Pembuatan Genteng Polimer Berbahan Baku Debu Vulkanik Gunung Sinabung Dengan Perekat Resin Polipropilen

(1)

PEMBUATAN GENTENG POLIMER BERBAHAN BAKU

DEBU VULKANIK GUNUNG SINABUNG, ASPAL

DENGAN PEREKAT RESIN POLIPROPILEN

SKRIPSI

IRMANSYAH PUTRA

100801074

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU

PENGETAHUANALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

PEMBUATAN GENTENG POLIMER BERBAHAN BAKU DEBU

VULKANIK GUNUNG SINABUNG, ASPAL DENGAN PEREKAT RESIN POLIPROPILEN

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

IRMANSYAH PUTRA 100801074

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUANALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2015

(3)

Judul : Pembuatan Genteng Polimer Berbahan Baku Debu Vulkanik Gunung Sinabung Dengan Perekat Resin Polipropilen

Kategori : Skripsi

Nama : Irmansyah Putra

Nomor Induk Mahasiswa : 100801074

Program Studi : Sarjana (S1) Fisika

Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Disetujui di

Medan, Februari 2015

Disetujui Oleh

Pembimbing I Pembimbing II,

Dr. Kurnia Sembiring, MS Drs. Achiruddin, MS

NIP. 195801311986011001 NIP. 195406041983031003

Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,

Dr. Marhaposan Situmorang NIP. 195801311986011001

(4)

PEMBUATAN GENTENG POLIMER BERBAHAN BAKU DEBU

VULKANIK GUNUNG SINABUNG, ASPAL DENGAN PEREKAT RESIN POLIPROPILEN

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Februari 2015

IRMANSYAH PUTRA 100801074

(5)

Alhamdulillah puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang, dengan limpah dan karunia-Nya penulis dapat

menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan judul “Pembuatan Genteng Polimer

Berbahan Baku Debu Vulkanik Gunung Sinabung Dengan Perekat Resin Polipropilen”.

Karya sederhana ini dapat diwujudkan tersebab dukungan dan fasilitas dari berbagai pihak, yang karenanya penulis ingin menyampaikan ungkapan terima kasih kepada :

1. Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara, Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc. selaku Sekertaris Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara, dan seluruh staf pengajar beserta pegawai administrasi di Departemen Fisika yang telah memberikan fasilitas kepada penulis selama perkuliahan.

2. Dr Kurnia Sembiring MS selaku dosen pembimbing I, Drs Achiruddin MS selaku pembimbing II yang telah banyak memberikan masukan, arahan, meluangkan waktunya dan membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

3. Sutarman MS selaku dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

4. Ayah dan Bunda tercinta yang selalu sabar dan tabah dengan tingkah laku dan perbuatan saya semenjak duduk di perkuliahan ini.

5. Abangda hendriko yang selalu memberikan support kepada saya supaya tetap semangat dalam perjuangan menimba ilmu pengetahuan.

6. Abangda Arman Hakim, Hendra Hidayat, Zefrimen, Desliati dan Elwina yang selalu memberikan masukan dan sanggahan ketika mulai ada masalah di perkuliahan.

7. Seluruh pegawai Departemen Fisika, Kak Tini, Kak Yusfa dan Bang Jo atas bantuan kepada penulis dalam hal pengurusan administrasi.

(6)

Aini Fitri, Roni Tambi, Kak Ana, Bang Eka dan semua yang pernah membantu terimakasih penulis ucapkan atas segala bantuan, dukungan dan semangatnya, untuk doa dan motivasinya. Semoga Allah SWT akan membalasnya.

9. Seluruh senior – senior dan alumni Fisika USU, serta adik – adik stambuk 2011, 2012, 2013 dan 2014.

Semoga segala kebaikan yang pernah mereka berika kepada penulis mendapatkan imbalan yang setimpal dari ALLAH SWT.

Penulis juga menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, oleh karena itu penulis mohon maaf apabila terdapat kesalahan selama penulis melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Penulis berharap semoga sripsi ini memberikan sumbangan pikiran yang berguna bagi fakultas, universitas dan masyarakat.

Akhir kata, penulis menerima masukan dan saran yang membangun dari

pembaca agar tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. “YAKUSA”

Medan, Februari 2015 Penulis,

Irmansyah Putra NIM. 100801074

(7)

DENGAN PEREKAT RESIN POLIPROPILEN

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian pembuatan genteng polimer yang terbuat dari campuran debu vulkanik gunung sinabung, aspal dengan perekat resin polipropilen. Penelitian dilakukan untuk memanfaatkan debu vulkanik menjadi bahan baku pembuatan genteng polimer sebagai bahan penggati pasir dan untuk mengetahui campuran terbaik dari debu vulkanik gunung sinabung dengan resin polpropilen sebagai variabel bebas dengan komposisi (40:55) gr, (45:50) gr, (50:45) gr, (55:40) gr, dan (60:35) gr. Kemudian ditambahkan variabel tetap yaitu aspal 5 gr sebagai penahan air. Kemudian ditekan dengan Hot Compressor selama 20 menit pada suhu 150 0C. Sifat-sifat genteng polimer yang dianalisis yaitu sifat fisis meliputi daya serap air dan densitas, sifat mekanis meliputi kuat impak dan kuat lentur. Hasil penelitian menunjukkan bahwa campuran yang optimum sesuai percobaan adalah campuran debu vulkanik dan resin polipropilen dengan perbandingan (45:50) gr, serta penambahan 5 gr aspal. Nilai daya serap air yang diperoleh sebesar 5,88 %, densitas 1,16 gr/cm3, kuat impak 3,78 kJ/m2, dan kuat lentur 34,53 Mpa.

(8)

WITH POLYPROPYLENE RESIN ADHESIVE

ABSTRACT

A research about the polymer roof production consisting of sinabung’s vulcanic dust, asphalt with polypropylene resin adhesive has been conducted. This research was using vulcanic dust as the material of polymer roof production, it was used to

substitute sand and to find out the best mixing of sinabung’s vulcanic dust with polypropylene resin adhesive. Vulcanic dust was the independent variable which was 5 gr of asphalt as the water resistant. Then it was pressed by Hot Compressor for 20 minutes at 1500 C. The characteristic of polymer which was analyzed were physic : water absorb ability and density, mechanic : impact and elasticity strength. The results of this research have shown that optimal mixing of vulcanic dust and polypropylene resin is (45:50) gr and additional 5 gr of asphalt. Water absorb ability rate is 5.88 %, density is 1.16 gr/cm3, impact strength is 3.78 kJ/m2, and elasticity strength is 34.53 mPa.

Keywords : vulcanic dust, asphalt, resin polypropylene phisic characteristic, mechanic characteristic

(9)

Persetujuan ... i

Pernyataan ... ii

Penghargaan ... iii

Abstrak ... iv

Abstract ... v

Daftar Isi ... vi

Daftar Tabel ... viii

Daftar Gambar ... ix

Daftar Lampiran ... x

BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 3

1.4 Tujuan Penelitian ... 3

1.5 Manfaat Penelitian ... 3

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Genteng ... 4

2.1.1 Genteng Keramik ... 4

2.1.2 Genteng Beton ... 5

2.1.3 Genteng Metal ... 6

2.1.4 Genteng Aspal ... 6

2.1.5 Genteng Polikarbonat ... 7

2.1.6 Genteng Sirap ... 8

2.1.7 Genteng Polimer ... 9

2.2 Aspal ... 10

2.3 Polipropilen ... 11

2.4 Debu Vulkanik ... 12

2.5 Katalis ... 13

2.6 Pengujian Sampel ... 14

2.6.1 Pengujian Fisis ... 14

2.6.1.1 Penyerapan Air ... 14

2.6.1.2 Densitas ... 15

2.6.2 Pengujian Mekanik ... 15

2.6.2.1 Kuat Impak ... 15

2.6.2.2 Kuat Lentur ... 16

(10)

3.2.1 Peralatan ... 19

3.2.2 Bahan ... 20

3.3 Prosedur ... 20

3.3.1 Penyediaan Agregat Debu Halus ... 20

3.3.2 Prosedur Pembuatan Genteng Polimer ... 20

3.3.3 Pencetakan ... 21

3.4 Diagram Alir ... 22

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil ... 23

4.1.1 Hasil Pengujian Daya Serap Air ... 23

4.1.2 Hasil Pengujian Densitas ... 24

4.1.3 Hasil Pengujian Kuat Impak ... 25

4.1.4 Hasil Pengujian Kuat Lentur ... 26

4.2 Pembahasan ... 27

4.2.1 Analisis Pengujian Daya Serap Air ... 27

4.2.2 Analisis Pengujian Densitas ... 28

4.2.3 Analisis Pengujian Kuat Impak ... 30

4.2.4 Analisis Pengujian Kuat Lentur ... 31

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 32

5.2 Saran ... 33 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN I

LAMPIRAN II

(11)

Tabel 3.1 Komposisi Bahan ... 21

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Daya Serap Air ... 24

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Densitas ... 25

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Kuat Impak ... 26

(12)

Gambar 2.1 Skematis Pengujian Kuat Lentur ... 17 Gambar 3.1 Ukuran Sampel Genteng Polimer ... 21 Gambar 3.2 Diagram Alir ... 22 Gambar 4.1 Grafik Hubungan Nilai Daya Serap Air Dengan Komposisi ..

Massa Debu ... 28 Gambar 4.2 Grafik Hubungan Nilai Densitas Dengan Komposisi Massa

Debu ... 29 Gambar 4.3 Grafik Hubungan Nilai Kuat Impak Dengan Komposisi Massa

Debu ... 30 Gambar 4.2 Grafik Hubungan Nilai Kuat Lentur Dengan Komposisi Massa

(13)

DENGAN PEREKAT RESIN POLIPROPILEN

ABSTRAK

(14)

WITH POLYPROPYLENE RESIN ADHESIVE

ABSTRACT

Keywords : vulcanic dust, asphalt, resin polypropylene phisic characteristic, mechanic characteristic

(15)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Genteng merupakan benda yang berfungsi sebagai atap suatu bangunan. Genteng merupakan bagian utama dari suatu bangunan sebagai penutup atap rumah. Dahulu genteng berasal dari tanah liat yang dicetak dan dipanaskan sampai kering. Fungsi utama genteng adalah untuk menahan panas cahaya matahari dan curahan air hujan. Jenis genteng bermacam macam, ada genteng keramik, genteng beton, genteng metal, genteng aspal, genteng polikarbonat, genteng kayu (sirap). Dengan semakin berkembangnya ilmu pengetahuan, saat ini telah banyak digunakan bahan tambahan lain dalam pembuatan genteng, seperti bahan-bahan limbah. Limbah diartikan sebagai suatu substansi yang didapatkan selama pembuatan sesuatu, barang sisa atau sesuatu yang tidak berguna dan umumnya dibuang karena bukan merupakan tujuan produksi yang diinginkan (Murni, dkk. 2008). Telah banyak penelitian pembuatan genteng polimer dengan memanfaatkan bahan-bahan limbah. Misalnya hasil penelitian (Milawarni 2013) yang membuat genteng polimer dengan memanfaatkan limbah limbah karet industri, serta yang membuat genteng polimer dengan memanfaatkan limbah ban bekas. (Kurnia 2014).

Polimer merupakan senyawa kimia yang mempunyai massa molekul sangat tinggi dan tersusun dari unit ulangan sederhana yang tergabung melalui proses polimerisasi. Polimer mempunyai banyak variasi sifat, dan itulah mengapa polimer mempunyai banyak sekali kegunaan dalam kehidupan sehari-hari. Di era modern, hampir setiap bagian hidup manusia melibatkan polimer. Termasuk jenis polimer antara lain plastik, elastomer, serat, cat dan bahan pelapis. Penggunaan polimer dalam perkakas rumah tangga, alat transportasi, alat komunikasi dan alat elektronika sangat besar cakupannya. Unit ulangan polimer adalah molekul sederhana bermassa rendah yang disebut dengan monomer. Polimer terbuat dari

(16)

ratusan hingga ribuan unit monomer, hampir sama dengan makromolekul. Contoh makromolekul adalah karbohidrat, lipida dan protein, sedangkan contoh polimer adalah PVC, polietena.

Aspal adalah bahan hidrokarbon yang bersifat melekat (adhesive), berwarna hitam kecoklatan, tahan terhadap air. Aspal sering juga disebut bitumen merupakan bahan pengikat pada campuran beraspal yang dimanfaatkan sebagai lapisan permukaan perkerasan lentur. Aspal berasal dari aspal alam atau aspal minyak (aspal yang berasal dari minyak bumi). Berdasarkan konsistensinya, aspal dapat diklasifikasikan menjadi aspal padat, dan aspal cair.

Dalam penelitian ini akandigunakan bahan dari limbah debu vulkanik gunung sinabung ditambah dengan resin polipropilen. Limbah debu vulkanik adalah debu yang berasal dari letusan gunung merapi yang merupakan leburan bagian dalam gunung yang terdiri dari batu – batu yang hancur, mineral dan kaca vulkanik yang dikeluarkan saat letusan gunung berapi. Dalam penelitian ini debu vulkanik digunakan sebagai bahan baku pembuatan genteng polimer sehingga debu vulkanik yang terbuang dan mengganggu lingkungan, dapat bermanfaat dan mempunyai nilai ekonomis yang tinggi. Dengan penggunaan debu ini juga diharapkan dapat meningkatkan kekuatan genteng polimer, khususnya pada penelitian ini yaitu kekuatan lentur dan kuat impak.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :

1. Bagaimana karakteristik genteng polimer dalam campuran bahan-bahan tersebut?

2. Bagaimanakah komposisi yang paling bagus untuk menghasilkan genteng polimer dengan karakterisasi yang baik?

3. Ingin mengetahui campuran yang sesuai untuk menghasilkan genteng polimer dengan sifat yang baik menurut standar mutu genteng SNI 0096 : 2007.

(17)

1.3 Batasan Masalah

Agar penelitian ini lebih terarah, maka dilakukan pembatasan masalah terhadap hal-hal yang diamati selama penelitian sebagai berikut:

1. Perbandingan komposisi aspal, debu vulkanik sinabung dengan resin polipropilen terhadap karakterisasi genteng polimer dilakukan dengan cara membandingkan variasi komposisi bahan pada genteng polimer. Variabel tetapnya yaitu aspal sebanyak 5 %,

dan variabel bebasnya yaitu debu vulkanik dan resin polipropilen yang divariasikan [(60:35)% ; (55:40)% ; (50:45)% ; (45:50)% ; (40:55)%] dari total campuran.

2. Karakterisasi sampel uji yang akan dilakukan yaitu : pengujian sifat fisis (daya serap air dan densitas) dan pengujian sifat mekanik (kuat lentur dan kuat impak).

1.4 Tujuan Penelitian

Dalam penelitian ini bertujuan sebagai berikut:

1. Untuk mengetahui komposisi terbaik dari campuran aspal, debu vulkanik dan resin polipropilen untuk mendapatkan kualitas genteng polimer yang baik.

2. Memanfaatkan debu vulkanik sinabung menjadi bahan dasar pembuatan genteng sebagai pengganti pasir

1.5 Manfaat Penelitian

Dengan adanya penelitian ini diharapkan akan diperoleh manfaat, yaitu:

1. Memanfaatkan debu vulkanik sebagai bahan baku untuk pembuatan genteng polimer

2. Penelitian ini dapat menjadi referensi maupun tonggak awal untuk melakukan penelitian lebih lanjut

3. Dapat meningkatkan peran mahasiswa FisikaS-1 USU dalam dunia penelitian

(18)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Genteng

Genteng merupakan bagian yang sangat penting saat mebangun rumah. Genteng merupakan salah satu jenis penutup atap rumah yang paling umum digunakan di Indonesia. Genteng seperti penutup atap lainnya berfungsi sebagai pelindung dari panas dan hujan. Selain itu tampilan genteng menjadi hal yang penting dalam membantu penampilan aksen sebuah rumah. Dengan mengetahui jenis genteng beserta kelebihan dan kekurangannya, diharapkan dapat memilih genteng yang tepat untuk rumah. Jenis genteng yang beredar ada bermacam-macam, yaitu genteng keramik, genteng beton, genteng metal, genteng aspal, genteng polikarbonat, genteng sirap dan genteng polimer.

2.1.1 Genteng Keramik

Genteng ini memiliki warna yang cukup banyak karena pada saat proses finishingnya dilapisi pewarna pada bagian atasnya. Bahan utama genteng ini adalah keramik.

Kelebihan genteng jenis ini adalah : 1. Lebih tahan lama

2. Kuat menahan beban manusia jika diinjak pada saat pemasangan atau mengganti genteng.

3. Warnanya tahan lama karena diproses pada saat pembakaran keramik dan tidak perlu pengecatan ulang.

4. Cocok digunakan untuk daerah tropis yang sering mengalami pergantian cuaca antara hujan dan panas yang dapat menyebabkan warna cepat memudar.

(19)

5. Cocok untuk rumah dengan gaya apa pun, cukup dengan memilih warna yang sesuai dengan warna tembok sehingga tercipta komposisi yang tepat.

Kekurangannya adalah :

1. Diperlukan ketelitian ketika memasang agar didapatkan kerapatan yang baik sehingga tidak terjadi kebocoran di dalam rumah.

2. Kemiringan atap minimum 30 derajat agar air hujan dapat mengalir sempurna dan genteng tidak terlepas ketika diterpa angin. Jika dipasang pada sudut kemiringan 45-60 derajat, perlu bantuan baut ketika memasang agar genteng tidak terlepas dan lebih kuat.

2.1.2 Genteng Beton

Genteng beton merupakan genteng berteknologi pembuatan kuno. Genteng ini memiliki bobot yang berat. Sehingga, untuk menampung beratnya, memerlukan rangka kayu yang agak besar. Harga genteng beton sangat murah. Karena berpenampilan kusam dan pilihan warnanya tak banyak, agar terlihat bagus harus dicat genteng khusus, sebagian pemakai sering mengganti genteng beton dengan genteng jenis lain.

Genteng ini terbuat dari beton yaitu campuran pasir, semen, kerikil dan bahan aditif. Bentuknya ada yang bergelombang dan ada juga yang datar. Bentuk datar muncul seiring dengan gaya arsitektur rumah yang modern dan minimalis sehingga perlu adanya penyesuaian bentuk atap yang lebih sederhana. Berat genteng beton berkisar 4-5 kg per buah dengan dimensi ukuran bervariasi dengan panjang minimum 30 cm dan lebar 15 cm. Untuk panjang maksimum 60 cm dan lebar 30 cm

Kelebihan genteng beton : 1. Kuat dan tahan lama

2. Daya tahan terhadap tekanan tinggi sehingga tidak mudah goyah oleh terpaan angin, dan tidak mudah roboh

(20)

Kekurangannya :

1. Memiliki tekstur kasar.

2. Mudah timbul lumut pada permukaannya.

3. Berat sehingga menimbulkan beban yang tinggi pada rangka atap. 2.1.3 Genteng Metal

Pemasangan genteng ini tidak jauh beda dengan genteng dari tanah liat. Lebarnya genteng ini mempercepat waktu pengerjaan sebuah rumah. Teknologi yang dipakai genteng metal lebih baru. Genteng metal terbuat dari pelat baja galvanis, yaitu bahan baja yang dilapisi metal zincalume.

Kelebihan-kelebihan genteng metal :

1. Mudah dan cepat dipasang sehingga lebih efisien dibandingkan pemasangan genteng biasa.

2. Hemat material karena memiliki bentang yang lebih lebar. 3. Dilapisi bahan antikarat.

4. Menggunakan bahan anti pecah sehingga tidak perlu kuatir bocor.

5. Adanya teknologi baru yang membuat genteng metal tidak menimbulkan panas serta tidak mudah terbakar.

6. Terdapat lapisan anti lumut sehingga tidak diperlukan pengecatan ulang. Kekurangannya :

1. Bunyi berisik saat hujan

2. Pemasangan yang tidak rapi akan mengurangi keindahannya.

2.1.4 Genteng Aspal

Salah satu jenis atap yang bisa dijadikan pilihan sebagai penutup rumah adalah atap aspal (bitumen). Bentuknya yang lebar dan ringan membuat atap ini sering dipakai untuk atap pada bangunan tambahan seperti garasi. Genteng ini terbuat dari bahan bubuk kertas, serat organik, resin serta aspal. Material tersebut diolah sehingga menghasilkan genteng yang ringan, lentur serta tahan air.

(21)

Struktur atap ini biasanya terbuat kayu, beton, maupun baja ringan. Selain bobotnya yang ringan 10,5 kg per meter persegi. Atap aspal (bitumen) juga kuat dan tidak mudah pecah. Struktur bahan dasar bitumen diproses dengan teknik penekanan dan pemanasan tinggi sehingga atap jenis ini lebih fleksibel, kuat, dan tidak mudah patah. Agar tidak licin, permukaannya diberi lapisan resin dan bertekstur yang fungsinya sebagai pencegah bocor serta rembesan air yang muncul dari badan atap.

Kelebihan genteng aspal :

1. Berat yang ringan 10,5 kg per meter persegi.

2. Bisa mengikuti berbagai macam bentuk atap dengan kemiringan bervariasi dari 22,5 hingga 90 derajat.

3. Mudah dan praktis pemasangannya, karena pada aksesorisnya tidak menggunakan semen sehingga tidak akan terjadi retak rambut yang bisa menimbulkan kebocoran atau rembesan.

4. Tahan api dan terpaan angin.

5. Dilindungi lapisan anti jamur dan anti pudar. Kekurangannya :

1. Harga relatif mahal. 2. Susah dicari dipasaran.

2.1.5 Genteng Polikarbonat

Polikarbonat berbentuk lembaran datar dengan pilihan warna bervariatif dan dijual per roll. Polikarbonat ada dua jenis yaitu polikarbonat rata dengan ronga dan polikarbonat bergelombang tanpa rongga. Polikarbonat biasanya digunakan di garasi,kanopi atau untuk atap tambahan. Harga Polikarbonat tergantung merk dan jenis. Pemasangan polikarbonat untuk rangka kayu menggunakan paku,sedangkan untuk rangka baja menggunakan mur baut.

Tips sederhana memilih kualitas polikarbonat adalah dengan menekan kuat dengan jari penampang berongga pada lembaran polikarbonat, jika

(22)

berkualitas jelek maka konstruksi berongga polikarbonat yang ditekan tadi tidak akan kuat menahan tekanan jari (penyok), anda bisa lakukan test ini pada beberapa merk polikarbonat yang berbeda, bisa juga anda lakukan test ini pada polikarbonat dengan harga yang termahal dan pada harga yang termurah untuk lebih jelas melihat perbedaannya.

Kelebihan dari polikarbonat adalah : 1. Dapat meredam radiasi matahari

2. Dicetak dalam bentuk lembaran,sehingga mudah bila dipakai di luasan yang besar.

3. Cepat dalam pemasangan 4. Mudah di dapat di pasaran 5. Kedap air

6. Bebas rayap

Kekurangan dari polikarbonat adalah : 1. Harganya mahal

2. Polikarbonat berongga rentan terhadap jamur dan sulit dibersihkan

2.1.6 Genteng Sirap

Atap sirap berasal dari kayu ulin yang dikenal juga dengan nama kayu besi atau kayu bulian. Kayu ulin berasal dari daerah Kalimantan dan memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap perubahan suhu, kelembaban dan pengaruh air laut sehingga banyak dimanfaatkan sebagai bahan bangunan seperti konstruksi rumah, jembatan, tiang listrik, bantalan kereta api dan perkapalan.

Bentuk atap sirap biasanya berupa lembaran tipis memanjang yang dihasilkan dari belahan kayu ulin. Atap sirap dari kayu ulin ini berwarna coklat kehitaman. Ukuran 1 lembar atap sirap biasanya (p x l x t) = 58 x 6 x 0,3 dan 58 x 6 x 0,5 (masing-masing dalam satuan cm).

Saat ini pemerintah memperketat perdagangan dan pemanfaatan kayu ulin, sehingga peredaran atap sirap dari kayu ulin sangat berfluktuatif, bahkan

(23)

terkadang sulit menemukan atap sirap di pasaran. Oleh karena itu kini mulai diproduksi atap sirap dari bahan kayu merbau sebagai alternatif pengganti atap sirap dari kayu ulin. Merbau merupakan salah satu jenis kayu keras dan biasanya dimanfaatkan dalam konstruksi bangunan, jembatan, parket (flooring), pintu dan jendela, dan lain-lain.

Kelebihan dari atap sirap : 1. Bahannya cukup ringan

2. Bersifat isolisasi terhadap panas Kekurangan menggunakan atap sirap :

1. Pemasangannya cukup sulit sehingga biaya yang akan digunakan akan bertambah

2. Bila lembaran sirap belum cukup kering sudah di pasang akan membilut dan berubah bentuk menjadi cekung.

2.1.7 Genteng Polimer

Salah satu bentuk genteng berbasis polimer adalah genteng aspal. Saat ini di Indonesia, pemakaian genteng jenis ini masih terbatas, hal ini disebabkan harga genteng yang masih relatif mahal. Keunggulan genteng jenis ini yaitu tahan lama, pemeliharaannya mudah, fleksibel dan mudah dipasang, sangat ringan serta tidak korosi. Umumnya genteng polimer yang ada di pasaran terbuat dari aspal, serat kaca, granul dan material lainnya. (R Paroli, 1997) .

Genteng berbasis polimer merupakan suatu alternatif pengganti genteng yang kita kenal selama ini, dibuat dengan mencampur polimer sebagai matriks dan pengisi (filler) dari bahan alam. Genteng komposit polimer dibuat secara partikel komposit dengan terlebih dahulu mengubah bentuk bahan pengisi menjadi partikel, partikel ini kemudian dicampur dengan matrik polimer pada suhu titik leleh polimer tersebut. Matrik yang digunakan adalah polietilen, polipropilen dan paduan polietilen – karet alam. Mutu genteng komposit polimer yang dihasilkan bergantung pada bahan matriks, pengisi dan perbandingan antara

(24)

matrik dan pengisi. Terhadap komposit yang diperoleh dilakukan uji fisik, mekanik dan termal. Komposit polimer yang memberikan sifat yang diinginkan lalu dicetak dengan bentuk genteng sehingga diperoleh genteng komposit polimer. Secara keseluruhan genteng komposit polimer mempunyai beberapa keunggulan seperti ringan, kuat, ekonomis dan elastis serta menggunakan bahan alam yang berlimpah sebagai bahan pengisi. (Batan, 2009)

2.2 Aspal

Aspal adalah suatu unsur dari minyak bumi paling kasar yang bukan hasil proses utama dalam distilasi minyak bumi. Tetapi merupakan residu dari minyak mentah. Residu minyak bumi ini memiliki komponen yang bervariasi mulai dari 1 persen hingga 58 persen berat.

Aspal terbuat dari minyak mentah, melalui proses penyulingan atau dapat ditemukan dalam kandungan alam sebagai bagian dari komponen alam yang ditemukan bersama sama material lain. Aspal dapat pula diartikan sebagai bahan pengikat pada campuran beraspal yang terbentuk dari senyawa-senyawa komplek seperti Asphaltenese, Resins dan Oils. Aspal mempunyai sifat visco-elastis dan tergantung dari waktu pembebanan.

Aspal dihasilkan dari minyak mentah yang dipilih melalui proses destilasi minyak bumi. Proses penyulingan ini dilakukan dengan pemanasan hingga suhu 350oC dibawah tekanan atmosfer untuk memisahkan fraksi-fraksi ringan, seperti gasoline (bensin), kerosene (minyak tanah) dan gas oil. (Wignall, 2003)

Aspal adalah material yang pada temperatur ruang berbentuk padat sampai agak padat, dan bersifat termoplastis. Jadi aspal akan mencair jika dipanaskan sampai temperatur tertentu, dan kembali membeku jika temperatur turun. Bersama dengan agregat, aspal merupakan material pembentuk campuran perkerasan jalan. Banyaknya aspal dalam campuran perkerasan berkisar antara 4 - 10% berdasarkan berat campuran, atau 10 – 15% berdasarkan volume campuran.

(25)

2.3 Polipropilen

Polipropilen (PP) adalah sebuah polimer termoplastikyang dibuat oleh industri kimia dan digunakan dalam berbagai aplikasi, diantaranya pengemasan, tekstil, alat tulis, berbagai tipe wadah terpakaikan ulang serta bagian plastik, perlengkapan labolatorium, pengeras suara, komponen otomotif, dan uang kertas polimer. Polimer adisi yang terbuat dari propilena monomer, permukaannya tidak rata serta memiliki sifat resistan yang tidak biasa terhadap kebanyakan pelarut kimia, basa dan asam.

Pengolahan lelehnya polipropilen bisa dicapai melalui ekstrusi dan pencetakan. Metode ekstrusi (peleleran) yang umum menyertakan produksi serat pintal ikat (spun bond) dan tiup (hembus) leleh untuk membentuk gulungan yang panjang untuk nantinya diubah menjadi berbagai macam produk yang berguna seperti masker muka, penyaring, popok dan lap.

Teknik pembentukan yang paling umum adalah pencetakan suntik, yang digunakan untuk berbagai bagian seperti cangkir, alat pemotong, botol kecil, topi, wadah, perabotan, dan suku cadang otomotif seperti baterai. Teknik pencetakan tiup dan injection-stretch blow molding juga digunakan, yang melibatkan ekstrusi dan pencetakan.

Ada banyak penerapan penggunaan akhir untuk PP karena dalam proses pembuatannya bisa di-tailor grade dengan aditif serta sifat molekul yang spesifik. Misalnya, berbagai aditif antistatik bisa ditambahkan untuk memperkuat resistensi permukaan PP terhadap debu dan pasir. Kebanyakan teknik penyelesaikan fisik, seperti pemesinan, bisa pula digunakan pada PP. Perawatan permukaan bisa diterapkan ke berbagai bagian PP untuk meningkatkan adhesi (rekatan) cat dan tinta cetak.

(26)

2.4 Debu Vulkanik

Debu Vulkanik ini merupakan leburan bagian dalam gunung yang terdiri dari batu

– batu yang hancur, mineral dan kaca vulkanik. yang dikeluarkan saat letusan gunung berapi, berdiameter kurang dari 2 mm (0,079 inci). Debu vulkanik, Istilah ini juga sering digunakan untuk merujuk kepada semua produk letusan eksplosif, walaupun partikelnya lebih besar dari 2 mm. Debu vulkanik terbentuk selama letusan gunung berapi ledakan ketika gas – gas terlarut dalam magma berekspansi dan meluncur dengan kencang ke atmosfer. Kekuatan gas yang meluncur ini menghancurkan magma dan mendorongnya keluar dimana magma akan mengeras menjadi fragmen – fragmen batuan vulkanik dan kaca. Debu juga diproduksi ketika magma kontak dengan air selama letusan freatomagmatik, menyebabkan air langsung menguap dan menyebabkan pecahan magma terbawa uap keatas. Setelah di udara, abu diangkut oleh angin hingga ribuan kilometer jauhnya.

Karena penyebarannya luas, abu dapat memiliki sejumlah dampak terhadap masyarakat, kesehatan manusia dan hewan, gangguan terhadap penerbangan, gangguan terhadap infrastruktur kritis (telekomunikasi, air dan jaringan air limbah, transportasi), industri primer, bangunan dan struktur .

Kandungan yang ada pada debu vulkanik tidak jauh beda dengan pasir yang materi pembentuknya adalah silikon dioksida. Jenis-jenis mineral hadir dalam abu vulkanik tergantung pada kimia magma dari mana itu meletus. Dengan mempertimbangkan bahwa unsur yang paling berlimpah ditemukan dalam magma adalah silika ( SiO2 ) dan oksigen , berbagai jenis magma yang dihasilkan selama letusan gunung berapi yang paling sering dijelaskan dengan parameter kandungan silikanya. Letusan basal energi rendah (basal : batuan beku berwarna gelap, berbutir halus yang umumnya merupakan pembekuan lava dari gunung api) menghasilkan abu berwarna gelap khas yang mengandung 45 – 55 % silika yang umumnya kaya akan zat besi (Fe) dan magnesium (Mg). Letusan riolit paling eksplosif menghasilkan abu felsic yang tinggi silika ( > 69 % ), sedangkan jenis lain abu dengan komposisi menengah (misalnya, andesit) memiliki kandungan silika antara 55 - 69 % .

(27)

Silika (SiO2) maupun Kuarsa (Si) mempunyi sifat keras dan tajam jika dijadikan dalam ukuran nanometer, mempunyai sifat unggul yang sangat baik untuk bahan campuran dalam pembuatan genteng. Jika porositas genteng diisi dengan material berukuran cukup kecil, maka genteng akan semakin padat dan kuat. Penggunaan tersebut mengurangi penggunaan pasir sehingga jumlah penambangan pasir ikut berkurang maka kerusakan lingkungan di sungai atau pantai dapat dikurangi. (Bisakimia, 2014)

2.5 Katalis

Katalis (hardener) adalah zat yang ditambahkan ke dalam suatu reaksi dengan maksud memperbesar kecepatan reaksi. Katalis terkadang ikut terlibat dalam reaksi tetapi tidak mengalami perubahan kimia yang permanen, dengan kata lain pada akhir reaksi katalis akan dijumpai kembali dalam bentuk dan jumlah yang sama seperti sebelumnya. Fungsi katalis adalah memperbesar kecepatan reaksinya (mempercepat rekasi) dengan jalan memperkecil energi pengaktifan maka pada suhu yang sama reaksi dapat berlangsung lebih cepat.

Katalis atau pengerasan (Hardener) merupakan zat tambahan bagi sistem perekat. Pengeras bergabung secara kimia dengan bahan rekatannya. Pengeras dapat barupa monomer, polimer atau senyawa campuran dengan jumlah pemakaian tertentu. Katalis juga digunakan sebagai zat tambahan bagi resin thermoset agar dapat meningkatkan ikat silang polimernya. Katalis ini dapat berupa zat asam, basa, garam, senyawa belerang dan peroksida yang digunakan dalam jumlah sedikit saja. (J. Hartono, dkk. 1992).

Fungsi katalis adalah memperbesar kecepatan reaksinya (mempercepat reaksi) dengan jalan memperkecil energi pengaktifan suatu reaksi dan dibentuknya tahap-tahap reaksi yang baru. Dengan menurunnya energi pengaktifan maka pada suhu yang sama reaksi dapat berlangsung lebih cepat. (arhidayat2008 ).

(28)

2.6 Pengujian Sampel

Pengujian sampel dilakukan untuk mengetahuisifat fisik dan mekanik dari keadaan genteng yang telah diteliti. Sampel yang diuji akan diketahui kelebihan, kekurangan dan kadar kelayakan pemakaian serta kualitasnya

2.6.1 Pengujian Fisis

2.6.1.1Penyerapan Air

Penyerapan air merupakan salah satu parameter yang sangat penting untuk memprediksi dan mengetahui kekuatan dan kualitas genteng polimer yang dihasilkan. Genteng polimer yang berkualitas baik memiliki daya serap air yang kecil dimana jumlah pori pori pada permukaan sedikit dan rapat. Semakin besar kerapatan dari permukaannya maka semakin kecil daya serapnya terhadap air. Pengujian penyerapan air mengacu pada standart C 134-95. Untuk mengetahui besarnya penyerapan air diukur dan dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut:

  x 100 %

M M M WA air Penyerapan k k b 

 ... (2.1) dengan :

WA = Water Absorption (%)

= massa sampel setelah direndam di dalam air (gr) = Massa kering (gr)

Prosedur pengujian penyerapan air adalah sebagai berikut :

1. Sampel yang telah dipress menggunakan hotpress dengan temperature 1500 C selama 20 menit, ditimbang massanya dengan menggunakan neraca digital dan disebut dengan masssa sampel kering.

2. Kemudian sampel direndam di dalam air selama 24 jam dan ditimbang kembali untuk memperoleh massa basah setelah sampel dilap dengan menggunakan kain lap terlebih dahulu, dan dicatat hasilnya.

(29)

3. Kemudian dihitung persen penyerapan air nya dengan menggunakan persamaan (2.1)

2.6.1.2Densitas

Massa jenis atau disebut juga dengan istilah rapat massa adalah perbandingan antara massa suatu zat dengan volumenya. Massa jenis merupakan ciri khas setiap zat. Oleh karena itu zat yang berbeda jenisnya pasti memiliki massa jenis yang berbeda pula. Massa jenis zat dapat diukur. Secara matematis, massa jenis zat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:

dengan :

ρ = Massa jenis zat (kg/m3 atau g/cm3 ) m = Massa benda (kg atau g)

V = Volume benda (m3 atau cm3 ) ( Wawan, 2010 )

2.6.2 Pengujian Mekanik

2.6.2.1Kuat Impak

Kuat impak adalah suatu kriteria penting untuk mengetahui kegetasan suatu bahan. Kekuatan material terhadap beban kejut yang dapat diketahui dengan cara melakukan uji impak. Dari hasil pengujian akan dapat diperoleh tingkat kegetasan material tersebut. Kekuatan impak komposit rata – rata masih di bawah kakuatan impak logam. Kekuatan impak komposit sangat tergantung pada ikatan antara molekulnya. Semakin kuat ikatan molekulnya maka akan semakin tinggi pula kekuatan impaknya.

(30)

Secara umum metode pengujian impak ini dilakukan dengan dua metode yaitu metode charpy izord. Dimana metode charpy adalah pengujian tumbuk dengan meletakkan posisi specimen uji pada tumpuan dengan posisi horizontal dan arah pembebanan berlawanan dengan arah tarikan. Sedangkan metode izord adalah pengujian tumbuk dengan meletakkan posisi specimen uji pada tumpuan dengan posisi, dan arah pembebanan searah dengan arah tarikan. Sampel uji berbentuk persegi panjang 130 mm, lebar 15 mm dan tebal 3 mm, yang mengacu pada standart ASTM D 256. Dasar pengujian impak ini adalah penyerapan energi potensial dari pendulum beban yang berayun dari suatu ketinggian tertentu dan menumbuk benda uji sehingga benda uji mengalami deformasi.

Dengan mengetahui besarnya energi yang diserap oleh material maka kekuatan impak benda uji dapat dihitung sesuai dengan persamaan 2.3

Kekuatan Impak (ϭ) = ...(2.3)

dengan :

σ = Kekuatan Impak (J/m2)

Eserap = Energi yang diserap (J)

A = Luas penampang lintang sampel (m2)

2.6.2.2Kuat Lentur

Pengujian kekuatan lentur dimaksudkan untuk mengetahui ketahanan polimer terhadap pembebanan. Dalam metode ini metode yang digunakan adalah metode tiga titik lentur. Pengujian ini juga dimaksudkan untuk mengetahui keelastisan suatu bahan. Pada permukaan bagian atas yang dibebani akan terjadi kompresi, sedangkan pada bagian permukaan bawah akan terjadi tarikan.

Pada pengujian ini pembebanan yang diberikan adalah tegak lurus terhadap arah sampel dengan tiga titik lentur. Pada pengujian ini apabila bahan diberi beban maka permukaan bawah akan memanjang dan terjadi pelengkungan

(31)

sampel akibat regangan tarik dan regangan tekan. Besarnya pelengkungan pada titik tengah sampel dinamakan defleksi. (Syahfitri, N. 2013)

Jika batang uji ditumpu pada R1 dan R2 dan beban (P) diberikan di tengah, maka kekuatan lentur adalah:

dengan: P = Load (N) L = Jarak span (m) b = Lebar sampel (m) d = Tebal sampel (m)

Dimana P adalah beban lentur.

Umumnya pada bahan polimer modulus elastis untuk tekan berbeda dengan untuk tarik, tegangan tekan yang besar terjadi pada bagian yang mengalami tegangan tekan.

P P

b d

Gambar 2.1 Skematis pengujian kekuatan lentur

Selanjutnya pada bahan polimer kekuatan tekan jauh lebih besar daripada kekuatan tarik, hal inilah yang menyebabkan patah karena tekukan pada bagian yang mengalami tegangan tarik. (Tata Surdia. 1987)

(32)

2.7 Syarat Mutu Genteng Menurut Standar Nasional Indonesia

Menurut Standar Nasional Indonesia (SNI) 0096:2007, syarat mutu genteng meliputi :

1. Sifat Tampak

Genteng harus memiliki permukaan atas yang mulus , tidak terdapat retak, atau cacat lain yang mempengaruhi sifat pemakaiannya.

2. Penyerapan Air

Penyerapan air maksimal 10 %

3. Ketahanan terhadap Perembesan Air ( Impermeabilitas)

Tidak boleh ada tetesan air dari permukaan bawah genteng kurang dari 20 jam ± 5 menit.

(33)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di laboratorium kimia polimer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 3.2 Peralatan dan Bahan

3.2.1 Peralatan 1. Ayakan

Berfungsi sebagai saringan untuk mengayak debu agar lebih halus. 2. Spatula

Berfungsi sebagai alat yang digunakan untuk mengaduk campuran bahan.

3. Neraca Analitik

Berfungsi sebagai alat untuk menimbang sampel atau bahan. 4. Hot Plate

Berfungsi sebagai pemanas. 5. Hot Compressor

Berfungsi sebagai alat untuk menekan cetakan berdasarkan pada pemanasan.

6. Cetakan Sampel

Berfungsi sebagai tempat pencetakan sampel. 7. Beaker glass 500 ml dan 150 ml

Berfungsi sebagai wadah atau tempat untuk mencampur sampel. 8. Electronic System Universal Tensile Machine Type SC-2DE

(34)

9. Mikrometer Sekrup

Berfungsi untuk mengukur tebal sampel. 10.Impaktor Wolpert

Berfungsi sebagai alat yang digunakan untuk pengujian kuat impak.

11.Aluminium Foil

Berfungsi untuk melapisi cetakan. 3.2.2 Bahan

1. Aspal penetrasi tipe 60/70 2. Debu vulkanik sinabung 3. Resin Polipropilen 4. Katalis

3.3 Prosedur

3.3.1 Penyediaan Agregat Debu Halus

1. Debu diendapkan dengan air kemudian dikeringkan dibawah sinar matahari dan setelah itu disaring dengan ayakan sehingga diperoleh agregat debu halus. Selanjutnya debu ditimbang dengan variasi massa 40 gr, 45 gr, 50 gr, 55 gr dan 60 gr.

3.3.2 Prosedur Pembuatan Genteng Polimer

1. Aspal sebanyak 5 gr dimasukkan kedalam beaker glass dan dipanaskan dengan suhu 1500C dan ditunggu sampai mencair.

2. Ditambahkan debu halus sebanyak 60 gr kedalam beaker glass yang berisi aspal cair dan diaduk sampai merata.

3. Setelah merata campuran tersebut ditambahkan resin polipropilen sebanyak 35 gr dan katalis. Lalu dimasukkan kedalam internal mixer. 4. Kemudian hasil campuran akhir dicetak di atas cetakan berukuran

panjang 130 mm, lebar 15 mm dan tebal 3 mm dan dipress pada suhu 1500C dengan menggunakan Hot Compressor dalam waktu 20 menit.

(35)

5. Hasil cetakan diuji dengan pengujian fisis dan mekanik.

6. Perlakuan yang sama dilakukan untuk variasi debu halus dan resin polipropilen dengan perbandingan masing-masing (5:55:40) gr ; (5:50:45) gr ; (5:45:50) gr ; (5:40:45)

Tabel 3.1 Komposisi Bahan

No. Debu

halus (gr)

Resin Polipropilen (gr)

Aspal (gr)

1 60 35 5

2 55 40 5

3 50 45 5

4 45 50 5

5 40 55 5

3.3.3 Pencetakan

Hasil keluaran campuran yang telah diaduk merata dimasukkan kedalam cetakan yang berukuran (13 x 1,5 x 0,3) cm. Proses pengerasan dilakukan pada Hot Compressor dengan suhu 1500C. Penekanan yang diberikan dilakukan secara manual dengan lama penekanan untuk satu sampel pada saat dipanaskan adalah 20 menit.

tinggi 3 mm

panjang 130 mm lebar 15 mm

(36)

3.4 Diagram Alir

Gambar 3.2 Diagram alir Aspal penetrasi

tipe 60/70

Resin Polipropilen + Katalis

Agregat Debu halus

Dipanaskan pada suhu 150 0C dengan hot plate

Pencampuran

Pencampuran diaduk merata

Dituang kedalam cetakan

Didinginkan selama 1,5 jam dan dikeluarkan dari cetakan Dipress menggunakan hot

compressor (T=150 0C) selama 20 menit

Pengujian

Penyerapan Air Densitas

Sifat Fisis Sifat Mekanik

Uji Impak Uji Tekan

(37)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

4.1.1 Hasil Pengujian Daya Serap Air

Pengujian daya serap air ini mengacu pada ASTM C-20-00-2005 tentang prosedur pengujian, dimana bertujuan untuk menentukan besarnya persentase air yang diserap oleh sampel yang direndam dengan perendaman selama 24 jam.Pengujian daya serap air (Water absorbtion) dilakukan pada masing-masing sampel. Lama perendaman dalam air adalah selama 24 jam dalam suhu kamar.

Massa awal sebelum direndam dan massa sesudah perendaman diukur. Untuk mendapatkan nilai penyerapan air didapat dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

dengan:

Mb = Massa basah (kg) Mk = Massa kering (kg)

(38)

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Daya Serap Air Debu halus (gr) Resin Polipropilen (gr) Aspal (gr) Massa Kering (gr) Massa Basah (gr)

Daya serap air (%)

40 55 5 6,9 7,3 5,79

45 50 5 6,8 7,2 5,88

50 45 5 8,2 8,5 3,65

55 40 5 8,5 8,8 3,52

60 35 5 8,6 8,9 3,48

4.1.2 Hasil Pengujian Densitas

Densitas adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi densitas (massa jenis) suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Densitas rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya.

Untuk pengukuran densitas beton polimer menggunakan metode Archimedes mengacu pada standart ASTM C 134 – 95 dan dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut :

dengan :

ρ = Densitas (kg/m3 atau g/cm3 ) m = Massa benda (kg atau g) V = Volume benda (m3 atau cm3 )

(39)

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Densitas

No Debu halus

Resin

Polipropilen Aspal Massa Benda Volume Densitas

(gr) (gr) (gr) (gr) (cm3) (gr/cm3)

1 40 55 5 6.9 5.85 1.18

2 45 50 5 6.8 5.85 1.16

3 50 45 5 8.2 5.85 1.40

4 55 40 5 8.5 5.85 1.45

5 60 35 5 8.6 5.85 1.47

4.1.3 Hasil Pengujian Kuat Impak

Pengujian impak merupakan respon terhadap beban yang tiba-tiba, bertujuan untuk mengetahui ketangguhan suatu bahan terhadap pembebanan dinamis.Pengujian ini bertujuan untuk mengukur besar energi yang diserap suatu bahan sampai bahan tersebut patah.

Metode yang dipakai pada pengujian impak ini adalah metode Charpy, dimana sampel dalam bentuk tertidur, dengan kedua ujung sampel diletakkan pada penumpu lalu beban dinamis dilepaskan dengan tiba-tiba menuju sampel dengan sudut awal beban sebesar 1600 terhadap vertikal. Kekuatan impak yang dihasilkan merupakan perbandingan antara energi serap dengan luas penampang.

dengan:

Is = Kekuatan impak (Kj/m2) Es = Energi serap (J)

(40)

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Kuat Impak (Is)

No Debu halus (gr) Resin Polipropilen (gr) Aspal (gr)

Lebar Tebal Luas Es Is

b D A

(10

-3 m)

(10-3 m) (10-6 m2) (J) (kJ/m2)

1 40 55 5 15 3 45 0,12 2,67

2 45 50 5 15 3 45 0,17 3,78

3 50 45 5 15 3 45 0,11 2,44

4 55 40 5 15 3 45 0,09 2

5 60 35 5 15 3 45 0,05 1,11

4.1.4 Hasil Pengujian Kuat Lentur (UFS)

Pengujian kekuatan lentur (UFS) dimaksudkan untuk mengetahui ketahanan polimer terhadap pembebanan.Dalam pengujian ini yang digunakan adalah metode tiga titik lentur.Pengujian ini juga bertujuan untuk mengetahui keelastisan suatu bahan.Sampel uji berukuran persegi panjang disesuaikan dengan ASTM D 790-03.

Beban digantungkan pada span dan span diletakkan diatas piringan besi. Jarak span diatur 105 mm satu sama lain dan sampel diletakkan ditengah-tengah span. Skala pembebanan maksimum diberikan sebesar 100 kgf. Display beban dan regangan tepat pada skala nol. Kertas grafik diatur pada chart recorder sehingga tepat pada posisinya. Kemudian switch dihidupkan bersamaan dengan menekan tombol down. Pembebanan dilakukan pada pertengahan benda uji dengan kecepatan 20 mm/s. Setelah sampel uji patah, tombol stop ditekan kemudian tombol recall untuk memperoleh beban dan regangan maksimum. Dicatat beban atau load dan stroke (defleksi) yang ditunjukkan oleh alat Electronic System Universal Testing Machine.

Pada permukaan bagian atas sampel yang dibebani akan terjadi kompresi, sedangkan pada bagian permukaan bawah akan terjadi tarikan. Pada pengujian ini terhadap sampel uji diberikan pembebanan yang arahnya tegak lurus terhadap sampel. Kekuatan lentur dapat diperoleh menggunakan persamaan:

(41)

dengan: P = Load (N) L = Jarak span (m) b = Lebar sampel (m) d = Tebal sampel (m)

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kuat Lentur (UFS)

No Debu halus (gr)

Resin Polipropilen

(gr)

Beban Lebar Tebal 2bd2 3PL UFS

B d

(N) (10-3 m) (10-3 m) (10-9 m3) (Nm) ( MPa)

1 40 55 24,2 15 3 270 7,623 28,23

2 45 50 29,6 15 3 270 9,324 34,53

3 50 45 16,53 15 3 270 5,206 19,28

4 55 40 10,27 15 3 270 3,235 11,98

5 60 35 8,52 15 3 270 2,684 9,94

4.2 Pembahasan

4.2.1 Analisis Pengujian Daya Serap Air

Nilai penyerapan air mencerminkan kemampuan benda uji untuk menyerap air setelah direndam selama 24 jam. Air yang masuk terdiri dari air yang langsung masuk melalui rongga-rongga kosong di dalam benda uji dan air yang masuk ke dalam partikel-partikel penyusun. Pengujian daya serap air ini bertujuan untuk mengetahui banyaknya air yang mampu diserap oleh benda uji dalam waktu 24 jam. Nilai penyerapan air yang diperoleh adalah berkisar antara(3,48 – 5,88) %.

(42)

Hubungan antara daya serap air terhadap komposisi massa debu halus dari tabel 4.1 diperlihatkan pada grafik di bawah

Gambar grafik 4.1 hubungan nilai daya serap air dengan komposisi massa debu

Dari grafik 4.1 dapat ditunjukkan dengan penambahan debu vulkanik gunung sinabung pada komposisi (5:45:50) nilai penyerapan air meningkat, lalu ketika ditambahkan debu vulkanik pada komposisi (5:50:45), (5:55:40) dan (5:60:35) nilai penyerapan air menurun. Begitu juga jika jumlah resin polipropilen diperbanyak akan sangat mempengaruhi nilai penyerapan air pada genteng polimer. Nilai daya serap air maksimum yang diperoleh adalah sebesar 5, 88 % yaitu pada komposisi 45 gr debu, nilai ini tidak melebihi standart nasional Indonesia yaitu kurang dari 10%. Nilai daya serap air minimum yang diperoleh adalah pada komposisi debu 60 gr yaitu sebesar 3,48 %

4.2.2 Analisis Pengujian Densitas

Densitas merupakan massa dibagi volume. Semakin tinggi densitas (massa jenis) suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Densitas rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya.Besarnya nilai antara densitas terhadap kandungan aspal, debu, danresin polipropilen pada genteng polimer dari tabel 4.2 diperlihatkan pada grafik di bawah

(43)

Gambar grafik 4.2 hubungan nilai densitas dengan komposisi massa debu

Dari grafik 4.2 dapat kita lihat bahwa semakin banyak debu yang kita tambahkan maka semakin besar nilai densitas yang kita peroleh. Pada komposisi debu 60 gr nilai densitas yang kita peroleh sebesar 1,47 gr/cm3. Kemudian pada debu 55 gr nilai densitas yang kita peroleh sebesar 1,45 gr/cm3. Lalu pada komposisi 50gr debu nilai densitas yang kita peroleh sebesar 1,4 gr/cm3. Kemudian pada komposisi debu 45 gr nilai densitas yang kita peroleh sebesar 1,16 gr/cm3. Nilai densitas semakin menurun jika massa debu kita kurangi. Tetapi pada debu 40 gr ada kesalahan sedikit yaitu nilai densitas nya naik menjadi 1,18 gr/cm3. Hal itu mungkin disebabkan pengadukan pada sampel debu 40 gr tidak terlalu merata sehingga mengakibatkan nilai densitas menaik dari debu yang massa nya 45 gr.

(44)

4.2.3 Analisis Pengujian Kuat Impak (Is)

Besarnya nilai antara kuat impak terhadap kandungan aspal, debu, danresin polipropilen pada genteng polimer dari tabel 4.3 diperlihatkan pada grafik di bawah

Gambar grafik 4.3 hubungan nilai kuat impak dengan komposisi massa debu

Dari grafik 4.3 besarnya kuat impak yang diperoleh berkisar antara 1,11 – 3,78Kj/m².Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa nilai kuat impak minimum sebesar 1,11 kJ/m2 terdapat pada komposisi aspal, debu dan resin polipropilen (5:60:35).Sedangkan nilai kuat impak maksimum sebesar 3,78 kJ/m2 terdapat pada komposisi aspal, debu dan resin polipropilen (5:45:50). Terlihat pada komposisi debu 40 gr menuju komposisi debu 45 gr nilai kuat impak nya naik, sedangkan pada komposisi debu 45 gr meuju komposisi debu 50 gr nilai kuat impak menurun. Hal itu disebabkan karena pengadukan campuran yang dilakukan manual sehingga mengakibatkan kehomogenan campuran kurang akurat. Kehomogenan campuran ini sangat berpengaruh pada nilai kuat impak.

(45)

4.2.4 Analisis Pengujian Kuat Lentur (UFS)

Besarnya nilai antara kuat lentur terhadap kandungan aspal, debu vulkanik gunung sinabung dan resin polipropilen dari tabel 4.4 diperlihatkan pada grafik di bawah

Gambar grafik 4.4 hubungan nilai kuat lentur dengan komposisi massa debu

Dari grafik 4.4besarnya kuat lentur yang diperoleh berkisar antara 9,94 – 34,53 MPa. Semakin banyak debu vulkanik gunung sinabung maka akan semakin kecilkekuatan lentur nya, sebaliknya semakin sedikit debu vulkanik gunung sinabung maka akan semakin besar kekuatan lenturnya. Pada komposisi debu 45 gr diperoleh nilai kuat lentur maksimum yaitu sebesar 34,53 MPa, lalu pada komposisi debu 50 gr nilai kuat lenturnya turun menjadi 19,28 MPa,lalu pada komposisi debu 55 gr nilai kuat lenturnya terus menurun menjadi 11,98 MPa, dan pada komposisi debu 60 gr nilai kekuatan lenturnya terus menurun sampai dibatas nilai 9,94 MPa. Kekuatan lentur yang paling baik adalah pada komposisi aspal, debu vulkanik gunung sinabung dan resin polipropilen (5:45:50).

(46)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan mengenai pembuatan genteng polimer berbahan baku aspal, debu vulkanik sinabung dengan perekat resin polipropilen, maka dapat diambil kesimpulan:

1. Komposisi terbaik untuk genteng polimer terdapat pada komposisi 5 gr aspal, 45 gr debu vulkanik gunung sinabung dan 50 gr resin polipropilen, yang mempunyai kelenturan 32,98 Mpa, kuat impak 2,59 kJ/m2 dan penyerapan air sebesar 5,88 %.

2. Dari penelitian ini ternyata debu vulkanik sinabung dapat menggantikan pasir sebagai bahan utama pembuatan genteng

3. Genteng polimer yang dihasilkan memenuhi standart mutu genteng SNI0096:2007 pada halaman 18 yaitu penyerapan air tidak melibihi 10 % dan ketahanan terhadap perembesan air dari permukaan bawah genteng melebihi 20 jam.

(47)

5.2 Saran

1. Disarankan untuk peneliti selanjutnya agar melebihkan bahan sampel ketika dimasukkan ke cetakan agar sampel yang kita peroleh lebih kuat dan lebih rapat

2. Disarankan hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai pembanding oleh peneliti-peneliti selanjutnya

(48)

DAFTAR PUSTAKA

Daniel, Albert. 2012. Pengaruh Variasi Tekanan Terhadap Konstanta Kisi Debu Vulkanik Gunung Sinabung. Universitas Sumatera Utara. Medan.

Febriyatno, Hendy. 2011. Pemanfaatan Limbah Bahan Padat Sebagai Agregat Kasar Pada Pembuatan Beton Normal. Jurnal Teknik Sipil.Fakultas Tekik Sipil dan Perencanaan, Universitas Gunadarma.

Iswantoro, dkk. 2012. Pengukuran Radioaktivitas Pb-210, Pb-212 Dan Pb-214 Dalam Cuplikan Debu Vulkanik Pasca Gunung Merapi Meletus. Jurnal Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta.

J. Hartono; dkk.1992. Memahami Perekat. Yogyakarta. Penerbit Andi

Kurnia, Sembiring. Eddy. Thamrin. Ridwan. 2014. The Use of Solid Waste in Rubber Gloves Industry and Natural Polyurethane in Making Sound

Dumping Polymer’s Roof. American Journal of Physical Chemistry: Vol. 3, No. 2, 2014, pp. 15-18. Doi: 10.11648/j.ajpc20140302.12.

May, A. Clayton. 1998. Chemistry and Technology. Second Edition. Newyork: Marcel Dekker, INC.

Milawarni. 2013. Pemanfaatan Limbah Serat Sabut Kelapa Dan Polipropilen

Bekas Untuk Bahan Pembuatan Genteng Komposit Polimer. Jurnal

Politeknik Negeri Lhokseumawe.

Prasetyo, Y. 2011. Scanning Electron Microscope dan Optical Emission Spectroscope. http:// yudiprasetyo53.wordpress.com/2011/11/07/scanning-electron-microscope-sem-dan-optical-emission-spectroscope-oes/. Diakses tanggal 27 September 2014.

(49)

R Paroli. 1997. Properties and Performance of Roof Coverings. Canada

http://arhidayat.staff.uii.ac.id/2008/08/05/katalis Diakses tanggal 9 Juli 2014

http://bisakimia.com/2014/02/21/semua-tentang-abu-vulkanik Diakses tanggal 2 Juli 2014

http://id.wikipedia.org/wiki/Polimer Diakses tanggal 10 Juli 2014

http://sisni.bsn.go.id/index.php?/sni_main/sni/detail_sni/7605 diakses tanggal 20 September 2014

http://www.batan.go.id/view. 2009. Diakses tanggal 2 Juli 2014

(50)

LAMPIRAN I

1. Bahan

Gambar 1. Debu Vulkanik Gunung Sinabung

(51)

Gambar 3. Resin Polipropilen

LAMPIRAN II

1. Peralatan

Gambar 1. Hot Compressor

(52)

Gambar 3. Cetakan Sampel

(53)

Gambar 5. Neraca Analitik

Gambar 6. Spatula

(54)

Gambar 8. Impaktor Wolpert

Gambar 9. Electronic System Universal Tensile Machine Type SC-2DE

(55)

(56)

LAMPIRAN III

A. Menghitung Daya Serap Air Genteng Polimer

Daya serap air (water absorbtion) = Mb– Mk X _100% Mk

dengan:

Mb = Massa basah (kg) Mk = Massa kering (kg) 1. Komposisi (5:40:55) gr

Mk = 6,9 gr Mb = 7,3 gr

Water Absorbtion = 7,3 – 6,9x 100 %

6,9

= 5,79 % 2. Komposisi (5:45:50) gr

Mk = 6,8 gr Mb = 7,2 gr

Water Absorbtion = 7,2 – 6,8x 100 %

6,8

= 5,88 % 3. Kompisisi (5:50:45) gr

Mk = 8,2 gr Mb = 8,5 gr

(57)

Water Absorbtion = 8,5 – 8,2x 100 %

8,2

= 3,65 % 4. Komposisi (5:55:40) gr

Mk = 8,5 gr Mb = 8,8 gr

Water Absorbtion = 8,8 – 8,5x 100 %

8,5

= 3,52 % 5. Komposisi (5:60:35) gr

Mk = 8,6 gr Mb = 8,9 gr

Water Absorbtion = 8,9 – 8,6x 100 %

8,6

= 3,48 %

B. Menghitung Densitas Genteng Polimer

dengan :

ρ = Densitas (kg/m3 atau g/cm3 ) m = Massa benda (kg atau g) V = Volume benda (m3 atau cm3 )

(58)

1. Komposisi (5:40:55) gr

m = 6,9 gr V = 5,85 gr

= 1,18 gr/cm3 2. Komposisi (5:45:50) gr

m = 6,8 gr V = 5,85 gr

= 1,16 gr/cm3 3. Kompisisi (5:50:45) gr

m = 8,2 gr V = 5,85 gr

= 1,40 gr/cm3 4. Komposisi (5:55:40) gr

m = 68,5 gr V = 5,85 gr

(59)

5. Komposisi (5:60:35) gr

m = 8,6 gr V = 5,85 gr

= 1,47 gr/cm3

C. Menghitung Kuat Impak Genteng Polimer

Is = dengan:

Is = Kekuatan impak (Kj/m2) Es = Energi serap (J)

A = Luas penampang (m2)

1. Komposisi (5:40:55) gr

dengan : b = 15 (10-3) m d = 3 (10-3) m

maka, A = b x d = (15 x 3) 10-6 m2 = 45 x 10-6 m2

Is = 0,12 x 10-3 kJ 45 x 10-6 m2 = 2,67 kJ/m2

(60)

2. Komposisi (5:45:50) gr

dengan : b = 15 (10-3) m d = 3 (10-3) m

maka, A = b x d = (15 x 3) 10-6 m2 = 45 x 10-6 m2

Is = 0,17 x 10-3 kJ 45 x 10-6 m2 = 3,78 kJ/m2

3. Kompisisi (5:50:45) gr

dengan : b = 15 (10-3) m d = 3 (10-3) m

maka, A = b x d = (15 x 3) 10-6 m2 = 45 x 10-6 m2

Is = 0,11 x 10-3 kJ 45 x 10-6 m2 = 2,44 kJ/m2

4. Komposisi (5:55:40) gr

dengan : b = 15 (10-3) m d = 3 (10-3) m

(61)

maka, A = b x d = (15 x 3) 10-6 m2 = 45 x 10-6 m2

Is = 0,09 x 10-3 kJ 45 x 10-6 m2 = 2 kJ/m2

5. Komposisi (5:60:35) gr

dengan : b = 15 (10-3) m d = 3 (10-3) m

maka, A = b x d = (15 x 3) 10-6 m2 = 45 x 10-6 m2

Is = 0,05 x 10-3 kJ 45 x 10-6 m2 = 1,11 kJ/m2

D. Menghitung Kuat Lentur Genteng Polimer

UFS = 3 PL 2bd2 dengan:

P = Load (N) L = Jarak span (m) b = Lebar sampel (m) d = Tebal sampel (m)

(62)

1. Komposisi (5:40:55) gr

dengan : b = 15 (10-3) m d = 3 (10-3) m

maka, 2bd2 = 2 x 15 (3)2 = 270 x 10-9 m3 Load (P) = 24,2 N

Jarak Span (L) = 0,105 m

Sehingga, UFS = 3 (24,2 N) (0,105 m) 270 x 10-9 m3

= 28,23 Mpa 2. Komposisi (5:45:50) gr

dengan : b = 15 (10-3) m d = 3 (10-3) m

maka, 2bd2 = 2 x 15 (3)2 = 270 x 10-9 m3 Load (P) = 29,6 N

Jarak Span (L) = 0,105 m

Sehingga, UFS = 3 (29,6 N) (0,105 m) 270 x 10-9 m3

(63)

3. Kompisisi (5:50:45) gr

dengan : b = 15 (10-3) m d = 3 (10-3) m

maka, 2bd2 = 2 x 15 (3)2 = 270 x 10-9 m3 Load (P) = 16,53 N

Jarak Span (L) = 0,105 m

Sehingga, UFS = 3 (16,53 N) (0,105 m) 270 x 10-9 m3

= 19,28 Mpa 4. Komposisi (5:55:40) gr

dengan : b = 15 (10-3) m d = 3 (10-3) m

maka, 2bd2 = 2 x 15 (3)2 = 270 x 10-9 m3 Load (P) = 10,27 N

Jarak Span (L) = 0,105 m

Sehingga, UFS = 3 (10,27 N) (0,105 m) 270 x 10-9 m3

(64)

5. Komposisi (5:60:35) gr

dengan : b = 15 (10-3) m d = 3 (10-3) m

maka, 2bd2 = 2 x 15 (3)2 = 270 x 10-9 m3 Load (P) = 8,52 N

Jarak Span (L) = 0,105 m

Sehingga, UFS = 3 (8,52 N) (0,105 m) 270 x 10-9 m3

(1)

m = 8,6 gr V = 5,85 gr

= 1,47 gr/cm3

C. Menghitung Kuat Impak Genteng Polimer

Is =

dengan:

Is = Kekuatan impak (Kj/m2) Es = Energi serap (J)

A = Luas penampang (m2)

1. Komposisi (5:40:55) gr

dengan : b = 15 (10-3) m d = 3 (10-3) m

maka, A = b x d = (15 x 3) 10-6 m2 = 45 x 10-6 m2

Is = 0,12 x 10-3 kJ 45 x 10-6 m2 = 2,67 kJ/m2

(2)

2. Komposisi (5:45:50) gr

dengan : b = 15 (10-3) m d = 3 (10-3) m

maka, A = b x d = (15 x 3) 10-6 m2 = 45 x 10-6 m2

Is = 0,17 x 10-3 kJ 45 x 10-6 m2 = 3,78 kJ/m2

3. Kompisisi (5:50:45) gr

dengan : b = 15 (10-3) m d = 3 (10-3) m

maka, A = b x d = (15 x 3) 10-6 m2 = 45 x 10-6 m2

Is = 0,11 x 10-3 kJ 45 x 10-6 m2 = 2,44 kJ/m2

4. Komposisi (5:55:40) gr

dengan : b = 15 (10-3) m

(3)

Is = 0,09 x 10-3 kJ 45 x 10-6 m2 = 2 kJ/m2

5. Komposisi (5:60:35) gr

dengan : b = 15 (10-3) m d = 3 (10-3) m

maka, A = b x d = (15 x 3) 10-6 m2 = 45 x 10-6 m2

Is = 0,05 x 10-3 kJ 45 x 10-6 m2 = 1,11 kJ/m2

D. Menghitung Kuat Lentur Genteng Polimer

UFS = 3 PL 2bd2 dengan:

P = Load (N) L = Jarak span (m) b = Lebar sampel (m) d = Tebal sampel (m)

(4)

1. Komposisi (5:40:55) gr

dengan : b = 15 (10-3) m d = 3 (10-3) m

maka, 2bd2 = 2 x 15 (3)2 = 270 x 10-9 m3 Load (P) = 24,2 N

Jarak Span (L) = 0,105 m

Sehingga, UFS = 3 (24,2 N) (0,105 m) 270 x 10-9 m3

= 28,23 Mpa

2. Komposisi (5:45:50) gr

dengan : b = 15 (10-3) m d = 3 (10-3) m

maka, 2bd2 = 2 x 15 (3)2 = 270 x 10-9 m3 Load (P) = 29,6 N

Jarak Span (L) = 0,105 m

Sehingga, UFS = 3 (29,6 N) (0,105 m) 270 x 10-9 m3

(5)

dengan : b = 15 (10-3) m d = 3 (10-3) m

maka, 2bd2 = 2 x 15 (3)2 = 270 x 10-9 m3 Load (P) = 16,53 N

Jarak Span (L) = 0,105 m

Sehingga, UFS = 3 (16,53 N) (0,105 m) 270 x 10-9 m3

= 19,28 Mpa

4. Komposisi (5:55:40) gr

dengan : b = 15 (10-3) m d = 3 (10-3) m

maka, 2bd2 = 2 x 15 (3)2 = 270 x 10-9 m3 Load (P) = 10,27 N

Jarak Span (L) = 0,105 m

Sehingga, UFS = 3 (10,27 N) (0,105 m) 270 x 10-9 m3

(6)

5. Komposisi (5:60:35) gr

dengan : b = 15 (10-3) m d = 3 (10-3) m

maka, 2bd2 = 2 x 15 (3)2 = 270 x 10-9 m3 Load (P) = 8,52 N

Jarak Span (L) = 0,105 m

Sehingga, UFS = 3 (8,52 N) (0,105 m) 270 x 10-9 m3

Pembuatan Genteng Polimer Berbahan Baku Debu Vulkanik Gunung Sinabung Dengan Perekat Resin Polipropilen