BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah Di Indonesia, pembangunan infrastruktur bidang teknik sipil berkembang sangat pesat. Peningkatan pembangunan tersebut merupakan upaya memenuhi kebutuhan penduduk Indonesia yang jumlahnya juga semakin meningkat. Jumlah penduduk Indonesia yang mencapai 237.641.326 jiwa menurut sensus penduduk tahun 2010 oleh Badan Pusat Statistika. Pembangunan tempat tinggal ataupun bangunan pendukungnya tak lepas dari penggunaan mortar (campuran bahan semen dan pasir). Mortar pada pembuatan batako ataupun paving sebagai bahan konstruksi kebutuhan papan manusia, mengandung semen yang berperan sangat penting sebagai perekat antar material-material penyusunnya. Pemakaian semen pada tahun 2014 bisa mencapai 64 juta ton (Tempo.co, Maros. Minggu 22 Desember 2014), yang menunjukkan bahwa pemakai semen di Indonesia sangat luar biasa banyaknya. Padahal, dalam produksi semen, pabrik-pabrik semen mengeluarkan emisi gas rumah kaca yang efeknya berdampak pada kelangsungan hidup makhluk hidup. Selain itu juga menimbulkan kebisingan dan getaran mekanik dari rangkaian produksi semen yang dapat langsung dirasakan oleh masyarakat setempat. Limbah yang terbesar dari industri semen atau pabrik semen adalah debu dan partikel, yang termasuk limbah gas dan limbah B 3. Udara adalah media pencemar untuk limbah gas. Limbah gas atau asap yang diproduksi pabrik keluar bersamaan dengan udara. Secara alamiah udara mengandung unsur kimia seperti O2, N2, NO2,CO2, H2 dan Jain-lain. Penambahan gas ke dalam udara melampaui kandungan alami akibat kegiatan manusia akan menurunkan kualitas udara. 1
2 Oleh karena itu, sangat bermanfaat apabila ada material lain yang dapat menggantikan semen sebagai material penyusun konstruksi bangunan, mampu berperan sama halnya seperti semen namun lebih ramah lingkungan, tidak menimbulkan polutan dan tidak menimbulkan limbah perusak lingkungan hidup. Dari pemikiran tersebut muncul mulai diteliti produksi alam yang ramah lingkungan, mampu mengganti semen dengan bahan lain yang produksi dan pemakaiannya tidak menimbulkan pencemaran. Dari penelitian Fatmah Mahmud (2007), didalamnya menyebutkan bahwa penggunaan semen dapat digantikan dengan bahan lain yang bersifat pozzolan. Pozzolan adalah bahan yang mengandung senyawa silika dan alumina, dengan bentuknya yang halus bercampur dengan air maka senyawa-senyawa tersebut akan bereaksi secara kimiawi sama dengan kalsium hidroksida (senyawa hasil reaksi antara semen dan air) pada suhu kamar membentuk senyawa kalsium aluminat hidrat yang mempunyai sifat seperti semen. Material yang bersifat pozzolan diantaranya abu terbang atau fly ash (Surya Sebayang, 2010); tras (Mahmud Fatmah, 2007); batu bara (Fauna Adibroto, Yelvi,2008); abu serabut kelapa (Bing Santosa, 2009); dan lumpur lapindo (Raden Syam Mustopa dan Doty Dewi Risanti, 2013). Dari bahan-bahan material tersebut, sebagian besar adalah material yang sumbernya tidak dapat diperbaharui. Maka secara tidak langsung dapat diambil kesimpulan bahwa keberlangsungan material tersebut ada batasannya. Ketika sumber pozzolan semakin menipis, perlu dicari sumber alam lain untuk menggantikannya. Lebih utama lagi sumber alam yang dapat diperbaharui, tidak ada batasan waktu pemakaiannya. Salah satunya lumpur panas bumi, yang merupakan limbah alam dari pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP). Menurut Nanang Nurdiyanto (2010), lumpur panas bumi atau biasa disebut lumpur geothermal yang berasal dari PLTP Dieng mempunyai sifat pozzolan karena mengandung mineral silika alumina sehingga dapat digunakan sebagai pengganti semen namun pemanfaatannya belum maksimal, bahkan masih terlalu asing bagi orang awam.
3 Geothermal atau panas bumi adalah salah satu energi terbarukan (renewable energy). Menurut hasil penelitian Muhammad Waziz Wildan Kusmono (2014: 1) Keluaran geothermal dapat berupa uap kering (superheated steam), uap jenuh (saturated steam), dua fase air dan uap (two phase). Geothermal Dieng adalah salah satu lokasi geothermal di Indonesia, tepatnya di Provinsi Jawa Tengah. Salah satu material keluaran geothermal yaitu lumpur (sludge), berupa uap kering (superheated steam) yang kini sedang dilakukan banyak penelitian sebagai bahan subtitusi semen dalam konstruksi. Lumpur geothermal merupakan serbuk yang berasal dari limbah padat geothermal yang dihasilkan oleh Pembangkit Listrik Tenaga Panas bumi (PLTP). Endapan lumpur yang dihasilkan pada tempat pengendapan PLTP Dieng setiap bulannya mencapai 165 ton. Jumlah tersebut cukup besar dan pada umumnya hanya dibiarkan begitu saja di tempat pengendapan. Penelitian bahan galian pada lapangan panas bumi Dieng dilakukan Kelompok Program Penelitian Konservasi, Pusat Sumber Daya Geologi, Badan Geologi, pada bulan April 2008, diantaranya melakukan analisisi kandungan logam pada lumpur hasil endapan yang berasal dari PLTP. Penelitian tersebut menyimpulkan limbah padat geothermal mengandung unsur logam yang beberapa diantaranya logam berat, antara lain Si, Cu, Pb, Zn, Mn, Fe, Cd, As, Sb, Au, Ag, Hg, dan Se. Sludge yang dibiarkan tanpa penanganan lebih lanjut, berpotensi sebagai sumber pencemaran. Salah satu upaya untuk mengantisipasinya adalah dengan mengolah kembali limbah sludge menjadi materi yang bermanfaat. Pemanfaatan limbah sludge sebagai bahan subtitusi pembuatan mortar merupakan salah satu alternatif yang dapat diaplikasikan dengan memvariasikan komposisi dari limbah sludge dan pasir. Berdasarkan paparan diatas, yaitu inovasi mortar dengan pemanfaatan lumpur geothermal perlu dikenalkan dalam materi kuliah khususnya mata kuliah Teknologi Beton. Mata kuliah Teknologi Beton merupakan mata kuliah wajib yang
4 harus ditempuh di Program Studi Pendidikan Teknik Bangunan. Dengan suplemen tentang pemanfaatan lumpur geothermal sebagai pengganti sebagian semen untuk membuat mortar ini dapat membantu mahasiswa dalam mempelajari material konstruksi terbarukan yang sedang dibutuhkan di era modern seperti saat ini. Di dalam mata kuliah Teknologi Beton terdapat kompetensi mengenai mortar yang membahas tentang material-material penyusun, cara pembuatan dan pengaplikasian, pengembangan bahan bangunan kemudian mengetahui kelemahan dan kekurangan dari setiap pengembangan tersebut. Dari beberapa pertimbangan tersebut, maka dilakukan penelitian mengenai Pemanfaatan Lumpur Geothermal (Geothermal Sludge) Pengganti Sebagian Semen Terhadap Kuat Tekan Mortar Sebagai Suplemen Bahan Ajar Mata Kuliah Teknologi Beton Semester III Program Studi Pendidikan Teknik Bangunan UNS. Dengan mengganti sebagian jumlah semen menggunakan lumpur geothermal dalam adukan mortar ini diharapkan memperoleh campuran yang menghasilkan kuat tekan maksimal dan dapat digunakan sebagai material bangunan, sehingga diperoleh material penyusun mortar baru melalui uji sampel mortar yaitu memanfaatkan sumber energi terbarukan yang dapat mengurangi pencemaran lingkungan nantinya. Serta ilmu ini dapat membantu dalam mempelajari mata kuliah Teknologi Beton. B. Indentifikasi Masalah Berdasarkan latar belakang di atas, terdapat beberapa permasalahan yang dapat diidentifikasikan antara lain: 1. Munculnya inovasi-inovasi baru dalam bidang teknik sipil. 2. Indonesia banyak menggunakan semen sebagai bahan material konstruksi bangunan. 3. Produksi semen tidak ramah lingkungan karena menimbulkan polutan dan pencemaran lainnya. 4. Muncul pemikiran tentang pemakaian konstruksi dengan material yang ramah lingkungan.
5 5. Banyak gunung berapi di Indonesia sehingga Indonesia kaya akan sumber energi panas bumi. 6. Salah satu limbah produksi panas bumi adalah lumpur geothermal (geothermal sludge). 7. Pemafaatan lumpur geothermal masih sangat sedikit sekali, belum ada upaya maksimal pemanfaatan lumpur geothermal untuk bahan bangunan. 8. Belum diketahui hubungan penggantian semen dengan lumpur geothermal terhadap kuat tekan mortar. 9. Belum diketahui nilai presentasi optimal lumpur geothermal sebagai pengganti sebagian semen terhadap kuat tekan mortar. 10. Belum ada materi dalam mata kuliah Teknologi Beton tentang pemanfaatan lumpur geothermal untuk pengganti sebagian semen terhadap kuat tekan mortar. C. Pembatasan Masalah Agar permasalahan yang telah diuraikan dalam identifikasi masalah di atas tidak meluas, maka peneliti perlu memberikan batasan batasan permasalahan yang akan menjadi dasar pemikiran dalam penelitian ini. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hubungan kuat tekan mortar dengan menggunakan lumpur geothermal untuk mengganti sebagian semen. Batasan-batasan masalahnya adalah sebagai berikut: 1. Melakukan pengujian kuat tekan mortar dengan subtitusi semen dengan lumpur geothermal. 2. Semen yang digunakan adalah semen portland tipe I yang dapat diaplikasikan untuk segala jenis konstruksi. 3. Metode pencampuran mortar dengan menggunakan FAS mendekati 0,485 sesuai SNI 15-2049-2004. 4. Agregat halusnya pasir yang lolos ayakan nomor 4 dengan diameter 4,75. 5. Variasi penggunaan lumpur geothermal pada campuran yaitu 0%, 10%, 20% dan 30% dari total berat semen yang digunakan.
6 6. Perbandingan pc:ps = 1:2,75 sesuai SNI 03-6825-2002. 7. Umur mortar untuk pengujian kuat tekan adalah 28 dan 56 hari. 8. Benda uji mortar yang digunakan adalah kubus dengan ukuran 50x50x50 mm. 9. Tidak dilakukan peninjauan secara mendalam mengenai reaksi kimia yang terjadi pada campuran bahan-bahan yang digunakan. 10. Lumpur geothermal yang digunakan berasal dari lapangan PLTP Dieng lolos ayakan nomor 200 (diameter 0,075 mm) agar sama seperti butiran semen. 11. Bahan hasil rekayasa teknologi dan hasil penelitian tentang mortar dengan bahan tambah lumpur geothermal ditujukan sebagai suplemen bahan ajar mata kuliah Teknologi Beton pada semester III program studi Pendidikan Teknik Bangunan UNS. D. Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang, identifikasi dan pembatasan masalah maka dapat diambil perumusan masalah seperti berikut: 1. Bagaimana hubungan penggantian sebagian semen dengan menggunakan lumpur geothermal dengan variasi 0%, 10%, 20% dan 30% terhadap kuat tekan mortar? 2. Apakah kuat tekan mortar dengan persentase 0%, 10%, 20% dan 30% lumpur geothermal pada umur 56 hari meningkat dari kuat tekan mortar umur 28 hari? 3. Berapa persentase penambahan lumpur geothermal optimal yang menghasilkan kuat tekan maksimal pada mortar? 4. Suplemen bahan ajar apa yang dihasilkan dari hasil penelitian ini? E. Tujuan Penelitian Berdasarkan masalah yang telah dirumuskan di atas, penelitian ini mempunyai tujuan untuk mengetahui: 1. Untuk mengetahui hubungan lumpur geothermal sebagai pengganti sebagian semen terhadap kuat tekan mortar.
7 2. Untuk mengetahui peningkatan kuat tekan mortar dengan persentase 0%, 10%, 20% dan 30% lumpur geothermal pada umur 28 hari dan 56 hari. 3. Untuk mengetahui persentase lumpur geothermal yang optimal untuk mencapai kuat tekan maksimal mortar. 4. Untuk menghasilkan suplemen bahan ajar pada mata kuliah Teknologi Beton tentang kuat tekan mortar dengan pemanfaatan lumpur geothermal sebagai bahan pengganti sebagian semen. F. Manfaat Penelitian Penelitian ini penting untuk dilaksanakan karena dapat memberikan informasi yang dapat memberikan jawaban terhadap permasalahan penelitian baik secara teoritis maupun secara praktis. 1. Manfaat Teoritis a. Memberikan informasi dalam bidang ilmu sipil terutama pengetahuan bangunan bahan konstruksi yaitu lumpur geothermal sebagai bahan pengganti sebagian semen terhadap kuat tekan mortar. b. Memberikan informasi untuk memanfaatkan lumpur geothermal yang berasal dari sumber energi terbarukan panas bumi sebagai alternatif bahan bangunan. c. Sebagai suplemen bahan ajar mata kuliah Teknologi Beton. d. Sebagai pembanding, pertimbangan dan pengembangan pada penelitian sejenis yang akan datang. 2. Manfaat Praktis a. Memberikan manfaat secara fungsional yaitu munculnya alternatif material konstruksi bangunan dengan pemanfaatan lumpur geothermal sebagai pengganti sebagian semen. b. Peluang pemanfaatan lumpur geothermal yang merupakan limbah panas bumi sehingga tercipta lapangan pekerjaan baru.
8 c. Memperkaya materi Teknologi Beton, khususnya tentang hubungan lumpur geothermal sebagai bahan pengganti sebagian semen yang tepat serta menghasilkan kuat tekan maksimal. d. Sebagai suplemen bahan ajar perkuliahan khususnya mata kuliah Teknologi Beton untuk program Pendidikan Teknik Bangunan UNS. e. Sebagai bahan informasi bagi para pembaca untuk menambah ilmu pengetahuan tentang unsur konstruksi dengan pemanfaatan lumpur geothermal sebagai bahan pengganti sebagian semen.