BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Limbah 2.1.1 Pengertian...

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Limbah

2.1.1 Pengertian Limbah

Limbah atau sampah yaitu limbah atau kotoran yang dihasilkan karena

pembuengan sampah atau zat kimia dari pabrik-pabrik.Limbah atau sampah juga

merupakan suatu bahan yang tidak berarti dan tidak berarga,tetapi malah bisa

mengakibatkan pencemaran lingkungan.Limbah ini dapat menyebabkan

penyakit,cacat janin,kematian,bahkan pemutusan mata rantai kehidupan suatu

organisme.

Limbah B3 dari industri terbuang dilingkungan akhirnya akan berdampak pada

kesehatan manusia.Dampak ini dapat langsung dari sumber ke manusia,misalnya

meminum air yang terkontaminasi atau melalui mata rantai makanan,seperti

memakan ikan yang telah menggandakan {biologocal magnification) pencemaran

karena memakan makanan yang tercemar.

Contoh,kasus penyakit Minamata ;

Di pinggir teluk Minamata , Jepang bermukim rakyat nelayan.Beberapa

industri membuang limbahnya ke teluk Minamata.Para ahli kimia pabrik mengatakan

bahwa limbah pabrik yang mengandung methylmercury {MeHg) tidak berbahaya

karena kenyataannya fitoplanton,zooplakton,dan ikan tetap hidup diteluk

itu.Rupanya kebiasaan penduduk nelayan Minamata yang suka makan ikan,telah

menyebabkan terakumulasinya kadar methylmercury yang berlipat ganda di dalam

tubuh nelayan teluk tersebut.Suatu saat setelah mengakumulasi methylmercury

Universitas Sumatera Utara

sekitar 10 tahun,tanpa disadari kadar mercury didalam tubuh nelayan telah berlipat

ganda ribuan kali dibanding dengan kadar mercury di dalam air limbah dan

fitiplakton.Karena methylmercury termasuk B3 ,maka menimbulkan dampak

kesehatan yaitu keturunan dari nelayan yang telah mengkomsumsi ikan dari teluk

Minamata mengalami cacat jasmani dan mental.Cacat ini disebut sebagai penyakit

Minamata.Jadi penyakit sejenis penyakit Minamata tersebut terjadi dimana saja

melalui proses akumulasi dan penggandaan biologik

2.1.2 Jenis Limbah

1. Limbah Rumah Tangga

Limbah rumah tangga {lebih umum disebut samaph) adalah limbah yang

dihasilkan oleh kegiatan rumah tangga.Limbah ini berupa sisa

makanan,kantong plastik bekas,kaleng susu,botol minuman ,dan lain-lain.

Limbah rumah tangga berdaya racun tinggi dapat berupa sisa obat

kedaularsa, sisa cat dan lainnya

2. Limbah Pabrik

Limbah ini bisa dikatagorikan sebagai limbah yang umumnya dibuang

disungai-sungai disekitar tempat tinggal masyarakat dantidak jarang

warga masyarakat mempergunakan songai untuk kegiatan sehari-

hari,misalnya MCK {mandi,cuci,kakus) Misalnya,pabrik pengolahan

pakan ternak,pabrik tempe dan lainnya.

3. Limbah Industri

Limbah ini mengandung zat yang berbahaya diantara asam anorganik dan

senyawaorgaik,zat-zattersebut jika masuk ke perairan maka akan


menimbulkan pencemaran yang dapat membahayakan makluk hidup

penggunaair tersebut misalnya,ikan dan manusia.Limbah ini di hasilkan

oleh industri obat,minyak bumi kertas dan lain-lain.

Di dalam Peraturan Pemerintah R.I.Nomor 18 Tahun 1999 tentang Pengolahan

LimbahBahan Berbahaya dan Beracun,yang dimaksud dengan B3 dapat diartikan;

Semua bahan senyawa baik padat,cair atau pun gas yang mempunyai potensi

merusak terhadap kesehatan manusia serta lingkungan akibat sifat-sifat yang dimiliki

zat tersebut.

Limbah B3didentifikasikankan sebagai bahan kimia karena sifat

{toxicity,flammability, reactivity, dan corrosivity) serta konsentrasinya dapat

mencemarkan lingkungan yang mengakibatkan membahayakan kesehatanmanusia

{majarimagazine.com).

Bahan berbahaya dan beracun yang lebih akrab dengan singkatan

B3,keberadaannya di Indonesia makin hari makin mengkhawatirkan.Lebih dari 75%

bahan berbahaya dan beracun {B3) merupakan sumbangan dari sektor industri

melalui limbahnya,sedangkan sisanya berasal dari sektor lain termasuk rumah

tangga yang menyumbang 5-10% dari limbah B3 yang ada.Peningkatan jumlah

limbahbahan berbahaya dan beracun di Indonesia antara kurun waktu 1990 – 1998

saja mencapai 100% { tahun 1990 sekitar 4.322.862 ton dan pada tahun 1998

mencapai 8.722.696 ton).

Jumlah ini akan naik drastis seiring dengan perkembangan industrialisasi yang

cukup pesat di negara berkembang seperti Indonesia {Limbah B3w,http;// tengku-

fery.web.ugm.ac.id).


2.2. Pengertian Genteng

Menurut SNI 0447 – 81 (Dwiyono 2000) genteng beton atau genteng semen adalah

unsure bangunan yang digunakan untuk menutup atap yang terbuat dari beton dan

dibentuk sedemikian rupaserta berukuran tertentuGenteng dibuat dengan cara

mencampurkan semen,pasir dan air ,kemudian diaduk dengan homogeny dan

selanjutnya dicetak.Selain semen,pasir dan air sebagai bahan susunan genteng dapat

juga ditambahkan bahan lain .Seperti penggunaan fyl ash sebagai bahan perekat dan

serat baggas sebagai agregat dengan komposisi bahan yang ditentukan dengan

seimbang terhadap bahan utama. Penambahan fyl ash dan serat bagas pada

pembuatan genteng bertujuan untuk memperbaiki sifat fisis dan sifat kimia dari

beton.

Menurut PUBI -1982 genteng beton ialah unsure bahan bangunan yang dibuat

daricampuran semen pordlan,agregat halus,air dan bahanpembantu lainnya,yang

dibuat sedemikian rupasehingga dapat digunakan untuk atap.

Standar kuat tekan dan kuat patah genteng dapat dilihat pada tabel 1.

Tabel 1. Standar kuat tekan dan kuat patah genteng

Tingkat Mutu Kuat Tekan *)

( l bf/in2) Kuat patah *)

( bf/in2) l1

11

111

2133,45

1137,84

568,92

1564,63

853,38

426,69

*) Kuat tekan dan kuat patah rata-rata dari minimum 6 buah genteng yang diuji. Sumber Departemen Pekerjaan Umum 1978

2.3. Fly Ash.


Abu terbang batu bara umumnya dibuang di landfill atau ditumpuk begitu saja

di dalam area industri. Penumpukan abu terbang batu bara ini menimbulkan masalah

bagi lingkungan. Berbagai penelitian mengenai pemanfaatan abu terbang batubara

sedang dilakukan untuk meningkatkan nilai ekonomisnya serta mengurangi dampak

buruknya terhadap lingkungan. Saat ini umumnya abu terbang batubara digunakan

dalam pabrik semen sebagai salah satu bahan campuran pembuat genteng. Selain itu,

sebenarnya abu terbang batubara memiliki berbagai kegunaan yang amat beragam:

1) Penyusun beton untuk jalan dan bendungan.

2) Penimbun lahan bekas pertambangan.

3) Recovery magnetik, cenosphere, dan karbon.

4) Bahan baku keramik, gelas, batu bata, dan refraktori.

5) Bahan penggosok (polisher)

6) Filler aspal, plastik, dan kertas.

7) Pengganti dan bahan baku semen

8) Aditif dalam pengolahan limbah (waste stabilization)

9) Konversi menjadi zeolit dan adsorben

Konversi abu terbang batubara menjadi zeolit dan adsorben merupakan contoh

pemanfaatan efektif dari abu terbang batubara. Keuntungan adsorben berbahan baku

abu terbang batubara adalah biayanya murah. Selain itu, adsorben ini dapat

digunakan baik untuk pengolahan limbah gas maupun limbah cair. Adsorben ini

dapat digunakan dalam penyisihan logam berat dan senyawa organik pada

pengolahan limbah. Abu terbang batubara dapat dipakai secara langsung sebagai

adsorben atau dapat juga melalui perlakuan kimia dan fisik tertentu sebelum menjadi


adsorben. Zeolit yang disintesis dari abu terbang batubara dapat digunakan untuk

keperluan pertanian. Zeolit banyak dikonsumsi dalam pemurnian air, pengolahan

tanah, dll. Zeolit dibuat dengan cara mengkonversi aluminosilikat yang terdapat pada

abu terbang batubara menjadi kristal zeolit melalui reaksi hidrotermal.

2.3.1. Sifat Fisika dan Kimia Abu Terbang (Fly Ash)

Komponen utama dari abu terbang batubara yang berasal dari pembangkit

listrik adalah silika (SiO2), aluminia (Al2O3), dan besi oksida (Fe2O3), sisanya adalah

karbon, kalsium, magnesium, dan belerang. Rumus empiris abu terbang batubara

adalah : Si1.oAlo.45Cao.51Na0.047Fe0.039Mg0.020K0.013Ti0.011.

Tabel 2. Komposisi Kimia Abu Terbang Batubara

Komponen Bituminous Sub bituminous Lignite

SiO2 20-60% 40-60% 15-45%

Al2O3 5-35% 20-30% 10-25%

Fe2O3 10-40% 4-10% 4-15%

CaO 1-12% 5-30% 15-40%

MgO 0-5% 1-6% 3-10%

SO3 0-4% 0-2% 0-10%

Na2O 0-4% 0-2% 0-6%

K2O 0-3% 0-4% 0-4%

LOI 0-15% 0-3% 0-5%

Sifat kimia dari abu terbang batubara dipengaruhi oleh jenis batubara yang

dibakar dan teknik penyimpanan serta penanganannya. Pembakaran batubara lignit

dan sub-bituminous menghasilkan abu terbang adengan kalsium dan magnesium


oksida lebih banyak daripada bituminus. Namun, memiliki kandungan silika,

alumina, dan karbon yang lebih sedikit daripada bituminos. Kandungan karbon

dalam abu terbang diukur dengan menggunakan Loss On Ignition Method (LOI)

Abu terbang batubara terdiri dari butiran halus yang umumnya berbentuk

bola padat atau berongga. Ukuran partikel abu terbang hasil pembakaran batubara

bituminous lebih kecil dari 0,075mm (Yoga P.dkk,2007). Kerapatan abu terbang

berkisar antara 2100 sampai 3000 kg/m3 dan luas area spesifiknya (diukur

berdasarkan metode permeabilitas udara Blaine) antara 170 sampai 1000 m2/kg

(Yoga P.dkk,2007)

2.3.3 Sifaf Fisika Abu Terbang Batu Bara (fly ash)

Abu terbang memiliki karakteristik yang hampir mirip dengan semen.

Sifat fisika dari abu b terbang batu bara menurut ACI Manual of Concrete

Practive 1993 yaitu : specific gravity 2,2 - 2,8 dan ukuran butiran 1 μm - 1

mm (lolos ayakan 200 mesh -75 μm ). Sedangkan insur abu terbang yang berb

eda terhadap semen adalah komposisi CaO. Pada semen koversional kadar

CaO sekitar 50% atau lebih , sedangkan pada abu terbang hanya sekitar 1 -

2%.Daya rekat semen sangat dipengaruhi oleh kadar CaO, hal ini menyebabkan

semen dapat cepat mengeras jika dicampur air ( pengaruh angka hidrolitas ).

Tahun 1989 abu terbang yang dihasilkan dari pembakaran batu bara di

seluruh dunia mencapai 440 milliar ton. Sementara tingkat pemamfaatan

Masih tergolong rendah. Dan abu terbang ini sendiri kalau tidak dimamfaatkan

akan menyebabkan pengrusakan pada lingkungan. Karenanya itu pemamfaatan

abu terbang batu bara dapat mendatangkan efek ganda pada tindak

penyelamatan lingkungan. Penggunaan abu terbang batu bara dapat memangkas


dampak negative yang pengrusakan lingkungan dan sekaligus mengurangi

penggunaan semen portlad dalam pembuatan beton khususnya dalam hal ini

pembuatan genteng

2.4. Ampas tebu

2.4.1. Pengertian Ampas tebu

Ampas tebu yang dipergunakan adalah ampas tebu yang telah mengalami

proses ;penggilingan kelima kali. Ampas tebu sendiri merupakan hasil limbah

buangan yang berlimbah dari proses pembuatan gula (+30% dari kapasitas giling).

Secara garis besar, proses produksi dari tebu menjadi ampas tebu dapat dilihat pada

gambar berikut :

Gambar Proses Penggilingan Tebu

Ampas tebu yang berlimpah tersebut telah dimanfaatkan sebagai bahan bakar

pada ketel uap (pesawat untuk memproduksi uap pada suatu jumlah tertentu pada

setiap jamnya dengan suatu tekanan dan suhu tertentu pula besarnya) dimana energi

yang dihasilkan dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik tenaga uap.

2.4.2. Pemanfaatan Serat Ampas Tebu


Seiring dengan perkembangan jaman dan kemajuan teknologi, ampas tebu yang

dahulunya hanya digunakan sebagai abu gosok, sudah mulai dimanfaatkan dalam

industri bahan bangunan seperti:

1. Di Mesir telah diadakan penelitian bahwa ampas tebu dapat dimanfaatkan

sebagai komponen penyusunan dalam pembuatan keramik ..

2. Telah dicobakan pemanfaatan ampas tebu sebagai campuran semen dengan

perbandingan 1 semen : 12 ampas tebu, dan ternyata memberi hasil yang

lebih kuat, ringan dan tahan terhadap kondisi agresif, dan tentu saja

membutuhkan biaya yang lebih ekonomis. Telah dicoba dalam pembuatan

panil gypsum, dimana ampas tebu dipakai sebagai bahan tambah mampu

menghasilkan panil gypsum yang memiliki kuat lentur yang baik .

2.4.3. Komponen Penyusun Serat Ampas Tebu

Tanaman tebu yang sering kita lihat tidak hanya berisi air yang digunakan

sebagai bahan pembuat gula tetapi memiliki komposisi yang lebih kompleks yakni:

sacharose, zat sabut/fiber, gula reduksi dan beberapa bahan lainnya

Sabut yang terkandung dalam ampas tebu, tersusun dari beberapa komponen

penyusun yakni: cellulosa, pentosan, lignin dan beberapa komponen lain , seperti

dalam tabel berikut:

Tabel 3. Komponen Penyusun Sabut Ampas Tebu

No. Nama Bahan Jumlah (%)

1. Cellulose 45

2. Pentosan 32

3. Lignin 18

4. Lain-lain 5


Sumber : Materials Handbook Thirteenth Edition, 1991

Sementara itu berdasarkan hasil penelitian dari beberapa orang ahli, diperoleh

komposisi unsur kimia dari ampas tebu sebagai berikut:

Tabel 4. Komposisi Unsur Kimia Ampas Tebu

N.Deer Tromp Kelly M.R Daries Gregory

Karbon 46,5 44 48,2 47,5 47,9 48,1

Hidrogen 6,5 6 6 6,1 6,7 6,1

Oksigen 46 48 43,1 44,4 45,5 43,3

Ash

(debu)

1 2 2,7 2 2,5

100 100 100 100 100 100

Sumber Hand OokofCaneSugar Engineering

Setelah diadakan penelitian, senyawa kimia yang terkandung dalam ampas

tebu adalah sebagai berikut:

Tabel 5. Senyawa Kimia Dalam Ampas tebu

Senyawa Jumlah (%)

SiO2 70,97

Al2O3 0,33

Fe2O3 0,36

K2O 4,82

Na2O 0,43

MgO 0,82

C5H10O5 22,27


C7H10O3

C5H8O4

Sumber : Hasil analisa No 4246/LT AKI/XI/99 Oleh Team Afiliansi dan Konsultasi Industri ITS Surabaya

Dari data di atas, jelas sekali terlihat bahwa senyawa kimia yang dominan

adalah SiO2 (Silika) sebesar 70,97%. Komposisi tersebut menguntungkan ampas tebu

bila bahan ini akan digunakan sebagai bahan pengisi pada campuran aspal, serpti

yang diselidiki oleh OECD (Organization for Economic and Cooperation

Development). OECD menggunakan Fly Ash, dimana kandungan silika + 60%

(catatan: Silika yang terkandung dalam fly ash yang diproduksi bukit asam + 59,4%).

Penyelidikan tersebut membuktikan bahwa penggunaan fly ash sebagai bahan

pengisi yang notabene memiliki kandungan silika yang tinggi, bila dicampur secara

hotmix (campuran panas) dalam campuran Aspal Beton (Asphalt Concrete) akan

menghasilkan campuran dengan nilai stabilitas Marshall lebih dari 1500 Ibs (OECD,

1977)

2.5. Pasir

Pasir merupakan agregat halus yang terdiri dari butiran sebesar 0,14-5 mm, di

dapat dari batuan alam (natural sand) atau dapat juga dengan memecahnya (artificial

sand), tergantung dari kondisi pembentukan tempat terjadinya. Pasir alam dapat

dibedakan atas: pasir galian, pasir sungai, dan pasir laut.

Pasir merupakan bahan pengisi yang digunakan dengan semen untuk membuat

adukan. Selain itu pasir juga berpengaruh terhadap sifat tahan susut, keretakan dan


kekerasan pada produk bahan bangunan campuran semen

(www.b4tbgo.id//id/index.php).

2.6. Air

Air merupakan bahan dasar yang sangat penting dalam pembuatan beton

(genteng ). Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen serta menjadikan

bahan pelumas antara butiran - butiran agregat agar dapat mudah dikerjakan

dan dipadatkan. Tetapi perlu dicatat bahwa tambahan air untuk pelumas ini

tidak boleh terlalu banyak karena

2.7. Semen.

Semen portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara

menghaluskan klinker, terutama terdiri dari silikat - silikat kalsium yang

bersifat hidrolis dengan gips sebagai bahan tambahan (SK – SNIS – 04- 1989 –

F ). Semen portland merupakan bahan ikat untuk merekatkan butiran – butiran

agregat untuk terjadi suatu massa padat

2.8. Karakteristik Benda Uji.

2.8.1 Sifat Fisis

A. Porositas (Daya Serap)

Besar kecilnya penyerapan air oleh mortar dipengaruhi pori atau rongga yang

terdapat pada mortar. Semakin banyak pori yang terkandung dalam mortar maka

semakin besar pula penyerapan sehingga ketahanan akan berkurang. Rongga (pori)

yang terdapat pada mortar terjadi karena kurang tepatnya kualitas dan komposisi

material penyusunannya. Pengaruh rasio yang terlalu besar dapat menyebabkan


http://www.b4tbgo.id//id/index.php

rongga, karena terdapat air yang tidak bereksi dan kemudian menguap dan

menimbulkan rongga.

Daya serap air dirumuskan sebagai berikut ;

Penyerapan air = kering sampelBerat

100% X kering sampelBerat jenuh sampelBerat

B. Densiti

Densitas adalah pengukuran massa setiap satuan volum benda. Semakin

tinggi densitas (massa jenis) suatu benda maka semakin besar pula massa setiap

volum.

Densitas rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total

volumnya. Sebuah benda yang memiliki densitas lebih tinggi akan memiliki volum

yang lebih rendah dari pada benda bermassa sama yang memiliki densitas lebih

rendah.

Densitas (massa jenis) berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki

massa jenis yang berbeda. Dan satu zat yang sama berapapun massanya dan

berapapun volumnya akan memiliki densitas yang sama pula. Oleh sebab itu

dikatakan bahwa massa jenis atau densitas merupakan ciri khas (sidik jari) suatu zat.

Untuk menghitung besarnya densitas dipergunakan persamaan matematis

berikut ;

Vm

=ρ ..........................................................................( 2.1).

Dimana ; ρ = densitas (gr/cm3)

m = massa (gr)


V = Volum (cm3)

2.8.2. Pengujian Fisik

1. Kekuatan Tekan (Compressive Strength)

Pemerikasaan kuat tekan mortar dilakukan untuk mengetahui secara pasti

akan kekuatan tekan mortar dari mortar yang sebenarnya apakah sesuai dengan kuat

tekan yang direncanakan atau tidak.

Standar yang digunakan pada pengujian ini adalah ASTM C 270-04 dan

ASTM C 780. Alat yang digunakan pada tes uji tekan mortar adalah Hydraulic

Compressive Strength Machine tipe MAC-200.

Pembebanan diberikan sampai benda uji runtuh, yaitu pada saat beban

maksimum bekerja. Beban maksimum dicatat sebagai Pmax.

Besarnya kekuatan tekan suatu bahan merupakan perbandingan besarnya

beban maksimum yang dapat ditahan bahan dengan luas penampang bahan yang

mengalami gaya tersebut.

Secara matematis besarnya kekuatan tekan suatu bahan :

APmaks=C :Tekan Kekuatan σ .............................................................(2.2)

Pmaks adalah beban tekan maksimum ( N ) yang menyebabkan beban hancur

A = luas penampang ( m2 )

2. Kekuatan Patah

Kekuatan patah sering disebut Modulus of Rapture ( MOR ) yang

menyatakan ukuran ketahanan bahan terhadap tekanan mekanis dan tekanan panas

(thermal sterss)


Persamaan kekuatan patah ( Banding Strength ) suatu bahan dinyatakan sebagai

berikut : 2bd2PL3

Patah Kekuatan = ( 2.3 )

Dimana P = gaya penekan ( N )

L = jarak 2 penumpuan ( m )

b dan d = dimensi sampel ( m )

3. Densitas dan Penyerapan Air

Untuk pengukuran densitas dan penyerapan air digunakan metoda

Archimedes dan dihitung dengan persamaan :

Densitas = PairWWW

W

kgb

s

)( −− ( 2.4 )

Dimana Ws = berat sampel kering ( g )

Wb = berat sampel setelah direndam air ( g )

Wg = berat sampel digantung di dalam air ( g )

%100 kering sampelberat

kering sampelberat -jenuh sampelberat air Penyerapan x= ( 2.5 )

P

L

b

d

Dimensi Sampel


22

2.9. Pemikiran Dasar.

Genteng beton merupakan bahan bangunan yang terbuat dari campuran

semen ,agregat,air dan dengan atau tanpa bahan tambah genteng dibuat

sedemikian rupa sehingga dapat digunakan sebagai bahan penutup atap.

Salah satu kelemahan genteng beton mempunyai sifat getas,dan kurang mampu

menahan tegangan tarik.(Dwiyono – 2000)Genteng beton merupakan bentuk aplikasi

sebagai bahan bangunan non structural secara otomatis memiliki kelemahan yang

sama.Upaya dalam memperbaiki sifat beton salah satunya dengan penambahan

bahan kedalam adukan mortar.Dalam hal ini peneliti menambahkan fly ash dan serat

tebu.

Penambahan serat tebu sebagai bahan pengisi dan fly ash sebagai subsitusi

semen bertujuan agar menghasilkan genteng yang ringan dan baenilai

ekonomis.Serat baggase yang dipergunakan jangan terlalu pendsek dan jangan terlalu

panjang karena akan menghasilkan genteng beton yang tidak standart.Serat baggase

yang terlalu pendek tidak akan mengikat bahan pengikat dan terlalu panjang juga

kurang efektif karena akan terjadi penggumpalan serat dan penyebaran serat tidak

merata (Sudarmoko. 1993)

Pemikiran ini sangat beralasankarena secara mekanik penambahan bahan

limbah akan mengisi ruang kosong (rongga) diantara butiran – butiran semen dan

secara kimiawi akan membirikan sifat hidrolik bebas.


BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Limbah 2.1.1 Pengertian...

Documents

Transcript of BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Limbah 2.1.1 Pengertian...