FRIESKA ARIESTA S.

2409 100 050

Laboratorium Rekayasa Bahan Jurusan Teknik Fisika – Institut Teknologi Sepuluh Nopember

2013

LATAR BELAKANG

1. • Permintaan semen semakin meningkat setiap

tahun.

2. • Kurangnya pemanfaatan limbah sampah

organik.

3. • Kurangnya pemanfaatan limbah cangkang

kerang.

SOLUSI?!

LATAR BELAKANG

EKOSEMEN

Pemanfaatan Sampah Organik dan Cangkang Kerang

Abu sampah (SiO2, CaO, Al2O3,Fe2O3,Cl)

Cangkang Kerang (CaO)

Ekosemen di Jepang

STUDI EKSPERIMENTAL PEMBUATAN EKOSEMEN DARI ABU SAMPAH DAN CANGKANG

KERANG SEBAGAI BAHAN ALTERNATIF PENGGANTI

SEMEN

Dosen Pembimbing : Dyah Sawitri, ST. MT.

Mengetahui cara pembuatan ekosemen dari abu sampah organik dan cangkang kerang serta sifat fisika dan kimia dari ekosemen yang telah dibuat.

RUMUSAN MASALAH

TUJUAN

Bagaimana membuat ekosemen dari abu sampah organik dan cangkang kerang serta menganalisa sifat fisika dan kimia dari ekosemen yang telah dibuat.

• 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 15-2049-2004 untuk Semen Portland

BATASAN MASALAH

TINJAUAN PUSTAKA

Referensi Tinjauan

Nelvia Adi Syafpoetri. 2012. 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/cm2.

Nana Dyah Siswati, Rubin Nanda dkk. 2009. 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/cm2.

TINJAUAN PUSTAKA

Referensi Tinjauan

Neli Susanti. 2009. Pascasarjana Fisika

Universitas Sumatera Utara

Ekosemen dibuat dari campuran 30% abu sampah organik, 20% tanah liat, 40% batu kapur, pasir besi, MgCO3. Diperoleh beton dengan nilai kuat tekan 53,5 MPa dan kuat patah 8,58 MPa.

T.Shimoda, S.Yokoyama.1999.

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.

SEMEN PORTLAND

No Uraian Jenis Semen Portland I II III IV V

1 SiO2 minimum - 20.0 - - - 2 Al2O3 maksimum - 6.0 - - - 3 Fe2O3 maksimum - 6.0 - 6.5 - 4 MgO maksimum 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 5 SO3 maksimum

•Jika C3A lebih kecil dari sama dengan 8,0 3.0 3.0 3.5 2.3 2.3

•Jika C3A lebih besar dari sama dengan 8,0 3.5 4.5

6 Hilang pijar maksimum 5.0 3.0 3.0 2.5 3.0

7 Bagian tak larut maksimum 3.0 1.5 1.5 1.5 1.5

8 C3S maksimum - - - 35 - 9 C2S minimum - - - 40 -

10 C3A maksimum - 8.0 8.0 7 5 11 C4AF + 2 C3A atau C4AF + C2F maksimum - - - - 25

Tabel 1. Syarat kimia utama (satuan dalam %)

(Sumber : BSN (Badan Standar Nasional) SNI 1-2049-2004)

No. Uraian Jenis Semen Portland I II III IV V

1 Kehalusan - - - - - Uji Permeabilitas udara, m2/kg - - - - - Dengan alat : - - - - - Turbidimeter, min 160 160 160 160 160 Blaine, min 280 280 280 280 280 2 Kekekalan : Pemuaian dengan autoclave, maks % 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 3 Kuat tekan : • Umur 1 hari, kg/cm2, minimum - - 120 - - • Umur 3 hari, kg/cm2, minimum 125 100 240 - 80 • Umur 7 hari, kg/cm2, minimum 200 175 - 70 150 • Umur 28 hari, kg/cm2, minimum 280 - - 170 210 4 Waktu pengikatan dengan alat : Gillmore • Awal, menit, minimal 60 60 60 60 60 • Akhir, menit, maksimum 600 600 600 600 600 Vicat • Awal, menit, minimal 45 45 45 45 45 • Akhir, menit, maksimum 375 375 375 375 375

(Sumber : BSN (Badan Standar Nasional) SNI 1-2049-2004)

Tabel 2. Syarat fisika utama

EKOSEMEN

• Jenis Ekosemen

• Komposisi kimia Abu Sampah

• Komposisi bahan pembuatan Ekosemen

KERANG LAUT (ANADARA GRANDIS)

Gambar. Kerang laut (Anadara grandis) (Google, 2013)

Komponen Batu Kapur (Lime Stone) Cangkang Kerang

CaO 85,16 66,7

SiO2 1,67 7,88

Fe2O3 2,7 (R2O3 ) 0,03

MgO 1,33 22,28

Al2O3 2,7 (R2O3) 1,2

Tabel. Perbandingan komposisi kimia serbuk cangkang kerang dan batu kapur (satuan dalam %)

(Sumber: Maryam dalam Marito Siregar 2009)

PENGUJIAN XRD (X-RAY DIFFRACTION)

METODE GRAVIMETRI

UJI MASSA JENIS SERBUK EKOSEMEN

UJI KUAT TEKAN

Pemrosesan Cangkang Kerang Menjadi Abu

Sampah Organik

Nama Senyawa Kadar Calcite (CaCO3) 100

Nama Senyawa Kadar Calcite (CaCO3) 69,7 Potassium Chloride (KCl) 12,1 Cadmium Gadolinium (Cd0.15Gd0.85) 4,0 Silicon Oxide (SiO2) 3,0 Iron Selenide Telluride (Fe ( Se0.5Te0.5 ) 8,1 Aluminum Erbium Germanide (Al2ErGe2 ) 3,0

Tabel 1. Pengujian XRD komposisi kimia Abu Kerang (satuan dalam %)

Tabel 3. Pengujian XRD komposisi Kimia Abu Sampah (satuan dalam %)

PENGUJIAN AWAL XRD

Pencampuran dan Pembakaran Ekosemen

METODE KIMIA

METODE FISIKA

METODE FISIKA

HASIL PENGUJIAN KIMIA

Pengujian A B C SG OPC Insoluble 10,545 11,358 10,860 10,114

SO3 1,1627 1,0633 0,7957 1,8762 SiO2 10,230 10,565 8,367 21,972 R2O3 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 Fe2O3 3,6124 3,6012 2,4879 1,3608

Tabel 4. Hasil pengujian ekosemen dengan metode kimia (satuan dalam %)

HASIL UJI KUAT TEKAN

Jenis Sampel Warna Ekosemen A Ekosemen B Ekosemen C Semen Gresik OPC

Tabel. Keterangan warna gambar

HASIL UJI MASSA JENIS SERBUK

Jenis (gr/cm3) A 1,69 B 2,535 C 1,676

SG OPC 2,54

Tabel . Hasil pengujian massa jenis serbuk

Senyawa Kadar (%) A B C SG OPC

CaCO3 95 83 93,1 - KCl 3 - - - SiO2 2 - - 6 ( MgAl2Si3O10 ).6 - 14 - - Na2S2 - 3 - - AlPO4 - - 6 - K( IO3) - - 2 - Ca3SiO5 - - - 94

PENGUJIAN AKHIR XRD

Tabel 8. Komposisi Akhir Ekosemen A,B,C dan SG OPC

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% - - - SO3 1,0633% 2,77% - - - SiO2 10,565% 21,09% - - - R2O3 12,94% 9,32% - - - CaO 42,756% 63,25% - - - MgO 1,9837% 2,00% - - - Fe2O3 3,6012% 3,36% - - -

Pengujian Fisika Kuat Tekan

7 hari - - - 72,6 kg/cm2 - 28 hari - 196 kg/cm2 53,5 MPa - -

Kuat Patah - - 8,58 MPa - - Densitas 2,535 gr/cm3 3,15 gr/cm3 - -

• 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%); SO3 (1,0633%); SiO2 (10,565%); R2O3 (12,94%); CaO (42,756%); MgO (1,9837%); hilang pijar (Loss Of Ignition) (30,896%); Fe2O3 (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/cm3.

• Dari Pengujian XRD diperoleh bahwa dari ketiga jenis komposisi belum terbentuk senyawa Ca3SiO5 yang merupakan kandungan utama dari semen portland.

KESIMPULAN

DAFTAR PUSTAKA

• Bouchet, Philippe. 2012. ‘Anadara grandis (Broderip & G.B. Sowerby I, 1829)’. http://www.marinespecies.org/aphia.php?p=taxdetails&id=600539 (Diakses tanggal 17 Februari 2013)

• Badan Standar Nasional Indonesia (BSNI) . 2008. SNI 15-2049-2004 Semen P ortland

• Firdaus, Apriyadi. 2007. ‘Proses Pembuatan Semen Pada PT.Holcim Indonesia, Tbk’.Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa.Cilegon,Banten

• Kemenperin. 2012. “Semester I, Konsumsi Semen Capai 26 Juta Ton”. http://www.kemenperin.go.id/artikel/3615/Semester-I,-Konsumsi-Semen-Capai 26-Juta-Ton (Dikutip tanggal 17 Januari 2013)

• Kementrian Negara Lingkungan Hidup Republik Indonesia (KNLH).‘Statistik Persampahan Indonesia Tahun 2008‘.2008

• Nana Dyah Siswati, Rubin Nanda, Riant Anggraini.2009.” Pembuatan Ekosemen Dari Sampah Organik “.Jurnal Teknik Kimia Vol.3 No.2 . Jurusan Teknik Kimia UPN Veteran Jawa Timur

• Neli Susanti.2009.” Pembuatan Ekosemen Dari Abu Sampah Dan Uji Aplikasinya Untuk Panel Beton”.Tesis. Jurusan Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. Medan

DAFTAR PUSTAKA

• Nelvia Adi Syafpoetri, Monita Olivia, Lita Darmayanti.2012.” Pemanfaatan Abu Kulit Kerang (Anadara grandis) Untuk Pembuatan Ekosemen”.Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Riau Pekanbaru

• Nugraha Paul, Antoni. 2007. ‘Teknologi Beton’. Penerbit Andi. LPPM Universitas Kristen Petra.Surabaya

• Shinta Marito Siregar.2009.” Pemanfaatan Kulit Kerang Dan Resin Epoksi Terhadap Karakteristik Beton Polimer”.Tesis.Jurusan Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara Medan

• Tim Redaksi 02. 2012. ‘Indonesia Defisit Pasoka Semen Butuh Minimal 2 Pabrik Baru’. http://duniaindustri.com/berita-industri-semen- indonesia/1111-indonesia-defisit 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