Modifikasi Lateks ( Hevea brasilliensis) dan Bitumen dalam Peningkatan Kekuatan Aspal

(1)

MODIFIKASI LATEKS DAN BITUMEN

DALAM PENINGKATAN KEKUATAN ASPAL

SKRIPSI

YUNI KARTIKA

130802069

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

MODIFIKASI LATEKS DAN BITUMEN

DALAM PENINGKATAN KEKUATAN ASPAL

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai Sarjana Sains

YUNI KARTIKA

130802069

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PERSETUJUAN

Judul : Modifikasi Lateks ( Hevea brasilliensis) dan Bitumen dalam Peningkatan Kekuatan Aspal

Kategori : Skripsi

Nama : Yuni Kartika

Nomor Induk Mahasiswa : 130802069

Program Studi : Sarjana (S1) Kimia

Departemen : Kimia

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara

Disetujui di

Medan, Agustus 2017

Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2, Pembimbing 1,

Dr. Darwin Yunus Nasution, MS Prof. Dr. Thamrin, M.Sc NIP. 195508101981031006 NIP. 196007041989031003

Disetujui Oleh

Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

Dr. Cut Fatimah Zuhra M.Si

(4)

PERNYATAAN

MODIFIKASI LATEKS DAN BITUMEN DALAM PENINGKATAN KEKUATAN ASPAL

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Agustus 2017 Penulis

YUNI KARTIKA

(5)

Bismillahirrahmanirrahim,

Puji dan syukur senantiasa penulis ucapkan kepada Allah SWT karena berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Shalawat beriring salam penulis hadiahkan kepada junjungan Nabi Besar Muhammad SAW, semoga kelak kita mendapatkan syafaatnya di hari akhir.Amin.

Dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada kedua orang tua tercinta, untuk Ayahanda tercinta Kurnia Aprillah dan Ibunda tercinta Yetti Haryati, terima kasih atas kelimpahan kasih sayang, perhatian, kepercayaan, pengorbanan dan dukungan moril maupun materil kepada penulis. Kepada adik - adik terkasih Keni dan Tiwi dan kepada seluruh keluarga tercinta terima kasih atas segala dukungan dan doa terbaik untuk penulis.

Terima kasih penulis sampaikan kepada Prof. Dr. Thamrin, M.Sc selaku dosen pembimbing I dan Dr. Darwin Yunus Nst, MS selaku dosen pembimbing II yang telah membantu dan memotivasi penulis untuk menyelesaikan skripsi ini, terima kasih juga kepada Dr. Cut Fatimah Zuhra,S.Si., M.Si dan Dr. Sofia Lenny, S.Si., M.Si selaku ketua jurusan dan sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU. Kepada Prof. Basuki Wirjosentono Ph.D selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan motivasi yang baik selama masa perkuliahan. Terima kasih juga kepada Bapak dan Ibu dosen yang telah memberikan ilmu yang sangat bermanfaat untuk penulis selama masa perkuliahan.

Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada Fitri Ikova selaku rekan dalam melakukan penelitian hingga penulisan skripsi. Untuk Wanni, Tara, Dea, Dara, Rekha, Nonick, terima kasih atas semangat dari jauhnya. Untuk keluarga besar stambuk 2013 terima kasih atas kekeluargaannya selama ini.Untuk sahabat terbaik penulis Dinda, Ika, Rima, dan seluruh demisioner PEMA 2016 terima kasih atas dukungan, motivasi, semangat, bantuan dan telah menjadi keluarga penulis selama ini.

Semoga Allah melindungi dan mengabulkan Doa kita dan membalas kebaikan kalian kepada penulis.Amiin Ya Rabbal’Alamin.

Penulis.

(6)

ABSTRAK

Modifikasi Lateks dan Bitumen dalam Peningkatan Kekuatan Aspal telah

dilakukan. Aspal modifier dibuat dalam 7 jenis variasi perbandingan aspal,

bitumen, dengan lateks sebesar 75:20:5; 70:20:10; 65:20:15; 60:20:20; 55:20:25;

80:20:0 dan 80:0:20 (v/v/v) dalam 100 ml, penambahan agregat pasir halus 300

gram dan kerikil 50 gram, dan di proses dalam ekstruder pada suhu 150 ºC. Sifat

mekanik dan sifat termal aspal modifier yang diuji meliputi kuat tekan, daya serap

air, dan morfologi dengan TEM. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa

campuran aspal, bitumen, dan lateks dengan perbandingan 70 : 20 : 10 efektif

dalam meningkatkan sifat mekanis dari campuran aspal dimana dihasilkan

kekuatan tekan maksimum sebesar 0,59 Mpa. Sifat fisik menghasilkan

penyerapan air sebesar 0,82%. Hasil uji morfologi dengan TEM memperlihatkan

adanya perbedaan setelah bitumen ditambahkan ke dalam campuran aspal dan

lateks.

Kata kunci : Aspal, Bitumen, Lateks, Sifat Mekanik, Sifat Morfologi

(7)

IN THE IMPROVEMENT OF ASPHALITY STRENGTH

ABSTRACT

Modification Of Latex and Bitumen in the Improvement Of Asphality Strength

has been done. Asphalt modifier made in 7 different types of formulations with a

variety comparison asphalt, bitumen and latex at 75:20:5; 70:20:10; 65:20:15;

60:20:20; 55:20:25; 80:20:0 and 80:0:20 (v/v/v) in 100 ml, addition of 300 grams

of fine sand aggregate and 50 grams of gravels, and processing in a extruder

which temperature were fixed at 150ºC. Mechanical properties and thermal

properties of asphalt modifiers tested include compressive strength, water

absorption, and morphology by TEM. The results showed that the optimum

mixture is in the form of lignin isolates and asphalt with 40:60 ratio which gives

the density and compressive strength is good, and as much as 40 grams of lignin,

which serves as a water barrier. The result of characterization showed that the

mixture of asphalt, bitumen, and latex with a variety of 70 : 20 : 10 used

effectively in improving the mechanical properties which produced a maximum

compressive strength of 0,59 Mpa. Physical properties generate water absorption

0,82%. The result of morphology test by TEM shows a different after bitumen are

added into the mix asphalt and latex.

Keywords : Aspal, Bitumen, Latex, Mechanical Properties, Morphological

Properties

(8)

Halaman

1.3 Pembatasan Masalah 4

1.4 Tujuan Penelitian 5

1.5 Manfaat Penelitian 5

1.6 Metodologi Penelitian 5

1.7 Lokasi Penelitian 6

Bab 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Aspal 7

2.1.1 Jenis Aspal ₇

2.1.2 Sifat – Sifat Aspal 9

2.1.3 Fungsi Aspal sebagai Material Perkerasan Jalan 11

2.2 Bitumen 12

2.2.1 Bitumen Padat 12

2.2.2 Bitumen Cair 15

2.2.2.1 Klasifikasi Bitumen kelas SARA 16

2.2.2.2 Klasifikasi Bitumen kelas PONA 19

2.2.3 Jenis Bitumen 20

2.2.4 Sifat Bitumen 23

2.2.5 Komposisi Bitumen 24

2.2.5.1 Komposisi Unsur 24

2.2.5.2 Komposisi Logam 25

2.2.5.3 Oksigen dan TAN ( Jumlah Bilangan Asam ) 26

2.3 Lateks 26

2.3.1 Pengumpulan Lateks 27

2.3.2 Faktor – faktor yang mempengaruhi kualitas lateks 28

2.4 Agregat 29

2.5 Karakterisasi Aspal Modifier 32

(9)

Air (Water Absorption Test) 32 2.5.2 Analisa Sifat Mekanik dengan Uji Kuat Tekan ( Compressive

Strength Test ) 32

2.5.3 Analisa Sifat Morfologi dengan Uji Transmission Electron

Microscopy (TEM) 33

Bab 3 METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Alat-alat Penelitian 35

3.2 Bahan-bahan Penelitian 35

3.3 Prosedur Penelitian 36

3.3.1 Preparasi Agregat 36

3.3.1.1Preparasii Agregat Halus 36

3.3.1.2 Preparasi Agregat Kasar 36

3.3.2 Proses Pembuatan Aspal Modifier 36

3.3.3 Karakterisasi Aspal Modifier 37

3.3.3.1 Analisa Sifat Ketahanan Terhadap Air dengan Uji

Serapan Air (Water Absorption Test) 37 3.3.3.2 Analisa Sifat Mekanik dengan Uji Kuat Tekan

(Compressive Strength Test ) 38

3.3.3.3 Analisa Sifat Morfologi dengan Uji Transmission

Electron Microscopy (TEM) 38

3.4 Bagan Penelitian 39

3.4.1 Proses Pembuatan Aspal Modifier 39

Bab 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Karakteristik berdasarkan Analisa Sifat Ketahanan Terhadap Air

dengan Uji Serapan Air (Water Absorption Test) 40 4.2 Karakteristik berdasarkan Analisa Sifat Mekanik dengan Uji Kuat

Tekan (Compressive Strength Test ) 42

4.3 Karakteristik berdasarkan Analisa Sifat Morfologi dengan Uji

Transmission Electron Microscopy (TEM) 44

Bab 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 47

5.2 Saran 48

DAFTAR PUSTAKA 49

(10)

DAFTAR TABEL

Nomor

Tabel

Judul Halaman

2.1. Komposisi Elemen dari Berbagai Tipe Batubara 13

2.2. Kandungan bahan – bahan dalam lateks segar

dan lateks yang telah dikeringkan

29

2.3. Ketentuan Agregat 31

4.1. Nilai Penyerapan Air untuk Variasi Aspal,

Bitumen, dan Lateks

40

4.2. Nilai Kuat Tekan untuk Variasi Aspal, Bitumen,

dan Lateks

(11)

DAFTAR GAMBAR

Nomor

Gambar

Judul Halaman

2.1. Struktur Aspal 11

2.2. Bitumen dan Subbitumen 14

2.3. Hasil scan dari plug karbonat yang menunjukkan bitumen padatan hitam diuraikan dalam pori - pori

14

2.4. Hasil pantulan cahaya yang terlihat di mikrograf

yang menunjukkan besar rendahnya dan

kekasaran bitumen padat yang mengisi rongga pori

14

2.5. Diagram Pemisahan Asbuton 15

2.6. Skema Klasifikasi Bitumen 16

2.7. Struktur Asphaltene 17

2.8. Struktur Saturate 18

2.9. Struktur Cincin Porphyrin yang ada di dalam Bitumen 25

2.10. Struktur Lateks 1,4 cis poliisopren 27

2.11. Kuat Tekan 32

4.1. Grafik Hubungan Antara Nilai Penyerapan Air dengan

Aspal, Bitumen, dan Lateks

42

4.2. Grafik Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan dengan

Aspal, Bitumen,

dan Lateks

43

4.3. Hasil Foto TEM Campuran Aspal, Bitumen, dan Lateks

Variasi (80 : 0 : 20) : A. 10.000 kali, B. 20.000 kali

45

4.4. Hasil Foto TEM Campuran Aspal, Bitumen, dan Lateks

Variasi (70 : 20 : 10) dengan pembesaran 10.000 kali

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

3. Aktivitas Penelitian 55

4. Uji Daya Serap 56 13. Perhitungan Nilai Kadar Air Variasi Campuran Aspal, Bitumen, dan

Lateks

65

14. Perhitungan Nilai Kuat Tekan Variasi Campuran Aspal, Bitumen, dan Lateks

66

15. Hasil Foto TEM Campuran Aspal, Bitumen, dan Lateks Variasi (80 : 0 : 20) dengan perbesaran 10.000 kali

67

68

69

70

(13)

DAFTAR SINGKATAN

PONA : Parafin ,Oefin , Naftalen, dan Aromatis

SARA : Saturates , Aromatis, Resin, dan Aspal

AASHTO : American Association of State Highway and Trasnsportation Officials

ASTM : American StandartTesting and Material

SNI : Standar Nasional Indonesia

TEM : Transmission Electron Microscopy

WA : Water Absorption

Mj : Massa Jenuh

Mk : Massa Kering

MPa : Mega Pascal

Kpa : Kilo Pascal