sALAH SATU MASALAH YANG MASIH DILEMATIS DALAM PENGOLAHAN SAMPAH BERBASIS MASYARAKAT ADALAH, ADANYA SAMPAH YANG MASUK KATEGORI IRASIONAL DAN TIDAK RASIONAL UNTUK DIDAUR ULANG, KARENA HARGANYA SANGAT MURAH DAN SULIT DIPISAHKAN, TERNYATA DENGAN TEHNOLOGI AERSINERASI DAPAT DI UBAH MENJADI BAHAN BAKU SEMEN!!! TAPI HARGA YANG DIPATOK INDOCEMEN HANYA 80 PERAK DAN HOLOCIM KONON MALAH MINTA DIBAYAR UNTUK PENANGANAN SAMPAH IRASIONAL INI.
Sanggupkah pemerintah kita bertindak dengan mendahulukan kepentingan Rakyat dibandingkan para pengusaha yang senantiasa menghisap darah ibu pertiwi utnuk kekayaan pribadi.
Sekilas, kita ulas sampah yang menjadi bahan baku semen.
SEMEN DARI SAMPAH
SEBAGAI SOLUSI JITU EFISIENSI BAHAN BAKU SEMEN DAN
UPAYA PENANGGULANGAN SAMPAH
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Sampah selalu menimbulkan masalahhingga saat ini. Berbagai cara dilakukan untuk menanggulanginya. Mulai daripembakaran sampah anorganik, pembuatan pupuk kompos dari sampah organik, dandaur ulang sampah. Namun, masing-masing cara penanganan sampah tersebutmempunyai kelemahan dan terjadi kekurangoptimalan dalam pemanfaatan produkhasil olahan sampah.
Saat ini, sampah hanya dikumpulkanuntuk dibuang di tempat pembuangan akhir (TPA), kemudian ditumpuk atau dibakarbegitu saja. Padahal, pembakaran sampah menimbulkan masalah baru. Padapembakaran sampah secara biasa, mengakibatkan pencemaran udara karena sampahyang dibakar menghasilkan gas dioksin dan furan dalam jumlah banyak yangberbahaya bagi kesehatan. Kedua gas itu bersifat karsinogenik dan dapat menimbulkankanker. Bahkan, bila terakumulasi di dalam tubuh dapat menimbulkan kematian (http://www.idionline.org.24 April 2007).
Pengomposan yang dipandang sebagaisalah satu solusi penanganan sampah juga mempunyai banyak kelemahan. Dari sisiekonomis, kompos kurang bernilai ekonomis. Selain itu, sampah yang akan dibuatkompos jika tercampur dengan plastik, kemungkinanbesar telah mengandung berbagai racun dari plastik. Akibatnya, kompos yangdihasilkan adalah kompos beracun yang berbahaya bila digunakan sebagai pupuktanaman pangan. Pengomposan juga memerlukan lahan yang cukup luas untukproses pembusukannya. Sedangkan daur ulang sampah hanya dapat dilakukan untuksampah yang berasal dari jenis plastik dan kertas. Hal ini menimbulkanketerbatasan lagi dalam pengelolaannya. Belum lagi, jumlah sampah yang dibuangsangat banyak jumlahnya (http://www.beritaiptek. com. 14 April 2007). DiJakarta, sampah yang dihasilkan mencapai 6000 ton lebih per hari dengan volume25.700 m3 per hari. Jika dihitung dalam setahun, volume sampahmencapai 170 kali lebih besar dari candi Borobudur, dengan volume candiBorobudur 55.000 m3. Belum lagi, volume sampah di daerah lain(Damanhuri, 2006).
Dengan meningkatnya populasi pendudukdi setiap daerah atau kota, maka jumlah sampah yang dihasilkan setiap rumahtangga makin meningkat. Hal ini menjadi masalah besar bagi kota-kota besar yangpadat penduduknya. Penanggulangan sampah secara tuntas belum dapat dilakukandan umumnya dibuang pada penimbunan sampah terbuka (open dumping). Sampai saatini, Jakarta masih menyewa lahan di Bekasi untuk menempatkan sampahnya denganbiaya sewa yang cukup mahal per tahunnya.
Dampak negatif dari sampah-sampahtersebut dapat terjadi di tempat penampungan sementara (TPS) maupun di tempatpenampungan akhir (TPA). Dampak negatif di TPS dan TPA biasanya dalam bentukbau yang kurang sedap karena terjadi penguraian sampah secara anaerob. Selainitu, kumpulan lalat di atas sampah dapat menimbulkan berjangkitnya penyakit.Yang lebih berbahaya lagi, akan terjadi rembesan logam-logam berbahaya dalamair tanah atau sumber air dari sampah. Cairan dari sampah yang merembestersebut disebut leachet. Air leachet ini jika terbawa aliranair, kemudian terserap di dalam tanah akan menimbulkan pencemaran air dan tanahkarena air dan tanah telah mengandung bakteri Escherechia coli yangsangat banyak (Rukaesih, 2002).
Bahkan, hasil penelitian DinasKesehatan, Dinas Kebersihan dan Lingkungan Hidup menyebutkan bahwa pencemarandi Bantar Gebang menunjukkan derajat keasaman air telah diambang batas, yaitusebesar 40 % dan 95 % dari wilayah yang ada di sekitarnya ditemukan bakteri Escherechiacoli di dalam air tanah. Bakteri ini dapat menyumbat saluran pernafasan dan menimbulkan penyakit (Usman, 2007).
Melihat berbagai permasalahan tentangsampah di atas, sangatlah perlu kita mengolah dan memanfaatkan sampah untukmenjadikan sampah lebih berguna. Salah satunya, yaitu pemanfaatan sampah untukdigunakan sebagai bahan dasar pembuatan semen. Hal ini disebabkan karena semenmempunyai prospek bisnis yang sangat bagus di Indonesia. Setiap tahunpermintaan semen selalu meningkat. Hal ini dapat dilihat pada tabel berikut ini:
Tabel1. Jumlah produksi semen (dalam ton)
Tahun
Jumlah Pabrik
Jumlah produksi
Perubahan
1995
11
13719049
1996
11
14145048
0,031
1997
11
13822102
-0,023
1998
11
15836894
0,146
1999
11
15802349
-0,002
2000
12
19686066
0,246
2002
12
18111104
-0,080
2003
12
17108774
-0,055
2004
11
25039672
0,464
2005
11
20879018
-0,166
Rata-rata
17415008
0,062
(http://www.beacukai.com.14 April 2007)
Berdasarkan table 1. jumlah produksisemen selama periode tahun 1995-2005 dapat diketahui bahwa rata-rata tingkatpertumbuhan jumlah produksi semen adalah 6,2% per tahun. Dengan melihatbesarnya rata-rata tingkat pertumbuhan jumlah produksi tersebut, makadiharapkan pabrik semen semakin banyak jumlahnya. Apalagi, bahan dasar untukpembuatannya semakin mudah didapat dan murah, yaitu dari sampah yang terbuang.
B. Rumusan Masalah
Dari latar belakang masalah tersebut,muncul permasalahan sebagai berikut :
- 1. Bagaimanateknologi pembakaran sampah yang baik agar tidak menimbulkan pencemaran udaradan menghasilkan abu yang berkualitas?
- 2. Bagaimanacara pemanfaatan sampah sebagai bahan dasar untuk pembuatan semen?
- 3. Bagaimanakelebihan dan kekurangan semen dari sampah?
C. Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan karya tulis ini sebagai berikut :
- 1. Sebagaisolusi untuk mengatasi permasalahan sampah yang semakin menumpuk.
- 2. Mengembangkanbahan baru yang berupa sampah yang dapat digunakan sebagai bahan dasarpembuatan semen.
- 3. Untukmengetahui kelebihan dan kekurangan semen dari sampah.
D. Manfaat Penulisan
Manfaat penulisan karya tulis ini sebagai berikut:
1. Bagimasyarakat:
- 1. Untukmemberi informasi tentang pemanfaatan sampah menjadi bahan yang lebih bernilai.
- 2. Mengurangipencemaran udara dan tanah akibat pembuangan sampah.
2. Bagipemerintah:
- 1. Dapatmengurangi lahan untuk tempat pembuangan sampah.
- 2. Memberisolusi kepada pemerintah dalam menanggulangi permasalahan sampah.
- 3. Bagipabrik semen:
- 1. Memberikaninformasi tentang alternatif bahan baku yang baru dalam pembuatan semen, yaitudari sampah.
- 2. Mengembangkandiversifikasi produk semen.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Sampah
1. Tinjauan secara umum
Sampah adalah suatu bahan yang terbuangatau dibuang dari sumber hasil aktifitas manusia maupun alam yang belummemiliki nilai ekonomis. Secara garis besar, sampah dibedakan menjadi duajenis. Pertama, sampah anorganik (kering), contoh: logam, besi, kaleng,plastik, karet, botol, dan lain-lain yang tidak dapat mengalami pembusukansecara alami. Kedua, sampah organik (basah), contoh: sampah dapur, sampahrestoran, sisa sayuran, rempah-rempah atau sisa buah dan lain-lain yang dapatmengalami pembusukan secara alami (http://id.wikipedia.org/wiki/Semen.14 April 2007).
Pada umumnya,sebagian besar sampah yang dihasilkan di Indonesia merupakan sampah basah,yaitu mencakup 60-70% dari total volume sampah. Sampahmerupakan konsekuensi dari adanya aktifitas manusia. Setiap aktifitas manusiapasti menghasilkan buangan atau sampah. Jumlah atau volume sampah sebandingdengan tingkat konsumsi terhadap barang atau material yang di gunakansehari-hari. Demikian juga dengan jenis sampah, sangat tergantung dari jenismaterial yang kita konsumsi. Oleh karena itu pegelolaan sampah tidak bisa lepasjuga dari ‘pengelolaan’ gaya hidup masyarakat.
Peningkatan jumlah penduduk dan gayahidup sangat berpengaruh pada volume sampah. Sebagai contoh, kota Jakarta padatahun 1985 menghasilkan sampah sejumlah 18.500 m3 per hari dan padatahun 2000 meningkat menjadi 25.700 m3 per hari. Jika dihitung dalamsetahun, maka volume sampah tahun 2000 mencapai 170 kali besar candi Borobudur(volume candi Borobudur = 55.000 m3). Selain Jakarta, jumlah sampahyang cukup besar terjadi di Medan dan Bandung. Kota metropolitan lebih banyakmenghasilkan sampah dibandingkan dengan kota sedang atau kecil (Damanhuri,2006).
2. Pengelolaan Sampah di Indonesia
Selama ini pengelolaan persampahan,terutama di perkotaan, tidak berjalan dengan efisien dan efektif karenapengelolaan sampah bersifat terpusat. Salah satu contohnya adalah sampah diseluruh Jakarta harus dibuang di tempat pembuangan akhir (TPA) di daerah BantarGebang, Bekasi. Hal tersebut tentunya membutuhkan biaya yang cukup besar.
Dalam penanganan sampah, harusmemperhatikan prinsip penanganan sampah, yaitu prinsip 4R, sebagai berikut:
- 1. Reduce(Mengurangi); yaitu dengan melakukan minimalisasi barang atau material yangdipergunakan. Semakin banyak material yang digunakan, semakin banyak sampahyang dihasilkan.
- 2. Reuse(Memakai kembali); yaitu memilih barang-barang yang bisa dipakai kembali. Menghindaripemakaian barang-barang yang disposable (sekali pakai, buang). Hal inidapat memperpanjang waktu pemakaian sebelum barang tersebut menjadi sampah.
- 3. Recycle(Mendaur ulang); barang-barang yang sudah tidak berguna lagi, dapat didaurulang. Tidak semua barang dapat didaur ulang, namun saat ini sudah banyakindustri non-formal dan industri rumah tangga yang memanfaatkan sampah menjadibarang lain.
- 4. Replace(Mengganti); mengganti barang-barang yang hanya dapat dipakai sekali denganbarang yang lebih tahan lama dan menggunakan barang-barang yang lebih ramahlingkungan, Misalnya, mengganti kantong plastik dengan keranjang karton bilaberbelanja dan tidak menggunakan styrofoam karena kedua bahan ini tidakdapat didegradasi secara alami.
Penanganan sampah khususnya dikota-kota besar di Indonesia merupakan salah satu permasalahan perkotaan yangsampai saat ini merupakan tantangan bagi pengelola kota. Pertambahan pendudukdan peningkatan aktivitas yang demikian pesat di kota-kota besar, telahmengakibatkan meningkatnya jumlah sampah disertai permasalahannya. Diperkirakanpaling banyak hanya sekitar 60% - 70 % yang dapat terangkut ke tempatpembuangan akhir (TPA) oleh institusi yang bertanggung jawab atas masalahsampah dan kebersihan, seperti Dinas Kebersihan. Sampai saat ini andalan utamasebuah kota dalam menyelesaikan masalah sampahnya adalah pemusnahan dengan landfillingpada sebuah TPA (Sumaiku,2006; Damanhuri, 2006). Pengelolaan dengan landfillbukan merupakan alternatif yang sesuai, karena landfill tidakberkelanjutan dan menimbulkan masalah lingkungan (Damanhuri, 2006).
B. Pencemaran Lingkungan yang Disebabkan oleh Sampah
Selain menyisakan masalah dalampenanggulangannya, ternyata sampah juga banyak menimbulkan masalah pencemaran,baik itu pencemaran udara, air, maupun tanah.
1. Pencemaran udara
Sampah yang menggunung di TPAmenyebabkan udara di sekitarnya tercemar karena tumpukan sampah tersebutmengandung gas H2S dan NH3 yang berbau tidak sedap danberbahaya bagi tubuh. Selain itu, pembakaran sampah yang banyak dilakukan olehmasyarakat justru menimbulkan pencemaran udara yang baru lagi karena pembakaransampah menimbulkan gas dioksin yang dapat menyebabkan kanker, contohnyapenyebab kanker prostat dan kanker testis, chloracne (penyakit kulit yang parahdisertai dengan erupsi kulit dan kista), peripheral neuropathies, depresi,hepatitis, pembengkakan hati, gangguan sistem saraf, gangguan sistem imunitas,gangguan proses pertumbuhan pada anak, dan lain-lain. Selain itu, bilaterakumulasi di dalam tubuh dapat menyebabkan kematian (http://www.republika.co.id.14April 2007).
Dioksin adalah istilah yang umumdipakai untuk salah satu golongan bahan kimia beracun yang mempunyai struktur kimiayang mirip serta mekanisme peracunan yang sama. Ada ratusan senyawa yangtermasuk dan disebut dioksin, golongan bahan kimia beracun ini termasuk (a)Polychlorinated Dibenzo Dioxins (PCDD); (b) Polychlorinated Dibenzo Furans(PCDF); dan (c) Polychlorinated Biphenyls (PCB). PCDD dan PCDF bukanlah produkkimia yang dikomersilkan, tetapi produk sampingan yang secara tidak sengajaterjadi didalam banyak proses pembakaran sampah. Dioksin mempunyai strukturkimia yang sangat stabil dan bersifat lipofilik, yaitu tidak mudah larut dalamair tetapi mudah larut di dalam lemak. Karena kestabilan strukturnya ini, makadioksin sangat berbahaya, sebab tidak mudah rusak atau terurai. Dioksin dapatberada di dalam tanah dan terakumulasi sampai 10-12 tahun. Dioksin bersifatmudah larut dalam lemak sehingga dapat terakumulasi dalam makanan yang relatiftinggi kadar lemaknya (http://www.chem.unep.ch. 24 April 2007; Silverman dan Hutcheson, 1991; Sumaiku, 2004).
Gambar1. Struktur dioksin dan furan (Silverman danHutcheson, 1991)
Senyawa dioksin yang terbuang ke dalamsaluran air akan terbawa ke sungai dan akhirnya ke laut, kemudian menumpukkarena sulit terurai, dan masuk ke dalam tubuh hewan-hewan air termasuk ikan,dan terus menumpuk di dalam tubuh hewan tersebut sampai akhirnya dimakan olehmanusia. Ini merupakan salah satu rantai cara masuknya dioksin ke dalam tubuhmanusia di samping melalui udara. Dioksin sangat mudah tersebar di alam melaluibantuan angin dan air (http://www.republika.co.id. 14 April2007).
2. Pencemaran tanah dan air
Masalah sampah menghendaki penangananyang serius, sebab sampah selalu menutupi permukaan tanah dan menyebabkan tanahtidak dapat dimanfaatkan untuk suatu keperluan. Tidak hanya itu, akan terjadirembesan logam-logam berbahaya dalam air tanah atau sumber air dari sampah.Cairan dari sampah yang merembes tersebut disebut leachet. Air leachetini jika terbawa aliran air, kemudian terserap di dalam tanah akan menimbulkanpencemaran air dan tanah karena air dan tanah telah mengandung bakteri Escherechiacoli yang sangat banyak. Bakteri ini akan menyebabkan diare dan bisamenyumbat saluran pernafasan (Rukaesih, 2002).
C. Semen
1. SejarahPenemuan Semen
Semen pada awalnya merupakan hasilpercampuran batu kapurdan abu vulkanis. Pertama kali ditemukan di zaman kerajaan Romawi, tepatnya di Pozzuoli,dekat teluk Napoli, Italia. Bubuk itu dinamai pozzuolana.Sedangkan kata semen sendiri berasal dari caementum (bahasa Latin),yang artinya kira-kira "memotong menjadi bagian-bagian kecil takberaturan". Meski sempat populer di zamannya, nenek moyang semen madein Napoli ini tak berumur panjang. Menyusul runtuhnya Kerajaan Romawi,sekitar abad pertengahan (tahun 1100 - 1500 M) resep ramuan pozzuolanasempat menghilang dari sejarah.
Kemudian pada abad ke-18 (atau sekitartahun 1700-an M), JohnSmeaton insinyur asal Inggris,menemukan kembali ramuan kuno berkhasiat luar biasa ini. Dia membuat adonandengan memanfaatkan campuran batu kapur dan tanah liat saat membangun menarasuar Eddystone di lepas pantai Cornwall, Inggris.
Tetapi, bukan Smeaton yang akhirnyamematenkan proses pembuatan cikal bakal semen ini. JosephAspdin, juga insinyur berkebangsaan Inggris, pada 1824 mengurus hak patenramuan, yang kemudian dia sebut semen portland. Dinamai begitu karena warnahasil akhir olahannya mirip tanah liat PulauPortland, Inggris. Hasil rekayasa Aspdin inilah yang sekarang banyakterdapat di toko-toko bangunan.
Sebenarnya, adonan Aspdin tak beda jauhdengan Smeaton. Dia tetap mengandalkan dua bahan utama, batu kapur (kaya akankalsium karbonat) dan tanah lempung yang banyak mengandung silika(sejenis mineral berbentuk pasir), aluminiumoksida (alumina) serta oksidabesi. Bahan-bahan itu kemudian dihaluskan dan dipanaskan pada suhu tinggisampai terbentuk campuran baru. Selama proses pemanasan inilah terbentukcampuran padat yang mengandung zat besi dan agar tidak mengeras seperti batu,ramuan diberi bubuk gipsdan dihaluskan hingga berbentuk partikel-partikel kecil mirip bedak (http://id.wikipedia.org/wiki/Semen.14 April 2007).
2. PengertianSemen
Semen (cement) adalah hasilindustri dari paduan bahan baku: batu kapur/gamping sebagai bahan utama danlempung/tanah liat atau bahan pengganti lainnya dengan hasil akhir berupapadatan berbentuk bubuk/bulk, tanpa memandang proses pembuatannya, yangmengeras atau membatu pada pencampuran dengan air. Batu kapur/gamping adalahbahan alam yang mengandung senyawa kalsium oksida (CaO), sedangkanlempung/tanah liat adalah bahan alam yang mengandung senyawa: silika oksida(SiO2), aluminium oksida (Al2O3), besi oksida(Fe2O3) dan magnesium oksida (MgO). Untuk menghasilkansemen, bahan baku tersebut dibakar sampai meleleh, sebagian untuk membentuk clinkernya,yang kemudian dihancurkan dan ditambah dengan gips (gypsum) dalam jumlahyang sesuai. Hasil akhir dari proses produksi dikemas dalam kantong/sak denganberat rata-rata 40 kg atau 50 kg (http://id.wikipedia.org/wiki/Semen.14 April 2007).
Semen Portland, merupakan salah satujenis semen yang sering digunakan untuk membuat bangunan. Semen ini memilikikomposisi yang khas, sebagaimana tercantum dalam tabel 2. Dari tabel tersebuttampak bahwa senyawa oksida kalsium (CaO) menduduki peringkat pertama sebagaikomponen dominan yang menyusun semen. Sedang komposisi fasa terbesarnya adalahCaS (Ca3SiO5). Dalam semen Portland, terdapat dua macamfasa yang penting, yaitu beta dicalcium silikat, β-Ca2SiO4dan trikalsium silikat, Ca3SiO5. Adapun fasa-fasa lainnyaantara lain trikalsium aluminat, Ca3Al2O6 dansenyawaan ferit, Ca3Al2Fe2O4.
Tabel2. Komposisi oksida dan fasa semen Portland
Komposisi oksida (%)
Komposisi fasa (%)
CaO
63
C3A(Ca3Al2O6)
5-12
SiO2
20
C3A(Ca3SiO5)
50-70
Al2O3
6
β- C2S(Ca2SiO4)
20-30
Fe2O3
3
C3AF(Ca3Al2Fe2O10)
5-12
SO3
2
MgO
2
K2O dan Na2O
1
Lainnya
3
(West, 1984)
Keberadaan senyawa-senyawa silikat danaluminat dalam semen menyebabkan terjadinya reaksi dengan air jika semendicampur dengan air. Akibatnya terbentuk suatu senyawa hidrat sebagai produkdari proses hidrasi yang selanjutnya akan terjadi pengerasan massa. Reaksinyasangat kompleks, tetapi secara umum dapat dituliskan sebagai berikut (VanVlack, 1985):
Ca3Al2O6+ 6 H2O Ca3Al2(OH)12+ 200 J/g
Ca2SiO4 + x H2OCa2SiO x H2O+ 500 J/g
Ca3SiO5 + (x+1) H2OCa2SiO4x H2O + Ca(OH)2 + 865 J/g
Reaksi di atas hanya berlaku untuksemen Porltland yang banyak digunakan oleh masyarakat. Untuk semen-semen denganpenggunaan khusus, reaksi tentunya berbeda karena komposisi dan jenispenyusunnya tidak sama dengan semen Portland. Dari reaksi hidrasi diatas jugatampak bahwa, semua reaksi bersifat eksotermis. Panas yang dilepas memangrelatif kecil sehingga tidak menjadi masalah pada saat penguapan. Panas inimenjadi masalah, jika semen digunakan untuk membangun bendungan besar. Padakasus seperti ini harus dicarikan cara mendinginkan semen agar penguapan airtidak terlalu cepat akibat pemanasan dari dalam.
Gambar2. Pengembangan kekuatan tekan semen pada proses hidrasi
(Boguedan Lerch dalam West, 1984)
Perbedaan fasa-fasa anhidrat sebagaihasil proses penguapan fasa hidrat, menyebabkan timbulnya sifat semen (beton)yang berbeda, sebagaimana diberikan pada gambar 2. Dari gambar tersebut tampakbahwa fasa C3S terhidrasi cepat dan mengembang kuat lebih awalsementara β- C2S mengeras lebih lambat. Produk hidrasi C3Adan C4AF amat kecil kekuatannya. Komponen C3S inibertanggung jawab terhadap perkerasan awal, sedangkan C3S dan β- C2Smemberikan kekuatan semen ataupun beton yang lebih lama.
Sebagaiman telah dijelaskan diatasbahwa hidrasi pada semen merupakan proses yang kompleks. Hal ini karena produkhidrasinya ada diantara gel dan kristal tak sempurna sehingga sukar dianalisisdengan sinar-x. Produk utama dan paling penting dari semen yang telah mengerasdan memberi kekuatan tinggi adalah kristal kalsium silikat anhidrat. Senyawaini jumlahnya dalam semen sedikit. Komposisi senyawa ini tidak tentu danmungkin berubah-ubah tergantung rasio kapur-silika maupun rasio silika-air. Adakemungkinan juga mengandung ion-ion Al3+, Fe2+ dan SO42-.
Proses hidrasi pada semen sebenarnyaberlangsung melalui dua tahap yaitu pertama, proses pelapisan gel C-S-H(kalsium silika hidrat) yang cepat pada permukaan partikel semen anhidrat.Kedua, proses penebalan lapisan baik oleh pertumbuhan keluar maupun pertumbuhankedalam partikel semen anhidrat. Lapisan-lapisan kemudian mulai bergabungsetelah beberapa jam kemudian.
Rasio air terhadap semen sangatmempengaruhi sifat-sifat semen. Pasta semen memiliki volume tinggi yangkonstan. Volume ini akan bertambah besar dengan meningkatnya rasio air terhadapsemen dalam campuran mula-mula. Suatu set semen bersifat porus dan mengandunglubang-lubang air yang amat kecil (10-20 Angstrom) maupun lubang-lubang denganukuran amat besar (1 mikrometer). Hubungan antar kapiler-kaplier yang terdapatdi dalamnya sangat mempengaruhi permeabilitas (kemudahtembusan oleh air) danvulnerabilitas (ketahanrusakan) semen. Adanya interkoneksi antar pori-porikapiler tentunya harus dihindari, karena melemahkan kekuatan semen. Keadaan inibisa tercapai apabila ada waktu yang cukup bagi pasta semen yang cukup rendah.Untuk rasio air-semen sebesar 0,4 biasanya perlu waktu 3 hari, sedang untukrasio air-semen 0,7 waktu yang diperlukan sekitar 1 tahun (West, 1984).
Masalah semen yang cepat mudah mengeras(flash set) disebabkan oleh adanya reaksi yang cepat antara air dengan C3A.Senyawa ini mudah larut dalam air yang kemudian diikuti dengan prosespengendapan kalsium aluminat hidrat sambil melepas panas. Meskipun reaksinyacepat, sifat-sifat mekanis semen yang mengalami flash set sangat jelek.Secara praktis, falsh set bisa dihindari dengan menambahkan 1-2 % gipsumke dalam klinker semen pada saat memproduksi semen. Melalui reaksi yang rumit,gips bersama Ca(OH)2 akan bekerja memperlambat proses hidrasi C3A.Bahkan fasa aluminat sulfat, etringite Ca6Al2(OH)12(SO4)3.26H2O ataupun monosulfat Ca4Al2(OH)12SO4.6H2O yang terbentuk, mungkin bisa sebagai pelindung lapisan padapermukaan kristal C3A.
3. JenisSemen
Jenis semen menurut Standar NasionalIndonesia (SNI), sebagai berikut :
Tabel3. Jenis-jenis semen
No.SNI
Nama
SNI 15-0129-2004
Semen Portland Putih
SNI 15-0302-2004
Semen Portland Pozolan / Portland Pozzolan Cement (PPC)
SNI 15-2049-2004
Semen Portland / Ordinary Portland Cement (OPC)
SNI 15-3500-2004
Semen Portland Campur
SNI 15-3758-2004
Semen Masonry
SNI 15-7064-2004
Semen Portland Komposit
(http://id.wikipedia.org/wiki/Semen.14 April 2007)
Sedangkan jenis semen menurut BiroPusat Statistik (BPS), yaitu sebagai berikut:
1. Semenabu atau semen Portland
Adalah bubuk/bulkberwarna abu kebiru-biruan, dibentuk dari bahan utama batu kapur/gampingberkadar kalsium tinggi yang diolah dalam tanur yang bersuhu dan bertekanantinggi. Semen ini biasa digunakan sebagai perekat untuk memplester. Semen iniberdasarkan presentase kandungan penyusunannya terdiri dari 5 (lima) tipe,yaitu tipe I s.d V.
Tabel4. Komposisi campuran semen tipe I s.d V
C3S (%)
C2S (%)
C3A (%)
C4AF (%)
Tipe I
55
19
10
7
Tipe II
51
24
6
11
Tipe III
56
19
10
7
Tipe IV
28
49
4
12
Tipe V
38
43
4
9
2. Semenputih (Gray cement)
Adalah semen yanglebih murni dari semen abu dan digunakan untuk pekerjaan penyelesaian (finishing),seperti sebagai filler atau pengisi. Semen jenis ini dibuat dari bahanutama kalsit (calcite) limestone murni.
3. Oilwell cement atau semen sumur minyak
Adalah semen khususyang digunakan dalam proses pengeboran minyak bumi atau gas alam, baik di daratmaupun di lepas pantai.
4. Mixed& fly ash cement
Adalah campuran semenabu dengan Pozzolan buatan (fly ash). Pozzolan buatan (flyash) merupakan hasil sampingan dari pembakaran batubara yang mengandung amorphoussilika, aluminium oksida, besi oksida dan oksida lainnya dalam berbagai variasijumlah. Semen ini digunakan sebagai campuran untuk membuat beton, sehinggamenjadi lebih keras.
4. ProsesPembuatan Semen
Proses pembuatan semen dapat dibedakanmenurut:
1. Prosesbasah
Semua bahan baku yang ada dicampurdengan air, dihancurkan dan diuapkan kemudian dibakar dengan menggunakan bahanbakar minyak, bakar (bunker crude oil). Proses ini jarang digunakankarena masalah keterbatasan energi BBM.
2. Proseskering
Menggunakan teknik penggilingan dan blendingkemudian dibakar dengan bahan bakar batubara. Proses ini meliputi limatahap pengelolaan yaitu:
1. Prosespengeringan dan penggilingan bahan baku di rotary dryer dan rollermeal.
2. Prosespencampuran (homogenizing raw meal) untuk mendapatkan campuran yanghomogen.
3. Prosespembakaran raw meal untuk menghasilkan terak (clinker: bahansetengah jadi yang dibutuhkan untuk pembuatan semen).
4. Prosespendinginan terak.
5. Prosespenggilingan akhir di mana clinker dan gypsum digiling dengan cementmill.
Dari proses pembuatan semen di atasakan terjadi penguapan karena pembakaran dengan suhu mencapai 900 0Csehingga menghasilkan: residu (sisa) yang tak larut, sulfur trioksida, silikayang larut, besi dan alumunium oksida, oksida besi, kalsium, magnesium, alkali,fosfor, dan kapur bebas (http://id.wikipedia.org/wiki/Semen. 14 April 2007).
BAB III
METODE PENULISAN
Penulisankarya tulis ini didasarkan pada kajian kepustakaan dari buku-buku, makalah,artikel ilmiah tentang pengolahan sampah menjadi semen, serta literatur lainyang relevan dengan topik yang dikemukakan.
Adapunlangkah-langkah yang ditempuh sebagai berikut:
A.Menentukan dan Merumuskan Masalah
Masalah dalam karya tulis ini yaitubagaimana cara memanfaatkan sampah untuk diolah menjadi semen.
B.Mencari dan Mengumpulkan Sumber Pustaka
Berdasarkan pada perumusan masalah diatas, penulis kemudian mencari dan mengumpulkan sumber-sumber pustaka yangberupa buku-buku, jurnal-jurnal, serta artikel-artikel yang relevan denganmasalah di atas.
C.Menyeleksi Sumber Pustaka
Sumber-sumber pustaka yang telahdidapatkan tersebut dipilih dan diseleksi untuk digunakan sebagai referensidalam memecahkan masalah.
D.Mengolah dan Menganalisis Sumber Pustaka
Dari hasil sumber pustaka, penulismengolah dan menganalisisnya yang selanjutnya akan dijadikan landasan teori daninformasi tentang kenyataan di lapangan untuk memecahkan masalah.
E.Menyusun Karya Tulis
Sebagai tahap akhir dari proses ini adalahmenyusun karya tulis yang berdasarkan kepada tata aturan penulisan yang telahditetapkan.
BAB IV
PEMBAHASAN
A.Teknologi Pembakaran Sampah yang Bebas Pencemaran
Untuk menghasilkan abu sampah yang baik dengan kandunganCaO dan silika yang tinggi, maka pembakaran sampah harus efektif dan tidakmenimbulkan masalah pencemaran lagi. Pembakaran sampah tidak dilakukan dengancara konvensional, tetapi pembakaran dilakukan dengan menggunakan incenerator.Hal ini disebabkan karena pembakaran sampah secara tradisional menghasilkan gasdioksin yang dapat berbahaya bagi tubuh. Selain itu, pembakaran sampah biasatidak menghasilkan abu yang berkualitas yang dapat dimanfaatkan untuk membuatsemen. Kandungan karbon pada abu hasil pembakaran sampah biasa masih tinggisehingga akan mengurangi kualitas semen. Berdasarkan hasil penelitian, dioksintermasuk ke dalam kelas bahan yang bersifat karsinogen (yang menyebabkankanker). Efek samping dioksin terhadap binatang adalah perubahan sistim hormon,perubahan pertumbuhan janin, menurunkan kapasitas reproduksi, dan penekananterhadap sistim kekebalan tubuh. Efek samping dioksin terhadap manusia adalahperubahan kode keturunan (marker) dari tingkat pertumbuhan awal dari hormon.Pada dosis yang lebih besar bisa mengakibatkan sakit kulit yang serius yangdisebut `chloracne' (http://www1.bpkpenabur.or.id/kps-jkt/sehat/sampah.htm).
Untuk mengatasi halini, pembakaran sampah dapat dilakukan di dalam incinerator. Incinerator inimempunyai kapasitas pembakaran sampai dengan 100 ton sampah per hari. Teknologi incinerator ini adalah salah satu alat pemusnahsampah yang dilakukan pembakaran pada suhu tinggi sekitar 1400 0C,dan secara terpadu dapat aman bagi lingkungan sehingga pengoperasiannya punmudah dan aman, karena keluaran emisi yang dihasilkan berwawasan lingkungan dantidak membahayakan (Kurdi, 2005). Pada suhu yang tinggi tersebut kandungansampah yang berupa senyawa-senyawa organik seperti selulosa, lignin,hemiselulosa, atau senyawa karbon akan berubah menjadi abu. Selain itulogam-logam golongan alkali dan alkali tanah yang titik didihnya rendah sepertikalium yang titik didihnya 765,5 0C dan magnesium yang titihdidihnya 1107 0C akan berubah menjadi abu juga, sehingga dapatdipastikan senyawa-senyawa yang tertinggal hanya senyawa yang digunakan dalampembuatan semen seperti kalsium (Ca) titik didihnya 1487 0C, silika(Si) yang titik didihnya 3280 0C, aluminium (Al) titik didihnya 24670C, dan besi (Fe) titik didihnya 3000 0C (Sugiyarto,2001).
Prinsip kerja incenerator :
Inceneratordilengkapi mesin pembakar dengan suhu tinggi yang dalam waktu relatif singkatmampu membakar habis semua sampah tersebut hingga menjadi abu. Pembakaransampah ini digunakan dengan sistem pembakaran bertingkat sehingga emisi yangmelalui cerobong tidak berasap dan tidak berbau, dan menggunakan sitem cyclonyang pada akhirnya hasil pembakaran tidak memberikan pengaruh polusi padalingkungan. Incenerator dilengkapi dengan ruang bakar dengansuhu mencapai 1400 0C sehingga pembakaran optimal dan mampumenghasilkan abu dengan kandungan silikat yang banyak dan bebas dari karbonyang akan mengurangi kualitas semen.
Gambar 3. Incenerator untukpembakaran sampah yang aman
Keuntunganpembakaran sampah dengan incenerator:
1. Tidak menimbulkan pencemaran udara karena pembakaransampah dengan incenerator tidak menimbulkan dioksin
2. Ukuran alatnya kecil sehingga tidak memerlukan lahanyang luas
3. Abu dari incenerator dapat dimanfaatkan untuk membuatsemen
Dalam pembuatansemen dari sampah, kita tidak lagi memerlukan biaya untuk pengadaan inceneratorkarena pada proyek ini kita memfungsikan kembali incenerator yang ada di setiappabrik, baik pabrik semen ataupun pabrik yang lain, rumah sakit, dan dinaskebersihan kota/kabupaten. Selama ini, incenerator yang ada di tempat itu hanyadigunakan untuk pengolahan limbah saja.
B. Pemanfaatan Sampah sebagai Bahan Dasar Pembuatan Semen
Sampah yang dapat dimanfaatkan untuk membuat semen yaitusemua jenis sampah kecuali plastik dan logam, terutama jenis sampah organik.Sampah dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan semen karena sampahmenghasilkan abu dan endapan yang mengandung senyawa-senyawa dalam pembentukansemen biasa. Yaitu, senyawa-senyawa oksida seperti CaO, SiO2, Al2O3,dan Fe2O3. Salah satu contoh kandungan abu sampah sepertipada kandungan abu sekam padi dari limbah pertanian, seperti pada tabel 5.berikut:
Tabel 5. Komposisi kimia abu sekampadi
Komponen (%)
Hasil (%)
SiO2
94,5
Al2O3
sedikit
Fe2O3
sedikit
CaO
0,25
MgO
0,23
SO4
1,13
CaO bebas
-
Na2O
0,78
(Husin,2006)
Oleh karena itu, abu ini bisa berfungsi sebagai penggantiCaO dan SiO2 yang digunakan pada pembuatan semen biasa. Dari haltersebut dapat disimpulkan bahwa sampah dapat digunakan sebagai bahan untukpembuatan sampah karena mengandung zat-zat tersebut.
Tabel 6. Perbandingan persentasekandungan abu sampah dan semen
Senyawa
CaO
SiO2
Al2O3
Fe2O3
Semen Biasa
62~65
20~25
3~5
3~4
Abu Insenerasi
12~31
23~46
13~29
4~7
(http://www.beritaiptek.14 April 2007)
Fungsi dari masing-masing komponen penyusun semen sebagaiberikut (Widjajakusuma, 2004):
1. CaO : Mengikat karbondioksidadari udara agar semen cepat mengeras
2. SiO2 : Mengikatdan merekatkan semen dengan bahan-bahan yang lain
3. Al2O3 :Meningkatkan kekuatan dan ketahanan semen
4. Fe2O3 :Memberi warna abu-abu pada semen dan sebagai penguat semen
Dari tabel 6. di atas dapat disimpulkan bahwa semen dariabu sampah mempunyai kualitas yang sama dengan semen biasa karena kandungan SiO2abu sampah tinggi. Bahkan, kandungan SiO2 pada abu hasil daripembakaran sampah tersebut lebih tinggi. SiO2 disini berfungsisebagai pengikat dan perekat pada bahan bangunan. Karena kandungan silikatnyayang lebih tinggi, maka semen dari sampah mempunyai daya rekat yang lebih baikdari pada semen biasa. Selain itu, kandungan Al2O3 dan Fe2O3juga lebih tinggi dari pada semen biasa. Hal ini membuktikan bahwa semen dariabu sampah mempunyai kualitas yang tidak kalah dengan semen biasa. Untukmengatasi kekurangan CaO, dapat ditambahkan CaO dalam pembuatan semen darisampah.
Pembuatan semen dari sampah melalui cara-cara sebagaiberikut :
- 1. Sampah dipisahkan dariplastik dan logam (kaleng), dikumpulkan kemudian dibakar dalam incenerator.Dari 6 ton sampah, dihasilkan abu sampah ± 1 ton
- 2. Mencampurkan bahan-bahan dengan komposisi abu sampah :CaO : endapan air kotor = 72 % : 20% : 8%
- 3. Bahan-bahan tersebut kemudian dimasukkan ke dalam rotaryklin untuk dibakar dengan suhu 1400 0C karena pada suhu tersebut dioksin terurai secara aman
- 4. Gas hasil pembakaran pada rotaryklin didinginkan secara cepat.
Semen dari sampahini memiliki kualitas yang sama dengan semen biasa. Jadi, penggunaannya bisauntuk membuat konstruksi jalan, jembatan, dan lain-lain.
C. Keuntungan dan Kelemahan Semendari Sampah
Keuntungansemen dari sampah, antara lain :
Keuntungan ekologi: Pembuatan semen dari sampah mencegah dan mengurangi kerusakan lingkungan karena selama ini pembuatan semen menggunakan bahan baku CaO yang didapatkan dengan menambangnya dari gunung-gunung kapur. Padahal, CaO merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui. Selain itu, penambangan gunung kapur secara terus menerus, menimbulkan kerusakan lingkungan. Dengan mengganti bahan pokok semen dengan abu sampah, kerusakan lingkungan dapat dicegah. Selain itu, pencemaran udara, air dan tanah dapat diatasi sekaligus.Keuntungan ekonomis: Pengolahan semen dari sampah membutuhkan biaya yang jauh lebih murah daripada biaya pengolahan semen biasa dengan kualitas semen yang sama. Selain itu, pengolahan semen biasa membutuhkan CaO dalam jumlah yang besar, yaitu 78 %, sedangkan pengolahan semen dari sampah menghemat CaO yang dibutuhkan, yaitu hanya 20 % saja karena CaO hanya berfungsi sebagai bahan tambahan. Hal ini mampu menghemat biaya produksi hingga 38 %Dengan pengolahan sampah menjadi semen, pemda dan pemkot tidak lagi kebingungan memikirkan tempat yang luas yang digunakan sebagai tempat pembuangan akhir (TPA) sampah karena sampah langsung dibawa ke pabrik semen untuk diproduksi menjadi semen. Selama ini, untuk tempat pembuangan akhir sampah, kita memerlukan lahan yang luas, seperti salah satu TPA yang ada di Jakarta, yaitu TPA Bojong yang membutuhkan lahan seluas 20 hektar untuk membuang sampah dengan tumpukan sampah sebesar 8.000 m3 (2000) ton per hari, belum lagi lahan TPA yang lain (Usman, 2007).Keuntungan lingkungan: Selama ini, pembuangan sampah di TPA menimbulkan masalah lingkungan yang baru. Mulai dari pencemaran udara, tanah, dan air akibat rembesan cairan yang berada dalam tumpukan sampah. Selain itu, pembakaran sampah secara biasa yang banyak dilakukan penduduk menimbulkan masalah pencemaran udara karena menghasilkan gas dioksin dan furan yang menyebabkan kanker. Bahkan, jika sudah terakumulasi di dalam tubuh dapat menyebabkan seseorang meninggal. Namun, dengan memfungsikan kembali incenerator yang ada di setiap pabrik untuk membakar sampah yang kemudian diolah menjadi semen, pencemaran tersebut dapat diatasi.Revitalisasi teknologi: Selama ini, setiap pabrik dan rumah sakit menggunakan incenerator mereka hanya untuk mengolah limbah produksi mereka. Dengan adanya pembuatan sampah dari semen, incenerator dapat difungsikan dan dimanfaatkan kembali untuk membakar sampah yang dapat menghasilkan abu untuk pembuatan semen. Jadi, pengolahan semen menjadi sampah tidak membutuhkan biaya yang mahal karena tidak memerlukan peralatan yang mahal. Peralatan yang dibutuhkan sudah ada, tinggal memfungsikannya kembali. Sedangkan kelemahan semen dari sampahini sebagai berikut :
Plastik vinilyang terdapat dalam sampah pada proses pembakaran dapat mengakibatkan kekuatankonkrit semen akan berkurang. Hal ini diakibatkan oleh adanya gas Cl2hasil peruraian plastik vinil yang dapat mempengaruhi kekuatan konkrit semen.Namun, kelemahan ini dapat diatasi dengan memisahkan plastik vinil daripembakaran. Plastik ini dapat digunakan untuk daur ulang pembuatan bahan-bahandari plastik lainnya
BAB III
PENUTUP
A. Simpulan
Hal yang dapatdisimpulkan dari karya tulis ini, sebagai berikut :
- 1.Teknologi pembakaran sampah yang baik dengan menggunakan incenerator karenatidak menimbulkan dioksin.
- 2.Sampah dapat dimanfaatkan untuk bahan dasar pembuatan semen karena abu hasilpembakaran sampah tersebut mengandung senyawa-senyawaoksida seperti CaO, SiO2, Al2O3, dan Fe2O3yang dibutuhkan dalam pembuatan semen biasa yang kemudian dimasukkandalam rotary clean dengan komposisi abu: CaO : endapan air kotor 72 % :20 % : 8 % pada suhu 1400 0C.
- 3. Keuntungan semen dari sampah ini yaitu efisiensi bahanbaku dan biaya karena sangat ekonomis. Sedangkan kelemahan semen ini jikasampah tercampur dengan plastik vinil akan mengurangi kekuatannya. Namun halini dapat diatasi dengan memisahkan plastik vinil dari pembakaran.
B. Saran
Hendakknya pemerintah mencoba menerapkan inovasi baru dalam menanggulangi masalah sampah, yaitu dengan memanfaatkan sampah sebagai bahan dasar untuk pembuatan semen.Hendaknya pemerintah mencoba membuka peluang usaha investor baru untuk mendirikan pabrik semen dengan bahan dasar sampah.Hendaknya pabrik-pabrik semen yang sudah ada mencoba mengganti bahan dasar mereka dengan sampah untuk efisiensi bahan baku dan biaya sehingga lebih memberikan keuntungan.
DAFTARPUSTAKA
Damanhuri, Eri.2006. Permasalahan dan Energi Alternatif Pengelolaan Sampah diIndonesia. (http://www.kompas.com. 14 April 2007).
Husin, Andriati Amir. 2006. PemanfaatanLimbah Untuk Bahan Bangunan. Bandung: Departemen Pekerjaan Umum.
Kurdi, Yasin. 2005. AlternatifSolusi Pembakaran Sampah: dengan Incenerator. Bandung : Jurnal.
Rukaesih, Achmad. 2002. Kimia Lingkungan. Jakarta: BalaiPustaka
Silverman, Diane M. dan Michael S. Hutcheson. 1991. Re-evaluation ofthe Toxicity Equivalency Factors for Dioxins and Dibenzofurans. Boston
epartment of Enviromental Protection.
Sugiyarto, Kristian H. 2001. KimiaAnorganik II Dasar-Dasar Kimia Anorganik Logam. Yogyakarta: UNY.
Sumaiku, Yohan. 2006. AkibatPembakaran Sampah di Pekarangan Rumah Tangga dan Pembakaran Hutan terhadapKesehatan. (www.bppt.go.id. 14 April 2007).
Usman, Erwin. 2007. Kenapa Proyek TPSTP Bojong Ditolak (http://www.walhi.org.24 April. 2007).
Van Vlack, Laurence H. 1985. Ilmu dan Teknologi Bahan(Alih bahasa: Sriati Djaprie). Edisi kelima. Jakarta: Erlangga.
West, Anthony R. 1984. Solid State Chemistry and ItsApplication. New York:
Widyayakusuma, Jack. 2004. Semen Beton. Makalah Presentasi UniversitasGunadharma. Jakarata: Universitas Gunadharma.
