BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dewasa ini infrastruktur jalan raya di Indonesia masih merupakan masalah besar karena sebahagian jalan raya ini perlu peremajaan/perbaikan setiap tahunnya dan ini sangat memerlukan dana yang tidak sedikit dari Anggaran Pendapatan Belanja Negara (APBN) setiap tahun. Oleh karena itu perlu dicari solusi untuk dapat mengurangi pengeluaran tersebut. Salah satu yang sangat memungkinkan untuk menghindari kerugian negara adalah dengan mengkaji ketahanan aspal yang tahan lama dan berkualitas. Jika dilihat kekuatan atau ketahanan dari jalan yang dibuat begitu cepat rusak, tentu banyak faktor yang menyebabkannya. Hal ini jika dipandang dari sudut sains kimia boleh jadi akibat kurang kuatnya ikatan kimia antara aspal dengan agregatnya (Tamrin, 2011). Pada dasarnya aspal menurut Sukirman (2003) merupakan bahan komposit yang biasa digunakan dalam proyek-proyek konstruksi seperti permukaan jalan, bandara dan tempat parkir. Ini terdiri dari aspal dan agregat mineral yang dicampur bersama, kemudian ditetapkan dalam lapisan yang dipadatkan sehingga digolongkan material pembentuk campuran perkerasan jalan. Aspal sendiri memiliki beberapa kelemahan diantaranya seperti mengalami deformasi (perubahan bentuk) permanen disebabkan adanya tekanan terlalu berat oleh muatan truk yang berlebihan dan tingginya frekuensi lalu lintas kendaraan dijalan raya., keretakan-keretakan maupun kerusakan dapat juga disebabkan karena tererosi akibat kikisan air, ini semua terjadi pada campuran aspal (Brown, 1990). Alternatif yang dapat digunakan untuk mengatasi masalah-masalah tersebut yaitu dengan meningkatkan sifat fisik dan mekanik aspal. Salah satunya dengan aspal polimer. Belakangan ini penelitian aspal yang dikombinasikan dengan bahan polimer telah banyak dipublikasikan dan pola ini sangat memungkinkan untuk membuat aspal khususnya untuk jalan raya di Indonesia. Hal ini tentunya dapat menjadi solusi untuk
menghindari pemborosan dana APBN yang setiap tahunnya harus dikeluarkan oleh negara. Aspal polimer adalah suatu material yang dihasilkan dari modifikasi antara polimer alam atau polimer sintetis dengan aspal. Modifikasi aspal polimer (atau biasa disingkat dengan PMA) telah dikembangkan selama beberapa dekade terakhir. Umumnya dengan sedikit penambahan bahan polimer (biasanya sekitar 2-6%) sudah dapat meningkatkan hasil ketahanan yang lebih baik terhadap deformasi, mengatasi keretakan-keretakan dan meningkatkan ketahanan usang dari kerusakan akibat umur sehingga dihasilkan pembangunan jalan lebih tahan lama serta juga dapat mengurangi biaya perawatan atau perbaikan jalan. (Polacco, 2005). Modifikasi aspal polimer telah digunakan di beberapa negara maju, dan telah berhasil ditempatkan pada lokasi-lokasi jalan raya. Beberapa penelitian mengenai PMA telah dilakukan, seperti Yildrim (2005) yang melakukan modifikasi karet stirena butadiena stirena, karet stirena butadiena, dan etilen vinil asetat dengan aspal. Pei-Hung (2000) juga telah memodifikasi pada polietilena, polipropilena, dan karet EPDM dengan aspal. Tortum (2004) melakukan penelitian tentang penentuan kondisi optimum untuk karet ban di aspal beton. Mothe (2008) mengkarakterisasi campuran aspal dengan TG/DTG, DTA dan FTIR. Yang (2010) Melihat mekanisme dan kinetika dari reaksi antara aspal dengan anhidrat maleat. Disisi lain, diketahui bahwa polistirena bekas merupakan bahan polimer sintetis yang banyak digunakan terutama yang dalam bentuk polistirena foam. Polistirena foam ini banyak sekali dipergunakan terutama sebagai pembungkus material. Polistirena foam sendiri tidak dapat dengan mudah direcycle sehingga pengolahan limbah polistirena harus dilakukan secara benar agar tidak merugikan lingkungan. Pemanfaatan bahan-bahan polistirena foam bekas ini merupakan salah satu cara yang dapat digunakan untuk meminimalisir limbah polistirena tersebut. Dan kelebihan dari polistirena adalah ringan, keras, tahan panas, tahan terhadap air, agak kaku, tidak mudah patah dan tidak beracun. (Damayanthi, 2007). Berdasarkan sifat- 2
sifat yang dimiliki oleh polistirena tersebut, dinilai dapat mengatasi masalah dari campuran aspal dengan menambahkan polistirena tersebut sebagai aditif. Disamping penggunaan polistirena, tentu perlu penambahan bahan aditif lain yang bersifat elastomer, agar dihasilkan campuran aspal yang tidak terlalu keras, tetapi sedikit elastis. Tentunya limbah karet ban merupakan yang paling banyak dihasilkan setiap tahunnya. Di Indonesia belum pernah dilaporkan secara mendetail data statistik mengenai jumlah ban bekas setiap tahun. Tetapi di Amerika Serikat mencapai 280 juta unit ban. Dan ban-ban bekas tersebut dapat dikelola kembali berupa ban bekas utuh, dibelah, dipotong-potong, dan diserut (Satyarno, 2006). Pemanfaatan karet ban bekas dalam bentuk serutan yang sudah dipisahkan dari komposisi standart karet ban dinilai cukup baik dalam pencampuran aspal. Dan serutan ban bekas ini dapat bercampur dengan aspal karena mengandung unsur karbon dan hidrogen. Pada campuran antara aspal dengan agregat yang ditambahkan bahan aditif polimer berupa serutan karet ban bekas dan polistirena hanya akan terjadi ikatan fisis sehingga membuat bahan aditif yang ditambahkan hanya berfungsi sebagai agregat. Perlunya penggunaan bahan peroksida seperti dikumil peroksida sebagai inisiator dan juga penambahan divenil benzena sebagai pengikat sambung silang (crosslinker) dalam campuran aspal tersebut, akan menghasilkan ikatan kimia yang kuat dalam campuran aspal tersebut dan menyebabkan agregat terperangkap diantara ikatan sambung silang yang terjadi antara aspal dengan bahan polimer. Berdasarkan uraian diatas, maka peneliti ingin mencoba melakukan penelitian tentang pemanfaatan serutan karet ban bekas yang dicampurkan dengan polistirena bekas yang kemudian digabungkan dengan aspal untuk pembuatan aspal polimer. Pemanfaatan polistirena bekas ini diharapkan dapat meningkatkan ketahanan tekan dan ketahanan terhadap air dari campuran aspal. Sedangkan karet ban bekas yang bersifat elastomer ini diharapkan juga dapat meningkatkan nilai kelenturannya sehingga tingkat keelastisan dari campuran aspal menjadi lebih baik. 3
1.2 Perumusan Masalah Berdasarkan uraian di atas, maka perumusan masalah sebagai berikut : 1. Apakah aspal dapat dibuat dengan mencampurkan karet ban bekas dan polistirena bekas yang dicampur dengan agregat pasir dengan adanya dikumil peroksida (DCP) dan divenil benzena (DVB) menggunakan proses ekstruksi. 2. Apakah pemanfaatan pencampuran karet ban bekas dan polistirena bekas efektif dalam meningkatkan sifat mekanik (tahan terhadap tekanan) dan sifat fisik (tahan air, termal, morfologi) dari campuran aspal dengan agregat pasir. 3. Bagaimana komposisi yang optimum untuk campuran karet ban bekas dengan polistirena bekas yang digunakan agar mutu campuran aspal dengan agregat jadi lebih baik. 1.3 Pembatasan Masalah 1. Sampel yang digunakan yaitu aspal produksi asal iran dengan tipe penetrasi 60/70 yang diperoleh dari distributor PT. Gudang Aspal 51. 2. Bahan polimer yang digunakan yaitu : - Serutan karet ban luar mobil bekas yang diperoleh dari perusahaan pengumpul ban bekas PT. Persaudaraan Tanjung Morawa yang sudah dipisahkan dari komposisi standar ban luar mobil. - Polistirena bekas berupa polistirena foam yang berasal dari bantalan material dalam kemasan. 3. Bahan agregat yang digunakan merupakan pasir halus yang diperoleh dari toko panglong CV. Setia Jaya. 4
1.4 Tujuan Penelitian Berdasarkan permasalahan diatas, penelitian ini bertujuan : 1. Untuk mengetahui apakah aspal dapat dibuat dengan mencampurkan karet ban bekas dan polistirena bekas yang dicampur dengan agregat pasir dengan adanya dikumil peroksida dan divenil benzena menggunakan proses ekstruksi. 2. Untuk melihat efektivitas antara karet ban bekas dan polistirena bekas dengan aspal dalam hal peningkatan sifat mekanik (tahan terhadap tekanan) dan sifat fisik (tahan air, termal, morfologi) dari campuran aspal dengan agregat pasir. 3. Untuk mengetahui optimasi campuran antara karet ban bekas dan polistirena bekas dengan aspal dan agregat agar dapat memberikan data modifikasi aspal polimer yang paling baik. 1.5 Manfaat Penelitian Hasil yang diperoleh dari penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat : 1. Sebagai informasi tambahan mengenai pemanfaatan karet ban bekas dan polistirena bekas sebagai bahan aditif dalam aspal yang dapat meningkatkan sifat mekanik dan fisik dari aspal. 2. Sebagai solusi alternatif terhadap permasalahan pembangunan jalan raya agar kualitas aspal sebagai bahan dasar jalan raya lebih baik dan lebih tahan lama (lebih tahan terhadap tekanan, dan tahan terhadap air). 1.6 Metodologi Penelitian Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahapan yaitu : 1. Tahapan Persiapan Agregat dan Bahan Polimer Persiapan bahan agregat yaitu pasir halus, dan persiapan bahan polimer yaitu serutan karet ban bekas dengan polistirena bekas. 5
2. Tahapan Pembuatan Aspal Polimer Pada tahapan ini variasi serbuk karet ban bekas dengan variasi polistirena bekas dicampurkan, dan ditambahkan dengan aspal dan agregat. Campuran tersebut ditambahkan dengan inisiator Dikumil Peroksida (DCP) dan pengikat sambung silang Divenil Benzena (DVB), yang kemudian di ekstruksi suhu 170 o C, dan dicetak dengan Hot Compressor. 3. Tahapan Karakterisasi Untuk karakterisasi dilakukan pengujian sifat mekanik dengan uji kuat tekan. Sedangkan untuk sifat fisik di uji dengan penyerapan air, di uji sifat termal dengan DTA, dan analisis morfologi dengan SEM. Serta analisis gugus fungsi dengan FTIR. Variabel yang dilakukan dalam penelitian ini adalah : - Variabel Tetap : Aspal 60 g, pasir halus 300 g, DCP 1 phr, dan DVB 1 phr. - Variabel Bebas : Karet ban bekas (35 g, 30 g, 25 g, 20 g, 15 g, 10 g, 5 g) Polistirena bekas (5 g, 10 g, 15 g, 20 g, 25 g, 30 g, 35 g) - Variabel Terikat : Nilai kuat tekan, nilai penyerapan air, suhu transisi gelas, dan suhu dekomposisi 1.7 Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Polimer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Dan pengujian kuat tekan dilakukan di Laboratorium Penelitian Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Pengujian DTA dilakukan di Laboratorium Pendidikan Teknologi Kimia Industri Medan. Pengujian SEM di Laboratorium Geologi Kuarter (PPGL) Bandung. Analisis FTIR dilakukan di Laboratorium Bea dan Cukai Belawan. 6