PEMANFAATAN SLAG NIKEL DAN ABU SEKAM PADI SEBAGAI
BAHAN PEMBUATAN PAVING BLOCK
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Syarat
Mencapai Derajat Sarjana (S-1)
OLEH :
FIRMAN SUHANDA
F1B1 12 054
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HALU OLEO
KENDARI
2017
ii
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur senantiasa penulis panjatkan kepada Allah
Azza Wajallah, atas segala nikmat, rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi yang
berjudul Pemanfaatan Slag Nikel dan Abu Sekam Padi Sebagai bahan Pembuatan
Paving Block dapat terselesaikan meskipun dalam susunan yang sangat sederhana.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa selama penyusunan skripsi ini terdapat
banyak kesulitan, tantangan dan hambatan. Namun penulis yakin bahwa Allah
Taalllah akan memudahkan urusan setiap hamba-Nya yang bekerja keras dan
tidak putus asa.
Ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya penulis
persembahkan kepada Bapak Dr. Eng La Agusu, S.Si., M.Si. selaku pembimbing
I dan Ibu Dra.Lina Lestari, M.Si selaku pembimbing II yang penuh keikhlasan
dan kesungguhan dalam memberikan bimbingan, petunjuk serta arahan selama
penyusunan skripsi ini.
Melalui kesempatan ini tak lupa penulis ucapkan terima kasih yang
sedalam dalamnya dan setulus-tulusnya kepada Ibunda yang tercinta Habiba
(Rohimahullah) dan Ayahanda La Harisani Kasim yang telah mencurahkan
segenap perhatian, kasih sayang dan cintanya kepada penulis. Terima kasih pula
untuk setiap nasihat dan iringan doa yang selalu kalian panjatkan untuk kebaikan
penulis di dunia dan akhirat. Semoga Allah senantiasa melindungi dan merahmati
setiap jejak langkah kalian.Amiin.
iv
Ucapan terima kasih juga tak lupa penulis sampaikan kepada yang
terhormat :
1. Bapak Rektor Universitas Halu Oleo
2. Bapak Dr. Muhammad Zamrun, F., S.Si., M.Si., M.Sc, Selaku Dekan
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Halu Oleo
3. Bapak Dr. Eng I Nyoman Sudiana, S.Pd., M.Si, selaku ketua Jurusan
Fisika dan serta bersama Ibu Wd. Sitti Ilmawati, S.Si., M.Sc, selaku
Koordinator Program Studi Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Halu Oleo
4. Bapak Dr. La Aba, S.Si., M.Si (selaku ketua penguji), Ibu Yumnawati,
S.Pd., M.Sc (selaku sekretaris penguji) dan Ibu Lina Lestari, S.Pd., M.Si
(selaku penguji) yang banyak memberikan saran dan kritik yang sangat
membangun terhadap Skripsi penulis.
5. Ibu Viska Indah Variani selaku ketua Laboratorim Fisika Pengembangan
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Unversitas Halu Oleo.
6. Seluruh dosen yang telah mendidik dan mengajarkan kami baik dibidang
Fisika maupun bidang bidang lainya. Penulis mengucapkan terimakasi
yang sebesar besarnya dan semoga Allah Taalla membalasnya.
7. Kepada Bapak dan Ibu Staf Jurusan Fisika yang telah berbesar hati dan
ikhlas membantu segala perlengkapan dan kepengurusan selama penulis
berada di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
8. Lembaga Dakwah Kampus Ulul Albabb yang telah memberikan
kesempatan kepada penulis untuk berjuang bersama - sama dalam
v
menjalankan roda pengkaderan dalam rangkah mengajak umat Islam
kembali pada Al Quran dan Sunnah Rasulullah Sallaulahu Alaihi
Wasallam.Penulis menucapkan syukron jaza kumullahu khoiron katsiron.
9. Senior dan seperjuangan LDK Ulul Albabb ( Reo adi Syaputra, S.Si, Erik
Ramlan, S.Mat, Imar Putra, S.Pd, Muhammad Arsyil, S.Ars, Al Rubayn,
S.T, Muhammad Rahmad, S.Pd, Iwan, S.Pd, Tasdin, S.Sos, Ilham
Samuna, SE, Jumadin, S.Pd., M.Si, Nanang Purwana, S.Sos, Andi Wali,
S.Sos, Muhammad adhan, S.Sos, Muhammad Bibi, S.Mat, Jainal, Sos,
Andri Jufri, S.KM, Pian, SH, La Denda, Nawir Hamzah, Nurdil Kolewara,
Amd, Ikram, SE, Rizal Haris, Rizal Perikanan, Isman, Bambang, Amd,
Miswan Ebi, Ardinto, dll. Penulis mengucapkan Syukron atas
kerjasamanya dan kebaikan semua dalam memahami satu sama lain dan
semoga Allah Taala menjadikan kita semua mukmin mukmin yang
istiqomah diatas manhaj yang lurus ini.Syukron Jazakumullahu Khoiron.
10. Rekan rekan di Jurusan Fisika angkatan 2012 Arfad, S.Si, Rasap, S.Si,
Purwo Adi Setyo, S.Si, Joko Saharuddin, Gusti Erik, Alif Pratama, Ahmad
Barun, Ali Hae, Rizal Day, Musafru Wahidin, Mardiana Napirah, S.Si,
Ade Andriani, S.Si, Susiana, S.Si, Juliana, S.Si, Sitti Asriejah, S.Si,
Yustin, S.Si, Cristin Oktavin, S.Si, Albertin Once, S.Si, Endang Safitri,
S.Si, Badrotul, S.Si, Yuliana, S.Si, Wa Amira, Halimasi, Linda Muslaini,
Tri Irnawati, Ruslina, Nurlinda, Nurtriani, Uliana, Agustina serta Hilda.
Tidak ada paling special diantara kalian, karena kalian semua special bagi
penulis. Tidak ada kata yang mampu menguraikan segala kenangan dan
vi
masa - masa yang telah kita lewati selama ini. Semoga kebersamaaan ini
menjadi sala satu catatan sejarah indah kita semua.
11. Guru guruku di SDN 4 Wameo, SMP N 4 Bau Bau, SMA N 4 Bau
Bau. Terimakasi atas segenap ilmu yang telah kalian berikan kepada
penulis, tanpa kalian penulis tidak akan sampai pada jengjang ini,
12. Terkhusus buat kakak kakak kebangganku Mba Mita, Mba Ruli, Ka
Fani, Mba yuni. Terimakasi atas semua nasihat dan doa yang kalian
panjatkan untuk penulis.Semoga Allah Taala memberikan balasan yang
lebih disisi Allah Taalah.Amiin.
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL i
HALAMAN PENGESAHAN ii
KATA PENGANTAR iii
DAFTAR ISI vii
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR GAMBAR x
DAFTAR LAMPIRAN xi
DAFTAR ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN xii
ABSTRAK xiii
ABSTRACT xiv
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang 1 B. Rumusan Masalah 4 C. Tujuan Penelitian 5 D. Manfaat Penelitian 5
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Paving block 6 B. slag nikel 10 C. Serbuk Kayu 12 D. Air 16 E. Semen 17 F. Kuat Tekan Beton 20 G. Spektrofotometer Serapan Atom 22 H. X-Ray Flourecence (XRF) 25 I. Penelitian Penggunaan Slag Nikel yang Pernah Dilakukan 31
viii
III. METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian 33 B. Jenis Penelitian 33 C. Bahan Penelitian 33 D. Alat Penelitian 34 E. Prosedur Penelitian 34
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Data Hasil Penelitian 38 1. Kandungan Slag Nikel 38 2. Paving block 39 3. Kuat Tekan Paving block 40 4. Hasil Analisis kadar logam besi (Fe) terlarut 43
rendaman paving block
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan 45 B. Saran 46
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
ix
DAFTAR TABEL
No. Teks Halaman
1. Tabel 1. Kuat Tekan Mutu Paving block 9
2. Tabel 2. Hasil Pengujian Kimiawi Slag Nikel menunjukkan
Komposisi yang Lebih Besar dari 70 %
12
3. Tabel 3. Sifat-sifat Kayu Jati 15
4. Tabel 4. Komposisi Kimia Semen Portland Tipe I 18
5. Tabel 5. Bahan Penelitian 33
6. Tabel 6. Alat Penelitian 34
7. Tabel 7. Komposisi Perbandingan Variasi Paving block 35
8. Tabel 8. Kandungan Logam yang terdapat dalam slag nikel 38
9. Tabel 9. Analisis kadar logam besi (Fe) terlarut rendaman paving
block
43
x
DAFTAR GAMBAR
No Teks Halaman
1. Gambar 1. Limbah terak nikel yang digunakan sebagai bahan
Reklamasi pantai 2
2. Gambar 2. Bentuk dan ukuran paving block 6
3. Gambar 3. Bentuk dan Ukuran Fisik Limbah Slag Nikel 11
4. Gambar 4. Atomic Absorption Spektrophotometry (AAS) 20
5. Gambar 5. X-Ray Flourecence (XRF) 23
6. Gambar 6. Hasil percetakkan paving block 35
7. Gambar 7. Grafik hasil uji kuat tekan paving block 35
8. Gambar 8. Diagram Alir Proses Pembuatan Paving block 44
9. Gambar 9. Diagram Alir Proses Pembakaran Abu Sekam Padi 45
10. Gambar 10.Hasil Uji Kuat Tekan Paving block 46
11. Gambar 11. Proses Pembuatan Paving block 47
12. Gambar 12. Proses pengujian paving block 48
xi
DAFTAR LAMPIRAN
NO. Teks Halaman.
1. Diagram Alir 51
2. Hasil Uji Kuat Tekan 53
3. Dokumen Penelitian 55
xii
DAFTAR ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN
SSA Spektrofotometer Serapan Atom
XRF X- Ray Fluorosence
kg Kilogram
gr Gram
L Liter
ml Mililiter
m3 Meter Kubik
Cm2 Sentimeter Kuadrat
mm Milimeter
Mpa Mega Pascal
% Seperseratus
Ca Kalsium
K Kalium
Mg Magnesium
Si Silika
Na Natrium
Mn Mangan
Fe Besi
Al Aluminium
Cl Klorida
CaO Kapur
SiO2 Silika
Fe2O3 Oksida besi
Al2O3 Alumina
C3S2H3 Calsium Silikat Hidrat
Ppm Part per million
Mg/l Milligram per liter
MgO Magnesium Oksida
xiii
PEMANFAATAN SLAG NIKEL DAN ABU SEKAM PADI SEBAGAI
BAHAN
PEMBUATAN PAVING BLOCK
Oleh :
Firman Suhanda
F1B1 12 056
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang pemanfaatan slag nikel dan abu sekam
padi sebagai bahan pembuatan paving block . Tujuan dilakukan penelitian ini
untuk mengetahui pengaruh variasi komposisi bahan terhadap kuat tekan paving
block, untuk mengetahui kadar logam Fe terlarut rendaman paving
block.Pembuatan dan pencetakan paving block menggunakan metode
konvensiaonal. Analisis kandungan slag nikel dilakukan dengan pengujian XRF
dan AAS. Hasil pengujian XRF menunjukan bahwah kandungan logam terbesar
pada slag nikel terdapat pada logam Fe (9, 04%). Hasil pengujian logam Fe
terlarut pada rendaman paving block menggunakan alat pengujian AAS
menunjukan bahwah besar logam Fe terlarut 0,14 ppm. Analisis hasil pengujian
kuat tekan menggunakan alat uji tekan merek ENERPAC menunjukan nilai kuat
tekan tertinngi pada paving block terdapat pada sampel A (0% abu : 75% Slag :
25% Semen) dengan kuat tekan 235 /2.
Kata Kunci : paving block, slag nikel, kua tekan, logam terlarut.
xiv
The use of slag nickel and a rice husk ash as a making paving blocks
Oleh :
Firman Suhanda
F1B1 12 056
abstract
Has been done research on the use of slag nickel and a rice husk ash as a
making paving blocks.The investigation is Aimed to know a composition of
influence variation on strong press paving blocks, to know the metal fe dissolved
paving of marinade block.pembuatan and printing paving blocks in a
konvensiaonal. Analysis nickel content of slag testing done by XRF and the AAS.
The XRF testing show that although the heavy metals at the greatest of slag nickel
metal is on fe (9, 04%). The results of assaying metals dissolved in the marinade
fe paving blocks use an instrument for testing large metal the AAS Showed
bahwah fe dissolved 0.14 ppm. An analysis of testing used a strong press test
press Enerpac brand value Showed strong press tertinngi in paving blocks there
are in samples of a (0% ashes: 75% of slag: 25% of cement with strong press 235
kg /2
Keywords: paving blocks, of nickel slag, strong press, metal dissolved.
1
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Sektor industri merupakan salah satu sektor penting dalam pembangunan
perekonomian di Indonesia. Berbagai macam industri mengalami perkembangan
yang cukup pesat. Salah satu bidang industri yang berkembang adalah industri
kontruksi khususnya pembangunan infrastruktur dan properti yang membutuhkan
material salah satunya adalah paving block.
Paving block adalah suatu komposisi bahan bangunan yang terbuat dari
campuran semen portland atau bahan perekat hidrolis lainnya, air dan agregat
dengan atau tanpa bahan tambahan lainnya yang tidak mengurangi mutu beton
tersebut (SNI 03 0691 -1996). Paving block adalah bahan bangunan yang dibuat
dari campuran semen, pasir dan air, sehingga karakteristiknya hampir mendekati
dengan karakteristik mortar. Mortar adalah bahan bangunan yang dibuat dari
pencampuran antara pasir dan agregat halus lainnya dengan bahan pengikat dan
air yang didalam keadaan keras mempunyai sifat - sifat seperti batuan (Artiyani
2010).
Penggunaan paving block sebagai alternatif pengerasan jalan lingkungan
akhir- akhir ini mulai marak digunakan. Meningkatnya kebutuhan akan
pengerasan jalan mengharuskan penelitian lebih lanjut untuk menghasilkan
kualitas mutu paving block yang lebih baik.
2
Agregat adalah material granular, misalnya pasir, kerikil, batu pecah, dan
slag tungku besi yang dipakai bersama-sama dengan suatu media pengikat untuk
membentuk suatu beton semen hidrolik atau adukan (SK-SNI-15-1991-03:4).
Sebagai limbah buangan hasil pengolahan bijih nikel, selama ini slag
hanya digunakan sebagai bahan timbunan yang kurang memiliki nilai ekonomis.
Jika dilihat secara visual, bentuk fisik dari slag nikel ini menyerupai agregat baik
yang halus menyerupai pasir maupun yang kasar menyerupai kerikil yang biasa
digunakan untuk agregat dalam campuran paving block.
Gambar 1. Limbah terak nikel yang digunakan sebagai
bahan timbunan reklamasi pantai
Sekitar 70% komposisi kimia slag nikel terdiri dari Silika 41,47%, Ferri
Oksida 30,44% dan Alumina 2,58%. Dengan komposisi Silika yang cukup besar
pada slag nikel, diharapkan proses hidrasi yang terjadi antara pasta semen dan
agregat akan membentuk ikatan yang lebih sempurna, sehingga kehancuran beton
tidak terjadi pada bahan campuran, atau kalaupun terjadi kehancuran pada bahan
diperlukan energi yang cukup tinggi, dengan kata lain akan diperoleh kekuatan
beton yang cukup tinggi (Sugiri Saptahari, dkk, 1997).
3
Proses peleburan bijih nikel tersebut menghasilkan limbah berupa terak
yang jumlahnya sangat besar. Terak tersebut harus ditangani atau dimanfaatkan
dengan benar karena berpotensi menimbulkan masalah lingkungan serta fenomena
sosial di masyarakat. Dengan demikian diharapkan dapat mengurangi efek
pencemaran yang ditimbulkan dan juga dapat memberikan nilai ekonomis bagi
terak tersebut (Wayan, dkk, 2016).
Menurut Ari Sudarmadji (2005) yang sudah melakukan pengujian
kandungan kimia slag PT. Inti Jaya Steel diketahui bahwa kandungan senyawa
kimia slag nikel adalah Sio2 20 %, Al2O3 2,36 %, Fe2O3 52,66 %, CaO 10,05 %,
dan MgO 1,38 %.
Dari hasil pengujian unsur kimia tersebut dapat dilihat bahwa komponen
penyusun terak peleburan besi hampir sama dengan komponen penyusun pasir
pada umumnya. Perbedaan mencolok adalah pada kandungan besinya, hal ini
disebabkan karena terak tersebut berasal dari peleburan besi bekas sehingga
kandungan besi yang ada pada korosi besinya akan terbawa dalam terak.
Berdasarkan unsur kimia terak yang hampir sama, maka terak dapat dijadikan
sebagai bahan bangunan alternative (Dermawan, 2011).
Slag nikel dapat dijadikan sebagai pengganti pasir pada paving block. Pada
penelitian ini slag nikel diambil dari PT. Aneka Tambang Pomalaa yang terletak
di Kabupaten Kolaka Propinsi Sulawesi Tenggara.
Penelitian ini juga menggunakan abu sekam padi sebagai bahan pembuatan
paving block dimana abu sekam padi merupakan limbah dari pengolahan padi
yang mengandung unsur dominan Silika (SiO2) yaitu antara 86,90
4
97,30.Muntohar (2000). Abu sekam padi telah digunakan sebagai bahan pozzolan
reaktif yang sangat tinggi untuk meningkatkan mikrostruktur pada daerah transisi
interfase antara pasta semen dan agregat beton yang memiliki kekuatan tinggi.
Penggunaan abu sekam padi pada komposit semen dapat memberikan beberapa
keuntungan seperti meningkatkan kekuatan dan ketahanan, mengurangi biaya
bahan, mengurangi dampak lingkungan limbah bahan, dan mengurangi emisi
karbon dioksida (Bui et al., 2005).
Berdasarkan latar belakang diatas maka penelititian ini bertujuan
memanfaatkan slag nikel dan abu sekam padi sebagai bahan pembuatan paving
block.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian di atas timbul permasalahan yang menarik untuk
diteliti yaitu :
1. Bagaimana pengaruh variasi komposisi bahan terhadap kuat tekan
paving block?
2. Bagaimana kadar logam besi (Fe) terlarut dari rendaman paving block ?
C. Tujan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui pengaruh variasi komposisi bahan terhadap kuat
tekan paving block.
2. Untuk mengetahui kadar logam besi (Fe) terlarut dari rendaman.
5
D. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat yang diharapkan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut
1. Menambah wawasan pengetahuan masyarakat tentang manfaat dari
penggunaan Slag nikel dan abu sekam padi .
2. Sebagai bahan terapan ilmu fisika dibidang material.
3. Memberikan informasi kepada peneliti lain terkait dengan kegunaan Slag
nikel dan abu sekam padi
6
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Paving block
Paving block adalah suatu komposisi bahan bangunan yang dibuat dari
campuran semen portland atau bahan perekat hidrolis sejenisnya, air dan agregat
atau bahan perekat-perekat lainnya yang tidak mengurangi mutu bata beton
tersebut (SN1 - 03 - 0691 1989:1).
Gambar 2. Bentuk dan Ukuran Paving block.
Selain sebagai penutup permukaan tanah dan peresapan air, paving block
merupakan alternatif baru sebagai sistem perkerasan selain sistem perkerasan
yang sudah ada. Silvia Sukirman (1993), menjelaskan bahwa berdasarkan bahan
pengikatnya kontruksi perkerasan permukaan tanah dapat dibedakan menjadi :
1. Kontruksi perkerasan lentur
2. Kontruksi perkerasan kaku
3. Kontruksi perkerasan komposit
Menurut Sianturi JR ( Istiwarni 2000 ) mengungkapkan bahwa paving
block muncul dengan membawa sifat yang unik. Jika paving block dipasang
hanya satu buah maka akan bersifat seperti perkerasan kaku dan bila dipasang
secara interlocking atau saling mengungsi maka akan bersifat saling lentur.
7
Menurut Wintoko (2012) keunggulan paving block antara lain :
1. Daya serap air melalui paving block menjaga keseimbangan air tanah
untuk menopang betonan/rumah diatasnya.
2. Berat paving block yang relatif lebih ringan dari betonan atau
aspal menjadikan satu penopang utama agar pondasi rumah tetap stabil.
3. Serapan air yang baik sekitar rumah atau tempat usaha akan menjamin
ketersediaan air tanah untuk bisa dibor atau digunakan untuk keperluan
sehari- hari.
Sedangkan kelemahan paving block antara lain:
1. Mudah bergelombang bila pondasinya tidak kuat dan kurang nyaman untuk
kendaraan dengan kecepatan tinggi.
2. Sehingga perkerasan paving block sangat cocok untuk
mengendalikan kecepatan kendaraan di lingkungan permukiman dan
perkotaan yang padat.
Jenis-jenis Paving block menurut Wintoko (2012) :
1. Paving block press manual/tangan diproduksi menggunakan cetakan paving
dengan tenaga press tangan manusia. Mutu beton dari paving block jenis ini
tergolong dalam mutu beton kelas D (K 50-100). Pada umumnya paving
block press manual hanya digunakan untuk pemakaian non struktural, seperti
taman, trotoar, halaman rumah dan penggunaan lainnya yang tidak diperlukan
untuk menahan beban berat diatasnya.
8
2. Paving block press mesin vibrasi. Pada umumnya paving block press mesin
vibrasi tergolong sebagai paving block dengan mutu beton kelas C-B (K 150-
250). Paving block jenis ini diproduksi dengan mesin press sistem
getar. Paving block press mesin vibrasi dapat digunakan sebagai
alternatif perkerasan lahan pelataran parkir. Akan tetapi, karena
pertimbangan selisih harga yang tidak terlalu jauh berbeda dengan paving
block jenis press mesin hidrolik (K 300-450) mengakibatkan banyak
konsumen lebih tertarik memilih paving jenis press hidrolik daripada paving
jenis press vibrasi.
3. Paving block press hidrolik. Paving jenis ini diproduksi dengan cara dipress
menggunakan mesin press hidrolik dengan kuat tekan diatas 300
kg/cm2. Paving block press hidrolik dapat dikatagorikan sebagai paving
block dengan mutu beton kelas B-A (K 300-450). Pemakaian paving
jenis ini dapat digunakan untuk keperluan non struktural maupun untuk
keperluan struktural yang berfungsi untuk menahan beban yang berat
yang dilalui diatasnya, seperti areal jalan lingkungan hingga sebagai
perkerasan lahan pelataran terminal peti kemas dipelabuhan (Wintoko,
2012).
Paving block memiliki beragam kekuatan dan klasifikasi penggunaan
bila diukur dengan standar SNI. Harga paving block yang murah tidak selalu
dapat diartikan bahwa kualitas dan kekuatan paving block tersebut tidak
bagus. Untuk lebih jelasnya diperlihatkan pada Tabel 1.
9
Tabel 1. Kuat Tekan Mutu Paving block
Mutu
Mutu
Kuat Tekan (MPa) Ketahanan Aus (mm/menit) Penyerapan
Air
(Rata-Rata
Maks)
Rata-Rata Min Rata-Rata Min A 40 35 0,090 0,103 3 B 20 17 0,130 0,149 6 C 15 12,5 0,160 0,184 8 D 10 8,5 0,219 0,251 10
Sumber: Anonim 3, 1996
Berdasarkan Anonim 3, klasifikasi paving block dibedakan menurut
kelas penggunaannya sebagai berikut:
1. Paving block mutu A : digunakan untuk jalan
2. Paving block mutu B : digunakan untuk pelataran parkir
3. Paving block mutu C : digunakan untuk pejalan kaki
4. Paving block mutu D : digunakan untuk taman dan pengguna lain ( Ayu,
dkk 2015 ).
Paving block memiliki banyak kelebihan dan keuntungan baik dari segi
kekuatan, kemudahan pembuatan maupun pelaksanaannya. Bentuk dan ukuran
paving block didesain sesuai dengan fungsi dan penggunaannya. Beberapa
keuntungan menggunakan paving block adalah tahan lama, bentuk penyelesaian
hasilnya bagus, pembuatanya sederhana, mudah diperoleh. Kerusakan paving
sering disebabkan oleh beberapa hal, misalnya mutu bahan susun yang tidak
memenuhi syarat, pengaruh gerusan air hujan, banyaknya lintasan roda kendaraan
yang melebihi ketahanan dampaknya (biasanya dalam tiga ribu lintasan, paving
block akan mengalami retak-retak) (Kardiyono, 1992).
Kuat tekan beton adalah besarnya beban persatuan luas, yang
menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani dengan gaya tekan
10
tertentu, yang dihasilkan oleh mesin tekan (Depkimpraswil, 2002). Dalam SK
SNI M - 14 -1989 - E dijelaskan pengertian kuat tekan beton yakni besarnya
beban per satuan luas yang menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani
gaya tekan tertentu, yang dihasilkan oleh mesin tekan.
Kekuatan tekan beton ditentukan oleh pengaturan dari perbandingan
semen, agregat kasar, agregat halus, dan air. Perbandingan air terhadap semen
merupakan faktor utama dalam penentuan kekuatan beton. Semakin rendah
perbandingan air semen, semakin tinggi kekuatan tekan. Suatu jumlah tertentu
air diperlukan untuk memberikan aksi kimiawi di dalam proses pengerasan
beton, kelebihan air meningkatkan kemampuan pengerjaan akan tetapi
mempengaruhi kekuatan. Suatu ukuran dari pengerjaan beton ini diperoleh dengan
percobaan slump (Ikhsan, dkk, 2013).
B. Slag Nikel
Slag nikel merupakan salah satu limbah padat dari hasil penambangan dan
proses pengolahan nikel. Jumlah slag nikel kian hari kian menumpuk, karena
setiap proses pemurnian satu ton produk nikel menghasilkan limbah padat 50
kalinya, setara 50 ton. Sehingga dari hasil limbah yang cukup banyak, dilakukan
penelitian untuk menggunakan limbah padat tersebut sebagai bahan pembentuk
beton, baik sebagai agregat kasar dan halus, ataupun sebagai bahan campuran
semen. Sekitar 70% komposisi kimia slag nikel terdiri dari Silika 41,47%, Ferri
Oksida 30,44% dan Alumina 2,58%. Dengan komposisi silika yang cukup besar
pada slag nikel, diharapkan proses hidrasi yang terjadi antara pasta semen dan
11
agregat akan membentuk interface yang lebih sempurna, sehingga kehancuran
beton tidak terjadi pada interface, atau kalaupun terjadi kehancuran pada interface
diperlukan energi yang cukup tinggi, dengan kata lain akan diperoleh kekuatan
beton yang cukup tinggi. Adapun pada pembentukan bongkahan slag nikel
tersebut ada dua macam terak yang terbentuk, yaitu slag nikel yang berpori sekitar
2.835, sehingga dalam penggunaannya, agregat slag nikel dapat digunakan
sebagai beton normal ( = 2.400 kg/m3) dan beton berat ( = 3.000 kg/m3)
(Saptahari.S, 2005).
Gambar 3. Bentuk dan Ukuran Fisik Limbah Slag Nikel
Khosama (1997), meneliti tentang penggunaan slag nikel sebagai agregat
pada beton mutu tinggi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa beton mutu tinggi
baik dengan menggunakan slag nikel sebagai agregat kasar dan halus maupun
hanya sebagai agregat kasar mempunyai kekuatan tekan, tarik, modulus
elastisitas, dan berat volume lebih tinggi, disamping susut yang relatif kecil dari
beton normal.
Dari hasil pengujian kimia slag nikel ternyata kandungan senyawa silika
memberikan bobot persentase yang paling dominan. Dengan senyawa silika yang
12
tinggi diharapkan penggunaan slag nikel sebagai agregat kasar ataupun agregat
halus dapat memperkuat interface antara agregat dan pasta, sehingga kehancuran
beton tidak terjadi pada interface ataupun kalau terjadi pada interface
membutuhkan kekuatan yang tinggi, dengan demikian kekuatan beton mutu tinggi
dapat tercapai.
Menurut ASTM C618-93, material dengan komposisi kimia SiO2, Fe
2O
3
dan Al2O
3 lebih besar dari 70%, dapat digunakan sebagai bahan tambahan.
Tabel 2. Hasil pengujian kimiawi slag nikel menunjukkan komposisi yang lebih
besar dari 70%.
Pengujian Slag nikel
Berpori
Slag nikel
Padat
Beton Normal
-Beton Berat
Berat Volume 1,327 1,913 2,402
Specivic gravity( SSD ) 2,835 3,215 3,858
Specivic Cravity ( Dry ) 2,692 3,179 3,848
Kadar Air ( % ) 0,11 0,11 0,1
Absorsi ( % ) 5,301 1,151 0,1
Slag nikel yang digunakan sebagai agregat biasa terdiri dari slag nikel
berpori dan slag nikel padat. Untuk mendapatkan beton normal digunakan
kepadatan yang lebih ringan, sedangkan untuk beton berat hanya digunakan beton
padat yang spesifik gaya beratnya diatas (Saptahari dan Louis, 2003).
Sedangkan slag nikel yang digunakan sebagai bahan campuran semen
terdiri atas slag nikel berpori, dengan alasan lebih mudah menghaluskannya untuk
mendapatkan permukaan tertentu yang mendekati kehalusan semen (Saptahari dan
Lelyani, 1997).
13
C. Abu Sekam Padi
Sekam padi merupakan bahan berligno selulosa seperti biomassa lainnya
namun mengandung silika yang tinggi. Kandungan kimia sekam padi terdiri atas
50 % selulosa, 25 30 % lignin, dan 15 20 % silika (Ismail and Waliuddin,
1996). Sekam padi saat ini telah dikembangkan sebagai bahan baku untuk
menghasilkan abu yang dikenal di dunia sebagai RHA (rice husk ask). Abu sekam
padi yang dihasilkan dari pembakaran sekam padi pada suhu 4000 5000 C
akan menjadi silika amorphous dan pada suhu lebih besar dari 10000 C akan
menjadi silika kristalin.
Sekam padi tidak dapat digunakan sebagai material pengganti pasir tanpa
mengalami proses pembakaran. Dua faktor yang perlu diperhatikan pada proses
pembakaran yaitu kadar abu dan unsur kimia dalam abu. Kadar abu menjadi
penting sebab hal ini menunjukkan atau menentukan berapa jumlah sekam yang
harus dibakar agar menghasilkan abu sesuai kebutuhan. Selama proses
pembakaran sekam padi menjadi abu mengakibatkan hilangnya zat-zat organik
yang lain dan menyisakan zat-zat yang mengandung silika. Pada proses
pembakaran akibat panas yang terjadi akan menghasilkan perubahan struktur
silika yang berpengaruh pada dua hal yaitu tingkat aktivitas pozolan dan
kehalusan butiran abu. Penggunaan abu sekam padi dengan campuran yang sesuai
pada semen akan menghasilkan semen lebih baik (Singh et al., 2002).
14
D. Air
Air merupakan bahan pembuat beton yang sangat penting namun
harganya paling murah. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen sehingga
terjadi reaksi kimia yang menyebabkan pengikatan dan berlangsungnya proses
pengerasan pada beton, serta untuk menjadi bahan pelumas antara butir- butir
agregat agar mudah dikerjakan dan dipadatkan. Untuk bereaksi dengan
semen, air hanya diperlukan 25 % dari berat semen saja. Selain itu, air
juga digunakan untuk perawatan beton dengan cara pembasahan setelah
dicor (Tjokrodimuljo, 1996).
Kebutuhan kualitas air untuk beton mutu tinggi tidak jauh berbeda
dengan air untuk beton normal. Pengerasan beton dipengaruhi reaksi semen dan
air, maka air yang digunakan harus memenuhi syarat- syarat tertentu. Air yang
digunakan harus memenuhi persyaratan air minum yang memenuhi syarat untuk
bahan campuran beton, tetapi air untuk campuran beton adalah air yang bila
dipakai akan menghasilkan beton dengan kekuatan lebih dari 90 % dari
kekuatan beton yang menggunakan air suling ( Nurzal dan Adriansyah, 2015).
Menurut Alfian ( 1998) bahwa banyaknya air yang diperlukan oleh semen
untuk dapat menciptakan proses pengikatan dan pengerasan sekitar 20% dari berat
semen.
15
SK SNI S-04-1989-F mensyaratkan air yang dapat digunakan sebagai
bahan bangunan sebagai berikut:
1) Air harus bersih
2) Tidak mengandung lumpur, minyak dan benda terapung lainnya yang dapat
dilihat secara visual.
3) Tidak mengandung benda-benda yang tersuspensi lebih dari 2 gr/L.
4) Tidak mengandung garam-garam terlarut dan bahan yang dapat merusak beton
(asam-asam, zat organik dan sebagainya) lebih dari 15 gr/L.
5) Kandungan klorida (Cl), tidak lebih dari 500 ppm dan senyawa sulfat tidak
lebih dari 1000 ppm sebagai SO3.
6) Bila dibandingkan dengan kekuatan tekan adukan dan beton yang memakai air
suling, maka penurunan kekuatan tekan adukan dan beton yang memakai air
yang diperiksa tidak lebih dari 10%.
E. Semen
Semen merupakan bahan perekat yang dapat merekatkan bahan bangunan
dan pertama kali dibuat dari kalsinasi kapur yang tidak murni oleh bangsa Mesir
untuk konstruksi Pyramid. Pada Tahun 1824, Joseph Aspdin dari Inggris
melakukan proses kalsinasi sampai tingkat tertentu terhadap campuran batu kapur
dan tanah liat. Semen Aspdin dinamakan Portland karena beton yang dibuat
dengan semen ini sangat menyerupai batuan - batuan alam yang terdapat di pulau
Portland, di Inggris.
16
Semen Portland yang digunakan di Indonesia harus memenuhi syarat
SII.0013-81 atau Standar Uji Bahan Bangunan Indonesia 1986 dan harus
memenuhi persyaratan yang ditetapkan dalam standard tersebut (PB.1989 : 3.2-8).
Tabel 4. Komposisi kimia Semen Portland Tipe I
NO Sifat Kimia Tipe I ASTCM C -150
1 CaO 64,90 -
2 SiO2 21,20 -
3 Al2O3 6,00 -
4 Fe2O3 3,10 Maks 6,00
5 MgO 1,20 Maks 3,50
6 SO3 2,10 Maks 0,60
Semen yang satu dapat dibedakan dengan semen lainnya berdasarkan
susunan kimianya maupun kehalusan butirnya. Perbandingan bahan-bahan utama
penyusun semen portland adalah kapur (CaO) sekitar 60%-65%, silika (SiO2)
sekitar 20%-25%, dan oksida besi serta alumina (Fe2O3 dan Al2O3) sekitar 7%-
12%. Sifat-sifat semen portland dapat dibedakan menjadi dua, yaitu sifat fisika
dan sifat kimia. Sifat-sifat fisika semen meliputi kehalusan butir, waktu
pengikatan, kekalan, kekuatan tekan, pengikatan semu, panas hidrasi, dan hilang
pijar (https://pubon.blogspot.co.id/2013/03/sifat-dan-karakteristik-semen
portland.html).
Semen setelah bercampur dengan air akan mengalami pengikatan, dan
setelah mengikat lalu mengeras. Lamanya pengikatan sangat tergantung dari
komposisi senyawa dalam semen dan suhu udara sekitarnya. Waktu pengikatan
pada pasta semen ada 2 (dua) macam, yaitu waktu ikat awal (setting time) dan
waktu ikat akhir (final setting). Waktu ikat awal adalah waktu yang dibutuhkan
sejak semen bercampur dengan air dari kondisi plastis menjadi tidak plastis,
https://pubon.blogspot.co.id/2013/03/sifat-dan-karakteristik-semen%20portland.htmlhttps://pubon.blogspot.co.id/2013/03/sifat-dan-karakteristik-semen%20portland.html
17
sedangkan waktu ikat akhir adalah waktu yang dibutuhkan sejak semen
bercampur dengan air dari kondisi plastis menjadi keras. Yang dimaksud
dengan keras pada waktu ikat akhir adalah hanya bentuknya saja yang sudah kaku,
tetapi pasta semen tersebut belum boleh dibebani, baik oleh berat sendiri maupun
beban dari luar. Waktu ikat awal menurut standar SII minimum 45 menit,
sedangkan waktu ikat akhir maksimum 360 menit. Waktu ikat awal tercapai
apabila masuknya jarum vicat ke dalam sampel dalam waktu 30 detik sedalam 25
mm. Waktu ikat akhir tercapai apabila pada saat jarum vicat diletakkan diatas
sampel selama 30 detik, pada permukaan sampel tidak berbekas atau tidak
tercetak.
Pasta semen sebagai bahan perekat pada beton harus memiliki kekuatan
yang memenuhi syarat, karena untuk beton struktural, apabila kuat tekan
semennya tidak memenuhi standard, maka mutu betonnya juga tidak akan
memenuhi syarat. Kekuatan pada semen timbul karena reaksi anatara C3S dan C2S
dengan air membentuk Calsium Silikat Hidrat (C3S2H3) atau dalam semen disebut
Tobermorin, seperti terlihat pada reaksi dibawah ini :
2C3S + 6H C3S2H3 + 3CH
2C2S + 4H C3S2H3 + CH
Sifat dari Tobermorin adalah keras dan tidak mudah larut dalam air, sifat
inilah yang diharapkan dalam bahan perekat untuk beton. Untuk menguji kuat
tekan pada semen, dibuat sampel berbentuk kubus dengan sisi 50 mm. Sampel
dibuat dengan campuran semen, pasir standard dan air dengan perbandingan 1 :
2.75 : 0.485 dalam komposisi berat. Pasir standard harus menggunakan pasir
18
Ottawa atau pasir silika yang kekerasannya sama dengan pasir Ottawa, selain
pasirnya harus standar juga gradasinya harus memenuhi syarat. Ketiga bahan
tersebut diaduk, lalu dicetak membentuk kubus. Pengadukan dan pencetakan
harus mengikuti standar SII. Pada umur tertentu dilakukan pengujian. Untuk
semen jenis I pada umur 3 (tiga) hari harus memiliki kuat tekan lebih dari 125
kg/cm2 dan pada umur 7 (tujuh) hari harus lebih dari 200 kg/cm2
(https://taramikacich.wordpress.com/2012/10/23/pengujian-semen-portland/).
F. Kuat Tekan Beton
Kuat tekan beton merupakan kekuatan tekan maksimum yang dapat
dipikul beton per satuan luas. Kuat tekan beton normal antara 20-40 MPa.
Kuat tekan beton dipengaruhi oleh: faktor air semen (water cement ratio =
w/c), sifat dan jenis agregat, jenis campuran, workability, perawatan (curing)
beton dan umur beton. Faktor air semen (water cement ratio = w/c) sangat
mempengaruhi kuat tekan beton. Semakin kecil nilai w/c nya maka jumlah
airnya sedikit yang akan menghasilkan kuat tekan beton yang besar. Sifat dan
jenis agregat yang digunakan juga berpengaruh terhadap kuat tekan beton.
Semakin tinggi tingkat kekerasan agregat yang digunakan akan dihasilkan kuat
tekan beton yang tinggi. Selain itu susunan besar butiran agregat yang baik
dan tidak seragam dapat memungkinkan terjadinya interaksi antar butir sehingga
rongga antar agregat dalam kondisi optimum yang menghasilkan beton padat dan
kuat tekan yang tinggi.
https://taramikacich.wordpress.com/2012/10/23/pengujian-semen-portland/
19
Kuat tekan paving block dihitung dengan rumus:
=F
A
Dimana :
= Kuat tekan (kg/cm2)
F = Beban maksimum (kg)
A = Luas bidang permukaan (cm2)
Jenis campuran beton akan mempengaruhi kuat tekan beton. Jumlah
pasta semen harus cukup untuk melumasi seluruh permukaan butiran agregat dan
mengisi rongga-rongga diantara agregat sehingga dihasilkan beton dengan kuat
tekan yang diinginkan. Untuk memperoleh beton dengan kekuatan seperti yang
diinginkan, maka beton yang masih muda perlu dilakukan perawatan dengan
tujuan agar proses hidrasi pada semen berjalan dengan sempurna. Pada proses
hidrasi semen dibutuhkan kondisi dengan kelembaban tertentu. Apabila beton
terlalu cepat mengering, akan timbul retak-retak pada permukaannya. Retak-retak
ini akan menyebabkan kekuatan beton turun, juga akibat kegagalan mencapai
reaksi hidrasi kimiawi penuh. Kuat tekan beton mengalami peningkatan seiring
dengan bertambahnya umur beton. Kuat tekan beton dianggap mencapai 100 %
setelah beton berumur 28 hari.
G. Spektrofotometer Serapan Atom (Atomic Absorption Spektrophotometry
(AAS))
20
Gambar 4. Atomic Absorption Spektrophotometry (AAS)
Spektrofotometer merupakan suatu metode analisis kuantitatif yang
pengukurannya berdasarkan banyaknya radiasi yang dihasilkan atau yang diserap
oleh spesi atom atau molekul analit. Salah satu bagian dari Spektrofotometer ialah
Spektrofotometer Serapan Atom (SSA), merupakan metode analisis unsur secara
kuantitatif yang pengukurannya berdasarkan penyerapan cahaya dengan panjang
gelombang tertentu oleh atom logam dalam keadaan bebas (Skoog et. al., 2000
dalam Al Anshori, 2005).
Dalam menganalisa sampel, Spektrofotometer Serapan Atom (SSA)
memanfaatkan interaksi radiasi elektromagnetik dengan elektron dari atom atau
molekul. Cuplikan dibakar dalam nyala, sehingga terbentuk atom-atom netral dari
unsur yang akan dianalisis dalam tingkat energi dasar (ground state). Suatu energi
radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang tertentu dikenakan pada atom-
atom tersebut. Sebagian dari radiasi elektromagnetik itu diserap oleh atom-atom
unsur dalam nyala, dan sebagian lagi diteruskan. Rasio energi yang diserap
dengan yang diteruskan dapat dibaca sebagai persen transmiten atau absorban.
21
Perhitungan secara kuantitatif dari perubahan radiasi elektromagnetik
tersebut dengan menggunakan instrumentasi optik merupakan basis dari
spektroskopi. Seperti lazimnya metoda atau teknik pengukuran, proses
perhitungan akan melibatkan serentetan kejadian terpadu. Pertama zat yang akan
diukur diidentifikasi (berupa atom atau molekul) kemudian dibuat interaksi antara
radiasi elektromagnetik pada suatu panjang gelombang dengan jenis zat tersebut.
Informasi dari zat kemudian ditransmisikan ke photodetektor yang bertindak
sebagai transducer yang merubah besaran tersebut menjadi besaran listrik agar
mudah diidentifikasi. Dengan kata lain secara kuantitatif energi yang diserap oleh
zat akan identik dengan jumlah zat perkandungan zat tersebut, sedangkan secara
kualitatif panjang gelombang dimana energi dapat diserap akan menunjukan jenis
zatnya (Panjaitan, 2010). Hasil yang didapat dari (SSA) berupa nilai konsentrasi
absorbansi yang kemudian dilakukan perhitungan untuk memperoleh kandungan
Fe, Ni, Cu dan Cr yang sesungguhnya dari sampel.
Spektrofotometer Serapan Atom merupakan alat untuk menganalisa unsur-
unsur logam dan semi logam dalam jumlah renik (trace), Komponen SSA adalah :
1. Sumber Cahaya, Sumber cahaya/radiasi yang akan memancarkan sinar radiasi
elektromagnet pada panjang gelombang yang diinginkan. Pada umumnya
sumber yang digunakan dalam instrument SSA yaitu sumber kontinyu. Sumber
radiasi yang kini banyak di pakai adalah Hallow Cathode Lamp (HCL) atau
lampu ketoda berongga.
2. Atomizer, yang terdiri dari :
22
a. Nebulizer, yaitu alat yang langsung kontak dengan larutan sampel, biasanya
mangandung asam. Nebulizer berfungsi untuk mengubah larutan menjaadi
aerosol. Sistem Nebulizer Burner adalah jantungnya SSA, karena disinilah
efisiensi pengatoman di tentukan, jadi akan langsung berpengaruh terhadap
kepekaan analisis.
b. Spray Chamber, yaitu bagian alat dalam SSA yang berfungsi untuk membuat
campuran sehomogen mungkin antara gas oksigen, bahan bakar, serta aerosol
yang mengandung sampel sebelum mencapai burner (nyala). Bentuk spray
chamber sangat mempengaruhi kepekaan analisis yang dapat dicapai. Spray
chamber mengubah butir-butir cairan yang lebih besar dari 5 mikron akan
mengembun kembali dan dibuang melalui katup pembuangan. Butir-butir
yang kecil akan menghasilkan kepekaan lebih tinggi karena lebih mudah
diuapkan pelarutanya dan lebih mudah untuk diatomisasikan.
c. Burner, dimana bentuknya harus dapat mencegah bahaya Blow Black
(masuknya nyala ke dalam spray chamber). Burner harus selalu bersih untuk
menjamin kepekaan tinggi dan presisi yang baik. Populasi atom terbanyak
berada dalam nyala 0,5 - 1 cm dari dasar nyala.
3. Sistem Optik, yang berfungsi mangumpulkan cahaya dari sumbernya,
melewatkan ke sampel kemudian ke monokromator.
4. Monokromator, fungsi monokromator dalam alat ini bukan untuk mengubah
cahaya dari sumber sinar, tetapi untuk cahaya dari nyala pembakaranya
menjadi sinar monokromatis.
23
5. Detektor, tipe detektor pada SSA biasanya memakai tabung photomultiplier.
Tenaga listrik yang dihasilkan dari detektor kemudian diteruskan keamflifier
setelah itu baru diteruskan ke sistem pembacaan. Skala yang dibaca dalam
satuan absorbans yang dapat dibaca dalam layar monitor.
H. X-Ray Flourecence (XRF)
Gambar 5. X-Ray Flourecence (XRF)
Spektrometri X-Ray Flourecence (XRF) adalah suatu metode analisis
berdasarkan pengukuran tenaga dan intensitas sinar-X suatu unsur di dalam
cuplikan hasil eksitasi sumber radioisotop. Spektrometer XRF didasarkan pada
lepasnya elektron bagian dalam dari atom akibat dikenai sumber radiasi dan
pengukuran intensitas pendar sinar-X karakteristik yang dipancarkan oleh
atom unsur dalam sampel. Metode ini tidak merusak bahan yang dianalisis
baik dari segi fisik maupun kimiawi sehingga sampel dapat digunakan untuk
analisis berikutnya.
24
Mekanisme kerja XRF secara umum adalah sinar-X dari sumber
pengeksitasi akan mengenai cuplikan dan menyebabkan interaksi antara sinar- X
yang karakteristik untuk setiap unsur. Sinar-X tersebut selanjutnya
mengenai detector Si(Li) yang akan menimbulkan pulsa listrik yang lemah, pulsa
tersebut kemudian diperkuat dengan preamplifier dan amplifier lalu disalurkan
pada penganalisis saluran ganda atau Multi Chanel Analyzer (MCA). Tenaga
sinar-X karakteristik yang muncul tersebut dapat dilihat dan disesuaikan dengan
tabel tenaga sehingga dapat diketahui unsur yang ada di dalam cuplikan yang
dianalisis (Iswani, 1983).
Spektrometer XRF tersusun dari tiga komponen utama yaitu sumber
radioisotop, detektor dan unit pemrosesan data. Sumber radioisotop adalah isotop-
isotop tertentu yang dapat digunakan untuk mengeksitasi cuplikan sehingga
menghasilkan sinar-X yang karakteristik. Radioisotop yang dapat digunakan
adalah Fe, Co, Cd dan Am. Sumber radioisotop ini dibungkus sedemikian
rupa dengan timbal agar penyebaran radiasinya terhadap lingkungan dapat
dicegah.
I. Penelitian Penggunaan Slag Nikel yang Pernah Dilakukan
1. Nadhiroh Masruri (1992:49)
Kuat tekan mortar campuran terak dan semen dengan perbandingan 70%
terak : 30% semen menunjukkan harga yang cukup tinggi yaitu 409,3 kg/cm2 dan
campuran terak 60% : 40% semen dapat mencapai kuat tekan 453,6 kg/cm2untuk
umur 28 hari.
25
2. Joni Talu Lembang,dkk (1996)
Dengan pemakaian slag sebagai agregat tambahan pada bata beton mutu
tunggi diperoleh kuat tekan sebesar 548,65 kg/cm2 pada komposisi 1 semen : 1
terak : 1 pasir, dengan memakai terak peleburan besi. Kuat tekan terendah
diperoleh pada komposisi 1 semen : 4 terak : 1 pasir, diperoleh kuat tekan 200,51
kg/cm2 dengan memakai Slag nikel.
26
3. Endah Safitri (2001)
Penggunaan slag baja sebagai agregat kasar dalam pembuatan beton
semen Portland polimer didapatkan hasil bahwa dilihat dari berat jenisnya, beton
dengan polimer dan beban tanpa polimer mempunyai berat jenis diatas 2600
kg/cm2. Hal inin berarti bahwa beton dengan agregat kasar sisa baja termasuk
dalam beton golongan berat. Kuat tekan beton degan agregat kasar slag baja
diperoleh kuat tekan pada umur 28 hari adalah 25,682 Mpa pada nilai fas 0,45
tanpa bahan tambah polimer dan dengan polimer 10%, 20% berturut-turut
diperoleh kuat tekan sebesar 21,429 Mpa dan 18,791 Mpa.
4. Moch. Husni dermawan (2011)
Pengujian kuat tekan paving block dilakukan setelah paving block
berumur 28 hari. Hasil pengujian kuat tekan paving block dengan subtitusi terak
20%, 40%, 60% dan 80% menunjukkan hasil yang semakin kecil jika
dibandingkan dengan paving block tanpa subtitusi terak. Terjadinya penurunan
kualitas paving block dilihat dari berat jenis dan kuat tekannya memiliki
keterkaitan dengan karakteristik dari terak yang dipakai sebagai bahan substitusi
pasir.
27
III. METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini berlangsung antara bulan Agustus 2016 sampai selesai.
Penelitian dilakukan di Lingkungan Percetakan Paving block yang Bertempat di
Kelurahan Andonohu Kota Kendari dan diuji di Laboratorium Teknik Sipil
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo.
B. Jenis Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian dalam bidang material yang berjudul
Pemanfaatan Slag Nikel Dan Abu Sekam Padi Sebagai Bahan Pembuatan
Paving block menggunakan metode eksperimen.
C. Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 5. Bahan Penelitian
No Nama Bahan Kegunaan
1 Semen Sebagai bahan perekat
2 Slag Nikel Sebagai bahan perekat
3 Sekam Padi Sebagai bahan penelitian
4 Air Sebagai bahan pelarut
28
D. Alat Penelitian
Alat yang digunakan pada penelitian ini disajikan pada tabel berikut:
Tabel 6. Alat penelitian
No Nama Alat Kegunaan
1 Cetakan Paving block Untuk mencetak paving blok
2 Timbangan Untuk menimbang bahan penelitian
3 Wadah Untuk tempat pencampuran bahan
4 Sendok semen Untuk mencampurkan bahan
5 Alat Uji tekan Menguji kekuatan paving
6 Palu Untuk menghancurkan Slag nikel
7 Kertas Label Untuk melabel sampel
8 Kost tangan Untuk melindungi tangan
9 Saringan no. 10 mesh Untuk menyaring Slag nikel
10 Unit Peralatan AAS Untuk menguji kandungan logam
sampel
11 Unit Peralatan XRF Untuk menguji kadar logam berat
yang terdapat pada slag nikel
12 Baskom Untuk wadah dalam proses perawatan
sampel selama 23 hari
E . Prosedur Penelitian
Adapun prosedur kerja yang akan dilakukan pada penelitian ini adalah
sebagai berikut:
1. Tahap preparasi Sampel
a. Preparasi Slag nikel
Slag nikel yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh PT Antam
pomalaa dalam bentuk biji bijian yang kemudian sampel tersebut diayak
dengan menggunakan ayakan no.10 mm sampai menjadi lebih kecil selanjutnya
ditimbang menggunakan timbangan berdasarkan komposisi variasi bahan pada
Tabel 7. kemudian siap untuk dicampurkan dengan bahan lain.
29
b. Preparasi Abu Sekam Padi
Adapun perbakaran sekam padi yaitu, sekam padi dijemur hingga kering,
kemudian itu serbuk kayu dibakar hingga menjadi abu, setelah itu abu dapat
digunakan sebagai sampel.
2. Tahap pembuatan paving block
Adapun pembuatan benda uji dilakukan sebagai berikut :
a) Menyediakan bahan-bahan campuran paving block yaitu semen, Slag nikel,
abu sekam padi dan air seperti pada Tabel 7. Komposisi perbandingan variasi
paving block dibawah ini :
Tabel 7. Komposisi perbandingan variasi paving block.
Sampel Semen Abu sekam padi Slag nikel
A 25% 0% 75%
B 25% 5% 70%
C 25% 10% 65%
D 25% 15% 60%
E 25% 20% 55%
b) Setelah semua bahan disediakan maka dimasukkan bahan pada tempat
pengadonan yaitu abu serbuk kayu, Slag nikel dan semen dan diaduk sampai
rata dan diberi air pada bagian tengah adonan serta dibiarkan 2 5
menit agar campuran saling mengikat.
c) Kemudian diaduk dan dicampur semua pasta semen sampai campuran benar-
benar homogen.
d) Setelah campuran benar-benar homogen, adonan dicetak lalu dipress secara
konvensional untuk dipadatkan.
30
e) Paving block yang sudah dicetak diberi nomor indetitas untuk
penandaan setiap variasi benda uji. Kemudian dilakukan perawatan dengan
cara mengeringkan paving block 1 hari kemudian direndam selama 23
hari.
f) Cetakan Paving block yang di gunakan berukuran 20 cm x 10 cm x 6 cm
dengan luas permukan dapat diperoleh dengan rumus :
Lp = 2 x {(p x l)+(p x t)+(l x t)}
Dimana : Lp = luas permukaan (cm2)
p = panjang (cm)
l = lebar (cm)
t = tinggi (cm)
3. Pengujian Kadar Logam Terlarut Rendaman Paving block
Pengujian kadar logam dilakukan agar mengetahui kandungan logam yang
terlarut pada paving block. Dimana air bekas rendaman paving tersebut
dimasukkan kedalam botol kemudian diukur menggunakan Spektrofotometer
Serapan Atom (SSA).
4. Prosedur pengujian Kuat Tekan (Compresive Strength)
Pengujian kuat tekan dilakukan untuk mengetahui kuat tekan hancur dari
benda uji. Benda uji yang dipakai adalah balok. Pengujian kuat tekan dilakukan
saat paving block berumur 23 hari. Jumlah paving block yang diuji pada umur
23 hari yaitu 6 buah, yang memiliki komposisi bahan yang berbeda. Adapun
prosedur pengujiannya adalah sebagai berikut:
31
a) Mengeluarkan benda uji setelah berumur 23 hari dari bak perendaman dan
diletakkan pada ruangan sampai sampel kering.
b) Sebelum benda uji diberi pembebanan, diukur kembali masing-masing sisi.
c) Beban tekan yang diberikan secara perlahan-lahan pada benda uji
dengan cara mengoperasikan tuas pompa sehingga benda uji runtuh.
d) Pada saat jarum penunjuk skala beban tidak naik lagi atau bertambah, maka
skala yang ditunjukkan oleh jarum tersebut dicatat sebagai beban maksimum
yang dapat dipikul oleh benda uji tersebut.
e) Prosedur ini dilakukan untuk sampel benda uji kuat tekan yang lain.
32
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil analisis kandungan unsur logam slag nikel
Slag nikel yang digunakan pada penelitian ini adalah slag nikel yang
berukuran kecil yang telah disaring dengan menggunakan ayakan 10 mesh
sebagaimana pada Gambar 3.
Adapun kandungan logam yang terdapat pada slag nikel berdasarkan hasil
uji sampel dengan menggunakan XRF ( XRay Flourecence ) portable dapat
dilihat pada tabel 8.
Tabel 8. Kandungan logam slag nikel.
Unsur Jumlah (% )
Fe 9,04
Cr 0,816
Mn 0,836
Ni 0,045
Zn 0,013
Hasil analisis kandungan logam slag nikel yang diuji menggunakan
XRF(X- Ray Flourence) portable sebagaimana pada Tabel 7 menunjukan bahwah
kandungan logam yang tertinggi pada slag nikel adalah Fe (9.04 %)
dibandingkan dengan Cr maupun logam lainya.
Jika dilihat pada PP 18/1999 jo PP 85/1999, slag nikel memiliki
kandungan unsur yang termasuk dalam salah satu daftar pada lampiran III
peraturan tersebut. Unsur yang dimaksud adalah nikel (Ni) dan kromium (Cr).
Selain itu, Fe2O3 merupakan unsur yang paling banyak yang ada dalam slag
nikel. Hal ini dikarenakan nikel yang dihasilkan oleh PT International Nickel
Indonesia (PT INCO) hanya berupa nikel matte, sehingga kandungan besi (Fe)
33
digolongkan pada limbah khusus yang penanganannya mengikuti pengelolaan
limbah B3.
Slag nikel adalah berupa limbah padat yang dapat mengkontaminasi tanah.
Jumlahnya yang banyak dalam suatu pengolahan bijih di kegiatan pertambangan
dapat merusak suatu lahan tempat penampungan slag tersebut. Jika dibiarkan
secara terus-menerus dan mengalami oksidasi saat terkena air hujan, akan
menghasilkan air lindian yang banyak mengandung unsur-unsur berbahaya, salah
satunya yaitu kromium yang merupakan unsur yang beracun. Pengelolaan harus
dilakukan karena jumlah slag nikel yang dihasilkan oleh PT. bisa mencapai
1.000.078 ton. Jika slag sebanyak ini dibiarkan begitu saja, maka dampak
lingkungan yang dapat ditimbulkan akan sangat besar. Oleh karena itu,
pemanfaatan slag nikel sebagai salah satu campuran bahan pengerasan jalan
dianggap cukup efektif. Hal ini dikarenakan karakteristik slag tersebut yang
memiliki densitas tinggi, kekerasan dan kekuatan, pemampatan yang baik dengan
permeabilitas air yang tinggi. Dengan sifat tersebut, slag ini kemungkinan dapat
digunakan dalam berbagai tujuan, salah satunya yaitu sebagai bahan perkerasan
jalan seperti paving block.
B. Hasil Pembuatan Paving block
Paving block yang terlihat pada Gambar 7 adalah hasil dari proses
praparasi bahan sampai percetakan bahan. Adapun cetakan yang digunakan pada
penelitian ini berbentuk balok dengan ukuran 20 cm x 10 cm x 6 cm.
34
Gambar 6. Hasil percetakkan paving block
Paving block yang telah di keringkan selama 24 jam kemudian diberikan
perlakuan (perendaman) selama 23 hari dan selanjutnya dilakukan uji kuat tekan
paving dengan menggunakan alat uji tekan beton merek ENERPAC.
C. Hasil Analisis Uji Tekan Paving block
Hasil uji tekan paving block untuk sampel A,B,C,D dan E dapat dilihat
pada Gambar 7.
Gambar 7. Grafik hasil uji kuat tekan paving block
0
50
100
150
200
250
0 2 4 6
Ku
at
Tek
an
Variasi Komposisi Bahan
Grafik hubungan Kuat Tekan - Variasi Bahan
0 % Abu + 25 % semen+ 75 % slag nikel
5 % Abu + 25 % semen+ 70 % slag nikel
10 % Abu + 25 % semen+ 65 % slag
15 % abu + 25 %semen + 60 % slag
20 % abu + 25 %semen + 50 % slag
35
Dari grafik pada Gambar 7 terlihat persentase paving block tanpa
campuran abu sekam padi dengan komposisi bahan 25 % semen : 75 % slag nikel
dengan waktu perendaman selama 23 hari menghasilkan kuat tekan paving block
sebesar 235,03 kg/2.
Kemudian paving block dengan penambahan beberapa persentase abu
sekam padi dan slag nikel menunjukkan hasil kuat tekan yang berbeda-beda. Kurva
kuat tekan dengan penambahan 5 % abu sekam padi dan 70 % slag nikel
menunjukkan perilaku kuat tekan yang cukup baik di mana nilainya kuat
tekannya mendekati dengan kuat tekan paving block dengan 0 % abu serbuk
kayu dan 75 % slag nikel. Hal ini disebabkan oleh abu serbuk kayu yang
ditambahkan mampu bereaksi dengan material lainnya dan mampu menutupi
pori paving block. Namun, perlu diperhatikan bahwa abu sekam padi mempunyai
daya serap yang tinggi terhadap air.
Perilaku hampir sama ditunjukkan oleh kurva beton dengan 10 % dan
15 % abu sekam padi. Nilai kuat tekan masing-masing sampel selalu berada di
bawah nilai kuat tekan beton dengan 0 % dan 5 % abu sekam padi dan 75 % dan 70
% slag nikel. Hal ini disebabkan jumlah abu sekam padi yang lebih besar
menyebabkan air yang dicampurkan tidak sepenuhnya digunakan untuk bereaksi
mengikat material pembentuk beton namun diserap oleh abu sekam padi yang
tercampur dalam beton. Sehingga nilai kuat tekan paving block pada usia 23 hari
menjadi menurun. Hal ini dimungkinkan oleh abu sekam padi yang menyerap air
lebih banyak menyebabkan pori dalam paving block lebih banyak yang kosong
sehingga ketika beban bekerja paving block tidak mampu bekerja dengan baik.
36
Selain itu ketika semen, slag nikel dan abu sekam padi dicampur dengan
air, timbullah reaksi kimia antara campuran- campurannya dengan air. Reaksi-
reaksi ini menghasilkan bermacam-macam senyawa kimia yang menyebabkan
ikatan dan pengerasan.
Adapun unsur yang paling berpengaruh dalam menentukan kekuatan
paving block ialah silikat (SiO2), unsur ini bekerja sebagai pengikatan semua
campuran paving sehingga berbentuk keras dan bersatu antara satu dengan yang
lainnya (Bakhtiar A, 2012).
Kemudian pada campuran 20 % abu sekam padi dan 55 % slag nikel ini
mengalami kenaikkan. Proses kenaikkan kuat tekan yang dialami pada
penambahan abu sekam padi 20 % dan 55 % slag nikel dipengaruhi oleh proses
pengikatan antara silika yang dihasilkan dari pembakaran abu sekam padi dengan
kalsium hidroksidah dari slag nikel dan semen sudah maksimal.
Berdasarkan klasifikasi paving block pada Tabel 1. kita dapat menarik
kesimpulan jenis paving block ini termasuk dalam batasan paving block mutu B
(170 200 kg/cm2) yaitu digunakan untuk pelataran parkir (Ayu, 2015).
D. Hasil Analisis Kadar Logam Fe Terlarut pada Rendaman Paving block
Berdasarkan hasil pengujian kandungan logam slag nikel yang dilakukan
dengan menggunakan X-Ray Flourecence (XRF) sebagaimana pada Tabel 8
menunjukan kandungan logam terbanyak dalam slag nikel adalah besi (Fe). Besi
merupakan logam berat yang dibutuhkan untuk menghasilkan pigmen pernapasan
(haemoglobin). Logam ini akan menjadi racun apabila keadaannya terdapat dalam
konsentrasi di atas normal (Hasbi, 2007).
37
Pada umumnya besi yang ada di dalam air dapat bersifat terlarut hal ini
dibuktikan dengan hasil uji kandungan logam Fe menggunakan AAS (Atomic
Absorption Spektrophotometry ),sesudah dan sebelum perendaman seperti pada
Tabel 9 .
Tabel 9. Kandungan logam terlarut rendaman paving block .
No Nama
Sampel
Kons.sebelum
perendaman
paving block
(ppm)
Nama
Sampel
Kons. Sesudah
perendaman
paving block
(ppm)
Kons.Akhir
(ppm)
1
Air
Jernih
0.0204
Air
Perendaman
Paving
block
0,0857 0,0653
2 0,1143 0,1143
3 0,1057 0,1057
4 0,0971 0,0971
5 0,1400 0,1400
Berdasarkan data pada Tabel 9 diatas menunjukan bahwah logam Fe yang
terdapat pada paving block mengalami penurunan kadar logam sangat kecil yakni
0.14 ppm dan termasuk dibawah standart baku mutu yang ditetapkan (P.P No. 85
Thn 1999). Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan daya ikat antara logam-
logam pada slag nikel dengan bahan penyusun sampel paving block yang lain
menyebabkan hasil pelepasan logam besi (Fe) juga berbeda-beda antara tiap
benda uji. Ini berarti dengan proses solidifikasi menggunakan sampel paving
block dapat mengikat logam berat yang terdapat dalam material bahan-bahan
campuran sampel paving block sehingga logam berarti aman untuk lingkungan.
38
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang telah dilakukan
diperoleh kesimpulan bahwa :
1. Variasi komposisi bahan terhadap kuat tekan paving block mengalami hasil
kuat tekan yang berbeda-beda. Dimana hasil optimum kuat tekan terdapat
pada pencampuran paving block 0 % abu sekam padi dan 75 % slag nikel
yaitu sebesar 235,04 kg/cm2 dan semakin banyak kadar senyawa silika dalam
paving block maka kuat tekan tekan paving block semakin berkurang.
2. Kandungan logam besi (Fe) yang terlarut sangat kecil yakni dibawah standar
baku mutu yang ditetapkan oleh Departemen kesehatan di dalam Permenkes
No. 492 /Menkes/Per/IV/ 2010 tentang air bersih yaitu sebesar 1,0 mg/l.
Selain itu konsentrasi besi terlarut yang diperbolehkan dalam air bersih adalah
sampai dengan 0,3 mg/l. Ini berarti bahwa paving block berhasil mengikat
logam besi (Fe) dalam agregat secara sempurna sehingga logam larut
jumlahnya sangat kecil dan paving block berarti aman untuk lingkungan.
39
B. SARAN
Berdasarkan dari hasil penelitian dan kesimpulan diatas dapat diberikan
saran-saran sebagai berikut :
1. Pada saat proses pencampuran hendaknya dapat disebarkan secara merata
sehingga secara langsung adukan campuran menjadi homogen.
2. Perlu adanya penelitian lanjutan dengan variasi penambahan yang berbeda,
untuk mendapatkan nilai yang optimal.
40
DAFTAR PUSTAKA
Anonim,1987. Ubin Semen ( SNI 03 0028 1987 ).Bandung :Departemen
Pekerjaan Umum ,Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan.
Anonim, 1989. Bata Beton untuk lantai ( SNI 03 - 0691 1989 ) Bandung
Departemen Pekerjaan Umum,Yayasan lembaga Penelidikan masalh
bagunan.
Anonim, 2002, Standar Nasional Indonesia, SK SNI-15-1990-F, Bandung:
Departemen Pekerjaan Umum
Anonim, 2015. wisuda.unud.ac.id/pdf/1391561012-2-BAB I.pdf
Alflan, 1998. TinglcatKandungan Air Serta Pengaruhnya Terhadap Kerusalum
Pada Permulraan Plasteran Dinding. Pekanbaru: Lembaga Penelitian
UNRL
Ashad.H, 2005, Kontribusi Nickel Slag-Cement terhadap Kekuatan dan
Durabilitas Beton Kinerja Tinggi. Tesis Program Magister, Institut
Teknologi Bandung.
Bakhtiar A, 2012. Studi Peningkatan Mutu Paving-block dengan Penambahan Abu sekam Padi.
Staf Pengajar Teknik Sipil Politeknik Negeri Lhokseumawe.
Http://eprints.undip.ac.id/34022/5/1893_CHAPTER_I.pdf
Http://repositori.unhas.id Bitstream/jurnal Lydia.Pdf
Istiwarni,2002. Analisa Paving Block dan limbah Karbit,Skiripsi.Yogyakarta
Universitas Negeri Yogyakarta.
Kardiyono.T, 1992, Teknologi Beton, Yoyakarta, UGMS
Lilley, A.A., J.R. Collins, 1979, Laying Concrete Block Paving, Cement and
Concrete.
Lukito,P, 1999, Abu Sekam Padi sebagai material untuk meningkatkan kuat tekan
Beton, Tesis S2, Program Studi Teknik Sipil, Prof,rram Pasca Sarjana, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Tjokrodimuljo, 1996. Teknologi Beton. Yogyakarta: Naviri.
http://eprints.undip.ac.id/34022/5/1893_CHAPTER_I.pdf
41
Wayan.M.,dkk, 2016. Penggunaan Terak Nikel sebagai Agregat dalam
Campuran Beton. Mahasiswa Program Magister Teknik Sipil, Program
Pascasarjana. Universitas Udayana. Denpasar.
Wintoko, B. , 2012, Sukses Wirausaha Batako Dan Paving block, Pustaka Baru Press. Pekan Baru.
Murdock, L.J, and Brook K. M., 1991, Bahan dan praktek Beton (alih bahasa
Stephanus Hendarko), Erlangga :Jakarta
Purnama, E, 1995, Pengaruh Abu Sekam Padi (Rice Hush Ask ) ada Kuat tekan
Beton, l'GA S-1 Teknik Sipil FakultasTeknik Universitas Gadjah Mada,
Yogyakarta
Rosyid.A, 1998. Pertambangan Aspal Alam Pulau Buton, PPTM, Bandung
Saptahari.S, Lelyani.K.K, 2010, Penggunaan Terak Nikel Sebagai Agregat pada
Beton Mutu
Saptahari.S, Louis, 2003, Penggunaan Terak Nikel Sebagai Agregat Beton
Pemberat Pipa Gas Lepas Pantai, Tesis Program Magister, Institut
Teknologi Bandung..
Sugiri Saptahari, Lelyani Kin Khosama, 1997, Penggunaan Terak Nikel Sebagai
Agregat pada Beton Mutu Tinggi. Tesis Program Magister, Institut
Teknologi Bandung. Tinggi. Tesis Program Magister, Institut Teknologi
Bandung.
Tjokrodimuljo, K., 1996, Teknologi Beton, Yogyakarta
42
43
Lampiran 1. Diagram Alir
1. Tahap Pembuatan Paving block
Proses pembuatan paving block dapat dilihat pada diagram alir berikut :
dicampur berdasarkan komposisi
variasi bahan pada Tabel 7. berikut.
adonan dibiarkan 2-5 menit agar
campuran saling mengikat
di masukan kedalam cetakan paving
di press secara konvensional
diberi nomor identitas
dikeringkan selama 1 hari
kemudian direndam selama 23 hari
benda dikeluarkan dalam
perendaman dan diuji dengan
menggunakan alat uji tekan
Gambar 8. Diagram Alir Proses Pembuatan Paving block
Abu Sekam padi (gr) Semen (gr)
Slag Nikel (gr)
Campuran
Semen+ Slag nikel + Abu
sekam padi + Air
Air
Paving Block
(Abu Sekam Padi+ Slag Nikel)
Hasil
Pengujian Paving block
menggunakan alat uji tekan
44
2. Preparasi Abu Sekam Padi
Adapun Proses Pembuatan Abu Serbuk Kayu adalah sebagai berikut :
Sekam padi dijemur
Sekam padi dibakar jadi abu
Gambar 9. Diagram Alir Proses Pembakaran Abu Sekam Padi.
Sekam Padi
Abu Sekam Padi
45
Lampiran 2. Hasil Uji Kuat Tekan Paving block
Gambar 10. Hasil Uji Kuat Tekan
46
Lampiran 3. Dokumen Penelitian
Gambar 11. Proses Pembuatan Paving Block
47
Gambar 12. Proses Pengujian Kuat Tekan Paving block
Top Related