Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran...

41
KARYA TULIS ILMIAH PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA (PPRI) KE-11 LIPI JUDUL KARYA TULIS Analisis Pengaruh Abu Tulang dan Abu Sekam Padi terhadap Kuat Tekan Pasta Semen Disusun Oleh: M. Samsul Anam (3111 100 076) 2011 Youngky Riantara P (3111 100 053) 2011 Wawan Trianto (3111 100 059) 2011

description

Wadya Kencana S54 Team PPRI dalam mengikuti kompetisi PPRI nasional pada tahun 2012. Mengangkat topik yang sesuai dengan keahlian yang diambil yaitu ketekniksipilan.

Transcript of Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran...

Page 1: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

KARYA TULIS ILMIAH

PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA (PPRI) KE-11 LIPI

JUDUL KARYA TULIS

Analisis Pengaruh Abu Tulang dan Abu Sekam Padi

terhadap Kuat Tekan Pasta Semen

Disusun Oleh:

M. Samsul Anam (3111 100 076) 2011

Youngky Riantara P (3111 100 053) 2011

Wawan Trianto (3111 100 059) 2011

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2012

Page 2: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

KARYA TULIS ILMIAH

PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA (PPRI) KE-11 LIPI

JUDUL KARYA TULIS

Analisis Pengaruh Abu Tulang dan Abu Sekam Padi

terhadap Kuat Tekan Pasta Semen

Disusun Oleh:

M. Samsul Anam (3111 100 076) 2011

Youngky Riantara P (3111 100 053) 2011

Wawan Trianto (3111 100 059) 2011

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2011

Wadya Kencana S54-TEAM i

Page 3: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

DAFTAR ISI

Halaman Judul………………………………………………………………………………...iDaftar Isi……………………………………………………………………………………….iiDaftar Gambar.………………………………………………………………………………iiiDaftar Tabel…………………………………………………………………………………iiiHalaman Pengesahan………………………………………………………………...........ivKata Pengantar…………….………………………………………………………………...vAbstrak Penelitian………….………………………………………………………………..vi

BAB 1. PENDAHULUANLatar Belakang………………………………...……………………………………………..1Rumusan Masalah……………………………………………………………..……………2Tujuan……………………………………………………………………………...…………2Batasan Masalah…………...….……………………………………………………………2Manfaat………………………………………………………………….……………………2

BAB II. TINJAUAN PUSTAKAPengertian Abu Sekam Padi……………..…………………………………………………3Sifat Fisika dan Kimia Sekam Padi…………………...……………………………………4Karakteristik Thermal Sekam Padi…………………………………………………………5Karakteristik Mekanik Tulang…………………………..…………………………………..6Karakteristik Thermal Tulang …………..………………………………………………….6

BAB III. METODE PENELITIANMetode Pengambilan Data…………………………………………………………………8Alat dan Bahan………………….……………………………………………………………9Tempat Pelaksanan Penelitian……………………………………………………………..9

BAB IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN HASIL PENELITIANAnalisa Karakteristik Material……………………………………………………………..10Thermogravimetry Analyze(TGA) ………………………………….…………………….10Analisa Saringan………………………….………………………………………………..11X-Ray Flouroscene(XRF) ……………………………….………………………………..11X-Ray Difraction Analyze(XRD) …………………………………………………............12Mix Design Benda Uji………………………………………………………………………13Hasil Analisa Kuat Tekan…………………………………………..……….…………….14

BAB V. PENUTUPKesimpulan………………………………………………………………………………….17Saran………………………………………………………………………………………...17

DAFTAR PUSTAKA…………………………….………………………………………..18LAMPIRAN………………………………………………………………………………….20

Wadya Kencana S54-TEAMii

Page 4: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Thermogram analisis sekam padi dalam keadaan bebas………………....5

Gambar 2. Graphic kondisi pembakaran optimum sekam padi …………………...…..5

Gambar 3. Analisa XRD tulang pada tempratur 700o C, 1000o C, dan 1450o C ……..7

Gambar 4. Kerangka Alur Penelitian Laboratorium……………………………………..8

Gambar 5. Grafik Hasil Analisa TGA Limbah Tulang Sapi…………………...……….10

Gambar 6. Grafik Hasil Analisa XRD Abu Tulang Hewan……………………………..12

Gambar 7a. Analisa SEM Pasta Semen……………………………………………...…16

Gambar 7b. Analisa SEM Pasta Semen+RHA+BA…………………………...……….16

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Sifat Kimia dan Fisika Sekam Padi……………………………………………...4

Tabel 2. Analisa XRF pada Tulang………………………………………………………11

Tabel 3. Variasi Komposisi Material Sample Benda Uji………………………………..13

Tabel 4. Hasil Analisa Kuat Tekan Benda Uji…………………………………………...14

Tabel 5. Hasil Analisa Kuat Tekan Optimum dari Komposisi Material……………….15

Wadya Kencana S54-TEAM

iii

Page 5: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

HALAMAN PENGESAHAN

1. Judul Penelitian : Analisis Pengaruh Abu Tulang dan Abu

Sekam Padi terhadap Kuat Tekan Pasta

Semen

2. Kategori Lomba : ( ) Ilmu Pengetahuan Sosial &Humanora

(*pilih salah satu) ( ) Ilmu Pengetahuan Alam

( V ) Ilmu Pengetahuan Teknik

3. Peserta Lomba

a. Nama Lengkap Ketua : M. Samsul Anam

b. NRP : 3111100076

c. Departemen/Jurusan : Teknik Sipil

d. Nama Perguruan Tinggi : Institut Teknologi Sepluh Nopember (ITS)

e. Alamat Rumah : Keputih Utara Gg Langgar No. 7A

f. No. Telp / Hp : 08983476940

g. Alamat Email : [email protected]

4. Dosen Pembimbing

a. Nama Lengkap : Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA

b. NIP : 1951030919741220

c. Alamat : Perum ITS C-5 Sukolilo

Surabaya, 20 Agustus 2012

Menyetujui

Dosen Pembimbing Ketua Kelompok

( Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA ) ( M. Samsul Anam)

NIP: 1951030919741220 NRP : 3111100076

Wadya Kencana S54-TEAMiv

Page 6: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirabbil alamin. Segala puji bagi Allah SWT. Karena hanya

karena rahmat dan kesempatan yang telah dilimpahkan, kami dapat mengikuti dan

menyelesaikan karya tulis penelitian yang berjudul Analisis Pengaruh Abu Tulang

dan Abu Sekam Padi Terhadap Kuat Tekan Pasta Semen. Dalam kesempatan ini

penulis bermaksud mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang mendukung

dan membantu atas terselesaikannya karya tulis penelitian ini, yiatu:

1. Prof. Dr. Ir. Triwulan, DEA selaku pembimbing yang telah memberikan arahan

serta bimbingannya, baik dalam pelaksanaan penelitian maupun dalam proses

penyusunan karya tulis ini.

2. Budi Suswanto, ST, MT, Ph.D selaku ketua jurusan Telnik Sipil ITS yang telah

memberikan dukungan serta rekomendasi terhadap karya tulis ini.

3. Laboratorium Energi LPPM ITS, Laboratorim Beton dan Bahan Jurusan Teknik

Sipil ITS yang telah memberikan bantuan dalam hal pengambilan data penelitian.

4. Teman – teman warga sipil yang telah meberikan motivasi kepada kami.

Dalam pembuatan karya tulis ini, kami menyadari bahwa karya tulis penelitian

yang kami buat masih sangat jauh dari kesempurnaan. Jadi dengan rasa hormat

kami mohon petunjuk, saran, dan kritik terhadap karya tulis kami. Sehingga

kedepannya, diharapkan ada perbaikan terhadap karya tulis penelitian ini serta

menambah pengetahuan bagi kami.

Wadya Kencana S54 -TEAM

Wadya Kencana S54-TEAM v

Page 7: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

ABSTRAK PENELITIAN

Pemanfaatan limbah biomass sebagai material bangunan ini sangatlah

penting. Disamping dapat mengurangi jumlah limbah di lingkungan, pemanfaatan ini

juga akan memberikan nilai ekonomis yang lebih tinggi terhadap limbah. Limbah

tulang dan limbah abu sekam memiliki potensi jika digunakan untuk mensubtitusi

penggunaan semen, karena bahan baku semen sendiri akan menghasilkan CO2

ketika dipanaskan. Dalam penelitian ini digunakan variasi semen saja (OPC), semen

dan abu tulang(OPC+BA), semen dan abu sekam padi(OPC+RHA ), campuran

semen abu sekam padi dan abu tulang (OPC+RHA+BA). Setelah dilakukan uji kuat

tekan diketahui proposrsi optimum dari masing-masing campuran material. Untuk

campuran OPC+BA dan OPC+RHA diketahui kuat tekan optimum pada proporsi

10%OPC dan 90% BA/RHA. Untuk campuran OPC+RHA+BA memberikan kuat

tekan optimum dan lebih tinggi dari campuran OPC+BA atau OPC+RHA pada

proporsi 80%OPC, 10% RHA, dan 10% BA. Hal ini menunjukan penggunaan

campuran OPC+RHA+BA selain akan memberikan kuat tekan lebih tinggi juga akan

mengurangi penggunaan semen lebih banyak dari campuran material lain.

Kata kunci : Rice Husk Ash, Bone Ash, Hidroxylapatite, abu tulang, abu

sekam padi

BAB I

Wadya Kencana S54-TEAM vi

Page 8: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Pembangunan infrastruktur merupakan salah satu parameter kemajuan suatu

negara. Jika kita berbicara masalah pembangunan infrastruktur, beton merupakan

bagian utama dari pembangunan infrastruktur tersebut, Mulai dari jalan, bandara,

jembatan, gedung, pelabuhan, dan berbagai jenis infrastruktur lainnya.

Beton merupakan adalah sebuah bahan bangunan komposit yang terbuat

dari kombinasi aggregate sebagai filler dan semen sebagai binder. Semen sebagai

binder dalam beton memiliki peranan sangat penting karena fungsinya mengikat

material beton yang lain sehingga dapat membentuk suatu masa yang keras. Tanpa

kita sadari bahwa penggunaan semen selama ini telah membawa dampak negative

yang cukup besar terhadap pemanasan global. Karena proses pembuatan semen

menghasilkan gas Karbon Dioksida (CO2) yang lepas ke atmosfer dalam jumlah yang

cukup besar. Fakta mencengangkan, setiap satu ton semen yang dihasilkan, maka

akan menghasilkan gas CO2 satu ton pula. Secara global, kadar CO2 dalam atnosfer

pada tahun 2012 meningkat menjadi 33,5 miliar metrik ton, dibandingkan hanya 11

juta metrik ton emisi CO2 pada tahun 1751, (The Carbon Dioxide Information

Analysis Center (CDIAC), 2012). Sedangkan produksi semen portland sendiri

menyumbang sekitar 7% dari keseluruhan CO2 yang dihasilkan berbagai sumber.

Salah satu bahan baku pembuatan semen adalah batu kapur pegunungan

(CaCO3). Batu kapur ini ketika dipanaskan pada suhu ±1450oC akan menghasilkan

CaO dan CO2. Oleh karena itu penggunaan batu kapur dalam pembuatan semen

harus dikurangi, mengingat disamping menyumbang emisi CO2, penggunaan batu

kapur akan merusak ekosistem pegunungan.

Oleh karena itu diperlukan material baru yang ramah lingkungan dalam

pembuatan semen. Tulang sapi dan sekam padi sebagai limbah yang kurang

termanfaatkan, memiliki potensi besar akan hal itu. Karena dalam sekam padi

mengandung SiO2 lebih dari 90%, dan tulang hewab mengandung CaO sekitar 79 %.

Jika kedua Oksida ini kita reaksikan dengan air(H2O) melalui reaksi hidrasi dengan

kadar yang tepat, maka akan dihasilkan gell CSH (CaO -SiO2 - H2O) yang mampu

merekatkan material-material beton lainnya. Akan tetapi dalam reaksi tersebut,

terdapat hasil sampingan berupa Calcium Hidroxida (Ca(OH)2) yang kadarnya

mencapai 20%. Calcium Hidroxida (Ca(OH)2) ini memiliki dampak negative pada kuat

tekan. Dengan mengurangi prosentase dari Ca(OH)2 hasil reaksi hidrasi, maka kuat

tekan dari pasta semen akan meningkat. Reduksi kadar Ca(OH)2 dapat dilakukan

Wadya Kencana S54-TEAM

1

Page 9: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

dengan subtitusi phosfat yang berasal dari abu tulang (Donghui Lu dkk, 2009).

Sehingga dimungkinkan kuat tekan pasta semen akan meningkat.

I.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari karya tulis penelitian adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana pengaruh penggunaan abu tulang sapi dan abu sekam padi dalam

pembuatan beton ramah lingkungan pada kuat tekan dengan benda uji pasta?

2. Berapakah prosentase optimum penggunaan abu limbah tulang sapi dan abu

sekam padi pada beton ramah lingkungan dengan benda pasta?

I.2 Tujuan

Tujuan dari karya tulis penelitian adalah sebagai berikut :

1. Mengetahui pengaruh penggunaan abu tulang sapi dan abu sekam padi dalam

pembuatan beton ramah lingkungan pada kuat tekan.

2. Mengetahui prosentase optimum penggunaan abu limbah tulang sapi dan abu

sekam padi pada beton ramah lingkungan.

I.3 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah yang dibahas dalam makalah ini adalah sebagai berikut :

1. Pembahasan dalam makalah ini mengenai penjelasan umum material, metode

penelitian yang digunakan, dan analisa data hasil penelitian.

2. Indikator utama sdalam penelitian ini adalah nilai kuat tekan dari campuran abu

tulang sapi, abu sekam padi, dan semen.

1.4 Manfaat

Adapun manfaat dari makalah penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Makalah penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat sebagai sumber informasi

sifat mekanis terutama kuat tekan dan waktu ikat dari pasta yang menggunakan

bahan campuran abu tulang sapi, abu sekam padi, dan semen

2. Diharapkan dengan penggunaan abu sekam padi sebagai sumber SiO2 dan abu

tulang sapi sebagai sumber CaO dapat mengurangi dampak pemanasan global.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Wadya Kencana S54-TEAM

2

Page 10: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

I.1. Tinjauan Abu Sekam Padi

1.1.a. Pengertian 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 dikembangkansebagai bahan baku untuk

menghasilkan abu yang dikenal di dunia sebagai RHA (rice husk ask ). Abu sekam

padi yang dihasilkan dari pembakaransekam padi pada suhu 400o – 500oC akan

menjadi silika amorphous dan pada suhu lebih dari 1.000oC akan menjadi silika kristalin.

Silika amorphous yang dihasilkan dari abu sekam padi diduga sebagai

sumber penting untuk menghasilkan silikon murni, karbid silikon, dan tepung nitrid

silikon (Katsuki et al, 2005). Konversi sekam padi menjadi abu silika setelah

mengalami proses karbonisasi juga merupakan sumberpozzolan potensil sebagai

SCM (Supplementary Cementitious Material ). Abu sekam padi memiliki aktivitas

pozzolanic yang sangat tinggi sehingga lebih unggul dari SCM lainnya seperti fly ash,

slag, dan silica fume.

Penggunaan 10 % abu sekam padi dapat meningkatkan kekuatan tekan beton

yang menggunakan agregat pasir setelah 28 hari sebesar 99,45 MPa dan kekuatan

tarik pisah sebesar 7 MPa (Silva et al, 2008).Pembuatan sandcrete block yang

dilakukan oleh Oyetola and Abdullahi (2006) menunjukkan bahwa penggantian

optimum oleh abu sekam padi pada semen adalah 20 % untuk menghasilkan

kekuatan tekan sebesar 36,5 MPa setelah 28 hari curing period. Penggantian 20 %

abu sekam padi padasemen untuk mortar yang menggunakan agregat pasir

menghasilkan kekuatan tekan mortar sebesar 54 MPa setelah 28 hari curing

period  (Chindaprasirt et al ., 2007). Hasil-hasil penelitian ini membuktikan bahwa

penggunaan abu sekampadi sebagai pengganti sebagian semen efektif menaikkan

kekuatan tekan komposit semen pada rasio abu sekam padi terhadap semen (abu

sekam padi/semen + abu sekam padi) sebesar 20 % pada agregat batuan tidak

reaktif. DTI(2003) menjelaskan bahwa penggunaan abu sekampadi/ semen sampai

35 % masih dapat dilakukan untuk mencapai kekuatan tekan maksimum sedangkan

penggunaan abu sekam padi/semen +abu sekam padi sebesar 50 % masih cukup

efektif tetapi kekuatan komposit semen akan berkurangsetelah 28 hari curing period.

Ganesanet al(2008) mengemukakan bahwa penggantian semensebesar 30 % oleh

abu sekam padi tidak menghasilkan efek menurun pada kekuatan mortar.

Wadya Kencana S54-TEAM

3

Page 11: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

1.1.b. Sifat Fisika dan Kimia Sekam Padi

Komponen kimia yang paling dominan terkandung pada abu sekam padi

yang dihasilkan yaitu SiO2 sebesar 72,28 % dan senyawa hilangpijar sebesar 21,43

%. Sedangkan persentase kandungan senyawa CaO, Al2O3, dan Fe2O3, tergolong

sangat rendah yaitu masing-masingsebesar 0,65 %, 0,37 %, dan 0,32 %. Jika abu

sekam padi dibakar pada suhu optimum, maka akan kandungan SiO2 dalam sekam

padi dapat mencapai lebih dari 90%.

Kerapatan abu sekam padi sebesar 760 kg/m3 jauh lebih rendah

dibandingkan dengan kerapatan semen Portland tipe I yaitu sebesar 1.250 kg/m3.

Semakin banyak jumlah persentase abu sekampadi yang digunakan untuk

mengganti semen maka jumlah semen semakin berkurang sehingga kerapatan

matriks secara keseluruhan akan lebih rendah dari kerapatan semen. Komposit

semenyang dibuat dengan menggunakan abu sekam padisebagai pengganti

sebagian semen akan mengurangi kerapatan komposit semen namundapat

meningkatkan kekuatan komposit semen.

Hasil penyaringan dengan menggunakan ayakan berukuran 45 µm atau 325

mesh menunjukkan bahwa persentase abu sekam padi lolos ayakan adalah 75 %.

Walaupun beberapa hasil analisis menunjukkan bahwa ukuran butiran partikel abu

sekam padi lebih kecil dari semen namun pada Tabel 1 menunjukkan bahwa jumble

butiran partikel yang memiliki ukuran lebih besar dari 45 µm atau tidak lolos ayakan

45 µm cukup banyak terdapat pada abu sekam padi yaitu sebesar 25 %. Hal ini

disebabkan karena abu sekam padi yang dibuat masih mengandung karbon terikat

dalam jumlah yang cukup besar dalam senyawa hilang pijar berbentuk partikel

arang.

Tabel 1. Sifat Kimia dan Fisika Sekam Padi

Sifat Kimia Sifat Fisika

SiO2 72,28 %Kerapatan Gembur 760 kg/m3

Al2O3 0,37 %

Fe2O3 0,32 % Lolos ayakan 45 μm 75 %

CaO 0,65 %Tidak Lolos Ayakan 45 μm 25 %

Hilar Pijar 21,43 %

1.1.c Karakteristik Thermal Sekam Padi

Wadya Kencana S54-TEAM

4

Page 12: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

Sekam padi yang dipanaskan dan diukur perubahan beratnya menggunkan

alat TG-Seiko I type SSC-5000 dengan suhu pembakaran 30oC sampai suhu 550oC,

laju pembakaran 10oC/menit dapat dianalisa karakteristinya berdasarkan perubahan

suhu tersebut. Hasilnya seperti yang diperlihatkan pada gambar 1. Pada proses

pembakaran sekam padi dalam keadaan bebas terjadi fasa penguapan, fasa

pembakaran zat terbang, dan fasa pembakaran karbon. Masa yang hilang pada

sekam padi sebagian besar terjadi pada temperatur dibawah 500oC. Di atas

temperatur ini perubahan massa relatif kecil. Hasil pembakaran sekam pada

temperatur 500oC meninggalkan residu abu berwarna putih sekitar 19,7% (H. Onggo,

1995). Unsur dominan dari abu yang berwarna putih ini adalah silika. Dimana kadar

silika dalam abu ini mencapai 90%.

Literatur lain menyebutkan karakteristik abu sekam padi tergantung pada

komponen, suhu, dan lama pembakaran (Hwang, 1985), lihat gambar 2. Selama

pembakaran zat yang tersisa adalah silika yang memiliki sifat pozzoalonic tinggi.

Untuk menghasilkan hasil tersebut, suhu yang ideal untuk pembakaran adalah

600OC dan 700oC (Nick Zemke, 2009).

Wadya Kencana S54-TEAM

Gambar 1. Thermogramanalisis sekam padi dalamkeadaan bebas, H. Onggo

dkk

Page 13: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

1.2. Tinajuan Tulang

1.2.a Karakteristik mekanik Tulang

Jaringan utama dari tulang, jaringan osseus, relatif keras dan ringan, dibentuk

sebagian besar dari Kalsium Fosfat dalam susunan kimia disebut Kalsium

Hydroxylapatite (ini adalah jaringan osseus yang memberikan sifat kaku pada

tulang). Jaringan ini memiliki kuat tekan yang relatif tinggi, dari sekitar 170 MPa

(1800 kgf / cm ), tetapi memiliki kekuatan tarik yang rendah dari 104 Mpa sampai 121

MPa dan kekuatan lentur yang sangat rendah (51,6 MPa ), yang berarti menahan

dorongan dengan baik, tetapi tidak pada tarikan atau momen. Sementara tulang

pada dasarnya adalah rapuh tapi memiliki tingkat elastisitasitas yang signifikan, yang

disumbangkan oleh kolagen. Semua tulang terdiri dari sel-sel hidup dan mati yang

berada dalam matriks organik mineral yang membentuk jaringan osseus.

Sedangkan pada tulang sapi sendiri memiliki kekuatan tarik yang tidak jauh

berbeda. Dari hasil penelitian didapatkan nilai sifat mekanik pada pengujian tarik,

harga kekuatan tarik rata-rata untuk sampel dengan mengabaikan umur hidup

adalah 159 MPa, harga regangan rata-rata 0.11 mm/mm, harga modulus elastisitas

rata-rata 1.5 GPa dan harga ketangguhan rata-rata adalah 8.9 Joule. Sapi dengan

umur 3 tahun mempunyai karakteristik mekanik paling, tinggi disebabkan oleh

osteoblast (pembentuk tulang) bekerja maksimal dan lebih banyak zat inorganic

daripada zat organic. Zat inorganic terdiri dari kalsium dan fosfat zat kapur yang

mcnyebabkan unsur-unsur pengerasan pada tulang. Unsur inilah yang menyebabkan

tulang kuat.

1.2.b Karakteristik Thermal Tulang

Karakteristik tulang berdasarkan temperature dilakukan dengan pemanasan

material tulang pada temperatur 700o C, 1000o C, dan 1450o C, (Tomas Ifka, 2011).

Hasil dari masing-masing pemanasan material tulang tersebut dilanjutkan dengan

analisa difraksi sinar-X (X-Ray Difraction). Dari analisa difraksi sinar-x ini didapatkan

Wadya Kencana S54-TEAM

Gambar 2. Grafik kondisiPembakaran optimum

sekampadi, Hwang dan Candra

5

Page 14: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

defraktogram dari tulang yang dipanaskan pada berbagai variasi suhu tersebut. Saat

tulang dipanaskan pada suhu 700o C dan 1000o C, komponen utamanya adalah

senyawa kompleks Hidroxyapatite (JCDD 24-0033). Pada saat material tulang

dipanaskan pada temperature 1450oC, sebagian Hidroxyapatite terdekomposisi

menjadi bentuk lain dari Kalsium Phosfat, Ca3 (PO4)2 diidentifikasi sebagai mineral

whitlockite (JCDD 3-0713). Berdasarkan data dari difaraktogram XRD yang diberikan

pada gambar 1, dapat diketahui bahwa komponen anorganik utama yang terdapat

dalam tulang adalah hidroksiapatit CA5 (PO4)3OH. Hidroksiapatit dalam bentuk P2O5

atau juga dalam bentuk kalsium fosfat dianggap sebagai bahan baku yang bereaksi

dengan oksida lainnya selama proses pembakaran untuk membentuk masa padat

yang berbeda mineral klinker.

Gambar 3. Analisa XRD tulang pada tempratur 700o C, 1000o C, dan 1450o C,

Thomas Ifka dkk, 2011

Wadya Kencana S54-TEAM

Page 15: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Material

Tulang SapiSekam Padi

Reduksi Ukuran Material

Analisa Thermogravimetry

Pembakaran Material dengan Furnace

Analisa XRFAnalisa Saringan Analisa XRD

Pembuatan Benda Uji Pasta Air

Mix Design Benda Uji Pasta

Semen

Analisa Kuat Tekan Karya Tulis Penelitian

PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Metode Pengambilan Data

Metode pengambilan data dilakukan dengan kajian literature dan penelitian

laboratorium. Sedang variable yang diamati dalam penelitian ini adalah waktu ikat

dan terutama kuat tekan dari benda uji pasta. Penelitian laboratorium mengenai

pengaruh subtitusi abu sekam padi dan abu tulang sapi pada semen ini dilakukan

dengan diagram alur sebagai berikut :

Wadya Kencana S54-TEAM

7

Page 16: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

a. Alat dan Bahan

Adapun Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

Furnace

Cawan Keramik

Penjepit Cawan

Timbangan

Mixer

Gelas Ukur

Cetakan Pasta

UTM Testing Machine

Adapun bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

Abu Sekam Padi

Abu Tulang

Semen Portland Type 1

Air

b. Tempat Pelaksanaan Penelitian

Penelitian mengenai pengaruh penambahan abu tulang dan abu sekam padi

pada pasta semen ini dilakukan di Laboratorium Beton dan Bahan Bangunan (LB3)

Jurusan Teknik Sipil, FTSP, ITS. Selain itu beberapa data seperti data analisa TGA,

XRD, XRF diambil di Laboratorium Energi LPPM ITS.

Wadya Kencana S54-TEAM

Gambar 4. Kerangka Alur Penelitian Laboratorium

8

Page 17: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

BAB IV

ANALISA DAN PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN

4.1 Analisa Karakteristik Material

Pada analisa material ini, material yang dianalisa secara laboratorium adalah

material abu tulang. Sedangkan untuk abu sekam, informasi mengenai karakteristik

material diambil dari berbagai literatur. Hal ini karena untuk penelitian abu tulang

telah banyak dilakukan, sedangkan untuk abu tulang sangat sedikit, bahkan di

Indonesia tidak ada penelitian mengenai abu tulang.

4.1.1 Thermogravimetry Analyze (TGA)

Dari analisa TGA didapatkan output berupa grafik TGA, yang kemudian akan

kita analisa karakteristik materialnya berdasarkan fungsi suhu. Berikut grafik hasil

Analisa TGA :

Gambar 1. Grafik Analisa TGA

Gambar 5. Grafik Hasil Analisa TGA Tulang Sapi

Gambar 5. Grafik Hasil Analisa TGA Limbah Tulang Sapi

Dari grafik thermogram diatas, penurunan grafik pertama terjadi pada range

suhu 100o C – 200o C. Pada range suhu ini, diperkirakan kandungan air dalam

Wadya Kencana S54-TEAM

9

Page 18: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

material tulang menguap. Sehingga berat dari material tulang berkurang seperti yang

ditunjukan oleh penurunan grafik. Penurunan grafik kedua terjadi pada range suhu

200oC – 650oC. hal ini diperkirakan hilangnya kandungan senyawa organic dalam

tulang akibat pemanasan pada range suhu sekian, sehingga berat sample alan

berkurang. Setelah pemanasan diatas suhu 650oC sampai 1100oC, grafik TGA tulang

terlihat konstan. Hal ini mengindikasikan bahwa berat tulang pada pemanasan suhu

650oC sampai 1100oC tidak berubah. senyawa yang tersisa pada pemanasan suhu

sekian diperkirakan adalah senyawa anorganik. berdasarkan literaur, senyawa

anorganik ini adalah Kalsium Hidroxyapatite yang merupakan struktur kompleks dari

kalsium phosfat. Oleh karena itu, proses selanjutnya pembakaran material dengan

furnace dilakukan pada range suhu tersebut. Dalam hal ini kita ambil 800oC,

sehingga kita dapatkan senyawa Kalsium Hidroxyapatite. Senyawa inilah yang

mampu berikatan dengan gell CaO.SiO2.H2O membentuk suatu senyawa komposit,

sehingga didapatkan material yang lebih kuat (Donghui Lu et al, 2009).

Sedangkan material sekam padi, kita kaji berdasarkan literatur. Masa yang

hilang pada sekam padi sebagian besar terjadi pada temperatur dibawah 500oC. Di

atas temperatur ini perubahan massa relatif kecil. Hasil pembakaran sekam pada

temperatur 500oC meninggalkan residu abu berwarna putih sekitar 19,7% (H. Onggo,

1995). Unsur dominan dari abu yang berwarna putih ini adalah silika. Dimana kadar

silika dalam abu ini mencapai sekitar 90%. Sehingga untuk pembakaran sekam padi

dengan furnace kita lakukan pada suhu 700oC untuk menghasilkan senyawa silikon

dioksida dengan kadar mencapai 90%.

4.1.2 Analisa Saringan

Tulang yang telah dikalsinasi pada suhu 800oC dan Sekam padi yang telah

dikalsinasi pada suhu 700oC selanjutnya diperkecil ukurannya dengan menggunakan

alu atau blender. Setelah itu dilakukan analisa saringan masing-masing material

menggunakan ayakan no.200 agar didapatkan butiran butiran material sebesar

butiran material semen.

4.1.3 X-Ray Flouroscene Analyze

Analisa XRF dilakukan untuk mengetahui unsur unsur yang terkandung dalam

material tulang. Data hasil analisa XRF ini sangatlah diperlukan untuk melakukan

analisa XRD. Karena material samplenya berasal dari alam, sehingga untuk

menetukan senyawa yang terkandung dalam suatu material akan lebih mudah jika

terdapat data – data mengenai kandungan unsur dalam material.

Wadya Kencana S54-TEAM

Page 19: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

Compound P K Ca Ti Fe Cu Zn Sr Ba

Percentage(%) 11.3 0.18 87.41 0.01 0.094 0.12 0.064 0.35 0.47

Tabel 2. Analisa XRF pada Tulang

Dari analisa diatas diketahui bahwa kandungan unsur terbesar dalam tulang

sapi adalah kalsium dan phosfat. Dengan kadar unsur Kalsium(Ca) sebesar 87.41%,

dan kadar unsur phosfat sebesar 11,3 %. Data data kandungan unsur ini sangat

membantu untuk menentukan fasa dalam analisa XRD.

4.1.4 X- Ray Difraction Analyze

Dari analisa x-ray difraction didapatkan output berupa grafik difraktogram,

yang kemudian akan kita analisa fasa/senyawanya menggunakan software match.

Berikut grafik difraktogram hasil x-ray difraction :

Gambar 6. Grafik Hasil Analisa XRD Abu Tulang Hewan

Analisis dilakukan dengan mencocokan nilai 2Ө yang diperoleh dari hasil

difraksi sample uji dengan nilai 2Ө database senyawa standart. Pola difraksi pada

gambar 6 bersesuaian dengan pola difraksi Hidroxylapatite (Ca10(PO4)6(OH)2 dari

JCPDS no.03-0747. Munculnya puncak – puncak kristal Hidroxylapatite

(Ca10(PO4)6(OH)2 menunjukan bahwa kalsinasi limbah tulang pada suhu 800oC akan

menghasilkan fasa Kalsium Phosfat kompleks Hidroxylapatite (Ca10(PO4)6(OH)2.

Semua puncak pola difraksi bersesuaian dengan puncak dari kristal Hidroxylapatite

(Ca10(PO4)6(OH)2. Hal ini menynjukan bahwa kalsinasi pada suhu 800oC hampir

semuanya terdiri atas senyawa Hidroxylapatite (Ca10(PO4)6(OH)2. Hal ini sesuai

Wadya Kencana S54-TEAM

11

Page 20: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

dengan hasil analisa TGA bahwa kalsinasi diatas suhu 600oC, semua senyawa

organik telah hilang, tinggal senyawa anorganik Hidroxylapatite (Ca10(PO4)6(OH)2

Sedangkan untuk limbah sekam padi hasil kasinasi pada suhu 600oC dan

700oC telah dapat menghasilkan silika yang memiliki sifat pozzoalonic tinggi (Nick

Zemke, 2009). Akan tetapi dalam hal ini untuk sekam padi pembakaran dilakukan

pada suhu 700oC agar kadar silika dalam abu sekam padi memiliki sifat pozzoalonic

yang lebih tinggi.

4.2 Mix Design Benda Uji

Mix design benda uji diperlukan untuk mengetahui proporsi material

(semen, air, abu tulang hewan, dan abu sekam padi) pada benda uji berupa pasta

dasar berbentuk silinder dengan diameter 1 cm dan tinggi 2 cm. Benda uji ini yang

menjadi indikator perfomance kuat tekan dari masing-masing proporsi matererial.

Perhitungan mengenai mix design terdapat dalam lampiran 1. Komposisi material

hasil mix design diperlihatkan pada tabel 3.

Tabel 3. Variasi Komposisi Material Sample Benda Uji

MaterialKode

Benda UjiOPC BA RHA Water

(gram)% gram % gram % Gram

OPC B0R0 100 11,594 - - - - 4,057

OPC +

BA

B1R0 95 11,014 5 0,580 - - 4,057

B2R0 90 10,435 10 1,159 - - 4,057

B3R0 85 9,855 15 1,739 - - 4,057

B4R0 80 9,275 20 2,319 - - 4,057

OPC+

RHA

B0R1 95 11,014 - - 5 0,580 4,057

B0R2 90 10,435 - - 10 1,159 4,057

B0R3 85 9,855 - - 15 1,739 4,057

B0R4 80 9,275 - - 20 2,319 4,057

B0R5 75 8,695 - - 25 2,899 4,057

OPC+

BA+

RHA

B1R1 70 8,116 5 0,580 25 2,899 4,057

B2R2 70 8,116 10 1,159 20 2,319 4,057

B3R3 70 8,116 15 1,739 15 1,739 4,057

B4R4 75 8,695 5 0,580 20 2,319 4,057

B5R5 75 8,695 10 1,159 15 1,739 4,057

Wadya Kencana S54-TEAM

12

Page 21: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

B6R6 75 8,695 15 1,739 10 1,159 4,057

B7R7 80 9,275 5 0,580 15 1,739 4,057

B8R8 80 9,275 10 1,159 10 1,159 4,057

B9R9 80 9,275 15 1,739 5 0,580 4,057

Keterangan ,

OPC : Ordinary Portland Cement (Semen)

BA : Bone Ash (Abu Tulang)

RHA : Rice Husk Ash ( Abu Sekam Padi)

4.3 Hasil Analisa Kuat Tekan

Analisa kuat tekan benda uji pasta silinder Ǿ 1cm x 2 cm dilakukan pada saat

benda uji berumur 28 hari. Pengujian dilakukan menggunakan Universal Testing

Machine (UTM). Berikut hasil uji kuat tekan benda uji :

Tabel 4. Hasil Analisa Kuat Tekan Benda Uji

Kode Benda Uji

Beban Luas penampang Kuat Tekan

Kg Cm2 Kg/cm2 Mpa

B0R0 1180 3.14 375.80 37.58

B0R1 1400 3.14 445.86 44.59

B0R2 1540 3.14 490.45 49.04

B0R3 1250 3.14 398.09 39.81

B0R4 1040 3.14 331.21 33.12

B0R5 1000 3.14 318.47 31.85

B1R0 1100 3.14 350.32 35.03

B2R0 1450 3.14 461.78 46.18

B3R0 1260 3.14 401.27 40.13

B4R0 1200 3.14 382.17 38.22

B1R1 980 3.14 312.10 31.21

B2R2 900 3.14 286.62 28.66

B3R3 860 3.14 273.89 27.39

B4R4 760 3.14 242.04 24.20

B5R5 1060 3.14 337.58 33.76

B6R6 980 3.14 312.10 31.21

Wadya Kencana S54-TEAM

13

Page 22: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

B7R7 1320 3.14 420.38 42.04

B8R8 1680 3.14 535.03 53.50

B9R9 1280 3.14 407.64 40.76

Luas Penampang = . r2

= 3,14 . 12

= 3,14 cm2

Dari tabel hasil analisa kuat tekan diatas, diperoleh prosentase optimum tiap

komposisi material. Berikut disajikan prosentase optimum tersebut dari masing

masing komposisi material.

Tabel 5. Hasil Analisa Kuat Tekan Optimum dari Komposisi Material

Kode Komposisi Kuat Tekan (Mpa)

B0R0 100% OPC 37.58

B0R2 90% OPC + 10% RHA 49.04

B2R0 90% OPC + 10% BA 46.18

B8R8 90% OPC + 10% RHA + 10% BA 53.50

Dalam reaksi hidrasi semen dengan air, C3S dan C2S yang merupakan

komponen yang paling dominan dalam semen akan bereaksi dengan H2O

membentuk gell CaO.SiO2.H2O (C-S-H) dan Ca(OH)2. Senyawa Ca(OH)2 ini

merupakan kapur bebas yang dapat menurunkan kuat tekan karena Ca(OH)2 ini

soluble dalam air. Peningkatan kuat tekan beton seiring bertambahnya umur juga

disebabkan oleh berkurangnya kadar Ca(OH)2. Ca(OH)2 ini akan bereaksi dengan

CO2 dari atmosfer membentuk Kalsium Karbonat (CaCO3). Reaksi ini lama – lama

akan berjalan semakin pelan sampai tidak kita sadari. Sebenarnya beton bangunan

yang sudah puluhan tahun juga masih berlangsung reaksi ini.

Dari table di atas, penambahan Bone Ash (BA) prosentase 10 % pada

campuran pasta cement dapat menaikan kuat tekan optimum. Hal ini dikarenakan

senyawa Hidroxylapatite (Ca10(PO4)6(OH)2) dalam abu tulang dan CaO.SiO2.H2O (C-

S-H) hasil hidrasi semen, keduanya mampu membentuk suatu struktur matriks yang

lebih kompak sehingga terbentuklah composite HPA/C-S-H (gambar 7.b). Akan

tetapi kadar Kalsium Hidroxyde (Ca(OH)2) yang juga merupakan hasil hidrasi cement

tidak menurun. Menurunkannya kadar Kalsium Hidroxyde (Ca(OH)2) dapat

meningkatkan kuat tekan. Namun abu tulang/Bone Ash (BA) tidak dapat menurunkan

kadar Kalsium Hidroxyde (Ca(OH)2). Hal ini dikarenakan material abu tulang/Bone

Ash (BA) tidak bersifat pozzolanic. Jadi peningkatan kuat tekan oleh penambahan

Wadya Kencana S54-TEAM

14

Page 23: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

tulang/Bone Ash (BA) ini hanya disebabkan oleh terbentuknya composite HPA/C-S-H

yang memiliki struktur matriks yang lebih kompak.

Penambahan abu sekam padi/Rice Husk Ash (RHA) juga memperlihatkan

peningkatan kuat tekan pada prosentase 10% RHA. Material RHA ini merupakan

material yang bersifat pozzolanic karena memiliki kandungan Silika sekitar 90%.

Silika inilah yang akan bereaksi dengan Kalsium Hidroxyde (Ca(OH)2) membentuk

gell CaO.SiO2.H2O (C-S-H). Jadi peningkatan kuat tekan oleh penambahan abu

sekam padi/RHA ini disebabkan oleh menurunnya kadar Kalsium Hidroxyde

(Ca(OH)2). Selain itu bertambahnya gell C-S-H hasil reaksi Kalsium Hidroxyde

(Ca(OH)2) dan Silika juga memberikan kontribusi terhadap peningkatan kuat tekan.

Penambahan abu tulang/BA dan abu sekam padi/RHA memberikan hasil

peningkatan kuat tekan yang lebih tinggi dari yang lain. Sesuai dengan yang telah

dijelaskan diatas bahwa penambahan Hidroxylapatite(HPA) dari abu tulang pada

pasta semen akan membentuk composite HPA/C-S-H yang dapat meningkatkan

kuat tekan karena memiliki struktur yang lebih kompak. Selain itu silika dari abu

sekam padi akan bereaksi dengan Ca(OH)2 membetuk gell C-S-H baru. Jadi

peningkatan kuat tekan terbesar oleh penambahan abu tulang dan abu sekam padi

ini terjadi karena 3 hal. Pertama, terbentuknya composite HPA/C-S-H. Kedua,

menurunnya kadar Ca(OH)2 dalam pasta. Dan yang ketiga adalah bertambahnya

kadar C-S-H karena hasil reaksi Ca(OH)2 dan Silika akan menghasilkan C-S-H.

Berikut perkiraan reaksi hidrasi yang terjadi dari masing – masing komposisi

material dengan air (H2O).

OPC + H2O ------------> C – S – H + Ca(OH)2

OPC + Ca10(PO4)6(OH)2 + H2O ----------> Composite HPA/C–S–H + Ca(OH)2

OPC + SiO2 + H2O ------------> C – S – H + Ca(OH)2 + SiO2 -----------> C – S – H

OPC + Ca10(PO4)6(OH)2 + SiO2 + H2O ----------> Composite HPA/C–S–H + C–S - H

Wadya Kencana S54-TEAM

15

Page 24: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari analisa dan pembahasan hasil dari penelitian ini, dapat disimpulkan

beberapa hal sebagai berikut :

1. Penambahan abu sekam padi pada proporsi 10% akan meningkatkan kuat tekan

optimum, karena material abu sekam padi bersifat pozzolanic.

2. Penambahan abu tulang pada proporsi 10% akan memberikan kuat tekan

optimum, karena senyawa Hidroxylapatite dari abu tulang membentuk struktur

matriks yang lebih kompak dengan gell C-S-H yaitu composite HPA/C-S-H.

3. Penambahan abu tulang 10% dan abu sekam 10% meberikan peningkatan kuat

tekan yang lebih tinggi dari komposisi material yang lain, karena penggabungan

sifat kedua material tersebut terhadap kuat tekan, abu sekan padi yang bersifat

pozzolanic dan abu tulang yang mampu membentuk struktur matriks yang lebih

kompak yaitu HPA/C-S-H.

5.2 Saran

Adapun saran untuk penelitian ini berikutnya adalah sebagai berikut :

1. Perlu diketahui terlebih dahulu nilai faktor air semen(FAS) agar diketahui proporsi

penggunaan air yang tepat dari masing-masing komposisi material. Dalam

penelitian semula, semua variable dianggap konstan, kecuali semen, abu sekam,

dan abu tulang. Ternyata dalam campuran OPC, OPC+RHA, OPC+BA,

OPC+RHA+BA memperlihatkan kelacakan yang berbeda. Hal ini menujunjukan

variable air tidak bisa dianggap konstan. Oleh karena itu, untuk penelitian

berikutnya perlu dilakukan uji konsistensi dari masing masing komposisi optimum

OPC, OPC+RHA, OPC+BA, OPC+RHA+BA, sehingga dapat diketahui nilai FAS

yang tepat dari masing-masing OPC, OPC+RHA, OPC+BA, dan OPC+RHA+BA.

Wadya Kencana S54-TEAM

Gambar 7. Analisa SEM a). Pasta Semen , b) Pasta Semen + RHA + BA

16

Page 25: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

2. Waktu pembakaran material material tulang perlu lebih lama. Karena

pembakaran material tulang pada suhu 800oC selama 2 jam masih menunjukan

adanya kandungan organic. Hal ini ditunjukan warna dari tulang setelah dibakar

masih belum putih secara keseluruhan. Mungkin untuk pembakaran material

tulang selanjutnya pada suhu 800oC selama 4 jam akan menghasilkan

Hidroxylapatite murni yang berwarna putih.

DAFTAR PUSTAKA

Adabaa, C.S., Agunwambab, J.C., Nwojic, C.U., Onya, O.E., Ozeh, S. 2012.

Comparative Cost and Strenght Analysis of Cement andAggregate

Replacement Material. Nigerian Journal of Technology. 31(2):111-115

Bahrololoom, M.E., Javidi, M.,Javadpour,S., Ma, J. 2009. Characterisation of natural

hydroxyapatite extracted from bovine cortical bone ash. Journal of Ceramic

Processing Research.10(2): 129~138

Chindaprasit, P. and Rukzon, S. 2008. Strenght, porosity and corrosion resistance of

ternary blend Portland cement, rice husk ash and fly ash mortar. Construction

and Building Material. 22: 1601 – 1606

DTI. 2003. Rice Husk Ash Market Study. DTI/pub URN 03/668. United Kingdom:

Brozeoak Ltd (Contractor)

Ganesan, K., Rajagopal, K., and Thangavel, K. 2008. Rice husk ash blended

cement: Assessment of Optimal Level of Replacement for Strenght and

Permeability Properties of Concrete. Construction and Building Material. 22(8):

1675 -1683

Ifka, Thomas.,Palou,Martin T.,Bazelova, Zora. 2011. The Influence of CaO and P2O5

of Bone Ash Upon The Reactivity and The Burnability of Cement Raw

Mixtures. Department of Ceramics, Glass and Cement, Faculty of Chemical

and Food Technology,Slovak University of Technology in Bratislava,

Radlinského 9, 812 37 Bratislava, Slovakia

Ismail, M.S. dan Waliuddin, A. M. 1996. Effect of Rice Husk Ash on High Strenght

Concrete.Construction and Building Material. 10(1) : 521 – 526

Lu, Donghui., Zhou, Shuxin; Innovation BioCeramic. 28 September 2006. Hidraulic

Cement Compositions and Methods of Making and Using The Same.

US7,575,628 B2

Lung Hwang, Chao, and Satish Chandra. The use of rice husk ash in Concrete.

Tech.

Wadya Kencana S54-TEAM

17

Page 26: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

Katsuki, H., Furuta, S.,Watari, T. dan Komarneni, S. 2005. ZSM-5 Zeolite/ porous

carbon composite : Conventional and Microwave-Hidrothermal Synthesis from

Carbonized Rice Husk. Microporous and Mesoporous Material. 86: 145-151

Oyetola, E. B. and Abdullahi, M. 2006. M.2006. The Use of Rice Husk Ash in Low –

Cost Sandcrete Block Production. Leonardo Electronic Journal of Practices

and Technologies. 8: 58 – 70

Silva, F.G. da., Liborio, J. B. L., and Helene, P. 2008 Improvement of Physical and

Chemical Properties of Concrete with Brazilian Silica Rice Husk (SRH).

Revista Ingenieria de Construction Journal. 23 (1): 18 – 25

Nursanti, Merry (2008) Karakteristik Fisik dan Mekanik Tulang Sapi Jantan dengan

Variasi Umur Sebagai Referensi Design Material Implan. Other thesis,

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Zemke, Nick,. Woods, Emmet. 2009. Rice Husk Ash. California Polytechnic State

University

Wadya Kencana S54-TEAM

18

Page 27: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

LAMPIRAN

Lampiran 1. Perhitungan Mix Design Benda Uji

Lampiran 2. Perhitungan Mix Design Benda Uji

Lampiran 3. Foto Kegiatan

Wadya Kencana S54-TEAM

19

Page 28: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

Lampiran 1

Perhitungan Mix Design Benda Uji

Volume Benda Uji

Benda uji berbentuk silinder dengan diameter Ǿ 1cm dan tinggi 2 cm, maka

V = . r2 . t

V = . 12 . 2

V = 2. cm3

Berat jenis rencana untuk benda uji (BJ) = 2,49 gr/cm3

Berat Material Benda Uji

BM = BJ x V

BM = 2,49 x 2.

BM = 4,98 .

BM = 15, 6372 gram

Design Faktor Air Semen

FAS = 0,35

W/C = 0,35

W = 0,35 C ……………………………………. ( 1 )

Berat Material = Berat Air + Berat Campuran Semen

BM = W + C

15,6372 = W + C …......................( 2 )

Subtitusi persamaan ( 1 ) ke persamaan ( 2 )

15,6372 = W + C

15,6372 = 0,35.C + C

15,6372 = 1,35.C

C = 11,5939 gram

Wadya Kencana S54-TEAM

20

Page 29: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

W = 0,35 C

= 0,35.(11,5939)

= 4,057 gram

Lampiran 2

Nilai C = 11,5939 gram adalah berat campuran semen yang terdiri atas

semen (OPC), abu sekam padi (RHA), abu tulang (BA) dengan prosentase

masing – masing sesuai dengan table di bawah ini.

MaterialKode

Benda UjiOPC BA RHA Water

(gram)% gram % gram % Gram

OPC B0R0 100 11,594 - - - - 4,057

OPC +

BA

B1R0 95 11,014 5 0,580 - - 4,057

B2R0 90 10,435 10 1,159 - - 4,057

B3R0 85 9,855 15 1,739 - - 4,057

B4R0 80 9,275 20 2,319 - - 4,057

OPC+

RHA

B0R1 95 11,014 - - 5 0,580 4,057

B0R2 90 10,435 - - 10 1,159 4,057

B0R3 85 9,855 - - 15 1,739 4,057

B0R4 80 9,275 - - 20 2,319 4,057

B0R5 75 8,695 - - 25 2,899 4,057

OPC+

BA+

RHA

B1R1 70 8,116 5 0,580 25 2,899 4,057

B2R2 70 8,116 10 1,159 20 2,319 4,057

B3R3 70 8,116 15 1,739 15 1,739 4,057

B4R4 75 8,695 5 0,580 20 2,319 4,057

B5R5 75 8,695 10 1,159 15 1,739 4,057

B6R6 75 8,695 15 1,739 10 1,159 4,057

B7R7 80 9,275 5 0,580 15 1,739 4,057

B8R8 80 9,275 10 1,159 10 1,159 4,057

B9R9 80 9,275 15 1,739 5 0,580 4,057

Wadya Kencana S54-TEAM

Page 30: Wadya Kencana S54 Team PPRI : Pasta semen dengan campuran abu tulang hewan untuk bahan campuran beton.

Karya Tulis Penelitian PEMILIHAN PENELITI REMAJA INDONESIA

Prosentase OPC, BA, dan RHA dihitung berdasarkan berat campuran semen, yaitu

C = 11,5939 gram setiap satu benda uji.

Keterangan ,

OPC : Ordinary Portland Cement (Semen)

BA : Bone Ash (Abu Tulang)

RHA : Rice Husk Ash ( Abu Sekam Padi)

Lampiran 3

Wadya Kencana S54-TEAM