Studi Karakteristik Daspal Modifikasi dengan Bahan Getah Damar, Serbuk Batu Bata, dan Oli Bekas dibandingkan dengan Aspal Penetrasi dan Asbuton

Transkripsi

1 Studi Karakteristik Daspal Modifikasi dengan Bahan Getah Damar, Serbuk Batu Bata, dan Oli Bekas dibandingkan dengan Aspal Penetrasi dan Asbuton ( The Study of Material Characteristics of Daspal Modified with Damar Resin, Red Brick Powder,and Recycled Oil compared with Asphalt Penetration and Asbuton) SKRIPSI Disusun Sebagai Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : ALOYSIUS ARDY WIDYA PRADANA NIM I PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016 i

2 ii

3 iii

4 MOTTO & PERSEMBAHAAN MOTTO Uang bukan lah menjadi segalanya dalam kehidupan, jika kita menjadikan uang menjadi segalanya dalam kehidupan maka kita tidak dapat merasakan tentang arti hidup yang sebenarnya. Jangan anggap mimpi ini cuman angan angan saja, tapi kan bisa menggapainya Didalam kesendirianmu engkau akan mengerti kesepian, dalam kebersamaanmu engkau akan mengerti kebahagian, dan didalam kemunafikanmu engkau akan mengerti permusuhan. Kualitas hidup sesungguhnya adalah seperti kualitas kopi itu didalam cangkir, apapun bentuk dan bagaimanapun kualitas cangkirnya, kopi yang baik tetaplah terasa nikmat bagi siapapun yang meminumnya. Aku tidak akan memanis maniskan hal yang sudah ditakdirkan pahit. PERSEMBAHAAN Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan limpahan Rahmat Hidayah kepada penyusun sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Ayah dan Ibu tercinta yang selalu mendukung secara moral, material, dan spiritual yang tiada hentinya. Bapak dosen pembimbing yang tidak lelah dalam membimbing saya selama mengerjakan skripsi. Semoga sukses selalu. Terima kasih kepada tim DASPAL 2016 yang telah menjadi satu tim, yang telah membantu dan mendukung saya dalam pengerjaan skripsi ini. iv

5 ABSTRAK Aloysius Ardy Widya Pradana, 2016, Studi Karakteristik Daspal Modifikasi dengan Bahan Getah Damar, Serbuk Batu Bata, dan Oli Bekas dibandingkan dengan Aspal Penetrasi dan Asbuton. Skripsi, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Daspal merupakan material alternatif pengganti aspal yang berfungsi sebagai bahan pengikat. Pada penelitian sebelumnya masih belum memenuhi spesifikasi aspal penetrasi 60/70. Terutama dalam pengujian daktilitas dan titik lembek sehingga pada penelitian lanjutan ini dilakukan penggantian bahan minyak goreng dengan oli bekas. Oli bekas memiliki viskositas yang lebih baik dari pada minyak goreng dan memiliki titik didih yang tinggi. Selain itu oli bekas pada penelitian lanjutan ini digunakan untuk melarutkan dan memisahkan getah damar dari zat pengotor saat pemurnian. Tujuan penelitian lanjutan ini untuk mengetahui pengaruh penambahan oli dan mengetahui komposisi dan sifat propertis pada kadar oli optimum dari daspal modifikasi. Diharapkan daspal modifikasi ini memenuhi atau mendekati spesifikasi Aspal Penetrasi dan Asbuton sehingga bisa menjadi salah satu alternatif pengganti aspal. Metode penelitian yang digunakan adalah metode pemurnian dengan cara pemanasan. Pada penelitian ini komposisi yang digunakan getah damar serbuk 350gr, getah damar (murni) 100gr dan serbuk batu bata 150gr dengan kadar oli bekas dicoba dari 210gr (25,93%) sampai 235gr (28,18%). Dari hasil uji penetrasi dan titik lembek varian daspal, dilanjutkan analisa dengan BANDS 2.0 untuk mengetahui nilai Penetration Indeks & Stiffness Bitumen. Hasil dari sifat properties daspal modifikasi dilanjutkan dengan analisa regresi, nantinya diperoleh kadar oli optimum. Daspal dengan kadar oli optimum akan dilanjutkan dengan pengujian kelekatan terhadap batuan, uji penurunan berat, dan kelarutan dalam trichloroethylene. Penambahan kadar oli dalam daspal, akan membuat daspal semakin lembek dan komposisi daspal terbaik diperoleh dengan komposisi getah damar serbuk 350gr, getah damar (murni) 100gr dan serbuk batu bata 150gr pada kadar oli optimum 225gr (27,28 %) dengan nilai penetrasi 68,4 dmm, nilai titik lembek 56,25 ºC, nilai titik nyala 240ºC, nilai titik bakar 245ºC, nilai berat jenis 0,9652gr/cc, nilai daktilitas 19,5cm, kelekatan daspal terhadap batuan 99%, kelarutan dalam trichloroethylene 78,75%, penurunan berat 0,1gr, Penetration Indeks 1,1 dan Stiffness Bitumen 4,39 Mpa. Dari hasil pengujian sifat properties daspal secara keseluruhan memenuhi spesifikasi aspal penetrasi dan asbuton, kecuali pada nilai daktilitas, nilai berat jenis dan nilai kelarutan dalam trichloroethylene. Kata kunci : Daspal Modifikasi, Oli bekas, Serbuk Batu Bata v

6 ABSTRACT Aloysius Ardy Widya Pradana, 2016, The Study of Material Characteristics of Daspal Modified with Damar Resin, Red Brick Powder, and Recycled Oil compared with Asphalt Penetration and Asbuton, Thesis, Department of Civil Engineering Faculty of Engineering, Sebelas Maret University of Surakarta Daspal an alternative to asphalt material that serves as a binder. In previous studies still, do not meet the specifications for penetration bitumen 60/70. Especially in testing ductility and melting point so that the replacement of advanced research is done cooking oil with recycled oil. Recycled oil has a viscosity that is better than oil and has a high boiling point. In addition to the advanced research recycled oil is used to dissolve and separate the resin from impurities when refining. The purpose of this follow-up study to determine the effect of oil and determine the composition and nature of the properties on the optimum oil content of daspal modification. These modifications are expected daspal meet or approach the specification Asphalt Penetration and Asbuton so that could be one alternative to asphalt. The method used is the method of purification by means of heating. In this study composition used 350Gr gum rosin powder, resin (pure) 100gr and 150gr brick powder with high levels of recycled oil tested from 210gr (25.93%) up to 235gr (28.18%). From the results of penetration and softening point daspal variants, followed by an analysis to determine the value BANDS 2.0 Penetration Index & Stiffness Bitumen. The results from the nature of the modification daspal properties followed by regression analysis, later obtained optimum oil level. Daspal with optimum levels of oil will be followed by attachment to the rock testing, test weight, and solubility in trichlorethylene.. The addition of oil levels in daspal, will make daspal getting soggy and best daspal composition obtained by composition 350Gr gum rosin powder, resin (pure) 100gr and 150gr brick powder on the optimum levels of oil 225gr (27,28%) with a penetration value of 68, 4 dmm, softening point value of C, the value of the flash point of 240ºC, 245ºC burning point value, the value of density 0,9652gr / cc, ductility 19,5cm, viscosity daspal against the rock 99%, 78.75% solubility in trichlorethylene, weight 0,1gr, Penetration Index Stiffness Bitumen 1.1 and 4.39 Mpa. From the test results, daspal overall nature of the properties meet the specifications of asphalt penetration and asbuton, except on ductility, density value and the value of solubility in trichlorethylene. Keywords: Daspal Mods, Recycled Oil, Red Brick Powder vi

7 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan ijin dan kuasanya kepada penulis untuk dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan baik. Skripsi dengan judul Studi Karakteristik Daspal Modifikasi dengan Bahan Getah Damar, Serbuk Batu Bata, dan Oli Bekas dibandingkan dengan Aspal Penetrasi dan Asbuton ini merupakan salah satu syarat dalam menyusun skripsi pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penyusunan Skripsi ini tidak terlepas dari bantuan banyak pihak, karena itu penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada: 1. Ir. Ary Setyawan, MSc., PhD selaku Dosen Pembimbing Skripsi Slamet Jauhari Legowo ST., MT selaku Dosen Pembimbing Skripsi Ir. Suyanto, MM selaku Pembimbing Akademik. 4. Keluarga besar yang selalu memberikan bantuan yang sangat besar. 5. Teman teman yang selalu memberikan saran sarannya. Penulis menyadari bahwa laporan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Segala kekurangan dan keterbatasan ilmu yang dimiliki penulis menyebabkan kekurang sempurnaan tersebut. Penulis berharap skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis khususnya, dan bagi pembaca pada umumnya. Surakarta, Agustus 2016 Aloysius Ardy Widya Pradana vii

8 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii MOTTO DAN PERSEMBAHAN... iv ABSTRAK INDONESIA...v ABSTRAK INGGRIS... vi KATA PENGANTAR... vii DAFTAR ISI... viii DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR RUMUS...xv DAFTAR ISTILAH... xvi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI Tinjauan Pustaka Penelitian Sebelumnya Perbedaan dengan Penelitian Sebelumnya Landasan Teori Aspal Asbuton Bioaspal Daspal...13 viii

9 2.3 Bahan Daspal Pemurnian Getah Damar Pengujian yang dilakukan BANDS Analisis Data Regresi Linear Sederhana Korelasi (r) Koefisien Determinasi ( R 2 )...25 BAB III METODE PENELITIAN Umum Teknik Pengumpulan Data Tempat dan Waktu Penelitian Alat dan Bahan Alat Bahan Pembuatan Benda Uji Cara Pembuatan Daspal Modifikasi Diagram Alur Penelitian Pengujian Daspal Uji Penetrasi Uji Titik Lembek Uji Titik Nyala dan Titik Bakar Uji Berat Jenis Uji Daktilitas Uji Kelarutan dalam Tricolorethylen Uji Kelekatan pada Batuan Uji Kehilangan Berat BANDS Analisis Data...48 ix

10 BAB IV ANALISA DATA Trial Komposisi Daspal Pengujian Sifat dan Propertis Daspal Uji Penetrasi Uji Titik Lembek Uji Titik Nyala dan Titik Bakar Uji Berat Jenis Uji Daktilitas Kadar Oli Optimum Uji Kelarutan dalam Trichloroethylene Uji Kelekatan pada Batuan Uji Kehilangan Berat Prediksi Sifat - Sifat Daspal dengan Program BANDS Hasil Pengujian Daspal yang diperlukan Program BANDS Data Pendukung yang diperlukan Program BANDS Program BANDS Rekapitulasi Hasil Pengujian Daspal...65 BAB V KESIMPULAN & SARAN Kesimpulan Saran...66 DAFTAR PUSTAKA...67 LAMPIRAN...69 x

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Getah damar bongkahan dan bentuk kemasan Gambar 2.2 Proses pemurnian getah damar dengan pemanasan Gambar 2.3 Tampilan program BANDS Gambar 3.1 Getah damar bongkahan dan bentuk kemasan Gambar 3.2 Proses penyaringan serbuk batu bata dengan kain Gambar 3.3 Endapan serbuk batu bata Gambar 3.4 Proses pengeringan endapan serbuk batu bata Gambar 3.5 Penyaringan serbuk batu bata menggunakan saringan #200 dan serbuk batu bata yang lolos saringan # Gambar 3.6 Penyaringan oli bekas dengan kain Gambar 3.7 Batu silika setelah dioven selama 5 jam Gambar 3.8 Meratakan getah damar bongkahan, getah damar serbuk dan serbuk batu bata Gambar 3.9 Penambahan 1/3 oli pertama Gambar 3.10 Penambahan 1/3 oli kedua Gambar 3.11 Penambahan 1/3 oli terakhir Gambar 3.12 Pemurnian damar dari kotoran Gambar 3.13 Menimbang berat panci dan daspal Gambar 3.14 Diagram alur penelitian Gambar 3.15 Lanjutan diagram alur penelitian Gambar 3.16 Alat uji penetrasi Gambar 3.17 Alat uji titik lembek Gambar 3.18 Alat uji titik nyala dan titik bakar Gambar 3.19 Alat uji berat jenis Gambar 3.20 Alat uji daktilitas Gambar 3.21 Alat uji kelarutan dalam trichloretylene Gambar 3.22 Alat uji kelekatan daspal pada batuan Gambar 3.23 Penjelasan software BANDS Gambar 3.24 Output BANDS 2.0 commit... to user 47 xi

12 Gambar 4.1 Hubungan kadar oli terhadap penetrasi daspal Gambar 4.2 Hubungan kadar oli terhadap titik lembek daspal Gambar 4.3 Hubungan kadar oli terhadap titik titik nyala dan Gambar 4.1 titik bakar Gambar 4.4 Hubungan kadar oli terhadap berat jenis daspal Gambar 4.5 Hubungan kadar oli terhadap daktilitas daspal Gambar 4.6 Hasil Pengujian Kelekatan Daspal pada Batuan Gambar 4.7 Input data program BANDS 2.0 pada Kadar Oli 27,28% Gambar 4.8 Output data program BANDS 2.0 pada Kadar Oli 27,28% 62 Gambar 4.9 Hubungan kadar oli terhadap penetration index Gambar 4.10 Hubungan kadar oli terhadap stiffness bitumen xii

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Komposisi Terbaik Daspal pada Penelitian Sebelumnya....5 Tabel 2.2 Hasil Sifat Properties Daspal pada Penelitian Sebelumnya...5 Tabel 2.3 Perbedaan Penelitian Sebelumnya dengan Penelitian yang dilakukan..9 Tabel 2.4 Persyaratan Aspal Keras Pen 40 dan Pen Tabel 2.5 Sifat Fisik Aspal Asbuton dari Kabungka dan Lawele dan Tabel 2.6 Asbuton Modifikasi Tabel 2.6 Penggolongan Damar Tabel 2.7 Sifat Fisik Damar yang telah dimurnikan...15 Tabel 2.8 Unsur Kimia dalam Batu Bata Merah Tabel 2.9 Hasil Pengujian Oli Bekas...19 Tabel 2.10 Koefisien Korelasi...25 Tabel 3.1 Komposisi Daspal Terbaik pada Penelitian Sebelumnya...33 Tabel 3.2 Komposisi Daspal Rencana...34 Tabel 3.3 Persyaratan Nilai Penetreasi Aspal...41 Tabel 3.4 Persyaratan Parameter Titik Lembek...42 Tabel 3.5 Persyaratan Parameter Titik Nyala...43 Tabel 3.6 Persyaratan Nilai Berat Jenis Aspal Keras...43 Tabel 3.7 Persyaratan Nilai Daktilitas Tabel 4.1 Pengujian Penetrasi Daspal Serbuk Tabel 4.2 Pengujian Penetrasi Daspal Kombinasi Tabel 4.3 Tabel Lanjutan Pengujian Penetrasi Daspal Kombinasi...50 Tabel 4.4 Hasil Pengujian Penetrasi Daspal Rencana...51 Tabel 4.5 Hasil Pengujian Titik Lembek Daspal Tabel 4.6 Hasil Pengujian Titik Nyala dan Titik Bakar Daspal...53 Tabel 4.7 Lanjutan Hasil Pengujian Titik Nyala dan Titik Bakar Daspal Tabel 4.8 Hasil Pengujian Berat Jenis Daspal Tabel 4.9 Hasil Pengujian Daktilitas Daspal...57 Tabel 4.10 Hasil Pengujian Kelarutan Daspal dalam Trichloroethylene...58 xiii

14 Tabel 4.11 Hasil Pengujian Kelekatan Daspal pada Batuan...59 Tabel 4.12 Hasil Pengujian Daspal yang diperlukan Program BANDS Tabel 4.13 W-MAAT(Maximum and Minimum) di Indonesia berdasarkan data suhu udara selama 10 tahun...61 Tabel 4.14 Hasil penetration index dan stiffness bitumen Program Tabel 4.13 BANDS Tabel 4.15 Rekapitulasi Nilai R 2 dan r stiffness bitumen daspal Tabel 4.16 Rekapitulasi Hasil Pengujian sifat properties Propertis Daspal xiv

15 DAFTAR RUMUS Rumus 2.1 Modulus kekakuan...23 Rumus 2.2 Nilai Penetration Indeks Rumus 2.3 Regresi linear sederhana Rumus 3.1 Perhitungan kelarutan dalam Tricloroethane Rumus 4.1 Perhitungan nilai optimum kadar oli Rumus 4.2 Waktu pembebanan (Time of Loading) xv

16 DAFTAR ISTILAH Asbuton Aspal Asphalten BANDS 2.0 Berat jenis Bio- Aspal Bitumen Celcius Dmm Daktilitas Singkatan dari Aspal Buton yang merupakan Aspal yang berasal dari pulau Buton Hasil destilasi akhir dari pengolahan minyak bumi yang memiliki daya lekat yang biasa digunakan sebagai bahan pengikat pada perkerasan jalan. Senyawa berwarna hitam berwujud padat terdiri dari karbon, hydrogen,beberapa terkadang mengandung nitrogen, sulfur, oksigen, nikel dan vanadium. Merupakan salah satu keuaran dari Shell Pavement Design Software yang digunakan untuk memprediksi sifat-sifat bitumen yang telah dimodifikasi. Perbandingan antara berat suatu zat (dalam hal ini daspal) dan berat air suling dengan isi yang sama pada suhu tertentu. Berat jenis dinyatakan dalam berat per satuan volume. Bahan pengganti aspal yang bukan berasal dari destilasi minyak bumi dan berasal dari sumber daya alam yang dapat diperbaharui. Bahan hidrokarbon yang memiliki daya lekat berwarna hitam kecoklatan yang bersifat viskoelastis dan kedap air. Suatu skala suhu yang didesain supaya titik beku air berada pada 0 derajat dan titik didih pada 100 derajat di tekanan atmosferik standar. Skala ini mendapat namanya dari ahli astronomi. Kedalaman masuknya jarum ke dalam aspal selama 5 detik dalam satuan dmm (0,1 mm). Kemampuan maksimum bahan untuk berdeformasi secara plastis dibawah pengaruh gaya Tarik tanpa terjadi retak dan bersifat tidak reversible. xvi

17 Daspal Singkatan dari Damar aspal Sejenis Bio-Aspal yang merupakan modifikasi dari Jabung. Getah Damar Resin yang berasal dari pohon damar yang dapat berbentuk kopal maupun serbuk. Indeks Penetrasi Angka yang menyatakan kepekaan bitumen terhadap temperature. Kadar Oli Optimum Kandungan oli terbaik saat mendapatkan hasil pengujian terbaik. Kelekatan Daya lekat ataupun sifat adhesive dari suatu bahan. Kelarutan Kemampuan suatu zat utuk terlarut dalam zat pelarut. Massa Jenis (gr/cc) Massa Jenis (Densitas) Massa jenis atau densitas adalah metric ton per meter kubik (t/m 3 ); gram per cubic centimeter (g/cc). Modulus Kekakuan Modulus kekakuan (St), selama pembebanan (t), adalah perbandingan antara tegangan σ dan regangan (ἑt) yang dihasilkan selama waktu (t). Mpa MPa adalah satuan utk tekanan yang definisinya adalah gaya dibagi satuan luas, yang dlm hal ini adalah 1 MPa = 1 N dibagi 1 mm² (N/mm²). Pemurnian Damar Suatu etode untuk memurnikan/memisahkan getah damar dari zat pengotor (tatal kayu, tanah, dll). Penetrasi Suatu pengujian menyatakan bitumen keras atau lembek (solid atau semi solid) dengan memasukkan jarum penetrasi dengan ukuran tertentu, beban, waktu tertentu ke dalam bitumen pada suhu tertentu. Penetrasi 40/60 Klasifikasi bahan bitumen untuk campuran perkerasan jalan berdasar nilai penetrasi 40-59dmm. Penetrasi 60/70 Klasifikasi bahan bitumen untuk campuran perkerasan jalan berdasar nilai penetrasi 60-79dmm. Penetrasi 80/100 Klasifikasi bahan bitumen untuk campuran perkerasan jalan berdasar commit nilai to penetrasi user 80-99dmm. xvii

18 Penurunan Berat Resin Serbuk Batu Bata Trichloroethylene Titik Lembek Titik Nyala Titik Bakar Viscoelastic Pengujian yang dilakukan untuk mengetahui seberapa besar penguapan yang terjadi pada bahan yang mudah menguap pada komposisi bitumen. Bahan berwarna gelap, padat atau semi padat, fraksi yang bersifat sangat adhesive dengan berat molekul yang cukup tinggi dalam maltenes. Hasil dari limbah bangunan, sudah ditumbuk yang lolos ayakan # 200 memiliki ukuran seragam dan memiliki sifat pozzolanic. Sejenis larutan yang mudah menguap dan beracun.yang digunakan untuk memisahkan bitumen dengan zat pengotor. Temperatur pada saat bola baja dengan berat tertentu mendesak turun suatu lapisan bitumen yang tertahan dalam cincin berukuran tertentu, sehingga bitumen tersebut menyentuh plat dasar yang terletak di bawah cincin pada tinggi tertentu sebagai akibat kecepatan pemanasan tertentu. Titik nyala adalah suhu pada saat terlihat nyala singkat pada suatu titik di atas permukaan bitumen. Titik bakar adalah suhu pada saat terlihat nyala sekurang kurangnya 5 detik pada suatu titik di atas permukaan bitumen. Propertis dari material yang memiliki sifat viskos dan elastis disaat mengalami perubahan bentuk. xviii