Feedback

Pemanfaatan Polipropilena Daur Ulang Sebagai Bahan Aditif Dalam Pembuatan Aspal Polimer Menggunakan Proses Ekstruksi

Informasi dokumen
PEMANFAATAN POLIPROPILENA DAUR ULANG SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL POLIMER MENGGUNAKAN PROSES EKSTRUKSI SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar sarjana sains IRSYADUL ANAM 090822009 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011 Universitas Sumatera Utara PERSETUJUAN Judul Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas : PEMANFAATAN POLIPROPILENA DAUR ULANG SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL POLIMER MENGGUNAKAN PROSES EKSTRUKSI : SKRIPSI : IRSYADUL ANAM : 090822009 : SARJANA (S-1) KIMIA EKSTENSI : KIMIA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, Agustus 2011 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Prof. DR. Thamrin, M.Sc NIP. 196007041989031003 Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D NIP. 195204181980021001 Diketahui/Disetujui oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dr. Rumondang Bulan, MS NIP. 195408301985032001 Universitas Sumatera Utara PERNYATAAN PEMANFAATAN POLIPROPILENA DAUR ULANG SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL POLIMER MENGGUNAKAN PROSES EKSTRUKSI SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing –masing disebutkan sumbernya. Medan, 4 Agustus 2011 IRSYADUL ANAM 090822009 Universitas Sumatera Utara PENGHARGAAN Syukur dan Alhamdulillah, segala puji penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia- NYA sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Dalam hal ini penulis ucapkan terimakasih dan penghargaan kepada : 1. Kedua orang tua, Ayahanda Alm. Drs. H. Iqbal HBS dan Ibunda Rabiah Pangaribuan, S.Pd, yang dengan doa dan kerja kerasnya telah ikhlas membesarkan, membiayai dan mendidik penulis agar dapat menjadi manusia yang berguna bagi bangsa dan agama. Adinda Khairul Fahmi, Hajir Fauzah, Ahmad Fadli dan khususnya Adinda Risfina Yarsih yang selalu memberikan semangat dan bantuan moril sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. 2. Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D, sebagai dosen pembimbing I dan Bapak Prof. Dr. Thamrin, M.Sc, sebagai dosen pembimbing II yang telah banyak memberikan pengarahan dan bimbingan hingga selesainya skripsi ini. 3. Ibu Dr. Yugia Muis, M.Si selaku kepala laboratorium Kimia Polimer Departemen Kimia FMIPA USU. 4. Ketua departemen Kimia, FMIPA USU, Ibu Dr. Rumondang Bulan, Nst, MS, dan Sekretaris departemen Kimia FMIPA USU, Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc. 5. Ibu Dra. Emma Zaidar, M.Si, sebagai dosen wali penulis, yang telah banyak membantu selama penulis dalam masa studi untuk program sarjana (S1) Kimia ekstension di FMIPA USU. 6. Bapak Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA USU. Universitas Sumatera Utara 7. Seluruh Bapak/ Ibu staff dosen Departemen Kimia FMIPA USU yang telah banyak memberikan ilmu kepada penulis dalam bangku perkuliahan. 8. Bang Edi selaku staff laboratorium kimia Polimer yang telah banyak membantu administrasi selama penelitian di Lab Kimia Polimer FMIPA USU. 9. Teman –teman stambuk 2009 Kimia Ekstensi FMIPA USU dan partner penelitian Ahmad dan Tisna. 10. Bapak Nigel Landon dan Ibu Fitri Abdullah selaku pimpinan UNDP-TRWMP ACEH tempat penulis bekerja yang telah mengizinkan penulis untuk bekerja sambil kuliah dan cuti untuk menyelesaikan skripsi ini. 11. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu yang telah membantu dan memberikan dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Semoga Allah SWT akan membalas kebaikan –kebaikan yang telah diberikan kepada penulis, Amin. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan karena keterbatasan penulis baik literatur dan pengetahuan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Akhirnya kepada Allah SWT jualah kita berserah diri, semoga Allah selalu menunjukkan jalan yang lurus kepada kita semua. Amin. Medan, Agustus 2011 Irsyadul Anam Universitas Sumatera Utara PEMANFAATAN POLIPROPILENA DAUR ULANG SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL POLIMER MENGGUNAKAN PROSES EKSTRUKSI ABSTRAK Penelitian mengenai pemanfaatan polipropilena daur ulang sebagai bahan aditif dalam pembuatan aspal polimer menggunakan proses ekstruksi telah dilakukan, dengan aspal dan polipropilena daur ulang divariasikan dengan adanya agregat pasir. Pembuatan aspal polimer dengan cara mencampurkan aspal, polipropilena daur ulang, agregat pasir, dikumil peroksida, dan maleat anhidrat, selanjutnya hasil pencampuran ini di ekstruksi pada suhu 160 oC, dan dikarakterisasi. Karakterisasi menunjukkan bahwa yang paling optimum yaitu pada variasi aspal : polipropilena : agregat (70:30:300), dengan hasil uji kuat tekan sebesar 2,73 MPa, daya serap air 0,24%. Karakterisasi sifat termal dengan DTA sifat termal tidak menunjukkan hasil yang lebih baik dimana dihasilkan suhu dekomposisi sebesar 454oC. Spektrum FTIR menunjukkan adanya ikatan silang yang terjadi melalui gugus hidroksil dari aspal dengan polipropilena, dan MAH melalui reaksi radikal yang diinisiasi oleh adanya peroksida DCP. Analisis morfologi dengan SEM memperlihatkan adanya perubahan struktur dari campuran aspal. Kata kunci : Aspal, Polipropilena, Agregat Pasir, Dikumil Peroksida, Maleat Anhidrat. Universitas Sumatera Utara UTILIZATION OF RECYCLED POLYPROPHYLENE AS ADDITIVES IN THE PREPARATION OF ASPHALT POLYMER USING THE EXTRUSION PROCESS ABSTRACT The research about the utilization of recycled polyprophylene as additives in the preparation of asphalt polymer using the extrusion process has been done, with asphlat and polyprophylene used were varied. Asphalt polymer was prepared by mixing asphalt, polypropylene used, sand aggregate, dicumil peroxide, and maleic anhydride, followed by mixing in extrusion at a temperature of 160 ° C, and characterized. The result of characterization showed that the most optimum is the variation of asphalt : polypropylene : aggreggate (70:30:300), with the results of compressive strength of 2.73 MPa, and 0.24% water absorption. The characterization of thermal properties using DTA didn’t show better results, in which the resulting decomposition temperature of 454 oC. FTIR spectra showed that the cross linking occurs through the hydroxyl group of asphalt with polyprophylene and MAH through radical reactions initiated by the peroxide DCP. The morphological analysis by SEM showed changes in the structure of asphalt mixtures. Key words: Asphalt, Polypropylene, Sand Aggregate, Dicumil Peroxide, Maleic anhydride. Universitas Sumatera Utara DAFTAR ISI Halaman PERSETUJUAN PERNYATAAN PENGHARGAAN ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN ii iii iv vi vii viii x xi xii BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1 3 4 4 4 5 5 Latar Belakang Perumusan Masalah Pembatasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Metodologi Penelitian Lokasi Penelitian BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 6 Aspal 2.1.1 Sumber Aspal 2.1.2 Jenis - Jenis Aspal 2.1.3 Kandungan Aspal Polipropilena 2.2.1 Karakterisasi Polipropilena 2.2.2 Struktur Kristalinitas Polipropilena 2.2.3 Sifat - Sifat Polipropilena 2.2.4 Degradasi Polipropilena Maleat Anhidrida Dikumil Peroksida Agregat 2.5.1 Jenis Agregat 2.5.2 Agregat Pasir Halus Karakterisasi Polimer Modifikasi Aspal (PMA) 2.6.1 Karakterisasi PMA dengan Uji Kuat Tekan 6 7 8 10 11 11 12 13 14 15 15 16 17 18 19 19 Universitas Sumatera Utara 2.6.2 2.6.3 2.6.4 2.6.5 Karakterisasi PMA dengan Uji Daya Serap Air Karakterisasi PMA dengan DTA Karakterisasi PMA dengan FT-IR Karakterisasi PMA dengan SEM BAB III METODOLOGI 19 20 21 22 23 3.1 3.2 3.3 Bahan-Bahan Alat-Alat Prosedur Penelitian 3.3.1 Persiapan Agregat Pasir dan Polipropilena 3.3.2 Proses Pembutan Aspal Polimer 3.3.3 Karakterisasi Aspal Polimer 3.3.3.1 Karakterisasi Dengan Uji Kuat Tekan 3.3.3.2 Karakterisasi Dengan Uji Daya Serap Air 3.3.3.3 Karakterisasi Dengan DTA 3.3.3.4 Karakterisasi Dengan FTIR 3.3.3.5 Karakterisasi Dengan SEM 23 23 24 24 24 25 25 25 26 26 27 3.4 Bagan Penelitian 3.4.1 Proses Pembuatan Aspal Polimer 28 28 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 4.2 29 Hasil 4.1.1 Hasil Pengujian Kuat Tekan 4.1.2 Hasil Pengujian Daya Serap Air 4.1.3 Hasil Pengujian Dengan Termal Dengan DTA 4.1.4 Hasil Pengujian Dengan Spektroskopi FT-IR 4.1.5 Hasil Pengujian Dengan SEM Pembahasan 4.2.2 Analisis Pengujian Kuat Tekan 4.2.2 Analisis Pengujian Daya Serap Air 4.2.3 Analisis Pengujian Dengan Termal Dengan DTA 4.2.4 Analisis Pengujian Dengan Spektroskopi FT-IR 4.2.5 Analisis Pengujian Dengan SEM BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan 5.2. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN 29 29 32 33 35 37 39 39 40 41 42 43 44 44 45 46 49 Universitas Sumatera Utara DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1 Hasil Uji Kuat Tekan Campuran Aspal Dan Polipropilena Tabel 4.2 Hasil Pengujian Penyerapan Air Campuran Aspal Dan Polipropilena Tabel 4.3 Bilangan Gelombang Campuran Aspal Dan Polipropilena (70:30) dan Bilangan Gelombang Campuran Aspal 31 32 36 Universitas Sumatera Utara DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Struktur Aspal 7 Gambar 2.2 Bermacam Jenis Aspal dan Proses Sebelumnya dari Minyak Bumi 8 Gambar 2.3 Struktur Asphaltene 10 Gambar 2.4 Struktur Molekul Propilena 11 Gambar 2.5 Reaksi Polimerisasi Dari Propilena Menjadi Polipropilena 11 Gambar 2.6 Atom karbon terikat secara tetrahedral dengan sudut 109,5o12 Gambar 2.7 Struktur tiga dimensi dari polipropilena, (a)isotaktik, (b) ataktik, dan (c) sindiotaktik 13 Gambar 2.8 Pembentukan Maleat Anhidrida 15 Gambar 2.9 Struktur Dikumil Peroksida 16 Gambar 2.10 Pola Umum Kurva DTA 21 Gambar 4.1 Diagram Hasil Uji Kuat Tekan Campuran Aspal dan Polipropilena 30 Gambar 4.2 Grafik Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan Variasi Campuran Aspal dengan Polipropilena 31 Gambar 4.3 Grafik Hubungan Antara Persentase Daya Serap Air Dengan Campuran Aspal dan Polipropilena 33 Gambar 4.4 Diagram DTA Campuran Aspal Dengan Polipropilena (70:30) 34 Gambar 4.5 Diagram DTA Campuran Aspal 34 Gambar 4.6 Spektrum Campuran Aspal Dengan Polipropilena (70:30) 35 Gambar 4.7 Spektrum Campuran Aspal 36 Gambar 4.8 Foto SEM Campuran Aspal Perbesaran 2500 kali 37 Gambar 4.9 Foto SEM Campuran Aspal Dan Polipropilena Sebelum Pengujian Perbesaran 2500 kali 38 Gambar 4.10 Foto SEM Campuran Aspal Dan Polipropilena Setelah Pengujian Perbesaran 2500 kali 38 Universitas Sumatera Utara DAFTAR LAMPIRAN Nomor Lampiran 1. Gambar 1. Gambar 2. 2. 3. 4. 5. 6. Gambar 3. Gambar 4. Gambar 5. Gambar 6. Gambar 7. Gambar 8. Judul Halaman Hasil SEM Campuran Aspal dan Agregat Perbesaran 1000 kali Sebelum Pengujian 49 Hasil SEM Campuran Aspal dan Agregat Perbesaran 2500 kali Sebelum Pengujian 49 Hasil SEM Campuran Aspal dan Polipropilena (70 :30) Perbesaran 1000 kali Sebelum Pengujian 50 Hasil SEM Campuran Aspal dan Polipropilena (70 :30) Perbesaran 2500 kali Sebelum Pengujian 50 Hasil SEM Campuran Aspal dan Polipropilena (70 :30) Perbesaran 1000 kali Setelah Pengujian 51 Hasil SEM Campuran Aspal dan Polipropilena (70 :30) Perbesaran 2500 kali Setelah Pengujian 51 Foto Spesimen Campuran Aspal Dengan Polipropilena 52 Pengujian Daya Serap Air 52 7. Aspal - Polipropilena (70:30) Sebelum Pengujian Kuat Tekan 53 Gambar 10. Aspal - Polipropilena (70:30) Sebelum Pengujian Kuat Tekan 53 8. Gambar 11. Ekstruder 54 Gambar 12. Proses Ekstruksi 54 Gambar 13. Hot Compressor 54 Gambar 8. 54 9. Gambar 9. Proses Pencetakan Gambar 14. Aspal 55 Gambar 15. Pasir Halus Gambar 16. DCP dan MAH 55 55 Universitas Sumatera Utara PEMANFAATAN POLIPROPILENA DAUR ULANG SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL POLIMER MENGGUNAKAN PROSES EKSTRUKSI ABSTRAK Penelitian mengenai pemanfaatan polipropilena daur ulang sebagai bahan aditif dalam pembuatan aspal polimer menggunakan proses ekstruksi telah dilakukan, dengan aspal dan polipropilena daur ulang divariasikan dengan adanya agregat pasir. Pembuatan aspal polimer dengan cara mencampurkan aspal, polipropilena daur ulang, agregat pasir, dikumil peroksida, dan maleat anhidrat, selanjutnya hasil pencampuran ini di ekstruksi pada suhu 160 oC, dan dikarakterisasi. Karakterisasi menunjukkan bahwa yang paling optimum yaitu pada variasi aspal : polipropilena : agregat (70:30:300), dengan hasil uji kuat tekan sebesar 2,73 MPa, daya serap air 0,24%. Karakterisasi sifat termal dengan DTA sifat termal tidak menunjukkan hasil yang lebih baik dimana dihasilkan suhu dekomposisi sebesar 454oC. Spektrum FTIR menunjukkan adanya ikatan silang yang terjadi melalui gugus hidroksil dari aspal dengan polipropilena, dan MAH melalui reaksi radikal yang diinisiasi oleh adanya peroksida DCP. Analisis morfologi dengan SEM memperlihatkan adanya perubahan struktur dari campuran aspal. Kata kunci : Aspal, Polipropilena, Agregat Pasir, Dikumil Peroksida, Maleat Anhidrat. Universitas Sumatera Utara UTILIZATION OF RECYCLED POLYPROPHYLENE AS ADDITIVES IN THE PREPARATION OF ASPHALT POLYMER USING THE EXTRUSION PROCESS ABSTRACT The research about the utilization of recycled polyprophylene as additives in the preparation of asphalt polymer using the extrusion process has been done, with asphlat and polyprophylene used were varied. Asphalt polymer was prepared by mixing asphalt, polypropylene used, sand aggregate, dicumil peroxide, and maleic anhydride, followed by mixing in extrusion at a temperature of 160 ° C, and characterized. The result of characterization showed that the most optimum is the variation of asphalt : polypropylene : aggreggate (70:30:300), with the results of compressive strength of 2.73 MPa, and 0.24% water absorption. The characterization of thermal properties using DTA didn’t show better results, in which the resulting decomposition temperature of 454 oC. FTIR spectra showed that the cross linking occurs through the hydroxyl group of asphalt with polyprophylene and MAH through radical reactions initiated by the peroxide DCP. The morphological analysis by SEM showed changes in the structure of asphalt mixtures. Key words: Asphalt, Polypropylene, Sand Aggregate, Dicumil Peroxide, Maleic anhydride. Universitas Sumatera Utara BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Jalan yang merupakan pendukung utama untuk perkembangan pembangunan di Indonesia. Jalan juga melayani 80 -90 % mobilisasi seluruh angkutan barang dan orang. Hal tersebut mengakibatkan kerusakan pada jalan tidak dapat dihindari karena beban yang ditanggung akibat aktivitas mobilisasi angkutan orang dan barang tersebut, serta diperparah juga oleh situasi iklim di Indonesia yang tropis, kelembaban dan curah hujan yang tinggi mengakibatkan intensitas sinar matahari yang tinggi sepanjang tahun, curah hujan yang tinggi juga dapat memperpendek umur jalan sehingga banyak ditemui jalan-jalan yang sudah rusak. Aspal konvensional yang biasa digunakan sebagai bahan campuran panas (hotmix) cenderung memiliki viskositas dan titik lembek yang rendah, mudah dipengaruhi oleh suhu dan beban yang melintas diatasnya. Pada siang hari di Indonesia dengan suhu yang tinggi ditambah dengan adanya beban dari lalu lintas yang besar akan semakin memperbesar kemungkinan perkerasan lentur jalan akan mengalami kerusakan yang permanen. Sementara itu, terkait dengan curah hujan yang tinggi, air hujan akan sering menggenangi permukaan jalan. Tipikal kerusakan karena pengaruh air adalah lubang. Sekali lubang terbentuk maka air akan tertampung didalamnya sehingga dalam hitungan minggu lubang yang semula kecil dapat membesar lebih cepat. Selain itu, kerusakan pada jalan aspal umumnya berkaitan dengan beban roda yang berat, peningkatan tekanan ban,eskalasi atau meningkatnya jumlah lalulintas dan kerusakan kelembaban (Brown, 1990) Universitas Sumatera Utara Salah satu upaya untuk mengatasi kekurangan dari aspal konvensional tersebut adalah dengan menggunakan aspal modifikasi sebagai material campuran. Para peneliti aspal telah memfokuskan perhatian pada sifat –sifat pemodifikasi aspal yang diperoleh dari interaksi antara komponen aspal dan aditif polimer. Dalam hal ini terlihat bahwa keterpaduan aditif polimer yang sesuai kedalam campuran aspal dapat dipersiapkan sifat –sifat yang dibutuhkan untuk meningkatkan kontribusi pengikat aspal untuk kinerja pengaspalan (Terrel, 1986; Khosia, 1989). Aspal modifikasi (modified bitumen) merupakan jenis aspal yang dimodifikasi karakteristiknya sehingga memiliki sifat –sifat positif yang dibutuhkan. Untuk polimer yang efektif digunakan di jalan raya, maka harus meningkatkan resistensi terhadap keretakan letih, mengurangi cakupan deformasi permanen dan mengurangi pengerasan pada suhu media dan suhu tinggi. Polimer harus memperbaiki tidak hanya sifat –sifat AC, tetapi harus memperbaiki kinerja kombinasi agregat pengikat dengan baik (King, 1986). Berbagai penelitian sudah dilakukan seperti Pei-Hung (2000) telah memodifikasi pada polietilen, polipropilen, dan karet EPDM dengan aspal. Singh (1992) melihat reaksi kimia dari campuran aspal dengan polipropilen dan polietilen dari sisi thermal bahan yang dihasilkan. Yang (2010) Melihat mekanisme dan kinetika dari reaksi antara aspal dengan anhidrat maleat. Masahiko (1997) menguji reaksi grafting yang terjadi antara polipropilen dengan aspal guna meningkatkan sifat mekanik. Mothe (2008) mengkarakterisasi campuran aspal dengan TG/DTG, DTA dan FTIR. Disamping itu, polipropilena (PP) adalah salah satu polimer termo-plastik yang dibuat oleh industri kimia dan digunakan dalam berbagai aplikasi, diantaranya pengemasan, tekstil (contohnya tali, pakaian dalam termal, dan karpet), alat tulis, berbagai tipe wadah terpakaikan ulang serta bagian plastik, perlengkapan laboratorium, pengeras suara, komponen otomotif, dan uang kertas polimer. Plastik polipropilen juga digunakan untuk membuat alat-alat dirumah sakit, komponen mesin cuci, komponen mobil, pembungkus tekstil, 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 Universitas Sumatera Utara 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 diperpadat dengan bahan-bahan berbitumen. Aspal ini terjadi di berbagai bagian di Universitas Sumatera Utara 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. Aspal jenis ini direkomendasikan untuk negara-negara yang mempunyai iklim tropis Universitas Sumatera Utara 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 o Densitas pada T 25 C Penetrasi pada T 25 oC Titik leleh Daktilitas pada T 25 oC Kerugian pemanasan Penurunan pada penetrasi setelah pemanasan Titik nyala Kelarutan dalam CS2 Spot Test Spesifikasi Standart Pengujian K/m 0,1 mm o C Cm %wt 1010 - 1060 60/70 49/56 Min. 100 Max. 0,2 ASTM-D71/3289 ASTM-D5 ASTM-D36 ASTM-D113 ASTM-D6 % Max. 20 ASTM-D6&D5 Min. 250 Min. 99,5 Negatif ASTM-D92 ASTM-D4 AASHO T102 3 o C %wt 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 unsurunsur 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 senyawa penyusun dari aspal : Universitas Sumatera Utara 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 (Nuryanto, A. 2008). Universitas Sumatera Utara 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 oleh Eduard Simon, seorang Foam (Styrofoam). Volume 9. No. 5. ISSN 1829-9334. Badan Pengawas Obat dan Makanan. Jakarta. Anonim. 2010. Aspal Iran Penetrasi 60/70. PT. Gudang Aspal 51. Medan. Antonius, S. 2009. Penyediaan Film Mikrokomposit PVC Menggunakan Pemlastis Stearin dengan Pengisi Pati dan Penguat Serat Alam. Tesis Magister Ilmu Kimia. Universitas Sumatera Utara. Medan. Asiyanto. 2008. Metode Konstruksi Proyek Jalan. Univeristas Indonesia - Press. Jakarta. 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. UK. Carraher, C.E., Moore, J.A. 1983. Modification of Polymers. Plenum Press. New York. USA. Dachriyanus. 2004. Analisis Struktur Senyawa Organik Secara Spektroskopi. Andalas University Press. Padang. Damayanthi, R., Martini, R. 2007. Proses Pembuatan Bahan Bakar Cair dengan Memanfaatkan Limbah Ban Bekas Menggunakan Katalis Zeolit Y dan ZSM-5. Universitas Diponegoro. Semarang. Eddyanto. 2007. Functionalisation of Polymer : Reactive Processing” Disertation. Aston University. Birmingham. UK. Ediputra, K. 2004. Studi Campuran Aspal Dengan Ban Bekas (Tire Rubber) Sebagai Bahan Baku Genteng Polymer Menggunakan Bahan Perekat Isosianat. Tesis Magister Ilmu Kimia. Universitas Sumatera Utara. Medan. Field, L.D., Strenhell, S., Kalman, J.,R. 2007. Organic Structures From Spectra. Fourth Edition. Jhon Wiley and Sons, Ltd. 53 Universitas Sumatera Utara Fontes, L.P.T.L., Triches, G., Pais, J.C., Pereira, P.A.A. 2010. Evaluating Permanent Deformation in Asphalt Rubber Mixtures. Journal of Consyructotion and Building Material. University Federal of Santa Catarina. Santa Catarina. Brazilia. James, D.H. 2005. Styrene. Wiley –VHC. Weinheim. Koninklijke. 1987. The Testing of Bintuminous Material. Shell-Laboratoriun. Kristian, S. 2008. Karakterisasi Sifat Fisika Dan Kimia Plastisiser Poligliserol Asetat Dan Kinerja Plastisisasinya Dalam Matriks Termoplastik Polistirena. Tesis Magister Ilmu Kimia. Universitas Sumatera Utara. Medan. Liang, L. 2004. A Disertation : Recovery and Evaluation of The Solid Products Produced by Thermocatalytic Decomposition of Tire Rubber Compounds. A & M Univesity. Texas. Marham, S. 2009. Spektroskopi Elusidasi Struktur Molekul Organik. Edisi Pertama. Graha Ilmu. Yogyakarta. Mothe, M.G., Leite, L.F.M., Mothe, C.G. 2008. Thermal Characterization of Asphalt Mixtures By TG/DTG, DTA and FTIR. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. pp 109. Morton, M. 1987. Rubber Technology. Third Edition. Van Nostrand Reinhold. New York. USA. Newdesnetty, B. 2009. Pembuatan dan Karakterisasi Aspal Beton Berbasis Dreg dan Grit. Tesis Magister Fisika. Universitas Sumatera Utara. Medan. Nuryanto, A. 2008. Aspal Buton dan Propelan Padat. Jakarta. Pei-Hung, Y. 2000. A Study of Potential Use of Asphalt Containing Synthetic Polymers For Asphalt Paving Mixes UMI. USA. pp 2-10. Polacco,G., Berlincioni, S. 2005. Asphalt Modification with Different PolyethyleneBased Polymer. Jounal of European Polymer. Volume 41. Italia. pp 2831. Rafli, 2008. Karakteristik Matriks Termoplastik Polietilena Terplastisasi Poligliserol Asetat. Tesis Magister Ilmu Kimia. Universitas Sumatera Utara. Medan. 54 Universitas Sumatera Utara Rianung, S. 2007. Kajian Laboratorium Pengaruh Bahan Tambah Gondorukem pada Asphalt Concrete-Binder Course (AC-BC) Tehadap Nilai Propertis Marshall dan Durabilitas, Tesis Program Pascasarjana. Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Semarang. Satyrarno, I, 2006. Penggunaan Serutan Karet Ban Bekas Untuk Campuran Beton. Media Teknik No. 4 Tahun XXVIII. Universitas Gajah Mada. Yogyakarta. Setyono, E. 2003. Karakteristik Beton Dengan Agregat Halus Formulasi Pasir Pantai Mangkang - Pasir Muntilan Dengan Variasi Jumlah Semen. Fakultas Teknik. Universitas Negeri Semarang. 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. Fakultas Teknik. Universitas Negeri Semarang. Semarang. Singh, R.,P. 1992. Surface Grafting Onto Polypropylene – A Survey of Recent Development. India. Standar Nasional Indonesia. 1990. Metode Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Kasar. SNI 03-1969-1990. ICS 1.91.100.01. Badan Standardisasi Nasional. Jakarta. Standar Nasional Indonesia. 2002. Metode Pengujian Kuat Tekan Campuran Beraspal. SNI 03-6758-2002. ICS 1.93.080.20. Badan Standardisasi Nasional. Jakarta. Standar Nasional Indonesia. 2002. Metode Pengujian Kekuatan Tekan Semen Portland Untuk Pekerjaan Sipil. SNI 03-6825-2002. ICS 1.91.100.10. Badan Standardisasi Nasional. Jakarta. Stevens, M.,P. 2001. Kimia Polimer. Cetakan Pertama. Pradnya Paramita. Jakarta Strommer, E. 1986. U.S. Patent, No. 4988747. USA. Sukirman, S. 2003. Beton Aspal Campuran Panas. Edisi Pertama. Granit. Jakarta. Tamrin. 2011. Peningkatan Limbah Hasil Alam Dan Daur Ulang Limbah Melalui Proses Kimia Fisika. Pidato Pengukuhan Jabatan Guru Besar Tetap dalam Bidang Ilmu Kimia Fisika. Universitas Sumatera Utara. Medan. Tapkin, S. 2007. The Effect of Polypropylene Fibers on Asphalt Performance. Journal of Building and Environment. Volume 43. Anadolu University. Eskisehir. Turkey. pp. 1065–1071. 55 Universitas Sumatera Utara Tim Penulis. 1992. Karet : Strategi Pemasaran Tahun 2000 Budidaya dan Pengolahannya. Penebar Swadaya. Jakarta. Tortum, A., Cafer, C., Aydin, A.C. 2004. Determination of The Optimum Conditions For Tire Rubber in Asphalt Concrete. Journal of Buliding and Environment. Volume 40. Ataturk University. Erzurum. Turkey. Widia, N.,S. 2010. Optimasi Pembuatan Bioplastik Polihidroksilalkanoat Dengan Menggunakan Bakteri Pada Media Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit. Tesis Magister Ilmu Kimia. Universitas Sumatera Utara. Medan. Wignall, A. 2003. Proyek Jalan Teori Dan Praktek. Edisi Keempat. Erlangga. Jakarta Wirjosentono, B. 1995. Analisis dan Karakterisasi Polimer. Universitas Sumatera Utara – Press. Medan. Yang, K., Fei W., Zhimming C. 2010. Reaction of Asphalt and Maleic Anhydride : Kinetics and Mechanism. Chemichal Engineering Journal. pp. 230. Yildrim, Y. 2005. Polymer Modified Asphalt Binders. Journal of Construction and Building Materials 21. USA. pp. 66. 56 Universitas Sumatera Utara Lampiran 1. Diagram DTA Campuran Aspal Dengan Variasi Karet Ban dan Polistirena (5:35) 57 Universitas Sumatera Utara Lampiran 2. Diagram DTA Campuran Aspal Dan Agregat 58 Universitas Sumatera Utara Lampiran 3. Hasil Foto SEM Campuran Aspal Dengan Agregat Perbesaran 100 kali Perbesaran 500 kali Perbesaran 1000 kali Perbesaran 2500 kali 59 Universitas Sumatera Utara Lampiran 4. Hasil Foto SEM Campuran Aspal Dengan Variasi Karet Ban dan Polistirena (5:35) Sebelum Dilakukan Pengujian Mekanis Perbesaran 100 kali Perbesaran 500 kali Perbesaran 1000 kali Perbesaran 2500 kali 60 Universitas Sumatera Utara Lampiran 5. Hasil Foto SEM Campuran Aspal Dengan Variasi Karet Ban dan Polistirena (5:35) Setelah Dilakukan Pengujian Mekanis Perbesaran 100 kali Perbesaran 500 kali Perbesaran 1000 kali Perbesaran 2500 kali 61 Universitas Sumatera Utara Lampiran 6. Spektrum FT-IR Campuran Aspal Dan Agregat 62 Universitas Sumatera Utara Lampiran 7. Spektrum FT-IR Campuran Karet Ban dan Polistirena (5:35) 63 Universitas Sumatera Utara Lampiran 8. Spektrum FT-IR Campuran Aspal Variasi Karet Ban dan Polistirena (5:35) 64 Universitas Sumatera Utara Lampiran 9. Spektrum FT-IR Polistirena 65 Universitas Sumatera Utara Lampiran 10. Foto Hasil Pencetakan Campuran Aspal Dengan Variasi Karet Ban dan Polistirena 66 Universitas Sumatera Utara Lampiran 11. Foto Pengujian Penyerapan Air Campuran Aspal Dengan Variasi Karet Ban dan Polistirena 67 Universitas Sumatera Utara Lampiran 12. Foto Pengujian Kuat Tekan Campuran Aspal Dengan Variasi Karet Ban dan Polistirena Campuran Aspal Dengan Variasi Karet Ban dan Polistirena (5 : 35) Sebelum Uji Kuat Tekan Campuran Aspal Dengan Variasi Karet Ban dan Polistirena (5 : 35) Sesudah Uji Kuat Tekan Campuran Aspal Dengan Agregat Sebelum Uji Kuat Tekan Campuran Aspal Dengan Agregat Sesudah Uji Kuat Tekan 68 Universitas Sumatera Utara Lampiran 13. Foto Bahan-Bahan Penelitian Karet Ban Polistirena Foam Toluena, DVB, dan DCP Aspal Pasir halus 69 Universitas Sumatera Utara Lampiran 14. Foto Peralatan Penelitian Ekstruder Hot Compressor Mesin Uji DTA Mesin Uji Kuat Tekan Cetakan sampel Agitator dan Hot Plate 70 Universitas Sumatera Utara Lampiran 15. Foto Aktivitas Selama Penelitian Mengeringkan bahan di Oven Mencampurkan bahan dengan pengadukan Mengekstruksi sampel campuran aspal Mengepress sampel hasil ekstruksi Melakukan pengujian penyerapan air Melakukan pengujian kuat tekan 71 Universitas Sumatera Utara
Pemanfaatan Polipropilena Daur Ulang Sebagai Bahan Aditif Dalam Pembuatan Aspal Polimer Menggunakan Proses Ekstruksi Analisis Pengujian Daya Serap Air Analisis Pengujian Termal Dengan DTA Analisis Pengujian Dengan SEM Analisis Pengujian Dengan Spektroskopi FT-IR Analisis Pengujian Kuat Tekan Bahan-Bahan Alat-Alat Kesimpulan KESIMPULAN DAN SARAN 44 Hasil Pengujian Daya Serap Air Hasil Pengujian Termal Dengan DTA Hasil Pengujian Dengan Spektroskopi FT-IR Hasil Pengujian Dengan SEM Hasil Pengujian Kuat Tekan Jenis Agregat Agregat Halus Pasir Karakterisasi dengan Uji Kuat Tekan Karakterisasi dengan Uji Daya Serap Air Karakterisasi Dengan DTA Karakterisasi PMA dengan FT-IR Karakterisasi PMA dengan Uji Kuat Tekan Karakterisasi PMA dengan Uji Daya Serap Air Karakterisasi PMA dengan DTA Karakterisasi Polipropilena Struktur Kristalinitas Polipropilena Latar Belakang KESIMPULAN DAN SARAN 44 Lokasi Penelitian Maleat Anhidrida Dikumil Peroksida Permasalahan Pembatasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Metodologi Penelitian Saran KESIMPULAN DAN SARAN 44 Sifat – Sifat Polipropilena Degradasi Polipropilena Sumber Aspal Jenis – Jenis Aspal
Aktifitas terbaru
Penulis
Dokumen yang terkait
Upload teratas

Pemanfaatan Polipropilena Daur Ulang Sebagai Bahan Aditif Dalam Pembuatan Aspal Polimer Menggunakan Proses Ekstruksi

Gratis