VARIASI KOMPOSISI DAN WAKTU SINTERING PADA PEMBUATAN FOAM GLASS MENGGUNAKAN LIMBAH PECAHAN KACA (CULLET ) DAN ABU SAWIT (FLY ASH )

OLEHHADRIAN YONAS SEBASTIAN N

LATAR BELAKANG

Provinsi Riau didominasi oleh PKS yang mana

memiliki 143 pabrik sawit dengan kapasitas produksi

7.504 ton per jam menghasilkan 100.000

ton per tahun (abu terbang) fly ash

(Syahza, 2013).

Di Kota Pekanbaruproduksi sampah mencapai 610 ton /hari untuk sampah kaca sekitar 1,14%

Non - Biodegradable

Foam glass memiliki karakteristik tidak mudah terbakar, stabilitas termal dan ketahanan yang tinggi terhadap bahan kimia yang merupakan perbedaan menguntungkan dibandingkan bahan polimer [Hurley, 2003].

RUMUSAN MASALAHNama Peneliti

Fernandes dkk, (2009)

Abdel Alim(2009) Luci dkk (2015) Penelitian ini

Bahan Baku Sheet glass (window glass) dan Fly Ash dari thermal plant

Container glass berwarna hijau, putih, coklat

Window glass dan fly ash dari PKS

Window glass dan fly ash dari PKS

Foaming agent Dolomit Sodium silicate solution Dolomit Dolomit

Waktu sintering 30 menit 10,20,30,40 menit 10,20,30,40 menit 20,30,40,50 menit

Suhu sintering 750-950 oC 750-920 oC 750, 800, 850, 900, 950ᵒC 600,650,700,800,900ᵒC

Hasil Dihasilkan foam glass terbaik pada temperatur sintering 900oC dengan penambahan foaming agent 2%wt pori mikrostrukur yang homogen densitas 0,36gr/cm3-0,49 gr/cm3

kuat tekan 2,40-2,80 Mpa. Porositas 82%

Dihasilkan foam glass terbaik temperatur sintering 850oC, jumlah foaming agent 12 wt %, lama waktu sintering 30 menitKuat tekan 1,62 MPa (% porositas = 90%)

Dihasilkan foam glass dengan densitas 0,91 g/cm3, kuat tekan 1,69 MPa; porositas 63%. Suhu sintering terbaik diperoleh pada suhu 900oC.

TUJUAN PENELITIAN

• Mengetahui pengaruh suhu dan waktu sintering terhadap foam glass dengan menggunakan rasio 80 : 20% massa dan penambahan dolomit 8% massa

• Menentukan karakterisasi dari foam glass yang dihasilkan.

• Perbaikan dari penelitian sebelumnya

MANFAAT PENELITIAN1. Penelitian ini digunakan sebagai dasar penelitian yang dilakukan lebih lanjut dengan variabel

yang berbeda maupun digunakan sebagai referensi penelitian yang terkait.

2. Pemanfaatan limbah abu terbang dari pabrik sawit dan limbah pecahan kaca (cullet) dapat mengurangi permasalahan lingkungan karena termasuk limbah non biodegradable dan didaur ulang untuk menghasilkan foam glass.

3. Sebagai literatur baru terkait penelitian foam glass

TINJAUAN PUSTAKA1. FOAMING GLASS

Foam glass juga sering disebut cellular glass pada dasarnya merupakan gelas dengan kandungan gelembung yang tinggi, yang diproduksi dengan menambahkan gas atau zat gas pembentuk pori (foaming agent). Foam glass yang dihasilkan memiliki densitas sangat rendah tetapi memiliki kuat tekan yang tinggi dan dimensi yang stabil, sehingga sangat cocok untuk kondisi termal dan insulasi akustik pada bangunan [hurley, 2003].

JENIS-JENIS PRODUK FOAM GLASS

Ada tiga jenis produk utama foam glass sebagai berikut :a. Loose foam glass

aggregateb. Balok / Pipac. Pelletisation

a) b)

c)

CONT’D

2. CULLET (PECAHAN KACA)

Secara umum, kata cullet sering digunakan untuk pecahan kaca atau limbah kaca. Tujuan dari penggunaan cullet  ini adalah mengurangi 3 bahan baku utama kaca, yaitu pasir silika, dolomite, dan soda ash, sehingga biaya produksi dapat semakin kecil.

Komposisi kimia dari cullet sama dengan komposisi kimia kaca yang diproduksi. Selain itu, penggunaan cullet ini dapat memperkecil melting point atau titik lebur dari pembuatan kaca, sehingga dapat menghemat penggunaan bahan bakar.

CONT’D

3. ABU SAWIT (FLY ASH)

Merupakan abu terbang ringan yang dihasilkan pada pembakaran cangkang dan sabut sawit. Kandungan silika yang terdapat di dalam abu sawit digunakan sebagai bahan baku tambahan dalam pembuatan foam glass, karena memiliki kandungan silika ± 60%. Menurut elhusna dan rosalia (2013) kandungan silika yang tinggi pada fly ash apabila dicampurkan dengan campuran ageregat akan memberikan kekuatan pada bahan (elhusna dan rosalia, 2013).

CONT’D4. FOAMING AGENT (AGEN PENGEMBANG GAS )

• Dolomit terdiri atas dua mineral karbonat yaitu kalsit (CaCO3) dan magnesit (MgCO3)

• Pada temperatur 737oC akan terjadi reaksi dekomposisi membentuk MgCO3nCaCO3 dan MgO

dengan melepaskan CO2

Parameter utama proses foaming :1. Ukuran partikel awal dari kaca dan foaming

agent2. Laju Pemanasan (Heating Rate )3. Suhu Foaming 4. Laju Pendinginan (Cooling Rate) 5. Foaming Karena Dekomposisi termal 6. Foaming by Reaction

Cont’d3. Drying dan Sintering

• Drying merupakan proses pemisahan air dari campuran. Drying dibutuhkan untuk melepaskan air dari slurry. Selama proses berlangsung, molekul air berdifusi ke permukaan dimana proses evaporasi terjadi. Selama proses drying material akan mengalami penyusutan. Penyusutan terjadi karena air telah terevaporasi keluar bahan sehingga ukuran material semakin kecil. Material yang telah melewati proses ini disebut green bodies [kingery, 1960].

• Sintering adalah teknik pengolahan yang digunakan untuk menghasilkan karakteristik yang terkontrol pada material dan komponen dari logam atau/dan ceramic powder dengan penerapan energi panas (termal). Dalam proses sintering terjadi gaya tarik-menarik antar molekul atau atom yang menyebabkan terjadinya bentuk padatan dengan masa yang koheren dari keramik yang dihasilkan

CON’TKLASIFIKASI SINTERING

• Sintering dapat diklasifikasikan dalam dua bagian besar yaitu

• Sintering dalam keadaan padat (solid state sintering)

• Sintering fasa cair (liquid phase sintering).

• Selama sintering, struktur partikel material akan tumbuh (coarsening) dan menyatu membentuk kesatuan massa (densifikasi)

CON’TTAHAPAN SINTERING

1. Pengikatan mula antar partikel serbuk

2. Tahap pertumbuhan leher

3. Tahap penutupan saluran pori

4. Tahapan pembulatan pori

5. Tahap penyusutan

6. Tahap pengkasaran pori

KARAKTERISASI FOAM GLAS1. X-RAY DIFFRACTION (XRD)

2. SCANING ELECTRON MICROSCOPY (SEM)

3. DENSITAS

4. PENYUSUTAN (SHRINKAGE)

5. POROSITAS

6. KUAT TEKAN

METODOLOGI

ALAT DAN BAHAN

• ALAT• Furnace (nabertherm, jerman)

• Oven (gallenkamp, belanda)

• Stirrer (heidolph)

• Neraca analitik

• Labu ukur (merk pyrex ukuran 100 ml)

• Gelas piala (merk pyrex ukuran 200 ml)

• Gelas ukur (merk pyrex ukuran 10 ml)

• Stainless mould

• Ayakan bertingkat 100 mesh dan 200 mesh

• Pipet tetes

• Uji kuat tekan/universal testing machine (NTU)

• Scanning electron microscopy (SEM)

• XRD

• BAHAN• Abu terbang (fly ash) • (Window glass (toko kaca

dan gudang kaca)• Akuades • NaOH (MACRON, USA)• Dolomit • Minyak Goreng

VARIABEL PENELITIANVariabel Tetap

• Lama pengadukan 15 menit

•Kecepatan pengadukan 500 rpm

• Rasio massa abu terbang dan tepung kaca 80:20 % massa

•Waktu dan suhu pengeringan 12 jam dan 105oc

•Naoh 6 ml

•Dolomit 8% massa

Variabel Berubah

• Suhu sintering (750, 800, 850, 900, 950oC)

• Waktu sintering (10, 20, 30, 40 menit)

PROSEDUR PENELITIAN