumlah air dan semen yang
digunakan.
Kuat tekan adalah besarnya beban yang
dapat ditahan oleh mortar per satu satuan luas.
Pengujian kuat tekan yang digunakan adalah
standar ASTM C 109 - 193.
Di dalam perhitungan gaya-gaya yang
didistribusikan secara kontinyu, perlu diketahui
intensitas gaya, yaitu besarnya gaya per satuan
luas. Resultante gaya tersebut akan bekerja
melalui titik berat penampang. Kuat tekan
dihitung dengan rumus :
16
Alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah cetakan benda uji, alat uji kuat tekan, alat
uji permeabilitas.
Cara penelitian
1. Menentukan rancangan campuran mortar
Campuran
mortar
dibuat
dengan
perbandingan bahan-bahan kering yang
digunakan adalah 1 bagian berat semen,
2,75 bagian berat pasir, dan faktor air
semen 0,485.
Perincian jumlah bahan yang digunakan
dalam pembuatan mortar untuk satu sampel
adalah semen sebanyak 223 gram, pasir
sebanyak 613 gram dan air sebanyak 108
ml.
E K U I L I B R I U M Vol. 6 No. 1 Januari 2007: 15-19
Komposisi campuran mortar dibuat dengan
campuran tanpa substitusi limbah/mortar
standar (MS), campuran dengan substitusi
limbah sebagai pengganti semen (MA) yaitu
:1%, 2%, 3%, dan 4% berat semen dan
campuran dengan substitusi limbah sebagai
pengganti pasir (MB) yaitu : 1%, 2%, 3%
berat pasir.
2. Membuat
benda
uji,
dengan
cara
mencampur bahan–bahan penyusun mortar
dengan
komposisi
tertentu,
lalu
mencetaknya.
Tabel 3. Data hasil pengujian permeabilitas
MS
1,257
dq/dt
(m3/det)
x10-10
1,396
0,7
2
MA (2%)
1,075
2,094
0,7
2
MB (1%)
1,385
1,326
0,7
1,52
Benda
uji
A (m2)
X 10-3
Koefisien
Permeabilitas
(m/det)
3.73 x 10-9
Benda uji
MS
MA (2%)
5.565 x 10-9
MB (1%)
2.052 x 10-8
Representasi gambar pada tabel 2 dapat
disajikan sebagai berikut :
14000
Kuat tekan (kgf)
12000
HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Pengujian kuat tekan
Dari hasil percobaan diperoleh data seperti
pada tabel 2.
10000
8000
6000
4000
2000
0
0
7
14
21
28
Um ur m ortar (hari)
Tabel 2. Hasil pengujian kuat tekan
MS
Kuat Tekan (kgf)
L (m)
x10-2
Tabel 4. Data koefisien permebilitas
Tabel 1. Karakteristik benda uji
Jenis
Jumlah
Perawatan
Pengujian
(hari)
Kuat tekan
8x4
7,14,21,28
Permeabilitas
3
28
Cetakan : silinder
Diameter = 7,5 cm, panjang = 15 cm
3. Menguji
karakteristik
mortar
meliputi
pengujian kuat tekan sesuai dengan metode
ASTM C109-93, pada mortar umur 7, 14,
21, dan
28 hari dan
pengujian
permeabilitas sesuai standar DIN 1045 pada
mortar umur 28 hari (dengan mortar yang
memiliki kuat tekan yang terbaik untuk
masing-masing substitusi).
h
(m)
Benda
Uji
7 hari
14 hari
21 hari
28 hari
MS
6200
8700
10000
10300
MA (1%)
5800
8000
8000
8700
MA (2%)
7500
5400
6000
12800
14000
MA (3%)
3300
3100
6000
3900
12000
MA (4%)
2800
3000
7000
4500
MB (1%)
8400
7900
13000
8000
MB (2%)
*)
300
10000
*)
MB (3%)
*)
*)
900
*)
M A (1%)
M A (2%)
M A (3%)
M A (4%)
Kuat tekan (kgf)
Gambar 1. Grafik hubungan antara waktu dan kuat
tekan mortar standar dan mortar substitusi
limbah-semen
10000
8000
6000
4000
2000
0
0
Ket. : *) tidak dapat diuji karena hancur
7
MS
2. Pengujian permeabilitas
Dari hasil percobaan diperoleh data sebagai
berikut :
14
21
28
Um ur m ortar (hari)
M B (1%)
M B (2%)
M B (3%)
Gambar 2. Grafik hubungan antara waktu dan kuat
tekan mortar standar dan mortar substitusi
limbah-pasir
Pemanfaatan Limbah Elektroplating
sebagai Pengganti Semen dan Pasir dalam Mortar
(Endang Mastuti, Paryanto)
17
Dari tabel 2, gambar 1, dan gambar 2,
terlihat bahwa secara umum peningkatan kuat
tekan sebanding dengan umur mortar. Kuat
tekan untuk mortar hasil substitusi dengan
limbah (baik pasir maupun semen) menunjukkan
hasil yang tidak teratur. Meskipun cenderung
meningkat seiring bertambahnya umur mortar.
Jika kita membandingkan hasil kuat tekan
yang diperoleh dari mortar substitusi limbahsemen dengan mortar standar, maka hasil paling
baik pada umur 28 hari adalah mortar substitusi
limbah-semen dengan kadar limbah 2 % berat
semen, bahkan hasil yang diperoleh jauh lebih
tinggi dari mortar standar.
Untuk perbandingan kuat tekan mortar
substitusi limbah-pasir dengan mortar standar
terlihat bahwa kuat tekan mortar standar terlihat
lebih baik dari pada kuat tekan mortar dengan
substitusi limbah-pasir.
Dari tabel 4, koefisien permeabilitas untuk
mortar substitusi limbah (baik pasir maupun
semen) lebih besar
daripada koefisien
permeabilitas pada mortar standar. Hal ini
menunjukkan bahwa mortar bila disubstitusi
dengan limbah elektroplating lebih mudah
ditembus oleh air sehingga lebih mudah
terkorosi.
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian ini dapat diambil
kesimpulan bahwa substitusi semen dengan
limbah elektroplating pada konsentrasi 2% berat
semen memberikan kuat tekan yang lebih baik
daripada mortar standar dan mortar substitusi
pasir-limbah. Namun dengan penggantian
limbah menyebabkan sifat ketahanan mortar
terhadap air menurun.
Jika kita menginginkan mortar yang dalam
pemakaiannya diperlukan untuk menahan
beban, maka dapat dilakukan substitusi semen
menggunakan limbah elektroplating pada
konsentrasi 2% berat.
UCAPAN TERIMA KASIH
Kami menyampaikan ucapan terima kasih
kepada :
a. Direktorat P3M Dirjen Dikti atas dana yang
diberikan dalam menyelesaikan penelitian.
b. Ketua dan staf Lab. Dasar Teknik Kimia dan
Lab. Bahan Jurusan Teknik Sipil UNS yang
telah mendukung jalannya penelitian.
c. Estiningtyas dan Ike Widyawati yang telah
membantu dalam pelaksanaan penelitian.
18
DAFTAR PUSTAKA
…..…,Peraturan Pemerintah Republik Indonesia
Nomor 18 tahun 1999 jo Peraturan
Pemerintah Republik Indonesia Nomor 85
tahun 1999 tentang Pengelolaan Limbah
Bahan Berbahaya dan Beracun.
……, Standar Nasional SNI 1028-1989-A,
“Mortar Tahan Asam”, Dewan
Standarisasi Nasional (DN).
……, Annual Book of ASTM standard, Volume
04.02, “Concrete and Agregates”, 1997.
……, ”Teknologi Pengendalian Dampak
Lingkungan Industri Lapis Listrik”, Badan
Pengendalian Dampak Lingkungan, 1996.
Anderson,R., 1992, “Sample Pretreatment and
Separation”, John Willey & Sons, London.
Chawakitchaeron, Petchporn, “Solidification
Fluorescent Residues Using Cement and
Silica Fume as a Binder”, Proceeding The
Fourth International Symposium of Eternet
APR , March, 1998.
Herdayani, “Pemanfaatan Limbah Elektroplating
sebagai Batu Bata”, Tesis, Jurusan Teknik
Lingkungan, ITB, 1996.
Jamal, D.A., “Kemungkinan Pemanfaatan
Limbah Debu Tanur dan Lumpur
Pendinginan Proses Pencetakan Slab dan
Bille Baja dalam Struktur Beton”, Tesis,
Jurusan Teknik Lingkungan, ITB, 1997.
La Grega, Michael D; Buckingham, Philip L;
Evan, Jeffrey C., 1994, “Hazardous Waste
Management”, Mc-graw Hill Inc., New
York.
Neville, A.M., 1987, “Concrete Technology”,
John Willey & Sons Inc., New York.
Pallack, Herman W., 1988, “Material Science
and Metallurgy”, Forth Eddition, Prentice
Hall, New Jersey.
Potter, Clifton, “Project of the Ministry of the
State for the Environment”, Republic of
Indonesia
and
Dalhousie
University,Canada,1994.
Sagel,R.dkk, 1994, “Pedoman
Beton”, Erlangga, Jakarta
Pengerjaan
Subagja, Aceng, “Pemanfaatan Kehalusan
Limbah Katalis Sebagai Bahan Tambahan
dalam Mortar dan Beton (Study kasus
limbah katalis Unit RFCC Pertanian UP VI
Balongan, Indramayu, Jawa Barat)”,
E K U I L I B R I U M Vol. 6 No. 1 Januari 2007: 15-19
Tesis, Jurusan Teknik Lingkungan, ITB,
Bandung, 2000.
Young, Francis J.,1981, “Concrete”, Prentice
Hall, New Jersey.
Van Vlack, Lawrence H., 1991, “Ilmu dan
Teknologi Bahan”, edisi 5, Erlangga,
Jakarta.
Pemanfaatan Limbah Elektroplating
sebagai Pengganti Semen dan Pasir dalam Mortar
(Endang Mastuti, Paryanto)
19