Material M001 – Studi Bata Ringan sebagai Bahan Bangunan Ramah Lingkungan

Bata Ringan adalah salah satu alternatif bahan bangunan yang diminati oleh warga Indonesia. Setelah penduduk negeri ini ketergantungan pada material bernama ‘stein’ atau ‘brick’ atau yang kita sebut dengan ‘bata’; kini, sejak 1995 tepatnya, Indonesia memiliki alternatif lain di pasaran berupa Bata Ringan.

Nama asli dari Bata Ringan yang kita jumpai di toko material adalah Autoclaved Aerated Concrete. Nama yang lebih otentik lagi adalah Poren Betong, bahasa Swedia yang berarti beton berpori sesuai paten atas nama Dr. Johan Axel Erricson tahun 1924. Poren Betong dipopulerkan di Indonesia oleh Josef Hebel (Jerman) secara tidak langsung dalam brand “Hebel” semenjak pabrik pertama Hebel di Karawang-Indonesia berdiri tahun 1995. Sampai saat ini, nama pasar yang beredar di antara tukang dan toko material untuk menyebut bata ringan adalah hebel.

Gambar 1. Contoh bata ringan atau beton berpori

Kelengkapan sejarah Autoclaved Aerated Concrete bisa dengan mudah kita peroleh dari berbagai artikel di Internet. Artikel ini tidak perlu ada bila isinya hanya mengulang informasi tersebut, bukan?

Yang akan kita bahas di sini adalah bahan-bahan penyusunnya, proses produksi, limbah dari pembuatan AAC, kemudian keunggulan dan kekurangannya. Karena bata ringan sangat berbeda dengan bata dan sesungguhnya ia adalah beton, maka bahan utama dalam pembuatannya adalah semen. Selain portland cement, bahan lain yang diperlukan untuk membuat AAC atau bata ringan adalah pasir kuarsa (quartz sand), kapur gipsum (calcined gypsum), kapur (lime-mineral), air (water), dan bubuk aluminium (aluminium powder).

Bahan Utama Bata Ringan

Semen

Semen atau ‘portland cement’ dipatenkan pertama kali oleh Joseph Aspdin tahun 1824, diproduksi dengan membakar batu kapur (limestone) dan tanah liat (finely-ground clay) hingga batu pasir tersebut mengapur (calcined). Produksi semen sendiri membutuhkan batu kapur, batu silica / pasir kuarsa, tanah liat, dan pasir besi. Semen diperkenalkan ke Indonesia oleh penjajah Belanda. Pabrik semen pertama di Indonesia adalah NV Mederlandsch Indische Portland Cement Maatschappij (NV NIPCM) yang didirikan pada tanggal 18 Maret 1910 di Padang; yang kemudian dinasionalisasi oleh Pemerintah Republik Indonesia tanggal 5 Juli 1958 dan berubah nama menjadi PT Semen Padang (lihat Wikipedia).

Pasir Kuarsa

Pasir kuarsa (quarts sand) adalah mineral utama yang berbentuk kristal hexagonal SiO2 (Silikon dioksida), Fe2O3 (Ferioksida), Al2O3 (Alumunium oksida), CaO (Kalsium oksida atau kapur tohor), MgO (Magnesium oksida), dan K2O (Kalium oksida). Material ini berwarna putih bening atau warna lain tergantung pada senyawa pengotornya. Pasir silica memiliki kekerasan 7 skala mohs, berat jenis 2,65 dengan titik lebur1715 c, panas spesifik 0,185, serta konduktivitas panas 12 – 100 c. Pasir kuarsa adalah material dengan demand yang tinggi, terutama untuk memenuhi kebutuhan produksi pabrik semen. Pabrik AAC, selain menggunakan hasil olahan pasir silikia juga memerlukan pasir silica dalam bentuk mentah. Minat dunia terhadap pasir kuarsa sangat tinggi, sehingga banyak pertambangan illegal dan pencurian pasir di berbagai negara. Apakah kita memiliki pasir silica dalam jumlah banyak? Apakah ada alternatif? Berita baiknya, Rozycha & Pichor (2016) meneliti tentang kemungkinan penambahan limbah Perlite sebagai pengganti sebagian silica murni pada pembuatan AAC.

Kapur gypsum

Selama ini kita tahu gypsum adalah bahan pembuat plafond atau langit-langit, elemen dekorasi seperti list, ukiran, dan gyps pembungkus untuk pasien patah tulang. Gypsum (CaSO4 2H2O) yang belum melalui proses kalsinasi digunakan untuk pembuatan semen proses basah; sementara itu yang telah melalui proses kalsinasi dipergunakan untuk berbagai kebutuhan seperti dempul, perekat, langit-langit, bahan kapur tulis, indikator, pengobatan, cetakan tanah liat, dan sebagainya. Gypsum dapat diperoleh pada berbagai tambang kapur, gamping, atau pertambangan batuan lainnya. Di jawa barat sendiri terdapat beberapa pertambangan gypsum. Subang, Banjar, dan Tasikmalaya disebut sebagai potensi pertambangan gypsum oleh BP2APD Provinsi Jawa Barat; namun tidak banyak. Hanya sekitar 6.4 juta ton

Kapur / Lime (mineral)

Kapur adalah material penting dalam bangunan. Kapur digunakan untuk material pengisi, perekat, pelindung, hingga material finishing. Kita tahu pertambangan terkenal di padalarang yang mengeruk kapur seolah tak ada habisnya, namun suatu saat pasti akan habis. Potensi batu kapur atau batu gamping di Jawa Barat sendiri hanya berkisar sekitar 3.74 miliar ton, menurut BP2APD Provinsi Jawa Barat.

Alumunium Powder

Alumunium powder adalah salah satu bahan pembentuk bata ringan yang utama, sebab tanpa Alumunium powder adonan bahan baku tidak akan mengalami reaksi kimia yang membentuk gelembung-gelembung hidrogen.  Meskipun dipakai dalam julmah sedikit, bahan ini masih diimpor dari luar negeri.

Proses Pembuatan dan Dampaknya pada Lingkungan

Proses pembuatan bata ringan meliputi: (1) grinding, (2) penakaran dan pembuatan adonan, (3) proses reaksi kimia, (4) pematangan dengan autoclave yang bertekanan dan bersuhu tinggi, (5) proses pemotongan, dan (6) pengemasan.

Seperti layaknya indutri bahan bangunan manapun di seluruh dunia, pabrik pembuatan AAC atau bata ringan ini memiliki dampak yang signifikan. Pembuatan bata ringan bahannya bertumpu pada pertambangan, menghabiskan energi listrik yang tidak sedikit, melibatkan tenaga kerja manusia, tergantung pada permesinan / manufaktur, dan  menghasilkan limbah. Limbah dari pabrik AAC adalah residue dari adonan atau sisa potongan bata ringan. Pengelolaan limbah ini dipecahkan dengan pembentukan Crushed AAC Brick  dan juga penggunaan crushed AAC sebagai media filter limbah air kotor (Renman & Renman 2012). Limbah AAC dari bangunan yang dihancurkan, jika proses demolisasi tersebut dilakukan dengan hati-hati, akan juga bisa diubah menjadi Crushed AAC Brick. Dengan demikian seolah-olah bahan bangunan yang satu ini memiliki Closed Loop yang ramah lingkungan.

Bisakah limbah dari industry lain dikelola dan dijadikan AAC?

Di India dan China, bahan utama untuk pembuatan AAC adalah fly ash, yang merupakan limbah dari berbagai manufaktur di kedua negara tersebut. Selain Rozycha & Pichor (2016) yang meneliti tentang penggunaan limbah perlite, ada juga penelitian mengenai penggunaan fly ash dari industri selulosa (Hauser et al 1999), penggunaan cinder dari industri listrik (Drochytka et al 2013), dan penggunaan limbah kaca (Walczak et al 2015).

Kelebihan

Kelebihan dari material ini adalah berat sendiri per meter persegi. Bata ringan cocok digunakan sebagai selubung bangunan. Dengan berat sendiri yang jauh di bawah bata konvensional, bata ringan mampu mengurangi beban struktur yang secara linier berhubungan dengan harga bangunan; serta mengurangi biaya transportasi material. Pori-pori pada bata ringan meningkatkan kemampuan insulasi termal dan memberikan perlindungan buffer atas kebisingan dari luar ke dalam bangunan (dan sebaliknya). Material ini mudah dibentuk dengan gergaji karbon baja. Dalam pemasangannya, jumlah adukan perekat yang dipakai lebih sedikit daripada pasangan bata konvensional. Proses acian atau meratakan dinding juga memakai lebih sedikit bahan (dapat langsung diaci).

Kekurangan

Kekurangan material ini adalah limbah potongan, serta waktu gergaji pada pemasangan sudut yang apabila dilakukan oleh tukang yang kurang ahli bisa memakan waktu lama. Kemudian proses pemasangan plester dan acian konvensional (semen+pasir+air) lebih sulit merekat pada material ini. Apabila menggunakan semen yang kurang tepat, bisa menyebabkan retak-retak rambut pada keseluruhan permukaan dinding yang berujung pada retak-retak cat. Bata ringan juga tidak bisa digunakan sebagai komponen perkuatan struktur atau dinding penahan. Kekurangan lainnya, material ini relatif lebih mahal dari pada bata konvensional. Ketahanan bata ringan, serta kontribusinya terhadap peningkatan kelangsungan hidup bangunan masih perlu pengujian lebih lanjut.

+++++++++++

Material ini memiliki prospek perkembangan lebih lanjut sebagai alternatif bangunan ramah lingkungan, dengan lebih banyak menggunakan limbah industri daripada bahan mentah primer.

+++++++++++

Sumber:

Eden, N. B., A. R. Manthorpe, S. A. Miell, P. H. Szymanek, and K. L. Watson. “Autoclaved aerated concrete from slate waste Part 1: Some property/density relationships.” International Journal of Cement Composites and Lightweight Concrete 2, no. 2 (1980): 95-100.

Hauser, André, Urs Eggenberger, and Thomas Mumenthaler. “Fly ash from cellulose industry as secondary raw material in autoclaved aerated concrete.” Cement and Concrete Research 29, no. 3 (1999): 297-302.

Li, Weijie, Lixuan Zeng, Yuan Kang, Qiuyun Zhang, Jiwen Luo, and Xingmei Guo. “A solid waste, crashed autoclaved aerated concrete, as a crystalline nucleus for the removal of low concentration of phosphate.” Desalination and Water Treatment 57, no. 30 (2016): 14169-14177.

Narayanan, N., and K. Ramamurthy. “Structure and properties of aerated concrete: a review.” Cement and Concrete composites 22, no. 5 (2000): 321-329.

Renman, Gunno, and Agnieszka Renman. “Sustainable use of crushed autoclaved aerated concrete (CAAC) as a filter medium in wastewater purification.” In 8th International conference on sustainable management of waste and recycled materials in construction, Gothenburg, Sweden, 30 May–1 June, 2012. ISCOWA and SGI, 2012.

Różycka, Agnieszka, and Waldemar Pichór. “Effect of perlite waste addition on the properties of autoclaved aerated concrete.” Construction and Building Materials 120 (2016): 65-71.

Walczak, Paweł, Jan Małolepszy, Manuela Reben, Paweł Szymański, and Karol Rzepa. “Utilization of waste glass in autoclaved aerated concrete.” Procedia Engineering 122 (2015): 302-309.

https://id.wikipedia.org/wiki/Bata_ringan

https://id.wikipedia.org/wiki/Semen_Padang_(perusahaan)

https://it.wikipedia.org/wiki/Johan_Axel_Eriksson

http://bp2apd.jabarprov.go.id/pusdalisbang/jbrmenjawab/asset/data/pdf_embed/esdm/potensi/potensi_bahan_tambang_jabar.pdf

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *