PEMANFAATAN POLISTIRENA BEKAS SEBAGAI BAHAN
ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL POLIMER
SKRIPSI
TISNA HARMAWAN
070802008
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PEMANFAATAN POLISTIRENA BEKAS SEBAGAI BAHAN
ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL POLIMER
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
TISNA HARMAWAN
070802008
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : PEMANFAATAN POLISTIRENA BEKAS
SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATANASPAL POLIMER
Kategori : SKRIPSI
Nama : TISNA HARMAWAN
Nomor Induk Mahasiswa : 070802008
Program Studi : SARJANA (S1) KIMIA
Departemen : KIMIA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di,
Medan, Juli 2011
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 Pembimbing 1
Dr. Darwin Yunus Nasution, MS Prof. Dr. Thamrin, M.Sc NIP. 195508101981031001 NIP. 19600704198031003
Diketahui/Disetujui oleh
Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,
PERNYATAAN
PEMANFAATAN POLISTIRENA BEKAS SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL POLIMER
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan-ringkasan masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2011
PENGHARGAAN
Bismillahirrahmanirrahim
Puji Syukur yang tak terhingga penulis ucapkan dengan segala kerendahan hati dan diri kepada Allah SWT, Sang Khaliq yang senantiasa mencurahkan segala nikmat Iman, Islam dan Ihsan, serta Shalawat dan salam kepada Nabi Allah sebagai patron insan terbaik ; Rasulullah Muhammad sehingga penulis mampu menyelesaikan penelitian hingga selesainya penulisan skripsi ini dengan sebaik mungkin.
Skripsi ini berjudul “PEMANFAATAN POLISTIRENA BEKAS SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL POLIMER”. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains (S.Si) Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universias Sumatera Utara Medan.
Keberhasilan dari penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak yang terlibat secara langsung maupun tidak langsung dan telah memberikan dukungan baik secara moril maupun materil. Dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih yang tidak terhingga kepada :
1. Orangtua penulis, buat Ayahanda Agus Sulasno,S.Pd dan Ibunda Masamah yang selalu sabar dan mendoakan, memberi perhatian, dan menjadikan inspirasi di setiap langkah hidup kami. Kepada (alm) Kakek, Nenek yang selalu mendoakan dan memotivasi penulis. Kepada kakak saya tersayang Harry Noviary, dan adik-adik saya tersayang Try Hariyani, Robby Mahfudz, dan Wahyu Poncowati yang selalu memotivasi dan menginspirasi disetiap langkah hidup kami.
2. Bapak Prof.Dr.Thamrin,M.Sc selaku dosen pembimbing I dan Bapak Dr.Darwin Yunus Nasution,MS selaku dosen pembimbing II yang telah dengan sabar meluangkan waktu, tenaga, dan pikirannya serta memberikan masukan, saran, dan petunjuk kepada penulis dalam melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini.
3. Ibu DR.Rumondang Bulan,MS selaku dosen wali yang telah banyak memberikan bimbingan kepada penulis selama mengikuti kegiatan akademik. 4. Bapak dan Ibu staf pengajar Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara khususnya Jurusan Kimia yang telah membantu penulis selama mengikuti perkuliahan.
5. Ibu DR.Rumondang Bulan Nasution,MS dan Bapak Drs.Albert Pasaribu,M.Sc selaku ketua dan sekertaris Departemen Kimia yang telah mensyahkan skripsi ini.
6. Seluruh staf Kimia Fisika dan Kimia Polimer FMIPA USU : Bang Edi, Kak Diza dan juga teman-teman asisten laboratorium Kimia Fisika dan Kimia Polimer FMIPA USU: bang Misbah, kak Rina, kak Rahma, kak Mega, bang Ismail, bang Adi, kak Nia, kak Ami, kak Reni, Rafika, Aristhy, Destia, Enka, Firman,Wimpy, Rinna dan Rudnin.
7. Sahabat terbaik yang selalu mengerti, membantu, dan berbagi dalam suka dan duka, Hairul Bariah dan Mariana Tambuse.
9. Teman-teman stambuk 2007 yang telah berbagi banyak ilmu yang bermanfaat. 10.Rekan-rekan di HmI Komisariat FMIPA USU yang telah mengajarkan penulis
arti persaudaraan. Yakin Usaha Sampai.
11.Semua saudara dan teman-teman yang selalu mendoakan yang terbaik kepada penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah dengan sabar mendengarkan segala keluh kesah dan memberikan masukannya kepada penulis.
Hanya Allah yang dapat membalas segala kebaikan yang telah kalian berikan kepada penulis. Penulis berharap Allah memberikan Berkah-Nya berlipat ganda kepada kalian, amin ya Rabbalalamin.
Medan, Juli 2011 Penulis
ABSTRAK
THE USE OF POLYSTYRENE USED AS ADDITIVES IN THE MANUFACTURE OF ASPHALT POLYMER
ABSTRACT
DAFTAR ISI
BAB I. PENDAHULUAN 1.1. LatarBelakang ... 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 2.1. Aspal ... 6
2.3.1. Penggunaan Pasir Sebagai Bahan Agregat ... 15
2.4. Inisiator Radikal Bebas ... 16
2.4.1. Penggunaan Dikumil Peroksida (DCP) Sebagai Inisiator ... 17
2.4.2. Degradasi Polistirena Dengan Inisiator Dikumil Peroksida ... 18
2.5. Divinil Benzena (DVB) ... 19
2.6. Karakterisasi Modifikasi Aspal Polimer ... 19
2.6.1. Uji Penyerapan Air (Water Absorption Test) ... 20
2.6.2. Uji Kuat Tekan (Compressive Strength Test)... 20
BAB III. BAHAN DAN METODE PENELITIAN 3.1. Bahan ... 22
3.2. Alat ... 22
3.3. Prosedur Penelitian ... 23
3.3.1.1. Preparasi Agregat ... 23
3.3.1.2. Preparasi Bahan Polimer ... 23
3.3.2. Proses Pembuatan Aspal Polimer ... 23
3.4. Karakterisasi Aspal Polimer ... 24
3.4.1. Proses Pengujian Penyerapan Air (Water Absorption Test) ... 24
3.4.2. Proses Pengujian Kuat Tekan (Compressive Strength Test) ... 25
3.5. Skema Pengambilan Data ... 26
3.5.1. Skema Pembuatan Aspal Polimer ... 26
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil ... 27
4.1.1. Karakteristik Sampel dan Pengujian Sifat Mekanik Aspal Polimer ... 27
4.1.2. Daya Serap Air (Water Absorption Test) ... 29
4.2. Pembahasan ... 30
4.2.1. Analisa Uji Mekanik Aspal Polimer ... 30
4.2.2. Analisa Daya Serap Air ... 31
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 33
5.2. Saran ... 33
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Data Jenis Pengujian dan Persyaratan Aspal Grade 60/70 ... 10
Tabel 2.2. Sifat-Sifat Fisik Polistirena ... 13
Tabel 3.1. Bahan-Bahan Penelitian ... 22
Tabel 3.2. Alat-Alat Penelitian ... 22
Tabel 4.1. Uji Kuat Tekan Aspal Polimer (Compressive Strenght Test) ... 28
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Kepekaan Aspal Terhadap Temperatur ... 7
Gambar 2.2. Struktur Aspal ... 8
Gambar 2.3. Struktur Stirena dan Polistirena ... 13
Gambar 2.4. Struktur Dikumil Peroksida ... 17
Gambar 2.5. Reaksi Degradasi Polistirena dengan Dikumil Peroksida ... 18
Gambar 2.6. Struktur Divenil Benzena... 19
Gambar 2.7. Kuat Tekan ... 20
Gambar 4.1. Grafik Uji Tegangan Kuat Tekan Campuran Polistirena dengan Aspal ... 30
Gambar 4.2. Grafik Uji Regangan Campuran Polistirena dengan Aspal ... 31
ABSTRAK
THE USE OF POLYSTYRENE USED AS ADDITIVES IN THE MANUFACTURE OF ASPHALT POLYMER
ABSTRACT
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dewasa ini infrastruktur jalan raya di Indonesia masih merupakan masalah besar
karena sebahagian jalan raya ini perlu peremajaan atau perbaikan setiap tahunnya dan
ini sangat memerlukan dana yang tidak sedikit dari Anggaran Pendapatan Belanja
Negara (APBN) setiap tahun. Oleh karena itu perlu dicari solusi untuk dapat
mengurangi pengeluaran tersebut. Salah satu yang sangat memungkinkan untuk
menghindari kerugian negara adalah dengan mengkaji ketahanan aspal yang tahan
lama dan berkualitas. Jika dilihat kekuatan atau ketahanan dari jalan yang dibuat
begitu cepat rusak, tentu banyak faktor yang menyebabkannya. Hal ini jika dipandang
dari sudut sains kimia boleh jadi akibat kurang kuatnya ikatan kimia antara aspal
dengan agregatnya (Tamrin, 2011).
Aspal merupakan destilat paling bawah dari minyak bumi, yang memiliki
banyak sekali manfaat dan kegunaannya. Aspal sisa dapat digunakan di dalam
bermacam produk-produk, termasuk: jalan aspal, dasar pondasi dan subdasar,
tambalan lubang di jalanan, trotoar, kakilima, jalan untuk mobil, lereng-lereng,
jembatan-jembatan, lantai parkir, jalan dan penutup tanah, atap bangunan, dan minyak
bakar (Asiyanto, 2008).
Pada dasarnya aspal merupakan bahan komposit yang biasa digunakan dalam
proyek-proyek konstruksi seperti permukaan jalan, bandara dan tempat parkir. Ini
terdiri dari aspal dan agregat mineral yang dicampur bersama, kemudian ditetapkan
dalam lapisan yang dipadatkan sehingga digolongkan material pembentuk campuran
Aspal dikenal sebagai suatu bahan/material yang bersifat viskos atau padat,
berwarna hitam atau coklat, yang mempunyai daya lekat (adhesif), mengandung
bagian-bagian utama yaitu hidrokarbon yang dihasilkan dari minyak bumi atau
kejadian alami (aspal alam) dan terlarut dalam karbondisulfida. Aspal dihasilkan dari
minyak mentah yang dipilih melalui proses destilasi minyak bumi. Proses penyulingan
ini dilakukan dengan pemanasan hingga suhu 350oC dibawah tekanan atmosfir untuk memisahkan fraksi-fraksi ringan, seperti gasoline (bensin), kerosene (minyak tanah),
dan gas oil (Wignall,A., 2003).
Aspal sendiri memiliki beberapa kelemahan seperti mengalami deformasi
(perubahan bentuk) permanen disebabkan tekanan terlalu berat oleh muatan truk yang
berlebihan, keretakan-keretakan yang ditimbulkan oleh panas, juga kerusakan
disebabkan karena kelembaban, ini semua terjadi pada campuran aspal (Brown, 1990).
Aspal polimer merupakan alternatif yang dapat digunakan untuk meningkatkan
sifat fisik aspal, Aspal polimer adalah suatu material yang dihasilkan dari modifikasi
antara polimer alam atau polimer sintetis dengan aspal. Modifikasi aspal polimer (atau
biasa disingkat dengan PMA) telah dikembangkan selama beberapa dekade terakhir.
Umumnya dengan sedikit penambahan bahan polimer (biasanya sekitar 2-6%) sudah
dapat meningkatkan hasil ketahanan yang lebih baik terhadap deformasi, mengatasi
keretakan-keretakan dan meningkatkan ketahanan usang dari kerusakan akibat umur
sehingga dihasilkan pembangunan jalan lebih tahan lama serta juga dapat mengurangi
biaya perawatan atau perbaikan jalan (Polacco, 2005).
PMA telah digunakan di beberapa negara maju, dan berhasil ditempatkan pada
lokasi-lokasi jalan raya dengan tingkat tekanan yang tinggi seperti lalu lintas yang
sangat padat, di jalan raya dan di lintasan balap. Beberapa penelitian telah dilakukan
mengenai hal ini, seperti yang dilakukan oleh Pei-Hung (2000) yang melakukan
memodifikasi pada polietilen, polipropilen, dan karet EPDM dengan aspal. Singh
(1992) juga melihat reaksi kimia dari campuran aspal dengan polipropilen dan
polietilen dari sisi thermal bahan yang dihasilkan. Masahiko (1997) menguji reaksi
grafting yang terjadi antara polipropilen dengan aspal guna meningkatkan sifat
polar. Mothe (2008) mengkarakterisasi campuran aspal dengan TG/DTG, DTA dan
FTIR. Butarbutar (2009) melakukan pembuatan campuran aspal beton berbasis dreg
dan grit dan karakterisasinya dengan metode standart Marshall. Penggunaan anhidrat
maleat juga telah diteliti oleh Carraher (1983) untuk pembentukan radikal pada
senyawa campuran polyolefin dengan aspal.
Sedangkan polistirena bekas merupakan bahan polimer sintetis yang banyak
digunakan terutama yang dalam bentuk stereoform, polistirena sendiri tidak dapat
dengan mudah direcycle sehingga pengolahan limbah polistirena harus dilakukan
secara benar agar tidak merugikan lingkungan. Pemanfaatan bahan-bahan polistirena
bekas merupakan salah satu cara untuk meminimalisir limbah polistirena tersebut.
Kelebihan dari polistirena adalah ringan, keras, tahan panas, agak kaku, tidak mudah
patah dan tidak beracun (Damayanthi, 2007).
Berdasarkan uraian diatas, maka peneliti ingin mencoba melakukan penelitian
tentang pemanfaatan polistirena bekas yang dicampurkan dengan aspal yang
kemudian digabungkan dengan agregat untuk pembuatan aspal polimer. Pemanfaatan
polistirena bekas ini diharapkan dapat meningkatkan ketahanan dari aspal. Diharapkan
dalam penelitian ini penggunaan bahan polimer tersebut dapat meningkatkan
sifat-sifat fisik dan mekanik dari aspal polimer yang dihasilkan.
1.2. Permasalahan
Adapun permasalahan pada penelitian ini adalah:
1. Apakah aspal dapat bercampur secara sempurna dengan menggunakan polistirena
bekas.
2. Apakah pemanfaatan pencampuran polistirena bekas efektif dalam meningkatkan
sifat mekanik kuat tekan (Compressive Strenght) dari aspal polimer.
3. Bagaimana kondisi yang ideal untuk polistirena bekas yang digunakan agar mutu
1.3. Pembatasan Masalah
Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi pada:
1. Sampel yang digunakan yaitu aspal produksi asal iran dengan type grade 60/70
yang diperoleh dari distributor PT. Gudang Aspal 51 Medan-Sumatera Utara.
2. Bahan polimer yang digunakan yaitu polistirena bekas berupa polistirena foam
yang berasal dari bantalan material dalam kemasan yang diperoleh dari
laboratorium kimia polimer Fakultas MIPA-Universitas Sumatera Utara Medan.
3. Bahan agregat yang digunakan merupakan pasir halus yang diperoleh dari toko
panglong CV. Setia Jaya Medan-Sumatera Utara.
4. Spesimen uji berbentuk kubus ukuran sisi 50 mm.
1.4. Tujuan Penelitian
Berdasarkan masalah diatas maka, tujuan penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui teknik pencampuran aspal dengan polistirena bekas.
2. Untuk mengetahui optimasi campuran antara polistirena bekas dan aspal yang
dicampur dengan agregat agar dapat memberikan data modifikasi aspal polimer
yang paling baik.
3. Untuk melihat kinerja polistirena bekas dalam hal peningkatan sifat fisik daya
serap air (Water Absorption) dan mekanik kuat tekan (Compressive Strenght)
dalam aspal polimer.
1.5. Manfaat Penelitian
Hasil yang diperoleh dari penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat :
1. Sebagai informasi tambahan mengenai pemanfaatan polistirena bekas sebagai
bahan aditif dalam aspal yang dapat meningkatkan sifat fisik dan mekanik dari
aspal polimer.
2. Sebagai solusi alternatif terhadap permasalahan pembangunan jalan lalu lintas
1.6. Metodologi Penelitian
Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium, dimana pada penelitian ini
dilakukan dalam beberapa tahapan yaitu :
1. Tahapan Preparasi Agregat dan Bahan Polimer
2. Tahapan Pembuatan Aspal Polimer
Pada tahapan ini variasi aspal dengan variasi polistirena dicampurkan, dan
ditambahkan dengan agregat. Campuran tersebut ditambahkan dengan inisiator
Dikumil Peroksida (DCP) dan crosslinker Divenil Benzena (DVB), yang
kemudian diblending menggunakan ekstruder, dan dicetak melalui Hot
Compressor.
3. Tahapan Karakterisasi Aspal Polimer
Untuk karakterisasi yaitu dengan uji kuat tekan (Compressive Strengh Test) dan
uji penyerapan air (Water Absorption Test).
Variabel yang dilakukan dalam penelitian ini adalah :
- Variabel Bebas : Polistirena dan aspal dengan variasi perbandingan (b/b) dalam 100 gram : 40:60; 35:65; 30:70; 25:75; 20:80; 15:85; 10:90;
5:95 dan 0:100
- Variabel Tetap : Agregat pasir halus 300 g, DCP 1 phr, dan DVB 1 phr
- Variabel Terikat : Uji kuat tekan (Compressive Strengh Test) dan
Uji penyerapan air (Water Absorption Test)
1.7. Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Polimer dan Laboratorium Pusat
Penelitian Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. 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.
Aspal adalah material yang pada temperatur ruang berbentuk 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).
Aspal dikenal sebagai bahan/material yang bersifat viskos atau padat,
berwarna hitam atau coklat, yang mempunyai daya lekat (adhesif), mengandung
bagian-bagian utama yaitu hidokarbon yang dihasilkan dari minyak bumi atau
kejadian alami (aspal alam) dan terlarut dalam karbondisulfida.
Aspal dihasilkan dari minyak mentah yang dipilih melalui proses destilasi
minyak bumi. Proses penyulingan ini dilakukan dengan pemanasan hingga suhu
Aspal adalah material yang termoplastik, berati akan menjadi keras atau lebih
kental jika temperatur berkurang dan akan lunak atau lebih cair jika temperatur
bertambah. Sifat ini dinamakan kepekaan terhadap perubahan temperatur. Kepekaan
terhadap temperatur dari setiap jenis aspal berbeda-beda, yang dipengaruhi oleh
komposisi kimiawi aspalnya, walaupun mungkin mempunyai nilai penetrasi atau
viskositas yang sama pada temperatur tertentu. Pemeriksaan sifat kepekaan aspal
terhadap perubahan temperatur perlu dilakukan sehingga diperoleh informasi rentang
temperatur yang baik untuk pelaksanaan pekerjaan.
Gambar 2.1 Kepekaan aspal terhadap temperatur
Gambar 2.1. memberikan ilustrasi tentang dua jenis aspal yang mempunyai nilai
viskositas yang sama pada temperatur 60oC , tetapi berbeda pada temperatur lainnya. Aspal A lebih peka terhadap perubahan temperatur, jika dibandingkan dengan aspal B.
Kepekaan terhadap lama waktu pelaksanaan perkerasan jalan dan perubahan
temperatur sepanjang masa pelayanan jalan, jika menggunakan aspal A lebih tinggi
dari pada jika menggunakan aspal B.
Aspal yang mengandung lilin (wax) lebih peka terhadap temperatur
dibandingkan dengan aspal yang tidak mengandung lilin. Hal ini terlihat pada aspal
yang mempunyai viskositas yang sama pada temperatur tinggi, tetapi sangat berbeda
viskositas pada temperatur rendah. Kepekaan terhadap temperatur akan menjadi dasar
perbedaan umur aspal untuk menjadi retak/mengeras. Parameter pengukur kepekaan
aspal terhadap temperatur adalah indeks penetrasi (penetration index = PI)
(Sukirman,S., 2003).
Gambar 2.2 Struktur Aspal
2.1.1. Jenis – Jenis Aspal
Secara umum, jenis aspal dapat diklasifikasikan berdasarkan asal dan proses
pembentukannya adalah sebagai berikut :
a) Aspal Alamiah
Aspal alamiah ini berasal dari berbagai sumber, seperti pulau Trinidad dan
Bermuda. Aspal dari Trinidad mengandung kira-kira 40% organik dan zat-zat
anorganik yang tidak dapat larut, sedangkan yang berasal dari Bermuda mengandung
kira-kira 6% zat-zat yang tidak dapat larut. Dengan pengembangan aspal minyak
bumi, aspal alamiah relatif menjadi tidak penting.
b) Aspal Batuan
Aspal batuan adalah endapan alamiah batu kapur atau batu pasir yang
Amerika Serikat. Aspal ini umumnya membuat permukaan jalan yang sangat tahan
lama dan stabil, tetapi kebutuhan transportasi yang tinggi membuat aspal terbatas pada
daerah-daerah tertentu saja.
c) Aspal Minyak Bumi
Aspal minyak bumi perrtama kali digunakan di Amerika Serikat untuk
perlakuan jalan pada tahun 1894. Bahan-bahan pengeras jalan aspal sekarang berasal
dari minyak mentah domestik bermula dari ladang-ladang di Kentucky, Ohio,
Michigan, Illinois, Mid-Continent, Gulf-Coastal, Rocky Mountain, California, dan
Alaska. Sumber-sumber asing termasuk Meksiko, Venezuela, Colombia, dan Timur
Tengah. Sebesar 32 juta ton telah digunakan pada tahun 1980 (Oglesby, 1996).
Aspal pabrik, merupakan aspal yang terbentuk oleh proses yang terjadi dalam
pabrik, sebagai hasil samping dari proses penyulingan minyak bumi. Aspal pabrik ini,
mempunyai kualitas standard. Aspal pabrik terbagi kedalam tiga jenis, yaitu :
1) Aspal emulsi, yaitu campuran aspal (55%-65%), air (35%-45%) dan bahan emulsi
1% sampai 2%. Di pasaran ada dua macam aspal emulsi, yaitu jenis aspal emulsi
anionik (15%) dan jenis aspal emulsi kationik (di pasaran lebih banyak, yaitu
sebesar 85%).
2) Aspal cair, disebut juga aspal cut-back, yang dibagi-bagi menurut proses
fraksinya. Misalnya Slow Curing (SC), Medium Curing (MC) dan Rapid Curing
(RC).
3) Aspal beton, disebut juga Asphalt Concrete (AC) yang dibagi-bagi menurut angka
penetrasinya. Misal : AC 40/60, AC 80/100, dan seterusnya. Umumnya aspal
beton yang digunakan dalam proyek-proyek konstruksi jalan terbagi atas beberapa
jenis yaitu jenis aspal beton campuran panas atau dikenal dengan Hot Mix Asphalt
Concrete (HMAC) merupakan aspal yang paling umum digunakan dalam jalan raya, sedangkan jenis lainya seperti aspal beton campuran hangat, aspal beton
campuran dingin, dan aspal mastis (Asiyanto, 2008).
Aspal iran merupakan salah satu jenis aspal yang diimpor dari Iran-Teheran.
termasuk Indonesia, karena di desain untuk bisa elastis menyesuaikan suhu yang naik
dan turun, contohnya aspal tipe grade 60/70. Untuk data jenis pengujian dan
persyaratan aspal tersebut tercantum seperti pada tabel dibawah ini.
Tabel 2.1 Data Jenis Pengujian dan Persyaratan Aspal Grade 60/70 Sifat Ukuran Spesifikasi Standart Pengujian
Densitas pada T 25 oC K/m3 1010 - 1060 ASTM-D71/3289 Penetrasi pada T 25 oC 0,1 mm 60/70 ASTM-D5
Titik leleh oC 49/56 ASTM-D36
Daktilitas pada T 25 oC Cm Min. 100 ASTM-D113
Kerugian pemanasan %wt Max. 0,2 ASTM-D6
Penurunan pada penetrasi setelah
pemanasan % Max. 20 ASTM-D6&D5
Titik nyala oC Min. 250 ASTM-D92
Kelarutan dalam CS2 %wt Min. 99,5 ASTM-D4
Spot Test Negatif AASHO T102
2.1.2. Sifat Kimiawi Aspal
Aspal dipandang sebagai sebuah sistem koloidal yang terdiri dari komponen molekul
berat yang disebut aspaltene, dispersi/hamburan di dalam minyak perantara disebut
maltene. Bagian dari maltene terdiri dari molekul perantara disebut resin yang menjadi instrumen di dalam menjaga dispersi asphaltene (Koninklijke, 1987).
Aspal merupakan senyawa hidrogen (H) dan karbon (C) yang terdiri dari
paraffin, naften dan aromatis. Fungsi kandungan aspal dalam campuran juga berperan
sebagai selimut agregat dalam bentuk film aspal yang berperan menahan gaya gesek
permukaan dan mengurangi kandungan pori udara yang juga berarti mengurangi
penetrasi air ke dalam campuran (Rianung, 2007).
Aspal merupakan senyawa yang kompleks, bahan utamanya disusun oleh
hidrokarbon dan atom-atom N, S, dan O dalam jumlah yang kecil. Dimana
unsur-unsur yang terkandung dalam bitumen adalah Karbon (82-88%), Hidrogen (8-11%),
Sulfur (0-6%), Oksigen (0-1,5%), dan Nitrogen (0-1%). Berikut sifat-sifat dari
a). Asphaltene
Asphaltene merupakan senyawa komplek aromatis yang berwarna hitam atau
coklat amorf, bersifat termoplatis dan sangat polar, merupakan komplek aromatis, H/C
ratio 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
makin 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. Resin merupakan senyawa yang berwarna coklat tua, dan berbentuk solid atau semi solid dan sangat polar, dimana tersusun oleh atom C dan H, dan sedikit
atom O, S, dan N, untuk perbandingan H/C yaitu 1,3 - 1,4, memiliki berat molekul
antara 500 – 50000, dan larut dalam n-heptan.
Aromatis. Senyawa ini berwarna coklat tua, berbentuk cairan kental, bersifat non polar, dan di dominasi oleh cincin tidak jenuh, berat molekul 300 – 2000, terdiri
dari senyawa naften aromatis, komposisi 40-65% dari total bitumen.
Saturate. Senyawa ini berbentuk cairan kental non polar, berat molekul hampir sama dengan aromatis. tersususn dari campuran hidrokarbon lurus, bercabang, alkil
napthene, dan aromatis, komposisi 5-20% dari total bitumen.
Dengan demikian maka aspal atau bitumen adalah suatu campuran cairan
kental senyawa organik, berwarna hitam, lengket, larut dalam karbon disulfida, dan
disusun utamanya oleh ”polisiklik aromatis hidrokarbon” yang sangat kompak
2.1.3. Aspal Polimer
Aspal polimer adalah suatu material yang dihasilkan dari modifikasi antara polimer
alam atau polimer sintetis dengan aspal. Modifikasi aspal polimer (atau biasa
disingkat dengan PMA) telah dikembangkan selama beberapa dekade terakhir.
Umumnya dengan sedikit penambahan bahan polimer (biasanya sekitar 2-6%) sudah
dapat meningkatkan hasil ketahanan yang lebih baik terhadap deformasi, mengatasi
keretakan-keretakan dan meningkatkan ketahanan usang dari kerusakan akibat umur
sehingga dihasilkan pembangunan jalan lebih tahan lama serta juga dapat mengurangi
biaya perawatan atau perbaikan jalan (Polacco, 2005).
Penggunaan campuran polimer aspal merupakan trend yang semakin
meningkat tidak hanya karena faktor ekonomi, tetapi juga demi mendapatkan kualitas
aspal yang lebih baik dan tahan lama. Modifikasi polimer aspal yang diperoleh dari
interaksi antara komponen aspal dengan bahan aditif polimer dapat meningkatkan
sifat-sifat dari aspal tersebut. Dalam hal ini terlihat bahwa keterpaduan aditif polimer
yang sesuai dengan campuran aspal. Penggunaan polimer sebagai bahan untuk
memodifikasi aspal terus berkembang di dalam dekade terakhir (Fei-Hung, 2000).
Untuk memperbaiki sifat-sifat dari bahan permukaan aspal, peneliti telah
memusatkan perhatian pada aditif yang diperoleh dengan memanfaatkan bahan bekas,
seperti polistirena bekas. Untuk bahan-bahan polimer yang efektif digunakan jalan
raya, haruslah yang dapat meningkatkan resistensi terhadap keretakan letih,
mengurangi cakupan deformasi permanen dan mengurangi pengerasan pada suhu
tinggi (King, 1986).
2.2. Polistirena
Polistirena pertama kali dibuat pada 1839 ole
polistirena biasanya bersifat
serta dapat mencair pada suhu yang lebih tinggi.
Stirena tergolong senyaw
tidak berwarna, bersifat ringan, keras, tahan panas, agak kaku, tidak mudah patah dan
tidak beracun, memiliki kestabilan dimensi yang tinggi dan shrinkage yang rendah,
tahan terhadap air atau bahan kimia non-organik atau alkohol, dan sangat mudah
terbakar. Berikut ini tabel sifat-sifat fisik dari polistirena.
Tabel 2.2 Sifat-Sifat Fisik Polistirena
Sifat Fisis Ukuran
Densitas 1050 kg/m³
Densitas EPS 25 - 200 kg/m³
Spesifik Gravitasi 1,05
Konduktivitas Listrik (s) 10-16 S/m
Konduktivitas Panas (k) 0.08 W/(m·K)
Modulus Young(E) 3000-3600 MPa
Kekuatan Tarik (s
t) 46–60 MPa
Perpanjangan 3–4%
Notch test 2–5 kJ/m²
Temperatur Transisi gelas (Tg) 95 °C
Polistirena adalah molekul yang memiliki berat molekul ringan, terbentuk dari
monomer stirena yang berbau harum. Polistirena merupakan polimer hidrokarbon
parafin yang terbentuk dengan cara reaksi polimerisasi, dimana reaksi pembentukan
polistirena adalah sebagai berikut :
Salah satu jenis polistirena yang cukup popular dikalangan masyarakat
produsen maupun konsumen adalah polistirena foam. Polistirena foam dikenal luas
dengan istilah Styrofoam yang seringkali digunakan secara tidak tepat oleh publik
karena sebenarnya Styrofoam merupakan nama dagang yang telah dipatenkan oleh
perusahaan Dow Chemical. Oleh pembuatanya Styrofoam dimaksudkan untuk
digunakan sebagai insulator pada bahan konstuksi bangunan.
Polistirena foam dihasilkan dari campuran 90-95% polistirena dan 5-10% gas
seperti n-butana atau n-pentana. Polistirena foam dibuat dari monomer stirena melalui
polimerisasi suspense pada tekanan dan suhu tertentu, selanjutnya dilakukan
pemanasan untuk melunakkan resin dan menguapkan sisa blowing agent. Polistirena
foam merupakan bahan plastik yang memiliki sifat khusus dengan struktur yang
tersusun dari butiran dengan kerapatan rendah, mempunyai bobot ringan, dan terdapat
ruang antar butiran yang berisi udara yang tidak dapat menghantar panas sehingga hal
ini membuatnya menjadi insulator panas yang sangat baik (Badan POM, 2008).
Polistirena foam begitu banyak dimanfaatkan dalam kehidupan, tetapi tidak
dapat dengan mudah direcycle sehingga pengolahan limbahnya harus dilakukan secara
benar agar tidak merugikan lingkungan. Pemanfaatan polistirena bekas untuk bahan
aditif dalam pembuatan aspal polimer merupakan salah satu cara meminimalisir
limbah tersebut (Damayanthi, 2004).
2.3. Agregat
Yang dimaksud agregat dalam hal ini adalah berupa batu pecah, krikil, pasir ataupun
komposisi lainnya, baik hasil alam (natural aggregate), hasil pengolahan
(manufactured aggregate) maupun agregat buatan (syntetic aggregate) yang
digunakan sebagai bahan utama penyusun perkerasan jalan.
Menurut Pedoman No. 023/T/BM/1999, SK No. 76/KPTs/Db/1999. Pedoman
Dep. Kimpraswil Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Prasarana Jalan,
agregat dibedakan dalam beberapa kelompok yaitu :
a) Agregat kasar, yaitu batuan yang tertahan saringan No. 8 (2,36 mm) terdiri atas
batu pecah atau kerikil pecah. Agregat kasar dalam campuran beraspal panas
untuk mengembangkan volume mortar dengan demikian membuat campuran lebih
ekonomis dan meningkatkan ketahanan terhadap kelelehan.
b) Agregat halus, yaitu batuan yang lolos saringan No. 8 (2,36 mm) dan tertahan
saringan No. 200 (0.075 mm) terdiri dari hasil pemecahan batu atau pasir alam.
Fungsi utama dari agregat halus adalah untuk mendukung stabilitas dan
mengurangi deformasi permanen dari campuran melalui ikatan dan gesekan antar
partikel, berkenaan dengan itu agregat halus harus memiliki kekerasan yang cukup
dan mempunyai sudut, mempunyai bidang pecah permukaan, bersih dan bukan
bahan organik.
c) Agregat pengisi (filler), terdiri atas bahan yang lolos saringan No. 200 (0,075 mm)
tidak kurang dari 75% terhadap beratnya.(SK. SNI M-02- 1994-03). Fungsi dari
Filler adalah untuk meningkatan viskositas aspal dan untuk mengurangi kepekaan terhadap temperatur. Hasil penelitian umumnya menunjukan bahwa meningkatnya
jumlah bahan pengisi (filler) cenderung akan meningkatkan stabilitas dan
mengurangi rongga dalam campuran (Rianung, 2007).
2.3.1. Penggunaan Pasir Sebagai Bahan Agregat
Pasir adalah bahan batuan halus yang terdiri dari butiran sebesar 0,14 - 5 mm didapat
dari hasil disintegrasi batu alam (natural sand) atau dapat juga pemecahanya (artifical
sand), 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).
Pasir merupakan agregat halus yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam
campuran aspal beton. Agregat ini menempati kurang lebih 70% dari volume aspal,
sehingga akan sangat berpengaruh terhadap kekuatannya. Persyaratan pasir menurut
- Pasir harus bersih. Bila diuji dengan memakai larutan pencuci khusus, tinggi
endapan pasir yang kelihatan dibandingakan tinggi seluruhnya endapan tidak
kurang dari 70%.
- Kandungan bagian yang lewat ayakan 0,063 mm (Lumpur) tidak lebih besar dari
5% berat.
- Angka modulus halus butir terletak antara 2,2 sampai 3,2 bila diuji memakai
rangkaian ayakan dengan mata ayakan berukuran berturut-turut 0,16 mm, 0,315
mm, 0,63 mm, 1,25 mm, 2,5 mm, dan 10 mm dengan fraksi yang lewat ayakan 0,3
mm minimal 15% berat.
- Pasir tidak boleh mengandung zat-zat organik yang dapat mengurangi mutu aspal.
Untuk itu bila direndam dalam larutan 3% NaOH, cairan di atas endapan tidak
boleh lebih gelap dari warna larutan pembanding.
- Kekekalan terhadap larutan MgSO4, fraksi yang hancur tidak lebih dari 10% berat.
- Untuk beton dengan tingkat keawetan yang tinggi, reaksi pasir terhadap alkali
harus negatif (Setyawan, 2006)
Senyawa kimia silikon dioksida, juga yang dikenal dengan silika (dari bahasa
latin silex), adalah oksida dari silikon dengan rumus kimia SiO2 dan telah dikenal
sejak dahulu kekerasannya. Silika ini paling sering ditemukan di alam sebagai
atau
2.4. Inisiator Radikal Bebas
Beberapa jenis monomer, khususnya stirena dan metal metakrilat dan beberapa
sikloalkana cincin teregang, mengalami polimerisasi oleh pemanasan tanpa hadirnya
suatu inisiator radikal bebas tambahan. Akan tetapi sebagian monomer memerlukan
beberapa jenis inisiator. Inisiator radikal bebas dikelompokkan menjadi empat tipe
utama, yaitu : peroksida dan hidroperoksida, senyawa azo, inisiator redoks dan
beberapa senyawa membentuk radikal bebas dibawah pengaruh cahaya (fotoinisiator)
2.4.1. Penggunaan Dikumil Peroksida (DCP) Sebagai Inisiator
Diantara berbagai tipe inisiator, peroksida (ROOR) dan hidroperoksida (ROOH)
merupakan jenis yang paling banyak digunakan. Mereka tidak stabil dengan panas dan
terurai menjadi radikal-radikal pada suatu suhu dan laju yang tergantung pada
strukturnya. Yang ideal, suatu inisiator peroksida mestilah relatif stabil pada suhu
pemrosesan polimer untuk menjamin laju reaksi yang layak (Stevens, 2001).
DCP adalah sumber radikal sumber yang kuat, digunakan sebagai inisiator
polimerisasi, katalis, dan zat penvulkanisasi. Temperatur waktu paruh 61 oC (untuk 10 jam) 80 oC (untuk 1 jam) dan 120 oC (untuk 1 menit).
DCP terdekomposisi dengan cepat, menyebabkan kebakaran dan ledakan, pada
pemanasan dan dibawah pengaruh cahaya. DCP juga bereaksi keras dengan senyawa
yang bertentangan (asam, basa, zat pereduksi, dan logam berat). Sebaiknya DCP
disimpan dalam kondisi temperatur kamar (< 27 oC atau maksimum 39oC) dan untuk menjaga dari zat pereduksi dan senyawa-senyawa yang tidak kompatibel dengannya
2.4.2. Degradasi Polistirena Dengan Inisiator Dikumil Peroksida
Polistirena yang ditambahkan dengan dikumil peroksida akan terjadi pemutusan rantai
polistirena dan pembentukan ikatan silang pada polistirena. Dengan reaksinya sebagai
berikut :
1. Tahap Dekomposisi
2. Tahap Inisiasi
3. Tahap Pemutusan Rantai
4. Tahap Pembentukan Ikatan Silang
2.5. Divenil Benzena (DVB)
Divenil benzena berubah-ubah secara ekstrim zat crosslinking (ikat silang) yang
sangat baik dan juga meningkatkan sifat-sifat polimer. Sebagai contoh, divenil
benzena banyak digunakan pada pabrik adesif, plastik, elastromer, keramik, material
biologis, mantel, katalis, membran, peralatan farmasi, khususnya polimer dan resin
penukar ion
Gambar 2.6 Struktur Divenil benzena
Rumus molekul divenil benzena C10H10, titik didih 195o C, tidak larut dalam
air dan larut dalam etanol dan eter dan titik nyala 76o C. ketika bereaksi bersama-sama dengan stirena, difenil benzena dapat digunakan sebagai monomer reaktif dalam resin
polyester. Stiren dan divenil benzena bereaksi secara bersama-sama menghasilkan
kopolimer stirena divenilbenzena (James, 2005).
2.6. Karakterisasi Modifikasi Aspal Polimer
Karakteristik dari modifikasi aspal polimer yang diukur meliputi : uji sifat fisik dan
mekanik yaitu dengan uji penyerapan air mengacu pada ASTM C 20-00-2005 dan uji
%
2.6.1. Uji Penyerapan Air (Water Absorption Test)
Untuk mengetahui besarnya penyerapan air oleh aspal polimer, dihitung dengan
menggunakan persamaan sebagai berikut :
... Pers. 2.1
Dengan : WA = Penyerapan air Mk = Massa sampel kering
Mj = Massa jenuh air
2.6.2. Uji Kuat Tekan (Compressive Strength Test)
Pemeriksaan uji kuat tekan dilakukan untuk mengetahui secara pasti akan kekuatan
tekan yang sebenarnya apakah sesuai dengan yang direncanakan atau tidak. Pada
mesin uji kuat tekan benda diletakkan dan diberikan beban sampai benda runtuh, yaitu
pada saat beban maksimum bekerja seperti gambar dibawah ini :
Gambar 2.7 Kuat Tekan
Pengukuran kuat tekan (compressive strength) aspal polimer dapat dihitung
A
F
P
=
... Pers. 2.2Dengan : P = Kuat tekan
F = gaya maksimum dari mesin tekan, N A = Luas penampang yang diberi tekanan, m2
BAB 3
BAHAN DAN METODE PENELITIAN
3.1. Bahan
Adapun bahan-bahan kimia yang digunakan disusun dalam tabel 3.1.
Tabel 3.1. Bahan – bahan penelitian Bahan Spesifikasi Merek
Aspal Type Grade 60/70 Iran
Polistirena bekas - -
Agregat pasir halus - -
Toleuna p.a E. Merck
Dikumil Peroksida (DCP) p.a. 98% E. Merck
Difenil Benzena (DVB) p.a E. Merck
3.2. Alat
Sedangkan alat – alat yang digunakan disusun dalam tabel 3.2.
Tabel 3.2. Alat – alat penelitian Nama Alat Spesifikasi Merek
Gelas Beaker 500 mL Pyrex
Gelas Ukur 50 mL Pyrex
Neraca Analitis (presisi ± 0.0001 g) Mettler Toledo
Hot Plate 30 – 600 oC Corning PC 400 D
Mixer 0 – 1200 rpm Fisher Scientific
Oven 30 – 200 oC Precision Scientific
Hot Compressor - Shimadzu D 6072 Dreiech
Ayakan 0,6 mm -
Spatula - -
Pipet Tetes - -
Alat Uji Kuat Tekan CAP 2000 Kg.f Torsee/Type SC-2DE
Cetakan sample berupa
kubus ukuran sisi 5 cm - -
3.3. Prosedur Penelitian
3.3.1. Preparasi Agregat dan Bahan Polimer 3.3.1.1. Preparasi Agregat
1. Agregat berupa pasir halus dicuci terlebih dahulu dengan air, kemudian
dikeringkan di oven pada suhu 110oC.
2. Seluruh agregat pasir halus disaring dalam ayakan.
3. Hasil ayakan dibuat masing-masing ke dalam 300 g.
3.3.1.2. Preparasi Bahan Polimer
Polistirena foam bekas dibuat kedalam bentuk serbuk, kemudian dibuat ke dalam
variasi 40 g, 35g, 30g, 25g, 20g, 15g, 10g, 5g dan 0g.
3.3.2. Proses Pembutan Aspal Polimer
1. Sebanyak 40 g Polistirena dimasukkan ke dalam gelas beaker dan dilarutkan
dengan toluena sambil diaduk hingga melarut seluruhnya.
2. Kemudian diaduk dengan mixer dengan kecepatan 400 rpm sambil dipanaskan
3. Ditambahkan 60 g aspal ke dalam campuran panas tersebut, kemudian diaduk
kembali hingga merata dengan mixer sambil dipanaskan pada temperatur yang
sama selama 15 menit.
4. Ditambahkan 300 g pasir halus ke dalam campuran tersebut secara perlahan
sambil diaduk pada temperatur yang sama selama 15 menit.
5. Ditambahkan 1 phr Dikumil Peroksida ke dalam campuran tersebut, kemudian
ditambahkan 1 phr Divenil Benzena, sambil tetap diaduk selama 15 menit dengan
pemanasan yang sama.
6. Campuran tersebut dimasukkan ke dalam ekstruder pada suhu 170 oC.
7. Hasil ekstruksi dimasukkan ke dalam cetakan kubus, dan ditempatkan ke dalam
Hot Compressor pada suhu 175 oC selama 20 menit.
8. Hasil cetakan didinginkan pada suhu kamar, kemudian dikeluarkan dari cetakan
untuk di uji.
9. Perlakuan yang sama juga dilakukan pada polistirena bekas dan aspal dengan
variasi perbandingan (b/b) dalam 100 gram : 35:65 ; 30:70 ; 25:75 ; 20:80 ; 15:85 ;
10:90 ; 5:95 dan 0:100
3.4. Karakterisasi Aspal Polimer
Hasil yang diperoleh kemudian dikarakterisasi untuk menentukan sifat-sifat fisik dan
mekanik dari pembuatan aspal polimer yaitu dengan Pengujian Penyerapan Air (Water
Absorption Test) dan Pengujian Kuat Tekan (Compressive Strengh Test).
3.4.1. Proses Pengujian Penyerapan Air (Water Absorption Test)
Untuk mengetahui besarnya penyerapan air oleh aspal polimer yang telah dibuat
mengacu pada ASTM C 20-00-2005 dengan dilakukan langkah-langkah sebagai
%
1. Ditimbang berat sampel dan dicatat sebagai massa kering (K)
2. Direndam sampel di dalam air selama 24 jam
3. Diangkat sampel dan permukaannya dikeringkan dengan tissue
4. Ditimbang berat sampel setelah perendaman dan dicatat sebagai massa jenuh (W)
5. Dihitung nilai uji daya serap air dengan menggunakan persamaan (2.1), maka nilai
uji daya serap air oleh aspal polimer dapat ditentukan.
Dengan : WA = Penyerapan air Mk = Massa sampel kering
Mj = Massa jenuh air
3.4.2. Proses Pengujian Kuat Tekan (Compressive Strengh Test)
Alat yang digunakan pada uji tekan adalah Tokyo Testing Machine Type-SC 2DE
dengan kapasitas 2000 Kg.f dan mengacu pada ASTM D 1559-76. Dengan prosedur
pengujian sebagai berikut :
1. Sampel yang di uji berbentuk kubus dengan sisi 5 cm.
2. Kemudian sampel ditempatkan pada mesin uji tekan. Pembebanan
diberikan sampai benda uji runtuh, yaitu pada saat beban maksimum
bekerja. Beban maksimum dicatat sebagai P max.
3. Dihitung nilai uji kuat tekan dengan menggunakan persamaan (2.2), maka
nilai dari uji kuat tekan dari aspal polimer dapat ditentukan.
Dengan : P = Kuat tekan, mm/menit
3.5. Skema Pengambilan Data
3.5.1. Skema Pembuatan Aspal Polimer
Catatan : Perlakuan yang sama juga dilakukan pada polistirena bekas dan aspal
dengan variasi perbandingan (b/b) dalam 100 gram : 35:65 ; 30:70 ; 25:75 ; 20:80 ;
Dimasukkan ke dalam cetakan kubus
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
4.1.1. Karakteristik Sampel dan Pengujian Sifat Mekanik Aspal Polimer
Telah dilakukan pengujian sifat mekanik terhadap semua jenis sampel dalam
penelitian ini, diperoleh hasil rata-rata. Data merupakan data awal rata-rata setiap
sampel telah dibuat dalam bentuk grafik. Pengujian kuat tekan (Compressive Strengh
Test) dilakukan pada Torsces Electronik sistem (Universal system mechine). Alat penguji terdiri dari bagian pencatat yang dapat menunjukkan besarnya tenaga tekanan
yang telah dilakukan dan diteruskan dalam bentuk grafik. Hasil pengujian didapatkan
pengukuran harga Load dan Stroke. Harga Load mempunyai satuan dalam Kgf yang
kemudian dikonfersikan ke satuan N/m2 dan Stroke dalam mm/menit. Hasil penelitian ini diolah kembali untuk mendapatkan regangan dan tegangan.
1. Harga tegangan dihitung dengan rumus
Tegangan = =
Contoh : - Sampel spesimen uji mempunyai tebal = 50 mm dan lebar = 50 mm (maka :
Ao = 50 mm × 50 mm = 2500 mm2 dan bila harga load = 945 Kgf untuk sampel campuran Aspal dan Polistirena (60:40)
Maka harga tegangan di peroleh :
Harga ini dirubah untuk menggunakan satuan N/m2, maka diperoleh
Tegangan = 0,378
= 3,708 x 106 N / m2
Perhitungan yang sama juga dilakukan untuk setiap jenis sampel, hasil pengujian kuat
tekan (Compressive Strengh Test) yang lain. Hasil selengkapnya terdapat pada tabel
berikut
Tabel 4.1. Uji Kuat Tekan Sampel Aspal Polimer (Compressive Strengh Test)
4.1.2. Daya Serap Air (Water Absorption Test)
Analisa serapan air dengan merendam sampel selama 24 jam, dari berbagai
persentase campuran diperoleh sampel yang lebih bayak mengandung aspal menyerap
air lebih banyak, dimana selisih ini dijadikan dalam persen berat air yang terserap.
Didapatkan selisih berat sampel yang telah direndam pada tabel 4.2.
Tabel 4.2. Daya Serap Air dari Sampel Aspal Polimer
4.2. Pembahasan
4.2.1. Analisa Uji Mekanik Aspal Polimer
Hasil pengukuran kuat tekan dan regangan dari aspal polimer yang
ditunjukkan pada tabel 4.1 terlihat bahwa pada dengan meningkatnya persen
polistiren, kelenturan regangan cenderung meningkat, sampai pada komposisi
perbandingan polistiren dengan aspal 40 : 60 sekitar 29,85 mm/menit, tegangannya
945 kg.f, sehingga kekerasannya baik dijadikan aspal Polimer. Dengan persentase
konsentrasi sampel tersebut didapatkan kombinasi optimum bahan pada aspal polimer.
Hal ini terlihat pada grafik uji mekanik dari aspal polimer seperti yang diperlihatkan
pada gambar 4.1 dan 4.2
Gambar 4.2. Grafik Uji Regangan Campuran Polistirena Dengan Aspal
4.2.2. Analisa Daya Serap Air
Dari data hasil yang diteruskan dalam bentuk grafik, terlihat adanya kenaikan yang
menunujukkan bahwa dengan bertambahanya persen aspal maka daya serapan sampel
terhadap air akan bertambah dimana aspal ini berfungsi sebagai penyerap air pada
sampel aspal polimer. Pada penimbangan berat awal perbandingan 40:60 campuran
polistirena dengan aspal adalah 245,11 gram namun setelah perendaman selama 24
jam berat yang didapat adalah 245,27 gram terdapat selisih 0.16 gram atau sekitar
0,065% . Dan pada perbandingan 5:95 campuran polistirena dengan aspal, berat awal
244,96 gram dan berat setelah perendaman 246,01 gram terdapat selisih 1,03 gram
atau sekitar 0,420%.
Untuk standar maksimum penyerapan air oleh agregat menurut
SNI-03-1969-1990 yaitu sebesar 3%. Hal ini menunjukan bahwa semua sampel yang telah diujikan
dengan penyerapan air telah memenuhi persyaratan menurut Standar Nasianal
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan mengenai pemanfaatan polistirena bekas
sebagai bahan aditif dalam pembuatan aspal polimer, maka dapat diambil kesimpulan
sebagai berikut :
1. Aspal polimer dapat dibuat dengan memanfaatkan polistirena bekas dan
dicampurkan bersama agregat pasir dengan adanya dikumil peroksida sebagai
inisiator dan divinil benzene sebagai crosslinker menggunakan proses
ekstruksi yang diatur konsentrasinya agar bisa mendapatkan sifat mekanis
yang baik.
2. Campuran yang optimum adalah berupa campuran polistirena dengan aspal
perbandingan 40:60 yang memberikan kekuatan tekan sebesar 29,85
mm/menit, tegangannya 945 kg.f dan kepadatan yang baik, serta perbandingan
5:95 dari campuran polistirena dengan aspal yang berfungsi sebagai penyerap
air.
5.2. Saran
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dan hasil yang diperoleh, maka
disarankan agar penelitian selanjutnya dapat memasukkan parameter lain seperti
analisa SEM, FT-IR, NMR, Kristalinitas, serta sifat fisika yang lain seperti uji beban
DAFTAR PUSTAKA
Asiyanto. 2008. Metode Konstruksi Proyek Jalan. Jakarta : Universitas Indonesia Press.
Badan Penelitian dan Pengembangan. 2007. Kajian Penanganan Deformasi Plastis dan Retak Akibat Beban Lalu Lintas. Jakarta : Departemen Pekerjaan Umum .
Brown, E.R., Rowlet, R.D., dan Boucher, J.L. 1990. Highway Research: Shearing The Benefits. Proceeding of The United States Strategic Highway Research Program Conference. London.
Butarbutar, N., 2009. Pembuatan dan Karakterisasi Aspal Beton Berbasis Dreg dan Grit. hal. 13-39. Medan : Universitas Sumatera Utara.
Carraher, C.E., Moore, J.A. 1983. Modification of Polymers. London, New York : Plenum Press.
Damayanthi, R., Martini, R. 2007. Proses Pembuatan Bahan Bakar Cair dengan Memanfaatkan Limbah Ban Bekas Menggunakan Katalis Zeolit Y dan ZSM-5. Semarang : Universitas Diponegoro.
m. Diakses tanggal 20 Desember 2010.
James, D.H. 2005. Styrene. Wenheim : Wiley –VHC.
Koninklijke.1987.The Teasting of Bituminous Material. Shell-Laboratorium
King, G.N., Munchy, H.W., Prudhomme, J.B. 1986. Polymer Modification : Binder’s Effect on Mix Properties, Volume 55. hal 519-540. Proceeding of the Association of Asphalt Paving Technologists.
Koninklijke. 1987. The Testing of Bintuminous Material. Shell-Laboratoriun.
Mothe, M.G., Leite, L.F.M., Mothe, C.G. 2008. Thermal Characterization of Asphalt Mixtures By TG/DTG, DTA and FTIR. hal. 109. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry.
Morton, M., 1987. Rubber Technology. Third Edition. New York : Van Nostrand Reinhold.
Nakaso, C. 2008. Effect of Vulcanization System on Properties and Recyclability of Dynamically Cured Epoxidized Natural Rubber/Polypropylene Blends. Polymer Testing (27). hal. 858-869.
Nuryanto, A., 2008. Aspal Buton dan Propelan Padat. Jakarta.
Oglesby, C.H. 1996. Teknik Jalan Raya. Edisi Keempat. Jilid II. Jakarta : Erlangga.
Pei-Hung, Y., 2000. A Study of Potential Use of Asphalt Containing Synthetic Polymers For Asphalt Paving Mixes. hal 2-10. USA : UMI.
Polacco,G., Berlincioni, S. 2005. Asphalt Modification with Different Polyethylene-Based Polymer. hal 2831. Italia. European Polymer Journal 41.
Rianung, S. 2007. Kajian Laboratorium Pengaruh Bahan Tambah Gondorukem pada Asphalt Concrete-Binder Course (AC-BC) Tehadap Nilai Propertis Marshall dan Durabilitas, Semarang.
Setyono, E., 2003. Karakteristik Beton Dengan Agregat Halus Formulasi Pasir Pantai Mangkang - Pasir Muntilan Dengan Variasi Jumlah Semen. Semarang : Universitas Negeri Semarang.
Setyawan, I.B. 2006. Pengaruh Penambahan Serbuk Gergaji Kayu Jati (Tectona grandis L.f) Pada Mortar Semen Ditinjau Dari Kuat Tekan, Kuat Tarik Dan Daya Serap Air. Semarang : Universitas Negeri Semarang.
Singh, R.P. 1992. Surface Grafting Onto Polypropylene – A Survey of Recent Development. India.
Stevens, M.P., 2001. Kimia Polimer. Cetakan Pertama. Jakarta
Sukirman, S., 2003. Beton Aspal Campuran Panas. Jakarta : Granit.
Tamrin. 2011. Peningkatan Nilai Tambah Hasil Alam dan Daur Ulang Limbah Melalui Proses Kimia Fisika. Hal.7.. Medan : USU
Tim Penulis Penebar Swadaya. 1992. Karet : Strategi Pemasaran Tahun 2000 Budidaya dan Pengolahannya. Jakarta : Penebar Swadaya.
Wignall, A., 2003. Proyek Jalan Teori Dan Praktek. Edisi Keempat. Jakarta :
Erlangga.
