J. Tek. Ling Edisi Khusus Hari Bumi Hal. 95 100 Jakarta, April 2012 ISSN 1441318X PENELITIAN PEMANFAATAN LIMBAH PERTANIAN UNTUK BATA CETAK RINGAN Andriati Amir Husin (andriatiamir@yahoo.com) Rudi Setiadji (kolaka_80@yahoo.com)) Peneliti pada Pusat Litbang Permukiman, BalitbangKementrian PU Abstrak Sekam padi adalah limbah pertanian yang merupakan hasil penggilingan padi dan hampir terdapat di seluruh wilayah di Indonesia. Limbah ini memerlukan tempat penyimpanan yang luas karena memiliki bentuk yang kasar, ukuran butiran (3 4) mm, dan bobot yang ringan. Sekam padi banyak terdapat di daerah pedesaan dengan potensi yang melimpah. Produksi gabah pada tahun 2008 sebesar 59,9 juta ton dengan kadar sekam ratarata 25%, sehingga sekam yang dihasilkan 14,98 juta ton selama satu tahun. Sekam padi merupakan limbah yang dianggap tidak memiliki nilai ekonomis, namun memiliki manfaat untuk mendukung pengadaan bahan bangunan alternatif. Pembangunan perumahan dan infrastruktur merupakan industri yang membutuhkan biaya, bahan bangunan, dan energi yang cukup besar. Penghematan ketiga komponen tersebut merupakan sasaran utama dalam bidang industri. Sekam padi dapat digunakan sebagai pengganti sebagian agregat dalam pembuatan komponen bangunan sehingga dapat digunakan sebagai bahan konstruksi bangunan rumah dan gedung. Kata kunci: Limbah, sekam padi, bata ringan, natrium silikat Abstract Rice husk are byproducts of rice mills processes and can be find in all Indonesia district. Owing to the facts that husk are course granulated (3 4 mm) and light weighted, their storage inevitably requires a great deal of shape. Rice husk are easy to found in many rural areas and appear to be in abundance. In 2008 the unhulled rice production was reportedly to be 59.9 million tons with rice husk content reaching about 25% or 14.98 million tons. Rice husk is a waste material which is considered not to have economic value, but it has benefit as an alternative construction material. Housing and infrastructure development is an industry which requires high cost, construction/building materials and energy. Saving on these three industrial business components is main target in almost all developing countries. Rice husk can be used as partial substitution of aggregate in the manufacture of building components. Key words: waste, rice hulls, lightweight block,sodium silicate Penelitian Pemanfaatan Limbah,... Edisi Khusus Hari Bumi : 95 100 95
1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Proses penanganan pasca panen dan pengolahan hasil pertanian yang berupa padi akan menghasilkan produk utama, produk sampingan dan sisa/limbah. Produk sampingan tanaman padi berupa menir dan bekatul sedangkan sisa atau limbah berupa jerami dan sekam. Proses penghancuran limbah secara alami berlangsung lambat sehingga tidak saja mengganggu estetika, tetapi dapat menimbulkan dampak polusi yang mencemari lingkungan dan kesehatan manusia. Teknologi pemanfaatan limbah diperlukan untuk mengatasi masalah ini. Sekam padi dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan diantaranya: sebagai bahan baku pada industri kimia, sebagai bahan baku pada industri bahan bangunan, sebagai sumber energi panas pada berbagai keperluan manusia 1,2). Limbah padi sudah banyak dimanfaatkan, misalnya jerami untuk pakan dan media tumbuh jamur merang, sekam untuk membakar tembikar dan campuran pembuatan bata merah, abu gosok dan alas kandang. Pemanfaatan limbah masih perlu ditingkatkan lagi untuk memberi nilai tambah dan daya guna sehingga lebih bermanfaat bagi manusia. Produksi gabah pada tahun 2009 sebesar 55,837 juta ton dengan kadar sekam ratarata 22,55%, sehingga sekam yang dihasilkan 12,59 juta ton selama satu tahun. Produksi sekam dibagi dua, yaitu produksi pada musim hujan dan pada musim kemarau. Produksi dalam satu tahun tidak berada pada satu tempat, tetapi tersebar di semua pabrik penggilingan padi yang tersebar di berbagai wilayah. Industri di Indonesia harus melakukan koordinasi yang matang agar dapat memanfaatkannya sebagai bahan baku secara massal. Beberapa negara penghasil padi di Asia memiliki penggilingan padi skala besar milik pemerintah dan skala sedang milik swasta. Pengumpulan sekam dan pengangkutan bukan masalah serius sehingga cocok untuk pengembangan penggunaan sekam dalam skala industri. Pembuatan batako ringan dari semen, pasir, dan sekam padi telah dilakukan dengan beberapa variasi rasio sekam padi terhadap pasir. Uji batako pada umur 28 hari menghasilkan kerapatan berkisar antara 1,49 gr/cm 3 hingga 1,78 gr/cm 3 dan kuat tekan 1,9 MPa hingga 6,47 MPa sehingga termasuk dalam golongan batako ringan struktur 3). Silinder beton ukuran 150 mm x 300 mm telah dilakukan dengan variasi kandungan semen (250 350) kg/m 3 dan variasi persentase sekam padi (20 100) %. Hasil uji pada umur 28 hari menunjukkan bahwa semua variasi campuran termasuk kategori beton ringan dan dapat digunakan untuk elemen non struktur dan struktur ringan 4). 1.2 Tujuan Tujuan dari kegiatan ini adalah memanfaatkan sekam padi untuk bata cetak ringan yang memenuhi persyaratan teknis. Sasaran yang ingin dicapai adalah diketahuinya komposisi campuran sekam padi untuk bata cetak ringan dan tersedianya bahan bangunan alternatif untuk memenuhi kebutuhan dalam pembangunan perumahan. Penelitian ini bermanfaat untuk menunjang penanganan limbah melalui peningkatan nilai guna limbah dan mengembangkan industri bata cetak ringan yang memanfaatkan limbah. 2. METODOLOGI 2.1 Bahan dan alat Bahan bahan yang digunakan adalah sekam padi, natrium silikat, pasir dari CimalakaSumedang, semen portland, air. Alatalat yang digunakan dalam penelitian ini adalah saringan, oven, timbangan, mixer, alat cetak bata beton, 96 Husin. A. A dan R. Setiadji., 2012
jangka sorong, alat uji bata beton. 2.2 Tempat dan waktu penelitian Penelitian dilakukan di laboratorium Bahan Bangunan, Pusat Penelitian dan Pengembangan Permukiman Bandung. 2.3 Metode Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimental, dengan melakukan percobaan di laboratorium dengan beberapa variabel, yaitu: Komposisi campuran 1 bagian semen portland : 8 bagian agregat. Komposisi agregat Dalam penelitian ini agregat yang digunakan adalah sekam padi dan pasir dari Cimalaka dengan komposisi campuran sebagai berikut: a. 100% pasir : 0% sekam padi; b. 90% pasir : 10% sekam padi; c. 80% pasir : 20% sekam padi; d. 70% pasir : 30% sekam padi. Umur pengujian a. 7 hari b. 14 hari dan c. 28 hari Jenis pengujian a. Untuk agregat dilakukan uji kadar air, kadar bahan yang lebih kecil dari 75 µ, penyerapan air, berat jenis, bobot isi, kadar zat organik dan analisisa saringan. b. Untuk bata cetak ringan dilakukan uji penyerapan air, kadar air, berat jenis dan kuat tekan dengan ulangan sebanyak tiga buah. 2.4 Metode pengujian SNI 0319711990 Metode pengujian kadar air agregat. SNI 0341421996 Metode pengujian jumlah bahan dalam agregat yang lolos saringan No. 200 (0,075 mm). SNI 1970 : 2008 Cara uji berat jenis dan penyerapan air agregat halus. SNI 0348041998 Metode pengujian bobot isi dan rongga udara dalam agregat. SNI 0328161992 Metode pengujian kotoran organik dalam pasir untuk campuran mortar dan beton. SNI 0319681990 Metode pengujian tentang analisis saringan agregat halus dan kasar. SNI 0303491989 Bata beton untuk pasangan dinding. 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengujian sifat fisik pasir dapat dilihat pada Tabel 1. Dari tabel 1 dapat dikatakan bahwa kadar bahan yang lebih kecil dari 75µ melebihi syarat batas maksimum SNI dan ASTM. Kadar zat organik dan gradasi pasir Cimalaka memenuhi syarat sebagai agregat untuk beton berdasarkan ASTM C 33 dan menurut BS 882 pasir Cimalaka ini termasuk dalam zone 1. Kadar zat organik pasir negatif karena warna larutan yang berada dibagian atas bahan lebih muda daripada larutan standar. Pasir Cimalaka dapat memenuhi syarat sebagai agregat ringan untuk bata cetak beton pasangan dinding dan agregat ringan untuk beton ringan struktur berdasarkan SNI 03 68212002 dan SNI 0324612002. Sekam padi diharapkan dapat digunakan sebagai substitusi agregat dalam pembuatan komponen bahan bangunan alternatif sehingga dapat membantu pemerintah dalam hal pengendalian pencemaran lingkungan. Hasil pengujian contoh uji bata beton akibat perendaman dalam air selama 24 jam dinyatakan sebagai persentase penyerapan air. Pengujian ini memberikan gambaran mengenai ketahanan bata beton terhadap pengaruh kelembaban dan air. Absorpsi akan bertambah dengan bertambahnya pemakaian sekam padi dan berbanding lurus dengan kadar air sesuai Gambar 1 dan Gambar 2. Penelitian Pemanfaatan Limbah,... Edisi Khusus Hari Bumi : 95 100 97
Tabel 1. Data hasil pengujian pasir No. Jenis pengujian Pasir Persyaratan ASTM SNI 1. Kadar air (%) 9,49 2. Kadar bahan yang lebih kecil dari 75 µ (%) 7,94 5% 5% 3. Penyerapan air (%) 5,99 20 4. Berat jenis (kg/l) 2,49 1,0 1,8 5. Bobot isi : gembur (kg/l) padat (kg/l) 1,24 1,41 6. Kadar zat organik Negatif Negatif Negatif 7. Analisa ayak(%) 4,8 mm 2,4 mm 1,2 mm 0,6 mm 0,3 mm 0,15 mm 0,075 mm Modulus kehalusan 98,46 93,86 82,46 58,86 26,02 14,01 6,05 2,26 95 100 80 100 50 85 25 60 5 30 0 10 2,3 3,1 1,23 Sekam padi dapat menyerap air oleh karena itu semakin banyak sekam padi yang digunakan maka kadar air dan absorpsinya semakin besar. Penambahan natrium silikat dalam campuran diharapkan dapat mengurangi absorpsi, karena natrium sillikat dapat bersifat sebagai bahan pengemulsi dan dapat menambah kekuatan serta memiliki sifat adhesif yang baik 5). Penggunaan natrium silikat pada penelitian ini tidak banyak pengaruhnya terhadap absorpsi, mungkin karena pemakaian konsentrasi natrium silikat terlalu kecil sehingga tidak dapat membalut semua sekam padi yang digunakan, sehingga diharapkan ada peneliitian lanjutan yang menggunakan konsentrasi natrium silikat yang lebih besar. Absorpsi ratarata yang dicapai sekitar 15,36% 16,01% dan nilai kadar air ratarata sekitar 3,11% 4,92%. Nilai absorpsi bata beton mutu III dan IV tidak dipersyaratkan dalam SNI, sedangkan untuk mutu I dan II masingmasing nilai absorpsi maksimum 25% dan 35%. Berat jenis bata beton menurun dengan bertambahnya pemakaian sekam padi sesuai Gambar 3, disebabkan berat jenis semen lebih besar daripada berat jenis sekam padi. Berat jenis bata beton antara 1,36 g/cm 3 1,58 g/cm 3 lebih kecil dari berat jenis beton ringan SNI 0324612002 sebesar 1,85 g/cm 3, sehingga bata beton penelitian ini termasuk bata beton ringan. Kuat tekan bata beton menurun dengan bertambahnya pemakaian sekam padi sesuai Gambar 4. Kuat tekan ratarata pada umur 28 hari dengan penambahan sekam padi sebanyak 0%, 10% dan 20% memenuhi syarat mutu III dimana kuat tekan yang dicapai masingmasing adalah 55,60 kg/ cm 2, 50,45 kg/cm 2 dan 44,08 kg/cm 2 (syarat kuat tekan 40 kg/cm 2 ). Bata beton ini dapat digunakan untuk konstruksi yang terlindung dari cuaca luar dan boleh tidak diplester (5). Sedangkan dengan penambahan sekam padi sebanyak 30% dapat memenuhi syarat mutu IV dimana kuat tekan ratarata yang dicapai adalah 29,67 kg/cm 2 (syarat kuat tekan 25 kg/ cm 2 ). Bata beton ini dapat digunakan untuk konstruksi yang tidak memikul beban, dinding penyekat, dan konstruksi lain yang terlindung dari cuaca luar 6). 98 Husin. A. A dan R. Setiadji., 2012
Gambar 1 Hubungan antara penyerapan air dengan persentase sekam padi Gambar 2 Hubungan antara kadar air dengan persentase sekam padi Gambar 3 Hubungan antara berat jenis dengan persentase sekam padi Gambar 4 Hubungan antara kuat tekan dengan persentase sekam padi 4. KESIMPULAN DAN SARAN 4.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan maka dapat disimpulkan: 1. Bata beton dengan penambahan sekam padi sampai dengan 20% dapat digunakan untuk konstruksi yang terlindung dari cuaca luar dan boleh tidak diplester. 2. Bata beton dengan penambahan sekam padi 30% dapat digunakan untuk konstruksi yang tidak memikul beban, dinding penyekat, dan konstruksi lain yang terlindung dari cuaca luar. 3. Kuat tekan ratarata yang dicapai dengan pemakaian sekam padi sampai 20% dapat memenuhi syarat mutu III, sedangkan untuk pemakaian sekam padi 30% dapat memenuhi syarat mutu IV. 4. Bata beton hasil penelitian ini termasuk bata beton ringan. 4.2 Saran 1. Disarankan untuk melaksanakan sosialisasi baik dalam teknologi pembuatan komponen bangunan maupun dalam penggunaannya, karena pemanfaatan sekam padi untuk komponen bahan bangunan belum banyak dikenal. DAFTAR PUSTAKA 1. Setyono, A., 2006, Pemanfaatan Limbah Padi, Balai Penelitian Tanaman Padi. 2. Anonim, Sekam padi sebagai sumber energi alternatif, small//crab. com/.../329sekampadisebagai... 3. Berutu, H.A.K., 2010, Pembuatan dan Karakterisasi Batako Ringan dengan Memanfaatkan Sekam Padi Penelitian Pemanfaatan Limbah,... Edisi Khusus Hari Bumi : 95 100 99
sebagai Agregat untuk Bahan Kedap Suara, Tesis, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara, Medan. 4. Yulianto, I., Satyarno, I., dan Tjokrodimuljo, K., 2011, Perilaku Mekanik Beton Ringan Sekam Padi dengan Kandungan Semen Portland 250 kg/m3, 300 kg/m3, dan 350 kg/ m3, Tesis, Magister Teknologi Bahan Bangunan, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. 5. Effendi, A.H., 2007, Natrium Silikat sebagai Bahan Penghambat Api Aman Lingkungan, Jurnal Permukiman Volume 2. No. 2. 6. Anonim, 2002, Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian A (Bahan Bangunan Bukan Logam), SNI 036861.12002, Departemen Pekerjaan Umum. 100 Husin. A. A dan R. Setiadji., 2012