KAJIAN SPESIFIKASI TEKNIS DAN METODE UJI BANTALAN KARET (ELASTOMER)
UNTUK PERLETAKAN JEMBATAN
Ike Setyorini1,* dan Emy Sulistyo Astuti1 1 Balai Besar Kulit, Karet, dan Plastik
*E-mail: ike-setyorini@kemenperin.go.id
ABSTRAK
Tujuan dalam penulisan ini adalah untuk mengkaji dokumen SNI 3967:2013 Spesifikasi dan Metode Uji Bantalan Karet (Elastomer) untuk Perletakan Jembatan dibandingkan dengan ISO 6446:1994 Rubber products – Bridge bearings – Specification for Rubber Materials. Kajian ini dilakukan melalui studi literatur, deskriptif analitis, dan komparatif terhadap spesifikasi dan metode uji dalam standar yang terkait. Kesimpulan dari kajian ini adalah standar spesifikasi dan metode uji bantalan karet (elastomer) untuk perletakan jembatan menurut SNI 3967:2013 perlu dikaji ulang terkait persyaratan wajib maupun tambahan dan metode uji termutakhir yang digunakan baik SNI/SNI ISO maupun ISO.
SPECIFICATIONS AND TEST METHODS RUBBER PADS (ELASTOMER) FOR BRIDGE
BEARINGS: A REVIEW
Ike Setyorini1,* dan Emy Sulistyo Astuti1 1 Center for Leather, Rubber and Plastics
*E-mail: ike-setyorini@kemenperin.go.id
ABSTRACT
The objective is to review SNI 3967:2013 Spesification for Plain and Laminated Elastomeric Bridge Bearings compare with ISO 6446:1994 Rubber products – Bridge bearings – Specification for rubber materials. The study was conducted through literature studies, descriptive and comparative to the specifications and test methods in the relevant standards. The conclusion of this review is the standard specifications and test methods rubber pads (elastomer) for bridge bearings according to SNI 3967: 2013 should be reviewed for additional relevant statutory requirements and test methods are used in both the latest SNI / SNI ISO and ISO.
PENDAHULUAN
Jalan merupakan penghubung antar daerah yang mendukung seluruh mobilitas manusia. Sarana ini mendukung kemajuan penyelenggaraan pemerintahan, sosial budaya, ekonomi dan pertahanan. Indonesia merupakan negara dengan wilayah yang luas, memiliki banyak sungai dan kontur pegunungan sehingga pembangunan infrastruktur jalan merupakan salah satu program utama pemerintah. Jembatan merupakan salah satu bangunan pelengkap jalan yang penting. Jembatan secara umum adalah suatu konstruksi yang berfungsi untuk menghubungkan dua bagian jalan yang terputus oleh adanya rintangan-rintangan seperti lembah yang dalam, alur sungai, danau, saluran irigasi, jalan kereta api, jalan raya yang melintang tidak sebidang dan lain-lain (Supriyadi dan Muntohar, 2000). Karena pentingnya fungsi jembatan, maka jembatan harus mempunyai sistem konstruksi yang kuat dan tahan lama, serta tidak mudah rusak. Penggunaan bantalan karet (elastomer) untuk perletakan jembatan merupakan bagian yang penting dalam konstruksi suatu jembatan.
Bantalan karet (elastomer) untuk perletakan jembatan merupakan sebuah blok karet yang tervulkanisasi dengan atau tanpa penguat internal yang ditempatkan di antara dek jembatan dan pilar jembatan dengan tujuan untuk mengakomodir gerakan yang berpotensi bahaya dari dek jembatan sebagai akibat dari ekspansi atau konstraksi panas, akibat dari lalu lintas, angin, maupun sebab lain (ISO 6446:1994). Fungsi bantalan karet (elastomer) untuk perletakan jembatan adalah sebagai bantalan bagian jembatan yang memiliki tugas untuk mentransfer tegangan dari struktur bagian atas jembatan ke struktur bagian bawah jembatan yang dapat memberikan pergerakan pada bagian atas struktur jembatan. Bantalan karet (elastomer) untuk perletakan jembatan juga berfungsi untuk mengakomodasi pergerakan translational dan rotasional (Kaczinski, 2012).
Kualitas bantalan karet (elastomer) untuk perletakan jembatan sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat elastomer dan bahan-bahan aditif yang digunakan agar diperoleh vulkanisat yang memenuhi persyaratan standar yang telah ditentukan. Elastomer yang umum digunakan sebagai bantalan jembatan yaitu polychloroprene (neoprene) dan natural rubber (karet alam). Ada 2 (dua) tipe bantalan jembatan yaitu bantalan polos dan bantalan laminasi (karet dengan lapisan pelat baja atau fabric). Lapisan baja atau fabric
dilekatkan pada elastomer dan berfungsi untuk membantu menahan beban. Pemilihan material karet dan baja sebagai bantalan jembatan berdasarkan sifat-sifat yang menguntungkan dari material tersebut. Karet memiliki elastisitas yang tinggi sehingga ketika diberi tegangan tarik dan tegangan tarik tersebut dihilangkan akan kembali ke bentuk semula. Karet juga memiliki kuat tarik dan kemuluran yang baik. Karet dapat dianggap sebagai perangkat penyimpanan energi, mengubah kinetika energi dan menyimpannya sebagai energi potensial, dan dengan demikian mampu menyimpan energi 150 kali lebih dari baja. Karet dapat ditekan dengan energi tertentu menjadi lebih padat, sehingga dengan berat tertentu dapat memiliki volume yang lebih kecil, memudahkan dalam transportasi. Karet dapat diatur sifat kekerasan, ketahanan terhadap panas dan cuaca (ozon) dengan menambahkan bahan pengisi ataupun bahan aditif tertentu dalam proses komponding. Dan yang lebih penting karet tidak bersifat korosif seperti baja sehingga dalam aplikasinya sebagai bantalan jembatan tidak memerlukan perawatan khusus (Ciesielski, 2000).
Standar Nasional Indonesia (SNI) yang telah ada dalam rangka menjamin kualitas bantalan karet (elastomer) untuk peletakan jembatan dan berstatus valid, tercantum dalam Senarai BSN tahun 2014 kode 93.040: Konstruksi Jembatan yaitu SNI 3967:2013- Spesifikasi dan Metode Uji Bantalan Karet (Elastomer) untuk Peletakan Jembatan; SNI 3966:2012- Cara Uji Kekakuan Tekan dan Kekakuan Geser Bantalan Karet Jembatan; SNI 03-4816-1998- Spesifikasi Bantalan Karet untuk Perletakan Jembatan dan SNI 3045:1992- Bantalan Karet Jembatan.
SNI 3967:2013 memuat spesifikasi dan metode uji bantalan karet (elastomer) tipe polos dan tipe berlapis untuk perletakan jembatan. SNI 3967:2013 merupakan revisi dari SNI 3967:2008 untuk mengacu pada AASHTO M251-06 Standard Spesification for Plain and Laminated Elastomeric Bridge Bearing, yang sudah mengalami penyesuaian-penyesuaian dengan standar-standar terkait dan kondisi di Indonesia. SNI produk ini masih bersifat sukarela dan belum diberlakukan sebagai SNI wajib. Akan tetapi apabila untuk kepentingan ekspor terutama ke negara-negara empat musim, standar ini belum memuat parameter pengujian pada suhu rendah. Produk bantalan karet (elastomer) untuk perletakan jembatan juga merupakan salah satu produk yang dibahas sebagai isue harmonisasi standar produk di antara negara-negara ASEAN dengan standar ISO. Standar ISO yang masih valid untuk bantalan jembatan adalah ISO 6446:1994 Rubber products – Bridge bearings – Specification for rubber materials. Dalam suatu dokumen standar, metode uji yang diacu perlu dimutakhirkan sesuai dengan dokumen yang masih valid. Tujuan dalam penulisan ini adalah untuk mengkaji spesifikasi dan metode uji bantalan karet (elastomer) untuk perletakan jembatan dalam SNI 3967:2013 dibandingkan dengan ISO 6446:1994 melalui studi literatur, deskriptif analitis, dan komparatif.
PEMBAHASAN KAJIAN
Berdasarkan kajian terhadap dokumen SNI 3967:2013 dan ISO 6446:1994 dihasilkan kelompok data spesifikasi mutu dan metode uji yang digunakan masing-masing standar pada Tabel 1. Pada kedua standar ini spesifikasi produk bantalan karet berdasarkan jenis elastomer yang digunakan yaitu karet alam (NR) dan karet sintetis (neoprene). Pada ISO 6446:1994 juga disertakan spesifikasi untuk karet sintetis yang berbeda yaitu jenis EPDM, Isobutene-isoprene copolymer (IIR), dan Chloro- Isobutene-isoprene (CIIR) pada Tabel 2.
Perbedaan yang mendasar pada SNI 3967:2013 dan ISO 6446:1994 adalah penentuan persyaratan wajib dan persyaratan tambahan (optional) produk bantalan karet (elastomer) untuk perletakan jembatan yang ditunjukkan pada Tabel 1. Terdapat 4 (empat) persyaratan wajib pada dokumen SNI 3967:2013 yaitu kekerasan, modulus geser minimum, kekuatan tarik minimum dan perpanjangan ultimit (putus) minimum. Persyaratan fisik lainnya merupakan persyaratan tambahan. Sedangkan dalam dokumen ISO 6446:1994 persyaratan tambahan yaitu parameter kekuatan sobek minimum dan penentuan retakan pada saat diberi beban tekan.
Masing-masing jenis elastomer dibedakan menjadi 3 (tiga) kelompok kekerasan. Spesifikasi SNI 3967:2013 menentukan spesifikasi 50, 60, dan 70 Shore A dengan metode uji SNI 06-4999-1999, sedangkan ISO 6446:1994 menentukan spesifikasi 50, 60, 70 IRHD (International Rubber Hardness Degree) dengan metode uji ISO 48. Indonesia mempunyai standar penentuan kekerasan karet termutakhir yaitu SNI ISO 48:2012 (IDT-2010).
Parameter kekuatan tarik dan perpanjangan putus bantalan karet pada SNI 3967:2013 menggunakan metode uji SNI 06-4966-1999. Saat ini telah terbit SNI ISO 37:2011 (IDT-2005), sedangkan ISO 37:2005 telah direvisi menjadi ISO 37:2011.
Metode uji yang digunakan pada penentuan ketahanan pengusangan dipercepat bantalan karet SNI 3967:2013 yaitu SNI 06-6315-2000, sedangkan BSN telah menerbitkan standar termutakhir yaitu SNI ISO 188:2012 (IDT-2011).
No Parameter uji Satuan SNI 3967 : 2013 Standar uji ISO 6446 : 1994
Standar uji (ISO)
Karet Alam Karet Sintetis Karet Alam Karet Sintetis
Nominal kekerasan (Shore A) Nominal kekerasan (IRHD)
50 60 70 50 60 70 50 60 70 50 60 70 3 Toleransi modulus geser
(maks), %
MPa - - - ± 15 ± 15 ± 15 ± 15 ± 15 ± 15
4 Kekuatan tarik (min) *) MPa 15,5 15,5 15,5 15,5 15,5 15,5 SNI 06 – 4966 – 1999
15,5 15,5 15,5 13,5 13,5 13,5 ISO 37 : 2010
5 Perpanjangan putus (min), % *)
- 450 400 300 400 350 300 SNI 06 – 4966 – 1999
450 400 300 400 400 300 ISO 37 : 2010
6 Ketahanan pengusangan dipercepat 6.1 Waktu pengusangan
6.3 Perubahan nilai kekerasan dibandingkan dengan
6.4 Perubahaan nilai kuat tarik dibandingkan dengan
6.5 Perubahan nilai perpanjangan putus dibandingkan dengan
7 Pampat tetap setelah 22 jam pada 70 °C (maks), %
- 25 25 25 35 35 35 SNI 06 – 4889 – 1998
30 30 30 20 20 20 ISO 815-1 :
Tabel 1. Persyaratan Mutu dan Acuan Metode Uji Bantalan Karet Jembatan pada SNI 3967:2013 dan ISO 6446:1994 (lanjutan)
*) persyaratan wajib pada dokumen SNI 3967:2013
No Parameter uji Satuan SNI 3967 : 2013 Standa
ruji
ISO 6446 : 1994
Standaruji (ISO)
Karet Alam Karet Sintetis KaretAlam KaretSintetis
Normal kekerasan (IRHD) Nominal kekerasan (IRHD)
50 60 70 50 60 70 50 60 70 50 60 70
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17)
8 Kekuatan rekat
8.1 Kekuatan reka tantara lapisan karet dengan pelat metal (min)
MPa 6,9 6,9 6,9 6,9 6,9 6,9 SNI 06
– 4892
– 1998
7 7 7 7 7 7 ISO 813 :
2010 8.2 Kekuatan rekat antara lapisan
karet dengan pelat fabric (min)
5,2 5,2 5,2 2 Determination of creep in
Pada penentuan parameter kekuatan rekat antara lapisan karet dengan bahan laminasi baik pelat baja maupun fabric di SNI 3967:2013 menggunakan SNI 06-4892-1998. SNI ini mengacu pada ISO 813:1986 sedangkan standar ISO sudah terbit baru ISO 813:210. Sedangkan metode uji penentuan kuat rekat bantalan karet jembatan dengan bahan laminasi menurut ISO 6446:1994 mengacu pada ISO 813 untuk bahan laminasi pelat logam dan ISO 36 untuk bahan laminasi fabric.
Penentuan parameter ketahanan ozon meliputi konsentrasi, temperatur, waktu, dan regangan pada SNI 06-4894-1998 mengacu pada ISO 1431-1-1989, sedangkan saat ini sudah terbit SNI ISO 1431-1:2012 (IDT-2012).
Untuk persyaratan kerapuhan dan pertambahan kekerasan pada berbagai suhu dingin diatur dalam ISO 6446:1994 sedangkan pada SNI 3967 tidak dipersyaratkan. Hal ini disesuaikan dengan kondisi iklim di Indonesia. Akan tetapi jika untuk persyaratan mutu ekspor seharusnya dicantumkan pada parameter uji namun dengan penandaan khusus boleh tidak dilakukan pengujian disesuaikan dengan kebutuhan.
Untuk bahan polimer alternatif yang disebutkan dalam ISO 6446:1994 dengan spesifikasi tertentu disajikan pada tabel 2.
Tabel 2. Persyaratan Bahan Polimer Alternatif dalam ISO 6446:1994
No Parameter uji Satuan ISO 6446 : 1994 StandarUji
3 Pampat tetap setelah 22 jam pada 70 °C (maks), %
- 25 25 20 ISO 815-1 :
2014 4 Ketahanan pengusangan dipercepat
4.1 Waktupengusangandipercepa
4.3 Perubahan nilai kekerasan dibandingkan dengan sebelum pengusangan dipercepat (maks)
IRHD ±10 ±10 ±10 ISO 48 : 2010
4.4 Perubahaan nilai kuat tarik dibandingkan dengan sebelum pengusangan dipercepat (maks), %
- -15 -15 -15 ISO 37 : 2010
4.5 Perubahan nilai perpanjangan putus dibandingkan dengan sebelum pengusangan dipercepat (maks), %
KESIMPULAN
Standar spesifikasi dan metode uji bantalan karet (elastomer) untuk perletakan jembatan menurut SNI 3967:2013 perlu direvisi dengan mengkaji metode uji dan diselaraskan dengan standar termutakhir yang masih valid. Persyaratan teknis pada SNI 3967:2013 perlu dikaji ulang terkait jenis karet yang digunakan, apakah dikhususkan untuk karet alam dan neoprene atau jenis polimer alternatif yang disebutkan dalam ISO 6446:1994 yaitu EPDM, IIR, dan CIIR. Parameter yang dipersyaratkan diuji pada suhu dingin (kekuatan sobek, penentuan retaan, kerapuhan, dan kekerasahan) perlu ditambahkan untuk mengantisipasi keperluan ekspor.
UCAPAN TERIMA KASIH
Seksi Standarisasi Balai Besar Kulit, Karet, dan Plastik (BBKKP) Yogyakarta
Laboratorium Pengujian Komoditi Kulit, Karet, Plastik dan Sepatu BBKKP Yogyakarta
DAFTAR PUSTAKA
Supriyadi, B., & Muntohar, A.S.(2000). Jembatan.Beta Offset.Indonesia: Yogyakarta
Kaczinski, M.(2012). Steel Bridge Design Handbook: Bearing Design. HDR Engineering, Inc. Pittsburg Ciesielski, A., 2000, An Introduction A Rubber Technology, Rapra Technology Limited, United Kingdom
Chen, R., and Yura, J.(1995). Wax Buil Up on the Surfaces of Natural Rubber Bridge Bearing. Texas Departement of Transportation Research and Technology
United States Steel Corporation.(2007). Highway Structures Design Handbook, Michigan Univercity. United States International Standard Organization. ISO 34-1.(2010) Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of tear
strength - Part 1: Trouser, angle and crescent test pieces.
International Standard Organization. (2011). ISO 36: Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of adhesion to textile fabrics;
International Standard Organization. (2011). ISO 37: Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of tensile stress-strain properties;
International Standard Organization. (2010). ISO 48: Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of hardness (hardness between 10 IRHD and 100 IRHD);
International Standard Organization. 2011). ISO 188: (Rubber, vulcanized or thermoplastic - Accelerated ageing and heat resistance tests;
International Standard Organization. (2011). ISO 812: Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of low-temperature brittleness;
International Standard Organization. (2010). ISO 813: Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of adhesion to a rigid substrate - 90 degree peel method;
International Standard Organization. (2014). ISO 815-1: Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of compression set - Part 1: At ambient or elevated temperatures;
International Standard Organization. (2012). ISO 1431-1: Rubber, vulcanized or thermoplastic - Resistance to ozone cracking - Part 1: Static and dynamic strain testing;
International Standard Organization. (2011). ISO 1827: Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of shear modulus and adhesion to rigid plates - Quadruple-shear methods;
International Standard Organization. (1994). ISO 6446: Rubber products – Bridge bearing – Specification for rubber materials;
Badan Standardisasi Nasional (BSN). (2013). SNI 3967 : Spesifikasi bantalan elastomer tipe polos dan tipe berlapis untuk perletakan jembatan. Indonesia: Jakarta
Badan Standardisasi Nasional (BSN). (1999). SNI 06 – 4999: Penentuan Kekerasan karet vulkanisat dengan menggunakan durometer shore. Indonesia: Jakarta
Badan Standardisasi Nasional (BSN). (1999). SNI 06 – 4966: Penentuan sifat-sifat tegangan dan tegangan dari karet vulkanisat dan karet termoplastik. Indonesia: Jakarta
Badan Standardisasi Nasional (BSN). (2000). SNI 06 – 6315 :Pengujian keusangan yang dipercepat atauketahanan panas dari karet vulkanisat. Indonesia: Jakarta
Badan Standardisasi Nasional (BSN). (1998). SNI 06 – 4889: Penentuan pampatan tetap karet vulkanisat atau karet termoplastik. Indonesia: Jakarta
Badan Standardisasi Nasional (BSN). (1998). SNI 06 – 4892: Penentuankuat rekat antara logam dengan karet vulkanisat
– Metode satu pelat. Indonesia: Jakarta
Badan Standardisasi Nasional (BSN). (1994). SNI 06 – 4894: Ketahanan karet vulkanisat atau karet termoplastik terhadap keretakan oleh ozon (uji peregangan statik). Indonesia: Jakarta
Badan Standardisasi Nasional (BSN). (2010). SNI ISO 37 :Karet, vulkanisatatautermoplastik – Penentuansifat-sifattegangan-regangan. Indonesia: Jakarta
Badan Standardisasi Nasional (BSN). (2012). SNI ISO 48: Karet, vulkanisat atau termoplastik – Penentuan kekerasan (kekerasan antara IRHD 10 dan IRHD 100). Indonesia: Jakarta
Badan Standardisasi Nasional (BSN). 2011. SNI ISO 815-1 : Karet, vulkanisat atau termoplastik – Penentuan pampatan tetap - Bagian 1 : Pada suhu kamar dan suhu yang dinaikkan. Indonesia: Jakarta
Badan Standardisasi Nasional (BSN). 2010. SNI ISO 188 : Karet, vulkanisat atau termoplastik – Pengujian keusangan yang dipercepat dan ketahanan panas. Indonesia: Jakarta
