BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Polypropylene Polypropylene

merupakan

bagian

dari

plastik

thermoplast

yang

mempunyai densitas (berat jenis) sebesar 0,95 gr/cm3. Polypropylene mempunyai o

titik leleh yang berkisar pada suhu 160 – 166 C, sedangkan titik kristalisasinya o

antara 130 – 135 C. 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.[2]

2.2. Polimer Polimer sebenarnya sudah ada dan digunakan manusia sejak berabad-abad yang lalu.Polimer - polimer yang sudah digunakan itu adalah jenis polimer alam seperti selulosa, pati, protein, wol, dan karet.Istilah polimer pertama kali digunakan oleh kimiawan dari Swedia, Berzelius (1833). Polimer adalah suatu rantai berulang dari atom yang panjang, terbentuk dari pengikat yang berupa molekul identik yang disebut monomer. Sekalipun biasanya merupakan organik (memiliki rantai karbon), ada juga banyak polimer inorganik. Contoh terkenal dari polimer adalah plastik dan DNA. Meskipun istilah

polimer lebih populer menunjuk kepada plastik, tetapi polimer sebenarnya terdiri dari banyak kelas material alami dan sintetik dengan sifat dan kegunaan yang beragam. Bahan polimer alami seperti shellac dan amber telah digunakan selama beberapa abad. Kertas diproduksi dari selulosa, sebuah polisakarida yang terjadi secara alami yang ditemukan dalam tumbuhan. Biopolimer seperti protein dan asam nukleat memiliki peranan penting dalam proses kehidupan.[7]

Universitas Sumatera Utara

Istilah plastik dan polimer sering kali dipakai secara bergantian.Faktanya, plastik adalah suatu material hasil rekayasa yang tidak sederhana dalam struktur molekulnya melainkan memiliki komposisi yang rumit, yang dengan sengaja diatur untuk memenuhi aplikasi – aplikasi spesifik yang diinginkan. Plastik merupakan polimer yang ditambah kan dengan aditif, dimana aditif merupakan material yang dapat meningkatkan kemampuan (properties) polimer. Aditif adalah material yang ditambahkan untuk meningkatkan kemampuan (properties) dari polimer.(Crompton, 1979) Secara umum polimer memiliki sifat-sifat umum yang khas, diantaranya adalah : Mampu cetak yang baik. Pada temperatur relatif rendah bahan dapat dicetak dengan penyuntikan, penekanan, ekstrusi dan seterusnya akibatnya biaya pembuatan relatif lebih rendah dibanding pada logam atau keramik. -

Produk yang kuat dan ringan dapat dibuat. Berat jenis polimer adalah rendah dianding logam dan keramik, yaitu 1,0 – 1,7 yang memungkinkan dapat diproduksi barang yang kuat dan ringan.

-

Banyak diantara polimer bersifat isolator yang baik. Polimer mungkin saja dibuat konduktor dengan jalan mencampurnya dengan serbuk logam, butiran karbon, serbuk alam dan lain-lain.

-

Baik sekali dalam ketahanan air dan ketahanan zat kimia. Pemilihan bahan yang baik akan menghasilkan produk yang mempunyai sifat-sifat baik sekali.

-

Produk-produk dengan sifat yang cukup berbeda dapat dibuat tergantung pada cara pembuatannya. Dengan mencampur zat plastis, pengisi dan sebagainya. Sifat-sifat dapat berubah dalam daerah yang luas.

-

Kekerasan permukaan sangat kurang. Bahan polimer yang keras ada tetapi masih jauh dibaah kekerasan logam dan keramik.

-

Kurang tahan terhadap pelarut. Umumnya larut dalam zat pelarut tertentu kecuali pada bahan tertentu seperti politetrafluoretilen. Kalau tidak larut, mudah retak karena kontak terus-menerus dengan zat pelarut dan disertai adanya tegangan. Oleh karena itu perlu perhatian khusus.

-

Beberapa bahan tahan abrasi atau mempunyai koefisien gesek yang kecil (Surdya, T dan Saito, S, 1986)

2.2.1. Jenis-jenis Polimer


Senyawa plastik ramah lingkungan sangat diharapkan pada masa kini, terlebih dengan semakin meningkatnya beban lingkungan karena sampah, namun perkembangan plastik ramah lingkungan ini sangat lambat dalam menuju ke plastik komersial. Hal ini disebabkan oleh harganya yang masih mahal dan sifat yang agak lain dari plastik konvensional. Meski demikian lambatnya degradasi dari plastik konvensional telah menjadi perhatian oleh banyak orang, sehingga penggunaan plastiik ramah lingkungan tetap menjadi harapan langkahlangkah perlindungan terhadap lingkungan Biodegradabel yang berkembang sejak puluhan tahun lalu juga berkembang sangat lambat, namun dengan harga minyak yang semakin tinggi 145 usd per barel pada saat ini, maka harga bio plastik akan segera kompetitif dibanding plastik lainya. Kelebihan lain dari biodegradabel plastik adalah diproduksi dari sumber terbarukan dapat bukan dari minyak dan mempunyai sifat degradable secara alami. Komisi Eropa untuk studi teknologi prospektif menyimpulkan kebutuhan plastik ini akan mencapai 1-2% dari pasar polimer keseluruhan hingga tahun 2010 dan menjadi 5% ditahun 2020. Banyak polimer yang disebut biodegradabel, namun pada kenyataannya polimer tersebut adalah ‘bioerodable’, ‘hydro-biodegradable’ atau ‘photobiodegradable’. Untuk itu plastik yang ramah lingkungan dapat disimpulkan sebagai:

terdegradasi

karena

’biodegradable’,

’compostable’,

’hydro-

biodegradable’, ’photo-biodegradable’, dan ’bioerodable’. Di pasaran jenis plastik tersebut dapat sebagai Fotodegradable Polymer, Polimer berbasis Pati, Polimer Terlarut dalam Air, Biodegradabel Poliester.

Berdasarkan sumbernya polimer dapat dibagi dalam dua bagian yaitu: 1. Polimer alami: kayu, kulit binatang, kapas, karet alam, rambut. 2. Polimer sintetis: a. Tidak terdapat secara alami: nylon, poliester, polypropylene, polistiren


b. Terdapat di alam tetapi dibuat oleh proses buatan: karet sintetis c. Polimer alami yang dimodifikasi:seluloid, cellophane (bahan dasar dari selulosa tetapi telah mengalami modifikasi secara radikal sehingga kehilangan sifat-sifat kimia dan fisika asalnya). Berdasarkan jumlah rantai karbonnya polimer dapat dibagi dalam enam jenis atau bagian yaitu: a. 1 - 4 Gas (LPG, LNG) b. 5 - 11 Cair (bensin) c. 9 - 16 Cairan dengan viskositas rendah d. 16 - 25 Cairan dengan viskositas tinggi (oli, gemuk) e. 25 - 30 Padat (parafin, lilin) f. 1000 - 3000 Plastik (polistiren, polietilen, dll). Polimer didefinisikan sebagai substansi yang terdiri dari molekul-molekul yang menyertakan rangkaian satu atau lebih dari satu unit monomer. Manusia sudah berabad-abad menggunakan polimer dalam bentuk minyak, aspal, damar, dan permen karet. Tapi industri polimer modern baru mulai berkembang pada masa revolusi industri. Diakhir 1830-an, Charles Goodyear berhasil memproduksi sebentuk karet alami yang berguna melalui proses yang dikenal sebagai vulkanisasi. Empat puluh tahun kemudian, Celluloid (sebentuk plastik keras dari nitrocellulose)

berhasil

dikomersialisasikan.

Munculnya

vinyl,

neoprene,

polystyrene, dan nilon ditahun 1930-an menyebabkan dimulainya penelitian polimer yang masih berlangsung sampai sekarang. Polimer seperti kapas, wol, karet, dan semua plastik digunakan dihampir semua industri. Polimer alami dan sintetik bisa diproduksi dengan beragam kekakuan, kekuatan, ketebalan, dan ketahanan terhadap panas. Elastomer (polimer bersifat elastis) memiliki struktur yang saling bersilangan dan longgar. Rata-rata 1 dari 100 molekul saling bersilangan. Saat jumlah rata-rata ikatan saling


bersilangan itu meningkat (sekitar 1 dalam 30), material menjadi lebih kaku dan rapuh. Baik karet alami dan sintetis adalah contoh dari elastomer. Di bawah kondisi temperatur dan tekanan tertentu, plastik yang juga termasuk polimer dapat dibentuk atau dicetak. Berbeda dengan elastomer, plastik lebih kaku dan tidak memiliki elastisitas yang dapat dibalik. Selulosa merupakan salah satu contoh material berpolimer yang harus dimodifikasi secara bertahap sebelum diproses dengan metode yang biasanya digunakan untuk plastik. Beberapa plastik (seperti nilon dan selulosa asetat) dibentuk menjadi fiber. Padatan amorf terbentuk saat rantai memiliki orientasi yang kecil disepanjang polimer yang besar. Temperatur transisi kaca merupakan titik dimana polimer mengeras menjadi padatan amorf. Istilah ini digunakan sebab padatan amorf punya sifat-sifat yang mirip dengan kaca. Dalam proses kristalisasi, ditemukan bahwa rantai-rantai yang relatif pendek mengorganisir diri mereka sendiri menjadi struktur kristalin lebih cepat daripada molekul yang lebih panjang. Dengan begitu, derajat polimerisasi (DP) merupakan sebuah faktor yang penting dalam menentukan kekristalinan sebuah polimer. Polimer dengan DP yang tinggi sulit diatur menjadi lapisan-lapisan sebab cenderung menjadi kusut. Dalam mempelajari polimer dan aplikasinya, penting untuk memahami konsep temperatur transisi kaca, Tg. Polimer yang temperaturnya jatuh di bawah Tg akan semakin kusut. Sedang polimer yang temperaturnya naik di atas Tg akan menjadi lebih mirip dengan karet. Dengan begitu, pengetahuan akan Tg merupakan hal yang penting dalam memilih bahan-bahan untuk berbagai aplikasi. Pada umumnya, nilai Tg di bawah temperatur ruangan menentukan bidang elastomer sedang nilai Tg di atas temperatur ruangan menyebabkan polimer berstruktur kaku. Perilaku ini bisa dipahami dalam hal struktur bahan berkaca yang biasanya dibentuk oleh substansi yang mengandung rantai-rantai yang panjang, jaringan atom-atom yang berhubungan, atau apapun yang memiliki struktur molekul yang kompleks. Normalnya dalam keadaan cair, bahan-bahan seperti itu memiliki sifat rekat/kekentalan yang tinggi. Saat temperatur berubah menjadi dingin dengan cepat, kristalin berada dalam keadaan lebih stabil sedang pergerakan molekul menjadi terlalu pelan atau geometri terlalu kaku untuk


membentuk kristalin. Istilah kaca bersinonim dengan keadaan tak seimbang yang terus-menerus. Sifat polimer lainnya, yang juga sangat tergantung pada temperaturnya, adalah respons-nya terhadap gaya sebagaimana diindikasikan oleh dua tipe perilaku yang utama: elastis dan plastik. Bahan-bahan bersifat elastis akan kembali kebentuk asalnya begitu gaya tidak ada lagi. Bahan-bahan plastik takkan kembali kebentuk asalnya. Di dalam bahan plastik berlangsung aliran yang mirip dengan cairan yang sifat rekat/kekentalannya tinggi. Kebanyakan material mendemonstrasikan kombinasi dari perilaku elastis dan plastik, memperlihatkan perilaku plastik setelah melebihi batasan elastik.

2.2.2. Sifat/Karakteristik Plastik Plastik dapat dikelompokkan menjadi dua golongan, yaitu: plastik thermoplast dan plastik thermoset. Plastik thermoplast adalah plastik yang dapatdicetak berulang-ulang dengan adanya panas. Yang termasuk plastik thermoplast antara lain: PE, PP, PS,nylon, PET, BPT, Polyacetal (POM), PCdll. Sedangkan plastik thermoset adalah plastik yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali karena bangun polimernya berbentuk jaringan tigadimensi. Yang termasuk plastikthermoset adalah: PU (Poly Urethene), UF(Urea Formaldehyde), MF (Melamine Formaldehyde), polyester, epoksi dll.

1. Polypropylene Polypropylene merupakan polimer kristalin yang dihasilkan dari proses polimerisasi gas propilena. Propilena mempunyai specific gravity rendah dibandingkan dengan jenis plastik lain. Polypropylene mempunyai titik leleh yang o

o

cukup tinggi (160 – 166 C), sedangkan titik kristalisasinya antara 130 – 135 C. 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 pemecahan karena tekanan (stress cracking), dan memiliki sifat adhesi yang baik. 2. Polistirene Polistirene adalah hasil polimerisasi dari monomer-monomer stirena, dimana monomer stirena-nya didapat dari hasil proses dehidrogenisasi dari etil benzene (dengan bantuan katalis), sedangkan etil benzene-nya sendiri merupakan hasil reaksi antara etilena dengan benzene (dengan bantuan katalis). Sifat-sifat umum dari polistirena: a. Sifat mekanis Sifat-sifat mekanis yang menonjol dari bahan ini adalah kaku, keras, mempunyai bunyi seperti metallic bila dijatuhkan. b. Ketahanan terhadap bahan kimia Ketahanan Polistirene terhadap bahan-bahan kimia umumnya tidak sebaik ketahanan yang dipunyai oleh PP atau PE. PS larut dalam eter, hidrokarbon aromatik dan chlorinatedhydrocarbon. PS juga mempunyai daya serap air yang rendah, dibawah 0,25%. c. Abrasion resistance PS mempunyai kekuatan permukaan relatif lebih keras dibandingkan dengan jenis termoplastik yang lain. Meskipun demikian, bahan ini mudah tergores. d. Transparansi Sifat optis dari PS adalah mempunyai derajat transparansi yang tinggi, dapat melalui semua panjang gelombang cahaya (Α 90%). Disamping itu dapat memberikan kilauan yang baik yang tidak dipunyai oleh jenis plastik lain, dimana bahan ini mempunyai indeks refraksi 1,592. e. Sifat elektrikal


Karena mempunyai sifat daya serap air yang rendah maka PS digunakan untuk keperluan alat-alat listrik. PS foil digunakan untuk spacers, slot liners dan covering dari kapasitor, koil dan keperluan radar. f. Ketahanan panas o

PS mempunyai softening point rendah (90 C) sehingga PS tidak digunakan untuk pemakaian pada suhu tinggi, atau misalnya pada makanan yang panas. Suhu o

maksimum yang boleh dikenakan dalam pemakaian adalah 75 C. Disamping itu, PS mempunyai sifat konduktifitas panas yang rendah. 3. Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) termasuk kelompok engineering thermoplastic yang berisi 3 monomer pembentuk.

Akrilonitril bersifat tahan

terhadap bahan kimia dan stabil terhadap panas. Butadiene memberi perbaikan terhadap sifat ketahanan pukul dan sifat liat (toughness). Sedangkan stirena menjamin kekakuan (rigidity) dan mudah diproses. Beberapa grade ABS ada juga yang mempunyai karakteristik yang bervariasi, dari kilap tinggi sampai rendah dan dari yang mempunyai impact resistance tinggi sampai rendah. Berbagai sifat lebih lanjut juga dapat diperoleh dengan penambahan aditif sehingga diperoleh grade ABS yang bersifat menghambat nyala api, transparan, tahan panas tinggi, tahan terhadap sinar UV, dll.

4. Polyvinyl chloride Polyvinyl chloride (polivinil klorida) merupakan hasil polimerisasi monomer vinil klorida dengan bantuan katalis. Pemilihan katalis tergantung pada jenis proses polimerisasi yang digunakan. 5. Polyacetal Polyacetal (poliasetal) merupakan salah satu engineering plastic yang penting yang banyak digunakan di bidang teletronik, bangunan dan sektor alatalat teknik. Ada 2 tipe poliasetal yaitu homopolimer dan kopolimer. Asetal


homopolimer merupakan polimerkristalin yang dibuat dari formaldehida. Resin ini secara teknis disebut polioksi metilena (POM). Asetal homopolimer dapat dicampur dengan aditif seperti: antioksidan, lubrikan, filler, pewarna, UV stabilizer,dll. Resin ini aslinya berwarna putih buram. Sifat-sifat umum resin asetat adalah: a. Kekuatan(strenght) Tanpa adanya modifikasi, resin ini mempunyai kekuatan tarik, kekuatan kompresi dan ketahanan gesek yang tinggi. Resin ini halus dan deformasinya rendah jika diberi beban. Resin ini mempunyai batas lelah bengkokan (flexural fatique) yang tinggi sehingga baik digunakan sebagai bahan baku pegas. b. Ketangguhan (Toughness) Resin ini umumnya liat, tahan pukul meskipun pada suhu rendah, kemulurannya pada suhu kamar mencapai 12% dan pada suhu yang lebih tinggi mencapai 18%. c. Panas(Thermal) Titik leleh homopolimer asetal lebih rendah daripada engineering thermoplastic lainnya. d. Elektrikal (tahan terhadap kelistrikan) Sifat elektrikalnya dipengaruhi oleh kandungan uap air. Konstanta 2

6

dielektrikalnya bervariasi dari frekwensi 10 -10 Hz, dan dielectric strength-nya tinggi.

e. Kimia(Chemical) Tahan terhadap bermacam-macam pelarut, eter, minyak pelumas, minyak, bensin, bahan bakar dari methanol, dll.


f. Friksi/umur pakai Sifat pakai dan friksi baik karena permukaannya lebih keras dan koefisien gesekannya rendah. g. Flameability Resin asetal homopolimer ini merupakan material yang terbakar pelanpelan dan sedikit berasap. h. Stabilitasdimensi Karena asetal menyerap sangat sedikit uap air, maka perubahan dimensinyapun sangat kecil. 6. Polycarbonate Polycarbonate (polikarbonat) merupakan engineering plastic yang dibuat dari reaksi kondensasi bisphenol A dengan fosgen (phosgene) dalam media alkali. Polikarbonat mempunyai sifat-sifat: jernih seperti air, impact strength-nya sangat bagus, ketahanan terhadap pengaruh cuaca bagus, suhu penggunaannya tinggi, mudah diproses, flameabilitasnya rendah. 7. Nylon Nylon merupakan istilah yang digunakan terhadap poliamida yang mempunyai sifat-sifat dapat dibentuk serat, film dan plastik. Struktur nylon ditunjukkan oleh gugus amida yang berkaitan dengan unit hidrokarbon ulangan yang panjangnya berbeda-beda dalam suatu polimer. Sifat-sifat nylon: a. Secara umum nylon bersifat keras, berwarna cream, sedikit tembus cahaya. b. Berat molekul nylon bervariasi dari 11.000-34.000. o

c. Nylon merupakan polimer semi kristalin dengan titik leleh 350-570 F. Titik leleh erat kaitannya dengan jumlah atom karbon. Jumlah atom karbon makin besar, kosentrasiamida makin kecil, titik lelehnyapun menurun. d. Sedikit higroskopis: oleh karena itu perlu dikeringkan sebelum dipakai, karena


sifat mekanis maupun elektriknya dipengaruhi juga oleh kelembaban relatif dari admosfir. e. Tahan terhadap solvent organic seperti alcohol, eter, aseton, petroleum eter, benzene, CCl4 maupun xylene. f. Dapat bereaksi dengan phenol, formaldehida, alcohol, benzene panas dan nitrobenzene panas. g. Nylon relatif tidak dipengaruhi oleh waktu simpan yang lama pada suhu kamar. Tetapi pada suhu yang lebih tinggi akan teroksidasi menjadi berwarna kuning dan rapuh. Demikian juga sinar matahari yang kuat akan kurang baik terhadap sifat mekanikalnya. h. Penambahan aditif dalam nylon dimaksud untuk memperbaiki sifat-sifat nylon. 8. Polyethylene terephtalate (PET) Polyethylene terephtalate yang sering disebut PET dibuat dari glikol (EG) dan terephtalic acid (TPA) atau dimetyl ester atau asam terepthalat (DMT). Sifatsifat PET: PET merupakan keluarga polyester seperti halnya PC. Polymer PET dapat diberi penguat fiber glass, atau filler mineral. PET film bersifat jernih, kuat, liat, dimensinya stabil, tahan nyala api, tidak beracun, permeabilitas terhadap gas, aroma maupun air rendah. PET engineer resin mempunyai kombinasi sifat-sifat: kekuatan strengthnya tinggi, kaku (stiffness), dimensinya stabil, tahan bahan kimia dan panas, serta mempunyai sifat elektrikal yang baik. PET memiliki daya serap uap air yang rendah, demikian juga daya serap terhadap air.[13]

2.3. Aspal Penetrasi 60/70 Aspal penetrasi 60/70 adalah bagian dari aspal keras yang memiliki densitas (berat jenis) sebesar 1,0 gr/cm3. Aspal penetrasi 60/70 memiliki titik lembek 48-58 oC, titik leleh 160 oC dan titik nyala 200 oC. Pada aplikasinya aspal


penetrasi 60/70 ini digunakan untuk pembuatan jalan dengan volume lalu lintas sedang atau tinggi dan daerah dengan cuaca iklim panas. [10]

2.4. Aspal Aspal ialah bahan hidro karbon yang bersifat melekat (adhesive), berwarna hitam kecoklatan, tahan terhadap air, dan viskoelastis. Aspal sering juga disebut bitumen merupakan bahan pengikat pada campuran beraspal yang dimanfaatkan sebagai lapis permukaan lapis perkerasan lentur. Aspal berasal dari aspal alam (aspal buton) atau aspal minyak (aspal yang berasal dari minyak bumi). Berdasarkan konsistensinya aspal dapat diklasifikasikan menjadi aspal padat, dan aspal cair. Aspal atau bitumen merupakan suatu cairan kental yang terdiri dari senyawa hidrokarbon dengan sedikit mengandung sulfur, oksigen, dan klor. Aspal sebagai bahan pengikat dalam perkerasan lentur mempunyai sifat viskoelastis. Aspal akan bersifat padat pada suhu ruangan dan bersifat cair bila dipanaskan. Aspal merupakan bahan yang sangat kompleks dan secara kimia belum dikarakterisasi dengan baik. Kandungan utama aspal adalah senyawa karbon jenuh dan tak jenuh, alifatik dan aromatik yang mempunyai atom karbon sampai 150 per molekul. Atom-atom selain hidrogen dan karbon yang juga menyusun aspal adalah nitrogen, oksigen, belerang, dan beberapa atom lain. Secara kuantitatif, biasanya 80% massa aspal adalah karbon, 10% hydrogen, 6% belerang, dan sisanya oksigen dan nitrogen, serta sejumlah renik besi, nikel, dan vanadium. Senyawa-senyawa ini sering dikelaskan atas aspalten (yang massa molekulnya kecil) dan malten (yang massa molekulnya besar). Biasanya aspal mengandung 5 sampai 25% aspalten. Sebagian besar senyawa pada aspal adalah senyawa polar. 2.4.1. Fungsi Aspal Fungsi aspal antara lain adalah sebagai berikut:


1. Untuk mengikat batuan agar tidak lepas dari permukaan jalan akibat lalu lintas (water proofing, melindungi terhadap erosi). 2. Sebagai bahan pelapis dan perekat agregat. 3. Lapis resap pengikat (prime coat) adalah lapisan tipis aspal cair yang diletakan di atas lapis fondasi sebelum lapis berikutnya. 4. Lapis pengikat (tack coat) adalah lapis aspal cair yang diletakan di atas jalan yang telah beraspal sebelum lapis berikutnya dihampar, berfungsi pengikat di antara keduanya. 5. Sebagai pengisi ruang yang kosong antara agregat kasar, agregat halus, dan filler.

2.4.2. Jenis-jenis Aspal Aspal yang digunakan sebagai bahan untuk pembuatan jalan terbagi atas dua jenis yaitu: 1. Aspal Alam Menurut sifat kekerasannya dapat berupa: a. Batuan = asbuton b. Plastis = Trinidad c. Cair = Bermuda

Menurut kemurniannya terdiri dari: a. Murni = Bermuda b.Tercampur dengan mineral = asbuton + Trinidad 2. Aspal Buatan


Jenis aspal ini dibuat dari proses pengolahan minyak bumi, jadi bahan baku yang dibuat untuk aspal pada umumnya adalah minyak bumi yang banyak mengandung aspal. Jenis dari aspal buatan antara lain adalah sebagai berikut: a. Aspal Keras Aspal keras digunakan untuk bahan pembuatan AC (Asphalt Concrete). Aspal yang digunakan dapat berupa aspal keras penetrasi 40,60,80 atau penetrasi 100 yang memenuhi persyaratan aspal keras. Jenis-jenisnya: - Aspal penetrasi rendah 40/50, digunakan untuk kasus: Jalan dengan volume lalu lintas tinggi dan daerah dengan cuaca iklim panas. - Aspal penetrasi rendah 60/70, digunakan untuk kasus: Jalan dengan volume lalu lintas sedang/tinggi dan daerah dengan cuaca iklim panas. - Aspal penetrasi tinggi 80/90, digunakan untuk kasus: Jalan dengan volume lalu lintas sedang/rendah dan daerah dengan cuaca iklim dingin. - Aspal penetrasi tinggi 100/110, digunakan untuk kasus: Jalan dengan volume lalu lintas rendah dan daerah dengan cuaca iklim dingin. b. Aspal Cair Aspal Cair terdiri dari tiga jenis dibedakan berdasarkan kecepatan penguapannya. Jenis-jenis aspal cair adalah: - Aspal cair menguap cepat (Rapid Curing, RC) - Aspal cair menguap sedang (Medium Curing, MC) - Aspal Cair menguap lambat (Slow Curing, SC) Aspal cair digunakan untuk keperluan lapis resap pengikat (prime coat) digunakan aspal cair jenis MC (medium Curing): MC-30, MC-70, MC-250 atau aspal emulsi jenis CMS, MS. Untuk keperluan lapis pengikat (tack coat) digunakan aspal cair jenis RC-70, RC-250 atau aspal emulsi jenis CRS, RS. c. Aspal emulsi


Aspal cair yang dihasilkan dengan cara mendispersikan aspal keras ke dalam air atau sebaliknya dengan bantuan bahan pengemulsi sehingga diperoleh partikel aspal yang bermuatan listrik positif (cationic), negatif (anionic) atau tidak bermuatan listrik (nonionic). Jenis-jenisnya adalah: >Aspal emulsi anionic Aspal cair yang dihasilkan dengan cara mendispersikan aspal keras ke dalam air atau sebaliknya dengan bantuan bahan pengemulsi anionic sehingga partikel-partikel aspal bermuatan ion negatif. - Aspal emulsi anionic mengikat lebih cepat (Quick setting, QS) Aspal emulsi bermuatan negatif yang aspalnya mengikat agregat secara lebih cepat setelah kontak dengan agregat.Meliputi: QS-1h (quick setting-1 hard): Mengikat lebih cepat-1 keras (Pen 40-90). - Aspal emulsi anionic mengikat cepat (Rapid setting, RS) Aspal emulsi bermuatan negatif yang aspalnya mengikat agregat secara cepat setelah kontak dengan agregat. - Aspal emulsi anionic mengikat sedang (Medium Setting, MS) Aspal emulsi bermuatan negatif yang aspalnya mengikat agregat secara sedang setelah kontak dengan agregat. - Aspal emulsi anionic mengikat lambat (Slow Setting, SS) Aspal emulsi bermuatan negatif yang aspalnya mengikat agregat secara lambat setelah kontak dengan agregat. >Aspal emulsi cationic Aspal cair yang dihasilkan dengan cara mendispersikan aspal keras ke dalam air atau sebaliknya dengan bantuan bahan pengemulsi jenis cationic sehingga partikel-partikel aspal bermuatan ion positif. - Aspal emulsi cationic mengikat lebih cepat (Cationic Quick Setting, CQS)


Aspal emulsi bermuatan positif yang aspalnya memisah dari air secara lebih cepat setelah kontak dengan agregat. - Aspal emulsi cationic mengikat cepat (Cationic Rapid Setting, CRS) Aspal emulsi bermuatan positif yang aspalnya memisah dari air secara cepat setelah kontak dengan agregat. - Aspal emulsi cationic mengikat sedang (Cationic Medium Setting, CMS) Aspal emulsi bermuatan positif yang aspalnya memisah dari air secara sedang setelah kontak dengan agregat. - Aspal emulsi cationic mengikat lambat (Cationic Slow Setting, CSS) Aspal emulsi bermuatan positif yang aspalnya memisah dari air secara lambat setelah kontak dengan agregat.

2.4.3. Jenis Campuran Beraspal Jenis campuran beraspal dapat dibagi tiga berdasarkan jumlah lapisan dan jenis agregat yang digunakan sebagai konstruksi jalan, yaitu: 1. Latasir (lapis tipis aspal pasir/Sand Sheet) Latasir adalah lapis penutup permukaan jalan yang terdiri atas agregat halus atau pasir atau campuran keduanya dan aspal keras yang dicampur, dihamparkan dan dipadatkan dalam keadaan panas pada temperatur tertentu. 2. Lataston (lapis tipis aspal beton/HRS/Hot Rolled Sheet) Lataston pada dasarnya adalah lapis permukaanberupa mortar pasir aspal yang diberi sisipan butiran kasar dan terbuat dari agregat yang bergradasi senjang dengan dominasi pasir dan aspal keras yang dicampur, dihampar dan dipadatkan dalam keadaan panas pada temperatur tertentu. Lataston terdiri atas dua lapisan yaitu:


- Lapis fondasi (HRS-Base/Hot Rolled Sheet-Base):adalah lapisan pertama yang berfungsi sebagai fondasi jalan. - Lapis aus (HRS-WC/Hot Rolled Sheet-Wearing Course): adalah lapisan kedua yang berfungsi sebagai penahan keausan akibat berat kendaraan, gesekan ban kendaraan dan pengaruh cuaca. 3. Laston (lapisan aspal beton/AC/Asphalt Concrete) Laston adalah lapis permukaan atau lapis fondasi yang terdiri atas tiga lapisan yaitu: - Lapis fondasi (AC-Base/Asphalt Concrete-Base): adalah lapisan pertama yang berfungsi sebagai fondasi jalan. - Lapis permukaan antara (AC-BC/Asphalt Concrete-Binder Course): adalah lapisan kedua yang berada di antara AC-Base dan AC-WC yang berfungsi untuk mengikat kedua lapisan tersebut. - Lapis aus (AC-WC/Asphalt Concrete-Wearing Course): adalah lapisan ketiga yang berfungsi sebagai penahan keausan akibat berat kendaraan, gesekan ban kendaraan dan pengaruh cuaca.

2.5. Agregat Agregat adalah 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.

2.5.1. Jenis-jenis Agregat Agregat dapat berupa material alam atau buatan, agregat menurut proses pengolahannya dapat dibagi atas tiga jenis:


1. Agregat alam, dapat dipergunakan sebagaimana bentuknya di alam atau dengan sedikit proses pengolahan. Agregat ini terbentuk melalui proses erosi dan degradasi. Agregat dari alam dapat diklasifikasikan tiga kategori secara geologis yaitu: -

Batuan beku (igneous rock), batuan ini umumnya berbentuk kristal yang dibentuk akibat membekunya material magma pada rekahan bumi.

-

Batuan sedimen, batuan ini terbentuk dari deposit material yang tidak larut (seperti batuan yang ada pada dasar laut atau danau), material ini terbentuk karena pemanasan dan tekanan, batuan sedimen biasanya berlapis-lapis dan diklasifikasi berdasarkan mineral yang dominan seperti, kapur, marmer, siliseous (chert, sandstone), argillaceous (shale).

-

Batuan metamorphic, batuan ini berasal dari lelehan atau sedimen yang terkena panas dan tekanan cukup tinggi yang merubah strukturmineralnya sehingga bebeda dari bentuk asalnya.

2. Agregat melalui proses pengolahan, digunung-gunung atau dibukit-bukit dan sungai-sungai sering ditemui agregat yang masih berbentuk dan berukuran besar, sehingga diperlukan proses pengolahan terlebih dahulu sebelum dapat digunakan sebagai agregat pada konstruksi jalan. 3. Agregat buatan, agregat yang merupakan mineral pengisi/filler diperoleh dari hasil sampingan pabrik-pabrik semen atau mesin pemecah batu. Agregat berdasarkan ukuran/besar butirannya dapat dibagi atas tiga bagian yaitu: 1. Agregat kasar, yaitu batuan yang tertahan di saringan No.8 (2,360 mm). dalam campuran agregat kasar sangat penting dalam membentuk kinerja karena stabilitas campuran diperoleh dari interlocking antar agregat. 2. Agregat halus, yaitu batuan yang lolos saringan No. 8 (2,360 mm) dan tertahan pada saringan No.200 (0,075 mm). Fungsi utama agregat halus adalah


memberikan stabilitas dan mengurangi deformasi permanen dari campuran melalui interlocking dan gesekan antar partikel. 3. Mineral pengisi/filler, yaitu material yang lolos saringan No.200 (0,075 mm). Filler dapat berfungsi untuk mengurangi jumlah rongga dalam campuran, tapi jumlah filler harus dibatasi dalam suatu batas yang menguntungkan. Kadar filler yang terlampau tinggi menyebabkan campuran menjadi getas dan bila terlalu rendah menyebabkan campuran menjadi lembek pada temperatur yang relatif tinggi.

2.5.2. Gradasi Agregat Gradasi atau distribusi partikel-partikel berdasarkan ukuran agregat merupakan hal yang penting dalam menentukan karakteristik perkerasan. Gradasi agregat mempengaruhi besarnya rongga antar butir yang akan menentukan karakteristik dalam proses pelaksanaan di laboratorium maupun di lapangan. Gradasi agregat dapat dibedakan atas: 1. Gradasi seragam (uniform graded), adalah agregat dengan ukuran yang hampir sama/sejenis atau mengandung agregat halus yang sedikit jumlahnya sehingga tidak dapat mengisi rongga antar agregat. Gradasi seragam disebut juga gradasi terbuka. Agregat dengan gradasi seragam akan menghasilkan lapisan perkerasan dengan sifat permeabilitas tinggi, stabilitas kurang dan berat volume kecil. 2. Gradasi rapat, merupakan campuran agregat kasar dan halus dalam porsi yang seimbang, sehingga dinamakan juga agregat bergradasi baik. Gradasi rapat akan menghasilkan lapisan perkerasan dengan stabilitas tinggi, kurang kedap air, sifat drainase jelek dan berat volume besar. 3. Gradasi senjang (gap graded), merupakan campuran yang tidak memenuhi dua kategori sebelumnya. Agregat bergradasi buruk yang umum digunakan untuk


lapisan perkerasan merupakan campuran dengan 1 fraksi hilang dan 1 fraksi sedikit. Gradasi seperti ini juga disebut gradasi senjang. Gradasi senjang akan menghasilkan lapisan perkerasan yang mutunya terletak antara kedua jenis gradasi sebelumnya.

2.6. Metode Pengujian Marshall Konsep dasar dari metode Marshall dalam campuran aspal dikembangkan Oleh Bruce Marshall seorang insinyur bahan aspal, bersama-sama dengan The Mississippi State Highway Department. KemudianThe U.S. Army Corp of Engineers, melanjutkan penelitian dengan intensif dan mempelajari hal-hal yang ada kaitannya, selanjutnya meningkatkan dan menambah kelengkapan pada prosedur pengujian Marshall dan pada akhirnya mengembangkan kriteria rancangan campuran pengujiannya, kemudian distandarisasikan di dalam American Society for Testing and Material 1989 (ASTM d-1559).Indonesia kemudian mengadopsi standard ini ke dalam SNI 06-2489-1991. Dua parameter penting yang ditentukan dalam pengujian tersebut, seperti beban maksimum yang dapat dipikul benda uji sebelum hancur atauMarshall Stabilitydan deformasi permanen dari sampel sebelum hancur, yang disebut Marshall Flow, serta turunan dari keduanya yang merupakan perbandingan antara Marshall Stabilitydengan Marshall Flow yang disebut dengan Marshall Quotient, yang

merupakan

nilai

kekakuan

berkembang

(speudo

stiffness),

yang

menunjukkan ketahanan campuran beraspal terhadap deformasi permanen. Nilai dari Marshall Stability diperoleh dengan menggunakan rumus sebagai berikut: Pembacaan arloji tekan 𝑥 factor calibration proving ring Dimana pembacaan arloji tekan dapat dilihat pada tabel di lampiran A sedangkan Faktor kalibrasi senilai 2,75 kgf, diperoleh dari standarisasi marshall. Sedangkan nilai dari Marshall Flow didapat dari pembacaan dial atau arloji flow (lampiran A).


2.7. Pengujian Mekanik Untuk mengetahui sifat-sifat suatu bahan, harus dilakukan suatu pengujian terhadap bahan tersebut. Ada empat jenis uji coba yang biasa dilakukan, yaitu uji tarik(Tensile Test), uji tekan (Compression Test), uji torsi (Torsion Test), dan uji geser (Shear Test).Tapi dalam penelitian ini hanya akan dibahas mengenai uji tekan. 2.7.1. Uji Tekan Statik Tegangan tekan berlawanan dengan tegangan tarik. Jika pada tegangan tarik, arah kedua gaya menjauhi ujung benda (kedua gaya saling berjauhan), maka pada tegangan tekan, arah kedua gaya saling mendekati. Dengan kata lain benda tidak ditarik tetapi ditekan (gaya-gaya bekerja di dalam benda). Kekuatan tekan material adalah nilai tegangan tekan uniaksial yang mempunyai modus kegagalan ketika saat pengujian. Perubahan bentuk benda yang disebabkan oleh tegangan tekan dinamakan mampatan. Misalnya pada tiang-tiang yang menopang beban, seperti tiang bangunan mengalami tegangan tekan. Kekuatan tekan biasanya diperoleh dari percobaan dengan alat pengujian tekan. Ketika dalam pengujian nantinya, specimen akan menjadi lebih mengecil seperti menyebar lateral. Prinsip pengujian tekan dapat dilihat pada gambar 2.1. Pengujian dengan cara seperti ini sering disebut dengan Brazilian Test, Pengujian ini pada konsepnya adalah untuk menguji kekuatan tekan beton coran:


Gambar 2.1.Prinsip Brazilian Test

Brazilian Test digunakan untuk material brittle seperti keramik, gelas, beton, dan lain-lain.Dalam pengujian ini tegangan (σ) pada saat gagal atau patah diberikan oleh persamaan:

σ= A adalah luas penampang, besarnya

𝜋𝐿𝐷 2

,

𝐹 𝐴 sehingga dengan mensubstitusikan A

ke persamaan didapat:

σ=

2𝐹 𝜋𝐿𝐷

Dimana: σ = Tegangan (N/mm2) F = Gaya maksimum (N) L = Panjang specimen (mm)


D = Diameter (mm)

2.7.2. Respon Material Akibat Beban Tekan Statik Untuk mengoptimalkan specimen perlu diketahui karakteristik material penyusunnya akibat beban tekan statik. Karakteristik suatu specimen harus terukur, untuk itu perlu suatu pengujian tekan statik agar karakteristik dapat diketahui. Karakteristik dapat diketahui dari respon yang dialami oleh material. Respon diakibatkan oleh adanya gangguan (disturbance) yang diberikan terhadap sebuah sistem, seperti: F (gaya), T (temperatur), dan lain-lain. Di dalam uji tekan statik, gaya yang diberikan ditunjukkan pada gambar berikut:

(a).Sebelum uji tekan

(b).Setelah uji tekan

Gambar 2.2. Pengujian beban tekan pada specimen

Berdasarkan respon yang ditunjukkan pada Gambar.2.2. dapat ditentukan respon mekanik berupa tegangan normal dan regangan akibat beban tekan statik. Pertimbangan yang paling penting dalam upaya untuk mencegah terjadinya kegagalan desain suatu struktur adalah tegangan yang terjadi tidak melebihi dari kekuatan material. Akan tetapi, ada banyak pertimbangan lain yang harus diperhatikan, misalnya: tegangan yang terjadi dalam jangka waktu yang lama (fatique), tegangan yang terjadi secara tiba-tiba (impact), dan lain sebagainya. Penyelidikan respon meliputi beberapa aspek, antara lain: respon


material dan struktur terhadap pembebanan tertentu, mekanisme perubahan bentuk yang terjadi pada saat terjadinya beban maksimum, dan lain sebagainya.Dalam penelitian ini terdapat bahan yang mengalami deformasi plastis jika terus diberikan tegangan dan bahan ini tidak akan berubah kebentuk semula.

2.7.3. Sifat Mekanik Banyak hal yang dapat dipelajari dari hasil uji tarik atau tekan. Bila kita terus menarik atau menekan suatu bahan sampai putus, kita akan mendapatkan profil tarikan atau tekanan yang lengkap yang berupa kurva seperti digambarkan pada gambar 2.3. Kurva ini menunjukkan hubungan antara gaya tarikan atau gaya tekan dengan perubahan panjang. Profil ini sangat diperlukan dalam desain yang memakai bahan tersebut.

Gambar2.3. Kurva F vs Δl

Biasanya yang menjadi fokus perhatian adalah kemampuan maksimum bahan tersebut dalam menahan beban. Kemampuan ini umumnya disebut “Ultimate Compression Strength” dalam bahasa Indonesia disebut tegangan tekan maksimum. Perubahan panjang dalam kurva disebut sebagai regangan teknik(  eng.), yang didefinisikan sebagai perubahan panjang yang terjadi akibat perubahan statik


(L) terhadap panjang batang mula-mula (L0).Tegangan yang dihasilkan pada proses ini disebut dengan tegangan teknik (σeng), dimana didefinisikan sebagai nilai pembebanan yang terjadi (F) pada suatu luas penampang awal (A0). Tegangan normal tesebut akibat beban tekan statik dapat ditentukan berdasarkan persamaan berikut:



F Ao

Dimana: σ = Tegangan normal akibat beban tekan statik (N/mm2) F = Beban tekan (N) Ao = Luas penampang specimen mula-mula (mm2) Regangan akibat beban tekan statik dapat ditentukan berdasarkan persamaan berikut:



L L

Dimana: L  L-L0

Keterangan: ε = Regangan akibat beban tekan statik L = Perubahan panjang specimen akibat beban tekan (mm) Lo = Panjang specimen mula-mula (mm)


Pada prakteknya nilai hasil pengukuran tegangan pada suatu pengujian tarik dan tekan pada umumnya merupakan nilai teknik. Regangan akibat beban tekan yang terjadi, panjang akan menjadi berkurang dan diameter pada specimen akan menjadi besar, maka ini akan terjadi deformasi plastis. Hubungan antara stress dan strain dirumuskan pada persamaan berikut: E=σ/ε E adalah gradien kurva dalam daerah linier, di mana perbandingan tegangan (σ) dan regangan (ε) selalu tetap. E diberi nama “Modulus Elastisitas”atau “Young Modulus”. Kurva yang menyatakan hubungan antara strain dan stress seperti ini kerap disingkat kurvaSS (SS curve). Kurva ini ditunjukkan oleh gambar 2.4.

Gambar 2.4. Kurva tegangan-regangan

2.7.4 Uji Penyerapan Air (Water Absorption Test) Penyarapan air ialah perbandingan berat air yang dapat di serap poriterhadap berat agregat kering,dinyatkan dalam persendengan mengacu pada SNI-03-19691990. Untuk mengetahui besarnya penyerapan air oleh aspal polimer, dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

𝑾𝑨 =

(𝑴𝒋 −𝑴𝒌 ) 𝑴𝒌

× 𝟏𝟎𝟎 %


Dimana : 𝑊𝐴 = persentase penyerapan air (%) Mk = massa sampel kering (g) Mj = massa jenuh air (g)

2.8. Penelitian yang Pernah Dilakukan Penelitian tentang pencampuran aspal dengan polimertelah pernah dilakukan sebelumnya, ada beberapa penelitian aspal polimer yang telah dilakukan seperti penelitian oleh Pei-Hung (2000) yang memodifikasi aspal dengan polyetylen, polypropylene, dan karet. Tortum (2004) melakukan modifikasi aspal dengan karet ban.Yildrim (2005) melakukan penelitian yang mengkombinasikan karet stirena butadiene, etylen vinil asetat dengan aspal.Yang (2010) melakukan penelitian reaksi antara aspal dan anhidrat maleat.Thamrin (2011) melakukan kombinasi aspal dengan plastik bekas yang menggunakan inisiator dicumil peroksida dan bahan crosslinker (bahan pembentuk jaringan) divinil benzen. Pada

tahun

2011

Irsyadul

Anam

melakukan

penelitian

yang

mengkombinasikan aspal dengan polypropylene daur ulang dengan menggunakan proses ekstrusi, dimana penelitian yang dilakukan ini adalah untuk melihat pengaruh penambahan polypropylene terhadap kekuatan tekan, daya serap air dan sifat thermal. Pada penelitian ini digunakan polypropylene daur ulang dari kemasan air minum, aspal dari Iran dengan angka penetrasi 60/70 dan agregat pasir. Dari penelitian ini diperoleh hasil kuat tekan optimum sebesar 2,73 MPa, yang menunjukkan hasil lebih baik dari campuran aspal tanpa campuran polypropylene yang memiliki kuat tekan sebesar 0,39 MPa, daya serap air sebesar 0,24%, tetapi ditinjau dari sifat thermal tidak menghasilkan suhu dekomposisi yang lebih baik dimana suhu dekomposisi campur Polypropylene sebesar 454oC terjadi penurunan sebesar 10,8% dari campuran aspal tanpa polypropylene sebesar 509oC. [2] Pada penelitian ini juga dilakukan pengujian dengan menggunakan SEM (Scanning Electron Microscopy) untuk menganalisis struktur permukaan dari


sampel agar didapat perbandingan perubahan struktur permukaan pada campuran aspal sebelum dan sesudah penambahan polypropylene, juga sebelum dan sesudah dilakukan pengujian. Berikut adalah hasil yang diperoleh dari pengujian SEM:

Gambar 2.5. Foto campuran aspal tanpa polypropylene perbesaran 2.500 kali

Dari gambar terlihat struktur morfologi campuran aspal dengan agregat pasir dimana terlihat aspal berikatan dengan partikel-partikel kecil dari pasir, permukaan campuran aspal tersebut juga terlihat rapat yang berarti pori-pori yang dihasilkanpun cukup kecil. Partikel-partikel kecil yang berwarna putih tersebut adalah pasir, sedangkan yang berwarna hitam dan mendominasi dipermukaan adalah aspal, dengan adanya partikel-partikel pasir di sekitar permukaan menyebabkan air lebih mudah masuk ke dalam campuran aspal tersebut


Gambar 2.6. Foto campuran aspal dan polypropylene perbesaran 2.500 kali

Dari gambar telihat perubahan atau perbedaan struktur dari campuran aspal dengan agregat tanpa polypropylene dan yang dicampur dengan polypropylene. Dimana terlihat permukaan campuran aspal cukup keras yang menunjukkan polypropylene telah menyebar di dalam campuran aspal tersebut dan menyatu, dan terlihat juga partikel-partikel kecil di permukaan yang merupakan agregat pasir yang terperangkap dalam ikatan yang terjadi antara aspal dengan polypropylene.


Gambar 2.7. Foto campuran aspal dan polypropylene setelah pengujian perbesaran 2.500 kali

Setelah dilakukan pengujian tekan terlihat pada gambar ada sedikit kerusakan pada struktur permukaannya, dan adanya bentuk seperti jarum-jarum kecil yang menunjukkan adanya ikatan antara aspal dengan polypropylene yang terputus akibat proses pengujian tekan. Hasil SEM tersebut merupakan bagian sisi dalam dari campuran aspal dengan polypropylene yang mana terlihat morfologinya lebih rapat dan pori-pori lebih sedikit, dibandingkan dengan campuran aspal dengan polypropylene sebelum dilakukan pengujian. Hal ini menunjukkan

bahwa

polypropylene

yang

ditambahkan

berperan

dalam

meningkatkan kekuatan mekanik dari aspal.


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents