FRIESKA ARIESTA S Laboratorium Rekayasa Bahan Jurusan Teknik Fisika Institut Teknologi Sepuluh Nopember 2013

Transkripsi

1 FRIESKA ARIESTA S Laboratorium Rekayasa Bahan Jurusan Teknik Fisika Institut Teknologi Sepuluh Nopember 2013

2 LATAR BELAKANG Permintaan semen semakin meningkat setiap tahun. SOLUSI?! Kurangnya pemanfaatan limbah sampah organik. Kurangnya pemanfaatan limbah cangkang kerang.

3 LATAR BELAKANG Ekosemen di Jepang Pemanfaatan Sampah Organik dan Cangkang Kerang EKOSEMEN Cangkang Kerang (CaO) Abu sampah (SiO 2, CaO, Al 2 O 3,Fe 2 O 3,Cl)

4 STUDI EKSPERIMENTAL PEMBUATAN EKOSEMEN DARI ABU SAMPAH DAN CANGKANG KERANG SEBAGAI BAHAN ALTERNATIF PENGGANTI SEMEN Dosen Pembimbing : Dyah Sawitri, ST. MT.

5 RUMUSAN MASALAH Bagaimana membuat ekosemen dari abu sampah organik dan cangkang kerang serta menganalisa sifat fisika dan kimia dari ekosemen yang telah dibuat. TUJUAN Mengetahui cara pembuatan ekosemen dari abu sampah organik dan cangkang kerang serta sifat fisika dan kimia dari ekosemen yang telah dibuat.

6 BATASAN MASALAH Sampah organik berasal dari bagian tumbuh-tumbuhan seperti daun, ranting dan batang. Jenis tumbuh-tumbuhan yang digunakan sebagai bahan abu sampah diambil secara acak. Sebagai variabel kontrol digunakan semen portland jenis OPC (Ordinary Portland Cement) dari Semen Gresik. Jenis kerang yang digunakan adalah Anadara grandis. Pengujian kimia dan fisika dari ekosemen menggunakan standar SNI untuk Semen Portland

7 TINJAUAN PUSTAKA Referensi Tinjauan Nelvia Adi Syafpoetri Teknik Sipil Universitas Riau Telah dibuat semen dari campuran abu cangkang kerang dan batu kapur dengan komposisi optimum yaitu B 39% abu cangkang kerang; 39 % batu kapur. Hasi uji kuat tekan umur 28 hari yaitu 196 kg/cm 2. Nana Dyah Siswati, Rubin Nanda dkk Teknik Kimia UPN Veteran Jawa Timur Ekosemen dibuat dari campuran abu sampah organik dan batu kapur (lime stone). Ekosemen dengan perbandingan 55% abu sampah : 45% batu kapur, kualitas kuat tekan umur 7 hari sebesar 72,6 kg/cm 2.

8 TINJAUAN PUSTAKA Referensi Neli Susanti Pascasarjana Fisika Universitas Sumatera Utara Tinjauan Ekosemen dibuat dari campuran 30% abu sampah organik, 20% tanah liat, 40% batu kapur, pasir besi, MgCO 3. Diperoleh beton dengan nilai kuat tekan 53,5 MPa dan kuat patah 8,58 MPa. T.Shimoda, S.Yokoyama Proceedings.Taiheiyo Company.japan Telah berhasil dibuat ekosemen dengan skala industri menggunakan perbandingan komposisi 58,2% abu sampah;40% batu kapur;0,5% pasir besi dan 1,3% tanah liat. Menghasilkan ekosemen dengan komposisi kimia yang mirip dengan Semen portland konvensional.

9 SEMEN PORTLAND Tabel 1. Syarat kimia utama (satuan dalam %) No Uraian Jenis Semen Portland I II III IV V 1 SiO 2 minimum Al 2 O 3 maksimum Fe 2 O 3 maksimum MgO maksimum SO 3 maksimum Jika C 3 A lebih kecil dari sama dengan 8, Jika C 3 A lebih besar dari sama dengan 8, Hilang pijar maksimum Bagian tak larut 7 maksimum C 3 S maksimum C 2 S minimum C 3 A maksimum C 4 AF + 2 C 3 A atau C 4 AF + C 2 F maksimum (Sumber : BSN (Badan Standar Nasional) SNI )

10 Tabel 2. Syarat fisika utama No. Uraian Jenis Semen Portland I II III IV V 1 Kehalusan Uji Permeabilitas udara, m 2 /kg Dengan alat : Turbidimeter, min Blaine, min Kekekalan : Pemuaian dengan autoclave, maks % 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 3 Kuat tekan : Umur 1 hari, kg/cm 2, minimum Umur 3 hari, kg/cm 2, minimum Umur 7 hari, kg/cm 2, minimum Umur 28 hari, kg/cm 2, minimum Waktu pengikatan dengan alat : Gillmore Awal, menit, minimal Akhir, menit, maksimum Vicat Awal, menit, minimal Akhir, menit, maksimum (Sumber : BSN (Badan Standar Nasional) SNI )

11 EKOSEMEN Jenis Ekosemen Komposisi kimia Abu Sampah Komposisi bahan pembuatan Ekosemen

12 KERANG LAUT (ANADARA GRANDIS) Gambar. Kerang laut (Anadara grandis) (Google, 2013) Tabel. Perbandingan komposisi kimia serbuk cangkang kerang dan batu kapur (satuan dalam %) Komponen Batu Kapur (Lime Stone) Cangkang Kerang CaO 85,16 66,7 SiO 2 1,67 7,88 Fe 2 O 3 2,7 (R 2 O 3 ) 0,03 MgO 1,33 22,28 Al 2 O 3 2,7 (R 2 O 3 ) 1,2 (Sumber: Maryam dalam Marito Siregar 2009)

13 PENGUJIAN XRD (X-RAY DIFFRACTION) METODE GRAVIMETRI

14 UJI KUAT TEKAN UJI MASSA JENIS SERBUK EKOSEMEN

15 Pemrosesan Cangkang Kerang Menjadi Abu

16

17

18 Sampah Organik

19 PENGUJIAN AWAL XRD Tabel 1. Pengujian XRD komposisi kimia Abu Kerang (satuan dalam %) Nama Senyawa Kadar Calcite (CaCO 3 ) 100 Tabel 3. Pengujian XRD komposisi Kimia Abu Sampah (satuan dalam %) Nama Senyawa Kadar Calcite (CaCO 3 ) 69,7 Potassium Chloride (KCl) 12,1 Cadmium Gadolinium (Cd 0.15 Gd 0.85 ) 4,0 Silicon Oxide (SiO 2 ) 3,0 Iron Selenide Telluride (Fe ( Se 0.5 Te 0.5 ) 8,1 Aluminum Erbium Germanide (Al 2 ErGe 2 ) 3,0

20 Pencampuran dan Pembakaran Ekosemen

21

22 METODE KIMIA

23 METODE FISIKA

24 METODE FISIKA

25 HASIL PENGUJIAN KIMIA Tabel 4. Hasil pengujian ekosemen dengan metode kimia (satuan dalam %) Pengujian A B C SG OPC Insoluble 10,545 11,358 10,860 10,114 SO 3 1,1627 1,0633 0,7957 1,8762 SiO 2 10,230 10,565 8,367 21,972 R 2 O 3 11,84 12,94 10,28 13,2010 CaO 35,529 42,756 44,369 44,067 MgO 1,9113 1,9837 1,9765 2,1502 Hilang Pijar 34,417 30,896 32,610 3,896 Fe 2 O 3 3,6124 3,6012 2,4879 1,3608

26 HASIL UJI KUAT TEKAN Tabel. Keterangan warna gambar Jenis Sampel Ekosemen A Ekosemen B Ekosemen C Semen Gresik OPC Warna

27 HASIL UJI MASSA JENIS SERBUK Tabel. Hasil pengujian massa jenis serbuk Jenis (gr/cm 3 ) A 1,69 B 2,535 C 1,676 SG OPC 2,54

28 PENGUJIAN AKHIR XRD Tabel 8. Komposisi Akhir Ekosemen A,B,C dan SG OPC Senyawa Kadar (%) A B C SG OPC CaCO ,1 - KCl SiO ( MgAl 2 Si 3 O 10 ) Na 2 S AlPO K( IO 3 ) Ca 3 SiO

29 Frieska ITS Nelvi UNRI Neli USU Nana UPN Jepang Komposisi AS 49,1% - 30% 55% 58,2% AK 49,1% 39% BK - 39% 40% 45% 40% PB 0,5% 1% 1% - 0,5% TL 1,3% 20% 20% - 1,3% MgO - 1% 1% - - Gipsum - - 8% - - Pengujian Kimia LOI 30,896 % 1,31% Insolube 11,358% 0,67% SO 3 1,0633% 2,77% SiO 2 10,565% 21,09% R 2 O 3 12,94% 9,32% CaO 42,756% 63,25% MgO 1,9837% 2,00% Fe 2 O 3 3,6012% 3,36% Kuat Tekan Pengujian Fisika 7 hari ,6 kg/cm 2-28 hari kg/cm 2 53,5 MPa - - Kuat Patah - - 8,58 MPa - - Densitas 2,535 gr/cm 3 3,15 gr/cm 3 - -

30 KESIMPULAN Dari hasil pengujian kimia diketahui bahwa ekosemen B dengan komposisi 49,1% abu sampah: 49,1% abu cangkang kerang; 0,5% pasir besi dan 1,3% tanah liat memiliki nilai pengujian kimia yang hampir mendekati Semen Gresik OPC (Ordinary Portland Cement) yaitu insoluble (11,358%); SO 3 (1,0633%); SiO 2 (10,565%); R 2 O 3 (12,94%); CaO (42,756%); MgO (1,9837%); hilang pijar (Loss Of Ignition) (30,896%); Fe 2 O 3 (3,6012%). Pengujian Fisika untuk kuat tekan tidak dapat dilanjutkan karena sampel kubus mortar yag dibuat mengalami degradasi (hancur) pada proses perendaman dengan larutan kapur jenuh. Dari hasil pengujian densitas serbuk diperoleh nilai yang mendekati Semen Gresik OPC (Ordinary Portland Cement) adalah ekosemen B yaitu 2,535 gr/cm 3. Dari Pengujian XRD diperoleh bahwa dari ketiga jenis komposisi belum terbentuk senyawa Ca 3 SiO 5 yang merupakan kandungan utama dari semen portland.

31 DAFTAR PUSTAKA Bouchet, Philippe Anadara grandis (Broderip & G.B. Sowerby I, 1829). (Diakses tanggal 17 Februari 2013) Badan Standar Nasional Indonesia (BSNI) SNI Semen P ortland Firdaus, Apriyadi Proses Pembuatan Semen Pada PT.Holcim Indonesia, Tbk.Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa.Cilegon,Banten Kemenperin Semester I, Konsumsi Semen Capai 26 Juta Ton. Capai 26-Juta-Ton (Dikutip tanggal 17 Januari 2013) Kementrian Negara Lingkungan Hidup Republik Indonesia (KNLH). Statistik Persampahan Indonesia Tahun Nana Dyah Siswati, Rubin Nanda, Riant Anggraini Pembuatan Ekosemen Dari Sampah Organik.Jurnal Teknik Kimia Vol.3 No.2. Jurusan Teknik Kimia UPN Veteran Jawa Timur Neli Susanti Pembuatan Ekosemen Dari Abu Sampah Dan Uji Aplikasinya Untuk Panel Beton.Tesis. Jurusan Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. Medan

32 DAFTAR PUSTAKA Nelvia Adi Syafpoetri, Monita Olivia, Lita Darmayanti Pemanfaatan Abu Kulit Kerang (Anadara grandis) Untuk Pembuatan Ekosemen.Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Riau Pekanbaru Nugraha Paul, Antoni Teknologi Beton. Penerbit Andi. LPPM Universitas Kristen Petra.Surabaya Shinta Marito Siregar Pemanfaatan Kulit Kerang Dan Resin Epoksi Terhadap Karakteristik Beton Polimer.Tesis.Jurusan Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara Medan Tim Redaksi Indonesia Defisit Pasoka Semen Butuh Minimal 2 Pabrik Baru. pasokan-semen-butuh-minimal-2- pabrik-baru.html (Diakses tanggal 17 Februari 2013) T. Shimoda, S. Yokoyama, 1999, Ecocement a new Portland cement to solve municipal and industrial waste problems, Proc. of International Congress on Creating with Concrete, Dundee

33