Pengaruh Oil Sludge Pertamina Surabaya Terhadap Kuat Tekan Keramik Tradisional
Adi Ilcham, Dyah Tri Retno, Alan Syahputra, M. Novie Aprianto Program Studi Teknik Kimia, FTI, UPN ”Veteran” Yogyakarta Jl. Lingkar Utara Condong Catur, Sleman, DIY
* E-mail : adi_ilcham@yahoo.com

## Abstract
Oil sludge is the solidifying oils that lying on the open space around the fuel storage tank. Heaps of the waste continues to increase could lead to environmental pollution due to the waste containing heavy metal. This research aims to study the effect of oil sludge on the compressive strength of traditional ceramics within range of sintering temperature (600- 1000 0 C), sintering time (1-3 hours), and raw material compositions. The experiment begins by mixing the ceramic raw materials.  Material  was  mixed  with  water  and  milled  using  Mortar  Hand  (milling).  A  cermic  mold  was  used  to  get ceramic specimens. The mold dimension is length of 8 cm, 4 cm wide, and 2 cm high. The specimens were sintered in a furnace at different temperatures and holding time. Finally, the ceramics were observed its compressive strength. The results showed that the waste oil sludge can be involved in the manufacture of traditional ceramics. In the view of the compressive  strength,  the  best  conditions  for  fabricating  traditional  ceramics  are    oil  sludge  of  16.67%  w.,  sintering temperature of 800 0 C, and sintering time of 2.5 hours.
Key Words : ceramic, compressive strength, oil sludge, traditional, waste

## I. Pendahuluan
Kebutuhan energi yang besar, khususnya minyak dan gas menyebabkan Pertamina, meningkatkan aktifitas eksplorasi  dan  produksinya.  Dampak  dari  peningkatan produksi adalah dihasilkan limbah  berupa oil sludge yang mengandung  logam  berat.  Karena  alasan  biaya  yang mahal,  limbah  ini  hanya  ditimbun  pada  gudang-gudang penyimpan  limbah  milik  Pertamina  tanpa  adanya  proses pengolahan  yang  memadai.  Timbunan  limbah  yang  terus akan  bertambah,  dikhawatirkan  dapat  menimbulkan pencemaran  lingkungan  akibat  kontaminasi  logam  berat (wikipedia.org).  Oleh  karena  itu  Perlu  dilakukan  suatu kajian  yang  bertujuan  untuk  memanfaatkan  limbah oil sludge Pertamina  sebagai  bahan  baku  dalam  pembuatan keramik  tradisional.Keramik  adalah  campuran  atau paduan  bahan  inorganik  dan  non  metalik  yang  terikat secara  ionik  atau  kovalen  (wikipedia.org).  Hasil  analisis di awal penelitian menunjukkan bahwa limbah oil sludge Pertamina  mengandung  unsur-unsur  logam  berat  dan silikat  yang  dapat  dimanfaatkan  untuk  bahan.  Dalam penelitian ini peneliti menggunakan oil sludge Pertamina
Surabaya  sebagai  salah  satu  bahan  bahan  baku  keramik tradisional.  Pemanfaatan  limbah oil  sludge Pertamina untuk  diolah  dari  bahan  berbahaya  dan  beracun  (B3) menjadi  suatu  produk  material  rekayasa  adalah  sangat menguntungkan.  Selain  untuk  memenuhi  kebutuhan keramik  tradisional  dalam  negeri,  juga  dapat  membuka lapangan  kerja  baru,  serta  mampu  meng- cover ongkos pengolahan limbah yang mahal (wikipedia.org) .Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mempelajari  pengaruh oil sludge terhadap  sifat-sifat  keramik  tradisional dengan variabel  suhu  (600-1000 0 C),  waktu  (1-3jam),  dan perbandingan komposisi.

## II. Tinjauan Pustaka
2.1. Oil Sludg.
Oil Sludge adalah limbah minyak bumi yang mengandung unsur-unsur  logam  berat  dan  silikat.    Yang  dapat dijadikan bahan baku pembuatan keramik.  Hasil analisis kandungan  kimia  logam  berat  pada oil  sludge dapat dilihat pada tabel Tabel 1(Daulay, 2009). Tabel 1.Kandungan Oil Sludge Pertamina No Parameter Kandungan (mg/ml) 1 Arsen (As) 0,18 2 Barium (Ba) 80,73 3 Boron (B) 448,64 4 Chromium (Cr) 34,69 5 Cadmium (Cd) 21,76 6 Timbal  (Pb) 407,79 7 Zinkum (Zn) 142,97
Lazimnya  metode  pemisahan  minyak  didalam  lumpur dilakukan    dengan  menambahkan  air  pada oil  sludge tersebut. Oil sludge yang ditambah air, oil akan berbentuk emulsi  dengan  air  dan sludge ,  hal  ini  dapat  dirusak dengan menggunakan emulsion breaking, yaitu memisahkan  emulsi  minyak  dalam  air  dan  padatan. Emulsi dapat dirusak dengan menambahkan bahan kimia yaitu  tawas.  Air  ditambahkan  pada oil  sludge dengan perbandingan yang berbeda pada pH 6-7,5. (Nalco,1979)

## 2.2 Keramik.
Kata  keramik  berasal  dari  bahasaYunani keramos yang artinya  bahan  yang  dibakar  atau  barang  tembikar (Anderson et  al ,  1990).  Kamus  dan  ensiklopedi  tahun 1950-an mendefinisikan keramik sebagai suatu hasil seni dan  teknologi  untuk  menghasilkan  barang  dari  tanah  liat yang  dibakar,  seperti  gerabah,  genteng,  porselin,  dan sebagainya  (Wikipedia.org).  Saat  ini  bahan  keramik tradisional  terutama  berasal  dari  tanah  liat  (tanah lempung). Definisi pengertian keramik terbaru mencakup semua bahan bukan logam dan inorganik yang ber bentuk padat  yang  merupakan  campuran  logam  dan  non  logam dan terikat secara ionik atau kovalen (Sembiring, 1990). Umumnya  senyawa  keramik  lebih  stabil    dalam lingkungan  termal  dan  kimia  dibandingkan  elemennya. Bahan  baku  keramik  yang  umum  dipakai  adalah  tanah lempung, kaolin, pasir , kuarsa,  dan  air.  Sifat  keramik sangat  ditentukan  oleh  struktur  kristal,  komposisi  dan mineral  bawaannya.  Oleh  karena  itu  sifat  keramik  juga tergantung  pada  lingkungan  geologi  dimana  bahan diperoleh.  Secara  umum  strukturnya  sangat  rumit  sedikit elektron-elektron  bebas.  Kerangnya  beberapa  elektron bebas  keramik  membuat  sebagian  besar  bahan  keramik secara  kelistrikan  bukan  merupakan  konduktor  dan  juga menjadi konduktor panas yang jelek.
Pada umumnya keramik memiliki sifat-sifat yang baik yaitu keras, kuat, dan stabil pada temperatur tinggi. Tetapi keramik  bersifat  getas  dan  mudah  patah  seperti  halnya pada  porselen,  keramik  cina,  atau  pun  gelas  (Surdia  dan Saito,1984). Keramik secara umum mempunyai kekuatan tekan lebih baik dibanding kekuatan tariknya.

## 2.2.1.Klasifikasi Keramik.
Pada  prinsipnya  keramik  dapat  bibagi  menjadi  dua  tipe, yaitu:  keramik  tradisional  dan  keramik  halus  (canggih). Keramik  tradisional  yaitu  keramik  yang  dibuat  dengan menggunakan  bahan  alam,  seperti  kuarsa,  kaolin,  tanah lempung,  tanah  godean,  pasir  dan  lain-lain.  Contoh keramik ini adalah: barang gerabah, guci, patung cina dan keperluan  konstruksi    untuk  industri.  Keramik  halus (keramik modern atau biasa disebut fine ceramics ) adalah keramik yang dibuat dengan menggunakan oksida-oksida logam  atau  logam,  seperti  oksida  logam  AL 2 O 3 ,  ZrO 2 , MgO,  dan  lain-lain  penggunaannya  sebagai  elemen pemanas,  semikonduktor,  komponen  turbin,  dan  pada bidang medis.

## 2.2.2. Proses Pembuatan Keramik.
Ada  dua  proses  dasar  yang  dikembangkan  untuk pembentukan  keramik.  Pertama,  menggunakan  partikel halus  yang  dicampur  dengan  cairan  atau  pengikat,  yang kemudian  diproses  dengan  pembakaran.  Dalam  hal  ini langkah utama adalah penyiapan bahan, pembentukan dan pembakaran.  Kedua,  melelehkan  material  menjadi  cairan dan  kemudian  membentuknya  selama  pendinginan  dan pengerasan.
Tahapan  proses  terbentuknya  keramik  adalah  sebagai berikut:  Secara  dissosiasi  yaitu  proses  peruraian  bahan menjadi  penyusun-penyusunnya  karena  perlakuan  panas. Peristiwa  ini  misalnya:  dehidrasi  lempung,  peruraian karbonat,  sulfat,  nitrat,  oksida-oksida.  Berikutnya senyawa-senyawa  yang  terjadi  dari  dissosiasi  berkaitan menjadi senyawa kompleks. Akhirnya pada sintering atau pembakaran  merupakan  suatu  proses  perlakuan  panas yang  mengubah  massa  serbuk  menjadi  massa  yang kohesif  tanpa  terjadi  pengembangan  massa.  Suhu sintering  biasanya  lebih  dari  setengah  titik  leleh  material yang  disinter.  Tujuan  sintering  yaitu  untuk  mengurangi porositas padatan (aspdin.wifa.unileipzig, 2008).
Gambar 1. Tahap perubahan partikel pada saat sintering (Mulder, M., 1996) (a) Partikel awal, (b) tahap awal sintering, (c) tahap pertengahan sintering, dan (d) tahap akhir sintering
Gambar 1. memperlihatkan tahap perubahan partikel pada saat  sintering.  Selama  tahap  awal  sintering,  terjadi peleburan  tanpa  penyusutan  padatan  dan  pembentukan leher  ( necking )  yang  menghasilkan  cekungan.  Selama tahap  sintering  selanjutnya  terjadi  pertumbuhan  leher ( necking ), pembentukan pori dan dimungkinkan partikel- partikel akan saling mendekat sehingga terjadi penyusutan padatan.  Selama  tahap  akhir  sintering  tidak  terjadi pertumbuhan  pori  (German,  R.M.,  1996).  Sebelum disinter,  material  keramik  harus  terlebih  dahulu  dicetak. Berbagai proses pencetakan antara lain: dry pressing, slip casting,  tape  casting,  extrusion,  injection  molding, isostatic, dan rolling .
2.2.3.Sifat Keramik
Sifat  yang  umum  dan  mudah  dilihat  secara  fisik  pada kebanyakan  jenis  keramik  adalah brittle atau  rapuh,  hal ini  dapat  dilihat  pada  keramik  jenis  tradisional  seperti barang  gerabah,  gelas,  kendi,  guci,  patung  cina  dan sebagainya.  Coba  jatuhkan  piring  yang  terbuat  dari keramik  bandingkan  dengan  dari  logam,  pasti  keramik mudah pecah, walaupun sifat ini tidak berlaku pada jenis keramik  tertentu,  terutama  jenis  keramik  hasil  sintering dan  campuran  sintering  antara  keramik  dengan  logam Sifat lainnya adalah tahan suhu tingg i.
2.3 Komposisi Keramik Tradisional
2 .3.1. Tanah Godean.
Tanah Godean merupakan mineral tanah yang berasal dari daerah  godean  yang  biasanya  berwarna  putih.  Yang dimana tanah godean terlapisi dengan satu sisi tetrahedral yang  dihubungkan  melalui  atom-atom  oksigen  ke  sisi oktahedral  alumina.  Batuan  yang  kaya  akan  kaolin sebagai  tanah  cina  atau  kaolin  yang  berfungsi  sebagai perekat  dalam  pembuatan  keramik  tradisional  (Industri Keramik Kasongan, 2012).

## 2.3.2. Tanah Lempung.
Lempung  atau  tanah  liat  ialah  kata  umum  untuk  partikel mineral  berkerangka  dasar  silikat  yang  berdiameter kurang dari 4 mikrometer. Lempung mengandung leburan silika  dan/atau  aluminium  yang  halus.  Unsur-unsur  ini, silikon, oksigen, dan aluminum adalah unsur yang paling banyak  menyusun  kerak  bumi.  Lempung  terbentuk  dari proses  pelapukan  batuan  silika  oleh  asam  karbonat  dan sebagian dihasilkan dari aktivitas panas bumi. Lempung membentuk gumpalan keras saat kering dan lengket apabila basah terkena air. Sifat ini ditentukan oleh
jenis  mineral  lempung  yang  mendominasinya.  Mineral lempung  memiliki  sifat  elastis  yang  kuat,  menyusut  saat kering  dan  membesar  saat  basah.  Karena  perilaku  inilah beberapa  jenis  tanah  dapat  membentuk  kerutan-kerutan atau  "pecah-pecah"  bila  kering.  (Wikipedia  bahasa Indonesia,ensiklopediabebas.htm).

## 2.3.3.Pasir Sungai.
Pasir  Sungai  adalah  contoh  bahan  material  butiran  yang berasal  dari  sungai.  Butiran  pasir  umumnya  berukuran antara  0,0625  sampai  2  milimeter.  Materi  pembentuk pasir  adalah  silikon  dioksida,  tetapi  di  beberapa  sungai umumnya  dibentuk  dari  batu  kapur.  Pasir  tidak  dapat  di tumbuhi  oleh  tanaman,  karena  rongga-rongganya  yang besar-besar (Wikipedia
bahasa Indonesia,ensiklopediabebas.htm).

## III. Percobaan
Bahan  (tanah  liat,  tanah  godean,  pasir,  dan oil  sludge ) yang akan dicampurkan ditimbang dengan neraca analitik. Bahan-bahan dicampur dengan air sebanyak 40 ml. Agar homogen  bahan  dicampur  menggunakan  Mortar  Tangan (penggilingan)  dengan  10  kali  giling.  Bahan  kemudian diletakkan  pada  cetakan    berbentuk    balok  dan  ditekan menggunakan beban  150  kg.  Cetakan  berukuran  panjang 8 cm, lebar 4 cm, dan tinggi 2 cm. Hasil cetakan dibiarkan di  ruang  terbuka  tanpa  sinar  matahari  selama  2  hari. Kemudian  hasil  cetakkan  disintering  dengan  dimasukkan ke dalam furnace. Suhu diatur (600-1000 0 C) dan waktu tinggal hasil cetakkan dalam furnace bervariasi antara 1 - 3 jam. Setelah mencapai suhu dan waktu yang diinginkan furnace dimatikan  dan  keramik  dibiarkan  dalam furnace mendingin selama 1 hari dilanjutkan dengan karakterisasi berupa kuat tekan keramik.
Pengukuran  kuat  tekan  sampel  keramik  yang  telah disintering  menggunakan Ultimate  Testing  Machine nomor seri 111105 STDZ-3 Digital Point  Load Tester dengan kecepatan penekanan konstan. Nilai  kuat  tekan  diperoleh  dalam  satuan  Kilo  Newton (KN).

## IV.Hasil Dan Pembahasan.
Pengaruh Komposisi Oil Sludge terhadap  Kuat Tekan Keramik Tradisional
Percobaan  untuk  mempelajari  pengaruh  komposisi oil sludge terhadap  kuat  tekan  keramik  hasilnya  dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil Data Variabel Komposisi  Suhu 900 o C, waktu 2 jam No Oil Sludge(gr) Kuat Tekan (KN) 1 10,71% 11,15 2 13,79% 12,05 3 16,67%  * 13,45 4 19,36% 8,65 5 21,87% 8,05
Dari Tabel 1.  terlihat bahwa penggunaan oil sludge yang paling  baik    terdapat  pada  nilai  komposisi oil  sludge sebesar 25 gram (16,67%) dengan nilai kuat tekan sebesar 13,45  kilo  newton  (KN).  Jika  Komposisi oil  sludge  > 16,67%  nilai  kuat  tekannya  makin  kecil  dan  bila komposisi oil  sludge <  16,67%  nilai  kuat  tekannya  juga
menurun.  Hal  ini  diduga oil  sludge yang  mengandung logam  berat,  khususnya  logam  timbal  (Pb)  mampu mendukung  peran  pasir  dalam  menjaga  kestabilan keramik sehingga dapat mengurangi terjadinya kelemahan pada  keramik  tradisional.  akibatnya  kuat  tekan  keramik relatif  besar.
Pengaruh Variasi Suhu Sintering terhadap Kuat Tekan Keramik Tradisional
Tabel 2. Hasil Data PercobaanVariasi Suhu No Suhu( o C) KuatTekan(KN) 1 600 9 2 700 11 3 800 14,05 4 900 13,45 5 1000 8
Dari Tabel 2.  terlihat bahwa dengan komposisi oil sludge =    16,67%  suhu  optimum  terdapat  pada  800 0 C  dengan nilai  kuat  tekan  sebesar  14,05  KN.    Semakin  besar  suhu sintering ( T > 800 0 C) maka nilai kuat tekannya semakin menurun.  Hal  ini  diduga  proses  sintering  keramik
tradisional  pada  suhu  lebih  dari  800 o C  daya  rekat  yang ada  menjadi  berkurang.  Pada  suhu  kurang  dari  800 o C daya  rekat  belum  terbentuk  dengan  baik.  Sehingga  nilai kuat  tekan  keramik  yang  optimum  terdapat  pada  suhu 800 0 C.
Pengaruh Variasi waktu Sintering terhadap Kuat Tekan Keramik Tradisional:
Tabel 3.Hasil Data Percobaan Variasi Waktu Penahanan No Suhu( 0 C) Waktu (jam) Kuat Tekan(KN) 1 800 1 12.7 2 800 1,5 13,2 3 800 2 13,8 4 800 2,5 14,15 5 800 3 14,1
Dari hasil percobaan terlihat waktu tinggal terbaik adalah pada 2,5 jam menghasilkan kuat tekan sebesar 14,15 KN dengan  komposisi oil  sludge =  16,67%.Dari  hasil percobaan  Tabel  3.    terlihat  bahwa  waktu  penahan optimum  pada  proses  sintering  (pembakaran)  terdapat pada  waktu  2,5  jam  (150  menit)    dengan  perbandingan komposisi: tanah liat: tanah godean: pasir: oil sludge =  1 : 1 : 1/2 : 1/2 dan suhu sintering 800 0 C, yang mempunyai nilai kuat tekan terbaik sebesar 14,15 KN.
Semakin Lama nya waktu penahanan ( t  > 2,5 jam) semakin  kecil  nilai  kuat  tekannya  dan  (t  <  2,5  jam) semakin  kecil  pula  nilai  kuat  tekannya.  Hal  ini  diduga keramik  tradisional  yang  mengandung  tanah  liat,  tanah godean, pasir dan oil sludge memang tidak dapat bertahan pada  waktu  yang  lama  (suhu  yang  terlalu  tinggi  T  > 800 0 C)  yang  sesuai  dengan  karakteristik  keramik tradisional,  dimungkinkan  pada  keadaan  ini  padatan, kadar  air  dan  minyak  yang  terdapat  pada  keramik tradisional  membentuk  porositas  yang  tinggi,  sehingga
pada T > 800 sampel keramik tradisional sudah retak dan pecah.  Sehingga  nilai  kuat  tekan  keramik  yang  optimum terdapat pada waktu sintering  2,5 jam.

## V.Kesimpulan
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan  dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut.
1. Bahwa    limbah oil  sludge Pertamina  dapat dimanfaatkan  sebagai  campuran    dalam  pembuatan keramik tradisional.
2. Oil  sludge  berpengaruh  terhadap  kekuatan  keramik tradisional.  Komposisi  optimum  bahan  baku  pada pembuatan  keramik  tradisionaladalah,  tanah  liat: tanah  godean:  pasir: oil  sludge =    1  :  1  :  1/2  :  1/2 pada suhu 800 0 C selama 2,5 jam diperoleh nilai kuat tekan  sebesar  14,15  KN.  Hasil  kuat  tekan  ini melebihi  nilai  kuat  tekan  dari  pembuatan  keramik tradisional kasongan pada umumnya.

## VI. Daftar Pustaka
Daulay,  A.H.  2009.  Pemanfaatan  limbah Oil  sludge Pertamina  sebagai  Bahan  Baku  dalam  Pembuatan Keramik  Konstruksi,    Tesis  Pascasarjana  Universitas Sumatra Utara, Medan.
Anderson, J.C., Leaver, K.D., Rawlings, R.D., Alexander, J.M.  1990. Materials  Science .  4th  Edition.  Chapman and Hall. London.
Agustinus,  E.T.S.,  Sembiring,  H.,  Saepuloh,  A., Gurharyanto,  Nurlela,  I.  2007. Pembuatan    Komposit Keramik  Suhu  Bakar  Rendah  Sebagai  Bahan
Bangunan .  Laporan  Penelitian.  Pusat  Penelitian Geoteknologi LIPI. Bandung. Ajie,  G.N.  2008. Sintesis  dan    Karakteristik  Keramik Struktural  Alumina  Pada  Sintering  Temperature Rendah  Untuk  Aplikasi  Armor  Facing .  Tesis  Sarjana ITB. Bandung.
German,R.M  1996. Sintering  theory  and  practice .  John Wiley & Sons. Canada Hartono,  JMV.  1991. Teori  Pembakaran. Informasi Teknologi  Keramik  dan  gelas.  Bahan  Penelitian  dan Pengembangan Industri. Balai Besar Industri Keramik. Bandung.
Mulder,  M.  1996. Basic  principles  of  membrane technology,  2 nd ed.  Kluwer  Academic  Publisher. Dordrecht.
Sagala,  M.  2000. Perubahan  Fisika-Kimia  dan  Mineral Pada  Pembakaran  Lempung. Badan  Penelitian  dan Pengembangan Industri dan Perdagangan. Balai Besar Industri Keramik. Bandung.
Sembiring,  A.D.  1990. Penguat  dan  Bahan  Keramik untuk  Konstruksi. Tesis  Magister  Universitas Indonesia (UI). Jakarta.
Surdia,  T.,  Saito,  S.  1985. Pengetahuan    Bahan  Teknik . PT Pradnya Paramita. Jakarta. http://id.wikipedia.org/wiki/Limbah http://id.wikipedia.org.wiki.Keramik,2009 http://aspdin.wifa.uni-leipzig.de/institut/lacer, 2008 Industri Keramik, Kasongan 2012. Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopediabebas.htm.