| dc.description.abstract | Pemulihan retak pada mortar dan material yang menggunakan semen sebagai bahan pengikat merupakan langkah yang penting dalam mengantisipasi kerusakan dan berkurangnya umur bangunan. Pemulihan retak secara mandiri dapat dilakukan dengan menambahkan bahan yang dapat meminimalisir ukuran retak dan dapat menjadi media pemulihan retak dengan terbentuknya kristal kalsium karbonat (CaCO3) dan kalsium silikat hidrat (3CaO.2SiO2.2H2O, CSH). Bahan yang dapat berfungsi dalam meminimalisir retak diantaranya adalah dengan menambahkan arang aktif dari tempurung kelapa sawit, sedangkan bahan yang dapat digunakan sebagai media pemulihan retak secara mandiri pada mortar adalah dengan menambahkan serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS). Khusus untuk arang aktif tempurung kelapa sawit, selain dapat meminimalisir ukuran retak mortar, juga dapat berfungsi sebagai penjerap polutan berbentuk gas.
Penggunaan biomassa berlignoselulosa seperti serat TKKS dan tempurung kelapa sawit dalam pembuatan mortar tersebut memiliki masalah dalam hal kemampuan berikatan dengan semen. Hal ini terjadi karena adanya komponen hemiselulosa dalam biomassa berlignoselulosa yang dapat menghambat pengikatannya dengan semen. Sementara itu arang aktif sebagai penjerap polutan memerlukan permukaan dengan porositas tinggi yang didominasi oleh pori berukuran mesopori (2-50 nm). Hal ini bertujuan agar polutan berbentuk gas dapat lebih banyak dijerap.
Perlakuan yang dapat dilakukan untuk pemecahan kedua permasalahan tersebut adalah dengan proses karbonisasi hidrotermal (KHT). Proses KHT adalah proses konversi biomassa yang ramah lingkungan, dimana menggunakan air sebagai media, dan dilakukan dengan menggunakan suhu dan tekanan yang rendah. Proses KHT terhadap biomassa berlignoselulosa pada suhu rendah juga dapat mengurangi keberadaan komponen hemiselulosa yang dapat menghambat ikatan antara semen dengan biomassa. Disamping itu proses KHT ini juga dapat menghasilkan arang hidro sebagai bahan precursor yang baik untuk pembuatan arang aktif.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menghasilkan mortar dengan penambahan arang aktif tempurung kelapa sawit dan arang hidro serat TKKS yang memiliki sifat mekanis yang tinggi, kemampuan menjerap polutan yang baik, serta kemampuan yang baik dalam memulihkan retak secara mandiri. Adapun serat TKKS dan arang aktif tempurung kelapa sawit yang dihasilkan terlebih dahulu diberi perlakuan dengan menggunakan proses KHT.
Proses KHT terhadap serat TKKS dilakukan menggunakan suhu 150 C selama 4 jam, dengan tekanan yang dibangkitkan secara sendiri oleh uap air dalam reaktor (otogenus). Proses KHT ini dapat menurunkan kandungan hemiselulosa pada serat TKKS dari 28% menjadi 13%.
v
Sedangkan proses KHT pada tempurung kelapa sawit dilakukan sebagai proses antara untuk menghasilkan bahan baku bagi pembuatan arang aktif suhu tinggi yang memiliki porositas yang baik. Proses KHT dapat menghasilkan arang hidro yang memiliki porositas yang baik dan tidak membutuhkan aktivator dalam jumlah yang banyak untuk proses aktivasi. Proses KHT pada tempurung kelapa sawit dilakukan dengan menggunakan variasi suhu 200-250 C selama 4-8 jam, dengan tekanan otogenus. Berdasarkan pengujian terhadap sifat arang, daya jerap iodin, daya jerap biru metilena, daya jerap beberapa polutan berbentuk gas, ukuran pori, dan rendemen, maka arang hidro terbaik adalah yang dihasilkan melalui proses KHT dengan suhu 225 C selama 8 jam.
Arang hidro dari tempurung kelapa sawit dengan suhu dan waktu terbaik selanjutnya digunakan untuk proses aktivasi menggunakan karbonisasi suhu tinggi. Sebelum dikarbonisasi, arang hidro tersebut direndam dalam 5% larutan KOH selama 24 jam. Setelah dibilas bersih, arang hidro kemudian dikarbonisasi menggunakan variasi suhu 700-800 C selama 60-120 menit. Arang aktif terbaik dipilih berdasarkan pengujian terhadap sifat arang, daya jerap iodin, daya jerap biru metilena, daya jerap beberapa polutan berbentuk gas, ukuran pori, dan rendemen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa arang aktif terbaik dihasilkan oleh proses karbonisasi menggunakan suhu 750 C selama 90 menit. Arang aktif terpilih ini kemudian digunakan pada pembuatan mortar.
Tahap penelitian selanjutnya adalah membuat mortar dengan menambahkan arang aktif tempurung kelapa sawit. Arang aktif digunakan sebagai agregat halus untuk mensubstitusi sebagian dari pasir yang digunakan. Kadar arang aktif yang digunakan divariasikan antara 1-3% dari berat semen. Setelah 28 hari direndam, pengujian dilakukan terhadap mortar, diantaranya terhadap sifat mekanis (kuat tekan, modulus patah, modulus elastisitas), dan kemampuan menjerap beberapa polutan berbentuk gas (benzena, formaldehida, amonia, dan kloroform). Hal lain yang dilakukan adalah pengamatan terhadap pemulihan retak dari mortar. Terhadap contoh uji ini terlebih dahulu dilakukan retak buatan. Setelah itu, contoh uji yang telah memiliki retak ini diberi perlakuan siklus basah-kering selama 14 kali siklus. Satu siklus basah-kering terdiri dari perendaman contoh uji dalam air selama 12 jam, dan dilanjutkan dengan pengkondisian pada kondisi suhu ruang selama 12 jam. Hasil pengujian terhadap sifat mekanis, kemampuan menjerap polutan, serta kemampuan memulihkan retak menunjukkan bahwa mortar dengan penambahan 3% arang aktif memiliki karakteristik terbaik.
Pada tahap penelitian terakhir, dilakukan pembuatan mortar dengan penambahan arang aktif dengan kadar terbaik (3% dari berat semen), dan penambahan arang hidro dari serat TKKS. Penambahan arang hidro serat TKKS dilakukan dengan variasi kadar 1%, 2%, dan 3% dari volume mortar. Pada tahap ini dilakukan pengujian yang sama terhadap mortar seperti pada tahap penelitian sebelumnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa mortar dengan penambahan 3% arang aktif tempurung kelapa sawit dan 1% arang hidro serat TKKS memiliki sifat mekanis dan kemampuan pemulihan retak terbaik sebesar 76.3%. | id |
