STUDI PENCAMPURAN KARET SIR-20 DAN POLIESTER DENGAN
ASPAL DALAM PEMBUATAN GENTENG POLIMER
SKRIPSI
SARWO SIGIT
090822032DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
STUDI PENCAMPURAN KARET SIR-20 DAN POLIESTER DENGAN
ASPAL DALAM PEMBUATAN GENTENG POLIMER
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar sarjana sains
SARWO SIGIT
090822032DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : STUDI PENCAMPURAN KARET SIR-20 DAN
POLIESTER DENGAN ASPAL DALAM PEMBUATAN GENTENG POLIMER
Kategori : SKRIPSI
Nama : SARWO SIGIT
Nomor Induk Mahasiswa : 090822032 Program Studi : SARJANA (S1) Departemen : KIMIA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui : Medan, 06 Juni 2013
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 1 Pembimbing 2
Prof. Dr. Tamrin, MSc Dr. Yugia Muis, MSc NIP. 196007041989031003 NIP. 195310271980032003
Diketahui/Disetujui oleh
Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,
PERNYATAAN
STUDI PENCAMPURAN KARET SIR-20 DAN POLIESTER DENGAN ASPAL DALAM PEMBUATAN GENTENG POLIMER
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 01 Juni 2013
PENGHARGAAN
Segala puji dan syukur hanya bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai salah satu persyaratan untuk meraih gelar Sarjana Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Dengan diselesaikannya skripsi ini, penulis menyampaikan penghargaan dan rasa terima kasih kepada Ibunda, Ayahanda, istri tercinta, anak tersayang serta seluruh keluarga yang telah memberikan dukungan moril, materi, kasih sayang dan doa restu kepada penulis. Pada kesempatan ini penulis juga ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Ibu Dr. Yugia Muis, M.Sc selaku dosen pembimbing I dan Bapak Prof Dr. Tamrin, M.Sc selaku dosen pembimbing II yang telah banyak memberi pengarahan dan bimbingan hingga skripsi ini dapat diselesaikan.
2. Ibu DR. Rumondang Bulan Nst, M.S selaku Ketua Departemen Kimia dan Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku sekretaris Jurusan Kimia FMIPA USU yang telah mengesahkan skripsi ini.
3. Seluruh staf pengajar serta pegawai Program Studi Kimia Ektensi FMIPA USU.
4. Rekan- rekan Mahasiswa Kimia Ekstensi angkatan 2009 atas kerjasama yang baik selama perkuliahan.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih kurang sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pihak pembaca demi kesempurnaan skripsi ini. Akhirnya semoga skripsi ini bermanfaat bagi penelitian dan kemajuan ilmu pengetahuan untuk yang akan datang.
Medan, Juni 2013
STUDI PENCAMPURAN KARET SIR-20 DAN POLIESTER DENGAN ASPAL DALAM PEMBUATAN GENTENG POLIMER
ABSTRAK
Penelitian tentang studi pencampuran karet SIR-20 dan poliester dengan aspal dalam pembuatan genteng polimer telah dilakukan. Genteng polimer dibuat dengan cara mencampurkan karet SIR-20 yang telah dilarutkan dalam xylene pada suhu 140 oC dengan poliester menggunakan katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKP), yang selanjutnya ditambahkan dengan aspal setelah suhu turun menjadi 60 oC. Hasil pencampuran tersebut dituang ke dalam cetakan, ditaburi dengan pasir halus yang kemudian dibiarkan mengering, dan dikarakterisasi. Karakterisasi telah dilakukan uji kuat tarik, uji penyerapan air, dan analisis FT-IR. Hasil penelitian menunjukkan bahwa yang paling optimum yaitu pada variasi karet SIR-20 : Poliester : Aspal (10 : 10 : 70) yang memberikan hasil penyerapan air yang minimum dengan tegangan tarik yang paling maksimum.
STUDY OF SIR-20 RUBBER AND POLYESTER MIXING WITH ASPHALT IN THE MANUFACTURE OF POLYMER TILE
ABSTRACT
Research about study of SIR-20 rubber and polyester mixing with asphalt in manufacture of polymer tile have been done. The polymer tile is made by mixing SIR-20 rubber that was dissolved in xylene at 140 ° C with polyester using the catalyst ( Methyl Ethyl Ketone Peroxide (MEPOXE), then added to the asphalt after the temperature drops to 60 oC. Result of mixing is poured into the mold, sprinkled with sand and then allowed to dry, and characterized. Characterization has been done with tensile strength test, the water absorption test and FT-IR analysis. The results showed that the most optimum is the variation of rubber SIR-20 : Polyester : Asphalt (10 : 10 : 70) which gives the minimum value for water adsorption and the maksimum value for tensile strengh.
DAFTAR ISI
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Permasalahan 3
1.3 Pembatasan Masalah 4
1.4 Tujuan Penelitian 4
1.5 Manfaat Penelitian 4
1.6 Metodologi Penelitian 5
1.7 Lokasi Penelitian 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 6
2.5 Katalis Metil Etil Keton Peroksida (Katalis MEKP) 19 2.6 Karakterisasi Genteng Polimer 20
2.6.1 Uji Kekuatan Tarik 20
2.6.2 Uji Penyerapan Air 22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 25
3.1 Bahan - Bahan 25
3.2 Alat - Alat 25
3.3 Prosedur Penelitian 26
3.3.1 Pembuatan Genteng Polimer (dalam 100 g sampel) 26 3.3.2 Karakterisasi Genteng Polimer 26
3.3.2.1 Uji Kekuatan Tarik 26 3.3.2.2 Uji Penyerapan Air 27 3.3.2.3 Analisis Gugus Fungsi Dengan FT-IR 27
3.3 Bagan Penelitian 28
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 29
4.1 Hasil 29
4.1.1 Hasil Pengujian Kekuatan Tarik 29 4.1.2 Hasil Pengujian Penyerapan Air 31 4.1.3 Hasil Pengujian Dengan Spektroskopi FT-IR 33
4.2 Pembahasan 37
4.2.1 Analisis Pengujian Kekuatan Tarik 37 4.2.2 Analisis Pengujian Penyerapan Air 38 4.2.3 Analisis Pengujian Dengan Spektroskopi FT-IR 38 4.2.4 Perkiraan Mekanisme Reaksi Antara Campuran Karet
SIR-20, Poliester, dan Aspal 40
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 42
5.1. Kesimpulan 42
5.2. Saran 43
DAFTAR PUSTAKA 44
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1Standar Indonesia Rubber 16 Tabel 2.2Karakteristik Beban Lentur Genteng Minimal 24 Tabel 4.1 Hasil Uji Kuat Tarik Campuran Karet SIR-20, Poliester, dan Aspal 30 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Penyerapan Air Campuran Karet SIR-20, Poliester, dan Aspal 31 Tabel 4.3 Bilangan Gelombang Campuran Karet SIR 20, Poliester, Aspal
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1Struktur Aspal 12
Gambar 2.2Struktur Karet Alam 14 Gambar 2.3 Reaksi Sintesis Poliester Tak Jenuh 18 Gambar 2.4 Reaksi Ikat Silang Poliester Dengan Stirena 18 Gambar 2.5 Struktur Metil Etil Keton Peroksida (MEKP) 19
Gambar 2.6 Kuat Tarik 21
Gambar 3.1 Bagan Penelitian Proses Pembuatan Genteng Polimer 28 Gambar 4.1Spektrum Campuran Karet SIR 20, Poliester, dan Aspal Dengan
Variasi (10:10:70) 32
Gambar 4.2Spektrum Campuran Karet SIR 20, Poliester, dan Aspal Dengan
Variasi (25:10:55) 33
Gambar 4.3Spektrum Campuran Aspal 33 Gambar 4.4Grafik Hubungan Antara Nilai Kuat Tarik Variasi Campuran
Karet SIR-20, Poliester, dan Aspal 35 Gambar 4.5Grafik Hubungan Antara Persentase Penyerapan Air Variasi
Campuran Karet SIR-20, Poliester, dan Aspal 37 Gambar 4.6 Perkiraan Mekanisme Reaksi Antara Campuran Karet SIR-20,
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Foto Lembaran Genteng Polimer Campuran Karet SIR-20, Poliester, Aspal,
dan Agregat Pasir 47
Lampiran 2 Foto Spesimen Genteng Polimer Campuran Karet SIR-20, Poliester, Aspal, dan Agregat Pasir Sebelum dan Sesudah Pengujian Kuat
Tarik
STUDI PENCAMPURAN KARET SIR-20 DAN POLIESTER DENGAN ASPAL DALAM PEMBUATAN GENTENG POLIMER
ABSTRAK
Penelitian tentang studi pencampuran karet SIR-20 dan poliester dengan aspal dalam pembuatan genteng polimer telah dilakukan. Genteng polimer dibuat dengan cara mencampurkan karet SIR-20 yang telah dilarutkan dalam xylene pada suhu 140 oC dengan poliester menggunakan katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKP), yang selanjutnya ditambahkan dengan aspal setelah suhu turun menjadi 60 oC. Hasil pencampuran tersebut dituang ke dalam cetakan, ditaburi dengan pasir halus yang kemudian dibiarkan mengering, dan dikarakterisasi. Karakterisasi telah dilakukan uji kuat tarik, uji penyerapan air, dan analisis FT-IR. Hasil penelitian menunjukkan bahwa yang paling optimum yaitu pada variasi karet SIR-20 : Poliester : Aspal (10 : 10 : 70) yang memberikan hasil penyerapan air yang minimum dengan tegangan tarik yang paling maksimum.
STUDY OF SIR-20 RUBBER AND POLYESTER MIXING WITH ASPHALT IN THE MANUFACTURE OF POLYMER TILE
ABSTRACT
Research about study of SIR-20 rubber and polyester mixing with asphalt in manufacture of polymer tile have been done. The polymer tile is made by mixing SIR-20 rubber that was dissolved in xylene at 140 ° C with polyester using the catalyst ( Methyl Ethyl Ketone Peroxide (MEPOXE), then added to the asphalt after the temperature drops to 60 oC. Result of mixing is poured into the mold, sprinkled with sand and then allowed to dry, and characterized. Characterization has been done with tensile strength test, the water absorption test and FT-IR analysis. The results showed that the most optimum is the variation of rubber SIR-20 : Polyester : Asphalt (10 : 10 : 70) which gives the minimum value for water adsorption and the maksimum value for tensile strengh.
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan peningkatan jumlah populasi penduduk kebutuhan akan rumah juga meningkat. Rumah sebagai tempat tinggal merupakan kebutuhan primer setelah makanan dan pakaian. Secara fisik rumah di Indonesia memiliki bagian dinding, atap, pintu, jendela, dan lantai yang didesain sesuai iklim di negara tropis. Adanya dua musim yakni penghujan dan kemarau mengharuskan bentuk atap yang tahan terhadap kedua cuaca tersebut. Penggunaan genteng di Indonesia untuk atap rumah saat ini kebanyakan yang terbuat dari genteng tanah (Aryadi, 2010).
Karakteristik dari suatu atap, tergantung atas tujuan dari bangunan yang ditutup, bahan-bahan konstruksi, konsep-konsep yang berhubungan dengan desain dan praktek, ditentukan oleh metoda dan bagaimana atap itu dipasang. Berbagai bahaya yang mungkin terjadi apabila atap dari suatu bangunan memiliki sifat seperti material yang keras dan berat, yaitu ada kemungkinan dari badai dan gempa yang dapat membahayakan keselamatan penghuni rumah (Aryadi, 2010).
Permintaaan genteng di Indonesia semakin meningkat seiring dengan pembangunan yang pesat. Bahan genteng yang digunakan pun sudah sangat bervariasi, mulai dari genteng tanah, seng, genteng berbahan keramik, genteng beton dan sebagainya. Khusus untuk genteng polimer, pemakaiannya saat ini sedang berkembang karena sangat fleksibel dan mudah dipasang serta ringan. Umumnya pemakaian genteng polimer ini masih terbatas dikarenakan harga yang relatif mahal dan masih merupakan barang impor.
bahan aspal, ban bekas (Tire Rubber) dan karet SIR 20 serta Sulfur, dengan bahan perekat isosianat dalam pembuatan genteng polimer. Handayani (2010) melakukan penelitian yang sama tetapi menggunakan bahan perekat poliurethan. Harni dan Husna (2011) melakukan penelitian menggunakan bahan campuran aspal dengan bahan-bahan daur ulang yaitu ban bekas, polipropilen bekas, dan polistirena foam untuk membuat genteng polimer.
Aspal merupakan destilat paling bawah dari minyak bumi, yang memiliki banyak sekali manfaatnya. Aspal sisa dapat digunakan di dalam bermacam produk-produk, diantaranya untuk jalan, trotoar kaki lima, lereng-lereng, jembatan-jembatan, lantai parkir, dan genteng (Sukirman, 2003). Penelitian-penelitian tentang pembuatan genteng polimer umumnya menggunakan aspal sebagai bahan utama. Karena genteng dengan bahan dasar aspal memiliki kelebihan antara lain tahan terhadap air, bobotnya cukup ringan jika dibandingkan dengan genteng yang menggunakan bahan material lain, dapat menyerap hawa panas sehingga ruangan yang ada di dalamnya akan tetap sejuk meskipun cuaca sedang gerah, harga material ini juga cukup murah dari material lainnya serta mudah diperbaiki apabila terjadi kerusakan. Kerusakan yang sering terjadi apabila menggunakan material aspal ini yaitu mudah retak atau patah (Sudarto, 2013), sehingga perlu adanya bahan aditif polimer untuk mengatasi kelemahan-kelemahan penggunaan material aspal tersebut sebagai genteng.
mempunyai kekuatan yang tinggi serta penyerapan air yang rendah dan pengerutan yang minimal. Poliester industri digunakan dalam penguatan ban, tali, kain buat sabuk mesin pengantar, sabuk pengaman, kain berlapis dan penguatan plastik dengan tingkat penyerapan energi yang tinggi. Poliester kristalin cair merupakan salah satu polimer yang digunakan industri karena sifat mekanis dan ketahanannya terhadap panas.
Pencampuran aspal dengan agregat seperti pasir dapat memperkuat atau memperkeras genteng aspal. Karena fungsi dari agregat pasir yaitu sebagai bahan perkerasan. Pasir merupakan bahan batuan halus yang terdiri dari butiran sebesar 0,14 - 5 mm didapat dari hasil disintegrasi batu alam, dan dari kondisi pembentukan tempat terjadinya pasir alam dapat dibedakan atas : pasir galian, pasir sungai,pasir laut yaitu bukit-bukit pasir yang dibawa ke pantai (Setyono, 2003).
Berdasarkan uraian diatas, maka peneliti ingin mencoba melakukan studi pencampuran bahan-bahan polimer yaitu poliester yang menggunakan katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKP) dan karet SIR-20 dengan aspal sebagai bahan baku dengan agregat pasir halus dalam pembuatan genteng polimer.
1.2 Permasalahan
Adapun yang menjadi permasalahan dalam penelitian ini yaitu :
1. Apakah genteng polimer dapat dibuat dengan mencampurkan aspal dengan karet SIR-20, poliester menggunakan katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKP), dan agregat pasir halus.
2. Apakah pencampuran antara aspal dengan karet SIR-20, poliester dan agregat pasir halus efektif dalam meningkatkan sifat fisis dan sifat mekanik dari genteng polimer. 3. Berapakah komposisi yang optimum dari pencampuran antara aspal dengan karet
1.3 Pembatasan Masalah
Pada penelitian ini sampel yang digunakan yaitu :
1. Bahan aspal yang dipergunakan yaitu aspal import asal iran dengan angka penetrasi 60/70 yang dibeli dari distributor PT. Gudang Aspal 51.
2. Bahan polimer yang dipergunakan yaitu Karet SIR-20 dari PTPN III Rantau Prapat dan Resin poliester tidak jenuh.
3. Bahan katalis yang dipergunakan yaitu katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKP). 4. Bahan agregat yang digunakan merupakan pasir halus yang diperoleh dari toko
panglong CV. Setia Jaya.
1.4 Tujuan Penelitian
Pada penelitian ini sampel yang digunakan yaitu :
1. Untuk mengetahui apakah genteng polimer dapat dibuat dengan mencampurkan aspal dengan karet SIR-20, poliester menggunakan katalis MEKP, dan agregat pasir halus. 2. Untuk melihat efektivitas pencampuran aspal dengan karet SIR-20, poliester, dan
agregat pasir halus dalam peningkatan sifat fisis dan sifat mekanik dari genteng polimer.
3. Untuk mengetahui optimasi campuran antara aspal dengan karet SIR-20 dan poliester agar diperoleh mutu genteng polimer yang lebih baik.
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Metodologi Penelitian
Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium, dimana pada penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahapan yaitu :
1. Tahapan pembuatan genteng polimer, yaitu poliester ditambahkan dengan katalis MEKP, dicampurkan dengan karet SIR-20 yang telah divariasikan dan dilarutkan dengan xylene sambil diaduk pada suhu 140 oC. Kemudian ditambahkan dengan aspal yang telah divariasikan ke dalam campuran bahan polimer, campuran dituang ke dalam cetakan, ditaburi dengan pasir, dan dibiarkan sampai mengering.
2. Tahapan karakterisasi, yaitu dengan uji kuat tarik, uji penyerapan air, serta analisis gugus fungsi dengan FTIR.
Variabel yang dilakukan dalam penelitian ini adalah :
1. Variabel Tetap : Poliester (10 g), Pasir halus (10 g), dan katalis MEKP (5% dari 10 g poliester).
2. Variabel Bebas : Karet SIR-20 (5 g, 10 g, 15 g, 20 g, dan 25 g)
Aspal (75 g, 70 g, 65 g, 60 g, dan 55 g).
3. Variabel Terikat : Kuat tarik, penyerapan air, dan analisis gugus fungsi dengan FTIR.
1.7 Lokasi Penelitian
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Genteng
Genteng merupakan bagian utama dari suatu bangunan sebagai penutup atap rumah. Fungsi utama genteng adalah menahan panas sinar matahari dan guyuran air hujan. Jenis genteng bermacam-macam, ada genteng beton, genteng tanah liat, genteng keramik, genteng seng dan genteng kayu (sirap). Keunggulan genteng tanah liat (lempung) selain murah, bahan ini tahan segala cuaca, dan lebih ringan dibanding genteng beton. Sedangkan kelemahannya, genteng ini bisa pecah karena kejatuhan benda atau menerima beban tekanan yang besar melebihi kapasitasnya. Kualitas genteng sangat ditentukan dari bahan dan suhu pembakaran, karena hal tersebut akan menentukan daya serap air dan daya tekan genteng (Aryadi, 2010).
Genteng merupakan salah satu komponen penting pembangunan perumahan yang memiliki fungsi untuk melindungi rumah dari suhu,hujan maupun fungsi lainnya. Agar kualitas genteng optimal, maka daya serap air harus seminimal mungkin, agar tidak terjadi kebocoran. (Musabbikhah dan Sartono, 2007).
Dengan mengingat fungsi genteng sebagai atap yang berperan penting dalam suatu bangunan untuk pelindung rumah dari terik matahari, hujan dan perubahan cuaca lainnya. Maka genteng harus mempunyai sifat mekanis yang baik, seperti kekuatan tekan, kekuatan pukul, kekerasan dan sifat lainnya (Saragih , 2007)
2.1.1 Jenis - Jenis Genteng
Setiap jenis penutup atap punya kelebihan dan kekurangannya masing-masing.Kita dapat memilihnya dengan mempertimbangkan penampilan, kepraktisan, bentuk dan umur rencananya masing-masing. Berikut akan dibahas beberapa jenis genteng yang popular saat ini :
a. Genteng Sirap
Penutup atap yang terbuat dari kepingan tipis kayu ulin (eusideroxylon zwageri) ini umur kerjanya tergantung keadaan lingkungan, kualitas kayu besi yang digunakan, dan besarnya sudut atap. Penutup atap jenis ini bisa bertahan antara 25 tahun hingga selamanya. Bentuknya yang unik cocok untuk rumah rumah bergaya country dan yang menyatu dengan alam.
b. Genteng Tanah Liat Tradisional
Material ini banyak dipergunakan pada rumah umumnya. Genteng terbuat dari tanah liat yang dipress dan dibakar dan kekuatannya cukup bagus.Genteng tanah liat membutuhkan rangka untuk pemasangannya. Genteng dipasang pada atap miring.
c. Genteng Keramik
Bahan dasarnya tetap keramik yang berasal dari tanah liat. Namun genteng ini telah mengalami proses finishing yaitu lapisan glazur pada permukaannya. Lapisan ini dapat diberi warna yang beragam dan melindungi genteng dari lumut. Umurnya bisa 20 – 50 tahun dapat ditanyakan ke distributor. Aplikasinya sangat cocok untuk hunian modern di perkotaan.
d. Genteng Beton
Bentuk dan ukurannya hampir sama dengan genteng tanah tradisional, hanya bahan dasarnya adalah campuran semen dan pasir kasar, kemudian diberi lapisan tipis yang berfungsi sebagai pewarna dan kedap air. Sebenarnya atap ini bisa bertahan hampir selamanya, tetapi lapisan pelindungnya hanya akan bertahan antara 30 tahun hingga 40 tahun.
e. Genteng Dak Beton
Atap ini biasanya merupakan atap datar yang terbuat dari kombinasi besi dan beton. Banyak digunakan pada rumah-rumah modern minimalis dan kontemporer. Konstruksinya yang kuat memungkinkan untuk mempergunakan atap ini sebagai tempat beraktifitas. Contohnya menjemur pakaian dan bercocok tanam dengan pot.Kebocoran pada atap dak beton sering sekali terjadi. Maka perlu pengawasan pada pengecoran dan pemakaian waterproofing pada lapisan atasnya.
f. Genteng Metal
Bentuknya lembaran, mirip seng. Genteng ini ditaman pada balok gording rangka atap, menggunakan sekrup. Bentuk lain berupa genteng lembaran.Pemasangannya tidak jauh berbeda dengan genteng tanah liat hanya ukurannya saja yang lebih besar. Ukuran yang tersedia bervariasi, 60-120cm (lebar), dengan ketebalan 0.3mm dan panjang antara 1.2-12m.
g. Genteng Seng
bahan pelapisnya. Jenis ini akan bertahan selama lapisan zinc ini belum hilang, yang terjadi sekitar tahun ke-30-an. Setelah itu, atap akan mulai bocor apabila ada bagian yang terserang karat.
h. Genteng Aspal
Genteng dari aspal ini tentu tak sepenuhnya dari material aspal.Genteng merupakan perpaduan antara bubuk kertas, serat organic, resin, serta aspal.Material ini diolah sehingga menghasilkan sebuah genteng yang ringan, lentur dan tahan air.Aspal dalam hal ini berfungsi sebagai anti tahan airsehingga atap menjadi tahan terhadap kebocoran. Selain anti bocor, genteng aspal juga lebih ringan dibandingkan genteng tanah liat, beton atau keramik. Dengan bobot yang ringan konstruksi atap pun bisa diminimalkan, sehingga biaya pun bisa dihemat.
Bahan meterial yang satu ini dari campuran lembaran bitumen (turunan aspal) dan bahan kimia lain. Ada dua model yang tersedia di pasar. Pertama, model datar bertumpu pada multipleks yang menempel pada rangka. Multipleks dan rangka dikaitkan dengan bantuan sekrup. Genteng aspal dilem ke papan. Untuk jenis kedua, model bergelombang, ia cukup disekrup pada balok gording (Harpendi, 2011).
2.1.2 Genteng Polimer
derajat kristalinitas dan cuaca. Komposit polimer yang memberikan sifat yang diinginkan lalu dicetak sesuai dengan bentuk genteng sehingga diperoleh genteng komposit polimer (Batan, 2011).
Secara keseluruhan genteng komposit polimer mempunyai beberapa keunggulan seperti ringan, kuat, ekonomis dan estetis serta menggunakan bahan alam yang berlimpah sebagai bahan pengisi. Keuntungan dari genteng polimer ini yaitu : ramah lingkungan, tahan lama, pemeliharaannya mudah, dan fleksibel. Berdasarkan sistemnya, genteng ini memiliki struktur polimer khusus yang meningkatkan fleksibilitas. Kekuatan tarik produk meningkat karena usia pembuatan lapisan lebih kuat dan lebih tahan lama untuk menyediakan produk dengan kinerja yang sangat baik (Latif, 2009).
2.2 Aspal
Aspal didefinisikan sebagai material perekat (cementitious), berwarna hitam atau coklat tua dengan unsur utama bitumen. Aspal dapat diperoleh di alam ataupun juga merupakan hasil residu dari pengilangan minyak bumi. Aspal merupakan material yang umum digunakan untuk bahan pengikat agregat, oleh karena itu seringkali bitumen disebut pula sebagai aspal. Pada suhu ruang, aspal adalah material yang berbentuk padat sampai agak padat, dan bersifat termoplastis. Jadi, aspal akan mencair jika dipanaskan sampai dengan temperatur tertentu, dan kembali membeku jika temperatur turun. Bersama dengan agregat, aspal merupakan material pembentuk campuran perkerasan jalan (Sukirman, 2003).
2.2.1 Jenis - Jenis Aspal
Secara umum, jenis aspal dapat diklasifikasikan berdasarkan asal dan proses pembentukannya adalah sebagai berikut :
a. Aspal Alam
Aspal alam ada yang diperoleh di gunung-gunung seperti aspal di pulau buton, dan ada pula yang diperoleh di pulau Trinidad berupa aspal danau. Aspal alam terbesar di dunia terdapat di Trinidad, berupa aspal danau. Indonesia memiliki aspal alam yaitu di Pulau Buton, yang terkenal dengan nama Asbuton (Aspal Pulau Buton). Penggunaan asbuton sebagai salah satu material perkerasan jalan telah dimulai sejak tahun 1920, walaupun masih bersifat konvensional. Asbuton merupakan batu yang mengandung aspal. Asbuton merupakan material yang ditemukan begitu saja di alam, maka kadar bitumen yang dikandungnya sangat bervariasi dari rendah sampai tinggi.
b. Aspal Minyak
Aspal minyak bumi adalah aspal yang merupakan residu destilasi minyak bumi. Setiap minyak bumi dapat menghasilkan residu jenis asphaltic base crude oil yang mengandung banyak aspal, parafin base crude oil yang mengandung banyak parafin, atau
mixed base crude oil yang mengandung campuran aspal dengan parafin. Hasil destilasi minyak bumi menghasilkan bensin, minyak tanah, dan solar yang diperoleh pada temperatur berbeda-beda, sedangkan aspal merupakan residunya. Residu aspal berbentuk padat, tetapi dapat pula berbentuk cair atau emulsi pada temperatur ruang.
Jadi, jika dilihat bentuknya pada temperatur ruang, maka aspal dibedakan atas beberapa bagian, yaitu :
- Aspal cair yaitu aspal yang berbentuk cair pada suhu ruang. Aspal cair merupakan semen aspal yang dicairkan dengan bahan pencair dari hasil penyulingan minyak bumi seperti minyak tanah, bensin, atau solar.
- Aspal emulsi, yaitu campuran aspal (55%-65%) dengan air (35%-45%) dan bahan pengemulsi 1% sampai 2% yang dilakukan di pabrik pencampur. Dalam aspal emulsi, butir-butir aspal larut dalam air. Untuk menghindari butiran aspal saling menarik membentuk butir-butir yang lebih besar, maka butiran tersebut diberi muatan listrik (Sukirman, 2003).
2.2.2 Sifat Kimiawi Aspal
Aspal merupakan senyawa hidrogen (H) dan karbon (C) yang terdiri dari bebebrapa senyawa seperti: paraffin, siklo paraffin. naften dan aromatis. Fungsi kandungan aspal dalam campuran juga berperan sebagai selimut agregat dalam bentuk film, dimana aspal yang berperan menahan gaya gesek permukaan dan mengurangi kandungan pori udara yang juga berarti mengurangi penetrasi air masuk ke dalam campuran (Rianung, 2007). Aspal seperti pada Gambar 2.1, merupakan senyawa yang kompleks, bahan utamanya disusun oleh hidrokarbon dan atom-atom Nitrogen (N), Sulfur (S), dan Oksigen (O) dalam jumlah yang kecil. Dimana unsur-unsur yang terkandung dalam aspal atau bitumen adalah Karbon (82-88%), Hidrogen (8-11%), Sulfur (0-6%), Oksigen (0-1,5%), dan Nitrogen (0-1%).
Berikut sifat-sifat dari senyawa penyusun dari aspal :
a. Asphaltene
Asphaltene merupakan senyawa komplek aromatis yang berwarna hitam atau coklat amorf, bersifat termoplatis dan sangat polar, perbandingan komposisi untuk H/C yaitu 1 :1, memiliki berat molekul besar antara 1000 – 100000, dan tidak larut dalam n-heptan.
Asphaltene juga sangat berpengaruh dalam menentukan sifat reologi bitumen, dimana semakin tinggi asphaltene, maka bitumen akan semakin keras dan semakin kental, sehingga titik lembeknya akan semakin tinggi, dan menyebabkan harga penetrasinya semakin rendah.
b. Maltene
Di dalam maltene terdapat tiga komponen penyusun yaitu saturate, aromatis, dan resin. Dimana masing-masing komponen memiliki struktur dan komposisi kimia yang berbeda, dan sangat menentukan dalam sifat rheologi bitumen.
Resin merupakan senyawa yang berwarna coklat tua, dan berbentuk solid atau semi solid dan sangat polar, dimana tersusun oleh atom karbon dan hidrogen, dan sedikit atom oksigen, Sulfur, dan Nitrogen, untuk perbandingan hidrogen dengan karbon H/C yaitu 1.3 – 1.4, memiliki berat molekul antara 500 – 50000, serta larut dalam n-heptan.
Aromatis merupakan senyawa yang berwarna coklat tua, berbentuk cairan kental, bersifat non polar, dan di dominasi oleh cincin tidak jenuh, dengan berat molekul antara 300 – 2000, terdiri dari senyawa naften aromatis, dengan komposisinya antara 40 - 65% dari total bitumen.
2.3 Karet Alam
Karet seperti pada Gambar 2.2 merupakan poliisoprena yang disintesis secara alami melalui polimerisasi enzimatik isopentilpirofosfat. Unit ulangnya adalah sama sebagaimana 1,4-poliisoprena. Dimana isoprena merupakan produk degradasi utama karet. Bentuk utama dari karet alam, yang terdiri dari 97% cis-1,4-poliisoprena, dikenal sebagai Hevea Rubber. Hampir semua karet alam diperoleh sebagai lateks yang terdiri dari 32-35% karet dan sekitar 5% senyawa lain, termasuk asam lemak, gula, protein, sterol ester dan garam. Lateks biasa dikonversikan ke karet busa dengan aerasi mekanik yang diikuti oleh vulkanisasi (Stevens, 2001). Komponen utama karet alam merupakan suatu rantai polimer yang tersusun dari hampir semua struktur cis-1,4 poliisoprena yang sempurna, oleh karena itu karet alam disebut juga dengan cis-1,4 poliisoprena (Morton, 1987).
Gambar 2.2 Struktur Karet Alam
2.3.1 Jenis-Jenis Karet Alam
Ada beberapa macam karet alam yang dikenal, diantaranya merupakan bahan olahan. Bahan olahan ada yang setengah jadi atau sudah jadi. Ada juga karet yang diolah kembali berdasarkan bahan karet yang sudah jadi.
1. Bahan olah karet (lateks kebun, sheet angin, slab tipis dan lump segar) 2. Karet konvensional (RSS, white crepes, dan pale crepe)
3. Lateks pekat
4. Karet bongkah atau block rubber (SIR 5, SIR 10, dan SIR 20) 5. Karet spesifikasi teknis atau crumb rubber
6. Karet siap olah atau tyre rubber
7. Karet reklim atau reclaimed rubber (Jumari, 1992).
2.3.2 Sifat - Sifat Karet Alam
Warnanya agak kecoklat-coklatan, tembus cahaya atau setengah tembus cahaya, dengan berat jenis 0,91 - 0,93. Sifat mekaniknya tergantung pada derajat vulkanisasi, sehingga dapat dihasilkan banyak jenis sampai jenis yang kaku seperti ebonite. Temperatur penggunaan paling tinggi sekitar 99 oC, melunak pada 130 oC dan terurai sekitar 200 oC. Sifat isolasi listriknya berbeda karena pencampuran dengan aditif.
Namun demikian, karakteristik listrik pada frekuensi tinggi, jelek. Sifat kimianya jelek terhadap ketahanan minyak dan ketahanan pelarut. Zat tersebut dapat larut dalam hidrokarbon, ester asam asetat, dan sebagainya. Karet yang kenyal agar mudah didegradasi oleh sinar UV dan ozon.
2.3.3 Penggunaan Karet Alam
kecil, pipa karet, kabel, isolator, bahan-bahan pembungkus logam, aksesoris olah raga dan lain-lain (Jumari, 1992).
2.3.4 Karet SIR-20
Standar mutu karet bongkah Indonesia tercantum dalam Standar Indonesia Rubber (SIR). SIR adalah Karet bongkah (karet remah) yang telah dikeringkan dan dikilang menjadi bandela-bandela dengan ukuran yang telah ditentukan. Karet SIR-20 berasal dari koagulum (lateks yang sudah digumpalkan) atau hasil olahan seperti lum,sit angin, getah keeping sisa, yang diperoleh dari perkebunan rakyat dengan asal bahan baku yang sama dengan koagulum.
Prinsip tahapan proses pengolahan karet SIR-20 yaitu tahapan sortasi bahan baku, tahapan pembersihan dan pencampuran makro, tahapan peremahan pengeringan, tahapan pengempaan bandela, dan tahapan pengemasan. Karet SIR-20 mempunyai spesifikasi berdasarkan Standar Indonesia Rubber (SIR) 06-1903-1990 sebagai berikut.
Tabel 2.1. Standar Indonesia Rubber
Perbedaan SIR 5, SIR 10, dan SIR 20 adalah pada standar spesifikasi mutu kadar kotoran, kadar abu dan kadar zat menguap yang sesuai dengan Standar Indonesia Rubber. Langkah proses pengolahan karet SIR 20 bahan baku koagulum (lum mangkok, sleb, sit angin, getah sisa). Disortasi dan dilakukan pembersihan dan pencampuran mikro, pengeringan gantung selama 10 hari sampai 20 hari, peremahan, pengeringan, pengempaan bandela, (setiap bandela 33 Kg atau 35 Kg), pengemasan dan karet SIR-20 siap untuk diekspor (Ompusunggu, 1987).
2.4 Poliester
Poliester adalah suatu kategori
dalam rantai utamanya. Meski terdapat banyak sekali poliester, istilah "poliester" merupakan sebagai sebuah bahan yang spesifik lebih sering merujuk pada Poliester yang termasuk zat kimia sintetis seperti polikarbonat dan polibutirat. Dapat diproduksi dalam berbagai bentuk seperti lembaran dan bentuk tiga dimensi, poliester sebagai termoplastik bisa mengalami perubahan bentuk setelah dipanaskan, dan poliester sangat mudah terbakar pada suhu tinggi. Serat dari poliester mempunyai kekuatan yang tinggi serta penyerapan air yang rendah dan juga pengerutan yang terjadi sangat minimal apabila dibandingkan dengan serat industri yang lain.
Satu-satunya bahan yang mempunyai nilai komersil untuk mengintrodusir pentakjenuhan ke dalam kerangka polimer adalah anhidrat maleat dan asam fumarat yang harganya relatif murah. Jika hanya digunakan asam tak jenuh dan glikol, produk akhirnya terlalu terikat silang dan rapuh sehingga tidak bisa dipakai. Oleh karena itu, kopoliester biasanya dipreparasi dengan mengandung asam tak jenuh danasam yang tidak bisa berikat silang.
Reaksi berikut ini seperti pada Gambar 2.3 memperlihatkan satu sintesispoliester tak jenuh yang khas dari anhidrat-anhidrat maleat dan ftalat (dalam rasio molar 1:1) dan dietil glikol. Unit-unit ftalat terdistribusi secara acak (Stevens. 2001)
Gambar 2.3 Reaksi Sintesis Poliester Tak Jenuh
Reaksi ikat silang dengan stirena menggunakan katalis peroksida digambarkan dalam reaksi berikut (Stevens, 2001) :
Poliester resin tak jenuh adalah jenis polimer thermoset yang memiliki struktur rantai karbon yang panjang. Matriks jenis ini memiliki sifat dapat mengeras pada suhu kamar dengan penambahan katalis tanpa pemberian tekanan ketika proses pembentukannya. Struktur material yang dihasilkan berbentuk crosslink dengan keunggulan pada daya tahan yang lebih baik terhadap jenis pembebanan statik dan impak (Stevens, 2001). Ketahanan terhadap pembebanan statik dan impak membuat material ini sangat sesuai untuk digunakan sebagai bahan aditif dalam pembuatan genteng polimer sehingga genteng tahan terhadap beban kejutan.
Hal ini disebabkan molekul yang dimiliki material ini ialah dalam bentuk rantai atom karbon yang saling berhubungan satu dengan lainnya. Dengan demikian struktur molekulnya menghasilkan efek peredaman yang cukup baik terhadap beban yang diberikan. Kekuatan material ini diperoleh ketika dicetak dalam bentuk komposit, dengan adanya material-material penguat, seperti serat kaca, karbon, dan lain-lain, akan meningkatkan sifat mekanik material tersebut. Sementara ketika dalam keadaan tunggal, maka material ini akan bersifat kaku dan rapuh (Stevens, 2001).
2.5 Katalis Metil Etil Keton Peroksida (Katalis MEKP)
Metil etil keton peroksida (MEKP) adalah peroksida organik, memiliki daya ledak yang sama besar dengan aseton peroksida. MEKP berbentuk cair, berwarna bening, tidak berminyak sedangkan aseton peroksida adalah bubuk putih. MEKP sedikit kurang sensitif terhadap suhu, dan lebih stabil dalam penyimpanan.
MEKP seperti pada Gambar 2.5 pertama kali telah ditemukan pada tahun 1906 adalah dalam bentuk dimer siklik, C8H16O4. MEKP dalam bentuk dimer siklik ini biasanya
Gambar 2.5 Struktur Metil Etil Keton Peroksida (MEKP)
Katalis MEKP merupakan material kimia yang berfungsi untuk mempercepat reaksi
polimerisasi struktur komposit pada kondisi suhu kamar dan tekanan atmosfir atau mempercepat
proses pengeringan pada bahan matriks suatu komposit. Pemberian katalis dapat berfungsi untuk
mengatur waktu pembentukan gelembung blowing agent, sehingga tidak mengembang secara
berlebihan, atau terlalu cepat mengeras yang dapat mengakibatkan terhambatnya pembentukan
gelembung.
Penggunaan katalis MEKP sebaiknya diatur berdasarkan kebutuhannya. Semakin banyak katalis yang dicampurkan pada cairan matriks akan mempercepat proses laju pengeringan, tetapi akibat mencampurkan katalis terlalu banyak adalah membuat komposit menjadi getas. Pada saat mencampurkan katalis ke dalam matriks maka akan timbul reaksi panas (60-90 oC).
2.6 Karakterisasi Genteng Polimer
Karakterisasi dari genteng polimer yang dibuat dari campuran antara aspal dengan karet SIR-20 dan poliester yaitu dengan uji kuat tarik, uji penyerapan air, dan analisis gugus fungsi dengan FTIR.
2.6.1 Uji Kekuatan Tarik
Uji kekuatan tarik ini bertujuan untuk mengetahui kekuatan maksimum suatu material bila dikenai beban. Pengujian ini dilakukan dengan menarik spesimen di kedua ujungnya hingga putus. Hasil yang di dapat dari uji tarik adalah beban maksimum yang dapat ditahan dengan kemuluran material. Biasanya hasil pengujian dituliskan dalam bentuk gaya persatuan luas. Gambar spesimen uji berdasarkan ASTM D 638.
50 mm
165 mm
20 mm
13 mm
Gambar 2.6 Kuat Tarik
Sifat mekanis biasanya dipelajari dengan mengamati sifat kekuatan tarik (σt)
menggunakan alat pengukur tensiometer atau dynamometer, bila terhadap beban maksimum (Fmax) yang dibutuhkan untuk memutuskan spesimen bahan dibagi dengan luas penampang
Dimana : σt = Nilai kuat tarik, N/mm2
Fmax = Beban maksimum, N
Ao = Luas penampang awal, mm2
Selama deformasi dapat disimpulkan bahwa volume spesimen tidak berubah sehingga perbandingan luas penampang semula dengan penampang setiap saat dan semula.
Bila didefinisikan besaran kemuluran (ε) sebagai nisbah pertambahan panjang terhadap
spesimen semula (ε = Δl / lo), maka diperoleh hubungan sebagai berikut :
)
Dari tegangan dan kemuluran material di dapat suatu modulus yang biasa disebut modulus young’s :
2.6.2 Uji Penyerapan Air
Untuk metode pengujian penyerapan air ini mengacu pada ASTM C 20-00-2005 dan SNI 01-4449-2006. Dimana pengujian ini dilakukan untuk mengetahui besarnya persentase penyerapan air oleh genteng polimer. Metode pengujian ini dilakukan dengan melakukan perendaman terhadap sampel genteng polimer untuk waktu perendaman selama 24 jam (1 hari). Untuk menentukan besarnya nilai penyerapan air, dapat menggunakan persamaan sebagai berikut (Newdesnetty, 2009) :
%
2.6.3 Analisis Gugus Fungsi Dengan FT-IR
Intrumen yang digunakan untuk mengukur resapan radiasi infra merah pada berbagai panjang gelombang disebut spektrofometer infra merah. Spektrofotometer infra merah pada dasarnya terdiri dari komponen-komponen pokok yang sama dengan alat spektrofotometer ultra lembayung dan sinar tampak, yaitu terdiri dari sumber sinar, monokromator berikut alat-alat optik seperti cermin dan lensa, sel tempat cuplikan, detektor amplifier dan alat dengan skala pembacaan atau alat perekam spektra (recorder) akan tetapi disebabkan kebanyakan bahan dalam menstransmisikan radiasi infra merah berlainan dengan sifatnya dalam menstransmisikan radiasi ultra lembayung, sinar tampak, sifat dan kemampuan komponen alat tersebut diatas berbeda untuk kedua jenis alat spektrofotometer itu (Hummel, 1985).
(IR) akan menentukan gugus fungsi dari molekul yang memberikan regangan pada daerah serapan infra merah. Tahap awal identifikasi bahan polimer, maka harus diketahui pita serapan yang karakteristik untuk masing-masing polimer dengan membandingkan spektra yang telah dikenal.
Pita serapan yang khas ditunjukan oleh monomer penyusun material dan struktur molekulnya. Umumnya pita serapan polimer pada spektra infra merah (IR) adalah adanya ikatan C-H regangan pada daerah 2880 cm-1 yang sampai 2900 cm-1 dan regangan dari gugus fungsi lain yang mendukung suatu analisis material (Hummel, 1985).
Dua variasi instrumental dari spektroskopi IR yaitu metode dispersif dan metode Fourier Transform (FT). Kelebihan-kelebihan dari FT-IR:
- Persyaratan ukuran sampel yang kecil - Perkembangan spektrum yang cepat
- Instrument ini memiliki computer yang terdedikasi
- Kemampuan untuk menyimpan dan memanipulasi spektrum
FT-IR telah membawa tingkat keserbagunaan yang lebih besar kepenelitian-penelitian strukur polimer.Karena spectrum-spektrum bias di-scan, disimpan dan ditransformasikan dalam hitungan detik.Teknik ini memudahkan penelitian-penelitian reaksi-reaksi polimer seperti degradasi atau ikat silang. Persyaratan ukuran sampel yang kecil mempermudah kopling instrument FT-IR dengan suatu mikroskop untuk analisis bagian-bagian sampel polimer yang sangat terlokalisasi (Stevens, 2001).
2.7 Syarat Mutu Genteng Menurut Standar Nasional Indonesia (SNI)
Menurut Standar Nasional Indonesia (SNI) 0096:2007, mengenai persyaratan mutu genteng meliputi :
1. Sifat Tampak.
2. Kerataan maksimal 3 mm. 3. Penyerapan air maksimal 10%.
4. Ketahanan Terhadap Perembesan Air (Impermeabilitas).
Tidak boleh ada tetesan air dari permukaan bawah genteng kurang dari 20 jam ± 5 menit. 5. Beban Lentur.
Genteng harus mampu menahan beban lentur minimal, seperti pada tabel 2.2. (BSN, 2007).
Tabel 2.2 Karakteristik Beban Lentur Genteng Minimal
Tinggi Profil (mm)
Genteng Interlok Genteng
Profil Rata-rata Non
t > 20 20 > t > 5 t < 5 Interlok Lebar Penutup
(mm) > 300 > 200 > 300 > 200 > 300 > 200 - Beban Lentur
(N) 2400 1400 1400 1000 1200 800 550
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Bahan - Bahan
- Aspal Tipe penetrasi 60/70 - Karet SIR-20
- Resin Poliester - Katalis MEKP
- Xylene p.a Merck
- Pasir Halus
3.2 Alat - Alat
- Gelas Beaker 500 mL Pyrex
- Gelas Ukur 50 mL Pyrex
- Neraca Analitis Mettler Toledo
- Hot Plate dan Agitator Corning PC 400 d/Fisher Dyne Mix
- Cetakan spesimen ASTM D 638 - Plat Tipis Stainless Stell
- Mesin uji tarik Tokyo Testing Machine Type-20E MGF
- Spektroskopi FTIR Perkin Elmer
3.3 Prosedur Penelitian
3.3.1 Pembuatan Genteng Polimer (dalam 100 g sampel)
- Ditimbang karet SIR-20 dengan variasi berat yaitu 5 g, 10 g, 15 g, 20 g dan 25 g dan dimasukkan ke dalam gelas beaker, kemudian dilarutkan dengan xylene, lalu dipanaskan pada suhu 140 oC sambil diaduk sampai larut.
- Dimasukkan poliester sebanyak 10 g pada gelas beaker yang berbeda, kemudian ditambahkan katalis MEKP sebanyak 5% dari 10 g poliester, lalu diaduk dengan kecepatan 180 rpm sampai homogen.
- Ke dalam larutan poliester tersebut ditambahkan campuran karet SIR-20 sambil diaduk dengan agitator selama 4 jam dengan kecepatan pengadukan tetap lalu dibiarkan dingin sampai dengan suhu 60 oC.
- Kemudian ditimbang aspal dengan variasi berat yaitu 75g, 70 g, 65 g, 60 g, dan 55 g - Setelah campuran tersebut mencapai suhu 60 oC dan homogen, lalu ditambahkan
dengan aspal dan diaduk kembali sampai campuran merata.
- Proses pengadukan dihentikan setelah campuran tersebut merata, kemudian dituangkan campuran tersebut ke dalam cetakan yang sudah dilapisi dengan alumunium foil, dan diratakan dengan mistar baja.
- Setelah campuran tersebut rata, lalu ditaburi pasir halus sebanyak 10 g secara merata pada permukaan campuran tersebut dan dibiarkan sampai mengeras.
3.3.2 Karakterisasi Genteng Polimer
3.3.2.1 Uji Kekuatan Tarik
Pengujian kuat tarik (tensile strength) mengacu pada SNI 03-2105-2006, pengujian ini dilakukan dengan menggunakan mesin uji Tokyo Testing Machine yang berkapasitas 2000 Kgf. Dengan prosedur pengujian sebagai berikut :
- Spesimen dipersiapkan sesuai dengan Gambar 2.6
- Spesimen ditempatkan pada mesin uji tarik, kemudian spesimen dicengkram dengan pemegang yang tersedia di mesin dengan kuat untuk menghindari spesimen bergeser. - Spesimen dicengkram dengan jarak pencengkram 50 mm.
- Diberikan beban maksimum sebesar 100 Kgf sambil melakukan penarikan, dengan kecepatan pembebanan 10 mm/menit.
- Dicatat gaya tarik maksimum dalam satuan Kgf.
- Berdasarkan data tersebut dengan menggunakan persamaan (2.1), maka besarnya nilai kuat tarik dapat dihitung.
3.3.2.2 Uji Penyerapan Air
Pengujian penyerapan air dilakukan mengacu pada SNI 01-4449-2006. Dengan prosedur pengukurannya sebagai berikut :
- Sampel dipotong sembarangan, dilap dan dibersihkan, kemudian ditimbang beberapa kali sehingga diperoleh massa kering yang konstan, (Mk).
- Sampel direndam di dalam air selama 24 jam, kemudian sampel diangkat dan dilap, lalu ditimbang dan selanjutnya disebut dengan massa basah, (Mb).
3.3.2.3 Analisis Gugus Fungsi Dengan FT-IR
- Sampel yang dianalisis terlebih dahulu dipotong dalam ukuran kecil kemudian dipanaskan hingga meleleh.
- Hasilnya dioleskan dengan tipis pada kepingan KBr, kemudian di uji dengan FT-IR. - Hasil yang diperoleh berupa kurva yang menampilkan puncak (peak) yang kemudian
3.4 Bagan Penelitian
Ditambahkan 5% katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKP) dari 10 g poliester
Diaduk hingga homogen dengan kecepatan 180 rpm
Campuran Homogen (Karet SIR-20 dan Poliester)
Dicampurkan dan diaduk dengan agitator hingga homogen selama 4 jam (180 rpm) Dibiarkan suhu menurun hingga mencapai suhu 60 oC
Ditambahkan Aspal (75 g, 70 g, 65 g, 60 g, dan 55 g) Diaduk hingga homogen
Campuran Homogen (Aspal, Karet SIR-20, dan Poliester)
Dituang ke dalam cetakan Diratakan dengan mistar baja
Ditaburkan pasir pada permukaan secara merata Dibiarkan mengering
Genteng Polimer
Dikarakterisasi
Uji Kuat Tarik Uji Penyerapan Air Uji FTIR
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
Genteng polimer telah dibuat dengan mencampurkan antara aspal dengan karet SIR-20 dan poliester yang menggunakan katalis MEKP dan ditaburi dengan pasir halus pada permukaannya. Dengan memvariasikan antara aspal dan karet SIR-20. Hasil kemudian dikarakterisasikan dengan pengujian kuat tarik, penyerapan air, dan analisis gugus fungsi dengan FTIR.
4.1.1 Hasil Pengujian Kekuatan Tarik
Proses pengujian kuat tarik mengacu pada SNI 03-2105-2006 mengenai standart prosedur pengujian kuat tarik. Pengujian ini diperlukan untuk mengetahui besarnya kekuatan tarik suatu sampel terhadap beban yang diberikan sampai pada batas maksimumnya, dimana sampel ditarik dikedua ujungnya sampai putus.
Pengujian kuat tarik ini dilakukan terhadap semua jenis variasi sampel dengan menggunakan alat Tokyo Testing Machine yang mempunyai kapasitas maksimum sebesar 2000 kgf. Pembebanan yang diberikan sebesar 1000 kgf terhadap benda uji dengan kecepatan 10 mm/menit. Hasil pengujian kuat tarik tersebut didapatkan pengukuran harga gaya maksimum (load) yang selanjutnya disebut dengan Fmax satuan
Diketahui nilai gaya maksimum (load) Fmax = 1,37 kgf, lebar 5 mm
Harga ini dirubah kesatuan N/m2 , maka diperoleh :
2
Sehingga diperoleh nilai kuat tarik dari sampel campuran karet SIR-20, Poliester, dan Aspal dengan variasi (10:10:70) yaitu sebesar 1,34 MPa. Dan mengacu pada perhitungan tersebut, maka diperoleh nilai kuat tarik dan regangan masing-masing sampel dalam yang disajikan dalam bentuk Tabel 4.1 berikut.
Tabel 4.1 Hasil Uji Kuat Tarik Campuran Karet SIR-20, Poliester, dan Aspal Tabel 4.1 Hasil Uji Kuat Tarik Campuran Karet SIR-20, Poliester, dan Aspal
Berdasarkan Tabel 4.1 tersebut, dapat diketahui bahwa nilai kuat tarik (σt) maksimum diperoleh pada sampel campuran Karet SIR 20,
Poliester, dan Aspal dengan variasi (10:10:70) sebesar 1,34 x 106 N/m2 dan nilai kuat tarik (σt) minimum diperoleh pada sampel campuran Karet
4.1.2 Hasil Pengujian Penyerapan Air
Proses pengujian penyerapan air ini mengacu pada ASTM C-20-00-2005 tentang prosedur pengujian, dimana pengujian ini bertujuan untuk menentukan besarnya persentase air yang terserap oleh sampel yang direndam dengan perendaman selama 24 jam. Pengujian penyerapan air ini telah dilakukan terhadap semua jenis variasi sampel yang ada, dimana data hasil penimbangan massa sampel kering dan massa sampel basah disubstitusikan ke persamaaan (2.4) untuk mendapatkan nilai persentase daya serap airnya. Berikut contoh perhitungan untuk campuran Karet SIR 20, Poliester, dan Aspal dengan variasi (10:10:70).
Diketahui : massa sampel kering (Mk) = 5,63 g dan massa jenuh air
atau massa sampel basah (Mb) = 5,66 g, maka persentase penyerapan air
yaitu :
Sehingga diperoleh persentase penyerapan air dari sampel campuran karet SIR-20, Poliester, dan Aspal dengan variasi (10:10:70) yaitu sebesar 0,53%. Dan mengacu pada cara perhitungan tersebut, maka diperoleh persentase penyerapan air dari masing-masing sampel yang disajikan dalam bentuk Tabel 4.2 berikut ini.
4.1.3 Hasil Pengujian Dengan Spektroskopi FT-IR
Pengujian dengan menggunakan Spektroskopi FT-IR dilakukan untuk mengetahui perubahan gugus fungsi yang terdapat pada campuran Karet SIR 20, Poliester, dan Aspal. Pengujian ini dilakukan terhadap campuran Karet SIR 20, Poliester, dan Aspal yang memiliki nilai kuat tarik maksimum dan minimum, yaitu campuran Karet SIR-20, Poliester, dan Aspal variasi (10:10:70) dan campuran Karet SIR 20, Poliester, dan Aspal variasi (25:10:55).
Gambar 4.3 Spektrum Aspal
Dari ketiga gambar tersebut, maka dapat diketahui gugus-gugus fungsi yang terkandung dalam sampel, yang dinyatakan ke dalam bentuk tabel, seperti pada Tabel 4.3 berikut :
Tabel 4.3 Bilangan Gelombang Campuran Karet SIR 20, Poliester, Aspal Variasi (10:10:70) dan (25:10:55) serta Aspal
No Sampel
Bilangan Gugus
F u ng
si Gelomban
g (cm
-1
)
Gamba
r Campuran 3542,51
1439,11 CH2
4.2.1 Analisis Pengujian Kekuatan Tarik
1,29
Sampel (SIR-20 : Poliester : Aspal)
K
Gambar 4.4 Grafik Hubungan Antara Nilai Kuat Tarik Variasi Campuran Karet SIR-20, Poliester, dan Aspal
Berdasarkan hasil dari pengujian kuat tarik, diketahui bahwa penambahan campuran aspal ke dalam karet SIR-20 dan poliester menunjukkan adanya peningkatan daya tarik sampel terhadap beban yang diberikan, hal ini terlihat jelas dari grafik pada Gambar 4.4 tersebut. Dimana pada gambar tersebut diketahui nilai kuat tarik maksimum diperoleh pada sampel campuran Karet SIR-20, Poliester, dan Aspal dengan variasi (10:10:70) sebesar 1,34 N/m2 dengan regangan sebesar 80,41 mm/menit.
Aspal yang ditambahkan ini berfungsi sebagai anti air yang dapat mencegah air merembes atau tembus melalui lapisan genteng. Penambahan aspal sebesar 70 % dalam campuran karet SIR-20 dan poliester masing-masing sebesar 10% telah menghasilkan nilai kuat tarik yang maksimum yaitu sebesar 1,37 N/m2, dan hasil kombinasi tersebut diperoleh campuran bahan untuk mendapatkan sifat mekanis yang diharapkan untuk dijadikan genteng. Sedangkan penambahan aspal sebesar 75% dengan komposisi karet SIR-20 yang hanya 5% menyebabkan penurunan pada kekuatan atau tegangan tarik pada genteng polimer sebesar 1,29 N/m2, sehingga kekerasannya kurang atau tidak baik untuk dijadikan genteng.
Peranan dari karet SIR-20 disini menunjukkan bahwa genteng polimer menjadi sedikit lebih elastis, tidak mudah patah. Tetapi terlalu banyak komposisi karet SIR-20 dengan diiringi pengurangan komposisi aspal juga tidak cukup baik, karena ikatan dalam campuran pada genteng polimer tersebut menjadi lebih rapuh dan kurang elastis, sehingga nilai kuat atau tegangan tarik yang dihasilkan menjadi lebih rendah dari yang sebelumnya. Sehingga komposisi optimum dari campuran tersebut yaitu pada nilai kuat atau tegangan tarik yang paling maksimum yaitu pada komposisi campuran Karet SIR-20, Poliester, dan Aspal (10:10:70).
4.2.2 Analisis Pengujian Penyerapan Air
Berdasarkan data pengujian penyerapan air padaTabel 4.2 tersebut dapat diketahui bahwa persentase minimum terdapat pada sampel campuran karet SIR-20, Poliester, dan Aspal dengan variasi (5:10:75) dan (10:10:70) sebesar 0,53% dan persentase maksimum terdapat pada sampel campuran karet SIR-20, Poliester, dan Aspal dengan variasi (25:10:55). Dan dari data Tabel 4.2 tersebut dapat dilihat hubungan antara kuat tarik dengan sampel campuran Karet SIR 20, Poliester, dan Aspal yang dinyatakan dalam bentuk grafik, seperti pada Gambar 4.5.
0,53 0,53
Sampel (SIR-20 : Poliester : Aspal)
P
Berdasarkan Gambar 4.5 diatas terlihat penyerapan air minimum pada sampel campuran Karet SIR-20, Poliester, dan Aspal dengan variasi (5:10:75) dan (10:10:70) sebesar 0,53%. Dan penyerapan air maksimum pada sampel campuran Karet SIR-20, Poliester, dan Aspal dengan variasi (25:10:55) sebesar 0,88%. Dan rata-rata penyerapan air dari campuran Karet SIR-20, Poliester, dan Aspal yaitu sebesar + 0,70%.
Berdasarkan SNI-0096:2007, bahwa penyerapan air maksimal sebesar 10%. Hal ini menunjukkan bahwa semua sampel yang telah diujikan, untuk nilai penyerapan airnya memenuhi standar minimum penyerapan air dan layak untuk digunakan sebagai genteng ditinjau dari persentase penyerapan airnya..
Aspal yang berfungsi sebagai anti air (waterproof), yang dapat mencegah air merembes atau tembus melalui lapisan genteng. Hal ini jelas terbukti semakin banyak penambahan aspal maka penyerapan airnya semakin minimum. Pada campuran Karet SIR-20, Poliester, dan Aspal dengan variasi (5:10:75) nilai penyerapan airnya sama dengan campuran Karet SIR-20, Poliester, dan Aspal dengan variasi (10:10:70) yaitu sebesar 0,53%. Seharusnya penambahan aspal yang lebih banyak akan menghasilkan persentase penyerapan air yang lebih minimum. Sementara pada kedua variasi tersebut persentase penyerapan airnya sama. Hal ini berarti perubahan komposisi antara aspal dengan karet SIR-20 pada kedua variasi tersebut tidak terlalu mempengaruhi persentase penyerapan air.
4.2.3 Analisis Pengujian Dengan Spektroskopi FT-IR
kuat pada bilangan gelombang 2929,27 cm-1 menunjukan adanya senyawa CH alifatis. Serapan tajam dan intensitas kuat pada bilangan gelombang 1673,1 cm-1 menunjukkan adanya C=C dan serapan =C-H (Sp2-s) pada bilangan gelombang 3073,89 cm-1 yang menandakan adanya senyawa alkena. Selanjutnya serapan tajam dan intensitas kuat terlihat pada bilangan gelombang 1439,2 cm-1 dan 1388,7 cm-1 menandakan adanya pemunculan CH2 dan CH3. Adanya serapan tajam C-O dan kuat pada
bilangan gelombang 1093,9 cm-1. Serapan tajam dengan kuat pada bilangan gelombang 865,78 cm-1 dan 659,21 cm-1 menunjukkan adanya =CH.
Spektrum campuran Karet SIR-20, Poliester, dan Aspal dengan variasi (25:10:55) sesuai dengan Gambar 4.4 yang tidak jauh berbeda dengan Gambar 4.3, hal ini diketahui adanya serapan melebar dan intensitas kuat pada bilangan gelombang 3525,32 cm-1 yang menunjukkan adanya gugus hidroksil –OH. Serapan tajam dan intensitas kuat pada bilangan gelombang 2930,18 cm-1 menunjukan adanya senyawa CH alifatis. Serapan tajam dan intensitas kuat pada bilangan gelombang 1673,0 cm-1 menunjukkan adanya C=C dan serapan =C-H (Sp2-s) pada bilangan gelombang 3072,68 cm-1 yang menandakan adanya senyawa alkena. Selanjutnya serapan tajam dan intensitas kuat terlihat pada bilangan gelombang 1439,1 cm-1 dan 1388,4 cm-1 menandakan adanya pemunculan CH2 dan CH3. Dan menurut Dachriyanus (2004) dan Sitorus
(2009) bahwa adanya senyawa ester akan memunculkan serapan tajam C-O dan kuat pada bilangan gelombang 1300 – 1000 cm-1, dengan serapan tersebut terlihat pada bilangan gelombang 1094,5 cm-1. Serapan tajam dengan kuat pada bilangan gelombang 865,61 cm-1 dan 659,14 cm-1 menunjukkan adanya =CH
menandakan adanya gugus hidroksil –OH. Selanjutnya serapan tajam dan intensitas kuat terlihat pada bilangan gelombang 2921,34 cm-1 menandakan adanya C-H alifatis, serapan melebar dan intensitas lemah juga ditunjukkan pada bilangan gelombang 1624,61 cm-1 menandakan adanya ikatan C=C alkena. Serapan tajam dan intensitas lemah terlihat pada bilangan gelombang 1462,56 cm-1 dan 1376,58 cm-1 menandakan adanya pemunculan CH2 dan CH3. Serapan tajam dan intensitas kuat pada
bilangan gelombang 1032,40 cm-1 menunjukkan adanya ikatan C-O.
Pada Gambar 4.3 dan 4.4 menunjukkan adanya kesamaan diantara kedua gambar yang menunjukkan bahwa perbedaan komposisi pada campuran karet SIR-20, poliester, dan aspal tidak menunjukkan perbedaan. Tetapi apabila dibandingkan dengan Gambar 4.5 yang menunjukkan spektrum dari aspal tanpa adanya bahan polimer, telah menunjukkan perbedaan yang nyata, dimana adanya perbedaan bentuk spektrum baik intensitas maupun serapannya, juga tidak adanya gugus C=O dan =CH yang sebelumnya terlihat pada Gambar 4.3 dan 4.4., yang diperkirakan gugus-gugus tersebut berasal dari poliester dan atau karet SIR-20.
Spektrum pada Gambar 4.3 dan 4.4 untuk gugus CH2 dan CH3
terlihat serapan tajam dan intensitas kuat yang berarti banyak gugus CH2
dan CH3 terdapat pada spektrum tersebut yang diperkirakan berasal dari
kedua bahan polimer yaitu poliester dan Karet SIR-20. Sedangkan pada Gambar 4.5 untuk gugus CH2 dan CH3 terlihat serapan tajam dan
4.3 Perkiraan Mekanisme Reaksi Antara Campuran Karet SIR-20, Poliester, dan Aspal
Gambar 4.6 Perkiraan Mekanisme Reaksi Antara Campuran Karet SIR-20, Poliester, dan Aspal
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian ini, dapat diambil kesimpulan bahwa :
4. Genteng polimer dapat dibuat dengan mencampurkan aspal, karet SIR-20 yang telah dilarutkan dengan xylene, dan poliester menggunakan katalis MEKP (Metil Etil Keton Peroksida) serta ditaburkan dengan pasir halus secara merata ke bagian permukaan genteng polimer yang kemudian dibiarkan sampai mengeras.
5. Campuran aspal dengan karet SIR-20, poliester, dan agregat pasir efektif dalam meningkatkan sifat fisis dan sifat mekanik dari genteng polimer dan telah menghasilkan tegangan tarik sebesar maksimum 1,34 x 106 N/m2, dan penyerapan air yang minimum yaitu sebesar 0,53% dan ini telah memenuhi batas makismum penyerapan air yaitu 10% menurut SNI-0096:2007. Adanya perubahan gugus fungsi terjadi setelah aspal dicampurkan dengan karet SIR-20 dan poliester menunjukkan campuran aspal dengan karet SIR-20 dan poliester telah berinteraksi.
5.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
Asiyanto. 2008. Metode Konstruksi Proyek Jalan. Jakarta : Univeristas Indonesia - Press. Aryadi, Y. 2010. Pengujian Karakteristik Mekanik Genteng. Program Studi teknik Mesin.
Fakultas Teknik. Surakarta : Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Batan. 2011. Komposit Polimer. http://www.batan.go.id/ view_news.php?id_berita= 941&dbtb=Berita. Diakeses 05 Oktober 2011
BSN. 2007. Genteng Beton. SNI 0096:2007. Jakarta : Badan Standarisasi Nasional. Buana, K.S. 2009. Teknologi Karet. Medan : Universitas Sumatera Utara. Hal. 4.
Dachriyanus. 2004. Analisis Struktur Senyawa Organik Secara Spektroskopi. Padang : Andalas University Press.
Diater, G. 1981. Mechanical Metallurgy. McGraw-Hill Kogakusha, Ltd.
Ediputra, K. 2010. Studi Campuran Aspal Dengan Ban Bekas (Tire Rubber) Sebagai Bahan Baku Genteng Polimer Menggunakan Bahan Perekat Isosianat. Tesis Program Pasca Sarjana Ilmu Kimia FMIPA. Medan : Universitas Sumatera Utara.
Hanafi, M. 2012. Metil Etil Keton Peroksida (MEKP) https://sites.google.com /site/carbonspirotehnika/energetski-materiali/inicalni/metil-etil-keton-peroksid. Diakses 30 Desember 2012.
Handayani, S. 2010. Studi Penggunaan Campuran Karet Alam SIR-20 Dan Ban Bekas Dengan Aspal Sebagai Genteng Polimer Menggunakan Perekat Poliuretan. Skripsi. Departemen Kimia FMIPA. Medan : Universitas Sumatera Utara.
Harni, J. 2011. Pembuatan Dan Karakterisasi Genteng Polimer Menggunakan Bahan Aspal Dengan Campuran Serbuk Ban Bekas dan Polipropilen Bekas. Skripsi. Departemen Fisika FMIPA. Medan : Universitas Sumatera Utara.
Harpendi. 2011. Jenis Atap. http://www.rumahide.com/jenis-atap. Diakses 28 September 2011.
Hummel, D.O. 1985. Infrared Spectra Polymer in The Medium and The Long Wavelenght Region. London : Jhon Willey and Sons.
Husna, I. 2011. Pemanfaatan Serbuk Ban Bekas dan Polistirena Foam Dalam Campuran
Aspal Untuk Pembuatan Genteng. Skripsi. Departemen Fisika FMIPA. Medan :
Jumari. 1992. Karet : Strategi Pemasaran Tahun 2000 Budidaya dan Pengolahannya. Jakarta : Penebar Swadaya.
Khosia, N.P., Zahran, S.Z. 1989. A Mechanistic Evaluation of Mixes Containing Conventional and Polymer Modified (Styrelf) Asphalt. Poceedings of Association of Asphalt Paving Technologists. Vol. 58. Hal. 274-302.
Morton, M. 1987. Rubber Technology. Third Edition. New York : Van Nostrand Reinhold. Musabbikhah, Sartono, P. 2007. Variasi Komposisi Bahan Genteng Soka Untuk
Mendapatkan Daya Serap Air Yang Optimal . Jurnal Media Mesin, 8 (2). ISSN 1411-4348. Program Studi Teknik Mesan. Fakultas Teknik. Surakarta : Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Newdesnetty, B. 2009. Pembuatan dan Karakterisasi Aspal Beton Berbasis Dreg dan Grit.
Tesis Program Pasca Sarjana. Medan : Universitas Sumatera Utara. Hal. 13-39. Nuryanto, A. 2008. Aspal Buton dan Propelan Padat. Jakarta.
Ompusunggu, M. 1987. Pengawetan Bahan Olah Lateks Kebun. Warta Perkaretan. Medan : Pusat Penelitian Perkebunan.
Perry, R.H. 1981. Chemical Engineers Handbook. McGraw-Hill, Kogakusha, Ltd.
Rianung, S. 2007. Kajian Laboratorium Pengaruh Bahan Tambah Gondorukem pada Asphalt Concrete-Binder Course (AC-BC) Tehadap Nilai Propertis Marshall dan Durabilitas, Tesis Program Pascasarjana. Fakultas Teknik Semarang : Universitas Diponegoro.
Saragih, D.N. 2007. Pembuatan dan Karakterisasi Genteng Beton yang Dibuat dari Pulp Serat Daun Nenas-Semen Portland Pozolan. Skripsi. Departemen Fisika FMIPA. Medan : Universitas Sumatera Utara.
Sitorus, M. 2009. Spektroskopi Elusidasi Struktur Molekul Organik. Edisi Pertama. Yogyakarta : Graha Ilmu.
Setyono, E. 2003. Karakteristik Beton Dengan Agregat Halus Formulasi Pasir Pantai Mangkang - Pasir Muntilan Dengan Variasi Jumlah Semen. Fakultas Teknik. Universitas Negeri Semarang. Semarang.
Stevens, M.P. 2001. Kimia Polimer. Cetakan Pertama. Jakarta : Pradnya Paramita.
Sudarto. 2013. Kelebihan Genteng Dan Cara Perawatannya. http://www.imagebali. net/detail-artikel/944-kelebihan-genteng-aspal-dan-cara-perawatannya.php
Sukirman, S. 2003. Beton Aspal Campuran Panas. Edisi Pertama. Jakarta : Granit.
Latif, S. 2009. Perencanaan Percetakan Genteng Polimer. Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Surakarta : Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Wignall, A. 2003. Proyek Jalan Teori Dan Praktek. Edisi Keempat. Jakarta : Erlangga. Wirjosentono, B. 1995. Analisa da Karakterisasi Polimer. Cetakan 1. Jilid. 1 Medan : USU
Lampiran 2 Foto Spesimen Genteng Polimer Campuran Karet SIR-20, Poliester, Aspal dan Agregat Pasir Sebelum dan Sesudah Pengujian Kuat Tarik
