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
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
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.
2. Bapak Ir.Alfian Hamsi,MSc selaku dosen pembimbing yang telah banyak meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan, nasehat, dan pelajaran sangat berharga hingga skripsi ini dapat terselesaikan.
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,
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.
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.
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ... i
ABSTRAK ... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR NOTASI ... xi
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Penelitian ... 1
1.2.Tujuan Penelitian ... 3
1.2.1. Tujuan Umum ... 3
1.2.2. Tujuan Khusus ... 3
1.3. Manfaat Penelitian ... 4
1.4. Batasan Masalah ... 4
1.5. Sistematika Penulisan ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Polypropylene ... 6
2.3. Aspal Penetrasi 60/70 ... 17
2.4. Aspal ... 17
2.4.1. Fungsi Aspal ... 18
2.4.2. Jenis-jenis Aspal ... 18
2.4.3. Jenis Campuran Beraspal ... 21
2.5. Agregat ... 22
2.5.1. Jenis-jenis Agregat ... 23
2.5.2. Gradasi Agregat ... 24
2.6. Metode Pengujian Marshall ... 25
2.7. Pengujian Mekanik ... 26
2.7.1. Uji Tekan Statik ... 26
2.7.2. Respon Material Akibat Beban Tekan Statik ... 28
2.7.3. Sifat Mekanik ... 29
2.7.4 Uji Penyerapan Air... 31
2.8. Penelitian yang Pernah Dilakukan ... 32
BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Tahapan Penelitian ... 36
3.2. Lokasi/Tempat Penelitian ... 38
3.3. Bahan ... 38
3.3.1. Serbuk Polypropylene ... 38
3.3.2. Aspal Penetrasi 60/70 ... 39
3.3.3. Agregat ... 39
3.4. Peralatan ... 42
3.4.3. Landasan Pemadat... 44
3.4.4. Alat Pemadat Manual ... 45
3.4.5. Alat Pengeluaran Specimen/Ejector ... 46
3.4.6. Water Bath ... 47
3.4.7. Alat Uji Marshall ... 48
3.4.8. Alat-alat Pendukung ... 50
3.5. Pembuatan Spesimen SNI 06-2489-1991 dan SNI 03-6753-2002 .... 51
3.5.1. Persiapan Bahan Baku ... 51
3.5.2. Pembuatan Specimen ... 53
3.6. Pengambilan Data ... 57
3.6.1. Pengujian Kekuatan Tekan ... 57
3.6.2. Proses Pengujian Penyerapan Air ... 59
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil ... 61
4.1.1. Kondisi Specimen Sebelum dan Setelah Pengujian ... 61
4.1.2. Hasil Pengujian ... 62
4.2 Pembahasan ... 65
4.2.1. PembahasanPengujianDayaSerap Air ... 65
4.2.2. PembahasanPengujianKuatTekan ... 67
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 73
5.2. Saran ... 74
Gambar 2.1.Prinsip Brazilian Test ... 27
Gambar 2.2. Pengujian beban tekan pada specimen ... 28
Gambar 2.3. Kurva F vs Δl ... 29
Gambar 2.4. Kurva tegangan-regangan ... 31
Gambar 2.5. Foto campuran aspal tanpa polypropylene perbesaran 2.500 kali ... 33
Gambar 2.6. Foto campuran aspal dan polypropylene perbesaran 2.500 kali ... 34
Gambar 2.7. Foto campuran aspal dan polypropylene setelah pengujian perbesaran 2.500 kali ... 35
Gambar 3.1. Diagram alir penelitian ... 36
Gambar 3.2. Diagram pohon pengujian ... 37
Gambar 3.3. Serbuk polypropylene ... 38
Gambar 3.4. Aspal penetrasi 60/70 ... 39
Gambar 3.5. Kerikil besar ... 40
Gambar 3.6. Kerikil medium/sedang ... 40
Gambar 3.7. Abu batu ... 41
Gambar 3.8. Pasir ... 41
Gambar 3.9. Semen ... 42
Gambar 3.10. Timbangan Triple Beam Balance ... 42
Gambar 3.11. Cetakan Spesimen ... 43
Gambar 3.12. Landasan Pemadat ... 44
Gambar 3.13.Alat pemadat manual ... 45
Gambar 3.14.Ejector ... 46
Gambar 3.16.Alat uji Marshall ... 49
Gambar 3.17.Oven untuk mengeringkan agregat ... 52
Gambar 3.18.Proses pemanasan agregat ... 53
Gambar 3.19.Proses pencampuran polypropylene dengan aspal ... 54
Gambar 3.20.Proses pencampuran agregat dengan aspal ... 55
Gambar 3.21. Proses pemadatan briket dengan alat pemadat manual ... 56
Gambar 3.22. Specimen/briket... 57
Gambar 3.23. Proses perendaman briket di dalam water bath ... 58
Gambar 3.24. Pengujian dengan alat Marshall ... 59
Gambar 3.25. Proses Perendamanspesimen ... 60
Gambar 4.1. Kondisi specimen sebelumdilakukanpengujian ... 61
Gambar 4.2.Kondisi specimen setelahdilakukanpengujian ... 62
Gambar 4.3. Grafikhubungan hubungan antara % daya serap Air denagan campuran aspal polypropylene ... 66
Gambar 4.4. Grafik Hubungan antara nilai F dan kuat tekan dengan aspal campuran 0% polypropylene ... 69
Gambar 4.5 Grafik hubungan antara nilai F dan kuat tekan dengan aspal campuran 4% polypropylene ... 69
Gambar 4.6 Grafik hubungan antara nilai F dan kuat tekan dengan aspal campuran 4,5% polypropylene ... 70
Gambar 4.7 Grafik hubungan antara nilai F dan kuat tekan dengan aspal campuran 5% polypropylene ... 70
Tabel 4.1. Data hasilujidayaserap air specimen SNI 03-6753-2002 ... 63
Tabel 4.2. Data hasilujitekanSNI 06-2489-1991 ... 64
Tabel 4.3. Data hasilperhitungan % dayaserap air ... 65
Tabel 4.4. Data hasilperhitunganujitekan ... 68
DAFTAR NOTASI
Simbol Nama Keterangan Satuan
A - luas penampang mm2
E - modulus elastisitas N/mm2
σ sigma tegangan N/mm2
F - gaya N
D - diameter mm
L - panjang mm
ε ebsilon penguluran %
Δ delta perubahan -
π phi konstanta. 3,14 -
S1 - kuat tekan pertama MPa
