http://Jurnal.polimdo.ac.id/ JTST, 1 (1), 2019, 29-37

## Jurnal TEKNIK SIPIL TERAPAN
Pengaruh pemanfaatan tailing terhadap kuat tekan, porositas dan absorpsi mortar Portland Composite Cement
Steve W.M Supit* 1 , Rilya Rumbayan 2 , dan Sumantri Misilu 3 Program Studi Konstruksi Bangunan Gedung Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Manado e-mail:* 1 stevewmsupit@gmail.com, 2 rilya.rumbayan@gmail.com, 3 rezamisilu86@gmail.com

## Abstrak
Potensi  tailing  sebagai  material  konstruksi  pengganti  sebagian  semen  untuk  aplikasi masonry diuji dalam penelitian ini berdasarkan hasil kuat tekan dan porositas mortar. Tailing yang  diambil  dari  lokasi  penambangan  emas  tradisional  di  Desa  Kotabunan  Kabupaten Bolaang  Mongondow  Timur,  Provinsi  Sulawesi  Utara,  digunakan  untuk  mengganti  5%,  10%, dan 15% semen pada campuran mortar (MT-5, MT-10 dan MT-15) dan diuji pada hari ke-7, 14 dan  28  hari  setelah  perendaman  dengan  air.  Hasil  yang  diperoleh  menunjukkan  bahwa  nilai kuat  tekan  mortar  dengan  campuran  10%  tailing  dari  berat  semen  (MT-10)  memiliki  nilai tertinggi  dibandingkan  kuat  tekan  mortar  dengan  campuran  tailing  5%  dan  15%.  Kuat  tekan yang  diperoleh  adalah  10  MPa,  17  MPa  dan  19  MPa  pada  semua  tinjauan  umur  mortar. Adapun  hasil  ini  tidak  memiliki  perbedaan  yang  berarti  dibandingkan  dengan  kuat  tekan mortar  normal  tanpa  tailing  (MT-0)  khususnya  pada  umur  awal  mortar  yakni  7  dan  14  hari. Pengujian  porositas  menunjukkan  bahwa  MT-15  memberikan  nilai  porositas  lebih  rendah dibandingkan MT-5 dan MT-10 namun sedikit lebih besar dari MT-0. Dari hasil perbandingan MT-0  dengan  MT-10,  ketahanan  mortar  dengan  10%  tailing  terhadap  absorpsi  adalah  lebih besar dari MT-0 sehingga masih perlu dilakukan kajian lanjutan dalam pengujian durabilitas mortar dengan tailing untuk aplikasi konstruksi pada lingkungan yang korosif.
Kata kunci —tailing, mortar, kuat tekan, porositas, absorpsi

## 1. PENDAHULUAN
Berkembangnya  teknologi  terkini  dalam  bidang  material  konstruksi  melalui pemanfaatan  sumber  daya  alam  lokal  diamati  sangat  pesat  dewasa  ini.  Penelitian-penelitian  di bidang teknologi beton dengan  menggunakan bahan pozzolan seperti abu terbang, silica fume , metakaolin,  abu  sekam  padi  telah  menghasilkan  hasil-hasil  positif  yang  menunjukkan peningkatan  karakteristik  mekanik  mortar  maupun  beton  ketika  digunakan  sebagai  material pengganti sebagian semen maupun pengganti agregat halus.
Sebagai material utama pembentuk mortar dan beton, semen memiliki kandungan utama yakni kalsium,  silika,  aluminium,  besi  dan  sedikit  oksida  alkali  dan  SO 3 .  Setelah  penambahan  air, semen  akan  mengalami  proses  hidrasi  sehingga  menghasilkan  gel  dan  kalsium  hidroksida. Walaupun  demikian,  ketersediaan  semen  yang  seringkali  langka  di  pasaran  seMTa  efek  yang ditimbulkan  saat  proses  produksi  dengan  menghasilkan  1  ton  karbondioksida  pada  produksi  1 ton  semen,  menyebabkan  berkembangnya  upaya  mereduksi  pemakaian  semen  melalui pemanfaatan material pozzolan.
Propinsi  Sulawesi  Utara  memiliki  beberapa  lokasi  tambang  emas  yang  hampir  semua lokasi  banyak  dikuasai  oleh  penambang  –  penambang  tanpa  ijin  (PETI)  dengan  sistim
pengolahan  untuk  mendapatkan  emas  yang  sangat  konvensional  dan  sama  sekali  tidak memikirkan  dampak  yang  akan  terjadi  pada  daerah  atau  lingkungannya.  Limbah  yang dihasilkan dalam penambangan yakni tailing, ditampung pada satu lokasi dan dibiarkan dibawa air pada waktu hujan atau dialirkan ke sungai yang dekat dengan lokasi tambang emas [1]. Masyarakat disekitar lokasi enggan memanfaatkan tailing karena dianggap tidak memiliki unsur aktif yang dapat bermanfaat untuk perkebunan ataupun sebagai pembentuk material konstruksi. Hal ini menyebabkan menumpuknya deposit tailing yang makin lama akan semakin mengendap dan  dapat  mengancam  keseimbangan  lingkungan  disekitarnya.  Oleh  karena  itu  diperlukan penelitian-penelitian  dasar  untuk  mengetahui  potensi  pemanfaatan  tailing  khususnya  yang diambil dari lokasi penambangan di Propinsi Sulawesi Utara.
Berdasarkan beberapa hal di atas, penelitian ini menginvestigasi pengaruh pemanfaatan tailing yang diambil dari Desa Kotabunan Kec. Bolaang Mongondow Timur, Provinsi Sulawesi Utara, sebagai material pengganti semen pada campuran  mortar. Tinjauan penelitian dilakukan di  laboratorium  uji  bahan  Politeknik  Negeri  Manado  berdasarkan  hasil  pengujian  kuat  tekan, porositas  dan  ketahanan  mortar  atas  absorpsi  air.  Penelitian  yang  dilakukan  diharapkan  dapat memberikan rekomendasi pemanfaatan tailing untuk produk konstruksi yang ekonomis dengan kekuatan yang cukup sebagai plesteran, paving block, hollow brick dan lain sebagainya.

## 2. DASAR TEORI
Tailing  adalah  satu  jenis  limbah  sisa  proses  pengolahan  bijih  mineral  pada  kegiatan tambang. Menurut referensi [2], dari pengolahan mineral yang dilakukan, hanya kurang dari 3% bijih menjadi produk dan sisanya menjadi tailing. Berdasarkan sifat fisiknya, komposisi tailing terdiri dari dari 50% fraksi pasir halus dengan diameter 0,075-0,4 mm, dan sisanya merupakan fraksi lempung berdiameter 0,075 mm.  Berdasarkan sifat kimianya, tailing hasil penambangan emas mengandung unsur SiO 2 , Al 2 O 3 , dan Fe 2 O 3 yang tinggi.
Studi  sebelumnya  telah  menunjukkan  bahwa  tailing  beMTotensi  meningkatkan  sifat  mekanik dan  daya  tahan  mortar  dan  beton.  Pemanfaatan  tailing  sebagai  material  konstruksi  ini  telah dilakukan melalui penelitian-penelitian diantaranya:
 Peneliti  pada  referensi  [1]  melakukan  penelitian  mengenai  “Kajian  manfaat  tailing untuk bahan bangunan konstruksi”. Melalui studi yang dilakukan, diperoleh bahwa nilai kuat  tekan  beton  pada  umur  28  hari  dapat  mencapai  22,17  MPa  dengan  komposisi campuran 20% tailing.
 Penelitian  lainnya  seperti  pada  referensi  [3]  tentang  pengaruh  Sikacrete-W  terhadap sifat  mekanik  beton  yang  menggunakan  15%  tailing  sebagai  substitusi  semen.  Hasil yang diperoleh menunjukan bahwa kuat tekan optimum dari beton tailing dicapai pada penambahan konsentrasi Sikacreate 16% dari berat semen.
 Studi oleh Ouaguluchi dan Eren (2012) [4] mempelajari pengaruh tailing (0%, 5% dan 10%.  dari  berat  semen)  sebagai  bahan  tambah.  Hasil  kuat  tekan  menunjukkan  bahwa penambahan  tailing  ke  beton  menyebabkan  kekuatan  yang  lebih  tinggi  dibandingkan dengan beton kontrol pada hari ke 7, 28 dan 90. Kekuatan tekan maksimum diperoleh dari  sampel  dengan  penambahan  5%  tailing.  Lebih  lanjut,  Onuaguluchi  (2012)  [5] mengamati  kekuatan  mekanik  beton  dan  mortar  dengan  penggunaan  penambahan  5% tailing  tembaga  sebagai  bahan  pengganti  semen.  Hasil  penelitian  menunjukan  bahwa kekuatan mekanik 5% tailing (33  MPa) jauh lebih baik daripada sampel beton kontrol (25 MPa) pada umur 28 hari.

## 3. METODE PENELITIAN

## 3.1 Material
Material utama yang digunakan adalah Portland Composite Cement (PCC) , Pasir Desa Langsot,  Kema,  lolos  saringan  No.  4  dan  tailing  dari  Desa  Kotabunan  Kec.  Bolaang Mongondow  Timur.  Gambar  1  menunjukkan  lokasi  pengambilan  tailing  di  sungai  dekat permukiman. Gambar 2 menunjukkan tailing yang telah lolos #100 setelah dikeringkan di oven selama  24  jam  dengan  temperature  110  C.  Adapun  komposisi  kimia  semen  dan  tailing  yang digunakan  ditabelkan  pada  Tabel  1.  Hasil  ini  diperoleh  dari  analisa  kuantitatif  dengan X-Ray Fluorescence  (XRF) .  Berdasarkan  prosentase  yang  diperoleh,  terlihat  bahwa  jumlah SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 =  76,29%  atau  diatas  70%.  Menurut  ASTM  C618  [6],  pozzolan  yang memiliki prosentase komposisi kimia SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 diatas 70% memiliki reaktifitas yang tinggi dan memiliki mutu yang baik.
Gambar 1. Lokasi pengambilan tailing
Gambar 2. Tailing lolos #100
Tabel 1. Komposisi kimia semen dan tailing Senyawa Kimia PCC (%) Tailing (%) SiO 2 8.43 46,34 Al 2 O 3 1.65 10,78 Fe 2 O 3 4.81 19,17 MgO 73.12 - CaO - K 2 O - 5,92 Na 2 O - - SO 3 2.71 10,94

## 3.2 Metode pengujian
Pengujian  dilakukan  terhadap  mortar  berukuran  50mmx50mmx50mm  dengan  masing- masing tiga sampel tiap campuran untuk pengujian kuat tekan dan dua sampel masing-masing untuk  pengujian  absorpsi  air.  Pengujian  kuat  tekan  dilakukan  dengan Universal  Testing Machine di  Laboratorium  Uji  Bahan,  Politeknik  Negeri  Manado  berdasarkan  ASTM C109/C109M [7]. Untuk pengujian absorpsi dilakukan dengan mengikuti standar ASTM C1403 [8] sedangkan pengujian porositas mortar dilakukan dengan perhitungan perbedaan berat setelah direndam dengan berat kering sampel sebelum direndam.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1 Nilai flow table
Gambar  3  menunjukkan  tingkat workability mortar  dengan  dan  tanpa  penggunaan tailing berdasarkan nilai meja sebar (flow table) . Dari hasil pengujian diperoleh bahwa nilai flow table mortar  semen  adalah  15  cm,  sedangkan  mortar  dengan  tailing  memiliki  nilai flow  table yang lebih rendah. Walaupun tidak signifikan, semakin banyak penambahan prosentase tailing pada mortar menghasilkan nilai flow table yang makin rendah mencapai sekitar 14,3 cm karena ukuran  partikel  tailing  yang  lebih  halus  daripada  semen.  Ukuran  halus  ini  mengakibatkan semakin  besarnya  luas  permukaan  yang  dapat  meningkatkan  kebutuhan  air  dalam  mencapai tingkat  kelecakan  yang  diharapkan.  Tingkat  workabilitas  akibat  penggunaan  tailing  juga dikemukakan  oleh  peneliti dalam  referensi  [9],  dimana  ukuran  partikel dan tekstur  permukaan tailing menjadi penyebab meningkatnya kebutuhan air dalam mencapai nilai workabilitas seperti yang diharapkan.
Gambar 3. Nilai flow table mortar dengan dan tanpa tailing

## 4.2 Kuat tekan
Gambar 4 menunjukkan nilai kuat tekan mortar dengan variasi prosentase penggunaan tailing 5%, 10% dan 15% pada 7, 14 dan 28 hari. Terlihat bahwa diantara mortar dengan tailing, prosentase  tailing  sebesar  10%  memiliki  kuat  tekan  yang  paling  tinggi  dibandingkan  mortar dengan  5%  dan  15%  tailing.  Kuat  tekan  yang  diperoleh  oleh  MT-10  adalah  12  MPa,  18  MPa dan 24 MPa pada 7, 14 dan 28 hari. Kuat tekan ini tidak lebih besar dibandingkan dengan kuat tekan mortar dengan semen saja. Walaupun demikian, hasil yang diperoleh menjelaskan bahwa penggantian  sebagian  semen  dengan  10%  tailing,  dapat  diperoleh  kuat  tekan  yang  setaraf dengan kuat tekan mortar semen sehingga dapat dikatakan bahwa tailing dalam komposisi yang tepat  bisa  mereduksi  pemakaian  semen.  Adapun  semakin  besar  prosentase  tailing,  tidak memberikan kuat tekan yang berarti, namun pada 28 hari MT-15 memiliki kuat tekan yang lebih tinggi  dari  MT-5  yang  hanya  mencapai  19  MPa.  Dari  hasil  penelitian  kuat  tekan  diperoleh bahwa kuat tekan mortar dengan prosentase 5%,10% dan 15% memiliki kekuatan tekan sekitar 19-24 MPa setelah perawatan mortar selama 28 hari. Hasil ini melebihi kekuatan minimal yang disyaratkan  SIN  6882:2014  [10]  yakni  17  MPa  sehingga  secara  kuat  tekan,  mortar  yang menggunakan  tailing  memiliki  potensi  untuk  dapat  diaplikasikan  pada  pekerjaan  konstruksi non-struktural  seperti  lapisan  dinding  interior  dan  eksterior  serta  struktural  meliputi  pekerjaan pasangan  batu,  pondasi,  maupun  dinding  penahan  tanah.  Walaupun  demikian,  seperti  yang terlihat  pada  gambar  di  bawah  ini  kekuatan  tekan  mortar  yang  menggunakan  tailing  memiliki nilai  kuat  tekan  yang  lebih  rendah  khususnya  pada  umur  awal  yakni  7  hari  menunjukkan rendahnya reaktivitas tailing dalam mempercepat tingkat reaksi hidrasi pada umur awal. Hal ini juga dikemukakan oleh peneliti dalam referensi [11] sehingga kontribusi peningkatan kekuatan
tekan lebih disebabkan oleh pengaruh ukuran partikel tailing yang halus dan akan menjadi lebih baik  jika  melalui  proses  kalsinasi  sebelum  digunakan  dalam  campuran,  karena  tailing  juga memiliki sifat kaolinite [12].
Gambar 4. Kuat tekan mortar dengan dan tanpa tailing pada 7, 14 dan 28 hari

## 4.3 Porositas
Hasil  pengujian  porositas  mortar  dengan  dan  tanpa  tailing  dapat  dilihat  pada  Tabel  2. Pada mortar dengan umur 7 hari, untuk jumlah rongga terbesar dalam 10 menit, 60 menit, dan 24  jam  adalah  MT-10  (mortar  dengan  campuran  10%  tailing  dari  berat  semen)  dengan  hasil 9,55% (10 menit), 14,76% (60 menit) dan 16,70% (24 jam). Sehingga dapat disimpulkan bahwa umur mortar 7 hari, nilai kadar rongga terbesar ada pada MT-10 (mortar dengan campuran 10% tailing dari berat semen) dibandingkan dengan campuran yang lainnya sedangkan pada umur 28 hari, untuk jumlah rongga terbesar dalam 10 menit, 60 menit, dan 24 jam adalah MT-10 (mortar dengan  campuran  10%  tailing  dari berat semen)  dengan  hasil 13,24%  (10  menit),  16,81%  (60 menit)  dan  19,74%  (24  jam).  Sehingga  dapat  disimpulkan  bahwa  umur  mortar  7  dan  28  hari, nilai  kadar  rongga  terbesar  ada  pada  MT-10  (mortar  dengan  campuran  10%  tailing  dari  berat semen)  dibandingkan  dengan  campuran  yang  lainnya.  Berdasarkan  Tabel  2  terlihat  bahwa semakin  bertambahnya  prosentase  tailing  pada  mortar  dari  5%  dan  10%  menjadi  15%,  nilai porositas  semakin  berkurang.  Hal  ini  menunjukkan  karakteristik  tailing  yang  dapat  menjadi pengisi pori-pori mortar sehingga meningkatkan tingkat densitasnya.
JTST, 1 (1), 2019, 29-37
Tabel 2. Prosentase porositas mortar dengan variasi tipe campuran Tipe Campuran 7 hari 28 hari 10 menit 60 menit 24 jam 10 menit 60 menit 24 jam MT-0 3,95 6,64 12,79 4,19 7,30 13,19 MT-5 7,96 13,72 14,85 11,31 14,56 18,64 MT-10 7,45 13,29 14,65 13,24 16,81 19,74 MT-15 9,00 13,80 14,87 5,42 11,33 13,23

## 4.4 Absorpsi
Nilai  absorpsi  dari  MT-0  dan  MT-10  adalah  16  gr/cm 2 dan  22  gr/cm 2 untuk  waktu penyerapan  optimum  selama  24  jam  pada  umur  mortar  7  hari  (Gambar  5a)  dan  pada  umur mortar 28 hari (Gambar 5b), nilai absorpsi dari MT-0 dan MT-10 adalah 12 gr/cm 2 14 gr/cm 2 . Berdasarkan  hasil  pemeriksaan  nilai  absorpsi  mortar,  dapat  disimpulkan  bahwa  MT-10, menyerap  air  lebih  besar  dari  pada  MT-0.  Hasil  ini  sinkron  dengan  hasil  pengujian  dari porositas  mortar,  dimana  MT-10  memiliki  nilai  kadar  rongga  terbesar.  Hal  ini  dikemukakan juga  dalam  penelitian  pada  referensi  [13]  dimana  berdasarkan  analisa Scanning  Electron Microscopy (SEM) diperoleh bahwa pengaruh tailing tidak signifikan sebagai filler pada umur awal dan akan lebih maksimal ketika umur benda uji di atas 180 hari.
Gambar 5. Absorpsi mortar dengan dan tanpa tailing pada (a) 7 hari dan (b) 28 hari

## 5. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil-hasil penelitian yang diperoleh dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Nilai flow table untuk mortar normal (MT-0) adalah 15 cm dimana penambahan tailing sebaga  pengganti  semen  membuat  nilai  flow  table  menjadi  lebih  kecil.  Jadi  dapat
disimpulkan  bahwa  semakin  besar  prosentase  tailing  yang  dipakai  pada  campuran mortar, akan semakin kecil pula nilai flow table , dikarenakan karaktersitik taling yang lebih halus dari semen sehingga banyak menyerap air dibandingkan dengan semen.
2. Kuat tekan yang diperoleh dari mortar dengan tailing bervariasi antara 19-24 MPa pada umur  28  hari.  Hal  ini  memenuhi  standar  SNI  8882:2014  untuk  pekerjaan  pasangan maupun  struktural  dan  non-struktural  bangunan  seperti  lapisan  dinding  interior  dan eksterior.
3. Berdasarkan  hasil  nilai  porositas  terlihat  bahwa  semakin  bertambahnya  prosentase tailing  pada  mortar  menjadi  15%  dari  berat  semen,  nilai  porositas  mortar  semakin berkurang. Hal ini menunjukkan karakteristik tailing  yang dapat menjadi pengisi pori- pori mortar sehingga meningkatkan tingkat densitasnya.
4. Hasil  pengujian  absorpsi  menunjukkan  bahwa  mortar  dengan  prosentase  10%  tailing (MT-10) memiliki nilai absorpsi yang lebih besar dibandingkan dengan mortar kontrol (MT-0) sedangkan pada nilai absorpsinya. Hal ini sejalan dengan hasil porositas dimana mortar  dengan  komposisi  10%  tailing  memiliki  kadar  pori  yang  lebih  besar  sehingga lebih menyerap air.

## 6. SARAN
Penelitian  pengaruh  pemanfaatan  tailing  masih  perlu  dilanjutkan  dengan  pengujian  skala laboratorium yang lain seperti uji ketahanan sulfat, uji korosi, uji kuat tarik dan lentur termasuk analisa  mikrosturktur  sehingga  didapatkan  justifikasi  yang  tepat  tentang  potensi  pemanfaatan tailing sebagai material konstruksi yang bernilai ekonomis dan ramah lingkungan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Pandeleke, R., 2010, Kajian manfaat tailing untuk bahan bangunan konstruksi, Tekno, Vol. 07,  No.  52,  75-80.  Onuaguluchi,  O.,  2012, Properties  of  Cement  Based  Materials Containing  Copper  Tailings ,  Dissertation,  Eastern  Mediterranean  University,  Gazimagusa, North Cyprus.
[2]  Riogilang,  H.  dan  Masloman,  H.,  2009,  Pemanfaatan  limbah  tambang  untuk  bahan konstruksi bangunan, Vol. 9, No. 1: 69-73.
[3] Simanjuntak, J., 2013, Kajian sifat mekanik beton tailing pada pengerjaan beton dalam air laut  (underwater-cast  concrete), Jurnal  Sipil  Statik,  Vol.  1,  No.  10,  September  2013  (685- 688).
[4]  Onuaguluchi,  O.  and  Eren,  O.,  2012,  Cement  mixtures  containing  copper  tailings  as anadditive: Durability Properties, Materials Research, 15(6):1029-1036.
[5]  Onuaguluchi, O., 2012, Properties of Cement Based Materials Containing Copper Tailings , Dissertation, Eastern Mediterranean University, Gazimagusa, North Cyprus.
[6] ASTM C618-19. Standard specification for coal fly ash and raw or calcined natural pozzolan for use in concrete. ASTM International, West Conshohocken, PA, 2019.
[7]  ASTM C109/C109-16a, Standard test method for compressive strength of hydraulic cement mortars  (using  2-in.  or  [50-mm]  cube  specimens),  ASTM  International,  West Conshohocken, PA, 2016.
[8]  ASTM  C1403-15,  Standard  test  method  for  rate  of  water  absorption  of  masonry  mortars. ASTM International, West Conshohocken, PA, 2015.
[9]  Gou,  M.,  Zhou,  L.,  and  Then,  N.  2019.  Utilization  of  tailings  in  cement  and  concrete:  A review. Science Engineering Composite Material, Vol. 26, 449-464.
[10]  Standar  Nasional  Indonesia  (SNI)  6882:2014  tentang  Spesifikasi  mortar  untuk  pekerjaan unit pasangan.
[11] Han, F., Li, L., Song, S., and Liu, J. 2017. Early-age hydration characteristics of composite binder containing iron tailing powder. Powder Technology, Vol. 315, pp. 322-331.
[12]  Z.L.  Yi.,  H.H.  Sun,  X.Q.,  Wei,  C.  Li,  Iron  ore  tailings  used  for  the  preparation  of cementitious  material  by  compound  thermal  activation,  International  Journal  of  Minerals Metallurgy and Materials 16(3) (2009) 355-358.
[13] Zhang, L., Song, D., Liu, S. 2019. Effect of the content of micro-active copper tailing on the  strength  and  pore  structure  of  cementitious  materials. Materials. 12,  1861.  DOI: 10.3390/ma12111861.