PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N 2010

Transkripsi

1 PEMBUATAN PAVING BLOCK DENGAN MENGGUNAKAN LIMBAH LAS KARBIT SEBAGAI BAHAN ADDITIF DENGAN PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA (FLY ASH) PLTU LABUHAN ANGIN SIBOLGA TESIS Oleh SRI MULIYASIH /FISIKA PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N 2010

2 PEMBUATAN PAVING BLOCK DENGAN MENGGUNAKAN LIMBAH LAS KARBIT SEBAGAI BAHAN ADDITIF DENGAN PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA (FLY ASH) PLTU LABUHAN ANGIN SIBOLGA TESIS Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Fisika pada Program pascasarjana fakultas MIPA Universitas Utara Oleh SRI MULIYASIH /FIS PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N 2010

3 PENGESAHAN TESIS Judul Tesis : PEMBUATAN PAVING BLOCK DENGAN MENGGUNAKAN LIMBAH LAS KARBIT SEBAGAI BAHAN ADDITIF DENGAN PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA (FLY ASH) PLTU LABUHAN ANGIN SIBOLGA Nama Mahasiswa : SRI MULIYASIH Nomor Induk Mahasiswa : Program studi : Magister Fisika Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Menyetujui Komisi Pembimbing (Prof.Dr.Eddy Marlianto, M.Sc) Ketua Dra.Justinon, M.S Anggota Ketua Program Studi, Dekan, (Prof.Dr.Eddy Marlianto, M.Sc) (Dr.Sutarman, M.Sc)

4 PERNYATAAN ORISINALITAS PEMBUATAN PAVING BLOCK DENGAN MENGGUNAKAN LIMBAH LAS KARBIT SEBAGAI BAHAN ADDITIF DENGAN PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA (FLY ASH) PLTU LABUHAN ANGIN SIBOLGA TESIS Dengan ini saya menyatakan 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, 4 Agustus 2010 Sri Muliyasih NIM

5 PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademika, saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : Sri Muliyasih NIM : Program Studi : Magister 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 : PEMBUATAN PAVING BLOCK DENGAN MENGGUNAKAN LIMBAH LAS KARBIT SEBAGAI BAHAN ADDITIF DENGAN PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA (FLY ASH) PLTU LABUHAN ANGIN SIBOLGA Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non- Eksklusif 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 pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya. Medan, 4 Agustus 2010 Sri Muliyasih

6 Telah diuji pada Tanggal : 04 Agustus 2010 PANITIA PENGUJI TESIS/DISERTASI Ketua : Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc Anggota : 1. Dr. Ir. Reza Fadhilla, M.I.M 2. Dra. Justinon, M.S 3. Prof. Drs. Muhammad Syukur,MS 4. Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc 5. Drs. Tenang Ginting, MS

7 RIWAYAT HIDUP DATA PRIBADI Nama : Sri Muliyasih, S.Pd Tempat dan tanggal lahir : Medan, 29 Juli 1980 Alamat Rumah : Jl Panglima Denai Pasar V, kel. Denai Medan, Hp : Sri_muliyasih@yahoo.com Instansi Tempat bekerja : SMA swasta Al Ulum Medan Alamat Instansi : Jl. Cemara No. 10 Medan Telepon : DATA PENDIDIKAN SD Negeri Sei Jawi-jawi Tamat : 1993 SMP Negeri 2 Panai Hulu Tamat : 1996 SMP Negeri 5 Rantau Prapat Tamat : 1999 Strata-1 FPMIPA Univ. Negeri Medan Tamat : 2006 Strata-2 PSMF PPs FMIPA USU Tamat : 2010

8 KATA PENGANTAR Pertama-tama kami panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmat dan karunia-nya sehingga tesis ini dapat terselesaikan. Kami ucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Pemerintah Republik Indonesia c.q. Pemerintah Provinsi Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan dana sehingga kami dapat melaksanakan Program Magister sains pada program Studi Magister Ilmu Fisika Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara. Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Rektor Prof. Dr. Dr. Syahril Pasaribu DTM&H, MSc (CTM) Sp.A(K), atas kesempatan yang diberikan kepada kami untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains. 2. Dekan Fakultas MIPA Dr. Sutarman M.Sc, atas kesempatan yang diberikan kepada kami untuk menjadi mahasiswa di Program Magister Sains pada Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara 3. Ketua Program studi Magister Fisika, Prof.Dr.Eddy Marlianto, M.Sc, sekretaris Program studi Ilmu Fisika Drs. Nasir Saleh, M. Eng.Sc beserta seluruh Staf Pengajar pada Program studi Magister Fisika Program Pascasarjana FMIPA, yang telah memberikan pengajaran dan berbagai pengetahuan kepada kami. Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan yang setinggi-tingginya kembali kami ucapkan kepada Prof.Dr.Eddy Marlianto, M.Sc selaku Pembimbing Utama yang dengan penuh perhatian dan telah memberikan dorongan, bimbingan dan pengarahan, demikian juga kepada Dra.Justinon, M.S selaku Pembimbing lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing kami hingga selesainya penelitian ini. Kepada Ayahku Al. Rahmat dan ibuku Alm. Suhartini yang terus akan menjadi motivasi dalam setiap langkah kehidupanku. Suamiku tercinta Muslim Rasyid serta anakku Atikah Nafisah Rasyid, terimakasih atas segala pengertian, pengorbanan, kesabaran dan dukungan baik berupa moril maupun materil. Semoga pengorbanan dan dukungan kalian akan membawa keberkahan yang diridhoi Allah SWT. Sri Muliyasih

9 PEMBUATAN PAVING BLOCK DENGAN MENGGUNAKAN LIMBAH LAS KARBIT SEBAGAI BAHAN ADDITIF DENGAN PEREKAT LIMBAH PADAT ABU TERBANG BATUBARA (FLY ASH) PLTU LABUHAN ANGIN SIBOLGA ABSTRAK Berbagai penelitian mengenai pemanfaatan fly ash dan pemanfaatan limbah las karbit untuk pembuatan beton telah dilakukan. Penelitian ini memanfaatkan kedua limbah, yaitu fly ash dan limbah las karbit yang dicampur dengan semen, pasir dan air untuk menghasilkan produk yang bernama paving Block dengan perbandingan semen: pasir:air = 1:4:0,6. Untuk penggunaan fly ash 10% dan 20 % dari volume semen, prosentase limbah las karbit yang digunakan 10%, 20%, 30%, 40% dan 50 %. 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 90% dan fly ash 10% serta limbah las karbit 10% adalah untuk kuat tekan15,48 MPa, kuat patah 4,15, kekerasan 218 BHN, sedangkan densitas 2,39 g/cm 3 dan serapan air 7,33% dan Produk paving block yang dihasilkan memenuhi standar paving Block kelas C. Dari hasil uji komposisi paving block dengan komposisi optimum mengandung SiO 2 (71,95 %), CaO (10,89 %), Al 2 O 3 (3,48 %), Fe 2 O 3 (6,51 %) Kata kunci : paving block, fly ash, limbah karbit

10 MANUFACTURE OF PAVING BLOCK USING CARBIDE WASTE AS ADDITIF MATERIAL WITH FLY ASH ADHESIVE PLTU LABUHAN ANGIN SIBOLGA ABSTRACT Many kinds of analysis about the utilizing of fly ash and carbide waste for the making of concrete have been conducted. The analysis done here uses the two of waste they are; fly ash and carbide waste mixed with cement, sand, and water to result the product what is called paving block, with the comparison cement :sand :water = 1 : 4 : 0,6. for the use of fly ash 10 % and 20 % of the volume cement, percentage of carbide waste used is started from 10%, 20%, 30%, 40% dan 50%. 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 90% and fly ash 10 % ann carbide waste 10 % is for the compressive strength 15,48 MPa, flexural strength 4,15 MPa and Hardeness 83,7 RHN ( Rockwell Hardness Number) and the paving block product resulted can be quality categized class C. The Results of Paving Block composition with optimum composition containing SiO 2 (71,95 %), CaO (10,89 %), Al 2 O 3 (3,48 %), Fe 2 O 3 (6,51 %) Key words : paving block, fly ash, carbide waste

11 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR i ABSTRAK ii ABSTRACK iii DAFTAR ISI iv DAFTAR TABEL vi DAFTAR GAMBAR viii DAFTAR LAMPIRAN x BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang 1.2 Perumusan Masalah 1.3 Tujuan Penelitian 1.4 Manfaat Penelitian 1.5 Batasan Masalah BAB II TINJAUAN PUSTAKA Limbah Padat Abu Terbang Batubara (fly ash) Limbah karbit 2.3 Paving Block 2.4 Air 2.5 Semen Portland 2.6 Pasir 2.7 Pengujian Densitas dan Penyerapan air Kuat tekan Kuat Patah Kekerasan Analisa komposisi Kimia dengan AAS BAB III METODOLOGI PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian 3.2 Alat dan Bahan 16 16

12 3.3 Variabel dan Parameter Penelitian 3.4 Alat pengumpul Data Penelitian 3.5 Prosedur Pembuatan Sampel Pengayakan bahan Pencampuran bahan Pencentakan Sampel Pengujian sampel Densitas dan penyerapan air kuat tekan kuat patah kekerasan analisa komposisi dengan AAS 29 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Pemanfaatan Limbah abu Terbang batubara (fly ash) 31 untuk pembuatan paving block Besar pengaruh Abu terang batubara (fly ash) dan limbah las karbit terhadap karakteristik Paving Block Hasil pengujian fisis Densitas Penyerapan air Hasil pengujian Mekanis Kuat tekan Kuat patah Kekerasan Uji komposisi 4.3 Pengaruh Limbah Karbit sebagai pengisi (filler) Pasir pada pembuatan paving block Densitas Serapan air Kuat Tekan Kuat Patah

13 4.3.5 Kekerasan Komposisi Optimum untuk menghasilkan paving block yang Baik BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan 5.2 Saran 52 DAFTAR PUSTAKA

14 DAFTAR TABEL Nomor Tabel Judul Halaman Komposisi berbagai jenis abu terbang dan semen Portland Komposisi kimia limbah karbit Persyaratan mutu setiap jenis bata beton menurut SNI Komposisi kimia pasir Komposisi kimia fly ash Komposisi kimia limbah karbit Komposisi semen, pasir dan fly ash Komposisi semen, fly ash, pasir, limbah las karbit dan air 20 A.1 Pengujian densitas sampel yang menggunakan fly ash 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-1 A.2 Pengujian densitas sampe paving block yang menggunakan fly ash 10% dari volume semen dan limbah karbit 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-2 A.3 Pengujian serapan air paving block sampel yang menggunakan fly ash 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L3 A.4 Pengujian serapan air sampel paving block yang menggunakan fly ash 10% dari volume semen dan limbah karbit 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-4 A.5 Pengujian kuat tekan paving block sampel yang menggunakan fly ash 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-5 A.6 Pengujian kuat tekan sampel paving block yang menggunakan fly ash 10% dari volume semen dan L-6

15 limbah karbit 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % A.7 Pengujian kuat patah paving block sampel yang menggunakan fly ash 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-7 A.8 Pengujian kuat patah sampel paving block yang menggunakan fly ash 10% dari volume semen dan limbah karbit 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-8 A.9 Pengujian kekerasan sampel paving block yang menggunakan fly ash 10% dari volume semen dan limbah karbit 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-9 A.10 Pengujian kekerasan sampel paving block yang menggunakan fly ash 10% dari volume semen dan limbah karbit 10%, 20%, 30 %, 40% dan 50 % L-9

16 DAFTAR GAMBAR Nomor Gambar Judul Halaman Neraca Cetakan Benda Uji Mesin Uji Kuat Tekan Mesin uji kekerasan Diagram alir pembuatan sampel paving block tahap I Diagram alir pembuatan sampel paving block tahap II Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan kuat tekan untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% dari volume semen Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan Serapan air untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% dari volume semen Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan Densitas untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% dari volume semen Grafik Hubungan Prosentase las karbit dengan Densitas untuk Penggunaan fly ash 10% dan 20% d dari volume semen komposisi las karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan Serapan air untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% dari volume semen Grafik Hubungan Prosentase las karbit dengan Serapan air untuk Penggunaan fly ash 10% dan 20% d dari volume semen komposisi las karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan kuat tekan untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% dari volume semen Grafik Hubungan Prosentase las karbit dengan kuat tekan untuk Penggunaan fly ash 10% dan 20% d dari volume 38

17 semen komposisi las karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% volume 4.9 Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan kuat patah untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% dari volume semen Grafik Hubungan Prosentase las karbit dengan kuat patah untuk Penggunaan fly ash 10% dan 20% dari volume semen komposisi las karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% Grafik Hubungan Prosentase Semen dengan kekerasan untuk Penggunaan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% Grafik Hubungan Prosentase las karbit dengan kekerasan untuk Penggunaan fly ash 10% dan 20% d dari volume semen komposisi las karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% Grafik hubungan Densitas antara penggunaan fly ash 10%-50% dengan limbah karbit Untuk Penggunaan Fly ash 10% dan 20% dari volume Semen dan komposisi Las karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% Grafik hubungan serapan air antara penggunaan fly ash 10%-50% dengan limbah karbit Untuk Penggunaan Fly ash 10% dan 20% dari volume Semen dan komposisi Las karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% Grafik hubungan kuat tekan antara penggunaan fly ash 10%-50% dengan limbah karbit Untuk Penggunaan Fly ash 10% dan 20% dari volume Semen dan komposisi Las karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% Grafik hubungan kuat patah antara penggunaan fly ash 10%-50% dengan limbah karbit Untuk Penggunaan Fly ash 10% dan 20% dari volume Semen dan komposisi Limbah karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% dari Grafik hubungan kekerasan antara penggunaan fly ash 10%-50% dengan limbah karbit Untuk Penggunaan Fly ash 10% dan 20% dari volume Semen dan komposisi Las karbit 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% 48

18 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Lampiran Judul Halaman A B C D Pengukuran dan perhitungan karakteristik Paving Block Daftar Perhitungan Konversi Banyak Bahan (Stof) dan hawa (Lucht) serta air yang dibutuhkan Daftar Konversi Ayakan dari Mesh ke Mikron Korelasi Nilai Kekerasan Brinell, Rockwell danvickers Analisa komposisi fly ash, limbah karbit dan paving Block Surat keterangan dari Balai Riset dan Standardisasi Industri Medan L-1 L-10 L-12 L-13 L-14 L-15