1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakan dan Rumusan Masalah 1.1.1 Latar Belakang Indonesia terletak diantara Lempeng Eurasia dan Lempeng Indo-Australia. Letak Indonesia yang sedemikian rupa menjadikan Inonesia daerah yang sangat aktif akan pergeseran lempeng tektonik. Akibat pergeseran lempeng tektonik, terbentuk banyak gunung berapi.Oleh karena itu, erupsi gunung berapi merupakan salah satu fenomena yang sering terjadi di Indonesia. Saat proses erupsinya, gunung berapi memuntahkan berbagai macam material berupa padatan, cairan, ataupun gas. Pada umumnya, material yang keluar dari gunung berapi bersifat destruktif terhadap lingkuangan sekitarnya karena panas dan tekanan yang tinggi. Salah satu material yang sering dikeluarkan gunung berapi adalah abu vulkanik. Abu vulkanik sangat berlimpah jumlahnya saat maupun setelah proses erupsi. Kelimpahan abu vulkanik di alam mempunyai beberapa dampak positif. Sudah menjadi rahasia umum kalau abu vulkanik dapat menyuburkan tanah. Beberapa waktu setelah terjadinya erupsi, daerah yang rusak karena abu vulkanik akan menjadi lahan yang subur. Abu vukanik mengandung unsur hara yang bermanfaat bagi pertumbuhan tanaman. Tidak hanya itu manfaat abu vulkanik. Abu vulkanik juga dapat dimanfaatkan sebagai bahan bangunan yang kualitasnya tidak kalah dari bahan bangunan komersial, misalnya semen. Pada saat ini banyak digencarkan pembangunan infrastruktur. Ketergantungan akan kebutuhan semen semakin meningkat. Sedangkan bahan baku semen itu sendiri semakin berkurang di alam karena dieksploitasi secara besar-besaran. Dan pada akhirnya akan habis. Di sini, abu vulkanik berperan sebagai substitusi semen. Abu vulaknik dapat dijadiakn berbagi macam campuran bahan bangunan. Selain itu jumlahnya juga berlimpah di alam. Untuk itu, abu vulkanik akan dikaji pemanfaatannya sebagai bahan bangunan yang berkualitas.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakan dan Rumusan Masalah
1.1.1 Latar Belakang
Indonesia terletak diantara Lempeng Eurasia dan Lempeng Indo-Australia.
Letak Indonesia yang sedemikian rupa menjadikan Inonesia daerah yang sangat
aktif akan pergeseran lempeng tektonik. Akibat pergeseran lempeng tektonik,
terbentuk banyak gunung berapi.Oleh karena itu, erupsi gunung berapi merupakan
salah satu fenomena yang sering terjadi di Indonesia. Saat proses erupsinya,
gunung berapi memuntahkan berbagai macam material berupa padatan, cairan,
ataupun gas. Pada umumnya, material yang keluar dari gunung berapi bersifat
destruktif terhadap lingkuangan sekitarnya karena panas dan tekanan yang tinggi.
Salah satu material yang sering dikeluarkan gunung berapi adalah abu vulkanik.
Abu vulkanik sangat berlimpah jumlahnya saat maupun setelah proses erupsi.
Kelimpahan abu vulkanik di alam mempunyai beberapa dampak positif.
Sudah menjadi rahasia umum kalau abu vulkanik dapat menyuburkan tanah.
Beberapa waktu setelah terjadinya erupsi, daerah yang rusak karena abu vulkanik
akan menjadi lahan yang subur. Abu vukanik mengandung unsur hara yang
bermanfaat bagi pertumbuhan tanaman. Tidak hanya itu manfaat abu vulkanik.
Abu vulkanik juga dapat dimanfaatkan sebagai bahan bangunan yang kualitasnya
tidak kalah dari bahan bangunan komersial, misalnya semen.
Pada saat ini banyak digencarkan pembangunan infrastruktur.
Ketergantungan akan kebutuhan semen semakin meningkat. Sedangkan bahan
baku semen itu sendiri semakin berkurang di alam karena dieksploitasi secara
besar-besaran. Dan pada akhirnya akan habis. Di sini, abu vulkanik berperan
sebagai substitusi semen. Abu vulaknik dapat dijadiakn berbagi macam campuran
bahan bangunan. Selain itu jumlahnya juga berlimpah di alam. Untuk itu, abu
vulkanik akan dikaji pemanfaatannya sebagai bahan bangunan yang berkualitas.
2
1.1.2 Rumusan Masalah
Upaya apa yang harus dilakukan supaya abu vulkanik hasil erupsi dapat
dimanfaatkan secara efektif dan efisien?
1.2 Tujuan Penelitian dan Manfaat
1.2.1 Tujuan Penelitian
Tujuan yang hendak dicapai melalui penulisan makalah ini ialah untuk
menemukan manfaat dari material gunung berapi, khususnya abu vulkanik
sebagai bahan dasar material bangunan serta sistem pemanfaatannya.
1.2.2 Manfaat
a. Mengaplikasikan ilmu yang didapat dalam kegiatan perkuliahan.
b. Menjadi penelitian awal yang nantinya dapat djadikan penelitian lanjutan
dalam bidang konstruksi.
c. Memberikan informasi kepada khalayak umum mengenai abu vulkanik.
1.3 Ruang Lingkup Kajian
1. Kandungan unsur dalam abu vulkanik
2. Komposisi dari abu vulkanik
3. Syarat bahan bangunan
4. Keefektifan abu vulkanik sebagai bahan bangunan
5. Nilai ekonomis abu vulkanik
6. Sistem pemanfaatan abu vulkanik sebagai bahan bangunan
1.4 Hipotesis
Abu vulkanik memiliki karateristik dan strukur yang hampir sama dengan
bahan banguna komersial (semen Portland). Oleh karena itu, abu vulkanik dapat
dijadikan alternatif sebagai bahan bangunan.
1.5 Metode dan Teknik Pengumpulan Data
1.5.1 Metode
Penelitian ini bersifat deskriptif, yaitu mendeskripsikan data baik dari
literatur maupun dari lapangan kemudian dianalisis. Sehubungan dengan metode
yang digunakan dalam penelitian kali ini adalah metode deskriptif analitis dengan
pendekatan empiris dan rasional.
3
1.5.2 Teknik Pengumpulan Data
a. Studi Pustaka
Studi pustaka dilakukan dengan pengambilan dari sumber-sumber tertulis
(buku, karya ilmiah) maupun elektronik yang telah dipercaya keabsahannya.
b. Observasi
Observasi dilakukan dengan cara pengamatan (kontak langsung) dengan
obyek yang diteliti maupun secara tidak langsung melalui sebuah alat bantu.
Dengan metode ini kita dapatkan data-data yang dibutuhkan melalui
pengamatan langsung oleh panca-indra, dengan meraba, melihat, mencium
dan lain sebagainya.
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah dan memahami penulisan makalah ini, perlu dibuat
sistematika penulisan yang mencakup :
BAB I PENDAHULUAN
Berisi latar belakang, tujuan dan manfaat penelitian, metode penelitian dan
sistematika penulisan.
BAB II DASAR TEORI
Berisi tentang teori dasar yang berhubungan dengan abu vulkanik,
manfaat abu vulkanik serta teori pengujian.
BAB III ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Berisi tentang penjabaran dan analisis data yang diperoleh dari studi
pustaka dan wawancara serta pembahasan untuk menarik kesimpulan.
BAB IV PENUTUP
Berisi simpulan mengenai permasalahan yang kami angat terkait
pemanfaatan abu vulkanik sebagai bahan dasar material bangunan. Bab ini
juga berisi saran-saran yang dapat mendukung pengembangan dalam
penelitian selanjutnya.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
4
BAB II
TEORI DASAR ABU VULKANIK
2.1 Pengertian Abu Vulkanik
Abu vulkanik terdiri dari kata abu dan vulkanik. Abu adalah material padat
yang tersisa setelah pembakaran oleh api (Wikipedia,2013). Vulkanik sendiri
adalah partikel lava yang halus yang terembus ketika gunung berapi meletus,
kadang-kadang partikel ini berembus tinggi sekali sehingga jatuh di tempat yg
sangat jauh (KBBI). Abu vulkanik adalah bahan material vulkanik jatuhan yang
disemburkan ke udara saat terjadi suatu letusan. Abu maupun pasir vulkanik
terdiri dari batuan berukuran besar sampai berukuran halus, yang berukuran besar
biasanya jatuh sampai radius 5-7 km dari kawah, sedangkan yang berukuran halus
dapat jatuh pada jarak mencapai ratusan hingga ribuan kilometer (Sudaryo dan
Sutjipto, 2009). Abu vulkanik menjadi isu lingkungan yang penting karena
jumlahnya yang cukup banyak dan menganggu keseimbangan lingkungan. Abu
vulkanik merupakan material piroklastik yang sangat halus namun memiliki ciri
bentuk dan karakteristik yang beragam.
2.2 Proses Pembentukan Abu Vulkanik
Abu vulkanik yang terbentuk selama letusan gunung berapi, letusan
freatomagmatik dan selama transportasi di arus piroklastik (piroklastik: salah satu
hasil letusan gunung berapi yang bergerak dengan cepat dan terdiri dari gas panas,
abu vulkanik, dan bebatuan). Erupsi eksplosif terjadi ketika magma terdekompresi
hingga memungkinkan zat volatil terlarut (dominan air dan karbon dioksida)
untuk keluar menjadi gelembung-gelembung gas. Karena semakin banyak
gelembung yang dihasilkan, maka akan menurunkan kepadatan magma, sehingga
mempercepat magma menaiki saluran. Fragmentasi terjadi ketika gelembung
menempati ~ 70-80% volume dari campuran erupsi. Ketika fragmentasi terjadi,
gelembung secara keras memecah magma hingga magma terpisah menjadi
fragmen-fragmen yang dikeluarkan ke atmosfer di mana mereka mengeras
menjadi partikel abu. Fragmentasi adalah proses yang sangat efisien dalam
masing jenis refraktori mempunyai keunggulan yang bisa
diaplikasikan dalam industri pengecoran logam.Dengan
pertimbanganpertimbangan di atas,maka abu vulkanik telah
memenuhi syarat untuk dijadikan bahan dasar refraktori.
Dalam sistem pemanfaatannya abu vulkanik dicampur
dengan bahan baku material refraktori yaitu pasir silika,abu
batu bara,dan limbah pasir cetak. Sebelum dicampur abu
vulkanik terlebih dahulu disaring degan metode sreening3.
d. Pembuatan Geopolimer:
Geopolimer merupakan suatu polimer anorganik
aluminosilikat dengan rantai Si-O-Al yang disintesis dari
material yang kaya akan silika dan alumina dengan larutan
pengaktif natrium hidroksida. Abu vulkanik Merapi dapat
disintesis menjadi geopolimer meskipun mempunyai rasio mol
SiO2/Al2O3 yang tinggi dengan menggunakan larutan pengaktif
NaOH 66,67% serta menambah waktu curing selama 3 hari
pada suhu 70°C untuk membantu proses kondensasi (lepasnya
molekul air) pada proses geopolimerisasinya. Dalam sistem
pemanfaatannya Sintesis geopolimer dilakukan dengan cara
mencampurkan abu vulkanik dengan larutan pengaktif (NaOH
dan H2O).
3 Proses dasar dari screening adalah lolosnya material atau pemakanan dari sebuah screen dengan
beberapa bukaan dari sebuah ukuran. Partikel yang lolos dari screen adalah partikel yang lebih
kecil, dan partikel yang tertinggal adalah partikel yang lebih besar.
24
3.3 Keefektifan Abu Vulkanik sebagai Bahan Bangunan
Dalam definisinya, keefiktifan digambarkan melalui perbandingan antara
usaha/tindakan yang dilakukan dengan keberhasilan yang dicapai. Keefektifan abu
vulkanik sebagai bahan bangunan dapat ditentukan melalui variabel-variabel
tertentu. Keefektifan abu vulkanik ditentukan oleh kuat tekan, resapan dan
keausan. Parameter yang digunakan adalah SN Ratio (Signal of Noise Ratio)4.
Penghitungan kuat tekan, resapan dan keausan menggunakan pendekatan
metode fuzzy logics. Persamaan metode fuzzy logics5 adalah
SN Ratio = -10log[MSD]
𝑆𝑁 𝑅𝑎𝑡𝑖𝑜 = −𝑙𝑜𝑔1
3∑ 1 𝑦𝑘
2⁄
𝑛
𝑘=1
Dengan nilai pembangkit awal
𝑥𝑖(𝑘) =𝛾𝑖 (𝑘)−min 𝛾𝑖 (𝑘)
max 𝛾𝑖(𝑘)−min 𝛾𝑖 (𝑘)
Kuat tekan memiliki SN Ratio nilai minimum 25,554 dan maksimum 32,729.
Untuk resapan memiliki rentang SN Ratio minimum -23,978 dan maksimum -
17,764. Sedangkan keausan SN Ratio-nya dari nilai minimum 5,130 dan
maksimum 31,866.
Dari data mengenai abu vulkanik yang telah diolah dengan persamaan
tersebut maka didapatkan:
1. Kuat tekan
Nilai taksiran SN Ratio untuk kuat tekan abu vulkanik adalah 32.631.
2. Resapan
Nilai taksiran SN Ratio untuk resapan abu vulkanik adalah -18,427.
3. Keausan
Nilai taksiran SN Ratio untuk keausan abu vulkanik adalah 32,024.
4 Dalam bidang teknik Signal to Noise (SN) Ratio digunakan sebagai ukuran untuk memilih
karakteristik kualitas. SN Ratio mentransformasikan data pengamatan berulang ke dalam sebuah
nilai yang mencerminkan keberadaan dari variasi dan nilai rata-rata dari respon (Park, S.H, 1996). 5 Dengan menggunakan pendekatan grey relational analisis, yaitu pendekatan yang mengubah
optimasi kedalam bentuk grey fuzzy yang lebih sederhana dan tunggal daripada kedalam banyak
karakteristik. Langkah awal pada grey relational analisis yaitu membangkitkan data dalam bentuk
perhitungan S/N Ratio yang ditransformasi kedalam pembangkitan nilai grey relation yang mana
nilainya antara 0 sampai 1. ( H.S, Lu, J.Y. Chen dan Ch. T. Chung, 2008).
25
Angka-angka di atas masih dalam bentuk SN Ratio, apabila diubah menjadi
Satuan Internasional (SI) menjadi :
1. Kuat tekan 42,588 Mpa.
2. Resapan 8,348%
3. Keausan 0,0023 mm/menit
Dapat diasumsikan bahwa abu vulkanik sangat tepat untuk dijadikan sebagai
bahan bangunan. Abu vulkanik juga telah memenuhi standar bahan bangunan.
3.4 Perbandingan Abu Vulkanik dengan Bahan Bangunan Komersial
Pada bagian ini akan kita bahas tentang perbandingan abu vulkanik dengan
bahan bagunan komersial, khususnya semen Portland. Semen Portland adalah
bahan perekat hidrolis yaitu bahan perekat yang dapat mengeras bila bersenyawa
dengan air dan berbentuk benda padat yang tidak larut dalam air. Alasan kita
membandingkan abu vulkanik dengan semen Portlad adalah kemiripan abu
vulkanik dengan semen Portland. Baik abu vulkanik maupun semen Portland
sering digunakan untuk bahan campuran dalam pembuatan beton, batako, maupun
yang lainnya.
Perbandingan yang akan kita bahas adalah mengenai sifat fisik kedua
bahan tersebut yang mempengaruhi kekuatan dari bangunan. Sifat fisik yang akan
kita bandingkan adalah kuat tekan, resapan dan keausan. Untuk menghitung nilai
dari variabel-variabel tersebut dapat dilihat pada subbab 3.3, dengan formula yang
ada pada subbab 3.3 maka dapat dihitung nilai-nilai dari variabel-variabel
tersebut.
a. Kuat tekan
Dalam variabel kuat tekan, untuk menentukan kualitas suatu bahan
dengan prinsip Larger is Better atau semakin besar kuat tekannya maka
semakin baik kualitasnya.
b. Resapan
Prinsip yang digunakan adalah Smaller is Better atau semakin kecil
resapannya akan semakin baik kualitasnya.
26
c. Keausan
Sama seperti penentuan variabel resapan, keausan juga
mengunakan prinsip Smaller is Better atau semakin kecil daya keausannya
maka semakin baik kualitasnya.
Berikut adalah analisis perbandingan antara semen Portland dan abu
vulkanik :
a. Semen Portland
Dari data yang telah kami kumpulkan melalui studi pustaka
maupun analisis nilai SN Ratio dengan menggunkan metode fuzzy logics,
maka didapatkan data sebagai berikut :
1. Kuat tekan semen Portland adalah 33,772 MPa.
2. Resapan semen Portland adalah 11,391%
3. Keausan semen Portland adalah 0,1054 mm/menit.
b. Abu Vulkanik
Sedangkan pada abu vulkanik, berdasarkan pembahasan pada
subbab 3.3, maka didapatkan data sebagai berikut :
1. Kuat tekan abu vulkanik adalah 42,588 Mpa.
2. Resapan abu vulkanik adalah 8,348%
3. Keausan abu vulkanik adalah 0,0023 mm/menit.
Sekarang, kita dapat bandingkan antara abu vulkanik lebih dengan semen
Portland. Kuat tekan abu vulkanik lebih besar daripada semen Portland. Resapan
abu vulkanik lebih kecil daripada semen Portland. Dan keausan abu vulkanik
lebih kecil daripada semen Portland. Kesimpulannya adalah kualitas abu vulkanik
lebih baik daripada semen Portland (bahan bangunan komersial).
3.5 Nilai Ekonomis Abu Vulkanik
Selain bisa menjadi bahan dasar material bangunan, abu vulkanik juga
memiliki banyak manfaat yang bernilai ekonomis. Bapak Ridwan Kamil
(Walikota Bandung) mengatakan bahwa abu vulkanik secara kreatif dapat
meningkatkan kesejahteraan warga setempat. Dalam hal ini, abu vulkanik akan
menjadi suatu yang bernilai ekonomis tinggi jika berada pada tangan orang yang
27
memandang letusan berapi ini dengan pikiran yang positif dan kreatif. Beberapa
hal yang dapat membuat abu vulkanik bernilai ekonomis tinggi seperti
menjadikan abu vulkanik sebagai pupuk atau tempat perantara dalam bidang
pertanian karena abu vulkanik sangat baik untuk kesuburan tanah sehingga akan
meningkatkan kualitas tanaman. Tentunya bagi penduduk yang bermata
pencaharian bertani, hal ini sangat menguntungkan. Selain itu, abu vulkanik juga
sangat menguntungkan apabila dimanfaatkan sebagai bahan material bangunan.
Salah satu contohnya adalah seorang warga Kediri yang mengumpulkan sisa abu
vulkanik Gunung Kelud. Abu vulkanik yang dikumpulknya berguna untuk bahan
material bangunan dan dihargai Rp50.000,00 per karung (Detikcom, 2014).
28
BAB IV
SIMPULAN DAN SARAN
4.1 Simpulan
Dari pembahasan tentang abu vulkanik sebagai bahan bangunan dapat kita
ketahui bahwa abu vulkanik dapat dimanfaatkan sebagai alternatif bahan
bangunan yang ekonomis. Abu vulkanik telah memenuhi persyaratan sebagi
bahan bangunan sesuai acuhan pada subbab 3.1. Setelah dianalisis abu vulkanik
memiliki kuat tekan sebesar 42,588 MPa, daya resap 8,348%, dan keausanya
adalah 0,0023 mm/menit. Nilai itu jauh lebih baik daripada yang dimiliki bahan
bangunan komersial. Semen Portland memiliki kuat tekan 33,772 MPa, resapan
11,391% dan keausan sebesar 0,1054 mm/menit. Jadi, abu vulkanik memiliki
kualitas yang lebih baik daripada bahan bangunan komersial (semen Portland).
Degan berbagai macam sistem pengolah abu vulkanik dapat dijadikan
berbagai macam produk keperluan pembangunan. Pencampuran abu vulkanik dan
semen dapat menghasilkan beton yang berkualitas. Beton yang dihasilkan
kualitasnya akan lebih baik daripada beton dari campuran pasir dan semen. Abu
vulkanik juga dimanfaatkan untuk pemubuatan batu bata ringan. Prosesnya
hampir mirip dengan pembuatan batu bata biasa [lihat subbab 3.2]. Metode
sreening digunakan untuk pembuatan material refraktori dari abu vulkanik.
Terakhir, abu vulkanik dapat dijadikan geopolimer dengan cara sintesis. Sintesis
dilakukan dengan cara mencampurkan abu vulkanik dengan larutan pengaktif
(NaOH dan air).
Dalam hal ekonomi, abu vulkanik merupakan sumber daya yang sangat
menguntungkan. Perekonomian masyarakat yang berada di sekitar gunung berapi
dapat meningkat dengan memanfaatkan abu vukanik sebagai salah satu sumber
mata pencaharian. Dengan berpikir positif dan kreatif abu vulkanik dapat menjadi
sumber kesejahteraan masyarakat.
4.2 Saran
Makalah ini kami buat dengan tujuan untuk memberikan informasi tentang
“alternatif pemanfaatan abu vulkanik sebagai bahan bangunan”. Makalah ini dapat
dijadikan sebagai sumber ilum untuk menambah pengetahuan. Selain itu, bagi
29
pihak yang tertarik dengan pemanfaatan abu vulkanik sebagai bahan bangunan,
makalah ini dapat menjadi referensi. Namun, kami selaku penulis menyadari
masih terdapat bayank kekurangan dalam makalah ini. Untuk itu, penelitian lebih
lanjut diperlukan untuk menyempurnakan makalah ini. Kritik dan saran juga
terbuka bagi kami agar kedepan ketika kami membuat makalah kembali hasilnya
akan lebih baik.
30
Daftar Pustaka
Abidin dan Dadang Zainal. 1998. Hubungan Infiltrasi dan Sifat Fisik Tanah pada
Endapan Hasil Gunung Api Kuarter Daerah Bandung. Bandung: Program
Studi Ilmu Geologi PPS ITB.
Devnita dan Rina. 2010. Genesis dan Karakteristik Tanah Abu Gunung Api.
Bandung: Unpad Press.
Hirokawa, Osamu. 1980. Introduction to Description of Volcanoes and Volcanic
Rocks. Bandung: Pusat Pengembangan Teknologi Mineral.
Marti, at al. Volcanoes and The Environment. Cambridge: Cambridge University
Press.
Somawidjaja, Karma. 1982. Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia.
Jakarta: Departemen PU-RI.
Putra, Randy Nugraha dan Brojol Sutijo SU. “Optimasi Kuat Tekan, Resapan, dan Keausan Paving Blok Abu Vulkanik dengan Pendekatan The Fuzzy Logics”.