Batu Bata Tanpa Bakar.docx

batu bata tanpa pembakaran

Oktober 5, 2011

Posted by priyosetyoko in Uncategorized. trackback 1.

A. JUDUL PENELITIAN PEMANFAATAN SILIKA (SiO 2) DALAM AMPAS TEBU PABRIK GULA DAN SEKAM PADI SEBAGAI BAHAN BAKU PEMBUATAN BATU BATA TANPA PEMBAKARAN.

1.

B. LATAR BELAKANG Batu bata merupakan salah satu komponen penting pembangunan perumahan yang memiliki fungsi untuk melindungi rumah dari suhu, hujan, maupun fungsi lainnya. 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. 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. Penggunaan batu bata yang populer di masyarakat ini, tidak sejalan dengan isu lingkungan mengenai polusi udara dan pemanasan global (global warming) akibat meningkatnya produksi gas karbondioksida yang sedang berkembang saat ini. Dewasa ini penelitian mengenai batu bata tanpa proses pembakaran semakin sering dilakukan. 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. 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 (SiO 2) antara 90-95%, 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 pemanfaat limbah abu sekam padi dan ampas tebu untuk pembuatan batu bata tanpa pembakaran.

1.

C. PERUMUSAN MASALAH Proses pembakaran dalam pembuatan batu bata menghasilkan banyak gas-gas rumah kaca mengakibatkan pencemaran udara. Banyaknya pabrik gula di Indonesia memicu melimpahnya limbah

ampas tebu begitu juga dengan luasnya lahan pertanian padi memicu munculnya sekam padi. Keduanya belum dimanfaatkan secara optimal. 1.

D. TUJUAN Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. 2. 3. 1. 1.

Untuk memanfaatkan limbah pabrik gula berupa abu pembakaran ampas tebu yang dibuang tanpa dimanfaatkan kembali.

Untuk memanfaatkan limbah sekam padi hasil yang belum dimanfaatkan agar mempunyai

manfaat kembali.

Untuk mencoba membuat material berupa batu bata dengan proses pengerasannya tanpa proses

pembakaran. F.

KEGUNAAN

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.

1.

Bagi mahasiswa Dapat memberi masukan ilmu pengetahuan khususnya di bidang kimia anorganik

1.

Bagi pemerintah Bisa mewujudkan salah satu harapan pemerintah yaitu melakukan kegiatan pelestarian pepohonan atau upaya mengurangi zat-zat penyebab global warming.

1.

G. TINJAUAN PUSTAKA 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 non-struktural, 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). 1.

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 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 lingkungan karena tidak diperlukan pembakaran pada suhu tinggi sehingga masalah polusi udara akibat produksi gas karbondioksida dapat berkurang. 1.

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°C-800°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

%Berat

SiO2

86,90-97,30

K 2O

0,58-2,50

Na2O

0,00-1,75

CaO

0,20-1,50

MgO

0,12-1,96

Fe2O3

0,00-0,54

P 2O5

0,20-2,84

SO3

0,10-1,13

Cl

0,00-0,42

1. 2.

4.

Silika dalam ampas tebu

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 pabrik-pabrik 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) 1.

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 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 1.

juga mongering sehingga mineral menyusut. 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.

1.

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. 1.

H. METODE PELAKSANAAN Dalam penelitian ini akan dibuat variasi sampel berdasarkan perbedaan komposisi campuran bahan perekat dimana nantinya akan dicari mana sampel yang paling tinggi berkualitas dan yang paling rendah kualitasnya. Sampel yang akan dibuat dengan komposisi campuran bahan perekat bervariasi sebagai berikut: Tabel 2.

Campuran

Campuran bahan perekat

Tanah liat

Abu sekam padi

Abu ampas tebu

Semen portland tipe I

A1

60%

10%

20%

10%

A2

60%

5%

25%

10%

A3

60%

15%

15%

10%

A4

60%

20%

10%

10%

A5

60%

15%

5%

10%

Setiap sampel campuran dibuat masing-masing sebanyak 20 buah batu bata.

Untuk membuat sampel batu bata tanpa pembakaran diperlukan bahan-bahan yang digunakan dan dalam penelitian ini sesuai dengan pembuatan batu bata home industri yaitu sebagai berikut: 1.

1.

3.

Alat pengaduk (cetok)

5.

Tempat pengeringan

7.

Cetakan batu bata dari kayu

9.

Alat uji tekan

11.

Ayakan (penyaring nomor 200)

2. 4. 6. 8. 10. 1.

a.

Alat dan bahan

Alat:

Tempat pengaduk Kantong plastik Ember Oven

b.

Bahan:

2.

Abu hasil ampas tebu

4.

Air

6.

Semen portland tipe I

3.

Abu sekam padi

5.

Tanah liat 2. Cara kerja: 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.

Air yang digunakan berupa air bersih dari PDAM atau berasal dari sumber air bersih lainnya. Prosedur pembuatan: Mencampurkan bahan-bahan utama yaitu dengan urutan sebagai berikut: Tanah liat Abu hasil ampas tebu Abu sekam padi Semen portland tipe I Pengadukan sampai merata

Air (sedikit demi sedikit sampai adonan cukup liat) Memasukkan ke kantong plastik (selama 1-3 hari) Melumatkan kembali sampai adonan benar-benar menyatu Siap untuk dicetak dengan cetakan kayu 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. 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. 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. 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.