Konsep Simbiosis Industri
Konsumsi semen nasional Indonesia menunjukkan kenaikan dengan rerata pertumbuhan 6,79%/tahun. Pada akhir Tahun 2012 mengalami shortage sebanyak 2,330 juta ton dan diprediksi oleh Sulistyorini dkk. (2013) akan terus meningkat. Kondisi tersebut dapat diatasi dengan substitusi menggunakan ekosemen, yaitu semen tipe baru di luar lima jenis semen Portland (Tipe I, II, III, dan IV, dan V).
Bahan baku ekosemen dapat berasal dari limbah sehingga dapat mewujudkan konsep simbiosis industri dalam rangka waste minimization dan atau clean production. Konsep simbiosis industry adalah pemanfaatan hasil samping suatu industry sebagai bahan baku industry yang lain, simbiosis tersebut dapat terjadi secara bertingkat menyerupai tingkat tropik di dalam ekosistem. Keuntungan lain dari subtitusi semen dengan ekosemen, yaitu dapat dilakukan penghematan pada bahan alam yang selama ini menjadi bahan baku semen. Jepang merupakan salah satu negara yang sudah memproduksi ekosemen dengan bahan tambahan berupa abu sampah rumah tangga (Shimoda and Yokoyama, 1999). Produk ekosemen banyak dimanfaatkan sebagai bahan pembuat paving block untuk pejalan kaki
Bahan baku Ekosemen
Bahan baku ekosemen di Jawa Timur dapat dikatakan melimpah. Pantai Kenjeran Surabaya yang terkenal dengan industri perikanan merupakan sumber bahan baku CaO yang diperlukan dalam pembuatan ekosemen sebagai pengganti limestone. Sumber SiO2 dan Al2O3 berasal dari sekam padi yang melimpah karena Jawa Timur merupakan lumbung padi nasional, sampah organik dari Kampus C Universitas Airlangga yang potensi pertambahan sampahnya selalu meningkat dari tahun ke tahun sebagai konsekuensi peningkatan jumlah mahasiswa, Lumpur Sidoarjo atau lebih dikenal dengan nama Lumpur Lapindo dan Lumpur Industri diantaranya dari PT Petrowidada.
Kandungan dari setiap limbah tersebut, yaitu CaO pada abu cangkang kerang sebesar 81,57%; SiO2 dan Al2O3 dari abu sekam, abu sampah organik, Lumpur Lapindo dan lumpur limbah pabrik masing-masing sebesar 68,06% dan 34,70%; 21,05% dan 23,81%, 42,56% dan 28,90% serta 17,83% dan 39,01%. SiO2 berperan dalam pembentukan dikalsium silikat (C2S) dan trikalsium silikat (C3S), memberikan nilai kuat semen. Semen biasanya mengandung SiO2 sampai 30% sehingga nilai tersebut cukup ideal sebagai bahan baku ekosemen, demikian halnya dengan kandungan CaO pada abu kerang.
Pada penelitian ini digunakan suhu 1.200º C sesuai kondisi ketersediaan peralatan di laboratorium. Suhu tersebut berada dalam kondisi solid-state reaction zone, yang berada di kisaran 900º-1.300ºC, di mana senyawa C3S belum terbentuk karena dibutuhkan suhu yang lebih tinggi dan membutuhkan konsumsi energi yang lebih besar (Guihua et al., 2007). C3S adalah mineral yang paling banyak di semen Portland dan merupakan sumber utama kekuatan mekanis. Namun, pada penelitian ini tidak dianalisis kandungan C3S pada sampel yang telah dibakar pada suhu 1.200ºC.
Variasi sampel yang digunakan dalam penelitian, meliputi: blanko (Semen OPC Semen Gresik), kode A (49,1% abu cangkang kerang; 49,1% abu sampah daun; 1,8% lumpur Lapindo), kode B (49,1% abu cangkang kerang; 49,1% abu sampah daun; 1,8% lumpur limbah pabrik), kode C (49,1% abu cangkang kerang; 49,1% abu sekam padi; 1,8% lumpur Lapindo) dan kode D (49,1% abu cangkang kerang; 49,1% abu sekam padi; 1,8% lumpur limbah pabrik). Hasilnya didapatkan kode sampel A yang memiliki kesesuaian yang paling baik dengan SNI 15 2049 2004 tentang Semen Portland, meskipun keempat kode sampel yang lain juga memenuhi syarat jenis semen Portland IV. Kode sampel A terpilih karena memiliki nilai tertinggi untuk kedua parameter mutu ekosemen, yaitu densitas bubuk dan kuat tekan sebesar 2,20 g/mL dan 28,20 kg/cm2. Meskipun demikian, masih perlu dilakukan rekayasa baik secara kimia maupun fisika agar nilai kuat tekan sampel bertambah dan lebih sesuai dengan SNI yang ada.
Limbah atau berkah
Apabila suatu barang telah dibuang atau tidak diinginkan lagi, maka barang tersebut disebut sebagai limbah meskipun sebenarnya masih punya potensi untuk dimanfaatkan. Di tangan beberapa orang barang yang nyaris menjadi limbah dapat menjadi sumber berkah. Penelitian tentang pemanfaatan berbagai macam limbah di Jawa Timur yang secara kualitas punya potensi dan secara kuantitas serta kontinuitas layak sebagai bahan baku telah membuktikan bahwa teknologi yang tepat dapat digunakan sebagai upaya pengurangan limbah dan mengubahnya menjadi berkah. (*)
Penulis: Nita Citrasari, S.Si., M.T.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
https://iopscience.iop.org/issue/1755-1315/245/1
N. Citrasari, N.G. Pratiwi, S. Hariyanto dan L. S. Oktavia (2019). Eco-cement production with alternative resources: recycling solution for shells ashes, organic husk ashes, organic waste ashes, and industrial slude waste. IOP Conf. Series: Earth and Enviromnetal Science 245 (2019) 012009. doi:10.1088/1755-1315/245/1/012009.
