EKSTRAKSI ASBUTON DENGAN METODE ASBUTON EMULSI DITINJAU DARI KONSENTRASI PENGEMULSI DAN WAKTU EKSTRAKSI MENGGUNAKAN EMULGATOR COCAMIDE DEA SKRIPSI

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

EKSTRAKSI ASBUTON DENGAN METODE ASBUTON EMULSI DITINJAU DARI KONSENTRASI PENGEMULSI DAN WAKTU EKSTRAKSI MENGGUNAKAN EMULGATOR COCAMIDE DEA (Asbuton Extraction By Asbuton Emulsion Method Revised Of Concentration Emulsifiers And Time Extraction Using Emulsifier Cocamide DEA)

SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

SAULUS ANDRI MAGESA NIM. I 1109022

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012

commit to user


digilib.uns.ac.id HALAMAN PERSETUJUAN

EKSTRAKSI ASBUTON DENGAN METODE ASBUTON EMULSI DITINJAU DARI KONSENTRASI PENGEMULSI DAN WAKTU EKSTRAKSI MENGGUNAKAN EMULGATOR COCAMIDE DEA (AsbutonExtractionByAsbutonEmulsion Method Revised Of Concentration Emulsifiers And TimeExtractionUsing EmulsifierCocamide DEA)

SKRIPSI DisusunSebagai Salah SatuSyaratMemperolehGelarSarjanaTeknik PadaJurusanTeknikSipilFakultasTeknik UniversitasSebelasMaret Surakarta

Disusun Oleh :

SAULUS ANDRI MAGESA NIM I 1109022 Telahdisetujuiuntukdipertahankandihadapan Tim PengujiPendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Persetujuan : DosenPembimbing I

Ir. DjokoSarwono, MT. 19600415 199201 1 001

DosenPembimbing II

Ir. ArySetyawan, M.Sc. (Eng), Ph.DNIP. NIP. 19661204 199512 1 001 commit to user

ii


digilib.uns.ac.id HALAMAN PENGESAHAN

EKSTRAKSI ASBUTON DENGAN METODE ASBUTON EMULSI DITINJAU DARI KONSENTRASI PENGEMULSI DAN WAKTU EKSTRAKSI MENGGUNAKAN EMULGATOR COCAMIDE DEA (AsbutonExtractionByAsbutonEmulsion Method Revised Of Concentration Emulsifiers And TimeExtractionUsing EmulsifierCocamide DEA) SKRIPSI Disusunoleh :

SAULUS ANDRI MAGESA I 1109022 Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada : Hari :Rabu Tanggal : 15Agustus 2012

1. Ir. DjokoSarwono, MT NIP.19600415 199201 1 001

---------------------------------

2. Ir. Ary Setyawan, MSc, PhD NIP.19661204 199512 1 001

---------------------------------

3. Ir. AgusSumarsono, MT NIP. 19570814 198601 1 001

---------------------------------

4. Ir. Djumari, MT NIP.19571020 198702 1 001

---------------------------------

Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS

Mengesahkan, KetuaProgram Non Reguler FakultasTeknik UNS

commit to user Edy Purwanto, ST, MT NIP. 19680912 199702 1 001

Ir. BambangSantosa, MT NIP. 19590823 198601 1001 iii


digilib.uns.ac.id

ABSTRAK Saulus Andri Magesa, 2012. Ekstraksi Asbuton Dengan Metode Asbuton Emulsi Ditinjau Dari Konsentrasi Pengemulsi Dan Waktu Ekstraksi Menggunakan Emulgator Cocamide DEA. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Aspal Buton atau asbuton adalah aspal alam yang depositnya terdapat di Pulau Buton Sulawesi Tenggara. Asbuton dapat dimanfaatkan sebagai bahan pengikat pada perkerasan jalan menggantikan aspal minyak yang harganya relatif tinggi. Penggunaan asbuton sebagai bahan pengikat pada perkerasan jalan tidak semudah penggunaan aspal minyak. Untuk mempermudah penggunaan asbuton maka dibuat asbuton emulsi dengan campuran dingin. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen Laboratorium Jalan Raya. Bahan yang digunakan adalah asbuton butir tipe 5/20, Cocamide DEA, Asam Klorida (HCl), Kerosin, air RO. Variabel kadar Cocamide DEA sebesar 0.13%, 0.25%, 0.37%, 0.5%, dan 0.62% dari berat total asbuton emulsi. Sedangkan variable waktu pelarutan 5, 10, 15, 20, dan 25 menit dengan kecepatan sentrifugal mesin ekstraksi 2000 rpm. Peralatan yang digunakan adalah alat ekstraksi modifikasi, mixer asphalt, alat saring, alat uji berat jenis, alat uji kadar RO asbuton emulsi. Pengujian asbuton emulsi dilakukan dengan uji saring, uji berat jenis dan uji kadar air RO. Hasil analisis kadar Cocamide DEA sebesar 0.62% menghasilkan kadar larutan bitumen sebesar 49% dengan komposisi asbuton butir tipe 5/20 sebesar 33.17%, kerosin 6.63%, Cocamide DEA 0.62%, asam klorida (HCl) 0.62%, dan air RO 58% dari berat campuran total. Pada kadar Cocamide DEA sebesar 0.62% diketahui bahwa semakin lama waktu pelarutan maka kadar larutan bitumen asbuton emulsi semakin meningkat sesuai persamaan Ŷ = 0.5542X + 37.353 dengan r2 = 0.6458 dan r = 0.8036; Semakin lama waktu pelarutan maka berat jenis rata-rata asbuton emulsi semakin menurun sesuai persamaan Ŷ = -0.0099X + 1.5697 dengan r2 = 0.9177 dan r = 0.9580; Semakin lama waktu pelarutan maka kadar air RO asbuton emulsi semakin meningkat sesuai persamaan Ŷ = 0.0864X + 2.4162 dengan r2 = 0.8826 dan r = 0.9395. Kata kunci: Cocamide DEA, asbuton emulsi, ekstraksi,dan larutan bitumen

commit to user

iv


digilib.uns.ac.id

ABSTRACT Saulus Andri Magesa, 2012. Asbuton Extraction By Asbuton Emulsion Method Revised Of Concentration Emulsifiers And Time Extraction Using Emulsifier Cocamide DEA. Final Project. Department of Civil Engineering, University of SebelasMaret, Surakarta. Buton asphalt orAsbuton is natural bitumen which deposits are located in Buton Island, South East Sulawesi. Asbuton can be used as a binder in the asphalt pavement to replace the petroleum asphalt which price is relatively high. The use of Asbuton as a binder in road pavement is not as easy as the use of petroleum asphalt due to some constraints. To increase the percentage of bitumen asbuton solvant can be treated with the extraction or separation of asbuton using asbuton emulsion cold mix method. Research uses an experimental method in the laboratory. The materials used are asbuton butir type 5/20, Cocamide DEA, acid chloride (HCl), kerosene, and RO water. Variable content of Cocamide DEA are 0.13%, 0.25, 0.37%, 0.5%, and 0.62% of the total weight asbuton emulsion. While variable dissolution time for 5, 10, 15, 20, and 25 minutes by speed centrifugal extraction machine at 2000 rpm. The equipment used is the extraction machine, asphalt mixer, filter test equipment, specific gravity test equipment, RO water content test equipment asbuton emulsion. Tests done with filter test, specific gravity test and RO water content test. The result analyze known Cocamide DEA content at 0.62% produces bitumen solvent content of 49% with composition are asbuton butir type 5/20 at 33.17%, kerosene 6.63%, Cocamide DEA 0.62%, hydrochloric acid (HCl) 0.62%, and water RO58% of the total weight of asbuton emultion. At the content of Cocamide DEA 0.62% is known that the longer time of dissolving resulted increases bitumen solvent content according to the equation Ŷ = 0.5542X + 37.353 with r2 = 0.6458 and r = 0.8036; The longer the time of dissolving the average of specific gravity asbuton emulsion decreases according to equation Ŷ = -0.0099X + 1.5697 with r2 = 0.9177and r = 0.9580; The longer the time of dissolving the RO water content of asbuton emultion increased according to equation Ŷ = 0.0864X + 2.4162 with r2 = 0.8826 and r = 0.9395’

Keywords: Cocamide DEA, asbutonemulsion, extraction,and bitumen solvent.

commit to user

v


digilib.uns.ac.id

PENGANTAR Syukur kehadirat Tuhan YME atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini.

Penyusunan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan S-1 di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis mengambil tugas akhir dengan judul ”Ekstraksi Asbuton dengan Metode Asbuton Emulsi Ditinjau dari Konsentrasi Pengemulsi dan Waktu Ekstraksi Menggunakan Emulgator Cocamide DEA”, yang bertujuan untuk mengetahui hubungan waktu ekstraksi terhadap presentase bitumen berdasarkan konsentrasi pengemulsi, berat jenis rata-rata asbuton pengemulsi, dan kadar RO asbuton emulsi.Penulismenyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka rasanya sulit mewujudkan laporan tugas akhir ini. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1.

Segenap pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2.

Bapak Ir. Djoko Sarwono, MT selaku Dosen Pembimbing I.

3.

Bapak Ir. Ary Setyawan, MSc, PhD selaku Dosen Pembimbing II.

4.

Bapak Agus Setya Budi, ST, MT selaku Dosen Pembimbing Akademis.

5.

Dosen penguji pada ujian pendadaran skripsi ini.

6.

Rekan rekan yang telah membantu pelaksanaan penelitian ini.

Penyusun menyadari bahwa laporan skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh sebab itu penyusun mengharap saran dan kritik yang membangun dari pembaca demi kesempurnaan laporan skripsi yang akan datang. Akhir kata semoga laporan skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada umumnya dan mahasiswa pada khususnya. Surakarta,

Agustus 2012

Penyusun commit to user

vi


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ........................................................................................

i

HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................

ii

HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii ABSTRAK ......................................................................................................... iv KATA PENGANTAR ...................................................................................... vi DAFTAR ISI ..................................................................................................... vii DAFTAR TABEL .............................................................................................

x

DAFTAR NOTASI ............................................................................................ xii DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xiii DAFTAR GRAFIK ........................................................................................... xiv DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xv

BAB 1. PENDAHULUAN 1.1.

Latar Belakang ..........................................................................................

1

1.2.

Rumusan Masalah .....................................................................................

3

1.3.

Batasan Masalah .......................................................................................

3

1.4.

Tujuan Penelitian ......................................................................................

4

1.5.

Hipotesa ....................................................................................................

4

1.6.

Manfaat Penelitian ....................................................................................

5

BAB 2. LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka........................................................................................

6

2.2. Dasar Teori ................................................................................................

8

2.2.1. Asbuton .....................................................................................................

8

A. Penambangan dan Produksi Asbuton ...................................................

8

B. Kendala Penggunaan Asbuton .............................................................. 12 C. Proses Pembentukan Asbuton............................................................... 13 2.2.2. Asbuton Emulsi ......................................................................................... 16 A. Keuntungan Penggunaan Asbuton Emulsi ........................................... 16 commit to user B. Pengertian Emulsi ................................................................................. 17 vii


digilib.uns.ac.id Halaman

C. Aplikasi Asbuton Emulsi ...................................................................... 20 D. Pembuatan Asbuton Emulsi .................................................................. 21 E. Pengemulsi/Emulsifier/Emulgator ........................................................ 23 F. Formulasi Pengemulsi........................................................................... 25 G. Proses Waktu Setting Asbuton Emulsi ................................................. 28

BAB 3. METODE PENELITIAN 3.1.

Metodologi Penelitian ............................................................................... 30

3.2.

Teknik Pengumpulan Data ........................................................................ 30

3.2.1. Data Primer ............................................................................................... 30 3.2.2.Data Sekunder ............................................................................................ 33 3.3.

Diagram Alir Penelitian ............................................................................ 33

3.4.

Bahan Penelitian ....................................................................................... 33

3.5.

Peralatan Penelitian ................................................................................... 34

3.5.1. Alat Ekstraksi ............................................................................................ 34 3.5.2. Mixer Asphalt ........................................................................................... 34 3.5.1. Alat Uji Saring Asbuton Emulsi ............................................................... 35 3.5.1. Alat Uji Berat Jenis Asbuton Emulsi ........................................................ 35 3.5.1. Alat Uji Kadar Air RO Asbuton Emulsi ................................................... 35 3.6.

Pembuatan Benda Uji................................................................................ 35

BAB 4. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN 4.1.

Pemeriksaan Asbuton Butir ...................................................................... 38

4.2.

Komposisi Asbuton Emulsi ...................................................................... 38

4.3.

Uji Saring Asbuton Emulsi ....................................................................... 39

4.3.1. Pengujian Regresi Linier Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Kadar Larutan Bitumen pada Kadar C.DEA = 0.13% ............................ 40 4.3.2. Pengujian Regresi Linier Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Kadar Larutan Bitumen pada Kadar C.DEA = 0.25% ............................ 42 commit to user

viii



4.3.3. Pengujian Regresi Linier Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Kadar Larutan Bitumen pada Kadar C.DEA = 0.37% .............................. 44 4.3.4. Pengujian Regresi Linier Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Kadar Larutan Bitumen pada Kadar C.DEA = 0.5% ................................ 46 4.3.5. Pengujian Regresi Linier Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Kadar Larutan Bitumen pada Kadar C.DEA = 0.62% .............................. 48 4.4.

Uji Berat Jenis Asbuton Emulsi ................................................................ 52

4.4.1. Pengujian Regresi Linier Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Berat Jenis Rata-rata pada Kadar C.DEA = 0.13% ................................... 53 4.4.2. Pengujian Regresi Linier Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Berat Jenis Rata-rata pada Kadar C.DEA = 0.25% ................................... 55 4.4.3. Pengujian Regresi Linier Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Berat Jenis Rata-rata pada Kadar C.DEA = 0.37% ................................... 57 4.4.4. Pengujian Regresi Linier Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Berat Jenis Rata-rata pada Kadar C.DEA = 0.5% ..................................... 59 4.4.5. Pengujian Regresi Linier Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Berat Jenis Rata-rata pada Kadar C.DEA = 0.62% ................................... 61 4.5.

Uji Kadar Air RO Asbuton Emulsi ........................................................... 64

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.

Kesimpulan ............................................................................................... 67

5.2.

Saran ......................................................................................................... 68

5.3.

Catatan ...................................................................................................... 68

PENUTUP .......................................................................................................... 69 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 70 LAMPIRAN

commit to user

ix


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL Halaman Tabel2.1.

Produksi dan Pengapalan Asbuton n.v. Mijnbouw en Cultuur Maschappij Buton ............................................................

9

Tabel2.2.

Jenis Asbuton Butir........................................................................ 10

Tabel2.3.

Jenis Pengujian Dan Persyaratan Asbuton Butir ........................... 11

Tabel 2.4.

Pengujian Senyawa Asbuton Lawalele .......................................... 14

Tabel 2.5.

Sifat Kimia Dan Sifat Fisik Aspal Yang Saling Berhubungan ...... 15

Tabel 2.6.

Penggunaan Aspal Emulsi ............................................................. 22

Tabel 2.7.

Pengemulsi Asbuton ...................................................................... 25

Tabel2.8.

Persyaratan Kerosin ....................................................................... 27

Tabel 4.1.

Komposisi Asbuton Emulsi pada Waktu Pelarutan 25 Menit........ 38

Tabel 4.2.

Hasil Uji Saring Asbuton Emulsi pada Waktu Pelarutan 25 Menit ............................................................. 39

Tabel 4.3.

Model Summary Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Kadar Larutan Bitumen pada Kadar C.DEA = 0.13% ................... 41

Tabel 4.4.

ANOVA Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Kadar Larutan Bitumen pada Kadar C.DEA= 0.13% ............................... 41

Tabel 4.5.


Tabel 4.6.


Tabel 4.7.


Tabel 4.8.


Tabel 4.9.

Model Summary Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Kadar Larutan Bitumen pada Kadar C.DEA = 0.5% ..................... 46

Tabel 4.10. ANOVA Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Kadar Larutan Bitumen pada Kadar C.DEA= 0.5% ................................. 47 commit to user

x



Tabel 4.11. Model Summary Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Kadar Larutan Bitumen pada Kadar C.DEA = 0.62% ................... 48 Tabel 4.12. ANOVA Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Kadar Larutan Bitumen pada Kadar C.DEA= 0.62% ............................... 49 Tabel 4.13. Uji Berat Jenis Asbuton ................................................................. 53 Tabel 4.14. Model Summary Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Berat Jenis Rata-rata pada Kadar C.DEA = 0.13%........................ 54 Tabel 4.15. ANOVA Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Berat Jenis Rata-Rata pada Kadar C.DEA= 0.13% .......................................... 54 Tabel 4.16. Model Summary Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Berat Jenis Rata-rata pada Kadar C.DEA = 0.25%........................ 56 Tabel 4.17. ANOVA Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Berat Jenis Rata-rata pada Kadar C.DEA= 0.25% ........................................... 56 Tabel 4.18. Model Summary Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Berat Jenis Rata-rata pada Kadar C.DEA = 0.37%........................ 57 Tabel 4.19. ANOVA Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Berat Jenis Rata-rata pada Kadar C.DEA= 0.37% ........................................... 58 Tabel 4.20. Model Summary Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Berat Jenis Rata-rata pada Kadar C.DEA = 0.5%.......................... 59 Tabel 4.21. ANOVA Hubungan Waktu PelarutanTerhadap Berat Jenis Rata-rata pada Kadar C.DEA= 0.5% ............................................. 60 Tabel 4.22. Model Summary Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Berat Jenis Rata-rata pada Kadar C.DEA = 0.62%........................ 61 Tabel 4.23. ANOVA Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Berat Jenis Rata-rata pada Kadar C.DEA= 0.62% ........................................... 62 Tabel 4.24. Uji Kadar Air RO Asbuton Emulsi ................................................ 64 Tabel 4.22. Model Summary Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Kadar Air RO ................................................................................. 66 Tabel 4.23. ANOVA Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Kadar Air RO .... 66

commit to user

xi


digilib.uns.ac.id

DAFTAR NOTASI CRS-2 = Emulsi kationik reaktif viskositas tinggi HCl

= Asam klorida

O/W

= Emulsi minyak dalam air

R

= Ekor hidrokarbon

r

= Koefisien korelasi

r2

= Koefisien determinasi

SS-1H = Aspal emulsi anionik dengan viskositas rendah dan residu aspal keras W/O

= Emulsi air dalam minyak

W/O/W = Emulsi multiple

commit to user

xii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar2.1.

Lokasi Deposit Asbuton .............................................................

8

Gambar2.2.

Komponen Bitumen ................................................................... 15

Gambar2.3.

Tipe Emulsi ................................................................................ 17

Gambar2.4.

Distribusi Ukuran Dan Mikograf Asbuton ................................. 18

Gambar2.5.

Proses Pemisahan Asbuton Emulsi ............................................ 19

Gambar2.6.

Proses Pembuatan Asbuton Emulsi ............................................. 23

Gambar 2.7. Molekul Kationik Emulsifier....................................................... 24 Gambar 2.8. Perubahan pada Droplet Aspal Emulsifier Berkonsentrasi pada Permukaan .......................................................................... 24 Gambar 2.9. Waktu Setting Asbuton Emulsi .................................................. 28 Gambar 3.1. Bagan Alir Metodologi Penelitian ............................................... 31 Gambar 3.2. Bagan Alir Analisis Data dan Kesimpulan.................................. 32

commit to user

xiii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GRAFIK Halaman Grafik4.1.

Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Presentase Bitumen Larutan pada Kadar C.DEA = 0.13% ............................................ 40

Grafik4.2.


Grafik4.3.


Grafik4.4.

Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Presentase Bitumen Larutan pada Kadar C.DEA = 0.5% .............................................. 46

Grafik4.5.


Grafik4.6.

Hubungan Presentase Larutan Bitumen Terhadap Waktu Pelarutan............................................................................. 50

Grafik4.7.

Hubungan Presentase Larutan Bitumen Terhadap Kadar C.DEA . 51

Grafik4.8.

Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Berat Jenis Rata-rata Pada Kadar C.DEA = 0.13%.......................................................... 53

Grafik4.9.

Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Berat Jenis Rata-rata Pada Kadar C.DEA = 0.25%.......................................................... 55

Grafik4.10. Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Berat Jenis Rata-rata Pada Kadar C.DEA = 0.37%.......................................................... 57 Grafik4.11. Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Berat Jenis Rata-rata Pada Kadar C.DEA = 0.5%............................................................ 59 Grafik4.12. Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Berat Jenis Rata-rata Pada Kadar C.DEA = 0.62%.......................................................... 61 Grafik4.13. Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Berat Jenis Rata-rata ......... 63 Grafik4.14. Hubungan Waktu Pelarutan Terhadap Kadar Air RO Pada Kadar C.DEA = 0.62%.......................................................... 65

commit to user

xiv


digilib.uns.ac.id

DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A. Hasil Pemeriksaan Abuton Butir Tipe 5/20, Komposisi, Uji Kemurnian, Uji Berat Jenis, dan Uji Kadar Air RO Asbuton Emulsi. Lampiran B. Dokumentasi Bahan dan Peralatan Asbuton Emulsi. Lampiran C. Dokumentasi Pembuatan Asbuton Emulsi. Lampiran C. Dokumentasi Uji Kemurnian Asbuton Emulsi. Lampiran D. Dokumentasi Uji Berat Jenis Asbuton Emulsi. Lampiran E. Berkas Kelengkapan Skripsi

commit to user

xv


digilib.uns.ac.id

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah Aspal Buton atau Aspal Batu Buton (Asbuton) adalah aspal alam yang depositnya terdapat di Pulau Buton Provinsi Sulawesi Tenggara. Deposit asbuton sekitar 677 juta ton atau setara dengan 170 juta ton aspal minyak yang merupakan deposit aspal alam terbesar di dunia. Kadar aspal asbuton sekitar 10 – 40% dan terletak 1,5 meter dibawah permukaan tanah. Kadar aspal asbuton lebih baik dibandingkan dengan kadar aspal alam yang diolah di Amerika Serikat yang hanya 12 – 15%. Asbuton dapat dimanfaatkan sebagai bahan pengikat pada perkerasan jalan menggantikan aspal minyak. Harga aspal minyak relative tinggi dan sangat tergantung pada fluktuasi harga minyak bumi (crude oil) dunia. Pada masa yang akan datang diperkirakan harga aspal minyak akan semakin tinggi karena minyak bumi sebagai bahan dasar pembuatan aspal minyak merupakan sumber daya alam yang tak dapat diperbaharui. Penggunaan asbuton sebagai bahan pengikat pada perkerasan jalan tidak sesederhana atau semudah penggunaan aspal minyak, akan tetapi secara prinsip para peneliti sudah menunjukan bahwa asbuton dapat digunakan pada perkerasan jalan. Penggunaan asbuton tidak mudah untuk diaplikasikan secara luas pada pembangunan dan pemeliharaan jalan. Hal ini disebabkan adanya kendala pada saat pabrikasi untuk menghasilkan asbuton dengan karakteristik sesuai dengan karakteristik asbuton hasil penelitian. Selain itu kendala lainnya adalah pada saat perencanaan serta pelaksanaan penghamparan perkerasan jalan asbuton agar sesuai dengan pedoman atau spesifikasi. commit to user

1

2 digilib.uns.ac.id


Salah satu penggunaan asbuton yaitu dengan campuran beraspal panas aspal minyak dengan bahan tambah atau bahan substitusi asbuton BGA (sesuai spesifikasi khusus asbuton campuran panas Bina Marga 2006). Uji coba skala penuh di Pasuruhan, Gorontalo, Palangka Raya, Kendari tahun 2006 oleh Puslitbang Jalan dan Jembatan. Walaupun kualitas campuran relative lebih tinggi (stabilitas dinamis > 2500 lintasan/mm) dibanding campuran beraspal panas aspal minyak penetrasi 60 (stabilitas dinamis > 1500 lintasan/mm) akan tetapi perkesaran jalan yang dihasilkan kurang memuaskan dikarenakan lapisan atas jalan masih kurang halus dan rata, selain itu seiring berjalannya waktu operasional terdapat retak-retak halus. Dengan kelebihan dan kelemahan asbuton, maka penulis berusaha melakukan penelitian

untuk membuat

asbuton

emulsi

dengan

mengekstraksi

atau

memisahkan bitumen asbuton dan mineralnya menggunakan metode emulsi dingin. Dengan metode tersebut diharapkan penggunaan asbuton menjadi lebih mudah sebagai bahan penggikat pada konstruksi dan perawatan perkerasan jalan. Asbuton emulsi menggunakan metode emulsi dingin pada dasarnya memisahkan bitumen dan mineral tanpa pemanasan. Untuk memisahkan bitumen dan mineral maka bitumen dilarutkan dengan air RO. Air RO adalah air suling dengan karakteristik yang mudah larut dengan senyawa lain. Bitumen merupakan senyawa aromatik (minyak) yang mempunyai sifat tidak dapat larut dengan air RO, sehingga untuk melarutkan bitumen dan air RO diperlukan pengemulsi atau emulsifier (emulgator). Pengemulsi yang digunakan adalah Cocamide DEA (Diethanolamine) yang merupakan bahan dasar pembuatan sabun dan kosmetik. Sedangkan nama produk Cocamide DEA adalah Carmidol C90. Dengan adanya pengemulsi maka akan terjadi proses emulsi minyak di dalam air atau oil in water (O/W), walaupun dalam prakteknya asbuton emulsi lebih tepat dikatakan proses emulsi ganda (W/O/W) karena komposisi senyawa asbuton terdapat air RO. commit to user


3 digilib.uns.ac.id

1.2. Rumusan Masalah Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah: 1. Berapakah kadar Cocamide DEA pada asbuton emulsi yang menghasilkan kadar larutan bitumen tertinggi? 2. Bagaimana komposisi asbuton emulsi pada kadar larutan bitumen tertinggi? 3. Bagaimana hubungan waktu pelarutan terhadap kadar larutan bitumen pada kadar Cocamide DEA yang menghasilkan kadar larutan bitumen tertinggi? 4. Bagaimana hubungan waktu pelarutan terhadap berat jenis asbuton emulsi pada kadar Cocamide DEA yang menghasilkan kadar larutan bitumen tertinggi? 5. Bagaimana hubungan waktu pelarutan terhadap kadar air RO pada kadar Cocamide DEA yang menghasilkan kadar larutan bitumen tertinggi?

1.3. Batasan Masalah Untuk membatasi ruang lingkup penelitian ini, maka diperlukan batasan-batasan masalah yaitu sebagai berikut : 1.

Asbuton yang digunakan jenis asbuton butir tipe 5/20 produksi PT. Bhuton Asphalt Indonesia.

2.

Pengemulsi yang digunakan Cocamide DEA (Diethanolamine) dengan nama produk Carmidol C90 produksi PT. Brataco.

3.

Media emulsi menggunakan air RO produksi Toya Qitami Salsabila, Surakarta. Air RO sebagai pengganti H2O.

4.

Pembuatan abuton emulsi menggunakan metode campuran dingin.

5.

Pada fase padat yaitu campuran asbuton dan kerosin menggunakan mixer aspalt, sedangkan pembuatan asbuton emulsi menggunakan mesin ekstraksi commit to user modifikasi.

4 digilib.uns.ac.id


6.

Uji saring asbuton emulsi mengunakan pelarut tinner A.

7.

Uji berat jenis (Specivic Gravity) asbuton emulsi berdasarkan SNI 06-24411991.

8.

Uji kadar air RO asbuton emulsi berdasarkan SNI 06-2490-1991.

1.4. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1.

Untuk mengetahui kadar Cocamide DEA yang menghasilkan kadar larutan bitumen tertinggi.

2.

Untuk mendapatkan komposisi asbuton emulsi yang menghasilkan kadar larutan bitumen tertinggi.

3.

Untuk mengetahui hubungan waktu pelarutan terhadap kadar larutan bitumen pada kadar Cocamide DEA sebesar 0.62% berat.

4.

Untuk menggetahui hubungan waktu pelarutan terhadap berat jenis rata-rata asbuton emulsi pada kadar Cocamide DEA sebesar 0.62% berat.

5.

Untuk menggetahui hubungan waktu pelarutan terhadap kadar air RO asbuton emulsi pada kadar Cocamide DEA sebesar 0.62% berat.

1.5. Hipotesa Uji hipotesa digunakan untuk menggetahui pengaruh variable bebas (kadar larutan bitumen, berat jenis rata-rata, dan kadar air RO) terhadap variable terikat (waktu pelarutan). Pengambilan keputusan sebagai berikut: a. Jika F hitung > F tabel maka H0 diterima b. Jika F hitung < F tabel maka H0 ditolak commit to user

5 digilib.uns.ac.id


Dimana, H0 : variable bebas (kadar larutan bitumen, berat jenis rata-rata, dan kadar air RO) secara simultan tidak memiliki pengaruh yang signifikan terhadap variable terikat (waktu pelarutan). H1 : variable bebas (kadar larutan bitumen, berat jenis rata-rata, dan kadar air RO) secara simultan memiliki pengaruh yang signifikan terhadap variable terikat (waktu pelarutan).

1.6. Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah : 1.

Manfaat teoritis Manfaat teoritis dari penelitian ini adalah meningkatkan pengetahuan tentang pembuatan asbuton emulsi dengan metode campuran dingin.

2.

Manfaat praktis Manfaat praktis penelitian ini adalah mempermudah penggunaan asbuton sebagai bahan penggikat dalam pembuatan jalan.

commit to user

dan pemeliharaan perkerasan


digilib.uns.ac.id

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka Beberapa penelitian yang telah dilakukan berkaitan dengan ektraksi asbuton dapat dijadikan acuan/literatur untuk penyusunan skripsi ini, diantaranya adalah: Asbuton sebagai aspal alam terdiri dari aspal dan mineral yang sudah menyatu secara alami, dengan kandungan aspal rata-rata berkisar antara 20% sampai 23%. Aspal pada asbuton terletak dalam rongga antar mineral yang sulit untuk dikeluarkan (Affandi, F., 2008). Hary Pramana Widhiasa, mengemukakan bahwa asbuton adalah lapisan-lapisan yang terdiri dari aspal dan butiran mineral yang sudah menyatu. Untuk mendapatkan aspal murni dari asbuton ini, dapat dilakukan dengan cara ekstraksi. Prinsip pembuatan asbuton murni ini adalah asbuton diekstraksi dengan menggunakan proses dan bahan tertentu sehingga mineralnya terpisah dari aspalnya. Selanjutnya cairan yang masih mengandung aspal tersebut diuapkan sehingga yang tersisa adalah aspalnya saja yang disebut asbuton murni (bitumen). Penelitian ekstraksi asbuton ini menggunakan pelarut kerosin yang dicampurkan ke dalam asbuton dalam tangki leaching. Secara berkala sesuai variabel yang ditetapkan dilakukan pengambilan sampel campuran asbuton-kerosin untuk dianalisa. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa semakin banyak pelarut kerosin dicampurkan ke batuan asbuton maka yield (perolehan) bitumen yang didapat lebih tinggi. Semakin lama waktu ekstraksi, yield bitumen semakin naik, dan pada waktu tertentu akan mendekati konstan. (Widhiasa, H.P., 2010). Penelitian tentang ”Pemanfaatan Asbuton Butir di Kolaka Sulawesi Tenggara” telah dilakukan oleh Nyoman Suaryana tahun 2008, diketahui bahwa dari hasil kajian terhadap uji skala penuh di Kolaka Sulawesi Tenggara menunjukkan bahwa asbuton commit to user

6

digilib.uns.ac.id7


mempunyai kemampuan untuk dapat mensubstitusi aspal minyak serta dapat memperbaiki kinerja campuran beraspal. (Suaryana, N.,2008) Penelitian tentang “ Polymer Modified Asphalt Emulsion “ yang dilakukan oleh M.A. Shafii dkk pada tahun 2011. Penelitian ini menyajikan gambaran dari penelitian tentang aspal emulsi yang telah dimodifikasi menggunakan berbagai jenis polimer dan kinerja dalam penerapannya. Berdasarkan hasil penelitian, berbagai modifikasi aspal emulsi sangat dibutuhkan karena penggunaan aspal emulsi biasa tidak cukup untuk mencegah jalan dari kerusakan yang disebabkan oleh meningkatnya jumlah beban dan volume lalu lintas. (Shafii et al, 2011) Penelitian tentang “ Development of Laboratory Performance of Indonesian Rock Asphalt (Asbuton) in Hot Rolled Asphalt Mix “ yang dilakukan oleh Bambang S. Subagio dkk pada tahun 2003. Penelitian ini menggunakan Asbuton sebagai aggregat halus dan filler pada campuran HRA tipe C dan tipe F sesuai spesifikasi British Standar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan filler Asbuton pada campuran HRA memberikan kinerja campuran yang lebih baik dibandingkan dengan filler biasa, seperti filler abu batu. ( Bambang, S et al. 2003) Menurut Suparto Tm. dan Bardi Murachman (1998) proses ekstraksi dengan pelarut dapat membuat asbuton menjadi bitumen yang lebih homogen dan dapat membuka pemanfaatan asbuton secara lebih kompetitif. Jika demikian maka dengan ektraksi asbuton akan mendapatkan bitumen murni, dan permasalahan-permasalahan kadar air asbuton serta kadar aspal sudah teratasi selama proses ekstraksi berlangsung. (Suparno, Tm. 1998)

commit to user


digilib.uns.ac.id8

2.2. Dasar Teori

2.2.1. Asbuton Pada tahun 1920an, Hetzel menemukan singkapan-singkapan deposit aspal alam di Pulau Buton Provinsi Sulawesi Tenggara yang kemudian dinamakan aspal buton atau disingkat dengan asbuton. Pada tahun 1936, Hetzel telah berhasil memetakan lebih dari 20 lokasi singkapan deposit. Deposit asbuton tersebar dibeberapa daerah kecamatan di Pulau Buton antara lain di Kabungka, Lawele, Ereke, Winto, Waislu, Wariti dan lainya. Namun dari beberapa deposit asbuton yang ada, baru deposit Kabungka dan Lewele saja yang saat ini sudah dieksplorasi. (Helmadi, H., 2011) A. Penambangan dan Produksi Asbuton Pengusahaan pertambangan asbuton peratama kali dilakukan oleh perusahaan Belanda yang bernama N.V. Mijnbouw en Cultuur Maschappij Buton. Produksi dan pengapalan aspal dari Buton dalam catatan HW Vonk dapat dilihat pada Tabel 2. 1.

Gambar 2.1. Lokasi Deposit Asbuton (MvO. H.W. Vonk., 1937) commit to user

digilib.uns.ac.id9


Tabel 2.1. Produksi dan Pengapalan Asbuton N.V. Mijnbouw en Cultuur Maschappij Buton

Tahun 1934 1935 1936 1938 1939 1940

Jumlah Diangkut (ton) 3,749 7,905 4,900 20,000 12,000 57,000

Sumber: a) LaLa Ode Rabani, 2004, Perkembangan Industri Dan Infrastruktur Kota Buton 1920an1942. b) MvO. H.W. Vonk, 1937, Nota Betreffende hetzel fbestuurend landschap Boeton, Celebes en Onderhoorigheden, Dalam ANRI, Koleksi Microfilm Reel 31, Jakarta. c) Data tahun 1936-1940 diambil dari Majalah “Copra in East Indonesia” in The Economic Review Vol I No. 4, 1947, Departemen of Economic Affairs, Batavia-Java, hlm. 122.

Sedangkan produksi asbuton oleh perusahaan dalam negeri antara lain : 1. PT. Sarana Karya (PT. SAKA) memproduksi : a. Asbuton Biasa (ukuran maksimum 12.7 mm). b. Asbuton Halus (lolos saringan 4.7 mm). 2. PT. Amerta Margayasa Aspal (PT. AMA) memproduksi : a.

Asbuton Mikro (ukuran maksimum 2.36)

b.

Butonite Mastic Asphalt (BMA)

Asbuton termasuk tipe Rock Asphalt yang berasosiasi dengan material setempat seperti kapur, tanah, humus, lempung, dan sebagainya. Kadar aspal yang terkandung dalam asbuton ini sangat bervariasi, kadar aspal asbuton tertinggi terdapat di Kaboengka sumur A dan E serta di Lawele. Karena infrastruktur jalan dan pelabuhan ekspor di Lawele belum berkembang, maka penambangan hanya dilakukan di daerah Kaboengka dan Winto yang dekat dengan pelabuhan ekspor di Pasarwajo. commit to user

10 digilib.uns.ac.id


Penambangan dilakukan dengan cara manual dan hanya memilih deposit dengan kadar aspal tinggi karena dapat langsung dipakai. Salah satu metode pemanfaatannya dikenal dengan nama Boetonald, yaitu asbuton yang memiliki kadar aspal tinggi kemudian diencerkan dengan aspal minyak. Penggunaan Asbuton ini banyak dilakukan di Batavia, Jawa bagian Timur, dan Netherland. Sedangkan jenis asbuton yang telah diproduksi secara pabrikasi dan manual antara lain: 1. Asbuton Butir Asbuton butir adalah pengolahan dari asbuton berbentuk padat yang di pecah dengan alat pemecah batu (crusher) atau alat pemecah lainnya sehingga memiliki ukuran butir tertentu. Jenis asbuton butir berdasarkan besar butir dan kadar aspal yang dikandungnya serta pengujian dan persyaratannya dapat dilihat pada Tabel 2.2. dan Tabel 2.3. Tabel 2.2. Jenis Asbuton Butir Uraian

Jenis Asbuton/Merk Produksi

Satuan

Konv.*)

Halus.*)

Mikro.*)

BRA

BGA

LGA

13-20

20

25

20

20-25

25-40

%

Kadar air

>6

6

2

<2

<2

<2

%

Ukuran butiran maks.

12,5

14,7

2,36

1,18

1,18

mm

Kemasan Curah Ktg *) Tahun 2004 sudah tidak diproduksi lagi

ktg

krng

krg

krg

Kadar aspal

-

Sumber : Kementrian Pekerjaan Umum Ditjen Bina Marga. Pedoman No: 001 – 01 / BM / 2006. Pemanfaatan Asbuton

2. Asbuton Murni Full Ekstraksi Asbuton jenis ini merupakan bitumen murni hasil ekstraksi asbuton menggunakan beberapa cara, antara lain dengan bahan pelarut atau cara lain seperti menggunakan teknologi air panas. Asbuton murni hasil ekstraksi dapat digunakan langsung sebagai pengganti aspal keras atau sebagai bahan aditif yang akan memperbaiki karakteristik aspal keras. Mineral asbuton merupakan limbah commit to user



dari proses ekstraksi, selain dapat dimanfaatkan sebagai filler dapat juga digunakan sebagai bahan stabilisasi tanah. Tabel 2.3. Jenis Pengujian dan Persyaratan Asbuton Butir Sifat-sifat Asbuton Kadar bitumen asbuton; %

Metoda Pengujian SNI 03-3640-1994

Tipe 5/20 18-22

Tipe 15/20 18-22

Ukuran butir - Lolos Ayakan No 4 (4,75 SNI 03-1968-1990 100 100 mm); % - Lolos Ayakan No 8 (2,36 SNI 03-1968-1990 100 100 mm); % - Lolos Ayakan No 16 (1,18 SNI 03-1968-1990 Min 95 Min 95 mm); % Kadar air, % SNI 06-2490-1991 Maks 2 Maks 2 Penetrasi aspal asbuton pada 25 °C, SNI 06-2490-1991 ≤10 10 - 18 100 g, 5 detik; 0,1 mm Sumber : Kementrian Pekerjaan Umum Ditjen Bina Marga. Pedoman No: 001

Tipe 15/25 23-27

Tipe 20/25 23-27

100

100

100

Min 95

Min 95

Min 75

Maks 2

Maks 2

10 - 18

19-22

– 01 / BM / 2006.

Pemanfaatan Asbuton Keterangan: 1. Asbuton butir Tipe 5/20 : Kelas penetrasi 5 (0,1 mm) dan kelas kadar bitumen 20 %. 2. Asbuton butir Tipe 15/20 : Kelas penetrasi 15 (0,1 mm) dan kelas kadar bitumen 20 %. 3. Asbuton butir Tipe 15/25 : Kelas penetrasi 15 (0,1 mm) dan kelas kadar bitumen 25 %. 4. Asbuton butir Tipe 20/25 : Kelas penetrasi 20 (0,1 mm) dan kelas kadar bitumen 25 %.

3. Asbuton Pra Campur (Pre-Blended) Asbuton pra campur (pre-blended) merupakan gabungan antara asbuton butir hasil refine asbuton dengan kadar bitumen 60% sampai 90% dan aspal minyak pen 60 dalam komposisi tertentu. Asbuton jenis ini dapat dikatakan sebagai aspal minyak yang dimodifikasi, sehingga dalam campuran dapat langsung digunakan untuk dicampur dengan agregat.

commit to user



B. Kendala Penggunaan Asbuton Asbuton yang merupakan campuran antara asphaltene, resin, minyak, dan mineral menyebabkan asbuton tidak dapat diperlakukan seperti aspal minyak atau seperti agregat. Asbuton tidak dapat dicairkan dan dipompa untuk dimasukkan ke dalam pug mill dengan cara pemanasan seperti perlakuan pada aspal minyak. Asbuton juga mudah menggumpal selama penyimpanan terutama asbuton dengan nilai penetrasi bitumen yang tinggi, sehingga perlakuannya pada unit pencampuran aspal tidak semudah perlakuan terhadap agregat yang selalu terhambur. Asbuton yang menggumpal lebih sulit dimasukkan ke dalam pug mill dengan menggunakan ban berjalan (conveyor) dan di dalam pug mill lebih sulit tercampur dengan homogen. Untuk mengatasi permasalahan penangganan asbuton di unit pencampuran aspal, maka produsen asbuton diharuskan menjamin asbutonnya berbentuk butiran lepas (terhambur) pada saat digunakan. Hal ini tidak mudah sehingga produsen asbuton juga perlu melakukan penelitian. Berbagai metode pemanfaatan, seperi Latasir, Latasbum, Asbuton curah, Asbuton micro, BMA (Buton Mastic Asphalt), banyak menemui kendala di lapangan dan akhirnya mengalami kegagalan konstruksi.

Hal

ini menjadikan penggunaan asbuton mulai ditinggalkan. Kontraktor lebih menyukai menggunakan aspal minyak (aspal kilang), karena metode produksi hot mix lebih mudah dan standar. Mulai tahun 2004, seiring dengan kenaikan harga minyak bumi yang luar biasa (19 April 2008, telah mencapai kisaran USD 110 per barrel, rekor sebelumnya hanya USD 40 pada tahun 1980) menjadikan harga aspal minyak juga naik sangat tajam. Tahun 2005, bahkan harga aspal minyak naik 100% dalam waktu kurang dari setahun. Hal ini menjadikan upaya untuk memanfaatkan asbuton dilirik kembali. Namun karena belum tersedianya teknologi pengolahan dan pemanfaatan yang handal, program penggunaan asbuton tahun 2007 (yang didukung oleh Peraturan Menteri PU) untuk proyek-proyek jalan nasional di 14 propinsi mengalami kegagalan. commit to user



C. Proses Pembentukan Asbuton Terjadinya asbuton disebabkan terdapatnya sumber minyak bumi di bawah lapisan batuan ketika terjadi penggeseran atau patahan lempeng bumi. Patahan ini menyebabkan minyak bumi dengan tekanan yang kuat keluar melalui celah-celah patahan dan terjadilah “migrasi” atau perpindahan ke lapisan yang lebih porus di atasnya (Heitzel, 1936). Minyak bumi kemudian terimpregnasi atau menyusup ke dalam rongga-rongga batuan atau bahan yang porus tadi. Peristiwa geologis ini terjadi ribuan, bahkan mungkin jutaan tahun yang lalu. Pada bahan hidrokarbon seperti minyak bumi dapat terjadi perubahan-perubahan yang disebabkan oleh “cracking” dan “polimerisasi”. Cracking dan polimerisasi terjadi pada kondisi tertentu karena terdapat tekanan dan temperatur tertentu pada lapisan bumi ditempat minyak bumi tersebut bermigrasi. Craking adalah perubahan struktur molekul suatu senyawa menjadi molekul-molekul yang lebih ringan akibat adanya panas dan penguapan, sedangkan polimerisasi adalah penggabungan molekul-molekul dengan struktur yang sama menjadi bahan yang lebih padat dan yang lebih berat. Polimerisasi menghasilkan resin, dalam hal ini adalah resin alam. Resin yang didapat adalah resin poliaromatik dengan struktur aromatik dan naphtenik (OBM “Retona”). Minyak bumi yang mengalami proses alam tersebut masih meninggalkan “sisa-sisa proses” yaitu sisa-sisa moomer, minyak ringan atau solvent dan air. Pada asbuton Lawele sisa-sisa proses ini masih ada dan menjadikan aspal Lawele bersifat lunak dengan penetrasi yang bervariasi dari 32 (0,1 mm) sampai 212 (0,1 mm), (Tjitjik et al, 1985). Mineral asbuton Lawele berbentuk kepasiran dengan lolos 100% # No.16 yang berasal dari sedimen marine dengan kompoisi kimia sebagai berikut:

commit to user



Tabel 2.4. Pengujian Senyawa Asbuton Lawele Senyawa

Hasil Pengujian

CaCO3

81,62 – 85,27

MgCO3

1,98% - 2,25

CaSO4

1,25 – 1,7

CaS

0,17 – 0,33

H 2O

1,3 – 2,15

SiO2

6,55 – 8,25

Al2O3 + Fe2O3

2,15 -2,84

Mineral sisa (Residu)

0,83 – 1,12

Sumber : Kementrian Pekerjaan Umum Ditjen Bina Marga. Pedoman No: 001 – 01 / BM / 2006. Pemanfaatan Asbuton

Penetrasi bitumen asbuton Lawele adalah 32 - 200 (0,1 mm). Asbuton Lawele berupa gumpalan-gumpalan yang lunak. Jenis asbuton ini bersifat higroskopis (mudah menyerap air). Kadar bitumen asbuton Lawele berkisar antara 20% dan 35%. Karakter fisik bitumen asbuton Lawele cenderung bersifat keras dengan nilai penetrasi yang rendah, ditunjang pula dengan hasil uji kimia, dengan kandungan asphaltene yang tinggi sehingga mempunyai keawetan yang baik dan tidak terkena pengaruh buruk parafin (Kementrian Pekerjaan Umum Ditjen Bina Marga, 2006) Pada prinsipnya bitumen mengandung tiga komponen esensial yang penting dan keberadaanya mempengaruhi karakteristik bitumen, yaitu asphaltene, resin, dan minyak. Keberadaan asphaltene ditandai dengan kandungan asphaltene. Keberadaan resin ditandai oleh parameter maltene, sedangkan minyak dalam bitumen asbuton sudah hilang atau sedikit dan tidak mengandung parafin atau sulfur dalam jumlah yang mengganggu.

commit to user



Gambar 2.2. Komponen Bitumen (Sukirman, S., 2003) Karakteristik asphaltene adalah keras, kuat, dan kokoh disebut juga “the body of asphalt”. Resin bersifat seperti lem atau kater, dengan daya lekat dan sifat elastis sedangkan minyak bersifat viscous (mengalir). Oleh karena itu bitumen asbuton dengan kandungan asphaltene dan resin yang tinggi menjadikan karekteristik yang disebutkan diatas. Jadi dapat disimpulkan bahwa bitumen dalam asbuton Lawele bersifat keras dan berpenetrasi rendah serta memiliki kadar asphaltene yang tinggi disamping sifat keawetan/durbilitas yang tinggi.

Tabel 2.5. Sifat Kimia dan Sifat Fisik Aspal yang Saling Berhubungan Uraian Kelekatan

Sifat Kimia Base on Aromat

Sifat Fisik Base on Resin

Durabulity

Base on Parafin

Base on Ikatan Maltene

Kepekaan terhadap suhu

Base on Parafin

Base on Maltene

Sumber : Sukirman, S., 2003

commit to user



2.2.2. Asbuton Emulsi A. Keuntungan Penggunaan Asbuton Emulsi Dengan viskositas antara 0,5 - 10 Poise pada 60°C, asbuton emulsi mempunyai viskositas jauh lebih rendah dari aspal itu sendiri (100 - 4000 Poise), yang memungkinkan untuk digunakan pada suhu yang lebih rendah. Teknik pencampuran asbuton emulsi dengan suhu rendah untuk konstruksi dan pemeliharaan jalan raya menggurangi emisi, konsumsi energi, menghindari oksidasi aspal, dan mempunyai tingkat bahaya yang lebih rendah dibandingkan dengan teknik pencampuran dengan suhu panas. Asbuton emulsi juga lebih ekonomis dan ramah lingkungan dari pada metode panas menggunakan cut back binders. Manfaat asbuton emulsi terhadap lingkungan sangat positif ketika digunakan ditempat atau disite area yang menghindari penggunaan energi dan emisi yang terkait dengan pemanasan, pengeringan, dan pengangkutan agregat. Pembangunan jalan dengan metode dingin diperkirakan mengkonsumsi sekitar setengah energi dari bearing capacity yang dibuat dengan Hot Mix Asphalt (HMA). Teknik analisis dampak lingkungan (AMDAL) yang disebut "eko-efisiensi" telah diterapkan untuk teknik pemeliharaan aspal emulsi (micro-surfacing dan chip segel) dan disimpulkan bahwa penggunaan asbuton emulsi memiliki dampak lingkungan yang lebih rendah dibandingkan dengan penggunaan lapisan hot mix asphalt. Proses emulsi berbasis air dan dapat diencerkan dengan air untuk aplikasi seperti pengendalian debu dan praming. Proses emulsi juga kompatibel dengan bahan pengikat hidrolik seperti semen dan kapur serta polimer dispersi berbasis air seperti lateks alam dan sintetis. Ketika dicampur dengan semen, lateks, dan inti asbuton emulsi, ikatan komposit yang dihasilkan dengan sebuah struktur yang tidak dapat diduplikasi dengan aspal panas serta mempunyai sifat yang meningkat secara signifikan dibandingkan dengan aspal murni.

commit to user



B. Pengertian Emulsi Emulsi adalah dispersi dari butian-butiran kecil (droplet) dari satu cairan ke dalam cairan lain. Contoh yang khas adalah produk sehari-hari seperti susu, mayones mentega, dan krim kosmetik. Emulsi dapat dibentuk oleh dua cairan yang tercampur, tetapi kebanyakan emulsi salah satu fasenya adalah air. Emulsi minyak dalam air atau oil in water (O/W) adalah di mana fase kontinu merupakan air dan fase dispersi (droplet) merupakan cairan minyak. "Invert" emulsi adalah air dalam minyak atau water in oil (W/O) dimana fase kontinu merupakan minyak dan fase dispersi merupakan air. Emulsi dapat memiliki struktur yang lebih kompleks. Dalam beberapa emulsi, fase dispersi mengandung fase lain yang mungkin tidak memiliki komposisi yang sama sebagai fase kontinu (Gambar 2.3).

. Gambar 2.3. Tipe Emulsi (a) Emulsi O/W, (b) Emulsi W/O, and (c) Emulsi multiple W/O/W (Alan, J., 2011)

Asbuton emulsi biasanya bertipe O/W yang mengandung 40% - 75% aspal,

0,1% -

2,5% pengemulsi, 25% - 60% air ditambah beberapa komponen minor. Asbuton emulsi mempunyai kisaran ukuran diameter aspal 0,1-20 mikron yang disebut macro emulsions. Beberapa bagian terkecil dari aspal mungkin berisi tetesan air yang lebih kecil dari aspal sendiri, sehingga penjelasan yang lebih baik dari aspal emulsi adalah commit to user



emulsi multiple W/O/W. Viskositas emulsi dan terutama perubahan viskositas emulsi selama penyimpanan sangat dipengaruhi oleh fase internal air. Distribusi ukuran partikel dalam asbuton emulsi dipengaruhi oleh resep asbuton emulsi, mekanisme dan kondisi operasi dari manufaktur asbuton emulsi (Gambar 2.4). Ukuran partikel dan distribusi ukuran partikel terkecil asbuton emulsi sangat mempengaruhi sifat fisik dari asbuton emulsi, seperti viskositas dan stabilitas penyimpanan. Ukuran partikel yang lebih besar rata-rata menyebabkan viskositas emulsi yang lebih rendah, seperti halnya partikel yang luas atau bimodal distribusi ukuran. Ukuran partikel juga mempengaruhi kinerja emulsi. Secara umum, ukuran partikel yang lebih kecil mengarah ke peningkatan kinerja di kedua aplikasi campur dan semprot. Beberapa perkembangan terbaru dalam teknologi aspal emulsi telah difokuskan pada kemampuan untuk mengontrol ukuran partikel dan distribusi ukuran aspal emulsi selama proses emulsifikasi, dan hasilnya untuk mempengaruhi sifat emulsi. Macro emulsions secara inheren tidak stabil. Selama periode waktu yang mungkin jam atau tahun, fase aspal akhirnya akan terpisah dari air. Aspal tidak larut dalam air, dan rincian dari emulsi melibatkan fusi droplet/koalesensi (Gambar 2.5).

Gambar 2.4. (a) Distribusi Ukuran Partikel Asbuton Emulsi dan (b) Mikrograf commit to user Asbuton Emulsi (Alan, J., 2011)



Gambar 2.5. Proses Pemisahan Asbuton Emulsi (Alan, J., 2011)

Droplet (tetesan) asbuton dalam emulsi memiliki muatan kecil. Sumber muatan adalah pengemulsi, serta komponen terionisasi di asbuton itu sendiri. Muatan droplet kecil ini biasanya memberikan penghalang elektrostatik untuk ikatan erat satu sama lain. Namun, ketika dua droplet yang mencapai energi yang cukup untuk mengatasi penghalang ini kemudian ikatan erat terjadi dan dua droplet tersebut menempel satu sama lain (terflokulasi). Flokulasi ini kadang dapat dibalikkan prosesnya oleh agitasi, pengenceran, atau penambahan pengemulsi. Selama periode waktu tertentu, lapisan air antara droplet dalam flokulasi akan tipis dan tetesan akan menyatu. Faktor-faktor yang memaksa droplet terikat satu sama lain seperti pengaruh gravitasi, penguapan dari geser, air atau pembekuan akan mempercepat flokulasi dan proses koalesensi, seperti melakukan sesuatu yang mengurangi muatan pada droplet. Viskositas rendah menyebabkan aspal menyatu lebih cepat dari pada aspal viskositas tinggi. Tentu saja, akhirnya kita ingin droplet asbuton emulsi menyatu setelah bersentuhan dengan agregat atau mineral yang telah ditempatkan. Asbuton emulsi diklasifikasikan menurut jenis muatan pada droplet dan sesuai dengan reaktivitasnya. Emulsi kationik memiliki droplet yang membawa muatan positif. Emulsi anionik memiliki droplet bermuatan negatif. Rapid Setting (RS) emulsi disetting mempunyai kontak yang cepat dengan agregat bersih dari luas commit to user permukaan yang sempit (dressing permukaan). Medium Setting (MS) emulsi



disetting agar asbuton emulsi cukup cepat sehingga dapat dicampur dengan agregat dari luas permukaan yang sempit, seperti yang digunakan dalam campuran bergradasi terbuka. Slow Setting (SS) emulsi akan bercampur dengan agregat reaktif dari luas permukaan yang lebar. RS emulsi yang reaktif dan digunakan dengan agregat reaktif; SS emulsi yang tidak reaktif dan digunakan dengan agregat reaktif. Pengaturan aktual dan waktu curing di lapangan akan tergantung pada teknik dan bahan yang digunakan serta kondisi lingkungan. Penamaan aspal emulsi menurut ASTM D977, D2397 kationik RS, kationik MS, dan kationik SS emulsi yang dilambangkan dengan kode CRS, CMS, dan CSS, sedangkan aspal emulsi anionik dilambangkan RS, MS, dan SS, diikuti oleh angkaangka dan teks menunjukkan viskositas aspal emulsi dan sifat residu. Sebagai contoh SS-1H akan menjadi

Slow Setting (1H adalah reaktivitas rendah) aspal emulsi

anionik dengan viskositas rendah dan residu aspal keras. CRS-2 akan menjadi emulsi kationik reaktif viskositas tinggi. QS (quick setting) dan CQS (cationik quick setting) sebutan untuk aspal emulsi setting cepat telah diperkenalkan untuk aspal emulsi menengah dengan reaktivitas antara MS dan SS, yang tidak perlu lulus uji campuran semen. Sedangkan penamaan asbuton emulsi mengacu pada pedoman yang sama pada penamaan aspal emulsi karena belum ada aturan yang baku mengenai penamaan asbuton emulsi, C. Aplikasi Asbuton Emulsi Penggunaan asbuton emulsi dapat mengantikan aspal emulsi yang dilihat pada Tabel 2.6. akan tetapi dalam prakteknya dilapangan sangat bervariasi. Pemilihan asbuton emulsi dalam pembangunan dan perawatan konstruksi disesuaikan dengan permasalahn yang terjadi di lapangan serta reaktivitas asbuton emulsi dengan reaktivitas agregat

dan kondisi lingkungan. Reaktivitas agregat sebagian besar

terkait dengan distribusi ukuran pertikel agregat yang sangat berpengaruh terhadap luas permukaan. Kondisi lingkungan juga harus diperhitungkan. Temperatur yang tinggi mempercepat reaksi kimia dan proses fisik yang mempengaruhi setting asbuton emulsi, oleh karena itu digunakan commit toSlower user Setting emulsi.



D. Pembuatan Asbuton Emulsi Asbuton emulsi dibuat dengan mencampur asbuton butir dan air yang mengandung bahan pengemulsi serta menggunakan energi mekanik yang cukup untuk memecah asbuton menjadi droplet. Komposisi bahan baku asbuton emulsi harus dikontrol kuantitas sedemikian rupa sehingga komposisi bahan yang dicampur dapat dikontrol dengan baik. Proses manufaktur tidak hanya mempengaruhi sifat fisik dari asbuton emulsi tetapi juga mempengaruhi kinerja asbuton emulsi. Proses emulsi akan ditolak oleh kohesi internal dan viskositas butiran asbuton, selain itu tegangan permukaan dari droplet akan menolak ikatan antar droplet menjadi permukaan baru. Droplet yang lebih kecil akan mudah terikat satu sama lain dengan bantuan energi yang tinggi, viskositas aspal pada temperatur rendah dan pemilihan serta konsentrasi pengemulsi (emulgator) yang mengurangi tegangan antar permukaan droplet. Dalam proses emulsi secara umum pengemulsi dilarutkan dalam fase emulsi cair dimana pengemulsi dilarutkan dalam air dengan cara diaduk. Sedangkan pada fase emulsi padat, asbuton butir dicampur dengan kerosin menggunakan alat mixer asphalt. Setelah itu, fase emulsi padat dan fase emulsi cair dicampur dengan alat ekstraksi. Pada proses ekstraksi atau pemisahan, mineral dan bitumen asbuton akan memisah. Pemisahan terjadi karena fase emulsi cair mengikat fase emulsi padat dengan cara pengerusan. Pengerusan terjadi pada permukaan luar fase emulsi padat tiap lapis (lihat Gambar 2.6).

commit to user



Tebel 2.6. Penggunaan Aspal Emulsi

Sumber : Delmar R., 2006

commit to user



Gambar 2.6. Proses Pembuatan Asbuton Emulsi

E. Pengemulsi /Emulsifier /Emulgator Molekul air pada permukaan antara minyak dan air memiliki energi yang lebih tinggi dibanding jumlah minyak dan air itu sendiri, sehingga energi atau tegangan antar permukaan tersebut meminimalkan luas bidang kontak antara minyak dan air. Dalam memproduksi asbuton emulsi diperlukan luas permukaan yang besar antara aspal dan air sekitar 500 liter/m2. Pengemulsi adalah agen surface aktif (surfaktan). Pengemulsi atau surfaktan memiliki komposisi nonpolar hidrofilik (menyukai air) dan lifofilik (menyukai minyak) di kutupnya pada molekul yang sama (Gambar 2.7). Molekulmolekul berkonsentrasi pada permukaan antara air dan minyak. Molekul polar berorientasi pada kelompok kutub di dalam air dan molekul nonpolar berorientasi pada minyak (Gambar 2.8). Pengemulsi berfungsi untuk mengurangi energi yang dibutuhkan dalam pembuatan aspal emulsi dan mencegah koalesensi droplet aspal pada saat sekali terbentuk. Pemilihan dan konsentrasi dari pengemulsi menentukan muatan pada droplet aspal dan reaktivitas dari asbuton emulsi yang dihasilkan. commit to user



Gambar 2.7. Molekul Kationik Emulsifier (Alan, J., 2011)

Gambar 2.8. Perubahan pada Droplet Aspal. Emulsifier Berkosentrasi pada Permukaan (Alan, J., 2011)

Pengemulsi memiliki “kepala” hidrofilik dan “ekor” hidrokarbon (hidrofobik) yang terdiri dari 12 sampai 18 atom karbon. Ekor hidrokarbon diwakili oleh “R” dalam formula kimia. Pengemulsi paling banyak berasal dari lemak dan minyak alami, tall oil, resin kayu atau lignin. Pengemulsi diklasifikasikan ke dalam jenis anionik, kationik dan nonionik user tergantung pada ikatan pengisi commit kepala to hidrofilik yang mengabsorbsi dalam air,



walaupun perubahan ini tergantung pada pH (Tabel 2.6).

Pengemulsi kationik

(kationik emulsifier) adalah senyawa kationik mengandung nitrogen (N) bermuatan atom positif dalam kelompok kepala hidrofilik, sedangkan pengemulsi anionik mengandung oksigen (O) bermuatan atom negatif (Gambar 2.8). Beberapa studi telah menunjukan bahwa pengemulsi nonionik menghasilkan aspal emulsi bermuatan negatif dan pengemulsi nonionik sering digunakan dalam Slow Setting aspal emulsi. Ukuran dan tanda muatan pada aspal emulsi dapat diukur dan dinyatakan sebagai “zeta potensial” dari droplet aspal tersebut. Zeta potensial sangat tergantung pada pH, karena pH tergantung pada muatan pengemulsi dan juga komponen kutub aspal sendiri yang mungkin berionisasi. Pengukuran zeta potensial menunjukan bahwa muatan pada tetesan aspal menjadi lebih negatif dengan mengikatnya pH. Sedangkan pada asbuton emulsi penerapannya akan mengacu pada aspal emulsi. Tabel 2.7. Pengemulsi Asbuton Lipophilic Portion Tallowalkyl-

Head Group [-NH2CH2CH2CH2NH3]2+

Counterion

Head Group Charge, pH2

Head Group Charge, pH11

2Cl-

Positive

Neutral

Positive

Positive

Neutral

Nonionic

Neutral

Negative

Negative

Negative

Tallowalkyl-

3

[-N(CH3) ]+

Cl

Nonylphenyl-

[-O(CH2CH2O)100H

None

Tall oil-

[-COO]-

Alkylbenzene[-SO3]Sumber: Alan, J., 2011

-

Na

+

Na+

F. Formulasi Pengemulsi Pengemulsi yang sering digunakan dalam bentuk yang tidak larut air dan perlu dinetralkan dengan asam atau alkali untuk manghasilkan asbuton emulsi anionik atau kationik. Pemilihan asam/alkali dan pH akhir dari asbuton emulsi mempengaruhi sifat emulsi. Jenis asam yang digunakan dalam pembuatan asbuton emulsi adalah asam klorida (HCl) dan terkadang asam fosfat, sedang alkali yang sering digunakan adalah natrium dan kalium hidroksida. Asbuton emulsi kationik biasanya commit to user



menggunakan asam sedangkan asbuton emulsi anionik menggunakan alkali (Tabel 2.7). RNH2 Bentuk tidak larut

+

HCl = RNH3+ + Clbentuk kationik larut dalam air

RCOOH Bentuk tidak larut

+

NaOH = RCOO- + Na+ + H2O bentuk anionik larut dalam air

Beberapa jenis pengemulsi, seperti senyawa ammonium kuartener dan alkylbenzenesulphonates memiliki muatan pada kelompok kepala secara permanen dan tidak perlu direaksikan dengan asam atau alkali (Tabel 2.6). Produk-produk kimia seperti pengemulsi nonionik memungkinkan perumusan asbuton emulsi dengan pH yang netral. Untuk meningkatkan konsentrasi pengemulsi dapat dilakukan dengan cara mengurangi reaktivitas dari asbuton emulsi. MS emulsi umumnya dirumuskan dengan pengemulsi yang sama dengan RS emulsi akan tetapi RS emulsi mempunyai kosentrasi yang lebih tinggi (0,4 – 0,8%). Untuk mengatasi agregat yang reaktif atau suhu tinggi, umumnya dengan meningkatkan konsentrasi pengemulsi atau menurunkan reaktivitas bahan pengemulsi. Berbagai bahan kimia telah digunakan sebagai pengemulsi. Selain pengemulsi kationik, nonionik, dan anionik, ada produk dengan susunan kelompok kepala amfoter yang mempunyai karakter dapat mengadopsi muatan positif atau negatif tergantung pada pH. Sedangkan dalam penelitian ini pengemulsi yang digunakan adalah Cocamide DEA atau cocamide diethanolamine. Cocamide DEA adalah sebuah diethanolamide yang dibuat dengan mereaksikan campuran fatty acids dari minyak kelapa dengan diethanolamine yang berfungsi sebagai bahan pengemulsi. Cocamide DEA memiliki rumus kimia CH3(CH2)nC(=O)N(CH2CH2OH)2, dimana n dapat berbeda-beda tergantung bahan dasar dari

fatty acids. Cocamide DEA termasuk senyawa

hidrokarbon nitrogen rantai panjang dan golongan commit to user senyawa alkoxylated amines.



Komponen lain asbuton emulsi dan fungsinya antara lain: 1. Kerosin Kerosin atau minyak tanah dalam pembuatan aspal emulsi digunakan untuk memodifikasi aspal keras antara lain untuk menurunkan berat jenis dan meningkatkan nilai penetrasi. Tabel 2.8. Persyaratan Kerosin No

Jenis Pengujian

1

Titik Nyala

2

Berat Isi pada 15°C

3

Penyulingan a. Titik Didih b. 50% tersuling

Persyaratan

Metode Pengujian

Min

Maks

AASHTO T 73

32

-

°C

0,77

0,83

Kg/l

Satuan

°C SNI 06-2488-

140

-

°C

1991

160

200

°C

-

290

°C

c. Akhir penyulingan Sumber : Kementrian Pekerjaan Umum Ditjen Bina Marga. Pedoman Teknik No. 024/T/BM/1999.

2. Kalsium Klorida dan Natrium Klorida Aspal mengandung sejumlah kecil garam yang dapat menyebabkan pembengkakan osmotik di tetesan asbuton emulsi sehingga air ditarik ke dalam droplet asbuton emulsi tersebut. Hal ini menyebabkan peningkatan biskositas asbuton emulsi, seiring diikuti dengan penurunan garam secara perlahan. Kalsium klorida atau natrium klorida dalam asbuton emulsi dengan jumlah sekitar 0,1% – 0,2% dapat mengurangi osmosis air ke aspal dan meminimalkan perubahan viskositas. Natrium klorida digunakan dalam asbuton emulsi anionik sedangkan kalsium digunakan dalam asbuton emulsi kationik. 3. Promotor Adhesi Asbuton emulsi terkadang tidak memiliki adhesi yang cukup untuk agregat. Dalam hal ini promotor adhesi dapat ditambahkan ke aspal atau untuk commit to user



menyempurnakan aspal emulsi. Biasanya promotor adhesi yang digunakan adalah senyawa amina aktif. 4. Pelarut ( Solvents) Pelarut dapat dimasukkan dalam asbuton emulsi untuk meningkatkan emulsifikasi, untuk mengurangi settlement, meningkatkan tingkat curring pada suhu rendah, atau untuk memberikan viskositas pengikat yang tepat setelah curring. Jumlah maksimum pelarut pada proses distelasi aspal emulsi biasanya ditentukan. MS emulsi biasanya mengandung hingga 25% pelarut untuk memberikan karakteristik kinerja pengerjaan yang tepat. 5. Latex Modifikasi polimer dapat memperbaiki sifat-sifat asbuton emulsi dalam hal kohesi, ketahanan terhadap retak pada suhu rendah, dan ketahanan terhadap aliran pada suhu tinggi. Latek berbasis air adalah dispersi polimer yang sangat cocok untuk modifikasi asbuton emulsi. Latek dapat berubah dalam bentuk kationik, nonionik, dan anionik akan tetapi yang terpenting latek harus kompatibel dengan pengemulsi. Styrene butadiene rubber, polychloroprene, dan natural rubber latex merupakan jenis latex yang dapat digunakan pada asbuton emulsi. G. Proses Waktu Setting Asbuton Emulsi

Gambar 2. 9. Waktu Settingcommit Asbuton Emulsi (Delmar, R., 2006) to user



1. Pengemulsi mengabsorbsi ke permukaan mineral (agregat) yang menetralkan perubahan sementara dipermukaan mineral, pada saat yang sama membuat permukaan mineral agak lipofilik atau hidrofobik. Terlalu tinggi konsentrasi pengemulsi dalam kaitannya dengan luas permukaan agregat sebenarnya dapat membalikkan muatan pada mineral sehingga menghambat setting time dari asbuton emulsi. 2. Mineral menetralkan asam asbuton emulsi, menyebabkan hilangnya muatan pada droplet asbuton emulsi, flokulasi dapat terjadi pada kontak pertama dan kemudian koalesensi atau penggabungan lebih lambat dari droplet asbuton emulsi. 3. Air diserap oleh mineral, serta menguap dari ikatan asbuton emulsi. 4. Droplet asbuton emulsi akan melakukan kontak dengan disebarkan pada permukaan mineral, terutama bila permukaan mineral dibuat lipofilik oleh adsorpsi pengemulsi. Dan akhirnya air akan terdesak keluar dari permukaan mineral.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Metodologi Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Perkerasan Jalan Raya Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta dengan dasar pendekatan menggunakan pedoman pembuatan aspal emulsi jenis kationik No. 024/T/BM/1999 Ditjen Bina Marga, AASHTO M 208, dan ASTM D 2397. Sedangkan standarstandar pengujian yang digunakan sebagian menggunakan standar dan metodemetode yang disahkan atau distandarkan oleh Bina Marga yang berupa SK-SK SNI.

3.2. Teknik Pengumpulan Data Teknik pengumpulan data dilaksanakan dengan metode eksperimen terhadap beberapa benda uji dari berbagai kondisi perlakuan yang diuji di laboratorium. Untuk beberapa hal pada pengujian bahan, digunakan data sekunder yang dikarenakan penggunaan bahan dan sumber yang sama. Jenis data pada penelitian ini dikelompokkan menjadi 2 yaitu data primer dan sekunder.

3.2.1. Data Primer Data primer adalah data yang dikumpulkan secara langsung melalui serangkaian kegiatan penelitian yang dilakukan sendiri oleh praktikan dengan mengacu pada petunjuk manual yang ada. Data primer yang dipakai dalam penelitian ini adalah komposisi asbuton emulsi dan uji saring asbuton emulsi.

commit to user

30



Mulai

Persiapan Pembuatan Asbuton Emulsi

Pelaksanaan Pembuatan Asbuton Emulsi

Fase Emulsi Cair Pencampuran air, Cocamide DEA dan HCl, dengan diaduk

Fase Emulsi Padat Pencampuran asbuton butir dan kerosin dengan Mixer Asphalt

Pencampuran Fase Emulsi Padat dan Fase Emulsi Cair dengan Mesin Ekstraksi Modifikasi

Asbuton Emulsi

Uji Saring

Uji Berat Jenis

Uji Kadar RO

Analisis Data dan Pembahasan

Tidak

Peningkatan Karakteristik Asbuton Butir Tipe 5/20 Ya Kesimpulan dan Saran

Selasai Gambar 3.1. Bagan Alir Penelitian commit to Metodologi user


perpustakaan.uns.ac.id Mulai

Penyajian Data Hasil Penelitian Data kadar larutan bitumen, berat jenis asbuton emulsi, kadar air RO, dan waktu ekstraksi

Penentuan Variabel Uji Saring: X = waktu pelarutan (menit) Y = kadar bitumen (% berat) Uji Berat Jenis: X = waktu pelarutan (menit) Y = berat jenis rata-rata (gram/cc) Uji Kadar Air RO: X = waktu pelarutan (menit) Y = kadar air RO (% berat)

Uji Normalitas Data Jika signifikasi > 0.005; maka data berdistribusi normal Jika signifikasi < 0.005; maka data tidak berdistribusi normal

Uji Regresi Linier Dengan persamaan: Ŷ = a + bX

Analisis Korelasi Rumus Koefisien Determinasi (r2) :

r = 2

(å Y ) nå Y - (å Y )

n (a å Y + bå XY ) 2

2 2

2 2

Uji Hipotesa Tingkat signifikasi (α) = 0.1 Uji F (regresi linier SPSS) Fhitung = Fα; (k-1) ; (n-k) Jika Fhitung < Ftabel maka H0 diterima Jika Fhitung > Ftabel maka H0 ditolak

Kesimpulan dan Saran

Selasai Gambar 3.2. Bagan Alir Analisis Data dan Kesimpulan commit to user



3.2.2. Data Sekunder Data sekunder adalah data yang diperoleh secara tidak langsung (didapat dari penelitian lain) untuk bahan / jenis yang sama. Peneliti harus menerima data sekunder menurut apa adanya dalam banyak hal. Data sekunder yang dipakai dalam penelitian ini adalah data spesifikasi asbuton butir tipe 5/20 yang telah diteliti oleh Puslitbang Jalan dan Jembatan, Departemen Pekerjaan Umum (DPU).

3.3. Diagram Alir Penelitian Metode penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.1. Bagan Alir Metodologi Penelitian dan Gambar 3.2. Bagan Alir Analisis Data dan Kesimpulan.

3.4. Bahan Penelitian Bahan- bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain : 1. Asbuton butir Asbuton butir yang digunakan dalam penelitian ini adalah asbuton butir tipe 5/20 produksi PT. Bhuton Asphalt Indonesia (BAI) dengan sifat-sifat telah diteliti di Laboratorium Badan Penelitian dan Pengembangan PUSJATAN Kementerian Pekerjaan Umum, Bandung. 2. Kerosin Kerosin yang digunakan produksi dari PT. Pertamina. 3. Pengemulsi Pengemulsi yang digunakan adalah Cocamide DEA (Diethanolanime) produksi dari PT. Brataco, Surakarta. 4. Asam Klorida (HCl) Asam Klorida (HCl) yang digunakan adalah produksi dari PT. Brataco, Surakarta.

commit to user



5. Air RO Air RO merupakan air suling dengan penyaringan beberapa tingkat sehingga mudah larut, bebas residu, dan mempunyai pH yang seimbang. Air RO digunakan sebagai penganti H2O. 6. Tinner A Tinner A digunakan untuk melarutkan bitumen asbuton emulsi pada uji kemurnian asbuton emulsi.

3.5. Peralatan Penelitian Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain : 3.5.1. Alat Ekstraksi Peralatan yang digunakan untuk pencampuran fase emulsi padat dan fase emulsi cair yaitu : 1. Mesin ekstraksi modifikasi. 2. Bowl extraction. 3. Spatula. 4. Kertas saring. 5. Timbangan. 3.5.2. Mixer Asphalt Peralatan yang digunakan untuk pembuatan fase emulsi padat yaitu : 1. Satu set mixer aspal modifikasi. 2. Bowl. 3. Cawan. 4. Spatula. 5. Timbangan.

commit to user



3.5.3. Alat Uji Saring Asbuton Emulsi Peralatan yang digunakan untuk mengetahui persentase bitumen yang terkandung dalam asbuton emulsi yaitu : 1. Cawan. 2. Penggaduk. 3. Timbangan. 4. Kertas saring.

3.5.4. Alat Uji Berat Jenis Asbuton Emulsi Peralatan yang digunakan untuk mengetahui berat jenis asbuton emulsi yaitu : 1. Cawan. 2. Bejana 3. Piknometer 4. Timbangan digital. 5. Termometer.

3.5.5. Alat Uji Kadar Air RO Asbuton Emulsi Peralatan yang digunakan untuk mengetahui kadar air RO asbuton emulsi yaitu : 1. Cawan. 2. Timbangan digital. 3. Oven. 4. Spatula.

3.6. Pembuatan Benda Uji Penelitian ini menggunakan pedoman pendekatan pembuatan aspal emulsi jenis kationik No. 024/T/BM/1999 Ditjen Bina Marga, AASHTO M 208, dan ASTM D 2397 yang kemudian disesuaikan berdasarkan praktek di laboratorium. Adapun commit to user tahapan pembuatan benda uji adalah sebagai berikut :



Tahapan pembuatan benda uji : a. Tahap I Tahap persiapan. Tahapan ini bertujuan untuk mempersiapkan seluruh kebutuhan bahan dan peralatan yang dibutuhkan dalam penelitian agar dapat berjalan lancar. b. Tahap II Tahap pemeriksaan bahan yaitu pemeriksaan asbuton butir tipe 5/20 meliputi kandungan bitumen, kandungan air, kelarutan dalam Trichoroethylene, analisis saringan, berat jenis dan titik nyala. Pemeriksaan asbuton butir tipe 5/20 telah diperiksa di Puslitbang Jalan dan Jembatan, Departemen Pekerjaan Umum. c. Tahap III Tahap perencanaan komposisi untuk campuran asbuton emulsi kationik mantap lambat (CSS). Perencanaan komposisi asbuton emulsi berdasarkan variabel kadar Cocamide DEA dan waktu pelarutan. Variabel kadar Cocamide DEA adalah 0.13%, 0.25%, 0.37%, 0.5%, dan 0.62% dari berat total asbuton emulsi. Sedangkan variable waktu pelarutan adalah 5, 10, 15, 20 dan 25 menit sehingga jumlah sampel total 25 buah. Perencanaan komposisi meliputi: 1) Perhitungan persentase berat asbuton butir dan kerosin untuk fase emulsi pada yang digunakan pada campuran asbuton emulsi. 2) Perhitungan kadar Cocamide DEA, HCl dan air RO untuk fase emulsi cair yang digunakan pada campuran asbuton emulsi. d. Tahap IV Tahap IV merupakan tahap pembuatan benda uji yang akan digunakan untuk pengujian selanjutnya. Adapun perencanaannya antara lain : 1) Pembuatan fase emulsi padat yang merupakan campuran asbuton butir tipe 5/20 dan kerosin dengan perbandingan 5:1 dari berat total fase emulsi padat dan dicampur menggunakan alat mixer selama 10 menit. Fase emulsi padat yang digunakan sebesar 40% berat. Sedangkan kecepatan putaran untuk mencampur asbuton dan kerosin adalah 2800 rpm. commit to user



2) Pembuatan fase emulsi cair yang terdiri dari Cocamide DEA, HCl, dan air RO. Kadar Cocamide DEA yang digunakan sebesar 0.13%, 0.25%, 0.37%, 0.5%, dan 0.62% dari berat total asbuton emulsi. Konsentrasi HCl yang digunakan 0.62% berat. 3) Proses pemisahan asbuton emulsi dengan variasi waktu pelarutan untuk mendapatkan asbuton emulsi. Waktu pelarutan yang digunakan adalah 5, 10, 15, 20, dan 25 menit. Proses pencampuran fase emulsi padat dengan fase emulsi cair dapat dilihat pada Gambar 2.6. Sedangkan kecepatan putaran untuk mencampur fase emulsi padat dan fase emulsi cair adalah 2000 rpm. e. Tahap V Tahap V adalah tahap pengujian asbuton emulsi dengan uji saring, uji berat jenis dan uji kadar air RO asbuton emulsi. a. Tahap VI Pada tahap ini, data kemudian dianalisis dan dibuat kesimpulan yang berhubungan dengan tujuan penelitian. 1) Analisis data hubungan kadar larutan bitumen terhadap waktu pelarutan, berat jenis asbuton emulsi terhadap waktu pelarutan, dan hubungan kadar air RO terhadap waktu pelarutan berdasarkan kadar Cocamide DEA. 2) Kesimpulan berupa komposisi asbuton emulsi yang menghasilkan kadar larutan bitumen tertinggi, kadar Cocamide DEA yang menghasilkan kadar larutan bitumen tertinggi, hubungan kadar larutan bitumen terhadap waktu pelarutan, hubungan berat jenis rata-rata terhadap waktu pelarutan, dan hubungan kadar air RO terhadap waktu pelarutan.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan 1.

Sebatas pada penelitian ini diketahui kadar Cocamide DEA sebesar 0.62% terhadap berat total asbuton emulsi, menghasilkan kadar larutan bitumen tertinggi sebesar 49%.

2.

Berdasarkan penelitian, maka diperoleh asbuton emulsi yang mempunyai kadar larutan bitumen tertinggi dengan komposisi asbuton butir tipe 5/20 sebesar 33.17% berat, kerosin 6.63%, Cocamide DEA 0.62%, asam klorida (HCl) 0.62%, dan air RO 58%.

3.

Pada kadar Cocamide DEA sebesar 0.62% terhadap berat total asbuton emulsi, dapat diketahui semakin lama waktu pelarutan maka kadar larutan bitumen asbuton emulsi semakin meningkat. Hubungan tersebut dapat dijelaskan dengan persamaan Ŷ = 0.5542X + 37.353 dengan Ŷ adalah kadar larutan bitumen asbuton emulsi dan X adalah waktu pelarutan. Sedangkan koefisien determinasi r2 = 0.6458 dan koefisien korelasi r = 0.8036.

4.

Pada kadar Cocamide DEA sebesar 0.62% terhadap berat total asbuton emulsi, dapat diketahui semakin lama waktu pelarutan maka berat jenis ratarata asbuton emulsi semakin menurun. Hubungan tersebut dapat dijelaskan dengan persamaan Ŷ = -0.0099X + 1.5697 dengan Ŷ adalah berat jenis ratarata asbuton emulsi dan X adalah waktu pelarutan. Sedangkan koefisien determinasi r2 = 0.9177 dan koefisien korelasi r = 0.9580.

commit to user

67


5.


Pada kadar Cocamide DEA sebesar 0.62% terhadap berat total asbuton emulsi, dapat diketahui semakin lama waktu pelarutan maka kadar air RO asbuton emulsi semakin meningkat. Hubungan tersebut dapat dijelaskan dengan persamaan Ŷ = 0.0864X + 2.4162 dengan Ŷ adalah kadar air RO asbuton emulsi dan X adalah waktu pelarutan. Sedangkan koefisien determinasi r2 = 0.8826 dan koefisien korelasi r = 0.9395.

5.2. Saran 1.

Perlunya meningkatkan dan menstabilkan kecepatan sentrifugal mesin ekstraksi agar dapat diperoleh peningkatan kadar larutan bitumen dengan waktu pelarutan yang lebih singkat.

2.

Diperlukan penambahan pengujian karakteristik asbuton emulsi sesuai dengan standar pengujian yang berlaku agar dapat diketahui karakteristik asbuton emulsi yang lebih spesifik.

3.

Perlu dikembangkan penelitian dengan konsentrasi pengemulsi Cocamide DEA yang lebih tinggi sehingga dapat diketahui kadar bitumen asbuton emulsi maksimum.

4.

Perlu dikembangkan penelitian kemurnian larutan bitumen sehingga dapat diketahui dengan pasti bahwa kadar bitumen yang terkandung dalam larutan bitumen dominan.

5.

Perlu dikembangkan penelitian dengan jenis pengemulsi yang lebih efisien dan tersedia dipasaran, sehingga diperoleh asbuton emulsi dengan karakteristik yang berbeda sesuai dengan aplikasi dilapangan.

5.3. Catatan Kadar larutan bitumen dapat meningkat disebabkan kadar pengemulsi Cocamide DEA dan air RO yang berfungsi melarutkan bitumen yang terkandung pada asbuton. Sedangkan untuk memisahkan bitumen asbuton dan mineralnya diperlukan tenaga mekanis menggunakan mesin ekstraksi modifikasi dengan kecepatan putaran sentrifugal 2000 rpm. commit to user



PENUTUP Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan Rahmat-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan pra proposal ini dengan baik. Kami juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu terselesaikannya pra proposal ini. Saya menyadari bahwa dalam penyusunan pra proposal ini masih banyak kekurangan dalam dasar teori maupun kurang ketelitian. Untuk itu saya mengharapkan adanya kritik dan saran yang bersifat membangun untuk menyempurnakan pra proposal ini. Akhir kata saya berharap semoga pra proposal ini dapat berguna bagi semua pihak,

khususnya bagi penyusun sendiri dan bagi semua civitas akademika

Fakultas Teknik Jurusan Sipil UNS.

commit to user



DAFTAR PUSTAKA

Affandi, F., 2008. Karakteristik Bitumen Asbuton Butir untuk Campuran Beraspal Panas. Bandung: Pusat Litbang Jalan dan Jembatan. Affandi, F., 2009. Sifat Campuran Beraspal Panas dengan Asbuton Butir. Bandung: Pusat Litbang Jalan dan Jembatan. Alan, J., 2011, “AkzoNobel Surface Chemistry LLC”, Croton River Center, Brewster NY Anonim. 2005. Buku Pedoman Penulisan Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Surakarta. Bambang, S et al., 2003. Development of Laboratory Performance of Indonesian Rock Asphalt (Asbuton) in Hot Rolled Asphalt Mix. Journal of the Eastern Asia Society for Transportation Studies, Vol.4 (436-449). Bina Marga, 1999, “Pedoman Pembuatan Aspal Emulsi Jenis Kationik”, PT. Mediatama Saptakarya, Pedoman Teknik No: 024/ T / BM / 1999 Jakarta. Bina Marga, 2000, ”Manual Pekerjaan Campuran Beraspal Panas”, Jakarta. Delmar, R., 2006, “Asphalt Emulsion Technology”, Transportation Research Board, Washington, DC. Kementrian Pekerjaan Umum Ditjen Bina Marga, 1999, Pedoman Pembuatan Aspal Emulsi Jenis Kationik, Pedoman Teknik No: 024/ T / BM / 1999. Kementrian Pekerjaan Umum Ditjen Bina Marga, 1999, Pedoman Pelaksanaan Campuran Beraspal Dingin untuk Pemeliharaan, Pedoman Teknik No: 023/ T / BM / 1999. Kementrian Pekerjaan Umum Ditjen Bina Marga, 2006, Pemanfaatan Asbuton. Pedoman No: 001 – 01 / BM / 2006. LaLa, O. R., 2004, Perkembangan Industri Dan Infrastruktur Kota Buton 1920an1942. Majalah “Copra in East Indonesia” in The Economic Review Vol I No. 4, 1947, Departemen of Economic Affairs,commit Batavia-Java. to user



MvO. H.W. Vonk, 1937, Nota Betreffende hetzel fbestuurend landschap Boeton, Celebes en Onderhoorigheden, Dalam ANRI, Koleksi Microfilm Reel 31, Jakarta. Shafii et al., 2011. Polymer Modified Asphalt Emulsion. International Journal of Civil & Environmental Engineering IJCEE-IJENS Vol: 11 No: 06. Helmadi, H., 2011, Peluang dan Tantangan dalam Penggunaan Asbuton Sebagai Bahan Pengikat pada Perkerasan Jalan, Bandung, Pusat Litbang Jalan dan Jembatan. Pusjatan, 2006, Spesifikasi Khusus Asbuton Campuran Panas, Bandung: Pusat Litbang Jalan dan Jembatan. Pustran-Balitbang PU, 1998, Spesifikasi Aspal Emulsi Kationik, SNI 03-47981998. Suaryana, N., 2008, Pemanfaatan Asbuton Butir di Kolaka Sulawesi Tenggara. Bandung : Pusat Litbang Jalan dan Jembatan. Sukirman, S., 2003, ”Perkerasan Lentur Jalan Raya”. Nova : Bandung. Suprapto, Tm., 1998, Bitumen Ekstraksi Aspal Batu Buton, Yogyakarta: UGM. Widhiasa, H. P., 2010. Studi perpindahan massa pada ekstraksi asbuton dengan Pelarut kerosin. Surabaya: ITS.

commit to user

EKSTRAKSI ASBUTON DENGAN METODE ASBUTON EMULSI DITINJAU DARI KONSENTRASI PENGEMULSI DAN WAKTU EKSTRAKSI MENGGUNAKAN EMULGATOR COCAMIDE DEA SKRIPSI

Recommend Documents