III. METODOLOGI 3.1 Bahan dan Alat Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah lateks pekat, lateks karbohidrat rendah (Double Centrifuge latex/lds), lateks DPNR (Deproteinized Natural Rubber), berbagai jenis bahan penstabil, yaitu Emal 10 Needle, Emulgen 147 yang merupakan produksi KAO Indonesia Chemicals serta Kasein, amonia, semen portland komposit dengan merk dagang Holcim, agregat halus berupa pasir galunggung, air, beserta bahanbahan kimia untuk analisis lateks. Peralatan yang digunakan pada penelitian ini terbagi atas dua bagian, yaitu peralatan untuk lateks dan semen. Peralatan untuk lateks adalah sebagai berikut: alat sentrifuse lateks, neraca analitik/kasar, erlenmeyer, gelas piala, gelas ukur, wadah, pengaduk, saringan untuk lateks, mesin krep, dan alat untuk analisis lateks. Peralatan untuk semen adalah: neraca analitik/kasar, sendok semen, mixer, wadah, saringan agregat halus (pasir) dengan ukuran 4,75 mm, cetakan uji kuat tekan dan kuat lentur, alat pemadat mortar, alat vicat yang digunakan untuk pengujian konsistensi normal semen dan waktu pengikatan awal, Universal Testing Machine untuk menguji kuat tekan, serta strain indicator dan loadcell untuk menguji kuat lentur dari mortar yang dihasilkan. 3.2 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan mulai dari bulan Februari sampai September 2009. Pelaksanaan penelitian dilakukan di Balai Penelitian Teknologi Karet (BPTK), Bogor serta pengujian mortar dilakukan di Laboratorium Struktur dan Bahan, Teknik Sipil, Institut Teknologi Bandung (ITB), Bandung. 3.3 Metode Penelitian Pelaksanaan penelitian ini terdiri dari dua tahap, yaitu penelitian pendahuluan dan penelitian utama. Penelitian pendahuluan dilakukan untuk mendapatkan dosis dan jenis bahan penstabil yang sesuai dengan campuran 38
lateks pekat dan semen. Selain itu, untuk mengetahui kandungan air yang sesuai dengan campuran lateks, semen, dan pasir. Penelitian utama dilakukan untuk mendapatkan jenis lateks dan dosis karet yang sesuai terhadap mortar. 3.3.1 Penelitian Pendahuluan a. Pengaruh dosis dan jenis bahan penstabil terhadap kestabilan campuran lateks pekat dan semen Penelitian ini dilakukan untuk melihat kesesuaian jenis bahan penstabil dengan konsentrasi tertentu pada campuran lateks pekat dan semen. Jenis bahan penstabil yang digunakan adalah Emal, Emulgen dan Kasein. Konsentrasi masing-masing bahan penstabil yang akan diuji adalah 1, 3, 5 dan 7%. Dosis dan jenis bahan penstabil yang paling efektif adalah dosis yang dapat mempertahankan kestabilan campuran lateks pekat dan semen atau dapat mempertahankan waktu setting yang diharapkan hingga 210 menit. Dosis dan jenis bahan penstabil yang paling efektif untuk mempertahankan kestabilan campuran lateks dan semen tersebut digunakan sebagai patokan untuk perlakuan penelitian utama. Pengamatan pengaruh bahan penstabil ini dilakukan mulai pada menit ke-0 sampai ke-210 atau sampai campuran lateks semen sudah tidak stabil. Diagram alir pengaruh dosis dan jenis bahan penstabil terhadap kestabilan campuran lateks pekat dan semen dapat dilihat pada Gambar 16. Uji lateks yang dilakukan adalah uji alkalinitas (NH 3 ), kadar karet kering, kadar jumlah padatan, waktu kemantapan mekanik, bilangan asam lemak esteris, bilangan KOH dan ph, viskositas brookfield dan kadar nitrogen. Prosedur pengujian lateks tersebut dapat dilihat pada Lampiran 1. 39
Lateks Kebun Penyaringan Uji KKK Lateks Kebun bebas kotoran Amonia Uji: NH 3, KKK, KJP, WKM, Bil ALE, Bil KOH dan ph, Kadar Nitrogen dan Viskositas Sentrifugasi Lateks Pekat Pencampuran Pembagian ke wadah Bahan Penstabil (1, 3, 5, dan 7%): Emal, Emulgen dan Kasein Air Semen Pengamatan Gambar 16. Diagram alir penentuan jenis dan dosis bahan penstabil terhadap kestabilan campuran lateks pekat dan semen b. Pengaruh kandungan air yang dicampurkan ke dalam mortar terhadap bahan penstabil yang telah sesuai Penentuan ini menentukan kandungan air yang sesuai ketika dicampurkan ke dalam mortar dengan bahan penstabil. Bahan penstabil yang dicampurkan didapatkan dari penelitian pendahuluan. Pencampuran dilakukan hanya untuk jenis dan dosis bahan penstabil yang terbaik. Air yang digunakan antara 35 70% terhadap semen. Penggunaan air ditentukan oleh workability mortar segar yang dihasilkan. Workability adalah beton/mortar yang mudah dikerjakan atau dituangkan ke dalam cetakan, mudah diaduk dan dapat dengan mudah dibentuk. Jika workability yang 40
dihasilkan masih belum baik, maka air ditambahkan sedikitsedikit sampai workability yang baik tercapai. Diagram alir penentuan kandungan air dapat dilihat pada Gambar 17. Uji: NH 3, KKK, KJP, WKM, Bil ALE, Bil KOH dan ph, Kadar Nitrogen dan Viskositas Lateks Pekat Jenis bahan penstabil yang sesuai dengan dosis terbaik dari penelitian pendahuluan Campuran Semen dan Pasir Pencampuran Air: 35-70% terhadap semen Pengamatan Gambar 17. Diagram alir penentuan kandungan air dalam mortar terhadap bahan penstabil yang sesuai 3.3.2 Penelitian Utama Penelitian utama bertujuan untuk mengetahui formula dosis karet dan jenis lateks terbaik terhadap mortar dengan penambahan bahan penstabil yang sesuai. Sebelum dilakukan penelitian utama, terlebih dahulu dilakukan pembuatan lateks yaitu Lateks Pekat, Lateks Double Centrifuge dan Lateks DPNR yang akan digunakan sebagai bahan tambahan pada mortar. Ketiga jenis lateks ini dianalisis terlebih dahulu sebelum digunakan. Setelah ketiga jenis lateks tersebut siap, maka dapat digunakan untuk penelitian utama. Diagram alir proses pembuatan lateks pekat, lateks Double 41
Centrifuge, dan lateks DPNR dapat dilihat secara berturut-turut pada Gambar 18, 19 dan 20. Setelah lateks yang akan digunakan siap, maka dilakukan tahap pembuatan campuran mortar lateks. Sebelum membuat mortar lateks tersebut, semen yang akan digunakan dianalisis terlebih dahulu. Analisis terhadap semen meliputi konsistensi normal semen dan waktu pengikatan awal. Prosedur pengujian dapat dilihat pada Lampiran 2. Kedua pengujian ini dilakukan dengan alat vicat. Setelah lateks dan semen dianalisis, mortar siap dibuat. Mortar adalah campuran antara semen, pasir, dan air. Campuran mortar dibuat dengan perbandingan 1375 bagian pasir dan 500 bagian semen (ASTM, 1997). Pasir yang digunakan adalah pasir galunggung. Pasir ini tidak terlalu banyak menyerap air karena lebih banyak mengandung silika dibandingkan dengan pasir cimangkok. Pasir yang terlalu banyak menyerap air akan membuat Faktor Air Semen (FAS) menjadi besar. Pasir yang digunakan mempunyai ukuran diameter butiran maksimal 4,75 mm. Hal ini sudah sesuai dengan ketentuan dari SNI S02-1994-03. Jika pasir yang digunakan terlalu besar maka mortar sulit menempel. Pasir tersebut juga berbentuk lebih bulat dibandingkan dengan pasir cimangkok, sehingga rongga udara yang terdapat dalam pasir sedikit. Semakin sedikit rongga udara, maka mortar yang dihasilkan semakin kuat. Selain itu, pasir ini lebih bersih, sehingga mortar yang dihasilkan terhindar dari zat-zat yang dapat merusak mortar. Lateks yang digunakan untuk tambahan campuran mortar ini didasarkan pada jumlah karet. Setelah jumlah karet yang dibutuhkan sesuai dengan taraf diketahui, maka dapat dihitung jumlah lateks yang akan ditambahkan. Lateks tersebut kemudian dicampurkan dengan air yang sesuai dan ditambahkan dengan bahan penstabil yang sesuai pula dengan dosis yang terbaik dari penelitian pendahuluan. 42
Pencampuran pertama yang dilakukan adalah mencampurkan semen dengan pasir. Setelah semen dengan pasir menjadi homogen, kemudian ditambahkan larutan lateks yang telah ditambahkan air dan bahan penstabil yang sesuai sambil tetap diaduk sehingga didapat mortar segar. Mortar segar yang telah terbentuk kemudian dicetak di dalam cetakan kuat tekan dan kuat lentur yang terbuat dari kayu sambil dipadatkan agar kandungan udara di dalam mortar berkurang. Cetakan kuat tekan ini berbentuk kubus dengan ukuran 5 5 5 cm 3, sedangkan cetakan kuat lentur berbentuk balok dengan ukuran 5 5 30 cm 3. Setelah mortar dituang ke dalam cetakan, campuran tersebut didiamkan di udara lembab selama 24 jam dengan tujuan untuk memadatkan sampel uji tersebut. Setelah itu, mortar dikeluarkan dari cetakan kemudian sampel uji yang sudah mengeras tersebut direndam dalam air (curing) selama 28 hari. Proses perendaman ini amat penting untuk menjamin proses hidrasi semen berjalan dengan baik. Setelah 28 hari, sampel-sampel uji ini dikeluarkan dari air, kemudian dikeringkan bagian permukaannya. Setelah itu, sampel uji ditimbang untuk mengetahui bobot akhirnya. Selanjutnya, sampel uji tersebut diuji kuat tekan dan kuat lentur. Prosedur pengujian kuat tekan dan kuat lentur ini dapat dilihat pada Lampiran 3. Pengujian kuat tekan dilakukan dengan menekan sampel sampai hancur, sedangkan pengujian kuat lentur dilakukan dengan menggunakan pembebanan pada dua titik. Diagram alir penelitian utama dapat dilihat pada Gambar 21, sedangkan gambar prosedur pembuatan dan pengujian mortar pada Lampiran 4. 43
Lateks Kebun Penyaringan Uji KKK Lateks Kebun bebas kotoran Amonia Sentrifugasi Lateks Pekat Uji: NH 3, KKK, KJP, WKM, Bil ALE, Bil KOH dan ph, Kadar Nitrogen dan Viskositas Gambar 18. Diagram alir proses pembuatan lateks pekat Lateks Pekat (LP) Pengenceran (V LP : V air = 1 : 1) Air Amonia (Setengah dari yang awal) Sentrifugasi Lateks Double Centrifuge Uji: NH 3, KKK, KJP, WKM, Bil ALE, Bil KOH dan ph, Kadar Nitrogen dan Viskositas Gambar 19. Diagram alir proses pembuatan lateks double centrifuge 44
Lateks Kebun (LK) Penyaringan Uji KKK Lateks Kebun bebas kotoran + 1 bsk emal + 1 bsk emulgen Pengenceran sampai KKK 10 % Peram selama 24 Jam + 0,07 bsk enzim papain + NH 3 0,2% terhadap LK Sentrifugasi Lateks DPNR Uji: NH 3, KKK, KJP, WKM, Bil ALE, Bil KOH dan ph, Kadar Nitrogen dan Viskositas Gambar 20. Diagram alir proses pembuatan lateks DPNR 45
Lateks Pekat, Double Centrifuge dan DPNR Uji: NH 3, KKK, KJP, WKM, Bil ALE, Bil KOH dan PH, Kadar Nitrogen dan Viskositas Dosis karet dari jenis lateks terhadap semen: 1, 3, 5, 7 dan 9 %, serta 0 % Penambahan air dari penelitian pendahuluan Pasir Penyaringan Penambahan jenis bahan penstabil yang sesuai dengan dosis terbaik dari penelitian pendahuluan Semen Pencampuran Larutan Lateks Campuran semen dan pasir Adonan Semen Pencetakan Mortar Perendaman selama 28 Hari Pengujian Kuat Tekan, Kuat Lentur dan Bobot Mortar Gambar 21. Diagram alir penelitian utama 46
3.4 Rancangan Percobaan Penelitian pendahuluan dan utama dilakukan rancangan percobaan. Keduanya menggunakan rancangan acak lengkap faktorial dengan dua buah faktor. Faktor untuk penelitian pendahuluan adalah faktor jenis bahan penstabil (faktor A) dan faktor dosis bahan penstabil (faktor B), sedangkan untuk penelitian utama adalah faktor jenis lateks (faktor A) dan faktor dosis karet (faktor B). Faktor jenis bahan penstabil terdiri dari 3 taraf, yaitu Emal, Emulgen dan Kasein. Faktor dosis bahan penstabil terdiri dari 4 taraf, yaitu 1, 3, 5 dan 7%. Faktor jenis lateks terdiri dari 3 taraf, yaitu lateks pekat, lateks double centrifuge dan lateks DPNR, sedangkan faktor dosis karet terdiri dari 5 taraf, yaitu 1, 3, 5, 7 dan 9 % dengan kontrol 0%. Model matematika yang berlaku untuk rancangan percobaan ini adalah sebagai berikut (Sudjana, 1994): Y ijk = μ + A i + B j + (AB) ij + ε k(ij) Dengan: Y ijk μ A i B j = Variabel respon yang diukur = Rata-rata yang sebenarnya (berharga konstan) = Efek taraf ke-i faktor A = Efek taraf ke-j faktor B (AB) ij = Efek interaksi antara taraf ke i faktor A dan taraf ke j faktor B ε k(ij) = Efek kesalahan unit eksperimen pada ulangan ke-k karena kombinasi perlakuan ke-i dan perlakuan ke-j. Data yang didapat akan diolah dengan bantuan software SAS. Jika hasil analisis keragaman tersebut menunjukkan perbedaan nyata, maka dilakukan uji lanjut dengan menggunakan uji lanjut Duncan. 47