PEMANFAATAN ABU SEKAM PADI ( RICE HUSK ASH ) PADA PEMBUATAN BATAKO DENGAN TAMBAHAN PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA ( FLY ASH ) SIBOLGA TESIS

Transkripsi

1 PEMANFAATAN ABU SEKAM PADI ( RICE HUSK ASH ) PADA PEMBUATAN BATAKO DENGAN TAMBAHAN PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA ( FLY ASH ) SIBOLGA TESIS Oleh MUHAMMAD FAHRUDDIN /FIS PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N

2 PEMANFAATAN ABU SEKAM PADI ( RICE HUSK ASH ) BINJAI PADA PEMBUATAN BATAKO DENGAN PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA ( FLY ASH ) SIBOLGA TESIS Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Fisika pada Program Pascasarjana Fakultas MIPA Oleh MUHAMMAD FAHRUDDIN /FIS PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N

3 PENGESAHAN TESIS Judul Tesis : Nama Mahasiswa : Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : PEMANFAATAN ABU SEKAM PADI ( RICE HUSK ASH ) PADA PEMBUATAN BATAKO DENGAN TAMBAHAN PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA ( FLY ASH ) MUHAMMAD FAHRUDDIN FISIKA Menyetujui Komisi Pembimbing ( Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D ) ( Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc ) Ketua Anggota Ketua Program Studi Dekan ( Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc ) ( Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc )

4 Telah diuji Pada Tanggal : 22 Juni 2010 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua Anggota : Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D : 1. Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc 2. Prof. Drs. Muhammad Syukur, MS 3. Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc 4. Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc

5 RIWAYAT HIDUP DATA PRIBADI Nama Tempat / tanggal lahir Alamat Rumah Telepon / HP Instansi Tempat Bekerja Alamat Instansi Telepon Muhammad Fahruddin Kotamadya Binjai / 15 Oktober 1969 Jl. Pembangunan Gg. Keluarga No.3 Kel. Helvetia Timur Medan, / SMA Kemala Bhayangkari 1 Medan Jl. K.H. Wahid Hasyim No. 1 M Medan DATA PENDIDIKAN SD SMP SMA Diploma -3 Pend.Fisika Strata - 1 Pend.Fisika Strata - 2 Fisika Negeri No Binjai Negeri 1 Binjai Swasta Taman Siswa Binjai FMIPA FPMIPA Univ. Muslim Nusantara Medan Program Studi Magister Fisika Program Pascasarjana Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Tamat : 1982 Tamat : 1985 Tamat : 1988 Tamat : 1991 Tamat : 2001 Tamat : 2010

6 PERNYATAAN ORISINALITAS PEMANFAATAN ABU SEKAM PADI ( RICE HUSK ASH ) PADA PEMBUATAN BATAKO DENGAN TAMBAHAN PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA ( FLY ASH ) SIBOLGA TESIS Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar. Medan, 22 Juni 2010 Muhammad Fahruddin NIM :

7 PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademika, saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : Muhammad Fahruddin NIM : Program Studi : Ilmu Fisika Jenis Karya Ilmiah : Tesis Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Hak Bebas Royalti Non-Ekslusif ( Non-Exclusive Royalty Free Right ) atas Tesis saya yang berjudul : PEMANFAATAN ABU SEKAM PADI ( RICE HUSK ASH ) PADA PEMBUATAN BATAKO DENGAN TAMBAHAN PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA ( FLY ASH ) SIBOLGA Beserta perangkat yang ada ( jika diperlukan ). Dengan Hak Bebas Royalti Non- Ekslusif ini. berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya. Medan, 22 Juni 2010 Muhammad Fahruddin

8 KATA PENGANTAR Pertama-tama kami panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan karunianya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Kami ucapkan terima kasi sebesar-besarnya kepada pemerintah Republik Indonesia c.q. Pemerintah Provinsi Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan dana sehingga kami dapat melaksanakan Program Magiter Sains pada Program Studi Magister Ilmu fisika Program Pascasarjana Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Rektor Prof.Dr.dr.Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc, Sp.(CTM), Sp.A(K) Atas kesempatan yang diberikan kepada kami untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains. 2. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Prof. DR. Eddy Marlianto, M.Sc, atas kesempatan yang diberikan untuk menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Program Pascasarjana FMIPA. 3. Ketua Program Studi Magister Ilmu Fisika, Prof. DR. Eddy Marlianto, M.Sc, Sekretaris Program Studi Fisika Drs. Nasir Saleh, M. Eng. Sc beserta seluruh Staf Pengajar pada Program Studi Magister Fisika Program Pascasarjana Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 4. Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D, selaku Pembimbing Utama yang penuh perhatian telah memberikan dorongan, bimbingan dan arahan dengan penuh kesabaran kepada kami hingga selesainya penelitian ini. 5. Pak Mulkan dan kawan-kawan di sekretariat Program studi Fisika yang telah banyak memberikan bantuan untuk kegiatan administrasi. 6. Ayahanda Aman Jeman dan Ibunda Nurliana serta isteri tersayang Maria Murniati dan anak-anakku tercinta Fahmi Alkhoiri Nugroho dan Muhammad Tsaqila Wicaksono yang telah banyak memberikan dorongan moril, semangat dan perhatian sehingga kami dapat menyelesaikan perkuliahan dengan baik. Demikianlah, kiranya budi baik yang telah diberikan mendapat balasan yang berkah dari Allah SWT. Semoga kita semua diberikan taufiq, hidayah dan inayahnya dalam memanfaatkan segala ciptaannya bagi kesejahteraan ummat manusia, Amin Ya Rabbal Alamin. i Muhammad Fahruddin

9 PEMANFAATAN ABU SEKAM PADI ( RICE HUSK ASH ) PADA PEMBUATAN BATAKO DENGAN TAMBAHAN PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA ( FLY ASH ) SIBOLGA ABSTRAK Berbagai penelitian mengenai pemanfaatan fly ash dan pemanfaatan Rice Husk Ash ( RHA ) untuk pembuatan beton telah dilakukan. Penelitian ini memanfaatkan kedua limbah, yaitu fly ash dan RHA yang dicampur dengan semen, pasir dan air untuk menghasilkan produk yang bernama batako, dengan perbandingan semen : pasir : air = 1 : 4 : 0,6. Untuk penggunaan fly ash 20% dan 30% dari volume semen, prosentase RHA yang digunakan dimulai dari 5%, 10%, 15%, 20% dan 25% dari volume pasir. Sampel uji berbentuk kubus dengan ukuran 5 cm x 5 cm x 5 cm, dan bentuk balok dengan ukuran 12 cm x 3 cm x 3 cm. Nilai optimum yang dihasilkan dari penggunaan semen 80% dan fly ash 20% serta RHA 25% adalah untuk kuat tekan 4,31 MPa, Kuat patah 3,60 MPa dan kekerasan 78,7 RHN ( Rockwell Hardness Number ), sedangkan densitas 1,71 g/cm 3 terjadi pada penggunaan RHA 15% serta serapan air 15,50% terjadi pada penggunaan RHA 20% dari volume pasir dan produk batako yang dihasilkan dapat dikategorikan dengan mutu A2. Nilai optimum yang dihasilkan dari penggunaan semen 70%, fly ash 30% dan RHA 25% adalah untuk kuat tekan 5,37 MPa, kuat patah 3,20 MPa, serapan air 15,50%, sedangkan densitas 1,74 g/cm 3 terjadi pada penggunaan RHA 20% dan kekerasan 83,7 RHN ( Rockwell Hardness Number ) terjadi pada penggunaan RHA 15% dan produk batako yang dihasilkan dapat dikategorikan dengan mutu B1. Hasil pengamatan foto mikroskopik menunjukkan bahwa butir-butir fly ash dan RHA tersebar merata pada bidang batako, yang berarti telah terjadi ikatan antar partikel dengan baik. Kata kunci : Batako, fly ash, RHA, nilai optimum, mutu batako.

10 THE EXPLOITING OF RICE HUSK ASH FOR THE MAKING OF BATAKO WITH THE SIBOLGA FLY ASH DENSE WASTE GLUE ABSTRACT Many kinds of analysis about the utilizing of fly ash and Rice Husk Ash (RHA) for the making of concrete have been conducted. The analysis done here uses the two of wastes they are; fly ash and RHA mixed with cement, sand, and water to result the product what is called batako, with the comparison cement : sand : water = 1 : 4 : 0,6. For the use of fly ash 20% and 30% of the volume of cement, percentage of RHA used is started from 5%, 10%, 15%, 20% and 25% of the sand volume. The sample of the test is in cube with 5 cm x 5 cm x 5 cm, and in log with 12 cm x 3 cm x 3 cm. the optimum value resulted by the use of cement is 80% and fly ash 20% and RHA 25% is for the compressive strength 4,31 MPa, flexural strength 3,60 MPa and hardness 78,7 RHN (Rockwell Hardness Number), while the density is 1,71 g/cm 3 happens on the use of RHA 15% and the water absorption 15,50% occurs on the use of RHA 20% of the sand volume and batako product which is resulted can be quality categorized A2. The optimum value resulted from the use of cement is 70%, fly ash 30% and RHA 25% is for compressive strength 5,37 MPa, flexural strength 3,20 MPa, water absorption 15,50%, while the density is 1,74 g/cm 3 happens on the use of RHA 20% and hardness 83,7 RHN (Rockwell Hardness Number) occurs on the use of RHA 15% and the batako product resulted can be quality categorized B1. From the photo analysis using microscopic we can see the bits and pieces of spreads out equally to the batako bar, which means there is a good interaction between particle. Key words: Batako, fly ash, RHA, optimum value, the quality of batako.

11 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR ABSTRAK ABSTRACK. DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang 1.2. Perumusan Masalah 1.3. Tujuan Penelitian 1.4. Manfaat Penelitian 1.5. Batasan Masalah BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Limbah Padat Abu Terbang Batubara ( fly ash ) 2.2. Sifat Kimia dan Sifat Fisika Fly Ash 2.3. Abu Sekam Padi ( Rice Husk Ash ) 2.4. Semen Sifat Fisika Semen Portland type I Sifat Kimia semen Portland type I 2.5. Agregat 2.6. Air 2.7. Batako 2.8. Pengujian Karakteristik Kekuatan Tekan ( Compressive Strength ) i ii iii iv vii viii x iv

12 BAB III BAB IV Kekuatan Patah ( Flexural Strength ) Densitas dan Penyerapan Air METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian 3.2. Alat dan Bahan Alat yang Dibutuhkan Bahan yang Digunakan 3.3. Variabel dan Parameter Penelitian 3.4. Alat Pengumpul Data Penelitian 3.5. Prosedur Pembuatan sample Pengujian Pengayakan Bahan Pencampuran Bahan Pencetakan Sampel 3.6. Karakterisasi ( Pengujian ) Densitas ( Density ) dan Serapan Air ( Water Absortion ) Kuat Tekan ( Compressive Strength ) Kuat Patah ( Flexural Strength ) Kekerasan ( Hardness ) Foto Mikroskopik HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Memanfaatkan Limbah Abu Terbang Batubara ( Fly Ash ) Hasil Pengukuran Densitas ( Density ) Hasil Pengukuran Serapan Air ( Water Absorbtion ) Hasil Pengujian Kuat Tekan ( Compressive Strength ) v

13 Hasil Pengujian Kuat Patah (Flexural Strength ) Hasil Pengujian Kekerasan ( Hardness ) Hasil Foto Mikroskopik 4.2. Komposisi Optimum untuk Menghasilkan Batako yang Baik 4.3. Besar Pengaruh Abu Terbang Batubara ( Fly Ash ) dan Limbah Abu Sekam Padi ( RHA ) Terhadap Karakteristik Batako BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran. 49 DAFTAR PUSTAKA 50

14 DAFTAR TABEL No Judul Halaman Komposisi Kimia Salah Satu Jenis Abu Terbang Batubara Persyaratan Kimia Pozolan ( DPU:1989 ) Batas Maksimum Ion Klorida Komposis Semen, Fly Ash, Pasir dan Air Komposisi Semen, Fly Ash, Pasir, RHA dan Air Hasil Pengujian Sampel Batako

15 DAFTAR GAMBAR No Judul Halaman a 4.1.b 4.1.c 4.1.d 4.1.e 4.1.f 4.1.g Batako Berlubang Batako Solid Sketsa Pengujian Kuat Patah Diagram Alir Proses Pembuatan Sampel Batako Grafik Hubungan Fraksi Semen dengan Densitas Untuk Penggunaan Fly Ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% dari Volume Semen Grafik Hubungan Fraksi RHA dengan Densitas Untuk Penggunaan Fly Ash 20% dari Volume Semen dan Komposisi Grafik Hubungan Fraksi RHA dengan Densitas Untuk Penggunaan Fly Ash 30% dari Volume Semen dan Komposisi Grafik Hubungan Fraksi Semen dengan Serapan Air Untuk Penggunaan Fly Ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% dari Volume Semen Grafik Hubungan Fraksi RHA dengan Serapan Air Untuk Penggunaan Fly Ash 20% dari Volume Semen dan Komposisi Grafik Hubungan Fraksi RHA dengan Serapan Air Untuk Penggunaan Fly Ash 30% dari Volume Semen dan Komposisi Grafik Hubungan Fraksi Semen dengan Kuat Tekan Untuk Penggunaan Fly Ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% dari Volume Semen viii

16 4.1.h 4.1.i 4.1.j 4.1.k 4.1.l 4.1.m 4.1.n 4.1.o 4.1.p 4.1.q Grafik Hubungan Fraksi RHA dengan Kuat Tekan Untuk Penggunaan Fly Ash 20% dari Volume Semen dan Komposisi Grafik Hubungan Fraksi RHA dengan Kuat Tekan Untuk Penggunaan Fly Ash 30% dari Volume Semen dan Komposisi Grafik Hubungan Fraksi Semen dengan Kuat Patah Untuk Penggunaan Fly Ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% dari Volume Semen Grafik Hubungan Fraksi RHA dengan Kuat Patah Untuk Penggunaan Fly Ash 20% dari Volume Semen dan Komposisi Grafik Hubungan Fraksi RHA dengan Kuat Patah Untuk Penggunaan Fly Ash 30% dari Volume Semen dan Komposisi Grafik Hubungan Fraksi Semen dengan Kekerasan Untuk Penggunaan Fly Ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% dari Volume Semen Grafik Hubungan Fraksi RHA dengan Kekerasan Untuk Penggunaan Fly Ash 20% dari Volume Semen dan Komposisi Grafik Hubungan Fraksi RHA dengan Kekerasan Untuk Penggunaan Fly Ash 30% dari Volume Semen dan Komposisi Foto Mikroskopik Sampel Batako Untuk Penggunaan Fly Ash 20% dari Volume Semen dan RHA 10% dari Volume Pasir Foto Mikroskopik Sampel Batako Untuk Penggunaan Fly Ash 30% dari Volume Semen dan RHA 15% dari Volume Pasir ix

17 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Judul Halaman A B C D E F Pengukuran dan Perhitungan Karakteristik Batako Gambar Sampel dan Alat Uji Sampel Daftar Perhitungan Konversi Banyak Bahan ( Stof ) dan Hawa ( Lucht ) serta Air yang Dibutuhkan Korelasi Nilai Kekerasan Brinell, Rockwell dan Vickers Syarat dan Ketentuan Pembuatan Batako Daftar Konversi Ayakan dari Mesh ke Mikron L-1 L-14 L-17 L-19 L-20 L-22