pengaru:h abu batu bara pada sementasi …ansn.bapeten.go.id/files/43104/2721.pdf · pengaru:h abu...

6
~ Prosiding Pertemuan danPresentasi Ilmiah P3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15Juli 1999 480 Buku II PENGARU:H ABU BATU BARA PADA SEMENTASI LIMBAH YANG MEI"lGANDUNG AS AM BORAT ~. ~ 2.. Bahdir Johan, Zainus Salim in P2PLR-BATAN, Serpong, Tangerang ABSTRAK PENGARUH ABU BATU BARA PADA SEMENTASI L/MBAH YANG MENGANDUNG ASAM BORA T. Telah dipelajari karakteristik pemadatan limbah cair yang mengandung asam borat daTi reaktor nuklir pembangkit listrik tipe air ringan bertekanan, metode pemadatan dengan proses sementasi menggunakan aditif abu batu barB untuk menghilangkan faktor kesulitan pengerasan hasil pemadatannya. Variabel yang dipelajari ialah konsentrasi aditif abu batu barn, pada konsentrasi asam bornE dalam limbah 0,15% -0,50%.. Penelitian dilakukan dengan mengoptimasi pertJandingan matriks air/semen (A/S) dan pasir/semen (P/S), penggunaan aditif abu batu bars. Hasil menunjukkan pertJandingan air/semen (A/S) 0,35 dan (P/S) 0,75 mempunyai kualitas tertJaik. Pads nilai kuat tekan 29,60 N.mm-2, variasi konsentrasi aditif abu batu barn 0% -15% digunakan pads proses sementasi, diperoleh konsentrasi optimum pads harga 5% berlaku untuk persen asam bornE dalam limbah cair tersebut. Pengujian kualitas blok beton dilakukan dengan pengukuran densitas, kuat tekan dan lajulindi. Densitas diuji dengan mengukur volume dan berat benda uji, kuat tekan diukur menggunakan alaE uji tekan buatan .Paul Weber" dan pelindian diuji menggunakan air suling selama 56 hari. Hasil optimum yang diperoleh konsentrasi aditif 5% adalah kenaikan kuat tekan 88,41%, fraksi terlindi turun 13,46% dibanding dengan tanpa menggunakan aditif abu batubara. ABSTRACT THE EFFECT OF FL Y ASH ON CEMENTED LIQUID WASTE CONTAINING BORIC ACID. A study on immobilization characteristics of liquid waste containing boric acid from a pressurized water reactor has been carried out. The immobilization was carried out by studying fly ash additive, on concentration of boric acid waste 0.15% -0.50%. The research was carried uot by determinated waterlcement ratio (WIC) and sandlcemen ratio (SIC), the optimum result was WIC 0.35 and SIC 0.75 giving the maximum compressive strength on value 29.60 N.mm-2 saw the best quality. On this condition 0% -15% weigh of fly ash was added to the cementation of liquid waste containing boric acid, the optimum result was 5% of fly ash addition. The quality tested included density, compressive strength and leaching rate. The density was determinated by weighing and measuring sample volume, compressive strength determinated using "Paul Weber" apparatus and the leaching tested using aquadest for 56 days. The result of this research on 5% fly ash addition and increasing of compressive strength 88.41% and the decreasing of leaching fraction 13.46% comparing without fly ash addition. PENDAHULU,IlN P ada dasa wargaterakhir ini terjadi peningkatan penggunaan teknologi nuklir yang sangat pesat. Penggunaan tersebut meliputi bidang-bidang kedokteran, pertanian, pengawetan makanan, pengujian bahan dan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN). Jenis-jenis PLTN yang telah dioperasikanoleh negara-negara maju, antara lain reaktor air ringan bertekanan(PWR), reaktor air mendidih (BWR), reaktor air berat bertekanan (PHWR) dan reaktor pendingin gas. Untuk menyerapneutron dalam reaktor PWR digunakan Boron-l 0, akibatnya limbah radioaktif cair dari reaktor tersebut mengandung asam borat (H3BO3). Pada proses sementasi limbah cair yang mengandung asam borat akan sulit terjadi pengerasan. Kesulitan tersebut terjadi akibat komponen CaOdalam semen bereaksi dengan asam borat,sehingga kristal semen tidak terbentuk secara sempuma. Untuk mengatasi masalah tersebut dilakukan penelitian proses sementasi limbah cair yang mengandung asam borat menggunakan aditif abubarnbara dari PLTV Suralaya. Kandungan abu batu bara dari PLTV Suralaya terdiri dari: SiO2 (59,40%), Al2O3 (24,70%), Fe203 (4,60%), CaO (3,10%), MgO (1,70%), Na20 (2,50%), K2O Bahdir Johan, dkk Pengolahan Limbah Radioaktif & Lingkungan ISSN 0216-3128

Upload: doanlien

Post on 01-Jul-2018

221 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

~

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IlmiahP3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15Juli 1999480 Buku II

PENGARU:H ABU BATU BARA PADA SEMENTASI LIMBAHYANG MEI"lGANDUNG AS AM BORAT ~. ~

2..

Bahdir Johan, Zainus Salim inP2PLR-BATAN, Serpong, Tangerang

ABSTRAK

PENGARUH ABU BATU BARA PADA SEMENTASI L/MBAH YANG MENGANDUNG ASAMBORA T. Telah dipelajari karakteristik pemadatan limbah cair yang mengandung asam boratdaTi reaktor nuklir pembangkit listrik tipe air ringan bertekanan, metode pemadatan denganproses sementasi menggunakan aditif abu batu barB untuk menghilangkan faktor kesulitanpengerasan hasil pemadatannya. Variabel yang dipelajari ialah konsentrasi aditif abu batu barn,pada konsentrasi asam bornE dalam limbah 0,15% -0,50%.. Penelitian dilakukan denganmengoptimasi pertJandingan matriks air/semen (A/S) dan pasir/semen (P/S), penggunaan aditifabu batu bars. Hasil menunjukkan pertJandingan air/semen (A/S) 0,35 dan (P/S) 0,75mempunyai kualitas tertJaik. Pads nilai kuat tekan 29,60 N.mm-2, variasi konsentrasi aditif abubatu barn 0% -15% digunakan pads proses sementasi, diperoleh konsentrasi optimum padsharga 5% berlaku untuk persen asam bornE dalam limbah cair tersebut. Pengujian kualitas blokbeton dilakukan dengan pengukuran densitas, kuat tekan dan lajulindi. Densitas diuji denganmengukur volume dan berat benda uji, kuat tekan diukur menggunakan alaE uji tekan buatan.Paul Weber" dan pelindian diuji menggunakan air suling selama 56 hari. Hasil optimum yangdiperoleh konsentrasi aditif 5% adalah kenaikan kuat tekan 88,41%, fraksi terlindi turun 13,46%dibanding dengan tanpa menggunakan aditif abu batubara.

ABSTRACT

THE EFFECT OF FL Y ASH ON CEMENTED LIQUID WASTE CONTAINING BORIC ACID. Astudy on immobilization characteristics of liquid waste containing boric acid from a pressurizedwater reactor has been carried out. The immobilization was carried out by studying fly ashadditive, on concentration of boric acid waste 0.15% -0.50%. The research was carried uot bydeterminated waterlcement ratio (WIC) and sandlcemen ratio (SIC), the optimum result wasWIC 0.35 and SIC 0.75 giving the maximum compressive strength on value 29.60 N.mm-2 sawthe best quality. On this condition 0% -15% weigh of fly ash was added to the cementation ofliquid waste containing boric acid, the optimum result was 5% of fly ash addition. The qualitytested included density, compressive strength and leaching rate. The density was determinatedby weighing and measuring sample volume, compressive strength determinated using "PaulWeber" apparatus and the leaching tested using aquadest for 56 days. The result of thisresearch on 5% fly ash addition and increasing of compressive strength 88.41% and thedecreasing of leaching fraction 13.46% comparing without fly ash addition.

PENDAHULU,IlN

P ada dasa warga terakhir ini terjadi peningkatanpenggunaan teknologi nuklir yang sangat pesat.Penggunaan tersebut meliputi bidang-bidang

kedokteran, pertanian, pengawetan makanan,pengujian bahan dan Pembangkit Listrik TenagaNuklir (PLTN). Jenis-jenis PLTN yang telahdioperasikan oleh negara-negara maju, antara lainreaktor air ringan bertekanan (PWR), reaktor airmendidih (BWR), reaktor air berat bertekanan(PHWR) dan reaktor pendingin gas. Untukmenyerap neutron dalam reaktor PWR digunakanBoron-l 0, akibatnya limbah radioaktif cair dari

reaktor tersebut mengandung asam borat (H3BO3).Pada proses sementasi limbah cair yangmengandung asam borat akan sulit terjadipengerasan. Kesulitan tersebut terjadi akibatkomponen CaO dalam semen bereaksi dengan asamborat, sehingga kristal semen tidak terbentuk secarasempuma.

Untuk mengatasi masalah tersebutdilakukan penelitian proses sementasi limbah cairyang mengandung asam borat menggunakan aditifabu barn bara dari PL TV Suralaya. Kandungan abubatu bara dari PL TV Suralaya terdiri dari: SiO2(59,40%), Al2O3 (24,70%), Fe203 (4,60%), CaO(3,10%), MgO (1,70%), Na20 (2,50%), K2O

Bahdir Johan, dkkPengolahan Limbah Radioaktif & LingkunganISSN 0216-3128

Prosiding Pertemuan den Presentasi IlmiahP3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15Juli 1999 Buku II 481

semen yang terjadi tidak dapat mengeras. Peristiwatersebut terjadi karena CaD penyusun semenbereaksi dengan asam borat, sehingga mengganggureaksi hidrasi[41. Pada persamaan reaksi 1 clan 2menunjukkan bahwa Ca(OH)2 merupakan basilakhir. Adanya kandungan boraks dalam limbah akanmenyebabkan terjadinya reaksi antara boraksdengan Ca(OH)z.

2 H3BO3 + Ca(OH)2~ Ca(BO3)2+ 4H2O (5)

Kalsium borat merupakan lapisan tidak larut yangmembentuk lapisan tip is antara partikel-partikelsemen. Lapisan tersebut akan mengharnbat difusiair, sehingga menghalangi pembentukan ikatansilang antar partikel[7].

Ketika air dalarn limbah kontak denganpartikel semen, maka terbentuklah larutan superjenuh dari kalsium hidroksida dan partikel koloiddari 3CaO.2SiO2.3H2O yang terdapat pada bagianpermukaan semen. H3BO3 bereaksi dengan Ca(OH)2membentuk Ca(BO2) pada bagian permukaan,dimana lapisan ini harnpir tidak dapat larut danmembentuk lapisan antara partikel semen denganlarutan antar permukaan. Lapisan ini mengharnbatdifusi air clan menghalangi partikel koloid untukmembentuk ikatan silang. Selain itu partikel koloidakan membentuk ikatan stabil dengan ion boraksyang tidak dapat mengeras. Maka terbentuk basilakhir berupa lapisan plastik yang pennanen. Untukdapat mengatasi hal terse but dikembangkanpemadatan dengan penarnbahan aditif bahan alamyang mengandung CaD.

TATA KERJA

BahanBahan yang digunakan, larutan CsNO3

0,0138 ppm, larutan asam borat, air, semen portlandtipe I, pasir Cisadane dengan ukuran butir ~ 2 mmclan abu barn bara dari PL1U Suralaya.

MetodeTahap pertama dilakukan berturut-turut

optimasi perbandingan air/semen clan perbandinganpasir/semen.

Penentuan kondisi optimum perbandinganair/semen (A/S) dengan cara membuat variasi AlSdari 0.30, 0.35, 0.40, 0.50 clan 1,00. Denganmenggunakan data AlS optimum ditentukan kondisioptimum perbandingan pasir/semen (P/S) dengancara membuat variasi PIS dari 0,25, 0,50, 0,75 clan1,00. Tahapan selanjutnya yaitu pada kondisioptimum dari tahap pertama ke dalam slurry semenditambahkan asam borat dari 0,15% sampai dengan0,50% selanjutnya abu barn bara dari 0 sampai 15%berat yang diuji kualitasnya setelah didiamkanselama 56 hnri. Untuk mengetahui kualitas blok

(0,50%), S03 (2,30%), TiOz (0,80%), dan PZ03(0,40%). Dengan penambahan aditif abu batu bara,terjadi pengikatan asam borat oleh CaO dari aditifsehingga tidak mengurangi CaO pada komponenpenyusun semen. Dalam penelitian ini dibatasi padapengaruh CaO saja, sedangkan pengaruh oksida-oksida lainnya akan diteliti untuk penelitian tahunyang akan datang.

Pada proses sementasi limbah yangmengandung asam borat digunakan semen Portlandtipe I dengan penyusun utamanya[l].Trikalsium Silikat (C3S), 3CaO,SiOz = 50%

.Dikalsium Silikat (CzS), 2CaO.SiOz = 24%

.Trikalsium Aluminat (C3A), 3CaO.Alz03 = 1.1 %

.Tetrakalsium Aluminoferit (C4AF),4CaO.Alz03.Fez03 = 8%

.Kandungan lain = 7%

Berdasarkan basil penelitian ,di negara-negara maju dalam bidang nuklir, sebelummengolah limbah yang sesungguhnya terlebihdahulu dilakukan penelitian limbah simulasi[z.4].Penelitian simulasi dimulai dari kondisi yang palingsederhana setahap demi tahap meningkat hinggapada kondisi yang mirip dengan limbahsesungguhnya. Tujuan penelitian simulasi ini adalahuntuk memperoleh kondisi optimum sehingga padapenelitian lanjutan kondisi tersebut dapat dipakaisebagai acuan.

Dalam penelitian ini limbah cair simulasiyang mengandung asam borat diimobilisasi dengansemen. Hasil akhir pengolahan limbah cair hamsbempa padatan, sehingga radionuklida tidak mudahterlepas ke lingkungan, oleh sebab itu syarat-syaratpengolahan clan kriteria batas kualitas baik harusmengikuti yang telah ditetapkan oleh IAEA [3.5].

Konsentrat limbah cair aktivitas rendahyang mengandung asam borat diimobilisasi dengansemen portland tipe I dan aditif abu batu bara. Agarblok beton basil imobilisasi memenuhi persyaratan,maka hams dilakukan uji kualitas clan kemudiandibandingkan dengan standar IAEA, yaitu:Standar kualitas blok beton[6]Densitas (p) = 1,70 -2,50 g.cm-3Kuat tekan (r) = 20,0 -50.0 N.mm-zLaju lindih (Rn) = 1,70xIO-I-2,50xIO-4g.cm-z.hari-1

Reaksi hidrasi semen dengan aifll.4]2(3CaO.SiO2)+6H20 ~ 3 CaO.2SiO2.3H20 + 3Ca(OH)2

(1)2(2CaO.SiO2) + 4H20 ~ 3CaO.2SiO2.3H20 + Ca(OH)2

(2)3CaO.A1203 + 6H20 ~ 3CaO.AI203.6H20 (3)4CaO.AI203.Fe203 + 17H20 ~ 3CaO.Ai203.12H20+

CaO.FeO3.5H20 (4)Dalam proses sementasi limbah cair yang

mengandung borat akan terjadi proses pengerasan(hardening) yang cukup lama, kadang-kadang

ISSN 0216-3128Pengolahan Limbah Radioaktif & LingkunganBahdir Johan, dkk

Prosiding Perlemuan dan Presentasi IlmiahP3TM-BATAN, Yogyakarla 14-15Juli 1999482 Buku 11

beton basil imobilisasi, dilakukan uji kualitas yangmeliputi densitas, kuat tekan dan laju lindih[6]. Daridata AlS dan PIS optimum dilakukan optimasi asamborat dengan cara menambahkan asam borat yangdivariasi dari 0,15% sid 0,50% berat. Pada kondisiasam borat optimum dilakukan penambahan abubatu bara dari 0,50%, 10% dan 15%. Pengujiankualitas dilakukan dengan cara pengukuran densitas,kuat tekan dan pelindihan. Densitas(p) ditentukandengan menimbang diikuti mengukur volume bendauji yang telah dihaluskan permukaannya. Kuat tekan(r) dilakukan pada benda uji yang telah diukurdensitasnya dengan tara ditekan hingga hancur danlaju lindih(Rn) dilakukan pada benda uji yang telahdiukur densitasnya dengan cara direndam dalam airsuling. Contoh air pelindih diambil setiap harihingga satu minggu dan setiap minggu hinggaminggu ke delapan untuk dianalisis di laboratoriummenggunakan Spektrofotometer Absorpsi Atomik.

A/S 0,35 merupakan kondisi optimum r=21,53N.mm-2, karena pada perbandingan tersebut jumlahair yang ditambahkan ekivalen dengan partikel-partikel semen yang ada, sehingga reksi hidrasiberjalan sempuma tanpa ada kelebihan ataukekurangan air.

Dari optimasi pasir/semen (PIS), denganmenggunakan A/S 0,35 ditambahkan pasir denganperbandingan PIS 0,25, 0,50, 0,75 clan 1,0. Hasilpenelitian dinyatakan sebagai grafik hubunganantara kuat tekan fungsi PIS pada Gambar 2. UntukPIS 0,25 kuat tekan lebih rendah hila dibandingkandengan PIS 0,50. artinya bahwa penambahan pasirberfungsi sebagai aditif yang dapat menaikkan kuattekan blok beton. Semakin banyak pasir yangditambahkan semakin tinggi kuat tekan. Apabilapasir ditambahkan terns menerus akan terjadikelebihan pasir, sehingga pasir tidak dapat diikatoleh hidrat semen, akibatnya kuat tekan rendah.Pada kondisi tertentu penambahan pasir akansebanding dengan jumlah hidr,at yang ada, sehinggareaksi menjadi sempurna, terjadi pada PIS 0,75 kuattekan r=29,60N.mm-2

HASIL' DAN P:~MBAHASAN

Dari penentuan optimasi perbandinganair/semen (AlS), diperoleh data-data kuat.Berdasarkan data terse but dapat dibuat- gambar 1,yaitu grafIk hubungan antara kuat tekan fungsi AlS.Pacta A/S 0,30 kuat tekan lebih rendah biladibandingkan dengan AlS 0,35, artinya bahwareaksi hidrasi pacta AlS 0,30 belum sempumasehingga masih acta partikel semen yang belumbereaksi dengan air, akibatnya kuat tekan rendah.Apabila air ditambahkan hingga AlS 0,35 makajumlah partikel semen yang mengalami reaksihidrasi semakin banyak, akibatnya kuat tekanmenjadi lebih besar.

zo,oo

~ ,/'"""'"

./

23,00 ./~

?E 2G,OOE~~e 24,00g"

.//

II

//

11,00

20,000,00 0,20 0,40 O,GO 0,30 1.00

,,"rblndlngln P/3

Gombar 2. Kuot tekanfungsi PIS

Dari optimasi aditif abu batubara dapatdibuat Gambar 3, yaitu graflk hubungan antara kuattekan blok beton fungsi konsentrasi aditif abubatubara. Pada Gambar 3 dapat dilihat dengan jelas,bagaimana pengaruh aditif abu batubara terhadapkekuatan tekan contoh blok beton.

Uji kuat tekan contoh dengan kandunganasam borat 0,15% didapat basil bahwa tanpa adanyaaditif batubara kekuatan tekan minimal yaitu 27,00N.mm-2. Bila dibandingkan dengan yangmenggunakan aditif abu batubara (5%, 10% dan15%) diperolah basil kekuatan tekan yang lebihbaik. Kekuatan tekan contoh dengan kandunganasam borat 0,15% didapat basil yang optimum padapenambahan 5% aditif abu batubara yaitu 50,00N -2 .mm.

Gambar 1. Kuattekan lungs; AlS

Apabila air ditambahkan terns hingga AlS0,40 maka terjadi kelebihan air yang akanterperangkap clan membentuk rongga-ronggamikro~kopis didalam blok beton. Akibat dariterbentuknya rongga-rongga mikroskopis tersebutmengakibatkan kuat tekan blok beton semakin kecil.Demikian pula pada A/S 0,45 clan 0,50 kuat tekansemakin menurun. Dapat dibuat kesimpulan bahwa

Bahdir Johan, dkkPengolahan Limbah Radioaktif & LingkunganISSN 0216-3128

Prosiding Perlemuan dan Presentasi llmiahP3TM-BATAN, Yogyakarla 14-15Juli 1999 Buku II 483

1O,OO! I I .I I I .I .I .I

0 2 4 6 8 10 12 14 .Adi!i! /t)u BaI..,ara (~

--0,15 ~O,Z; -*-O,~ 0,45 -8-0,W

Gambar 3. Kuat tekan lungsi aditif abu batubara

Hal yang sarna didapat pula padakandungan asam borat 0,25%, 0,35%, 0,45% daD0,50% bahwa tanpa adanya aditif abu batubara padacontoh beton diperoleh kekuatan tekan yangminimum. Penyebab kekuatan tekan yang minimumpada contoh beton tanpa aditif abu batubara, karenalimbah cair tersebut mengandung asam borat yangakan menyulitkan proses sementasi, yaitupengerasan pada contoh beton yang dibuat akanterganggu. Hal ini karena komponen CaO padasemen akan bereaksi dengan asam borat sehinggamengganggu reaksi hidrasi (kristal semen tidakterbentuk secara sempuma).

Untuk kandungan asam borat 0,25%,kekuatan tekan minimum 25,60 N.mm-2, dankekuatan tekan optimum 43,40 N.mm-2, padapenggunaan 5% berat aditif abu batubara. Untukkandungan asam borat 0,35%, kekuatan tekanminimum 23,20 N.mm-2, daD kekuatan tekanoptimum 36,20 N.mm-2, pada penggunaan 5% berataditif abu batubara. Untuk kandungan asam borat0,45%, kekuatan tekan minimum 22,30 N.mm-2, daDkekuatan tekan optimum 35,20 N.mm-2, padapenggunaan 5% berat aditif abu batubara. Untukkandungan asam borat 0,50%, kekuatan tekanminimum 19,70 N.mm-2, daD kekuatan tekanoptimum 34.19 N.mm-2, pada penggunaan 5% berataditif abu batubara. Reaksi hidrasi merupakanfungsi kehalusan partikel-partikel semen, jumlah airyang ditambahkan, aditif yang ditambahkan daDtemperatur yang akhirnya akan sangatmempengaruhi kualitas blok beton hasil imobilisasilimbah yang mengandung asam borat. Komponenyang sangat menentukan kekuatan tekan pada semenportland adalah C3S. Makin tinggi konsentrasi C3Sakan makin tinggi kekuatan tekan blok beton. Untukimobilisasi limbah yang mengandung asam boratadalah semen portland type I dengan komposisi C3S50%. Apabila jumlah aditif belum mencukupi untukbereaksi dengan hidrat semen yang ada, reaksihidrasi be1um sempuma. Akibatnya kuat tekan blokbeton rendah. Hal ini terjadi pada konsentrasi abubatubara 0%. Makin banyak abu batubara yangditambahkan pada hidrat semen, reaksi hidrasi akan

semakin sempuma sehingga kuat tekan blok betonsemakin tinggi. Pada kondisi tertentu jumlahmolekul aditif akan ekivalen dengan jumlahpartikel-partikel penyusun hidrat semen sehinggareaksi hidrasi menjadi optimum. Pada kondisioptimum kualitas blok beton menjadi optimum,peristiwa terse but terjadi pada penambahan abubatubara 5%. Apabila aditif ditambahkan ternssehingga melebihi jumlah yang diperlukan, makakelebihan aditif akan terperangkap diantaramolekul-molekul hidrat semen. Adanya molekul-molekul aditif yang terperangkap menyebabkanikatan hidrasi semakin rapuh sehingga kualitas blokbeton menurun. Peristiwa tersebut terjadi padapenambahan aditifabu batubara 10% sampai 15%.

Harga kekuatan tekan optimum tersebutdiatas diperoleh pada persen penggunaan aditif abubatubara yang optimal karena hila diberi tanbahanaditif abu batubara melebihi 5%, kekuatan tekanblok beton menjadi menurun. Sebab padapenambahan aditif abu batubara yang lebih besardari 5% akan menimbulkan masalah pada saatpembuatan contoh beton.

Untuk mengetahui basil densitas contohbeton yang mengandung limbah asam borat, dapatdilihat Gambar 4 yaitu data densitas untuk variasiasam borat dari 0,15% -0,50% dalam limbah cairoDidapat basil bahwa semakin besar persen aditifyang ditambahkan, maka densitas contoh blok betonakan semakin besar. Hal ini disebabkan dengansemakin besar persen aditif, akan semakin beratcontoh blok beton tersebut, jika dibagi denganvolume yang sarna, maka densitas akan semakinbesar pula. Dari hasil penelitian yang dilakukandiperoleh densitas contoh beton antara 0,03 g.cm-3sampai 2,09g.cm-3.

::j-2,07

f

'E"g 2,00""

'ii 2,05c"0

2,04

.,;

2,03

--j0 2 6 8 10 12 14 16

Adi!i! /bu 8atubara (~

Gambar 4. Densitas fungsi aditif abu batubara

Reaksi hidrasi antara semen dengan airbergantung pacta jumlah partikel-partikel semen,molekul air dan konsentrasi aditif. Apabilakonsentrasi aditif belum mencukupi untukmenggantikan Ca(OH)2 yang bereaksi dengan Borat,reaksi hidrasi belum sempurna. Akibatnya densitasblok beton rendah daD peristiwa tersebut terjadi

2,02

.

ISSN 0216-3128Pengolahan Limbah Radioaktif & LingkunganBahdir Johan, dkk

14 20 50 5628 30Waktu lindi (hari)

Gambar 6. Fraksi terlindi fungsi waktu (hari)

KESIMPULAN

pada penambahan abu batubara lebih kecil dari 5%.Makin banyak aditif yang ditarnbahkan pada hidratsemen, reaksi akan semakin sempurna sehinggadensitas blok beton semakin tinggi. Pada kondisitertentu jumlah aditif abu batubara ekivalen dengankebutuhan CaO untuk reaksi hidrasi semen, densitasclan kuat tekan menjadi optimum. Peristiwa tersebutterjadi pada penarnbahan abu batubara 5%. Apabilaaditif ditambahkan terns hingga melebihi jumlahyang diperlukan densitas akan naik, tetapi kuattekan akan turnn karena kelebihan aditifterperangkap diantara molekul-molekul hidratsemen dalam blok beton. Jadi penambahan aditifabu batubara yang berlebihan dapat menyebabkanblok beton menjadi rapuh, walaupun densitasnyatinggi, karena jumlah aditif yang berlebihan dapatmengurangi daya ikat partikel semen.

Pelindian dilakukan terhadap contoh blokbeton yang mengandung Cs-137 denganpenarnbahan aditif abu batubara clan contoh betontanpa aditif (blonko aditif). pengukuran aktivitasterlindi dari contoh beton basil irnobilisasi dilakukandengan menggunakan alat SpektrofotometerAbsorbsi Atomik.

Laju lindi contoh beton basil imobilisasiterdeteksi setelah hari ke empat belas. Dari haripertama sarnpai hari ke tujuh tidak terjadi pelepasanCs-137, karena Cs-137 terikat dengan baik padamatriks semen. Pada keadaan tersebut sukar terjadipelindian Cs-13 7 yang terikat pada contoh.

Laju lindi pada variabel asarn borat 0,15%dapat dilihat Gambar 5. Pada contoh beton yangtidak mengandung abu batubara terlihat bahwa padahari ke empat belas Cs- 137 yang terlepa~ lebih besarhila dibandingkan dengan contoh beton yangmengandung aditif abu batubara. Pada hariberikutnya terlihat pelepasan Cs-137 akanmeningkat terns sesuai dengan larnanya pelindiansarnpaijumlah Cs-137 yang terlepas akan konstan.

Hasil penelitian menunjukkan kondisioptimum perbandingan air/semen (AlS) 0,35 danperbandingan pasir/semen (P/S) 0,75. Penambahanaditif abu batubara dalam campuran betonmenaikkan kuat tekan 88,41 % serta menurunkanfraksi terlindi 13,46% dibandingkan dengan tanpapenggunaan aditif batubara.

Penambahan aditif abu batubara pactasementasi limbah asam borat yang mengandung Cs-137 yang terbaik adalah 5% dari berat campuran.

DAFTAR PUSTAKA

Waktu lindi (hari)-~

1. LEA, FM,"The Chemistry of Cement andConcrete", Edward Arnold, London, 1982

2. G. BAUMGARTEL, "The Nuclear Fuel Cycle",Kernforschungszeutrum Karlsruhe GmbHkarlsruhe, Federal Republik of Germany, 18September -13 Oktober 1989

3. Normemtemationals ISO 404. P. VEJMELKA,"Solidification of liquid

Concentrates in Cement," IAEA Interna-tionalTraining Course, KfK, Karlsruhe, 1987

5. TECHNICAL REPORT SERIES No.82,"Treatment of low and intermediate levelRadioactive Waste Concentrate, IAEA,Vienna, 1980

6. ELDEN,A.D. et all, "Pr(;cess for immobilizationof a radioactive waste in cement matrix",Preceeding of Symposium Conditioning ofRadioactive Waste for Storage and Disposal,IAEA, Vienna, 1983

Gambar 5. Aktivitas terlindifungsi waktu (hari)

Dari Gambar 5 terlihat bahwa kondisioptimum tercapai pada penambahan 5% aditif abubatubara, hal ini ditunjukkan dengan sedikitnyapelepasan Cs-1.37 dari contoh blok betonbiladibandingkan dengan penambahan 10% clan 15%

Bahdir Johan, dkkPengolahan Limbah Radioaktif & LingkunganISSN 0216-3128

Prosiding Perlemuan den Presentasi IlmiahP3TM-BATAN, Yogyakarla14 -15 Juli 1999 Buku II " 485

7. ROBERT C., ROSENLOF,"PWR User Group10 CFR 61 Wqaste from RequirementComplience Test Program, Vol I, ProceedingSymposium on Symposium on WasteManagement", Tucson, 1985.

~ Abu ba/1/ bara berfungsi untuk mengikatasam borat sehingga tidak ada penggunaanpd pengerasan slurry semen. Abu batu baradapat menaikkan kuat tekan sebesar 88,41%.Dapat menurunkan fraksi terlindi sebesar13,46%.

~ Pada penelitian ini dibatasi untuk pengaruhasam borat saja, sedangkan pengaruh asamnitrat akan dipelajari lebih lanjut pada tahunberikutnya.

TANYA JAWAB

Sukirno>- Komposisi abu batu bara, unsur apa saja? Dari

unsur tersebut yang ada, unsur apa yang sangat

berpengaruh?>- Apa kegunaan abu barn bara terhadap

sementasi?>- Selain asam borat, apakah telah diteliti asam

nitrat? Karena yang saya tahu limbah RA banyakmengandung asam nitrat. Karena asam nitratyang dalam sementasi menyebabkan kekerasanmonolit semen mudah retak?

Bahdir Johar-<C>- Komposisi abu batu bora PLTU Suralaya

Sial (59,4%), A&Oj (24,7%), Fe]Oj (4,6%),CaD (3,1%), MgO (1,7%), NajO (2,5%),K]O (0,5%), SOj (2,3%), TiO] (0,8%) don

P]Oj (0,4%).

Syarip~ Mengapa ada campuran abu barn bara? Untuk

apa fungsinya?~ Berapa % abu yang diharapkan (minimal)?

Bahdir Johar-<>- Abu balu bora digunakan untuk mengikat

asam borat yang ado dalam konsentratlimbah cairo Karena dalam imobilisasikonsentrat yang mengandung asam borat,aam borat akan menyerang CO dalam semensehingga reak'ii hidrasi terganggu dan slurrysemen sukar mengeras. Untuk mengatasinyadilakukan penambahan abu batu bara agarasam borat dapat bereak'ii dengan CO dariabu batu bara.

-<>- Abu batu bara optimum pada sementasiasam borat adalah 5%.

ISSN 0216-3128Pengolahan Limbah Radioaktif & LingkunganBahdir Johan, dkk