BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

18

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Beton 2.1.1 Pengertian Beton Beton masih merupakan pilihan utama sebagai bahan konstruksi pada saat ini karena beragam keunggulannya dibandingkan material lain. Kemudahan dalam pengerjaannya, kekuatan yang semakin tinggi dalam memikul beban dan durabilitas yang baik menjadikan beton sebagai pilihan utama untuk bahan konstruksi. Dalam konstruksi, beton adalah sebuah bahan bangunankomposit yang terbuat dari kombinasi agregat dan pengikat semen.Bentuk paling umum dari beton adalah beton semen Portland, yang terdiri dari agregat mineral (biasanya kerikil dan pasir), semen dan air. Beton adalah batu buatan dan bahan lain terdiri dari semen, pasir, kerikil/split dengan perbandingan tertentu bila diaduk dan dicampur dengan air dan dimasukkan dalam suatu cetakan akan mengikat, mengering dan mengeras dengan baik setelah beberapa lama. Beton mudah dibentuk sesuai dengan cetakan yang direncanakan. (Adiyono. 2008) Mutu beton ditentukan oleh banyak faktor antara lain: - Faktor Air Semen (FAS). - Perbandingan bahan-bahannya. - Mutu bahan-bahannya. - Susunan butiran agregat yang dipakai. - Ukuran maksimum agregat yang dipakai. - Bentuk butiran agregat. - Kondisi pada saat mengerjakan. - Kondisi pada saat pengerasan 2.1.2 Sifat Beton

Universitas Sumatera Utara

19

Sebagaimana disebutkan sebelumnya, beton memiliki kuat tekan yang tinggi namun kuat tarik yang lemah.Kuat hancur dari beton sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor : 

Jenis dan kualitas semen



Jenis dan lekak lekul bidang permukaan agregat. Kenyataan menunjukkan bahwa penggunaan agregat akan menghasilkan beton dengan kuat tekan dan kuat tarik lebih besar daripada penggunaan kerikil halus dari sungai.



Perawatan merupakan hal yang sangat penting pada pekerjaan lapangan dan pada pembuatan benda uji.



Suhu, pada umumnya kecepatan pengerasan beton bertambah dengan bertambahnya suhu. Pada titik beku kuat tekan akan tetap rendah untuk waktu yang lama.



Umur, pada kekeadaan yang normal kekuatan beton bertambah dengan umurnya.

2.1.3 Kelebihan dan Kekurangan Beton Kelebihan beton adalah dapat mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi.Selain itu pula beton juga memiliki kekuatan mumpuni, tahan terhadap temperatur yang tinggi dan biaya pemeliharaan yang murah.Sedang kekurangannya adalah bentuk yang telah dibuat sulit diubah tanpa kerusakan. Pada struktur beton, jika ingin dilakukan penghancuran maka akan mahal karena tidak dapat dipakai lagi. Beda dengan struktur baja yang tetap bernilai.Berat dibandingkan dengan kekuatannya dan daya pantul yang besar. Beton memiliki kuat tekan yang tinggi namun lemah dalam tariknya. Jika struktur itu langsung jika tidak diberi perkuatan yang cukup akan mudah gagal. Menurut perkiraan kasar, nilai kuat tariknya sekitar 9-5% kuat tekannya.Maka dari itu perkuatan sangat diperlukan dalam struktur beton.Perkuatan yang umum adalah dengan menggunakan tulang baja yang jika dipadukan sering disebut dengan beton bertulang. 2.1.4 Macam-macam Beton Ada bermacam-macam jenis beton, yaitu : 1) Beton siklop Beton jenis ini sama dengan beton normal biasa, perbedaannya ialah pada beton ini digunakan ukuran agregat yang relatif besar. Beton ini digunakan pada pembuatan bendungan, pangkal jembatan, dan sebagainya.Ukuran agregat kasar dapat sampai 20 cm,


20

namun proporsi agregat yang lebih besar dari biasanya ini sebaiknya tidak lebih dari 20 persen dari agregat seluruhnya. 2) Beton Ringan Beton jenis ini sama dengan beton biasa perbedaannya hanya agregat kasarnya diganti dengan agregat ringan. Selain itu dapat pula dengan beton biasa yang diberi bahan tambah yang mampu membentuk gelembung udara waktu pengadukanbeton berlangsung. Beton semacam ini mempunyai banyak pori sehingga berat jenisnya lebih rendah dari pada beton biasa. 3) Beton non pasir Beton jenis ini dibuat tanpa pasir, jadi hanya air,semen, dan kerikil saja karena tanpa pasir maka rongga rongga kerikil tidak terisi. Sehingga beton berongga dan berat jenisnya lebih rendah daripada beton biasa. Selain itu karena tanpa pasir maka tidak dibutuhkan pastapasta untuk menyelimuti butir-butir pasir sehingga kebutuhan semen relatif lebih sedikit. 4) Beton hampa Seperti yang telah diketahui bahwa kira-kira separuh air yag dicampurkan saja yang bereaksi dengan semen,adapun separuh sisanya digunakan untuk mengencerkan adukan. Beton jenis ini diaduk dan dituang serta dipadatkan sebagaimana beton biasa, namun setelah beton tercetak padat kemudian air sisa reaksi disedot dengan cara khusus seperti cara vakum. Dengan demikian air yang tertinggal hanya air yang digunakan untuk reaksi dengan semen,sehingga beton yang diperoleh sangat kuat. 5) Beton bertulang Beton biasa sangat lemah dengan gaya tarik, namun sangat kuat dengan gaya tekan, batang baja dapat dimasukkan pada bagian beton yang tertarik untuk membantu beton. Beton yang dimasuki batang baja pada bagian tariknya ini disebut beton bertulang. 6) Beton prategang Jenis beton ini sama dengan beton bertulang, perbedaannya adalah batangnya baja yang dimasukkan ke dalam beton ditegangkan dahulu. Batang baja ini tetap mempunyai tegangan sampai beton yang dituang mengeras. Bagian balok beton ini walaupun menahan lenturan tidak akan terjadi retak. 7) Beton pracetak


21

Beton biasa dicetak/dituang di tempat namun dapat pula dicetak di tempat lain,fungsinya di cetak di tempat lain agar memperoleh mutu yang lebih baik.Selain itu dipakai jika tempat pembuatan beton sangat terbatas. Sehingga sulit menyediakan tempat percetakan perawatan betonnya. 8) Beton massa Beton yang dituang dalam volume besar yaitu perbandingan antara volume dan permukaannya besar. Bila dimensinya lebih besar dari 60 sm. Pondasi besar, pilar, bendungan. Harus diperhatikan perbedaan temperatur. 9) Fero semen Suatu bahan gabungan yang diperoleh dengan cara memberikan ortar semen suatu tulangan yang berupa suatu anyaman kawat baja. 10) Beton Serat Beton komposit yang terdiri dari beton biasa dan bahan lain yang berupa serat. Serat berupa batang-batang 5-500 mm,panjang 25-100mm. Serat asbatos, tumbuh-tumbuhan, serat plastik, kawat baja.

2.2 Polimer Polimer adalah suatu zat kimia yang terdiri dari molekul-molekul yang besar dengan karbon dan hydrogen sebagai molekul utamanya. Bahan ini berasal dari bahan plastik yang di daur ulang, kemudian dicampur dengan bahan kimia lainnya. Penggunaan bahan tersebut bertujuan memanfaatkan limbah plastik. (Prilian, Lilih. 2009) Kimia polimer mulai berkembang pada tahun 1920-an yaitu dengan adanya penyelidikan terhadap perilaku membingungkan terhadap bahan-bahan tertentu, seperti kayu, gelatin, kapas dan karet. Sebagai contoh, ketika karet, yang rumus empirisnya adalah C 5H8, dilarutkan dalam larutan organik, larutannya menunjukkan beberapa sifat tak lazim: kekentalan tinggi, tekanan osmotik rendah, dan penurunan titik beku sangat kecil. Pengamatan ini adalah indikasi yang kuat tentang zat terlarut yang massa molarnya sangat tinggi. 2.2.1 Penggolongan polimer


22

Polimer dapat digolongkan berdasarkan asalnya, jenis monomernya dan sifat terhadap panas sebagai berikut : 1. Penggolongan polimer berdasarkan asalnya Berdasarkan asalnya polimer dapat digolongkan kedalam 2 jenis yaitu polimer alam dan polimer sintetis, polimer alam adalah polimer yang terbentuk melalui proses alami dan polimer sintetis adalah polimer yang terbentuk melalui reaksi buatan manusia dalam suatu industri/pabrik. Contoh polimer alam : Polisoprena (karet alam), karbohidrat dan protein. Contoh polimer sintetis : Karet sintetis (butadiene stirena = buna), plastik dan rayon (serat sintetis). 2. Penggolongan polimer berdasarkan jenis monomernya Berdasarkan jenis monomer, polimer terdiri dari 2 jenis, yaitu homopolimer dan kopolimer. Homopolimer adalah polimer hasil penggabungan dari jenis monomer yang sejenis, sedangkan kopolimer adalah polimer hasil penggabungan dari jenis monomer yang tidak sejenis. Contoh homopolimer : polivinilklorida, polietena, polipropilena dan karet alam. Contoh kopolimer : nilon, poliester, dan rayon. 3. Penggolongan polimer berdasarkan sifatnya terhadap panas Berdasarkan sifatnya terhadap panas, polimer (khususnya plastik) terdiri dari dua jenis, yaitu polimer termoplas dan polimer termoset. Polimer termoplas adalah polimer yang jika dipanaskan akan menjadi lunak dan jika didinginkan akan menjadi keras. Polimer termoset adalah polimer yang jika dipanaskan tidak dapat menjadi lunak. Polimer termoplas dapat dibentuk ulang sedangkan polimer termoset tidak dapat dibentuk ulang. Contoh Polimer termoplas : polivinil klorida, polietilena dan polistirena. Contoh Polimer termoset : melamin dan bakelit. 2.2.2 Reaksi Polimerisasi Reaksi penggabungan monomer dengan monomer membentuk polimer disebut polimerisasi. Reaksi polimerisasi dibagi kedalam dua jenis yaitu polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi. 1. Polimerisasi Adisi


23

Polimersisasi adisi adalah penggabungan monomer dengan monomer secara reaksi adisi.Reaksi adisi terjadi pada monomer yang memiliki ikatan rangkap, pada reaksi ini tidak ada molekul yang hilang. 2. Polimerisasi Kondensasi Polimerisasi kondensasi adalah penggabungan monomer dengan monomer secara eliminasi. Disamping polimer yang dihasilkan, ada molekul yang dilepaskan seperti H2O. Reaksi itu terjadi pada monomer yang memiliki gugus fungsi pada kedua ujung rantainya. Biasanya monomer yang bergabung tidak sejenis dan polimer yang terbentuk disebut kopolimer, pada reaksi ini ada molekul yang hilang. (Tiopan. 2006)

2.3 Beton Polimer Beton adalah campuran bahan bangunan berupa pasir dan kerikil atau koral kemudian diikat semen bercampur air. Sedangkan yang dimaksud dengan polimer adalah suatu zat kimia yang terdiri dari molekul-molekul yang besar dengan karbon dan hidrogen sebagai molekul utamanya. Adapun bahan baku polimer didapatkan dari limbah pabrik yang didaur ulang, kemudian dicampur dengan agregat pasir, thinner, air serta bahan kimia lainnya. Jadi yang dimaksud dengan beton polimer adalah bahan material bangunan yang dibentuk melalui proses rekayasa komposit beton klasik dan polimer. Beton polimer berfungsi layaknya beton semen biasa pada umumnya.Beton polimer juga dapat digunakan sebagai pilar jembatan, pondasi bangunan, jalan pada jembatan, dinding tahan gempa (modifikasi dari dinding batu bata) dan lain-lain. Beton polimer juga dapat digunakan sebagai bahan untuk memperbaiki bangunan-bangunan di dalam air. Seperti telah disinggung di kegunaan dari beton polimer, bahwa beton polimer dapat digunakan sebagai bahan untuk memperbaiki bangunan-bangunan di dalam air. Hal tersebut disebabkan karena beton polimer dapat mengeras di dalam air. Beton polimer memiliki sifat kedap air, tidak terpengaruh sinar ultra violet, tahan terhadap larutan agresif seperti bahan kimia serta kelebihan lainnya. Yang lebih istimewa lagi, beton polimer bias mengeras di dalam air sehingga bias digunakan untuk memperbaiki bangunan-bangunan di dalam air. (Prilian, Lilih. 2009)


24

Selain mengeras dalam air, beton polimer juga memiliki sifat sifat lainnya yang tentunya menguntungkan bagi orang yang taucara mempergunakannya, Seperti: sifat kedap air, tidak terpengaruh sinar ultra violet, tahan terhadap larutan agresif seperti bahan kimia serta kelebihan lainnya.

2.4 Limbah Limbah lebih dikenal sebagai sampah, yang seringkali tidak dikehendaki kehadirannya karena tidak memiliki nilai ekonomis. Dengan konsentrasi dan kuantitas tertentu, kehadiran limbah dapat berdampak negatif terhadap lingkungan terutama bagi kesehatan manusia, sehingga perlu dilakukan penanganan terhadap limbah.Tingkat bahaya keracunan yang ditimbulkan oleh limbah tergantung pada jenis dan karakteristik limbah. Limbah adalah bahan/barang sisa atau bekas dari suatu kegiatan atau proses produksi yang fungsinya sudah berubah dari aslinya, kecuali yang dapat dimakan oleh manusia dan hewan. (Firmansyah, Rikky. 2009) Limbah merupakan sutau buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik itu industri maupun rumah tangga. Dari situ pula limbah akan dihasilkan. Limbah dapat berupa sampah, air buangan dari aktifitas domestik maupun buangan dari aktifitas industri pabrikan. 2.4.1 Macam- macam Limbah Sebagaimana diketahui, limabah dapat dihasilkan melalui proses industri maupun domestic (rumah tangga), oleh karena itu berdasarkan asalnya limbah, terdapat beberapa macam limbah yakni : 1) Limbah Rumah Tangga Limbah rumah tangga merupakan bahan sisa yang dihasilkan dari kegiatan rumah tangga. Contohnya adalah sampah, baik organik maupun anorganik, detergen, kotoran, dan asap hasil pembakaran. Limbah yang paling banyak di produksi rumah tangga adalah sampah. 2) Limbah Pertanian


25

Limbah pertanian biasanya mempengaruhi kondisi air dan tanah.Limbah pertanian dihasilkan dari penggunaan pupuk, pestisida, atau bahan organik lainnya secara berlebihan. 3) Limbah Industri Selain kegiatan rumah tangga, kegiatan industri memberikan andil yang sangat besar dalam pencemaran dan perubahan lingkungan. Hal ini disebabkan karena kegiatan industri menghasilkan limbah yang banyak, baik dalam bentuk cair, padat, maupun gas.Limbah yang dihasilkan dari kegiatan industri kebanyakan tergolong kedalam jenis limbah B3 (bahan berbahaya dan beracun). Sehingga sebelum dilakukan pembuangan harus melalui pengolahan khusus dan penetralan agar pada saat dibuang, aman bagi lingkungan. 2.5 Limbah Pulp Dalam penelitian ini penggunaan limbah yang digunakan merupakan limbah industri yang dimana pula limbah tersebut dapat menjadi bahan baku pembuatan beton. Limbah tersebut didapat melalui proses pembuatan Pulp (bahan dasar pembuatan kertas). Limbah pulp diperoleh dari sisa pengolahan industri pulp. Limbah ini berupa gumpalan yakni grits (pasir), dregs (ampas) dan bio sludges (lumpur hidup). Limbah-limbah tersebut pastinya harus dibuang, tetapi dalam proses pembuangannya tentu saja tidak boleh sembarangan karena limbah-limbah ini dapat mencemari lingkungan, apalagi jika tidak diolah sesuai dengan ketentuan dan syarat pembuangan limbah. Saat ini limbah pulp yang berbentuk padat mulai diselidiki potensinya untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku material, antara lain material keramik dan dapat pula dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan beton. Limbah pulp pada umumnya terdiri dari 3 jenis yaitu: a) Pasir (grits) adalah bahan yang mengandung bata dan pasir yang kandungannya berupa hidroksida tetapi bahan ini tidak bereaksi antara cairan hijau (green liquor) dan kapur tohor. b) Ampas (dregs) adalah bahan yang merupakan endapan dari cairan hijau (green liquor) yaitu bubur (smelt) yang dilarutkan dengan natrium hidroksida (NaOH) dimana bahan ini mengandung silika dan karbon residu organik yang tidak terbakar dalam ketel (boiler).Bahan ini juga kaya akan karbon.


26

c) Sedangkan lumpur hidup (bio sludge) adalah campuran dari endapan cair yang kandungan utamanya adalah selulosa dan bakteri yang mati.

2.6 Agregat Agregat merupakan salah satu bahan material beton. Hampir tiga perempat volume beton ditempati oleh agregat, sehingga karakteristik agregat akan menentukan kualitas beton. Agregat merupakan bahan yang bersifat kaku dan memiliki stabilitas volume dan durabilitas yang baik dari pada pasta semen. (Hidayat, Syarif. 2009) Agregat merupakan butir-butir batu pecah, kerikil, pasir atau mineral lain, baik yang berasal dari alam maupun buatan yang berbentuk mineral padat berupa ukuran besar maupun kecil atau fragmen-fragmen. Untuk menghasilkan beton yang baik, agregat halus maupun agregat kasar harus memiliki gradasi atau komposisi ukuran yang proporsional. Oleh sebab itu, perlu dilakukan analisis ayakan terhadap agregat yang akan digunakan. Jenis dan kualitas agregat sangat ditentukan oleh batuan asalnya dan kandungan mineral di dalamnya. Berdasarkan proses terbentuknya, batuan dapat di klasifikasikan sebagai batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorfosa. Umumnya, agregat berasal dari batuan yang mengandung beberapa jenis mineral. Contohnya, batuan beku granit dan batu kapur. 2.6.1 Jenis-jenis Agregat 1) Agregat Halus Agregat halus untuk beton dapat berupa pasir alam sebagai hasil desintegrasi alami dari batuan-batuan atau berupa pasir buatan yang dihasil oleh alat-alat pemecah batu. Syarat agregat halus : 

Agregat halus terdiri dari butir–butir yang tajam dan keras. Butir agregat halus harus bersifat kekal, artinya tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca seperti terik matahari dan hujan.



Kandungan lumpur tidak boleh lebih dari 5% (ditentukan terhadap beratkering). Yang diartikan dengan lumpur adalah bagian–bagian yang dapat melalui ayakan 0,063 mm. Apabila kadar lumpur lebih dari 5%, maka agregat harus dicuci.


27



Pasir laut tidak boleh dipakai sebagai agregat halus untuk semua mutu beton, kecuali dengan petunjuk dari lembaga pemeriksaan bahan yang diakui.

2) Agregat Kasar Agregat kasar dapat berupa kerikil hasil desintergrasi alami dari batuan-batuan atau berupa batu pecah yang diperoleh dari pemecahan batu dengan besar butir lebih dari 5 mm. Kerikil dalam penggunaannya harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut: 

Butir-butir keras yang tidak berpori serta bersifat kekal yang artinya tidak pecah karena pengaruh cuaca seperti sinar matahari dan hujan.



Tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1%, apabila melebihi maka harus dicuci lebih dahulu sebelum menggunakannya.



Tidak boleh mengandung zat yang dapat merusak batuan seperti zat–zat yang reaktif terhadap alkali.



Agregat kasar yang berbutir pipih hanya dapat digunakan apabila jumlahnya tidak melebihi 20% dari berat keseluruhan.

2.7 Bahan Baku Beton Polimer 2.7.1 Pasir Agregat yang digunakan untuk pembuatan beton adalah pasir lolos ayakan (ASTM E 11-70) yang diameternya lebih kecil dari 5 mm. Adapun kegunaan pasir ini adalah untuk mencegah keretakan pada beton apabila sudah mongering. Karena dengan adanya pasir akan mengurangi penyusutuan yang terjadi mulai dari percetakan hingga pengeringan. Pasir ini memang sangat penting dalam pembuatan beton, tetapi apabila kadarnya terlalu besar akan mengakibatkan kerapuhan jika sudah mongering. Ini disebabkan daya rekat antara partikel-partikel berkurang dengan adanya pasir dalam jumlah yang besar, sebab pasir tersebut tidak bersifat merekat akan tetapi hanya sebagai pengisi (filler). Pasir merupakan agregat alami yang berasal dari letusan gunung berapi,sungai, dalam tanah dan pantai oleh karena itu pasir dapat digolongkan dalam tigamacam yaitu pasir galian, pasir laut dan pasir sungai. Pada konstruksi bahan bangunan pasir digunakan sebagai agregat halus dalam campuran beton, bahan spesi perekat pasangan bata maupun keramik, pasir urug,


28

screed

lantai

dll.

Menurut standar nasional indonesia (SK SNI – S – 04 – 1989 – F : 28) disebutkan mengenai persyaratan pasir atau agregat halus yang baik sebagai bahan bangunan adalah sebagai berikut : - Agregat halus harus terdiri dari butiran yang tajam dan keras dengan indeks kekerasan < 2,2. - Sifat kekal apabila diuji dengan larutan jenuh garam sulfat sebagai berikut: a. Jika dipakai natriun sufat bagian hancur maksimal 12%. b. Jika dipakai magnesium sulfat bagian halus maksimal 10%. - Tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5% dan apabila pasir mengandung lumpur lebih dari 5% maka pasir harus dicuci. - Pasir tidak boleh mengadung bahan-bahan organik terlalu banyak, yang harus dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrans–Harder dengan larutan jenuh NaOH 3%. - Susunan besar butir pasir mempunyai modulus kehalusan antara 1,5 sampai 3,8 dan terdiri dari butir-butir yang beraneka ragam. - Untuk beton dengan tingkat keawetan yang tinggi reaksi pasir terhadap alkali harus negatif. - Pasir laut tidak boleh digunakan sebagai agregat halus untuk semua mutu beton kecuali dengan petunjuk dari lembaga pemerintahan bahan bangunan yang diakui. - Agreagat halus yang digunakan untuk plesteran dan spesi terapan harus memenuhi persyaratan pasir pasangan. (http://www.forumbebas.com/thread-145579.html)

2.7.2 Limbah Pulp Dregs Kandungan limbah pulp dregs yang diambil pada tanggal 27 Mei 2015 dari PT. Toba Pulp Lestari, Kecamatan Porsea, Kabupaten Toba Samosir sebagai berikut: Tabel 2.1 Kandungan Senyawa Limbah Pulp Dregs No

Parameter

Jumlah


29

(%) 1

SiO2

10,6

2

Fe2O3

1,68

3

CaO

31,1

4

MgO

1,04

5

K2O

0,62

6

Na2O

0,04

7

Al2O3

12,30

Bahan cair ini disebut sebagai bubur. Bahan ini dikirim ke tangki di mana air ditambahkan ke dalam tangki tersebut.Cairan yang dihasilkan dikenal sebagai cairan hijau (green liquor). Dari tangki peleburan sungai dikirim ke tangki cairan stabilisasi hijau.Cairan hijau juga mengandung sejumlah kecil padatan tersuspensi, disebut ampas (dregs). Ampas-ampas yang berbahaya dipisahkan dan kemudian dibuang. Hal ini biasanya dilakukan dalam cairan stabilisasi hijau. Ampas dari cairan stabilisasi hijau dikirim ke filter vakum perputaran disebut ampas filter. Di sini ampas dicuci untuk menghilangkan sisa bahan kimia dan airnya sebelum dibuang. Cairan didaur ulang ke tangki cairan stabilisasi hijau. (http://www.westech-inc.com/en-usa/industry-solutions/industrial-overview/pulp-and-paper) Adapun apabila limbah pulp dregs ini dimasukkan atau dicampurkan ke dalam pembutan bahan bangunan maka limbah pulp dregs itu sendiri tidak memiliki dampak resiko kesehatan maupun pencemaran lingkungan, dikarenakan limbah pulp dregs itu sendiri dapat didaur ulang sebagai bahan baku dari pembuatan bahan bangunan seperti beton, sehingga secara tidak langsung limbah ini dapat dimanfaatkan dan mengurangi sampah akibat pembuangan limbah pabrik itu sendiri. 2.7.3 Resin Epoksi Epoksi adalah suatu kopolimer yang terbentuk dari dua bahan kimia yang berbeda, yang disebut sebagai "resin" dan "pengeras". Resin ini terdiri dari monomer atau polimer rantai pendek dengan kelompok epoksida di kedua ujung. Resin epoksi paling umum dihasilkan dari reaksi antara epiklorohidrin dan bisphenol-A, tetapi tidak jarang yang terakhir akan


30

digantikan dengan bahan kimia yang serupa. Sedangkan pengeras terdiri dari monomer polyamine, misalnya Triethylenetetramine(Teta). Ketika senyawa ini dicampur, kelompok amina bereaksi dengan kelompok epoksida untuk membentuk ikatan kovalen. Setiap kelompok NH dapat bereaksi dengan kelompok epoksida, sehingga polimer yang dihasilkan demikian kaku dan kuat. Proses polimerisasi disebut "curing" dan dapat dikontrol melalui suhu. Atau bahasa sederhananya epoksi adalah cat dua komponen yang terdiri dari resin sebagai basenya dan polymed sebagai hardenernya. (Finishing Floor Harderner. 2012). Resin epoksi atau secara umum dipasaran dikenal dengan bahan epoksi adalah salah satu dari jenis polimer yang berasal dari kelompok termoset. Resin termoset adalah polimer cair yang diubah menjadi bahan padat secara polimerisasi jaringan silang dan juga secara kimia, membentuk formasi rantai polimer tiga dimensi. Sifat mekanisnya tergantung pada unit molekuler yang membentuk jaringan rapat dan panjang jaringan silang. Proses pembuatannya dapat dilakukan pada suhu kamar dengan memperhatikan zatzat kimia yang digunakan sebagai pengontrol polimerisasi jaringan silang agar didapatkan sifat optimum bahan. Thermoset memiliki sifat isotropis dan

peka terhadap suhu,

mempunyai sifat tidak bisa meleleh, tidak bisa diolah kembali, atomnya berikatan dengan kuat sekali, tidak bisa mengalami pergeseran rantai. Bentuk resin epoksi sebelum pengerasan berupa cairan seperti madu dan setelah pengerasan akan berbentuk padatan yang sangat getas. 

Karakteristik Resin Epoksi

Epoksi secara umum mempunyai karakteristik yang baik, yaitu: 1) Kemampuan mengikat paduan metalik yang baik Kemampuan ini disebabkan oleh adanya gugus hidrolik yang memiliki

kemampuan

membentuk ikatan via ikatan hidrogen. Gugus hidrosil ini juga dimiliki oleh oksida metal, dimana pada kondisi normal menyebar pada permukaan metal. Keadaan ini menunjang terjadinya ikatan antara atom pada epoksi dengan atom yang berada pada material metal. 2) Ketangguhan Keguanaan epoksi sebagai bahan matrik dibatasi oleh ketangguhan yang

rendah dan

cenderung rapuh. Oleh sebab itu saat ini terus dilakukan penelitian untuk meningkatkan ketangguhan bahan matrik atau epoksi.


31

Resin epoksi banyak digunakan untuk bahan komposit di beberapa bagian struktural, resin ini juga dipakai sebagai bahan campuran pembuatan kemasan, bahan cetakan (moulding compound) dan perekat. Resin epoksi sangat baik digunakan sebagai matriks pada komposit dengan penguat serat gelas. Pada beton penggunaan resin epoksi dapat mempercepat proses pengerasan, karena resin epoksi menimbulkan panas sehingga membantu percepatan pengerasan. 2.7.4 Thinner Thinner digunakan pada pembuatan beton sebagai bahan pencampur agar terjadi reaksi kimiawi dengan resin. Disini thinner berfungsi untuk membasahi agregat dan untuk melumasi bahan campuran lain agar mudah pengerjaannya. Thinner yang akan dicampurkan ini akan menguap sesaat dan meninggalkan resin dan agregat yang kemudian akan membentuk lapisan yang keras, sehingga dapat mengubah sifat-sifat resin dan menurunkan kekuatannya. Selain berguna untuk menurunkan viskositas, thinner juga berguna untuk mengatur sifat-sifat dari bahan finishing sehingga bahan tersebut bisa diaplikasikan sesuai dengan kebutuhan. Dengan menggunakan thinner suatu bahan finishing bisa diatur kecepatan waktu pengeringannya serta ketebalan lapisan finishing bisa ditentukan dengan ukuran tertentu sesuai dengan kebutuhan. (http://mugiabadi.blogspot.com/2012/06/macam-macam-thinner.html)

2.8 Karakteristik Beton Untuk mengetahui sifat-sifat dan kemampuan suatu material maka perlu dilakukan pengujian. Adapun karakteristik beton yang akan diuji antara lain: pengujian sifat fisis (penyerapan air, densitas, porositas), pengujian sifat mekanik (kuat impak dan kuat lentur). 2.8.1 Pengujian Sifat Fisis 2.8.1.1 Pengujian Densitas Massa jenis (densitas) adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, makasemakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap beton merupakan total massa beton dibagi dengan total volume beton.


32

Pengukuran densitas menggunakan standart ASTM C 373-88. Persamaan yang digunakan untuk menentukan densitas adalah: 𝜌=

𝑚𝑘 𝑉

………………………..…… (2.1)

Dengan: 𝜌 : massa jenis sampel (gr/cm3) mk : massa kering (gr) V : volume sampel (cm3)

2.8.1.2 Pengujian Porositas Porositas dapat di definisikan sebagai perbandingan antara volume pori-pori terhadap volume total beton. Besarnya persentase ruang-ruang kosong atau besarnya kadar pori yang terdapat pada beton dan merupakan salah satu faktor utama yang mempengaruhi kekuatan beton. Poripori beton biasanya berisi udara atau berisi air yang saling berhubungan dan dinamakan dengan kapiler beton. Kapiler beton akan tetap ada walaupun air yang digunakan telah menguap, sehingga kapiler ini akan mengurangi kepadatan beton yang dihasilkan. Dengan bertambahnya volume pori maka nilai porositas juga akan semakin meningkat dan hal ini memberikan pengaruh buruk terhadap kekuatan beton. Ada dua jenis porositas yaitu porositas tertutup dan porositas terbuka.porositas tertutuppada umumnya sulit untuk ditentukan pori tersebut merupakan rongga yang terjebak didalam padatan dan serta tidak ada akses kepermukaan luar, sedangkan porositas terbuka masih ada akses kepermukaan luar walaupun rongga tersebut ada ditengah-tengah padatan. Porositas suatu bahan pada umumnya dinyatakan sebagai porositas terbuka. (Bandaharo, Malim. 2014) Berdasarkan ASTM C 373-88, porositas sampel dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut: P=

𝑀 𝑏 −𝑀 𝑘 𝑉𝑏

1

× 𝜌𝑎𝑖𝑟 × 100%

………………….….. (2.2)

Dengan:


33

P

: Porositas (%)

Mb

: Massabasah sampel setelah direndam (gr)

Mk

: Massa kering sampel setelah direndam (gr)

Vb

: Volume benda uji (cm3)

𝜌air : Massa jenis air (gr/cm3)

2.8.1.3 Pengujian Penyerapan Air Penyerapan air (water absorbtion) merupakan salah satu parameter yang sangat penting untuk memprediksi dan mengetahui kekuatan dan kualitas beton polimer yang dihasilkan. Beton polimer yang berkualitas baik memiliki daya serap air yang kecil dimana jumlah poripori pada permukaan sedikit dan rapat. Dan untuk mengetahui besarnya penyerapan air diukur dan dihitung menggunakan rumus (Vlack, Lawrence H. l989) Pengujian daya serap air (water absorbtion) dilakukan pada masing-masing sampel. Pengujian daya serap air ini mengacu pada ASTM C-20-00-2005 tentang prosedur pengujian, dimana bertujuan untuk menentukan besarnya persentase air yang diserap oleh sampel yang direndam dengan perendaman selama 24 jam pada suhu kamar. Massa awal sebelum dan sesudah perendaman diukur. Untuk mendapatkan nilai penyerapan air dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut:

Penyerapan air =

𝑀 𝑏 −𝑀 𝑘 𝑀𝑘

× 100% ……………….... (2.3)

Dengan: Mb

: Massa sampel setelah direndam di dalam air (gr)

Mk

: Massa kering (gr)

2.8.2 Pengujian Sifat Mekanik 2.8.2.1 Pengujian Kuat Impak


34

Uji impak adalah pengujian dengan menggunakan pembebanan yang cepat (rapid loading). Pengujian impak merupakan suatu pengujian yang mengukur ketahanan bahan terhadap beban kejut.Inilah yang membedakan pengujian impak dengan pengujian tarik dan kekerasan dimana pembebanan dilakukan secara perlahan-lahan. Pengujian impak merupakan suatu upaya untuk mensimulasikan kondisi operasi material yang sering ditemui dalam perlengkapan transportasi atau konstruksi dimana beban tidak selamanya terjadi secara perlahan-lahan melainkan datang secara tiba-tiba, contoh deformasi pada bumper mobil pada saat terjadinya tumbukan kecelakaan. Pada uji impak terjadi proses penyerapan energi yang besar ketika beban menumbuk spesimen. Energi yang diserap material ini dapat dihitung dengan menggunakan prinsip perbedaan energi potensial. Dasar pengujian impak ini adalah penyerapan energi potensial dari pendulum beban yang berayun dari suatu ketinggian tertentu dan menumbuk benda uji sehingga benda uji mengalami deformasi. Pada pengujian impak ini banyaknya energi yang diserap oleh bahan untuk terjadinya perpatahan merupakan ukuran ketahanan impak atau ketangguhan bahan tersebut. (Ellery, T. 2012)

Gambar 2.1 Ilustrasi skematis pengujian impak dengan benda uji charpy Pengukuran kekuatan uji impak menggunakan standar ASTM D 5942-96. Besarnya kekuatan impak dari benda uji dengan luas penampang lintang (A) adalah: 𝐼𝑠 =

𝐸𝑠 𝐴

……………………… (2.4)

Dengan: IS : Kekuatan Impak (kJ/m2)


35

ES : Energi yang diserap sampel setelah tumbukan (J) A : Luas penampang lintang sampel (m2) 2.8.2.2 Pengujian Kuat Lentur Pengujian kekuatan lentur dimaksudkan untuk mengetahui ketahanan polimer terhadap pembebanan pada tiga titik lentur. Pengujian kekuatan lentur ini juga bertujuan untuk mengetahui sifat keelastisan suatu bahan. Pada permukaan bagian atas yng dibebani akan tejadi komresi, sedangkan pada bagian permukaan bawah akan terjadi tarikan. Pada pengujian ini pembebanan yang diberikan adalah tegak lurus terhadap arah sampel dengan tiga titik lentur. Pada pengujian ini bila diberi beban maka permukaan bawah akan memanjang dan terjadi pelengkungan sampek akibat regangan tarik dan regangan tekan. Besarnya pelengkungan pada titik tengah sampel dinamakan defleksi. (Syahfitri, N. 2013)

Gambar 2.2 Skematis pengujian kekuatan lentur

Pengukuran kekuatan uji letur menggunakan standar ASTM C 31-91. Kuat lentur beton dapat diperoleh dengan rumus: 3𝑃𝐿

Flt = 2𝑏𝑑 2 …………………….….. (2.5) Dengan: Flt : Kuat Lentur (Nm-2) P : Gaya Penekan (N) L : Jarak dua penumpu (m) b

: Lebar sampel uji (m)


36

d

: Tebal sampel uji (m)

2.8.3 Analisis Mikrostruktur Scanning Electron Microscope (SEM) merupakan mikroskop electron yang banyak digunakan dalam ilmu pengetahuan material. SEM banyak digunakan kerena memiliki kombinasi yang unik, mulai dari persiapan spesimen yang simple dan mudah, kapabilitas tampilan yang bagus serta fleksibel. SEM digunakan pada sampel yang tebal dan memungkinkan untuk analisis permukaan. Pancaran berkas yang jatuh pada sampel akan dipantulkan dan didifraksikan. Adanya elektron yang terdifraksi dapat diamati dalam bentuk pola – pola difraksi. Pola – pola difraksi yang tampak sangat bergantung pada bentuk dan ukuran sel satuan dari sampel. SEM juga dapat digunakan untuk menyimpulkan data – data kristalografi, sehingga hal ini dapat dikembangkan untuk menentukan elemen atau senyawa. Scanning Electron Microscope (SEM) adalah sebuah mikroskop elektron yang didesain untuk menyelidiki permukaan dari objek solid secara langsung. SEM memiliki perbesaran 10 – 3000000x, lebar permukaan 4 – 0.4 mm dan resolusi sebesar 1 – 10 nm. Kombinasi dari perbesaran yang tinggi, depth of field yang besar, resolusi yang baik, kemampuan untuk mengetahui komposisi dan informasi kristalografi membuat SEM banyak digunakan untuk keperluan penelitian dan industri. Adapun fungsi utama dari SEM antara lain dapat digunakan untuk mengetahui informasi-informasi mengenai: - Topografi, yaitu ciri-ciri permukaan dan teksturnya (kekerasan, sifat memantulkan cahaya, dan sebagainya). - Morfologi, yaitu bentuk dan ukuran dari partikel penyusun objek (kekuatan, cacat pada Integrated Circuit (IC) dan chip, dan sebagainya). - Komposisi, yaitu data kuantitatif unsur dan senyawa yang terkandung di dalam objek (titik lebur, kereaktifan, kekerasan, dan sebagainya). - Informasi kristalografi, yaitu informasi mengenai bagaimana susunan dari butir-butir di dalam objek yang diamati (konduktifitas, sifat elektrik, kekuatan, dan sebagainya). (Prasetyo, 2011). Energi dispersif spektroskopi sinar-X (EDS atau EDX) adalah sebuah teknik analisis yang digunakan untuk elemen analisis atau karakterisasi kimia sampel. Ini adalah salah satu varian dari fluoresensi sinar-X spektroskopi yang bergantung pada penyelidikan sampel


37

melalui interaksi antara radiasi elektromagnetik dan materi, menganalisis sinar-X yang dipancarkan oleh materi dalam menanggapi pukulan dengan partikel bermuatan. Hampir sama dengan SEM hanya saja pada SEM EDX merupakan dua perangkat analisis yang digabungkan menjadi satu panel analitis sehingga mempermudah proses analitis dan lebih efisien. Pada dasarnya SEM EDX merupakan pengembangan SEM. Analisa SEM EDX dilakukan untuk memproleh gambaran permukaan atau fitur material dengan resolusi yang sangat tinggi hingga memperoleh suatu tampilan dari permukaan sampel yang kemudian di komputasikan dengan software untuk menganalisis komponen materialnya baik dari kuantitatif mau pun dari kualitalitatifnya. Daftar berikut ini merangkum fungsi yang berkontribusi pada operabilitas luar biasa dari SEM-EDX. 1. Menu Fungsi ini digunakan untuk mengatur secara bersamaan, menyimpan, dan mengingat parameter untuk analisis SEM dan EDX. 2. Kondisi pengukuran EDX dapat diatur dari Unit SEM (Spektral pengukuran, multi-titik pengukuran, pemetaan, tampilan menganalisis elemen pada SEM monitor). 3. Image data yang diperoleh dengan SEM dapat digunakan sebagai data dasar untuk EDX. 4. Menetapkan kondisi untuk unit SEM secara otomatis dipindahkan ke unit EDX. ( Rahmat, 2010).

2.8.3.1 Prinsip Kerja SEM-EDX Prinsip kerja SEM yaitu bermula dari electron beam yang dihasilkan oleh sebuah filamen pada electron gun. Pada umumnya electron gun yang digunakan adalah tungsten hairpin gun dengan filamen berupa lilitan tungsten yang berfungsi sebagai katoda.Tegangan diberikan kepada lilitan yang mengakibatkan terjadinya pemanasan. Anoda kemudian akan membentuk gaya yang dapat menarik elektron melaju menuju ke anoda. Kemudian electron beam difokuskan ke suatu titik pada permukaan sampel dengan menggunakan dua buah condenser lens. Condenser lens kedua (atau biasa disebut dengan lensa objektif) memfokuskan beam dengan diameter yang sangat kecil, yaitu sekitar 10-20 nm. Hamburan elektron, baik Secondary Electron (SE) atau Back Scattered Electron (BSE) dari permukaan sampel akan dideteksi oleh detektor dan dimunculkan dalam bentuk gambar pada layar CRT.


38

Gambar 2.3 Mekanisme kerja SEM

SEM memiliki beberapa detektor yang berfungsi untuk menangkap hamburan elektron dan memberikan informasi yang berbeda-beda. Detektor-detektor tersebut antara lain: - Detektor EDX, yang berfungsi untuk menangkap informasi mengenai komposisi sampel pada skala mikro. - Backscatter detector, yang berfungsi untuk menangkap informasi mengenai nomor atom dan topografi. - Secondary detector, yang berfungsi untuk menangkap informasi mengenai topografi. 2.8.3.2 Kelebihan dan Kelemahan SEM: Adapun kelebihan SEM yaitu: - Preparasi sampel cepat dan sederhana - Ukuran sampel yang relatif besar - Rentang perbesaran yang luas: 3 kali sampai 150.000 kali Sedangkan kelemahan SEM yaitu: - Dibanding TEM resolusinya lebih rendah - Memerlukan kondisi vakum


39

2.9 Syarat Mutu Beton Menurut Standar Nasional Indonesia Menurut SNI 03-0691-1996, standar mutu yang harus dipenuhi oleh paving block adalah sebagai berikut : 1) Sifat tampak paving block, harus mempunyai permukaan yang rata, tidak terdapat retakretak dan cacat, bagian sudut dan rusuknya tidak mudah direpihkan dengan kekuatan jari tangan. 2) Ukuran paving block harus mempunyai tebal minimum 60 mm dengan toleransi +8%. 3) Paving block untuk lantai apabila diuji dengan natrium sulfat tidak boleh cacat dan kehilangan berat yang diperbolehkan maksimum 1%. 4) Paving block untuk lantai harus mempunyai kekuatan fisik seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut.

Tabel 2.2. Persyaratan Mutu Setiap Jenis Bata Beton Menurut SNI 03-0691-1996 Kuat Tekan 2

Mutu

(kg/cm )

Ketahanan Aus

Daya Serap Air

(mm/menit)

(%)

Rata-rata

Minimum

Rata-rata

Minimum

Rata-rata Maks(%)

A

400

350

0,009

0,103

3

B

200

170

0,130

1,149

6

C

150

125

0,160

1,184

8

D

100

85

0,219

0,251

10


BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents