KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN …konservasiborobudur.org/download/laporan/Laporan...

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANDIREKTORAT JENDERAL KEBUDAYAAN

LAPORAN HASIL KAJIAN

”KAJIAN MORTAR ETIL SILIKAT UNTUK KONSERVASI CAGARBUDAYA BERBAHAN ANDESIT”

Oleh:

Rony Muhammad, S.T.

Joni Setiyawan, S.T.

Ahmad Mudzakkir,A.Md

Basuki Rahmat

BALAI KONSERVASI BOROBUDURJalan Badrawati , Telp. (0293) 788225, Fax. (0293) 788367

BOROBUDUR - MAGELANG2015

HALAMAN PENGESAHAN

LAPORAN HASIL KAJIAN

”KAJIAN MORTAR ETIL SILIKAT UNTUK KONSERVASI CAGAR BUDAYABERBAHAN ANDESIT”

Tim Pelaksana :

Ketua : Rony Muhammad, S.T / 197509252009121001

Anggota : Joni Setiyawan / 197906072009021003

Ahmad Mudzakir, A.Md / 198804112014041001

Basuki Rahmat / 197901272008121004

Borobudur, Desember 2015Mengetahui,

Kepala Seksi Konservasi Ketua Tim Pelaksana

Iskandar Mulia Siregar, S.Si Rony Muhammad, S.T

19691118 199903 1 001 19750925 200912 1 001

Menyetujui,

Kepala Balai Konservasi Borobudur

Drs. Marsis Sutopo, M.Si

NIP. 19591119 199103 1 001

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah S W T, dengan rahmat dan karunia Nya

kami dapat menyelesaikan laporan kajian Mortar Etil Silikat untuk Konservasi Cagar

Budaya Berbahan Andesit. Kami telah berusaha semaksimal mungkin untuk

menyelesaikan kajian ini dari pengajuan proposal sampai dengan penyusunan laporan ini.

Laporan ini juga telah diseminarkan di Yogyakarta dengan dihadiri oleh pihak-pihak yang

berkompeten dalam pelestarian cagar budaya di Indonesia. Dalam kesempatan tersebut

ada masukan dan saran yang disampaikan yang selanjutnya kami pergunakan untuk

perbaikan laporan hasil kajian ini.

Tim kajian menyampaikan banyak terima kasih kepada pihak-pihak yang telah

membantu dalam pelaksanaan kajian ini. Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada:

1. Bapak Drs. Marsis Sutopo, M.Si, selaku Kepala Balai Konservasi Borobudur.

2. Ibu Wiwit Kasiyati, S.S, M.A, selaku Kepala Sub Bagian Tata Usaha Balai

Konservasi Borobudur.

3. Bapak Iskandar Mulia Siregar, S.Si, Selaku Kepala Seksi konservasi Balai

Konservasi Borobudur.

4. Bapak Aris Munandar, selaku narasumber dalam kajian ini.

5. Bapak Nahar Cahyandaru, S.Si, atas masukan dan informasi untuk menambah

literatur kajian.

6. Semua rekan di kantor Balai Konservasi Borobudur yang telah membantu

terlaksananya kajian ini baik secara langsung maupun tidak langsung.

Demikian laporan hasil kajian ini kami susun semoga laporan ini bermanfaat untuk

pelestarian cagar budaya di Indonesia khususnya untuk konservasi cagar budaya dengan

bahan batu andesit. Apabila ada kekurangan kami mohon maaf dan kami mengharap

saran dan masukan untuk kami gunakan sebagai bahan perbaikan.

Borobudur, Desember 2015

Tim Kajian

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................................ iHALAMAN PENGESAHAN ........................................................................................... iiKATA PENGANTAR ...................................................................................................... iiiDAFTAR ISI .................................................................................................................. ivDAFTAR GAMBAR ....................................................................................................... vDAFTAR TABEL ........................................................................................................... viABSTRAK ..................................................................................................................... 1

BAB I. PENDAHULUAN ................................................................................................ 1

1.1. Dasar Hukum ............................................................................................ 1

1.2. Latar Belakang .......................................................................................... 1

1.3. Rumusan Masalah .................................................................................... 2

1.4. Tujuan ....................................................................................................... 3

1.5. Manfaat ..................................................................................................... 3

1.6. Ruang Lingkup .......................................................................................... 3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................................... 4

2.1. Batu Andesit .............................................................................................. 4

2.2. Pelapukan Batuan ..................................................................................... 5

2.3. Kerusakan Cagar Budaya Batu ................................................................. 6

2.4. Mortar Batu Andesit dengan Pengikat Etil Silikat ....................................... 7

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ........................................................................... 12

3.1. Alat dan Bahan .......................................................................................... 12

3.2. Metode Pelaksanaan Kajian ...................................................................... 14

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................... 17

4.1. Hasil Pengujian .......................................................................................... 17

4.2. Pembahasan ............................................................................................. 21

BAB V. KESIMPULAN .................................................................................................. 23

5.1. Kesimpulan ............................................................................................... 23

5.2. Saran ........................................................................................................ 23

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 24

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Batu Andesit .......................................................................................... 5

Gambar 2.2. Variasi Warna Batu Andesit ................................................................... 5

Gambar 2.3. Gempil Pada Batu Candi ....................................................................... 6

Gambar 2.4. Pecah Pada Batu Candi ........................................................................ 6

Gambar 2.5. Batu candi pecah gempil ....................................................................... 7

Gambar 2.6. Batu yang Aus ....................................................................................... 7

Gambar 2.7. Ilustrasi Bentuk Mortar Yang Diharapkan .............................................. 8

Gambar 2.8. Ilustrasi Mortar Dengan Pengikat Etil Silikat .......................................... 8

Gambar 2.9. Distribusi Butiran Menurut Fuller ........................................................... 9

Gambar 2.10. Distribusi Butiran Menurut Fuller yang disesuaikan ukuran butiran

Batuan ...................................................................................................................... 10

Gambar 2.11. Grafik Distribusi Butiran ....................................................................... 10

Gambar 2.12. Bahan Konsolidan Etil Silikat KSE 500 dan KSE 300 .......................... 11

Gambar 3.1. Proses Pemecahan Batu ....................................................................... 14

Gambar 3.2. Mesin Penghancur Batu ........................................................................ 14

Gambar 3.3. Proses Penyaringan Bubukan Batu ....................................................... 15

Gambar 3.4 Bubukan Batu Hasil Penyaringan ........................................................... 15

Gambar 3.5. Komposisi Bubuka Batu ........................................................................ 15

Gambar 3.6. Proses Pencampuran Etil Silikat ............................................................ 15

Gambar 3.7. Benda Uji Mortar ................................................................................... 15

Gambar 3.8. Uji Kapilarisasi ....................................................................................... 16

Gambar 3.9. Uji Porositas .......................................................................................... 16

Gambar 4.1. Grafik Perbandingan Porositas Mortar .................................................. 18

Gambar 4.2. Grafik Kecepatan Rambat Air Sampai Ketinggian 1 cm ......................... 19

Gambar 4.3. Grafik Ketinggian Rambat Air Setelah 10 menit ..................................... 19

Gambar 4.4. Foto Sampel Mortar 6.X ......................................................................... 20Gambar 4.5. Foto Sampel Mortar 6.X dengan Skala................................................... 20

Gambar 4.6. Foto Sampel Mortar 7.X ........................................................................ 20

Gambar 4.7. Foto Sampel Mortar 7.X dengan Skala................................................... 20

Gambar 4.8. Kapilarisasi Pada Mortar ....................................................................... 21Gambar 4.9. Ketinggian Kapilarisasi Pada Mortar ...................................................... 21

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Komposisi Kimia Andesit ........................................................................... 4

Tabel 4.1. Komposisi Mortar No 0 .............................................................................. 17




Tabel 4.5. Komposisi Mortar Dengan Bahan Pengikat ............................................... 18

ABSTRAK

Batu andesit telah digunakan manusia sebagai bahan bangunan baik berupa bangunan

rumah tinggal maupun bangunan tempat beribadah selama ribuan tahun khususnya oleh

masyarakat di Jawa Tengah dan Yogyakarta yang dekat dengan gunung berapi karena

kekuatan dan daya tahan. Seiring umur dan pengaruh internal maupun eksternal batu akan

mengalami kerusakan baik kerusakan fisik mekanik , kerusakan biologis maupun khemis.

Salah satu cara yang dilakukan untuk mengatasi kerusakan batu secara mekanis berupa

retak, pecah/gempil dan kamuflase penyambungan batu yang pecah adalah dengan

menggunakan mortar dengan bahan batu andesit. Pembuatan mortar batu andesit ini

dilakukan dengan merekonstruksi batu andesit, yaitu dengan membuat bubukan batu

andesit dan merekonstruksinya kembali dengan mencampur bahan etil silikat dengan

bubukan batu dengan komposisi tertentu. Diharapkan mortar ini memiliki sifat – sifat fisik

berupa porositas dan kenampakan yang sama dengan batu andesit.

Kata Kunci : Batu Andesit, Kerusakan mekanis, mortar etil silkat

Laporan Kajian Mortar Etil Silikat untuk Konservasi Cagar Budaya Berbahan Andesit 1

BAB IPENDAHULUAN

1.1. Dasar HukumDasar hukum yang digunakan dalam melaksanakan kegiatan Kajian Mortar Etil

Silikat untuk Konservasi Cagar Budaya Berbahan Andesit:

1. Undang-undang Republik Indonesia No. 11 Tahun 2010 tentang Cagar Budaya.

2. Peraturan Presiden Republik Indonesia Nomor 54 Tahun 2010 tentang Pedoman

Pelaksanaan Pengadaan Barang/Jasa Pemerintah.

3. Peraturan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Nomor 55 Tahun 2012 Tanggal 20

Juli 2012 Tentang Organisasi dan Tata Kerja balai Konservasi Borobudur.

4. DIPA Balai Konservasi Peninggalan Borobudur tahun 2015 Nomor.DIPA-

023.15.2.427775/2015 Tanggal 14 November Desember 2014.

5. Surat Keputusan Balai Konservasi Peninggalan Borobudur nomor

1830/HK.501/BK/IV/2015 tentang Tim Pelaksana Kajian pada Balai Konservasi

Peninggalan Borobudur tahun 2015

1.2. Latar BelakangIndonesia sebagai negara yang maju peradaban dan kebudayaannya sejak masa

lampau memiliki kekayaan dan keanekaragaman cagar budaya. Salah satu peninggalan

hasil kebudayaan itu adalah candi sebagai tempat pemujaan kepada dewa. Candi di

Indonesia sangat beragam baik dari segi arsitektural maupun materialnya. Salah satu

material penyusun candi yang umum khususnya candi-candi di Jawa Tengah dan

Yogyakarta adalah batu andesit. Hal ini dimungkinkan karena ketersediaan batu andesit di

Jawa Tengah dan Yogyakarta sangat banyak karena lokasinya banyak gunung berapi

yang masih aktif sebagai sumber dari batu andesit hasil erupsi gunung berapi.

Candi-candi yang dibangun dengan material dari batu andesit yang telah berusia

lebih dari 1000 tahun tentu mengalami degradasi karena pengaruh kondisi lingkungan

sekitar tempat candi tersebut dibangun dan juga pengaruh eksternal internal lainnya. Oleh

karena itu sangat dimungkinkan adanya kerusakan pada batu-batu andesit penyusun

candi. Salah satu jenis kerusakan yang terjadi adalah kerusakan dari faktor Fisik dan

mekanis berupa retak, pecah, mengelupas atau bisa juga gempil dan dari faktor khemis

bisa terjadi penggaraman, batu menjadi rapuh.

Candi-candi yang dibangun pada masa lampau tersebut tentu memiliki nilai

historis, nilai arkeologis yang tinggi dan menjadi kebanggaan dari pewaris akan tingginya

peradaban dan kebudayaan para pendahulunya. Sehingga agar cagar budaya tersebut


dapat bertahan lebih lama dan bisa dinikmati oleh generasi mendatang dalam kondisi

yang sebagus dan selengkap mungkin seperti waktu ditemukan, maka cagar budaya

tersebut harus dilestarikan. Dalam upaya pelestarian cagar budaya tersebut salah satu

cara adalah tindakan konservasi.

Pelestarian cagar budaya (bangunan cagar budaya, struktur cagar budaya, benda

cagar budaya) dengan cara mengkonservasinya sampai saat ini masih dilaksanakan

karena memberi hasil yang efektif untuk penanganan kerusakan cagar budaya, karena

kegiatan konservasi itu sendiri bertumpu pada ilmu bahan dan teknologi. Semakin

berkembangya ilmu pengetahuan terutama dalam hal ilmu bahan dan teknik konservasi,

permasalahan yang ada pada bangunan cagar budaya bisa diatasi walaupun belum bisa

100% tuntas. Tetapi tujuan agar cagar budaya yang dikonservasi menjadi lestari bisa

tercapai.

Salah satu cara/teknik konservasi yang dipakai adalah penggunaan bahan perekat

(epoxy resin) yang dipakai untuk merekatkan kembali bagian dari batu andesit candi yang

patah/retak/gempil bahkan dipakai juga untuk bahan perekat mortar epoxy untuk

penambalan batu yang mengelupas dan untuk kamuflase batu yang celah retakannya

cukup lebar. Teknik penyambungan dengan epoksi resin ini terlihat bagus diawal

pengaplikasian tetapi menimbulkan dampak sesudahnya yang bisa menimbulkan masalah

lain yang bersifat merusak batu andesit. Sifat epoksi resin yang kedap terhadap air

menimbulkan masalah baru dalam kerusakan batu andesit.

Dari permasalahan tersebut kami melakukan kajian untuk

mencari/mengembangkan teknik dalam pembuatan mortar dengan bahan konsolidan etil

silikat sehingga diharapkan dengan penambahan etil silikat ini bisa didapatkan teknik baru

dalam filling, restoring, kamuflase batu andesit yang mana hasilnya bisa meminimalisir

dampak negatif terhadap batu andesit yang ditangani dan bersifat riversibel.

1.3. Rumusan MasalahUntuk mencapai tujuan Kajian, perumusan masalah kajian ini adalah sebagai

berikut :

o Masih diperlukannya bahan mortar untuk konservasi batu andesit penyusun candi

yang pecah / gempil, retak.

o Diperlukannya bahan mortar batu andesit yang berpori (bisa dilewati air / udara)


1.4. TujuanTujuan yang hendak dicapai dari kajian Mortar Etil Silikat untuk Konservasi Cagar

Budaya Berbahan Andesit adalah untuk mendapatkan mortar yang dicampur bahan

konsolidan etil silikat yang mempunyai sifat lentur, riversible dan menjadi bahan mortar

yang berpori (dapat dilewati air / udara)

1.5. ManfaatDidapatkan komposisi mortar berpori sebagai salah satu metode konservasi pada

batu andesit penyusun candi yang diharapkan mengatasi kerusakan fisik / mekanik yang

terjadi pada material batu andesit penyusun candi batu.

1.6. Ruang LingkupRuang lingkup kajian adalah pada pembuatan mortar dengan bahan bubukan batu

andesit yang disaring dicampur bahan konsolidan (Etil silikat) dengan komposisi tertentu

sebagai bahan konservasi batu andesit penyusun candi untuk filling retakan batu, restoring

batu yang pecah/gempil dan kamuflase pada nat penyambungan batu.


BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Batu AndesitAndesit termasuk jenis batuan beku kategori menengah sebagai hasil bentukan

lelehan magma diorit. Nama andesit sendiri diambil berdasarkan tempat ditemukan, yaitu

di daerah Pegunungan Andes, Amerika Selatan. Peranan bahan galian ini penting sekali di

sektor konstruksi, terutama dalam pembangunan infrastruktur, seperti jalan raya, gedung,

jembatan, saluran air/irigasi dan lainnya. Dalam pemanfaatannya dapat berbentuk batu

belah, split dan abu batu. Sebagai negara yang sedang membangun, Indonesia

membutuhkan bahan galian ini yang terus setiap tahun.

Jenis magma diorit merupakan salah satu magma terpenting dalam golongan kapur

alkali sebagai sumber terbentuknya andesit. Lelehan magma tersebut merupakan

kumpulan mineral silikat yang kemudian menghablur akibat pendinginan magma pada

temperatur antara 1500 – 2500oC membentuk andesit berkomposisi mineral felspar

plagioklas jenis kalium felspar natrium plagioklas, kuarsa, felspatoid serta mineral

tambahan berupa hornblenda, biotit dan piroksen.

Mineral yang ada dalam andesit ini berupa kalium felspar dengan jumlah kurang

10% dari kandungan felspar total, natrium plagioklas, kuarsa kurang dari 10%, felspatoid

kurang dari 10%, hornblenda, biotit dan piroksen. Penamaan andesit berdasarkan kepada

kandungan mineral tambahannya yaitu andesit hornblenda, andesit biotit dan andesit

piroksen. Komposisi kimia dalam batuan andesit terdiri dari unsur-unsur, silikat,

alumunium, besi, kalsium, magnesium, natrium, kalium, titanium, mangan, fosfor dan air.

Komposisi kimia andesit dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 2.1. Komposisi Kimia Andesit (Travis dalam Muryowiharjo, 2005)

Senyaw

a

Komposisi

(%)

SiO2 58,2

Al2O3 17,0

Fe2O3 3,2

FeO 3,7

CaO 6,3

MgO 3,5

Na2O 3,5

K2O 2,1


2.2 Pelapukan BatuanPelapukan merupakan perubahan fisika maupun kimia dari suatu batuan atau

mineral yang terekspose di dekat permukaan bumi (Price dan Burton, 2011). Menurut

pengertian lain pelapukan adalah proses berubahnya batuan menjadi tanah (soil) baik oleh

proses fisik atau mekanik (disintegrasi) maupun oleh proses kimia (dekomposisi). Proses

dekomposisi dapat menyebabkan terjadinya mineral-mineral baru. Pelapukan merupakan

salah satu proses yang mempercepat denudasi. Batuan, baik batuan beku, sedimen

maupun metamorf yang tersingkap diatas permukaan, bersentuhan dengan atmosfir,

hidrosfir dan biosfir akan mengalami proses pelapukan, batuan akan terubah secara fisik

dan atau secara kimiawi. Di alam, kedua proses ini sulit dibedakan, karena berlangsung

secara bersamaan. Namun secara teoritis kedua proses ini dapat dibedakan. Proses

pelapukan inilah salah satu proses yang mengubah permukaan bumi setiap saat meskipun

perubahannya tidak tampak dengan segera dan faktor waktu sangat berpengaruh dalam

proses ini.

Pelapukan kimia adalah pelapukan pada batuan yang terjadi akibat pengaruh atmosfer,

hidrosfer, dan agen biologi yang menyebabkan terbentuknya mineral baru dalam kondisi

yang lebih stabil (Price & Burton,2011). Pengertian yang lain dari pelapukan kimia atau

dekomposisi kimia adalah penghancuran batuan oleh pengubahan kimia terhadap mineral-

mineral pembentuknya yang melibatkan beberapa reaksi penting antara unsur-unsur di

atmosfir dan mineral-mineral pada kerak bumi. Dalam proses-proses ini, struktur dalam

mineral semula terurai dan terbentuk mineral-mineral baru, dengan struktur kristal baru

yang stabil diatas permukaan bumi. Reaksi-reaksi yang demikian menyebabkan terjadinya

perubahan besar terhadap komposisi kimia dan sifat fisik batuan, sehingga dapat

dikatakan proses dekomposisi. Misalnya mineral-mineral yang terdapat dalam batuan

beku dan metamorf terbentuk pada kondisi suhu dan tekanan tinggi. Bila sampai di

Gambar 2.1 Batu Andesit Gambar 2.2 Variasi Warna Batu Andesit


permukaan bumi, baik suhu maupun tekanannya jauh lebih rendah dari kondisi saat

pembentukan. Untuk mencapai keseimbangan mineral tersebut terurai dan komponen

komponennya membentuk mineral baru yang lebih stabil pada lingkungan atmosfir.

2.3 Kerusakan Cagar Budaya BatuCandi Borobudur merupakan salah satu cagar budaya dimana material

penyusunnya (batu andesit) terpapar langsung terhadap alam bebas. Kondisi ini

menjadikan lingkungan sekitar (kelembaban udara, suhu udara, intensitas penyinaran

sinar matahari, air hujan) memberi pengaruh terhadap kondisi keterawatan batu penyusun

candi. Kerusakan fisik merupakan fenomena alami atau buatan yang terjadi di mana batu

berubah sifat fisiknya tanpa mempengaruhi komposisi kimianya. Pada dasarnya, batu

masih terdiri dari jenis yang sama dan mengandung mineral yang sama, tetapi mengalami

perubahan bentuk atau ukuran dari sebelumnya,

Kerusakan fisik pada batu candi berupa pecah, retak, gempil dan aus yang

disebakan oleh faktor internal yaitu menurunnya kekuatan bahan/material batu karena

proses alami dan faktor eksternal yaitu adanya beban bekerja pada batu yang tidak

merata sehingga beban tertumpu pada satu area / satu titik tertentu dan menyebabkan

batu pecah atau retak. Selain pengaruh beban kerusakan fisik pada batu juga bisa

disebabkan pengaruh suhu udara lingkungan sekitar yang fluktuasinya tinggi sehingga

terjadi muai susut batu yang bisa menyebabkan kretakan. Pengaruh air hujan juga dapat

menimbulkan keausan pada diniding relief, hal ini terjadi karena adanya aliran air pada

permukaan batu pada saat dan setelah terjadi hujan. Proses keausan pada batu candi ini

berlangsung pelan – pelan dalam waktu lama, dampaknya adalah hilangya ukiran pada

relief dinding Candi Borobudur.

Gambar 2.3 Gempil pada batu candi Gambar 2.4 Pecah pada batu candi


il Silikat

2.4 Mortar Batu Andesit dengan Pengikat Etil SilikatDimasa lalu untuk penanganan konservasi batu yang pecah, retak, patah dan

berlubang menggunakan bahan kimia (epoxy Resin ) sebagai bahan perekat batu, bahan

perekat untuk injeksi retakan dan bahan perekat mortar epoxy. Teknologi yang

berkembang pada masa 1970 - 1980an itu juga digunakan dalam penanganan konservasi

batu pada saat pemugaran ke 2 Candi Borobudur tahun 1973 – 1983. Bahan perekat ini

kuat dari sisi daya rekatnya tetapi bersifat kedap air. Pada awal pengaplikasian teknologi

ini teknik inilah yang terbaik, seiring waktu sifatnya yang kedap air dan cenderung keras

bahkan lebih kuat dari batu menyebakan masalah lain pada batu.

Kerusakan pada batu candi lebih khususnya kerusakan fisik batu masih terus terjadi

dan memerlukan penanganan. Teknik pembuatan mortar dengan menambahkan bahan

perekat epoxy resin sudah tidak kompatibel dengan perkembangan konservasi batu

karena sifatnya yang kuat lebihkuat dari batu dan kedap terhadap air. Untuk itu diperlukan

pengembangan teknik untuk penanganan kerusakan fisik tersebut. Teknik pembuatan

mortar dengan bahan perekat etil silikat merupakan salah satu alternative yang

dikembangkan yaitu dengan menambahkan bahan etil silikat pada komposisi bubukan

yang telah ditentukan.

Kondisi yang diharapkan dari mortar etil silkat ini adalah kemampuannya untuk

melewatkan udara/air sehingga dengan kondisi ini batu masih bisa bernapas seperti

keadaan semula. Dari kondisi seperti aslinya tersebut diharapkan batu andesit menjadi

tahan terhadap pengaruh lingkungan sekitar seperti fluktuasi kelembaban udara, masuk

dan keluarnya air hujan, fluktuasi suhu udara yang ekstrem dan pengaruh – pengaruh

lingkungan lainnya yang dapat menyebabkan kerusakan pada batuan terutama kerusakan

fisik material batu.

Gambar 2.5 Batu candi pecah gempil Gambar 2.6 Batu yang aus


Gambar 2.7 Ilustrasi Bentuk Mortar Yang Diharapkan

Dengan kondisi batu asli masih bisa mensirkulasi udara dan air dari dan keluar dari

batu dari mortar etil silikat yang diaplikasikan, diharapkan mortar yang diaplikasikan dapat

membuat batu tahan terhadap pengaruh lingkungan (suhu udara, kelembaban) sehingga

bisa membuat batu lebih lama bertahan (lestari).

Mortar batu andesit dengan bahan pengikat etil silikat ini dibuat dengan

mencampurkan bubukan batu andesit yang telah disaring kemudian dibuat komposisi

sesuai distribusi butiran tertentu ( mengikuti hukum Fuller) dan ditambahkan bahan

pengikat etil silikat. Kondisi ini seperti merekonstruksi batu andesit dari material

penyusunnya sehingga diharapkan mortar yang dibuat akan memiliki sifat fisik yang sama.

Lebih lanjut komposisi dari mortar batu andesit dengan pengikat etil silikat sebagaimana

diilustrasikan gambar dibawah ini.

Gambar 2.8. Ilustrasi Mortar Dengan Pengikat Etil SilikatIlustrasi : EberhardWendler


Dari ilustrasi pada gambar 2.8 terlihat adanya bermacam – macam ukuran butiran

penyusun dalam sebuah mortar. Didalam mortar tersebut terdapat butiran batu (pasir)

yang cenderung membulat dengan ukuran tertentu, kemudian ada butiran yang lebih kecil

dan ada butiran yang halus. Pada campuran mortar batu andesit buatan tersebut juga

terkandung bahan pengikat yang dalam hal ini adalah etil silikat dan pewarna buatan untuk

menyamakan warna batuan pada kondisi tertentu.

Komposisi bubukan batuan yang akan dibuat mortar dalam kajian ini dihitung sesuai

dengan rumus Fuller , yaitu :

Distribusi Ukuran Butiran dengan Pendekatan FULLER

Di = ( (di/D)^n ) x 100%

Di = Agregat yang lolos sesuai no saringan (%)di = diameter butiran yang di cari (yang tertahan di saringan no)D = diameter agregat terbesar (yang akan dipakai campuran mortar)n = eksponen (bilangan/konstanta pengali)

Eksponen yang dipakai sebagai berikut :

Butiran membulat : 0,5Butiran membulat seperti pasir : : 0,4Butiran hasil mesin pemecah : 0,3

Kemudian dari rumus tersebut dibuat komposisi dari bubukan batuan sesuai dengan

karakteristik batuan, apakah kenampakannya banyak butiran yang besar atau banyak

butiran yang halus. Begitu juga dengan asal butiran penyusun mortar ini dibuat sangat

mempengaruhi komposisi Mortar yang akan dibuat sebagai ilustrasi akan ditampilkan tabel

hitungan komposisi mortar batu andesit.

Gambar 2.9 Tabel Distribusi Butiran Menurut Fuller

Dalam tabel diatas terlihat ukuran butiran terbesar yang dipakai adalah ≥ 2 mm dan ≤ 4

mm dan ukuran yang terkecil adalah ≤ 45 µmm ( debu). Kemudian dilihat kenampakan

batu yang akan dikonservasi apakah sudah sesuai atau belum, dalam kajian ini ukuran ≥ 2


mm tidak dipakai begitu juga ukuran ≤ 45 µmm karena kenampakan permukaan dari batu

andesit bukan berupa butiran yang besar maupun terlalu halus. Sehingga tabel distribusi

butiran bisa disesuaikan seperti tabel dibawah ini.

Gambar 2.10 Tabel Distribusi Butiran disesuaikan ukuran butiran batuan

Bagus atau tidaknya ikatan antar butiran ditentukan dari kompisisi butiran yang dipakai.

Dari hasil uji coba komposisi yang dilakukan grafik distribusi butiran yang terlihat seperti

sebuah grafik berbentuk kurva lebih baik ikatan butirannya dibanding apabila grafiknya

berbentuk seperti sebuah garis linear.

Gambar 2.11. Grafik Distribusi Butiran

Selanjutnya apabila komposisi distribusi butiran untuk mortar telah ditemukan perlu

dilakukan uji coba pencampuran bubukan batu dengan ukuran yang telah ditentukan tetapi

dengan warna batu yang berbeda dicampur sedemikian rupa sampai menemukan

komposisi warna yang menyerupai batu yang akan di konservasi. Apabila tidak ditemukan

maka perlu dilakukan penambahan bahan pewarna. Jika semua komposisi butiran ,

komposisi warna sudah sesuai hal yang dilakukan selanjutnya adalah menambahkan


bahan pengikat dalam hal ini dipakai bahan KSE 500 dengan bahan dasar etil silikat. Pada

langkah ini dilakukan trial pencampuran bahan KSE 500 dengan menambahkan bahan

KSE 500 setiap 2,5 ml sampai ditemukan komposisi yang pas yaitu terlihat tidak basah

tetapi sudah menggumpal. Pada kajian ini KSE 500 yang ditambahkan sebanyak 25 ml

untuk 200 gram butiran batu.

Gambar 2.12. Bahan Konsolidan Etil Silikat KSE 500 dan KSE 300


BAB III. Metodologi Penelitian

3.1. Alat dan Bahan

Alat-alat yang dipakai dalam melaksanakan kajian adalah alat –alat laboratorium

inventaris Balai Konservasi Borobudur. Alat – alat laboratorium yang dipakai sebagian

besar berasal dari laboratorium fisik, antara lain :

1) Stone crusher

Stone crusher / mesin pemecah batu adalah alat khusus yang digunakan untuk

memecah / menghancurkan batu dengan ukuran tertentu sehingga batu – batu

yang dihancurkan terurai menjadi ukuran butiran yang lebih kecil yang

selanjutnya dipisahkan dengan mesin pengayak.

2) Mesin Penyaring batu /pasir

Mesin penyaring batu (sieving machine) adalah sebuah alat khusus yang dibuat

untuk memisahkan butiran / agregat dari batu yang telah dihancurkan oleh

mesin penghancur batu dalam ukuran tertentu yang telah kita tetapkan yang

akan digunakan sebagai bahan pembuat mortar.

3) Gelas Beker

Gelas ukur laboratorium yang dipakai untuk menakar bahan konsolidan etil

silikat

4) Alat – alat lain yang diperlukan selama kajian akan memakai invetaris dari Balai

konservasi Peninggalan Borobudur.

Adapun bahan yang digunakan dalam kajian ini antara lain :

1) Bubuk batu andesit

Bubuk batu andesit dibuat dari penghancuran batu andesit dengan mesin

penghancur untuk dijadikan agregat batu untuk campuran mortar

2) Bahan konsolidan Etil silikat

Bahan konsolidan dengan bahan utama etil silikat

3) Kuas 2” dan 1”

Kuas terbuat dari serabut ijuk / nilon untuk membersihkan sampel dan alat –alt

yang dipakai dari debu / kotoran tanah/pasir

4) Pensil air

Pensil untuk menandai/memberi kode pada sampel.


5) Sarung Tangan Karet

untuk melindungi tangan dari kontaminasi dengan bahan kimia sewaktu

pengambilan sampel.

6) Masker

Masker untuk melindungi diri dari debu kotoran agar tidak terhirup

5) Toples

Sebuah wadah biasa terbuat dari plastik atau kaca untuk menyimpan agregat

hasil penyaringan mesin penyaring.

6) Ember

Ember plastik atau karet yang biasa dipakai dirumah tangga, disini ember

digunakan untuk peyimpanan sementara batu – batu hasil pemecahan mesin

penghancur batu sebelum disaring.

7) Baki / Nampan

Baki / nampan plastik untuk tatakan dalam pembuatan sampel mortar.

8) Palu

Palu besi 1 kg dan 0,5 kg yang digunakan untuk memecah batu dalam ukuran

lebih kecil sebelum di hancurkan kedalam mesin penghancur.

9) Cetakan kue

Cetakan kue dari plastik yang digunakan untuk menaruh agregat dalam

penimbangan agregat untuk campuran mortar

10) scavel

semacam cetok / sendok kecil yang dipakai untuk mencampur dan membuat

adonan mortar

11) Spuit

Alat suntik biasa tanpa jarum yang dipakai untuk mengambil etil silikat dan

mencampurnya dengan agregat batu yang akan dijadikan mortar.

12) Paralon

Paralon dari pvc yang biasa dipakai untuk pipa air dengan ukuran diameter 1

inchi dan tebal 1 cm yang digunakan untuk mencetak mortar.


3.2. Metode Pelaksanaan Kajian

Dalam pelaksanaan kajian Mortar Etil Silikat untuk Konservasi Cagar Budaya

Berbahan Andesit, tahapan pelaksanaan kajian yang dilakukan tim kajian adalah :

1. Studi Pustaka

Tahap pertama pelaksanaan kajian adalah melaksanakan studi pustaka untuk

mencari data sekunder mengenai penggunaan bahan perekat yang pernah

diaplikasikan pada waktu pemugaran 1973 - 1983. Mencari literatur yang

berkaitan dengan pembuatan mortar berbahan batu andesit dari perpustakaan

Balai Konservasi Borobudur dan informasi dari browsing internet mengenai topik

yang sama kami jadikan acuan pustaka dalam kajian ini.

2. Pembuatan Sampel dilaboratorium

Tahap selanjutnya adalah pembuatan sampel di laboratorium, pekerjaan ini

diawali dengan pemecahan batu andesit dari ukuran semula dibuat ukuran lebih

kecil ± Ø 2 - 4 cm kemudian dihancurkan di mesin penghancur batu. Hasil

penghancuran berupa bubukan batu (agregat) kemudian di saring di mesin

penyaring dan dipisahkan berdasar ukuran tertentu. Bubukan batu ini disimpan

dalam toples – toples sesuai ukuran butiran yang telah ditentukan.

Gambar 3.1. Proses Pemecahan batu

Gambar 3.2. Mesin Penghancur batu


Dengan menggunakan komposisi tertentu sesuai distribusi butiran menurut

pendekatan Fuller kemudian agregat dicampur sampai terlihat homogen

kemudian ditambahkan etil silikat sedikit demi sedikit dan diaduk – aduk sampai

merata dan adukan dapat menempel saat ditekan kemudian dicetak untuk

dijadikan benda uji dengan cetakan yang telah kita siapkan.

Gambar 3.3. Proses Penyaringan bubukan batu Gambar 3.4. Bubukan BatuHasil Penyaringan

Gambar 3.5. Komposisi bubukan batu

Gambar 3.6. Proses Pencampuran Etilsilikat

Gambar 3.7. Benda Uji Mortar


3. Pengujian Sampel dilaboratorium

Dari sampel yang telah dibuat kemudian dilakukan pengujian sampel,

diantaranya uji porositas, kapilarisasi dan Foto SEM. Pengujian ini dimaksudkan

untuk mengetahui apakah mortar yang kita buat menjadi mortar yang berpori

dan bisa melewatkan air udara seperti yang direncanakan. Pengambilan foto S

E M dilakukan untuk melihat gambar mikroskopis sampel untuk mengetahui

apakah terdapat pori dari mortar epoksi yang dicampur bahan konsolidan.

4. Analisa Sampel

Hasil dari pengujian sampel ini kemudian dianalisa berdasar data – data yang

kita peroleh dan dibuat sebuah kesimpulan.

Gambar 3.8.Uji Kapilarisasi Gambar 3.9.Uji Porositas


BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian

A. Komposisi Mortar

Dalam kajian Mortar etilsilikat ini tim kajian menggunakan kompsisi mortar sebagai

berikut:

a. Komposisi Mortar Etil Silikat No 0

b. Komposisi Mortar Etil Silikat No 1

c. Komposisi Mortar Etil Silikat No 2

Grain size < 0,063 0,063 - 0,125 0,125 - 0,250 0,250 -0,500 0,500 - 1,00

di 0.063 0.125 0.25 0.500 1.000Di (%) 43.63 53.59 65.98 81.23 100.00

Amount ( 100 gr) 43.63 9.96 12.39 15.25 18.77Amount ( 200 gr) 87.26 19.91 24.77 30.50 37.55

d. Komposisi Mortar Etil Silikat No 3

Grain size 0,063 - 0,125 0,125 - 0,250 0,25 - 0,500 0,500 - 1,00 1,00 - 2,00di 0.125 0.250 0.500 1.00 2.00

Di (%) 43.53 53.59 65.98 81.23 100.00Amount (100 gr) 43.53 10.06 12.39 15.25 18.77Amount ( 200 gr) 87.06 20.12 24.77 30.50 37.55

Grain size < 0,045 0,045 - 0,063 0,063 - 0,125 0,125 - 0,250 0,25 - 0,500 0,500 - 1,00 1,00 - 2,00di 0.045 0.063 0.125 0.250 0.500 1.00 2.00

Di (%) 21.92 25.08 32.99 43.53 57.43 75.79 100.00Amount (gr) 21.92 3.16 7.91 10.54 13.91 18.35 24.21

Grain size < 0,063 0,063 - 0,125 0,125 - 0,250 0,25 - 0,500 0,500 - 1,00 1,00 - 2,00di 0.063 0.125 0.250 0.500 1.00 2.00

Di (%) 35.44 43.53 53.59 65.98 81.23 100.00Amount (100 gr) 35.44 8.09 10.06 12.39 15.25 18.77Amount ( 200 gr) 70.88 16.18 20.12 24.77 30.50 37.55

Tabel 4.4. Komposisi Mortar No 3





Pada pembuatan benda uji mortar dipakai komposisi serbuk batu dari ukuran ≤

0,063 µmm sampai ukuran terbesar adalah ukuran butiran yang tertahan di ayakan 1 mm.

akan tetapi butiran dengan ukran > 2 mm dan < 0,063 tidak dipakai dalam pembuatan

mortar ini karena faktor teknis yaitu daya ikat kurang baik dan kenampakan yang tidak

mirip batu yang akan dikonservasi.

Selanjutnya dari Komposisi tersebut kami membagi lagi mortar menurut campuran

dengan bahan konsolidan dengan volume bahan konsolidan sebagai berikut :

No Komposisi Konsolidan Volume Kode Keterangan

1 Komposisi 1 RC 90 25 1X

2 Komposisi 0 RC 90 30 2X

3 Komposisi 1 KSE 500 25 3X





B. Hasil Pengujian

1. Hasil Pengujian Porositas

Gambar 4.1. Grafik Perbandingan Porositas Mortar

Tabel 4.5. Komposisi Mortar denganBahan Pengikat


2. Hasil Pengujian Kapilarisasi

Hasil pengujian mortar selanjutnya adalah uji kapilarisasi mortar, yaitu uji kecepatan

/ cepat rambat air naik secara vertical pada permukaan mortar. Pengujian ini dilakukan

dengan mensimulasikan kondisi basah pada bagian bawah benda uji yaitu dengan

menaruh tisu / kapas yang setebal ± 0.5 cm dan dibasahi. Kemudian benda uji ditaruh

diatas tisu basah dan dihitung waktunya. Dalam pengujian ini penghitungan dilakukan

dengan menghitung waktu (detik) sampai bagian basah mencapai ketinggian 1 cm. dan

yang kedua dilakukan dengan membatasi waktu selama 10 menit kemudian diukur

seberapa tinggi rambatan ait pada permukaan benda uji, berikut grafik hasil pengujian

tersebut.

Gambar 4.2. Grafik Kecepatan Rambat Air Sampai Ketinggian 1 cm

Gambar 4.3. Grafik Ketinggian Rambat Air Setelah 10 menit


3. Hasil Pengambilan Foto SEM

Pengujian terhadap mortar andesit etil silikat berikutnya adalah dengan mengambil

gambar mikroskopis terhadap benda uji. Dari gambar ini dapat dikatahui ukuran butiran /

agregat penyusun mortar, selain itu dapat juga diketahui adanya rongga / pori pada mortar

sampel. Sehingga dari foto yang didapat dari pengambilan gambar dengan alat SEM ini

bisa dipastikan bahwa mortar yang dibuat benar – benar terdapat rongga / pori yang dapat

dilalui oleh air / udara. Sehingga tujuan membuat mortar berpori yang bisa bernapas

tercapai dan mendekati sifat fisik dari batu aslinya.

Gambar 4.4. Foto Sampel Mortar 6.X Gambar 4.5. Foto Sampel Mortar 6.X denganskala

Gambar 4.6. Foto Sampel Mortar 7.X Gambar 4.7. Foto Sampel Mortar 7.X denganskala


4.2. Pembahasan

Dari hasil pengujian porositas diketahui bahwa sampel mortar yang diujikan dapat

menyerap air hal ini dibuktikan bahwa setelah dilakukan perendaman selama 24 jam

terhadap sampel berat sampel bertambah seperti terlihat pada table 4.1. Garis warna

merah menunjukan berat awal sampel dan garis warna hijau menunjukkan berat sampel

setelah perendaman selama 24 jam. Selisih berat terkecil ada pada sampel no 1 dengan

selisih berat 0,4 gram dan selisih berat terbesar pada sampel no 2 dengan selisih sebesar

4,3 gram. Demikian juga dapat diketahui bahwa nilai / angka porositas dari mortar etil

silikat bervariasi dari nilai terkecil 1,66 % dan nilai terbesar 25,90 %. Dari hasil ini dapat

disimpulkan bahwa sampel mortar etil silikat bisa dilewati oleh air. Karena dari pembuktian

uji porositas diketahui adanya penambahan berat dari benda uji setelah perendaman

dengan air selam 24 jam.

Pengujian kapilarisasi terhadap mortar andesit etil silikat menunjukan hasil bahwa

air dat merambat pada permukaan mortar uji dan dari hasil perhitungan waktu pada grafik

4.2 ditunjukkan untuk mencapai ketinggian rambat 1 cm pada mortar uji dibutuhkan waktu

rata – rata 10 detik. Waktu tercepat adalah 2 detik pada sampel mortar dengan kode 2.1

sedangkan waktu terlama pada sampel P3 dan P4 yaitu dengan waktu 12 detik.

Sedangkan pada sampel kode P1, P2 dan P 5 tidak terlihat adanya rambatan air

kapilarisasi.

Setelah pengujian kapilarisasi selama 10 menit didapat hasil benda uji dengan kode

P4 mencapai rambat air kapilarisasi tertinggi yaitu setinggi 7,8 cm. hal ini dimungkinkan

ukuran pori didalam sampel mortar sangat kecil sehingga air dapat merambat cukup tinggi

hampir setinggi benda uji yaitu 8 cm. Sedangkan rambat air terendah pada benda uji

dengan kode P3 dengan ketinggian 2 cm, dalam hal ini ukuran pori di dalam mortar

sampel lebih besar sehingga air tidak bisa naik tinggi

Gambar 4.8. Kapilarisasi Pada Mortar Gambar 4.9. Ketinggian Kapilarisasi PadaMortar


Pengambilan foto SEM pada sampel mortar berpori menunjukan adanya lubang pori

pada sampel dengan diameter bervariasi. Dari gambar foto SEM tersebut juga terlihat

bahwa ikatan antar butiran pada mortar cukup baik begitupun dengan etil silikat sebagai

bahan pengikat dapat bekerja dengan baik mengikat butiran agregat mortar. Hal yang

belum terlihat dari foto SEM adalah adanya jembatan penghubung (bridge) dari Etil silkat

yang mengikat antar butiran dan melewati lubang pori. Tetapi secara keseluruhan kajian in

telah berhasil membuat mortar batu andesit dengan pengikat etil silikat yang mempunyai

sifat fisik mendekati batu asli yaitu adanya lubang / pori yang bisa dilewati air / udara. Dan

sifat dari mortar etil silikat ini tidak keras dan tidak lebih kuat dari batu asli sehingga bisa di

remove (reversible) apabila dalam pengaplikasiannya terjadi kesalahan.

Karena sifatnya yang tidak terlalu kuat mortar ini tidak bisa difungsikan sebagai

penyambung batu pecah / patah. Mortar etil silikat bisa difungsikan sebagai pengisi celah

retakan, pengisi celah nat batu, sebagai bahan kamuflase, sebagai bahan pengisi lubang

alveol dan untuk merestorasi bagian batu candi yang gempil.


BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Penggunaan Etil Silikat sebagai bahan untuk konsolidasi berhasil merekonstruksi

bubukan batu menjadi mortar andesit etil silikat

2. Mortar andesit etil silikat yang dibuat mempunyai sifat fisik yang sama dengan batu

yang ditangani ( salah satunya adalah berpori dapat tembus udara / air), hal ini

dibuktikan nilai porositas mortar andesit etil silikat rata – rata 6 – 16 %.

3. Nilai Porositas tersebut mendekati dengan nilai porositas batu andesit pembanding

dengan nilai porositas 4- 8 %

4. Kecepatan Kapilarisasi pada mortar andesit etil silikat rata – rata adalah 0,5 cm/det

5. Hasil foto SEM menunjukkan adanya ikatan etil silikat pada agregat dan adanya

lubang (pori) yang dapat dilalui udara/ air

6. Percobaan kuat geser tidak dilakukan karena penggunaan etil silikat pada campuran

mortar mempunyai daya ikat yang lebih rendah dari bahan perekat

7. Dengan daya ikat yang tidak terlalu kuat seperti bahan perekat memungkinkan mortar

andesit etil silikat ini dilepas kembali

8. Penggunaan mortar andesit etil silikat sebagai bahan pengisi (filler) retakan, pengisi

lubang alveol, untuk kamuflase penyambungan, penutupan nat antar batu, dan

sebagai bahan restorer batu yang pecah/ gempil sangat dimungkinkan

5.2. Saran

1. Mortar etil silikat sudah bisa dibuat menyerupai sifat fisik batu andesit yaitu adanya

lubang / pori yang dapat dilalui air / udara. Diharapkan dilakukan uji coba (trial) pada

batu andesit biasa sebelum diapliksikan pada batu candi asli.

2. Disarankan melakukan kajian penggunaan bahan pengikat lain selain etil silikat yang

mempunyai sifat seperti etil silikat, karena bahan jadi sepert KSE 500 dan Rhodosil

RC 90 sangat sulit didapat dipasaran.


Tinjauan Pustaka

Groci, G .1998 The Conservation and Structural Restoration of Architectural Heritage,UK

and Boston USA, Computational Mechanics Publications

Leliek Agung H dkk, 2013. Studi Kajian Karakteristik Jenis-jenis Batu Penyusun Candi

Borobudur, Balai Konservasi Peninggalan Borobudur, Magelang

Aris Munandar, 2013, Laporan khusus penelitian bahan injeksi retakan candi siwa

prambanan, tidak dipublikasikan, Yogyakarta

Torraca. G, (1982), Porous Building Material – Materials Science for Architectural

Conservation, ICCROM, Rome

Selwitz, Charles. Epoxy Resin in stone Conservation, The Getty conservation institute,

USA

http://idn.sika.com/en/solutions_products/02/02a024/02a024sa01/02a024sa01100/02a024

sa01105.html, Browsing dan download tanggal 8 Mei 2015; 10.15

http://kliksma.com/2015/05/contoh-pelapukan-fisik.html, Februari 9 2016, 11:50

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN …konservasiborobudur.org/download/laporan/Laporan...

Documents

Transcript of KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN …konservasiborobudur.org/download/laporan/Laporan...