Jurnal Vokasi, Vol. 6 No.2 Juli 2022 ISSN : 2548-9410 (Cetak) | ISSN : 2548-4117 (Online) Jurnal hasil-hasil Penerapan IPTEKS dan Pengabdian Kepada Masyarakat

## TEACHING INDUSTRY : PENGOLAHAN LIMBAH KACA MENJADI PRODUK KONSTRUKSI
Cut Rahmawati 1* , Muhtadin 2 , Muhammad Faisal 2 , Iqbal 2 , Muhammad Zardi 1 ,  Meliyana 1 , Nasruddin 1
1 Program Studi Teknik Sipil, Universitas Abulyatama
2 Program Studi Teknik Mesin, Universitas Abulyatama
* Email: cutrahmawati@abulyatama.ac.id

## Abstrak
Konsep teaching  industry dalam  era  merdeka  belajar  yang  digagas Kementerian  Pendidikan,  Kebudayaan  Riset  dan  Teknologi  telah  mendorong kolaborasi antara dosen dengan mitra industri dalam mengembangkankan ilmu pengetahuan  dan  teknologi.  Kegiatan  pengabdian  ini  mengusung  tema pemanfaatan limbah kaca pada produk konstruksi non-struktural. Limbah kaca merupakan  material  yang  terbuang  dan  belum  dimanfaatkan  secara  baik. Limbah kaca kaya akan silika, oleh karena itu sangat baik dijadikan pengganti sebagian semen karena kandungan tertinggi semen adalah silika. Metode yang dilakukan adalah dengan terlebih dahulu mencari informasi permasalahan mitra dalam  melaksanakan  produksi  dan  dilanjutkan  dengan  pelatihan.  Modifikasi ukuran partikel dilakukan dengan alat penghancur kaca hingga didapat ukuran rata-rata  50  µm.  Serbuk  kaca  ini  digunakan  untuk  menggantikan  sebagian semen  dalam  pembuatan  lubang  angin.  Produk  yang  dihasilkan  menunjukkan kuat tekan dan daya serap air sebesar masing-masing 9,23 MPa dan 8,76% dan dinyatakan  layak  untuk  digunakan  pada  bangunan.  Kegiatan  pengabdian  ini memberikan  dampak  positif  pada  mitra  yaitu  mitra  sudah  dapat mengaplikasikan  limbah  kaca  menjadi  produk  berguna  dan  benilai  ekonomis. Kolaborasi ini telah menjadikan Universitas Abulyatama sebagai motor inovasi reka cipta untuk mendorong akselerasi hilirisasi riset dosen.
Kata kunci: teaching industry, limbah kaca, lubang angin, hilirisasi riset

## PENDAHULUAN
Teaching industry merupakan proses pembelajaran bagi dosen, mahasiswa dan pihak industri untuk saling bertukar ilmu pengetahuan, sains dan teknologi. Konsep pada teaching industry ini adalah industri memerlukan alih teknologi dalam proses produksi sementara insan DIKTI dapat  mengembangkan  hasil  risetnya  dengan  bekerjasama  dengan  pihak  industri.  Dalam proses ini diharapkan adanya pertukaran ilmu sains dan teknologi yang memberi manfaat bagi kedua belah pihak. Insan DIKTI akan membantu menyelesaikan persoalan industri, sementara itu  mahasiswa  akan  mendapat  kesempatan  belajar  langsung  pada  proses  pembuatan  suatu produk. Hasil kolaborasi ini diharapkan akan menginisiasi produk baru.
Industri  konstruksi  banyak  menghasilkan  bahan-bahan  bangunan  berbasis  semen.  Pada industri menengah ke bawah produk konstruksi yang dihasilkan berupa paving block, lubang angin dengan berbagai motif, dan balok beton untuk pagar. Industri ini cukup berkembang di Kabupaten  Aceh  Besar.  Dalam  kegiatan  pengabdian  masyarakat  ini  ditawarkan  solusi pemanfaatan  limbah  kaca  sebagai  pengganti  sebagian  semen.  Bahan  utama  semen  portland adalah  silika,  kalsium  dan  alumina.  Oleh  karena  itu  sebagian  semen  dapat  diganti  dengan bahan  lain  yang  juga  kaya  akan  silika  [1].  Beberapa  penelitian  sebelumnya  menunjukkan bahwa bahan yang kaya akan silika adalah fly ash  [2], abu sekam padi  [3], [4], serbuk kaca [5], [6], limbah karbit [7] dan lainnya.
History Artikel Received : Mei-2022;
Reviewed: Mei-2022 Accepted: Juni-2022
Published: Juli-2022 - 03-2022
Jurnal Vokasi, Vol. 6 No.2 Juli 2022 ISSN : 2548-9410 (Cetak) | ISSN : 2548-4117 (Online) Jurnal hasil-hasil Penerapan IPTEKS dan Pengabdian Kepada Masyarakat

## Analisis Situasi
Kegiatan pengabdian ini melibatkan mitra industri yaitu CV. Gua Hira  Indah yang berlokasi di  Kecamatan  Indrapuri  Kabupaten  Aceh  Besar.  CV.  Gua  Hira  Indah  bergerak  dibidang produksi konstruksi beton non struktural seperti batako, lubang angin, kerawang khas Aceh, pagar beton dan lainnya. Produk industri ini sudah digunakan oleh banyak proyek konstruksi di  Aceh  Besar,  Kota  Banda  Aceh  dan  Kota  Sabang.  Mitra  mempekerjakan  tenaga  kerja setempat  yang  berjumlah  10  orang.  Peralatan/mesin  yang  dimiliki  yaitu  alat  press  batako, pengaduk  otomatis  dengan  luas  pabrik  400  m 2 .  Gambar  1  memperlihatkan  fasilitas  yang dimiliki mitra dalam menjalankan produksinya.
Gambar 1. Kondisi fasilitas yang dimiliki mitra (a) tempat produksi, (b) alat press batako dengan penggerak diesel 8 PK / dinamo 3 hp, (c) pengaduk mortar kapasitas 0,25 m 3 dengan tenaga penggerak 5,5 hp.

## Permasalahan Mitra
Pada produksi batako, paving block, lubang angin dan balok untuk pagar, industri dihadapkan pada  persoalan  tingginya  penggunaan  semen.  Harga  setiap  produk  akan  sangat  tergantung pada  kenaikan  harga  semen.  Untuk  itu  perlu  dicari  alternatif  material  lain  yang  dapat menggantikan  sebagian  semen  dan  memiliki  kemampuan  daya  ikat  seperti  semen.  Dengan demikian biaya produksi dapat diperkecil dan memberi keuntungan bagi industri.

## Tujuan Kegiatan Pengabdian
Kegiatan  Pengabdian  kepada  Masyarakat  pada  dunia  industri  ini  bertujuan  untuk  saling bertukar  pengalaman  dan  berbagi  ilmu  terkait  penggunaan  limbah  kaca  pada  produk  paving block dan lubang angin dan lainnya. Penggunaan limbah kaca yang sudah dimofikasi menjadi serbuk  kaca  dijadikan  sebagai  pengganti  sebagian  semen  untuk  mengurangi  biaya  produksi. Secara khusus tujuan kegiatan pengabdian ini adalah:
a) Terbentuknya  kerjasama  akademisi  dan  industri  dalam  rangka  memperkuat community development
(a) (b) (c)
Jurnal Vokasi, Vol. 6 No.2 Juli 2022 ISSN : 2548-9410 (Cetak) | ISSN : 2548-4117 (Online) Jurnal hasil-hasil Penerapan IPTEKS dan Pengabdian Kepada Masyarakat
b) Terbentuknya  cara  pengolahan  limbah  terutama  limbah  kaca  menjadi  produk  berharga dan bernilai.
c) Membuka  peluang  kerja  bagi  masyarakat  lokal  dengan  memanfaatkan  teknologi  yang dikembangkan Universitas Abulyatama dan diproduksi oleh mitra.

## METODE PELAKSANAAN

## Tempat dan Waktu
Kegiatan  pengabdian  ini  dilaksanakan  di  Kecamatan  Indrapuri  Kabupaten  Aceh  Besar  pada hari Rabu, tanggal 20 April 2022. Kegiatan dilaksanakan selama 1 (satu) hari dari pukul 09.00 WIB  sampai  dengan  pukul  16.00  WIB.    Metode  pendekatan  pelaksanaan  pengabdian dilakukan dengan:
1. Perencanaan  partisipatif.  Perencanaan  program  dilakukan  bersama  antara  dosen Universitas Abulyatama dan industri.
2. Pelatihan ipteks dan demonstrasi Terdiri dari cara pengumpulan raw material dan mengolah raw material dengan metode fisika.  Metode  fisika  yang  digunakan  berupa  modifikasi  ukuran  partikel  limbah  kaca menggunakan  alat  yang  dirancang  di  pusat  riset  Geopolimer  dan  Nanomaterial Universitas Abulyatama.

## Solusi yang Ditawarkan
Solusi  yang  ditawarkan  dalam  program  pengabdian  ini  adalah  modifikasi  limbah  kaca menjadi  serbuk  kaca  dengan  ukuran  lolos  200  mesh  (ukuran  rata-rata  50  µm).  Modifikasi ukuran partikel serbuk kaca akan mengaktifkan silika yang terkandung didalamnya dan akan memudahkan  dalam  menghasilkan  gel  C-S-H.  Selanjutnya  gel  ini  akan  berperan  dalam meningkatkan  kekuatan  produk.  Modifikasi  ukuran  partikel  serbuk  kaca  sangat  mudah dilakukan dan tidak memerlukan energi yang tinggi.

## Metode Modifikasi Ukuran Limbah Kaca
Botol-botol  kaca  bekas  yang  berwarna  putih  dicuci  bersih  dan  dijemur.  Selanjutkan  botol- botol tersebut dimasukkan ke dalam mesin penghancur berkapasitas 50 Kg/jam dengan motor penggerak  dinamo  2  Hp.  Serbuk  kaca  yang  dihasilkan  disaring  dengan  saringan  200  mesh. Setelah dihaluskan serbuka kaca diuji index properties meliputi: uji densitas dan ukuran rata- rata butiran.

## Aplikasi Serbuk Kaca Pada Produk Konstruksi Non-struktural
Serbuk  kaca  diaduk  merata  dengan  semen  portland  dengan  perbandingan  25%  dan  75% sebagai  Campuran  1.  Kemudian  Campuran  1  dicampur  dengan  pasir  halus  dengan perbandingan  20%  dan  75%,  diaduk  merata  serta  dibuat  cekungan  ditengahnya.  Air  dituang sebesar 5% dalam cekungan dan aduk merata. Kemudian mortar yang terbentuk dimasukkan ke dalam cetakan. Setelah 24 jam cetakan dibuka dan lubang angin yang sudah jadi disimpan. Untuk  mengetahui  kekuatan  yang  dihasilkan  batako  dilakukan  uji  tekan,  selain  itu  juga dilakukan pengujian daya serap air.

## Justifikasi Pengusul dan Mitra
Pengusul  terdiri  dari  dosen  Program  Studi  Teknik  Sipil  dan  Teknik  Mesin  Universitas Abulyatama  beserta  dengan  mahasiswa.  Mitra  industri  adalah  CV.  Gua  Hira  Indah  dengan tipe industri menengah ke bawah. Mitra bergerak dibidang produksi konstruksi non struktural dan telah beroperasi lebih dari 20 tahun.
Jurnal Vokasi, Vol. 6 No.2 Juli 2022 ISSN : 2548-9410 (Cetak) | ISSN : 2548-4117 (Online) Jurnal hasil-hasil Penerapan IPTEKS dan Pengabdian Kepada Masyarakat
Tabel 1. Justifikasi pengusul dan mitra
Peran Jumlah Tugas Pengusul 6 orang - Mengkoordinasi  seluruh kegiatan pengabdian kepada masyarakat. - Memberikan pelatihan pembuatan  serbuk  kaca dan pengolahannya menjadi produk konstruksi non-struktural - Mereview pelaksanaan kegiatan Mahasiswa 4 orang -  Membantu  pelaksanaan kegiatan -  Membantu  penyusunan laporan Mitra 4 orang - Menyediakan tempat untuk melakukan produksi - Menyediakan peralatan pengadukan semen

## Langkah-Langkah Kegiatan
Kegiatan dilakukan dengan beberapa tahapan yaitu: 1. Tahap koordinasi
2. Pengumpulan data situasi dan permasalahan mitra
3. Penyusunan program kerja pengabdian bersama dengan mitra
4. Pelatihan modifikasi limbah kaca
5. Pelatihan aplikasi pada pembuatan batako dan lubang angin
6. Evaluasi pelaksanaan program

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Koordinasi kegiatan
Kegiatan  pengabdian  ini  dimulai  dengan  diskusi  antara  dosen  Universitas  Abulyatama  dan mitra yaitu CV. Gua Hira Indah. Diskusi ini untuk menggali permasalahan mitra dan mencari potensi  penyelesaiannya.  Dari  kegiatan  ini  dilakukan  penandatangan  kerjasama  untuk keberlanjutan program. Gambar 1 memperlihatkan kegiatan koordinasi yang dilakukan.
Gambar 2. Diskusi dengan mitra terkait permasalahan produk.
Jurnal Vokasi, Vol. 6 No.2 Juli 2022 ISSN : 2548-9410 (Cetak) | ISSN : 2548-4117 (Online) Jurnal hasil-hasil Penerapan IPTEKS dan Pengabdian Kepada Masyarakat
Dari  proses  diskusi  ini  diketahui  permasalahan  mitra  dalam  proses  produksi  dan disusun  rencana  pelaksanaan  program.  Gambar  2  memperlihatkan  penandatanganan kerjasama dengan mitra.
Gambar 3. Penandatangan kesepakatan kerjasama

## Proses Modifikasi Limbah Kaca
Limbah  kaca  yang  sudah  dihaluskan  dilakukan  pengujian  properties  didapat specific  gravity sebesar  2,43  dan  ukuran  rata-rata  partikelnya  50  µm.  Gambar  3  memperlihatkan  tampilan serbuk  kaca  yang  dijadikan  pengganti  sebagian  semen  dan  dapat  berfungsi  sebagai reinforcing agent [8], [9].
Gambar 4. Foto serbuk kaca yang dijadikan pengganti sebagian semen.
Dari Gambar 3 terlihat serbuk kaca berwarna putih dan sedikit berkilau. Serbuk kaca berwarna  putih  ini  menurut  beberapa  referensi  memiliki  kandungan  silika  tinggi  dari  50% sampai  74%  [10]–[12].  Kandungan  silika  ini  sangat  dibutuhkan  untuk  mengikat  partikel dalam dalam produk yang dihasilkan.

## Aplikasi Serbuk Kaca pada Produk Konstruksi Non-struktural
Aplikasi  serbuk  kaca  ini  dilakukan  pada  pembuatan  batako  dan  lubang  angin.  Gambar  4 memperlihatkan  foto-foto  kegiatan  dari  proses  pencampuran  semen  dengan  serbuk  kaca hingga molding.
Gambar 5. Proses pembuatan produk berbasis limbah kaca (a) pencampuran semen dengan serbuk kaca, (b) Pencampuran dengan pasir halus dan air, (c) proses pencetakan.
(a) (b)
(c)
Jurnal Vokasi, Vol. 6 No.2 Juli 2022 ISSN : 2548-9410 (Cetak) | ISSN : 2548-4117 (Online) Jurnal hasil-hasil Penerapan IPTEKS dan Pengabdian Kepada Masyarakat
Dari proses yang dilakukan pada Gambar 4 didapat kuat tekan produk lubang angin sebesar 9,23  MPa.  Hal  ini  sesuai  dengan  standar  SNI  03-069-1996  yang  menyatakan  bahwa  syarat minimum tekanan bruto untuk batako dan produk sejenis sebesar 8,5 MPa sampai dengan 35 MPa.  Hasil  ini  menunjukkan  bahwa  produk  berbasis  limbah  kaca  yang  dihasilkan  dari program  pengabdian  ini  layak  digunakan  pada  bangunan.  Sementara  daya  serap  air  produk berbasis  limbah  kaca  sebesar  8,76%.  Daya  serap  air  produk  dari  kegiatan  pengabdian  ini memenuhi syarat sesuai SNI 03-069-1996 dimana daya serap air yang diijinkan sebesar 10%. Gambar 5 menunjukkan produk yang dihasilkan.
Gambar 6. Produk lubang angin yang dihasilkan

## Evaluasi Program
Kegiatan  ini  berdampak  bagi  pengembangan  industri  berbasis  produk  konstruksi.  Mitra menerima inovasi produk ini karena berdampak pada pengurangan penggunaan semen hingga 25%.  Beberapa  tanggapan  mitra  terhadap  pelaksanaan  kegiatan  pengabdian  ini  dirangkum dalam Tabel 2.
Tabel 2. Evaluasi program pengabdian masyarakat bersama mitra
No. Aspek Penilaian Tanggapan mitra Tindak Lanjut 1. Kemudahan mendapatkan limbah kaca Limbah  kaca  mudah didapatkan di Kabupaten Aceh Besar.  Pada  Tempat Pembuangan  Akhir (TPA)  Aceh  Besar banyak terdapat botol  kaca  bekas minuman sirup. Pengumpulan limbah  kaca  tidak menjadi masalah. Namun demikian pengumpulan limbah ini dapat dikoordinir lebih lanjut  baik  melalui Bank  Sampah  atau sejenisnya. 2 Kemudahan  modifikasi ukuran  partikel  limbah kaca Saat  ini  mitra  belum memiliki  alat  untuk modifikasi ukuran partikel kaca. Team pengusul akan mengupayakan hibah alat penghancur kaca untuk  keberlanjutan program. 3. Kemudahan aplikasi pada produk Serbuk kaca ini sangat mudah diaplikasikan pada produk karena hanya dicampur dengan Pada proses pencampuran diperlukan adanya Keselamatan dan Kesehatan Kerja
Jurnal Vokasi, Vol. 6 No.2 Juli 2022 ISSN : 2548-9410 (Cetak) | ISSN : 2548-4117 (Online) Jurnal hasil-hasil Penerapan IPTEKS dan Pengabdian Kepada Masyarakat
No. Aspek Penilaian Tanggapan mitra Tindak Lanjut 25% volume semen. Namun demikian dalam proses pencampuran diperlukan kehati- hatian karena serbuk kaca bisa masuk kedalam  mata  dan hidung. (K3).  Para  pekerja perlu dilengkapi dengan masker, kacamata dan sarung tangan untuk melindungi diri. 4. Kualitas Produk Kualitas produk sesuai dan lebih baik dari sebelumnya. Tampilan terlihat lebih padat. Kualitas produk akan terus ditingkatkan  dengan riset  lebih  lanjut  di pusat riset Universitas Abulyatama. 5. Keberlanjutan program   Mitra sangat berharap agar kegiatan  pengabdian ini  berlanjut  dengan aplikasi pada produk lainnya seperti roster beton dengan berbagai  motif  dan warna. Program  ini  akan terus dilanjutkan. Kolaborasi dengan mitra akan terus dilanjutkan  dengan kegiatan magang mahasiswa dan hilirisasi  riset  dosen dengan produk lainnya  yang  dapat membantu mitra dalam mengembangkan usahanya.

## KESIMPULAN
Dari  keseluruhan  pelaksanaan  kegiatan  pengabdian  dapat  disimpulkan  beberapa  hal diantaranya:
1.   Kegiatan  pengabdian  ini  telah  berhasil  menjalin  kerjasama  antara  dosen  Universitas Abulyatama  dengan industri dalam rangka memperkuat community development 2.   Mitra puas terhadap produk yang dihasilkan. Dalam proses pembuatan produk mitra tidak mengalami kendala namun ada beberapa hal yang perlu mendapat perhatian tim pengusul untuk keberlanjutan program seperti ketersediaan alat penghancur kaca di tempat mitra.
3.   Produk  yang  dihasilkan  memiliki  kuat  tekan  yang  sesuai  dengan  standar  SNI  dan  layak untuk  diaplikasikan pada  bangunan.  Proses  modifikasi limbah  kaca  menjadi  serbuk  kaca mudah diaplikasikan oleh mitra.
3.  Kolaborasi  antara  tim  pengusul  yang  merupakan  insan  DIKTI  dan  mitra  industri menghasilkan  produk  yang  bernilai  dimana  dapat  mengubah  limbah  menjadi  produk berharga.  Program  ini  perlu  terus  dilanjutkan  untuk  menjaga  kesinambungan  hilirisasi riset dosen Universitas Abulyatama.
4.   Kegiatan  ini  telah  membuka  peluang  kerja  bagi  masyarakat  lokal  dengan  memanfaatkan teknologi yang dikembangkan Universitas Abulyatama dan diproduksi oleh mitra.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  L.  Handayani et  al. ,  “Synthesis  of  Sodium  Silicate from  Rice  Husk  Ash  as  an Activator to Produce Epoxy-Geopolymer Cement,” in Journal of Physics: Conference Series , 2021, pp. 1– 8, doi: 10.1088/1742-6596/1845/1/012072.
[2]  C.  Rahmawati,  S.  Aprilia,  T.  Saidi,  and  T.  B.  Aulia,  “Mineralogical,  Microstructural  and Compressive  Strength  Characterization  of  Fly  Ash  as  Materials  in  Geopolymer  Cement,” Elkawnie , vol. 7, no. 1, pp. 1–17, 2021.
[3]  M. Meliyana, C. Rahmawati, and L. Handayani, “Sintesis Nano Silika dari Abu Sekam Padi Dengan Metode Sol-Gel,” in Seminar Nasional Multi Disiplin Ilmu Universitas Asahan ke-3 , 2019, pp. 800–807.
[4]  M. Meliyana, C. Rahmawati, and L. Handayani, “Sintesis Silika Dari Abu Sekam Padi Dan Pengaruhnya  Terhadap  Karakteristik  Bata  Ringan,” Elkawnie ,  vol.  5,  no.  2,  pp.  164–175, 2019.
[5]  A.  Siddika,  A.  Hajimohammadi,  M.  A.  Al  Mamun,  R.  Alyousef,  and  W.  Ferdous,  “Waste Glass  in  Cement  and  Geopolymer  Concretes:  A  Review  on  Durability  and  Challenges,”
Polymers (Basel). , vol. 13,
no. 13, pp. 2–26, 2021, doi: https://doi.org/10.3390/polym13132071.
[6]  L.  Sheau  Hooi  and  P.  Jia  Min,  “Potential  of  Substituting  Waste  Glass  in  Aerated  Light
Weight Concrete,” Procedia Eng. , vol. 171, pp. 633–639, 2017, doi:
10.1016/j.proeng.2017.01.398.
[7]  C.  Rahmawati  and  M.  Meliyana,  “Potensi  Limbah  Karbit  Sebagai  Pengganti  Semen  Pada Bata Ringan,” in Seminar Nasional Multi Disiplin Ilmu Universitas Asahan , 2019, pp. 627– 635.
[8]  A.  R.  Alvee et  al. , “Experimental study  of the  mechanical  properties and  microstructure  of geopolymer paste containing nano-silica from agricultural waste and crystalline admixtures,”
Case Stud. Constr. Mater. , vol. 16, p. e00792, Jun. 2022, doi: 10.1016/J.CSCM.2021.E00792.
[9]  C.  Rahmawati,  S.  Aprilia,  T.  Saidi,  T.  B.  Aulia,  and  I.  Ahmad,  “Preparation  and characterization  of  cellulose  nanocrystals  from  typha  sp.  as  a  reinforcing  agent,” J.  Nat. fibers , pp. 1–14, 2021, doi: https://doi.org/10.1080/15440478.2021.1904486.
[10]  H.  A.  Elaqra,  M.  A.  A.  Haloub,  and  R.  N.  Rustom,  “Effect  of  new  mixing  method  of  glass powder as cement replacement on mechanical behavior of concrete,” Constr.  Build. Mater. , vol. 203, pp. 75–82, 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.01.077.
[11]  K. Borek and P. Czapik, “Utilization of Waste Glass in Autoclaved Silica–Lime Materials,” Materials (Basel). , vol. 15, no. 2, pp. 1–14, 2022, doi: https://doi.org/10.3390/ma15020549.
[12]  Q. Li, H. Qiao, A. Li, and G. Li, “Performance of waste glass powder as a pozzolanic material in  blended  cement  mortar,” Constr.  Build.  Mater. ,  vol.  324,  p.  126531,  2022,  doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.126531.