LAMPIRAN D
Berikutiniadalahhasilperhitungan rata-rata untuk specimen ujipenyerapanair : Data hasilujidayaserap air specimen SNI 03-1969-1990
Kadar
Polipropilen
Spesimen Selisih Daya Serap Air
= , + , + ,
= 0.514 %
2. Campuran 4% polpypropylene
W rata-rata =
� +� +�
= , + , + ,
= 0.234%
3. Campuran 4,5% polypropylene
W rata-rata = � +� +�
= , + , + ,
= 0.204%
4. Campuran 5% polypropylene
W rata-rata =
� +� +�
F max rata-rata =
� +� +�
= , + , + ,
= 14580,473 N
σ
rata-rata = σ +σ +σ= , + , + ,
= 1,427Mpa
2. Campuran 4% polypropylene
F rata-rata =
� +� +�
= , + , + ,
= 19786,439 N
σ
rata-rata=σ +σ +σ
= , + , + ,
= 20593,719 N
σ
rata-rata=σ +σ +σ
= , + , + ,
= 2,012MPa
4. Campuran 5% polypropylene
F rata-rata =
� +� +�
= , + , + ,
= 22869,924 N
σ
rata-rata=σ +σ +σ
= , + , + ,
LAMPIRAN A
Tabelnilaimarshall stabilitydanmarshall flowujitekan
Kadar
Polipropilen Spesimen Stability Flow
LAMPIRAN B
LAMPIRAN C
DAFTAR PUSTAKA
[1] Affandi, Furqan. 2010. Pengaruh Asbuton Semi Ekstraksi Pada Campuran Stone Mastic Asphalt. Jurnal Puslitbang Jalan dan Jembatan: Bandung
[2] Anam, Irsyadul. 2011. Pemanfaatan Polipropilena Daur Ulang Sebagai Bahan Aditif Dalam Pembuatan Aspal Polimer Menggunakan Proses Ekstruksi. Universitas Sumatera Utara: Medan
[3] Anonim. 2008. Rancangan Spesifikasi Umum Bidang Jalan dan Jembatan. Puslitbang Jalan dan Jembatan. Divisi 6: Perkerasan Beraspal. Badan Penelitian dan Pengembangan: Bandung
[4] Anonim. 2011. http://www.artikelteknik.com/agregat.html. Diakses tanggal 14 November 2011
[5] Anonim. 2011. http://www.shvoong.com/polimer.html. Diakses tanggal 14 November 2011
[6] Anonim. 2011. http://www.Wikipedia.com/aspal.html. Diakses tanggal 14 November 2011
[7] Anonim. 2011. http://www.Wikipedia.com/polimer.html. Diakses tanggal 14 November 2011
[8] Brown, E. R., Rowlett, R. D., & Boucher, J. L. 1990. Highway Research: Shearing the Benefit. Proceeding of the United States Strategic Highway research Program Conference: London
[9] Callister Jr, W.D. 2004. Material Science and Engineering: An Introduction. John Wiley & Sons: New York
[10] Darunifah, Nurhayati. 2007. Pengaruh Bahan Tambahan Karet Padat Terhadap Karakteristik Campuran Hot Rolled Sheet Wearing Course (HRS-WC). Tesis Program Pasca Sarjana. Universitas Diponegoro: Semarang
[11] Gere, M.J., & Timoshenko, P.S. 1987. Mekanika Bahan, Terjemahan oleh Hans J. Wospakri. Penerbit Erlangga: Jakarta
[13] Mujiarto, Imam. 2005. Sifat dan Karakteristik Material Plastik dan Bahan Aditif. Jurnal vol. 3. AMNI: Semarang
[14] Nash, William. 1998. Strength of Materials. Schaum’s Outlines
[15] Rizqi, Fadhli. 2008. Pengaruh Waktu Pemanasan terhadap Polimer. Universitas Indonesia: Jakarta
[16] Sugiyanto, Gito. 2008. Kajian Karakteristik Campuran Hot Rolled Asphalt Akibat Penambahan limbah Serbuk ban bekas. Tesis Program Studi Teknik Sipil. UNSOED: Purwokerto
[17] Taufik Mulyono, Agus. 1991. Pengaruh Penambahan Sulfur Dalam Aspal Pada Bahan Campuran HRA Terhadap Nilai Struktural Lapisan Permukaan. Jurnal Fakultas Teknik. UGM: Jogjakarta
[18] Utomo, Antarikso. 2008. Studi Komparasi Pengaruh Gradasi gabungan di Laboratorium dan Gradasi Hot Bin Asphalt Mixing Plant Campuran Laston (AC-Wearing Course) Terhadap Karakteristik Uji Marshall. Tesis program Pasca Sarjana. Universitas Diponegoro: Semarang
[19] Vernon, John. 1992. Testing of Material. Macmillan Education Ltd: London [20] Wasiah Suroso, Tjitjik. 2009. Pengaruh Penambahan Plastik LDPE (Low
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Tahapan Penelitian
Secara sistematik diagram alir penelitian ini adalah sebagai berikut:
Gambar 3.1. Diagram alir penelitian
3.2. Lokasi/Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan di laboratorium PT. ADHI KARYA (persero) Tbk DIVISI AMP yang beralamat di Basecamp Patumbak Pasar V Medan, Sumatera Utara.
3.3. Bahan
Adapun bahan-bahan yang digunakan untuk pembuatan specimen atau briket adalah:
3.3.1. Serbuk Polypropylene
Polimer yang digunakan sebagai bahan campuran aspal adalah polypropylene berbentuk serbuk.
3.3.2. Aspal Penetrasi 60/70
Aspal yang digunakan untuk membuat specimen atau briket adalah aspal dengan angka penetrasi 60/70.
Gambar 3.4. Aspal penetrasi 60/70
3.3.3. Agregat
Agregat yang digunakan terdiri dari tiga jenis yaitu agregat kasar, agregat halus dan filler(mineral pengisi).
1. Agregat kasar
Gambar 3.5. Kerikil besar b. Kerikil medium/sedang
Kerikil sedang yang digunakan adalah kerikilyang lolos saringan¾” atau
19,000mm dan tertahan pada saringan ½” atau 12,500mm.
Gambar 3.6. Kerikil medium/sedang
2. Agregat halus
Agregat halus yang digunakan untuk pembuatan specimen atau briket pada penelitian ini adalah:
Abu batu yang digunakan berasal dari batu yang dihancurkan dengan alat crusher yang lolos saringanNo. 8atau 2,360mm dan tertahan pada saringan No. 16atau 1,180 mm.
Gambar 3.7. Abu batu b. Pasir
Gambar 3.9. Semen
3.4. Peralatan
Adapunperalatan yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
3.4.1. Timbangan
Timbangan Triple Beam Balance Merk OHAUS dengan kapasitas 2610 gram ini digunakan untuk menimbang berat semua agregat dan aspal yang akan dicampur.
Gambar 3.10. Timbangan Triple Beam Balance
1
2
Ketrangan :
1. DudukanBahan yang akan ditimbang
2. Pengukur dalam ( satuan, puluhan, ratusan) gram 3. Beam calibration
3.4.2 Cetakan Specimen
Gambar 3.11. Cetakan specimen Keterangan:
1. Leher sambung 1
2
3.4.3. Landasan Pemadat
Landasan pemadat terdiri dari balok kayu berukuran 20,32 cm x 20,32 cm x 45,75 cm dilapisi dengan plat baja berukuran 30,48 cm x30,48 cm x 2, 54 cm dan dibaut pada lantai beton di keempat bagian sudutnya.
Gambar 3.12. Landasan pemadat Keterangan:
1. Pengunci cetakan 2. Landasan pemadat
3. Penyangga dari balok kayu 3
1
3.4.4. Alat Pemadat Manual
Alat pemadat mempunyai permukaan tumbuk rata yang berbentuk silinder dengan diameter 9,8 cm, berat 4,5 kg dan tinggi jatuh bebas 45,7 cm.
Gambar 3.13. Alat pemadat manual Keterangan:
1. Handle/pegangan
1
2
3.4.5. Alat Pengeluaran Spesimen/Ejector
Alat Pengeluaran Spesimen/Ejector berfungsi untuk mengeluarkan specimen yang sudah dipadatkan dari dalam cetakan dengan alat ekstruder.
Gambar 3.14. Ejector
Keterangan: 1. Mur pengunci 2. Batang hidrolik 3. Tuas pengungkit
1
2
Ejector yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut:
Merek : MBT
Diameter Ekstruder : 10 cm
Buatan : Indonesia
3.4.6. Water Bath
Water bath digunakan untuk merendam specimen sebelum dilakukan pengujian kekuatan tekan dan ketahanan rendaman air. Water bath yang digunakan adalah sebagai berikut:
Gambar 3.15. Water bath Keterangan:
1. Tutup bak perendaman 1
Water bath yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut:
Merek : MBT
Suhu : 30-110 oC Tegangan : 220 volt
Daya : 1.000 watt
Buatan : Indonesia
3.4.7. Alat Uji Marshall
Alat uji Marshall digunakan untuk menguji kekuatan tekan dari briket, alat Marshall yang digunakan dilengkapi dengan:
1. Kepala penekan (breaking head) berbentuk lengkung
2. Cincin penguji (proving ring) kapasitas 2750 kg.f dilengkapi dengan arloji (dial) tekan.
Gambar 3.16. Alat uji Marshall
Keterangan:
1. Cincin penguji (proving ring)
2. Kepala penekan (breaking head) 3. Control panel
1
4
5
2
Alat uji Marshall yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut: Merek : MBT
Tegangan : 220 volt Daya : 1.500 watt Buatan : Indonesia
3.4.8. Alat-alat Pendukung
Alat-alat pendukung yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Sketmatch/jangka sorong 2. Metall thermometer 3. Saringan/ayakan 6. Kompor gas 7. Oven 8. Wajan
9. Sendok pengaduk dan spatula 10. Sarung tangan (kulit dan karet)
11. Sekrap
12. Kantong plastik berkapasitas 2 kg
13. Ember
3.5. Pembuatan Spesimen SNI 06-2489-1991 dan SNI 03-1969-1990
Specimen yang akan diuji dengan alat uji Marshall dibuat dalam dua tahap, yaitu tahap persiapan bahan baku dan tahap pembuatan specimen.
3.5.1. Persiapan Bahan Baku
Sebelum pembuatan specimen maka perlu dilakukan persiapan bahan baku terlebih dahulu antara lain:
1. Agregat disaring dengan mesin penyaring dengan ketentuan sebagai berikut: - Kerikil besar yang lolos saringan 1” dan tertahan pada saringan ¾”.
- Kerikil sedang yang lolos saringan ¾” dan tertahan pada saringan½”. - Abu batu yang lolos saringan No. 8 dan tertahan pada saringan No. 16. - Pasir yang lolos saringan No. 16 dan tertahan pada saringan No. 30. - Semen yang lolos saringan No. 200.
Gambar 3.17. Oven untuk mengeringkan agregat
3. Agregat yang telah disaring dimasukkan ke dalam kantong plastik berkapasitas 2 kg dengan berat masing-masing agregat sebagai berikut:
-Kerikil besar: 125 gr -Kerikil medium: 294 gr -Abu batu: 520 gr - Pasir: 170 gr - Semen: 23 gr
4. Aspal penetrasi 60/70 ditimbang dengan neraca analitik seberat 68 gr. 5.Serbuk polypropylene ditimbang dengan neraca analitik sebanyak:
- Untuk campuran 4,5 % seberat 3.06gram - Untuk campuran 5% seberat 3.4 gram
3.5.2. Pembuatan Specimen
Setelah persiapan bahan baku selesai maka specimen dapat dibuat dengan tahapan-tahapan berikut:
1. Agregat dipanaskan dalam wajan sampai mencapai suhu 150 oC.
Gambar 3.18. Proses pemanasan agregat
Gambar 3.19 proses pencampuran polypropylene denganaspal
Gambar 3.20. Proses pencampuran agregat dengan aspal
4. Cetakan diletakkan pada landasan pemadat kemudian dikunci agar tidak bergerak dan bergeser.
5. Kertas saring yang telah digunting sesuai ukuran cetakan diletakkan di dasar cetakan.
Gambar 3.21. Proses pemadatan briket dengan alat pemadat manual
8. Cetakan dilepaskan dari landasan pemadat. Pelat alas dan leher sambung dilepaskan dari cetakan kemudian dibalik dan cetakan dipasang kembali pada landasan pemadat.
9. Dilakukan pemadatan kembali pada permukaan specimen yang telah dibalik sebanyak 75 kali.
10. Cetakan dilepaskan dari landasan pemadat kemudian kertas saring dilepas dan cetakan berikut specimen dipasang pada alat pengeluaran specimen.
Gambar 3.22. Specimen/briket
3.6.Pengambilan Data
Cara pengambilan data pada penelitian ini yaitu dengan melakukan pengujian terlebih dahulu. Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui sifat-sifat mekanis bahan.
3.6.1. Pengujian Kekuatan Tekan
Prosedur pengujian kekuatan tekan dengan alat Marshall adalah sebagai berikut:
Gambar 3.23. Proses perendaman briket di dalam water bath
2. Briket yang telah direndam selama 30 menit dikeluarkan kemudian dipasang pada bagian bawah kepala penekan.
3. Bagian Atas kepala penekan dipasang di atas briket, dan diletakkan seluruhnya dalam mesin penguji.
4. Arloji pengukur flowdipasang pada salah satu batang penunutun, dan diatur kedudukan jarum penunjuk pada angka 0.
5. Kepala penekan beserta benda uji dinaikkan hingga menyentuh alas cincin penguji.
6. Jarum arloji tekan diatur pada kedudukan angka 0.
7. Pembebanan diberikan pada benda uji sampai kegagalan benda uji terjadi (pembebanan maksimum tercapai), atau jarum penunjuk pada dial tekan berhenti dan mulai kembali berputar menurun.
Gambar 3.24. Pengujian dengan alat Marshall
3.6.2. Proses Pengujian Penyerapan Air (Water Absorption Test)
Untuk mengetahui besarnya penyerapan air oleh aspal polimer yang telah dibuat mengacu pada SNI 03-1969-1990dengan dilakukan langkah-langkah sebagai berikut:
Gambar 3.25. Proses Perendaman Spesimen
Untuk mengetahui besarnya penyerapan air oleh aspal polimer, dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
�
�=
� −��×
%
Dimana :
��= persentase penyerapan air (%)
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Padababiniakanditampilkandata hasilpengujian daya serap air dan uji
tekan, kemudiandata
hasilpengujiandianalisauntukmendapatkansifatmekanikdankegagalan yang terjadidarispesimenuji.
4.1. Hasil
Specimen yang dihasilkanberbentuksilinderdengan diameter 100 mm dibentuksesuaiSNI 06-2489-1991 dan SNI 03-1969-1990.
4.1.1. Kondisi Specimen SebelumdanSetelahPengujian
Berikutinimerupakangambardari specimen
Dari hasilpengujian yang telahdilakukan, kondisi specimen yang telahdiujitekandenganalat Marshall dapatdilihatpadagambar di bawahini.
Gambar 4.2. Kondisi specimen setelahdilakukanpengujian
4.1.2. Hasil Pengujian
Terdapat 12 (duabelas) specimen yang telahdiujikekuatantekandan 12 (duabelas) specimen yang diujiDaya serap air (perendamanselama 24 jam), yang terdiridarivariasikomposisicampuran polypropylene yaknipadacampuran 0%
(aspalmurni), 4%, 4,5 % dan5%. Data
4.2. Pembahasan
4.2.1. Pembahasan Pengujian Daya Serap Air
Dari tabel 4.1 dapat dicari Persentase Daya Serap Air dengan memasukkan data ke persamaan 2.6.
Diketahui : � = 1156,4 gr � = 1150,4 gr
�� = � − �� × %
�� = , −, , � % = 0,521 %
E3 100 65,18 2097,7 4,40
5%
F1 100 65,20 2329,25 4,56
F2 100 65,10 2334,75 4,58
Kadar
Polipropilen
Spesimen Selisih Daya Serap Air
(%)
Dari tabel 4.3 diperoleh nilai rata-rata dari keempat variasi campuran yaitu : 1. Kadar Campuran 0 % polipropilen
Daya serap air rata-rata = 0,514 % 2. Kadar Campuran 4% polipropilen
Daya serap air rata-rata = 0,234 % 3. Kadar Campuran 4,5 % polipropilen
Daya serap air rata-rata = 0,205% 4. Kadar Campuran 5% polipropilen
Gambar 4.3 grafikrata – rata hubunganantara % dayaserap Air dengancampuranaspal Polypropylene
Dari gambar 4.3dapatdilihathubunganantarapersentasepenyerapan air
dengan Campuran aspal polypropylene.
Dimanaterlihatgrafikmenunjukkanpersentasepenyerapan air paling minimum padacampuranaspaldanpolipropilen5%sebesar0,17% dan paling maksimumtanpapenambahanpolypropylenesebesar 0,514%. Hal inikarenaadanyapolipropilen yang memilikisifattahanterhadap air salahsatunyadapatmeningkatkanketahanancampuranaspalterhadap air.
Banyaknyakandungan air di
dalamcampuranaspalcenderungmengurangidayatahancampuranaspalkarenamenye babkanerosi. Sehinggadenganditambahkannyabahanpolistirena,
persentasepenyerapan air menjadilebihkecil,
minimum penyerapan air terhadap agregat pasir menurut Standar Nasional Indonesia
4.2.2 Pembahasan Pengujian Kuat Tekan
Berdasarkantabel 4.1. makakekuatantekan specimen (perendamanselama30 menit) dapatdicariberdasarkanperhitunganberikut:
Kekuatantekan specimen untukaspalmurni No. 1 adalahsebagaiberikut: 1 kg.f = 9,807 N
Diketahui:
D (diameter) = 100 mm L (Panjang) = 65,07 mm
F(gayamaksimum) = 1485kg.f= 14563,395 N
σ =
����=
� , N, � , �� � ��
= 1,425 MPa
Hasil perhitungan uji tekan seluruhnya dapat dilihat pada tabel 4.4 berikut ini: Tabel 4.4 Data Hasil Perhitungan Uji Tekan
4 % D2 19795,429 1,935
D3 19773,854 1,932
4,5 %
E1 20604,507 2,013
E2 20604,507 2,015
E3 20572,144 2,010
5 %
F1 22842,955 2,231
F2 22896,893 2,240
Gambar 4.4 Grafikhubunganantaranilai F dankuattekan (σ) denganaspalcampuran0% polypropylene
Dari data tabel 4.4 diperoleh nilai rata-rata dari keempat variasi campuran yaitu : 1. Kadar Campuran 0 % polipropilen
Fmax. Rata-rata = 14580,473 N
σ rata-rata = 1,427 MPa
2. Kadar Campuran 4% polipropilen Fmax. Rata-rata = 19786,439N
σ rata-rata = 1,934 MPa
3. Kadar Campuran 4,5 % polipropilen Fmax. Rata-rata = 20593,719N
σ rata-rata = 2,013 MPa
4. Kadar Campuran 5% polipropilen Fmax. Rata-rata = 22869,924N
σ rata-rata = 2,236 Mpa
Gambar 4.8Grafikhubunganantaranilai F dankuattekat (σ) dengancampuran polypropylene
Pada gambar 4.8 terlihat bahwa dengan meningkatnya banyak polipropilen pada campuran, gaya yang dihasilkan semakin meningkat pada komposisi aspal dengan polipropilen 5% dengan Fmax 22869,924 N sehingga kekerasannya baik dijadikan aspal polimer. Dengan persentase konsentrasi sampel tersebut didapatkan kombinasi optimum bahan pada aspal polimer.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian ini, dapat di ambil kesimpulan bahwa :
1. Pemanfaatan polypropylene dalam campuran aspal penetrasi 60/70 mampu meningkatkan sifat mekanik, dengan menggunakan uji tekanSNI 06-2489-1991 diperoleh hasil yang paling baik yakni :
a.untuk aspal murni sebesar 1,427 Mpa,
b.aspal dengan campuran 4% polypropylene sebesar 1,934 Mpa, c.aspal dengan campuran 4,5% polypropylene sebesar 2,013 Mpa d.aspal dengan campuran 5% polypropylene sebesar 2,236 Mpa.
2. Dari hasil pengujian daya serap air SNI 03-1969-1990diperoleh nilai yakni : a.aspal murni sebesar 0,514%.
b.aspal campuran 4% polypropylene sebesar 0,234 %. c.aspal campuran 4,5% polypropylene sebesar 0,204 %. d.aspal campuran 5% polypropylene sebesar 0,17 %
5.2. Saran
1. Untuk penelitian yang selanjutnyadisarankan agar dilakukan pencampuran bahan dengan menggunakan mesin mixerbila memungkinkan, agar hasil yang didapat lebih terukur dan akurat.
2. Dalam penelitian selanjutnya peneliti menyarankan agar pada saat penelitian digunakan alat pemadat automatis dan alat uji yang digital, agar pekerjaan pembuatan briket lebih mudah dan cepat serta diperoleh data yang lebih tepat. 3. Peneliti juga menyarankanuntuk penelitian yang selanjutnya agar dilakukan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Polypropylene
Polypropylene merupakan bagian dari plastik thermoplast yang mempunyai densitas (berat jenis) sebesar 0,95 gr/cm3. Polypropylene mempunyai titik leleh yang berkisar pada suhu 160 – 166 oC, sedangkan titik kristalisasinya antara 130 – 135 oC. Polypropylene mempunyai ketahanan terhadap bahan kimia (chemical resistance) yang tinggi, polypropylene mempunyai kekuatan benturan (impact strength) yang tinggi dan ketahanan yang tinggi terhadap pelarut organik seperti air, polypropylene sangat tahan terhadap air karena sedikit sekali menyerap air. Selain itu polypropylene juga tahan terhadap keretakan karena tekanan (stress cracking), dan memiliki sifat adhesi yang baik.[2]
2.2. Polimer
Polimer sebenarnya sudah ada dan digunakan manusia sejak berabad-abad yang lalu.Polimer - polimer yang sudah digunakan itu adalah jenis polimer alam seperti selulosa, pati, protein, wol, dan karet.Istilah polimer pertama kali digunakan oleh kimiawan dari Swedia, Berzelius (1833).
Polimer adalah suatu rantai berulang dari atom yang panjang, terbentuk dari pengikat yang berupa molekul identik yang disebut monomer. Sekalipun biasanya merupakan organik (memiliki rantai karbon), ada juga banyak polimer
inorganik. Contoh terkenal dari polimer adalah plastik dan DNA. Meskipun istilah polimer lebih populer menunjuk kepada plastik, tetapi polimer sebenarnya terdiri dari banyak kelas material alami dan sintetik dengan sifat dan kegunaan yang beragam. Bahan polimer alami seperti shellac dan amber telah digunakan selama beberapa abad. Kertas diproduksi dari selulosa, sebuah polisakarida yang terjadi secara alami yang ditemukan dalam tumbuhan. Biopolimer seperti protein dan
Istilah plastik dan polimer sering kali dipakai secara bergantian.Faktanya, plastik adalah suatu material hasil rekayasa yang tidak sederhana dalam struktur molekulnya melainkan memiliki komposisi yang rumit, yang dengan sengaja diatur untuk memenuhi aplikasi – aplikasi spesifik yang diinginkan. Plastik merupakan polimer yang ditambah kan dengan aditif, dimana aditif merupakan material yang dapat meningkatkan kemampuan (properties) polimer.
Aditif adalah material yang ditambahkan untuk meningkatkan kemampuan (properties) dari polimer.(Crompton, 1979)
Secara umum polimer memiliki sifat-sifat umum yang khas, diantaranya adalah :
- Mampu cetak yang baik. Pada temperatur relatif rendah bahan dapat dicetak dengan penyuntikan, penekanan, ekstrusi dan seterusnya akibatnya biaya pembuatan relatif lebih rendah dibanding pada logam atau keramik.
- Produk yang kuat dan ringan dapat dibuat. Berat jenis polimer adalah rendah dianding logam dan keramik, yaitu 1,0 – 1,7 yang memungkinkan dapat diproduksi barang yang kuat dan ringan.
- Banyak diantara polimer bersifat isolator yang baik. Polimer mungkin saja dibuat konduktor dengan jalan mencampurnya dengan serbuk logam, butiran karbon, serbuk alam dan lain-lain.
- Baik sekali dalam ketahanan air dan ketahanan zat kimia. Pemilihan bahan yang baik akan menghasilkan produk yang mempunyai sifat-sifat baik sekali.
- Produk-produk dengan sifat yang cukup berbeda dapat dibuat tergantung pada cara pembuatannya. Dengan mencampur zat plastis, pengisi dan sebagainya. Sifat-sifat dapat berubah dalam daerah yang luas.
- Kekerasan permukaan sangat kurang. Bahan polimer yang keras ada tetapi masih jauh dibaah kekerasan logam dan keramik.
Senyawa plastik ramah lingkungan sangat diharapkan pada masa kini, terlebih dengan semakin meningkatnya beban lingkungan karena sampah, namun perkembangan plastik ramah lingkungan ini sangat lambat dalam menuju ke plastik komersial. Hal ini disebabkan oleh harganya yang masih mahal dan sifat yang agak lain dari plastik konvensional. Meski demikian lambatnya degradasi dari plastik konvensional telah menjadi perhatian oleh banyak orang, sehingga penggunaan plastiik ramah lingkungan tetap menjadi harapan langkah-langkah perlindungan terhadap lingkungan
Biodegradabel yang berkembang sejak puluhan tahun lalu juga berkembang sangat lambat, namun dengan harga minyak yang semakin tinggi 145 usd per barel pada saat ini, maka harga bio plastik akan segera kompetitif dibanding plastik lainya. Kelebihan lain dari biodegradabel plastik adalah diproduksi dari sumber terbarukan dapat bukan dari minyak dan mempunyai sifat degradable secara alami. Komisi Eropa untuk studi teknologi prospektif menyimpulkan kebutuhan plastik ini akan mencapai 1-2% dari pasar polimer keseluruhan hingga tahun 2010 dan menjadi 5% ditahun 2020.
Banyak polimer yang disebut biodegradabel, namun pada kenyataannya
polimer tersebut adalah ‘bioerodable’, ‘hydro-biodegradable’ atau ‘photo
-biodegradable’. Untuk itu plastik yang ramah lingkungan dapat disimpulkan sebagai: terdegradasi karena ’biodegradable’, ’compostable’, ’hydro
-biodegradable’, ’photo-biodegradable’, dan ’bioerodable’. Di pasaran jenis plastik tersebut dapat sebagai Fotodegradable Polymer, Polimer berbasis Pati, Polimer Terlarut dalam Air, Biodegradabel Poliester.
Berdasarkan sumbernya polimer dapat dibagi dalam dua bagian yaitu: 1. Polimer alami: kayu, kulit binatang, kapas, karet alam, rambut.
2. Polimer sintetis:
b. Terdapat di alam tetapi dibuat oleh proses buatan: karet sintetis
c. Polimer alami yang dimodifikasi:seluloid, cellophane (bahan dasar dari selulosa tetapi telah mengalami modifikasi secara radikal sehingga kehilangan sifat-sifat kimia dan fisika asalnya).
Berdasarkan jumlah rantai karbonnya polimer dapat dibagi dalam enam jenis atau bagian yaitu:
a. 1 - 4 Gas (LPG, LNG) b. 5 - 11 Cair (bensin)
c. 9 - 16 Cairan dengan viskositas rendah
d. 16 - 25 Cairan dengan viskositas tinggi (oli, gemuk) e. 25 - 30 Padat (parafin, lilin)
f. 1000 - 3000 Plastik (polistiren, polietilen, dll).
bersilangan itu meningkat (sekitar 1 dalam 30), material menjadi lebih kaku dan rapuh. Baik karet alami dan sintetis adalah contoh dari elastomer. Di bawah kondisi temperatur dan tekanan tertentu, plastik yang juga termasuk polimer dapat dibentuk atau dicetak. Berbeda dengan elastomer, plastik lebih kaku dan tidak memiliki elastisitas yang dapat dibalik. Selulosa merupakan salah satu contoh material berpolimer yang harus dimodifikasi secara bertahap sebelum diproses dengan metode yang biasanya digunakan untuk plastik. Beberapa plastik (seperti nilon dan selulosa asetat) dibentuk menjadi fiber.
Padatan amorf terbentuk saat rantai memiliki orientasi yang kecil disepanjang polimer yang besar. Temperatur transisi kaca merupakan titik dimana polimer mengeras menjadi padatan amorf. Istilah ini digunakan sebab padatan amorf punya sifat-sifat yang mirip dengan kaca. Dalam proses kristalisasi, ditemukan bahwa rantai-rantai yang relatif pendek mengorganisir diri mereka sendiri menjadi struktur kristalin lebih cepat daripada molekul yang lebih panjang. Dengan begitu, derajat polimerisasi (DP) merupakan sebuah faktor yang penting dalam menentukan kekristalinan sebuah polimer. Polimer dengan DP yang tinggi sulit diatur menjadi lapisan-lapisan sebab cenderung menjadi kusut.
membentuk kristalin. Istilah kaca bersinonim dengan keadaan tak seimbang yang terus-menerus. Sifat polimer lainnya, yang juga sangat tergantung pada temperaturnya, adalah respons-nya terhadap gaya sebagaimana diindikasikan oleh dua tipe perilaku yang utama: elastis dan plastik. Bahan-bahan bersifat elastis akan kembali kebentuk asalnya begitu gaya tidak ada lagi. Bahan-bahan plastik takkan kembali kebentuk asalnya. Di dalam bahan plastik berlangsung aliran yang mirip dengan cairan yang sifat rekat/kekentalannya tinggi. Kebanyakan material mendemonstrasikan kombinasi dari perilaku elastis dan plastik, memperlihatkan perilaku plastik setelah melebihi batasan elastik.
2.2.2. Sifat/Karakteristik Plastik
Plastik dapat dikelompokkan menjadi dua golongan, yaitu: plastik thermoplast dan plastik thermoset. Plastik thermoplast adalah plastik yang dapatdicetak berulang-ulang dengan adanya panas. Yang termasuk plastik thermoplast antara lain: PE, PP, PS,nylon, PET, BPT, Polyacetal (POM), PCdll. Sedangkan plastik thermoset adalah plastik yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali karena bangun polimernya berbentuk jaringan tigadimensi. Yang termasuk plastikthermoset adalah: PU (Poly Urethene), UF(Urea Formaldehyde), MF (Melamine Formaldehyde), polyester, epoksi dll.
1. Polypropylene
itu polypropylene juga tahan terhadap pemecahan karena tekanan (stress cracking), dan memiliki sifat adhesi yang baik.
2. Polistirene
Polistirene adalah hasil polimerisasi dari monomer-monomer stirena, dimana monomer stirena-nya didapat dari hasil proses dehidrogenisasi dari etil benzene (dengan bantuan katalis), sedangkan etil benzene-nya sendiri merupakan hasil reaksi antara etilena dengan benzene (dengan bantuan katalis). Sifat-sifat umum dari polistirena:
a. Sifat mekanis
Sifat-sifat mekanis yang menonjol dari bahan ini adalah kaku, keras, mempunyai bunyi seperti metallic bila dijatuhkan.
b. Ketahanan terhadap bahan kimia
Ketahanan Polistirene terhadap bahan-bahan kimia umumnya tidak sebaik ketahanan yang dipunyai oleh PP atau PE. PS larut dalam eter, hidrokarbon aromatik dan chlorinatedhydrocarbon. PS juga mempunyai daya serap air yang rendah, dibawah 0,25%.
c. Abrasion resistance
PS mempunyai kekuatan permukaan relatif lebih keras dibandingkan dengan jenis termoplastik yang lain. Meskipun demikian, bahan ini mudah tergores.
d. Transparansi
Sifat optis dari PS adalah mempunyai derajat transparansi yang tinggi, dapat melalui semua panjang gelombang cahaya (Α 90%). Disamping itu dapat memberikan kilauan yang baik yang tidak dipunyai oleh jenis plastik lain, dimana bahan ini mempunyai indeks refraksi 1,592.
Karena mempunyai sifat daya serap air yang rendah maka PS digunakan untuk keperluan alat-alat listrik. PS foil digunakan untuk spacers, slot liners dan covering dari kapasitor, koil dan keperluan radar.
f. Ketahanan panas
PS mempunyai softening point rendah (90oC) sehingga PS tidak digunakan untuk pemakaian pada suhu tinggi, atau misalnya pada makanan yang panas. Suhu maksimum yang boleh dikenakan dalam pemakaian adalah 75oC. Disamping itu, PS mempunyai sifat konduktifitas panas yang rendah.
3. Acrylonitrile butadiene styrene (ABS)
Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) termasuk kelompok engineering thermoplastic yang berisi 3 monomer pembentuk. Akrilonitril bersifat tahan terhadap bahan kimia dan stabil terhadap panas. Butadiene memberi perbaikan terhadap sifat ketahanan pukul dan sifat liat (toughness). Sedangkan stirena menjamin kekakuan (rigidity) dan mudah diproses. Beberapa grade ABS ada juga yang mempunyai karakteristik yang bervariasi, dari kilap tinggi sampai rendah dan dari yang mempunyai impact resistance tinggi sampai rendah. Berbagai sifat lebih lanjut juga dapat diperoleh dengan penambahan aditif sehingga diperoleh grade ABS yang bersifat menghambat nyala api, transparan, tahan panas tinggi, tahan terhadap sinar UV, dll.
4. Polyvinyl chloride
homopolimer merupakan polimerkristalin yang dibuat dari formaldehida. Resin ini secara teknis disebut polioksi metilena (POM). Asetal homopolimer dapat dicampur dengan aditif seperti: antioksidan, lubrikan, filler, pewarna, UV stabilizer,dll. Resin ini aslinya berwarna putih buram. Sifat-sifat umum resin asetat adalah:
a. Kekuatan(strenght)
Tanpa adanya modifikasi, resin ini mempunyai kekuatan tarik, kekuatan kompresi dan ketahanan gesek yang tinggi. Resin ini halus dan deformasinya rendah jika diberi beban. Resin ini mempunyai batas lelah bengkokan (flexural fatique) yang tinggi sehingga baik digunakan sebagai bahan baku pegas.
b. Ketangguhan (Toughness)
Resin ini umumnya liat, tahan pukul meskipun pada suhu rendah, kemulurannya pada suhu kamar mencapai 12% dan pada suhu yang lebih tinggi mencapai 18%.
c. Panas(Thermal)
Titik leleh homopolimer asetal lebih rendah daripada engineering thermoplastic lainnya.
d. Elektrikal (tahan terhadap kelistrikan)
Sifat elektrikalnya dipengaruhi oleh kandungan uap air. Konstanta dielektrikalnya bervariasi dari frekwensi 102-106 Hz, dan dielectric strength-nya tinggi.
e. Kimia(Chemical)
f. Friksi/umur pakai
Sifat pakai dan friksi baik karena permukaannya lebih keras dan koefisien gesekannya rendah.
g. Flameability
Resin asetal homopolimer ini merupakan material yang terbakar pelan-pelan dan sedikit berasap.
h. Stabilitasdimensi
Karena asetal menyerap sangat sedikit uap air, maka perubahan dimensinyapun sangat kecil.
6. Polycarbonate
Polycarbonate (polikarbonat) merupakan engineering plastic yang dibuat dari reaksi kondensasi bisphenol A dengan fosgen (phosgene) dalam media alkali. Polikarbonat mempunyai sifat-sifat: jernih seperti air, impact strength-nya sangat bagus, ketahanan terhadap pengaruh cuaca bagus, suhu penggunaannya tinggi, mudah diproses, flameabilitasnya rendah.
7. Nylon
Nylon merupakan istilah yang digunakan terhadap poliamida yang mempunyai sifat-sifat dapat dibentuk serat, film dan plastik. Struktur nylon ditunjukkan oleh gugus amida yang berkaitan dengan unit hidrokarbon ulangan yang panjangnya berbeda-beda dalam suatu polimer. Sifat-sifat nylon:
sifat mekanis maupun elektriknya dipengaruhi juga oleh kelembaban relatif dari admosfir.
e. Tahan terhadap solvent organic seperti alcohol, eter, aseton, petroleum eter, benzene, CCl4 maupun xylene.
f. Dapat bereaksi dengan phenol, formaldehida, alcohol, benzene panas dan nitrobenzene panas.
g. Nylon relatif tidak dipengaruhi oleh waktu simpan yang lama pada suhu kamar. Tetapi pada suhu yang lebih tinggi akan teroksidasi menjadi berwarna kuning dan rapuh. Demikian juga sinar matahari yang kuat akan kurang baik terhadap sifat mekanikalnya.
h. Penambahan aditif dalam nylon dimaksud untuk memperbaiki sifat-sifat nylon. 8. Polyethylene terephtalate (PET)
Polyethylene terephtalate yang sering disebut PET dibuat dari glikol (EG) dan terephtalic acid (TPA) atau dimetyl ester atau asam terepthalat (DMT). Sifat-sifat PET: PET merupakan keluarga polyester seperti halnya PC. Polymer PET dapat diberi penguat fiber glass, atau filler mineral. PET film bersifat jernih, kuat, liat, dimensinya stabil, tahan nyala api, tidak beracun, permeabilitas terhadap gas, aroma maupun air rendah.
PET engineer resin mempunyai kombinasi sifat-sifat: kekuatan strength-nya tinggi, kaku (stiffness), dimensistrength-nya stabil, tahan bahan kimia dan panas, serta mempunyai sifat elektrikal yang baik. PET memiliki daya serap uap air yang rendah, demikian juga daya serap terhadap air.[13]
2.3. Aspal Penetrasi 60/70
penetrasi 60/70 ini digunakan untuk pembuatan jalan dengan volume lalu lintas sedang atau tinggi dan daerah dengan cuaca iklim panas. [10]
2.4. Aspal
Aspal ialah bahan hidro karbon yang bersifat melekat (adhesive), berwarna hitam kecoklatan, tahan terhadap air, dan viskoelastis. Aspal sering juga disebut bitumen merupakan bahan pengikat pada campuran beraspal yang dimanfaatkan sebagai lapis permukaan lapis perkerasan lentur. Aspal berasal dari aspal alam (aspal buton) atau aspal minyak (aspal yang berasal dari minyak bumi). Berdasarkan konsistensinya aspal dapat diklasifikasikan menjadi aspal padat, dan aspal cair.
1. Untuk mengikat batuan agar tidak lepas dari permukaan jalan akibat lalu lintas (water proofing, melindungi terhadap erosi).
2. Sebagai bahan pelapis dan perekat agregat.
3. Lapis resap pengikat (prime coat) adalah lapisan tipis aspal cair yang diletakan di atas lapis fondasi sebelum lapis berikutnya.
4. Lapis pengikat (tack coat) adalah lapis aspal cair yang diletakan di atas jalan yang telah beraspal sebelum lapis berikutnya dihampar, berfungsi pengikat di antara keduanya.
5. Sebagai pengisi ruang yang kosong antara agregat kasar, agregat halus, dan filler.
2.4.2. Jenis-jenis Aspal
Aspal yang digunakan sebagai bahan untuk pembuatan jalan terbagi atas dua jenis yaitu:
1. Aspal Alam
Menurut sifat kekerasannya dapat berupa: a. Batuan = asbuton
b. Plastis = Trinidad
c. Cair = Bermuda
Menurut kemurniannya terdiri dari: a. Murni = Bermuda
Jenis aspal ini dibuat dari proses pengolahan minyak bumi, jadi bahan baku yang dibuat untuk aspal pada umumnya adalah minyak bumi yang banyak mengandung aspal. Jenis dari aspal buatan antara lain adalah sebagai berikut: a. Aspal Keras
Aspal keras digunakan untuk bahan pembuatan AC (Asphalt Concrete). Aspal yang digunakan dapat berupa aspal keras penetrasi 40,60,80 atau penetrasi 100 yang memenuhi persyaratan aspal keras. Jenis-jenisnya:
- Aspal penetrasi rendah 40/50, digunakan untuk kasus: Jalan dengan volume lalu lintas tinggi dan daerah dengan cuaca iklim panas.
- Aspal penetrasi rendah 60/70, digunakan untuk kasus: Jalan dengan volume lalu lintas sedang/tinggi dan daerah dengan cuaca iklim panas.
- Aspal penetrasi tinggi 80/90, digunakan untuk kasus: Jalan dengan volume lalu lintas sedang/rendah dan daerah dengan cuaca iklim dingin.
- Aspal penetrasi tinggi 100/110, digunakan untuk kasus: Jalan dengan volume lalu lintas rendah dan daerah dengan cuaca iklim dingin.
b. Aspal Cair
Aspal Cair terdiri dari tiga jenis dibedakan berdasarkan kecepatan penguapannya. Jenis-jenis aspal cair adalah:
- Aspal cair menguap cepat (Rapid Curing, RC) - Aspal cair menguap sedang (Medium Curing, MC)
Aspal cair yang dihasilkan dengan cara mendispersikan aspal keras ke dalam air atau sebaliknya dengan bantuan bahan pengemulsi sehingga diperoleh partikel aspal yang bermuatan listrik positif (cationic), negatif (anionic) atau tidak bermuatan listrik (nonionic). Jenis-jenisnya adalah:
>Aspal emulsi anionic
Aspal cair yang dihasilkan dengan cara mendispersikan aspal keras ke dalam air atau sebaliknya dengan bantuan bahan pengemulsi anionic sehingga partikel-partikel aspal bermuatan ion negatif.
- Aspal emulsi anionic mengikat lebih cepat (Quick setting, QS)
Aspal emulsi bermuatan negatif yang aspalnya mengikat agregat secara lebih cepat setelah kontak dengan agregat.Meliputi: QS-1h (quick setting-1 hard): Mengikat lebih cepat-1 keras (Pen 40-90).
- Aspal emulsi anionic mengikat cepat (Rapid setting, RS)
Aspal emulsi bermuatan negatif yang aspalnya mengikat agregat secara cepat setelah kontak dengan agregat.
- Aspal emulsi anionic mengikat sedang (Medium Setting, MS)
Aspal emulsi bermuatan negatif yang aspalnya mengikat agregat secara sedang setelah kontak dengan agregat.
- Aspal emulsi anionic mengikat lambat (Slow Setting, SS)
Aspal emulsi bermuatan negatif yang aspalnya mengikat agregat secara lambat setelah kontak dengan agregat.
>Aspal emulsi cationic
Aspal cair yang dihasilkan dengan cara mendispersikan aspal keras ke dalam air atau sebaliknya dengan bantuan bahan pengemulsi jenis cationic sehingga partikel-partikel aspal bermuatan ion positif.
Aspal emulsi bermuatan positif yang aspalnya memisah dari air secara lebih cepat setelah kontak dengan agregat.
- Aspal emulsi cationic mengikat cepat (Cationic Rapid Setting, CRS)
Aspal emulsi bermuatan positif yang aspalnya memisah dari air secara cepat setelah kontak dengan agregat.
- Aspal emulsi cationic mengikat sedang (Cationic Medium Setting, CMS)
Aspal emulsi bermuatan positif yang aspalnya memisah dari air secara sedang setelah kontak dengan agregat.
- Aspal emulsi cationic mengikat lambat (Cationic Slow Setting, CSS)
Aspal emulsi bermuatan positif yang aspalnya memisah dari air secara lambat setelah kontak dengan agregat.
2.4.3. Jenis Campuran Beraspal
Jenis campuran beraspal dapat dibagi tiga berdasarkan jumlah lapisan dan jenis agregat yang digunakan sebagai konstruksi jalan, yaitu:
1. Latasir (lapis tipis aspal pasir/Sand Sheet)
Latasir adalah lapis penutup permukaan jalan yang terdiri atas agregat halus atau pasir atau campuran keduanya dan aspal keras yang dicampur, dihamparkan dan dipadatkan dalam keadaan panas pada temperatur tertentu.
- Lapis fondasi (HRS-Base/Hot Rolled Sheet-Base):adalah lapisan pertama yang berfungsi sebagai fondasi jalan.
- Lapis aus (HRS-WC/Hot Rolled Sheet-Wearing Course): adalah lapisan kedua yang berfungsi sebagai penahan keausan akibat berat kendaraan, gesekan ban kendaraan dan pengaruh cuaca.
3. Laston (lapisan aspal beton/AC/Asphalt Concrete)
Laston adalah lapis permukaan atau lapis fondasi yang terdiri atas tiga lapisan yaitu:
- Lapis fondasi (AC-Base/Asphalt Concrete-Base): adalah lapisan pertama yang berfungsi sebagai fondasi jalan.
- Lapis permukaan antara (AC-BC/Asphalt Concrete-Binder Course): adalah lapisan kedua yang berada di antara AC-Base dan AC-WC yang berfungsi untuk mengikat kedua lapisan tersebut.
- Lapis aus (AC-WC/Asphalt Concrete-Wearing Course): adalah lapisan ketiga yang berfungsi sebagai penahan keausan akibat berat kendaraan, gesekan ban kendaraan dan pengaruh cuaca.
2.5. Agregat
Agregat adalah butir-butir batu pecah, kerikil, pasir atau mineral lain, baik yang berasal dari alam maupun buatan yang berbentuk mineral padat berupa ukuran besar maupun kecil atau fragmen-fragmen.
2.5.1. Jenis-jenis Agregat
1. Agregat alam, dapat dipergunakan sebagaimana bentuknya di alam atau dengan sedikit proses pengolahan. Agregat ini terbentuk melalui proses erosi dan degradasi. Agregat dari alam dapat diklasifikasikan tiga kategori secara geologis yaitu:
- Batuan beku (igneous rock), batuan ini umumnya berbentuk kristal yang dibentuk akibat membekunya material magma pada rekahan bumi.
- Batuan sedimen, batuan ini terbentuk dari deposit material yang tidak larut (seperti batuan yang ada pada dasar laut atau danau), material ini terbentuk karena pemanasan dan tekanan, batuan sedimen biasanya berlapis-lapis dan diklasifikasi berdasarkan mineral yang dominan seperti, kapur, marmer, siliseous (chert, sandstone), argillaceous (shale).
- Batuan metamorphic, batuan ini berasal dari lelehan atau sedimen yang terkena panas dan tekanan cukup tinggi yang merubah strukturmineralnya sehingga bebeda dari bentuk asalnya.
2. Agregat melalui proses pengolahan, digunung-gunung atau dibukit-bukit dan sungai-sungai sering ditemui agregat yang masih berbentuk dan berukuran besar, sehingga diperlukan proses pengolahan terlebih dahulu sebelum dapat digunakan sebagai agregat pada konstruksi jalan.
3. Agregat buatan, agregat yang merupakan mineral pengisi/filler diperoleh dari hasil sampingan pabrik-pabrik semen atau mesin pemecah batu.
Agregat berdasarkan ukuran/besar butirannya dapat dibagi atas tiga bagian yaitu:
memberikan stabilitas dan mengurangi deformasi permanen dari campuran melalui interlocking dan gesekan antar partikel.
3. Mineral pengisi/filler, yaitu material yang lolos saringan No.200 (0,075 mm). Filler dapat berfungsi untuk mengurangi jumlah rongga dalam campuran, tapi jumlah filler harus dibatasi dalam suatu batas yang menguntungkan. Kadar filler yang terlampau tinggi menyebabkan campuran menjadi getas dan bila terlalu rendah menyebabkan campuran menjadi lembek pada temperatur yang relatif tinggi.
2.5.2. Gradasi Agregat
Gradasi atau distribusi partikel-partikel berdasarkan ukuran agregat merupakan hal yang penting dalam menentukan karakteristik perkerasan. Gradasi agregat mempengaruhi besarnya rongga antar butir yang akan menentukan karakteristik dalam proses pelaksanaan di laboratorium maupun di lapangan. Gradasi agregat dapat dibedakan atas:
1. Gradasi seragam (uniform graded), adalah agregat dengan ukuran yang hampir sama/sejenis atau mengandung agregat halus yang sedikit jumlahnya sehingga tidak dapat mengisi rongga antar agregat. Gradasi seragam disebut juga gradasi terbuka. Agregat dengan gradasi seragam akan menghasilkan lapisan perkerasan dengan sifat permeabilitas tinggi, stabilitas kurang dan berat volume kecil.
2. Gradasi rapat, merupakan campuran agregat kasar dan halus dalam porsi yang seimbang, sehingga dinamakan juga agregat bergradasi baik. Gradasi rapat akan menghasilkan lapisan perkerasan dengan stabilitas tinggi, kurang kedap air, sifat drainase jelek dan berat volume besar.
lapisan perkerasan merupakan campuran dengan 1 fraksi hilang dan 1 fraksi sedikit. Gradasi seperti ini juga disebut gradasi senjang. Gradasi senjang akan menghasilkan lapisan perkerasan yang mutunya terletak antara kedua jenis gradasi sebelumnya.
2.6. Metode Pengujian Marshall
Konsep dasar dari metode Marshall dalam campuran aspal dikembangkan Oleh Bruce Marshall seorang insinyur bahan aspal, bersama-sama dengan The Mississippi State Highway Department. KemudianThe U.S. Army Corp of Engineers, melanjutkan penelitian dengan intensif dan mempelajari hal-hal yang ada kaitannya, selanjutnya meningkatkan dan menambah kelengkapan pada prosedur pengujian Marshall dan pada akhirnya mengembangkan kriteria rancangan campuran pengujiannya, kemudian distandarisasikan di dalam American Society for Testing and Material 1989 (ASTM d-1559).Indonesia kemudian mengadopsi standard ini ke dalam SNI 06-2489-1991.
Dua parameter penting yang ditentukan dalam pengujian tersebut, seperti beban maksimum yang dapat dipikul benda uji sebelum hancur atauMarshall Stabilitydan deformasi permanen dari sampel sebelum hancur, yang disebut Marshall Flow, serta turunan dari keduanya yang merupakan perbandingan antara Marshall Stabilitydengan Marshall Flow yang disebut dengan Marshall Quotient,
yang merupakan nilai kekakuan berkembang (speudo stiffness), yang menunjukkan ketahanan campuran beraspal terhadap deformasi permanen.
2.7. Pengujian Mekanik
Untuk mengetahui sifat-sifat suatu bahan, harus dilakukan suatu pengujian terhadap bahan tersebut. Ada empat jenis uji coba yang biasa dilakukan, yaitu uji tarik(Tensile Test), uji tekan (Compression Test), uji torsi (Torsion Test), dan uji geser (Shear Test).Tapi dalam penelitian ini hanya akan dibahas mengenai uji tekan.
2.7.1. Uji Tekan Statik
Tegangan tekan berlawanan dengan tegangan tarik. Jika pada tegangan tarik, arah kedua gaya menjauhi ujung benda (kedua gaya saling berjauhan), maka pada tegangan tekan, arah kedua gaya saling mendekati. Dengan kata lain benda tidak ditarik tetapi ditekan (gaya-gaya bekerja di dalam benda). Kekuatan tekan material adalah nilai tegangan tekan uniaksial yang mempunyai modus kegagalan ketika saat pengujian. Perubahan bentuk benda yang disebabkan oleh tegangan tekan dinamakan mampatan. Misalnya pada tiang-tiang yang menopang beban, seperti tiang bangunan mengalami tegangan tekan.
Gambar 2.1.Prinsip Brazilian Test
Brazilian Test digunakan untuk material brittle seperti keramik, gelas, beton, dan lain-lain.Dalam pengujian ini tegangan (σ) pada saat gagal atau patah diberikan oleh persamaan:
σ
=
��
A adalah luas penampang, besarnya ���
,
sehingga dengan mensubstitusikan A ke persamaan didapat:D = Diameter (mm)
2.7.2. Respon Material Akibat Beban Tekan Statik
Untuk mengoptimalkan specimen perlu diketahui karakteristik material penyusunnya akibat beban tekan statik. Karakteristik suatu specimen harus terukur, untuk itu perlu suatu pengujian tekan statik agar karakteristik dapat diketahui. Karakteristik dapat diketahui dari respon yang dialami oleh material. Respon diakibatkan oleh adanya gangguan (disturbance) yang diberikan terhadap sebuah sistem, seperti: F (gaya), T (temperatur), dan lain-lain. Di dalam uji tekan statik, gaya yang diberikan ditunjukkan pada gambar berikut:
(a).Sebelum uji tekan (b).Setelah uji tekan Gambar 2.2. Pengujian beban tekan pada specimen
Berdasarkan respon yang ditunjukkan pada Gambar.2.2. dapat ditentukan respon mekanik berupa tegangan normal dan regangan akibat beban tekan statik.
material dan struktur terhadap pembebanan tertentu, mekanisme perubahan bentuk yang terjadi pada saat terjadinya beban maksimum, dan lain sebagainya.Dalam penelitian ini terdapat bahan yang mengalami deformasi plastis jika terus diberikan tegangan dan bahan ini tidak akan berubah kebentuk semula.
2.7.3. Sifat Mekanik
Banyak hal yang dapat dipelajari dari hasil uji tarik atau tekan. Bila kita terus menarik atau menekan suatu bahan sampai putus, kita akan mendapatkan profil tarikan atau tekanan yang lengkap yang berupa kurva seperti digambarkan pada gambar 2.3. Kurva ini menunjukkan hubungan antara gaya tarikan atau gaya tekan dengan perubahan panjang. Profil ini sangat diperlukan dalam desain yang memakai bahan tersebut.
Gambar2.3. Kurva F vs Δl
(L) terhadap panjang batang mula-mula (L0).Tegangan yang dihasilkan pada proses ini disebut dengan tegangan teknik (σeng), dimana didefinisikan sebagai nilai pembebanan yang terjadi (F) pada suatu luas penampang awal (A0). Tegangan normal tesebut akibat beban tekan statik dapat ditentukan berdasarkan persamaan berikut:
Regangan akibat beban tekan statik dapat ditentukan berdasarkan persamaan berikut:
ε = Regangan akibat beban tekan statik
L = Perubahan panjang specimen akibat beban tekan (mm)
Pada prakteknya nilai hasil pengukuran tegangan pada suatu pengujian tarik dan tekan pada umumnya merupakan nilai teknik. Regangan akibat beban tekan yang terjadi, panjang akan menjadi berkurang dan diameter pada specimen akan menjadi besar, maka ini akan terjadi deformasi plastis.
Hubungan antara stress dan strain dirumuskan pada persamaan berikut:
E = σ / ε
E adalah gradien kurva dalam daerah linier, di mana perbandingan tegangan (σ)
dan regangan (ε) selalu tetap. E diberi nama “Modulus Elastisitas”atau “Young Modulus”. Kurva yang menyatakan hubungan antara strain dan stress seperti ini kerap disingkat kurvaSS (SS curve). Kurva ini ditunjukkan oleh gambar 2.4.
Dimana :
��= persentase penyerapan air (%) Mk = massa sampel kering (g) Mj = massa jenuh air (g)
2.8. Penelitian yang Pernah Dilakukan
Penelitian tentang pencampuran aspal dengan polimertelah pernah dilakukan sebelumnya, ada beberapa penelitian aspal polimer yang telah dilakukan seperti penelitian oleh Pei-Hung (2000) yang memodifikasi aspal dengan polyetylen, polypropylene, dan karet. Tortum (2004) melakukan modifikasi aspal dengan karet ban.Yildrim (2005) melakukan penelitian yang mengkombinasikan karet stirena butadiene, etylen vinil asetat dengan aspal.Yang (2010) melakukan penelitian reaksi antara aspal dan anhidrat maleat.Thamrin (2011) melakukan kombinasi aspal dengan plastik bekas yang menggunakan inisiator dicumil peroksida dan bahan crosslinker (bahan pembentuk jaringan) divinil benzen.
Pada tahun 2011 Irsyadul Anam melakukan penelitian yang mengkombinasikan aspal dengan polypropylene daur ulang dengan menggunakan proses ekstrusi, dimana penelitian yang dilakukan ini adalah untuk melihat pengaruh penambahan polypropylene terhadap kekuatan tekan, daya serap air dan sifat thermal. Pada penelitian ini digunakan polypropylene daur ulang dari kemasan air minum, aspal dari Iran dengan angka penetrasi 60/70 dan agregat pasir.
Dari penelitian ini diperoleh hasil kuat tekan optimum sebesar 2,73 MPa, yang menunjukkan hasil lebih baik dari campuran aspal tanpa campuran polypropylene yang memiliki kuat tekan sebesar 0,39 MPa, daya serap air sebesar 0,24%, tetapi ditinjau dari sifat thermal tidak menghasilkan suhu dekomposisi yang lebih baik dimana suhu dekomposisi campur Polypropylene sebesar 454oC terjadi penurunan sebesar 10,8% dari campuran aspal tanpa polypropylene sebesar 509oC. [2]
sampel agar didapat perbandingan perubahan struktur permukaan pada campuran aspal sebelum dan sesudah penambahan polypropylene, juga sebelum dan sesudah dilakukan pengujian. Berikut adalah hasil yang diperoleh dari pengujian SEM:
Gambar 2.5. Foto campuran aspal tanpa polypropylene perbesaran 2.500 kali
Gambar 2.6. Foto campuran aspal dan polypropylene perbesaran 2.500 kali
Gambar 2.7. Foto campuran aspal dan polypropylene setelah pengujian perbesaran 2.500 kali
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Penelitian
Indonesia merupakan Negara kepulauan yang terdiri dari banyak daerah-daerah dan wilayah yang dihubungkan dengan jalan-jalan aspal yang membentang panjang dari satu wilayah ke wilayah lainnya. Banyak jalan-jalan di Indonesia yang rusak dan retak, disebabkan oleh deformasi (perubahan bentuk) permanen disebabkan adanya tekanan terlalu berat oleh muatan kendaraan yang berlebihan dan tingginya frekuensi lalu lintas kendaraan di jalan raya. Keretakan-keretakan maupun kerusakan pada jalan juga disebabkan karena aspal yang tergenang air pada saat musim hujan. Oleh karena itu perlu dibuat dan diusahakan aspal yang lebih baik untuk menghindari atau setidaknya meminimalisir terjadinya keretakan dan kerusakan pada aspal jalan yang ada di Indonesia. [8]
Salah satu inovasi yang telah dilakukan adalah dengan pembuatan aspal yang dikombinasikan dengan bahan polimer untuk merubah sifat-sifat mekanik dan sifat-sifat fisiknya. Penelitian aspal polimer ini telah dilakukan sebelumnya. Beberapa penelitian aspal polimer yang telah dilakukan oleh Pei-Hung (2000) yang memodifikasi aspal dengan polyetylen, polypropylene, dan karet. Tortum (2004) melakukan modifikasi aspal dengan karet ban. Yildrim (2005) melakukan penelitian yang mengkombinasikan karet stirena butadiene, etylen vinil asetat dengan aspal. Yang (2010) melakukan penelitian reaksi antara aspal dan anhidrat maleat. Thamrin (2011) melakukan kombinasi aspal dengan plastik bekas yang menggunakan inisiator dicumil peroksida dan bahan crosslinker (bahan pembentuk jaringan) divinil benzen. [2]
(chemical resistance) yang tinggi, polypropylene mempunyai kekuatan benturan (impact strength) yang tinggi dan ketahanan yang tinggi terhadap pelarut organik seperti air, polypropylene sangat tahan terhadap air karena sedikit sekali menyerap air. Selain itu polypropylene juga tahan terhadap keretakan karena tekanan (stress cracking), dan memiliki sifat adhesi yang baik.[2]
Aspal penetrasi 60/70 adalah bagian dari aspal keras yang memiliki densitas (berat jenis) sebesar 1,0 gr/cm3. Aspal penetrasi 60/70 memiliki titik lembek 48-58 oC, titik leleh 160 oC dan titik nyala 200 oC. Pada aplikasinya aspal penetrasi 60/70 ini digunakan untuk pembuatan jalan dengan volume lalu lintas sedang atau tinggi dan daerah dengan cuaca iklim panas. [12]
Kekuatan tekan adalah kemampuan suatu bahan/material dalam menerima dan menahan pembebanan atauloadingyang diberikan pada permukaan bahan/material tersebut. Kekuatan tekan biasanya diperoleh dari percobaan dengan alat pengujian tekan. Ketika dalam pengujian nantinya, specimen akan mengalami deformasi akibat gaya yang diberikan.
Dalam hal ini penulis mendasarkan penelitian pada kondisi jalan di Indonesia yang mengalami deformasi bentuk akibat gaya tekan yang besar dan pengaruh cuaca di Indonesia yang beriklim tropis dengan jumlah curah hujan yang tinggi. Sehingga penulis membuat penelitian yang mengkombinasikan aspal penetrasi 60/70 dengan serbuk polypropylene untuk melihat pengaruh yang terjadi pada kekuatan tekan dan ketahanan rendaman air.
jenis aspal yang paling umum digunakan untuk pembuatan jalan di Indonesia, karena aspal penetrasi 60/70 digunakan untuk pembuatan jalan dengan volume lalu lintas sedang atau tinggi dan daerah dengan cuaca iklim panas, sesuai dengan kondisi iklim tropis di Indonesia. [12]
Dari hal tersebut maka penulis berharap dapat mengkombinasikan aspal dengan polimer, dalam hal ini aspal penetrasi 60/70 dengan polypropylene sehingga diperoleh aspal polimer yang memiliki kekuatan tekan dan penyerapan air yang lebih baik dari aspal biasa.
1.2. Tujuan Penelitian
1.2.1 Tujuan Umum
Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk menetahui pengaruh campuran polypropylene pada aspal penetrasi 60/70 terhadap kekuatan tekan dan uji penyerapan.
1.2.2 Tujuan Khusus
Tujuan khusus pada penelitian ini adalah :
1. Untuk membuat specimen yang akan diuji tekan dengan alat Marshall sesuai dengan SNI 06-2489-1991 dan specimen yang diuji ketahanan rendaman air sesuai dengan SNI 03-1969-1990.
2. Untuk mengetahui dan menganalisis perubahan kekuatan tekan dan ketahanan rendaman air yang terjadi pada aspal penetrasi 60/70 setelah dicampur dengan polypropylene.
1.3. Manfaat Penelitian
Penelitian yang dilakukan ini diharapkan dapat bermanfaat bagi penulis sendiri, bagi para pembaca atau pihak-pihak lain yang berkepentingan. Manfaat penelitian ini dapat ditinjau dari:
1. Aspek keilmuan atau akademis
Penelitian ini erat hubungannya dengan mata kuliah Material Teknik dan Metalurgi Serbuk. Dengan dilakukannya penelitian ini diharapkan dapat memberikan wawasan yang luas serta mengembangkan pola pikir tentang aspal dan polimer yang kemudian mampu memberikan gagasan dalam inovasi aspal yang dicampur dengan polimer.
2. Aspek praktik atau implementasi
Penulis memfokuskan penelitian pada aspal yang dicampur dengan polimer yang diharapkan dapat diaplikasikan pemakaiannya pada jalan-jalan umum.
1.4. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah permasalahan yaitu :
1. Polimer yang digunakan adalah polypropylene yang berbentuk bubuk.
2. Aspal yang digunakan adalah aspal penetrasi 60/70.
3. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian tekan (compressive test) danUjiPenyerapan Air (Water Absorption Test).
1.5. Sistematika Penulisan
ABSTRAK
Polypropylene digunakan sebagai bahan campuran aspal dalam penelitian ini karena polypropylene mempunyai titik leleh yang cukup tinggi (160 – 166 oC), sesuai dengan suhu pengolahan aspal yang berkisar pada suhu 165 oC. Polypropylene mempunyai ketahanan terhadap bahan kimia (chemical resistance) yang tinggi, polypropylene mempunyai kekuatan benturan (impact strength) yang tinggi dan ketahanan yang tinggi terhadap pelarut organik seperti air, polypropylene sangat tahan terhadap air karena sedikit sekali menyerap air. Selain itu polypropylene juga tahan terhadap keretakan karena tekanan (stress cracking), dan memiliki sifat adhesi yang baik, sehingga diharapkan dapat meningkatkan kekuatan tekan dan ketahanan rendaman air pada aspal penetrasi 60/70.Tujuan penelitian ini adalah untuk memperoleh dan menganalisis kekuatan tekan dan uji penyerapan air pada aspal modifikasi dengan pencampuran 4%, 4,5% dan 5% polypropylene. Specimen/briket diuji dengan metode uji tekan statik, dengan menggunakan alat uji Marshall. Parameter-parameter yang diteliti adalah kekuatan tekan dan penyerapan air. Hasilnya, diperoleh kekuatan tekan briket untuk aspal murni adalah sebesar 1,427MPa, aspal campur 4% polypropylene sebesar 1,934 MPa, aspal campur 4,5% polypropylene sebesar 2,013 MPadanaspalcampur 5% polypropylene sabesar 2,236 Mpa.
ABSTRACT
Polypropylene is used as a mixture of asphalt in this study because polypropylene has a fairly high melting point (160-166 ° C), in accordance with the processing temperature of the asphalt at a temperature of 165 ° C range. Polypropylene has a resistance to chemicals (chemical resistance) high, has a polypropylene impact strength (impact strength) high and high resistance to organic solvents such as water, polypropylene is highly resistant to water because it absorbs very little water. Additionally polypropylene is resistant to cracking because of the pressure (stress cracking), and have good adhesion properties, which is expected to increase the compressive strength and water immersion resistance to penetration bitumen 60/70.Tujuan this study was to obtain and analyze and test the compressive strength absorption of water in bitumen modification by mixing 4%, 4.5% and 5% polypropylene. Specimen / briquettes tested with a static compression test method, using the Marshall test equipment. The parameters studied were compressive strength and water absorption. As a result, the compressive strength of the briquettes obtained for pure bitumen is equal to 1,427 MPa, asphalt mix 4% polypropylene at 1.934 MPa, 4.5% polypropylene asphalt mix at 2.013 MPa and 5% polypropylene mix asphalt sabesar 2.236 MPa.
STUDI PENGARUH CAMPURAN 4 %, 4,5 %, DAN 5 %
POLYPROPYLENE PADA ASPAL PENETRASI 60/70 TERHADAP
KEKUATAN TEKAN (COMPRESSIVE STRENGHT) DAN UJI
PENYERAPAN AIR (WATER ABSORPTION TEST)
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
ARLAN BUDIMAN NASUTION
08 0401 019
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Allah SWT atas segala karunia dan rahmat-Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan sebaik-baiknya.
Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk dapat lulus menjadi Sarjana Teknik di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang dipilih, diambil dari mata kuliah Metallurgi
Serbuk, yaitu “STUDY PENGARUH CAMPURAN 4%,4,5%, DAN 5%
POLYPROPYLENE PADA ASPAL PENETRASI 60/70 TERHADAP
KEKUATAN TEKAN (COMPRESSIVE STRENGHT) DAN UJI
PENYERAPAN AIR (WATER ABSORPTION TEST)”.
Dalam penulisan skripsi ini, penulis telah berupaya dengan segala kemampuan pembahasan dan penyajian, baik dengan disiplin ilmu yang diperoleh dari perkuliahan, menggunakan literature, serta bimbingan dan arahan dari Bapak Ir.Alfian Hamsi,MSc sebagai Dosen Pembimbing.
Pada kesempatan ini, penulis tidak lupa menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Kedua orang tua tercinta,Ayahanda H Mhd Azwar Nasution,SP dan Ibunda Hj Sarleni Lubis, yang telah mengasuh dan membesarkan penulis atas doa, kasih sayang, pengorbanan dan tanggung jawab yang selalu menyertai penulis.
5. Seluruh staf pengajar Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan pengetauhan kepada penulis hingga akhir studi dan seluruh pegawai administrasi di Departemen Teknik Mesin. 6. Kepada lae saya Ahmad syarif Harahap (Ndut) sebagai rekan seperjuangan
dalam menyelesaikan tugas akhir ini juga para lae-lae Faisal hajj (ical), Irham fadillah (raft seguint), Ivan ray marbun (gade),Alex (putri) dan ito Dian anggi putri siregar (Lemmer) yang memberikan sumbangan printernya sehingga sangat membantu dalam penghematan biaya.
7. Husna hayati lubis dan Rizki utami yang telah memberikan semangat tanpa henti juga meredam segala emosi saya yang berlebihan.
8. H.Mhd Tigor yang tlah menuntun dan memberikan nasehat kepada saya sejauh ini, semoga uwak lekas sembuh, amin.
9. Pak Ivan, Pak Abdi, Bang Aswar dan seluruh Pegawai laboratoriumPT. ADHI KARYA Sumatera Utara.
10.Teman-teman stambuk 2008 khususnya yang telah menemani, membantu dan menjadi teman diskusi penulis selama mengikuti studi dan menyusun skripsi ini.
Dalam penulisan tugas akhir ini penulis menyadari banyak kekurangan. Oleh karena itu segala kritik yang bersifat membangun akan di terima dengan senang hati untuk kemajuan bersama. Akhir kata, semoga Skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan dapat dilanjutkan oleh rekan-rekan mahasiswa lain.
Medan, Februari 2014 Penulis,
