Pemanfaatan Polipropilena Daur Ulang Sebagai Bahan Aditif Dalam Pembuatan Aspal Polimer Menggunakan Proses Ekstruksi

PEMANFAATAN POLIPROPILENA DAUR ULANG SEBAGAI
BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL POLIMER
MENGGUNAKAN PROSES EKSTRUKSI

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar sarjana sains

IRSYADUL ANAM
090822009

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011

Universitas Sumatera Utara

PERSETUJUAN

Judul

Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas

: PEMANFAATAN POLIPROPILENA DAUR
ULANG SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM
PEMBUATAN
ASPAL
POLIMER
MENGGUNAKAN PROSES EKSTRUKSI
: SKRIPSI
: IRSYADUL ANAM
: 090822009
: SARJANA (S-1) KIMIA EKSTENSI
: KIMIA
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA)
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di
Medan,
Agustus 2011

Komisi Pembimbing

:

Pembimbing 2

Pembimbing 1

Prof. DR. Thamrin, M.Sc
NIP. 196007041989031003

Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D
NIP. 195204181980021001

Diketahui/Disetujui oleh
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua,

Dr. Rumondang Bulan, MS
NIP. 195408301985032001

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN

PEMANFAATAN POLIPROPILENA DAUR ULANG SEBAGAI BAHAN
ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL POLIMER MENGGUNAKAN
PROSES EKSTRUKSI

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing –masing disebutkan sumbernya.

Medan, 4 Agustus 2011

IRSYADUL ANAM
090822009

Universitas Sumatera Utara

PENGHARGAAN

Syukur dan Alhamdulillah, segala puji penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang
telah melimpahkan rahmat dan karunia- NYA sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.
Dalam hal ini penulis ucapkan terimakasih dan penghargaan kepada :
1. Kedua orang tua, Ayahanda Alm. Drs. H. Iqbal HBS dan Ibunda Rabiah
Pangaribuan, S.Pd, yang dengan doa dan kerja kerasnya telah ikhlas
membesarkan, membiayai dan mendidik penulis agar dapat menjadi manusia
yang berguna bagi bangsa dan agama. Adinda Khairul Fahmi, Hajir Fauzah,
Ahmad Fadli dan khususnya Adinda Risfina Yarsih yang selalu memberikan
semangat dan bantuan moril sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

2. Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D, sebagai dosen pembimbing I dan
Bapak Prof. Dr. Thamrin, M.Sc, sebagai dosen pembimbing II yang telah
banyak memberikan pengarahan dan bimbingan hingga selesainya skripsi ini.
3. Ibu Dr. Yugia Muis, M.Si selaku kepala laboratorium Kimia Polimer
Departemen Kimia FMIPA USU.

4. Ketua departemen Kimia, FMIPA USU, Ibu Dr. Rumondang Bulan, Nst, MS,
dan Sekretaris departemen Kimia FMIPA USU, Bapak Drs. Albert Pasaribu,
M.Sc.
5. Ibu Dra. Emma Zaidar, M.Si, sebagai dosen wali penulis, yang telah banyak
membantu selama penulis dalam masa studi untuk program sarjana (S1) Kimia
ekstension di FMIPA USU.
6. Bapak Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA USU.

Universitas Sumatera Utara

7. Seluruh Bapak/ Ibu staff dosen Departemen Kimia FMIPA USU yang telah
banyak memberikan ilmu kepada penulis dalam bangku perkuliahan.
8. Bang Edi selaku staff laboratorium kimia Polimer yang telah banyak
membantu administrasi selama penelitian di Lab Kimia Polimer FMIPA USU.
9. Teman –teman stambuk 2009 Kimia Ekstensi FMIPA USU dan partner
penelitian Ahmad dan Tisna.
10. Bapak Nigel Landon dan Ibu Fitri Abdullah selaku pimpinan UNDP-TRWMP
ACEH tempat penulis bekerja yang telah mengizinkan penulis untuk bekerja
sambil kuliah dan cuti untuk menyelesaikan skripsi ini.
11. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu yang telah
membantu dan memberikan dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan
skripsi ini. Semoga Allah SWT akan membalas kebaikan –kebaikan yang telah
diberikan kepada penulis, Amin.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan karena keterbatasan
penulis baik literatur dan pengetahuan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik
dan saran yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat
bermanfaat bagi kita semua. Akhirnya kepada Allah SWT jualah kita berserah diri,
semoga Allah selalu menunjukkan jalan yang lurus kepada kita semua. Amin.

Medan,

Agustus 2011

Irsyadul Anam

Universitas Sumatera Utara

PEMANFAATAN POLIPROPILENA DAUR ULANG SEBAGAI BAHAN
ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL POLIMER MENGGUNAKAN
PROSES EKSTRUKSI

ABSTRAK

Penelitian mengenai pemanfaatan polipropilena daur ulang sebagai bahan
aditif dalam pembuatan aspal polimer menggunakan proses ekstruksi telah dilakukan,
dengan aspal dan polipropilena daur ulang divariasikan dengan adanya agregat pasir.
Pembuatan aspal polimer dengan cara mencampurkan aspal, polipropilena daur ulang,
agregat pasir, dikumil peroksida, dan maleat anhidrat, selanjutnya hasil pencampuran
ini di ekstruksi pada suhu 160 oC, dan dikarakterisasi. Karakterisasi menunjukkan
bahwa yang paling optimum yaitu pada variasi aspal : polipropilena : agregat
(70:30:300), dengan hasil uji kuat tekan sebesar 2,73 MPa, daya serap air 0,24%.
Karakterisasi sifat termal dengan DTA sifat termal tidak menunjukkan hasil yang
lebih baik dimana dihasilkan suhu dekomposisi sebesar 454oC. Spektrum FTIR
menunjukkan adanya ikatan silang yang terjadi melalui gugus hidroksil dari aspal
dengan polipropilena, dan MAH melalui reaksi radikal yang diinisiasi oleh adanya
peroksida DCP. Analisis morfologi dengan SEM memperlihatkan adanya perubahan
struktur dari campuran aspal.

Kata kunci : Aspal, Polipropilena, Agregat Pasir, Dikumil Peroksida, Maleat Anhidrat.

Universitas Sumatera Utara

UTILIZATION OF RECYCLED POLYPROPHYLENE AS ADDITIVES IN THE
PREPARATION OF ASPHALT POLYMER USING
THE EXTRUSION PROCESS

ABSTRACT

The research about the utilization of recycled polyprophylene as additives in
the preparation of asphalt polymer using the extrusion process has been done, with
asphlat and polyprophylene used were varied. Asphalt polymer was prepared by
mixing asphalt, polypropylene used, sand aggregate, dicumil peroxide, and maleic
anhydride, followed by mixing in extrusion at a temperature of 160 ° C, and
characterized. The result of characterization showed that the most optimum is the
variation of asphalt : polypropylene : aggreggate (70:30:300), with the results of
compressive strength of 2.73 MPa, and 0.24% water absorption. The characterization
of thermal properties using DTA didn’t show better results, in which the resulting
decomposition temperature of 454 oC. FTIR spectra showed that the cross linking
occurs through the hydroxyl group of asphalt with polyprophylene and MAH through
radical reactions initiated by the peroxide DCP. The morphological analysis by SEM
showed changes in the structure of asphalt mixtures.

Key words:

Asphalt, Polypropylene, Sand Aggregate, Dicumil Peroxide, Maleic
anhydride.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Halaman

PERSETUJUAN
PERNYATAAN
PENGHARGAAN
ABSTRAK
ABSTRACT
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN

ii
iii
iv
vi
vii
viii
x
xi
xii

BAB I

PENDAHULUAN

1

1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7

1
3
4
4
4
5
5

Latar Belakang
Perumusan Masalah
Pembatasan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Metodologi Penelitian
Lokasi Penelitian

BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1

2.2

2.3
2.4
2.5

2.6

6

Aspal
2.1.1 Sumber Aspal
2.1.2 Jenis - Jenis Aspal
2.1.3 Kandungan Aspal
Polipropilena
2.2.1 Karakterisasi Polipropilena
2.2.2 Struktur Kristalinitas Polipropilena
2.2.3 Sifat - Sifat Polipropilena
2.2.4 Degradasi Polipropilena
Maleat Anhidrida
Dikumil Peroksida
Agregat
2.5.1 Jenis Agregat
2.5.2 Agregat Pasir Halus
Karakterisasi Polimer Modifikasi Aspal (PMA)
2.6.1 Karakterisasi PMA dengan Uji Kuat Tekan

6
7
8
10
11
11
12
13
14
15
15
16
17
18
19
19

Universitas Sumatera Utara

2.6.2
2.6.3
2.6.4
2.6.5

Karakterisasi PMA dengan Uji Daya Serap Air
Karakterisasi PMA dengan DTA
Karakterisasi PMA dengan FT-IR
Karakterisasi PMA dengan SEM

BAB III METODOLOGI

19
20
21
22

23

3.1
3.2
3.3

Bahan-Bahan
Alat-Alat
Prosedur Penelitian
3.3.1 Persiapan Agregat Pasir dan Polipropilena
3.3.2 Proses Pembutan Aspal Polimer
3.3.3 Karakterisasi Aspal Polimer
3.3.3.1 Karakterisasi Dengan Uji Kuat Tekan
3.3.3.2 Karakterisasi Dengan Uji Daya Serap Air
3.3.3.3 Karakterisasi Dengan DTA
3.3.3.4 Karakterisasi Dengan FTIR
3.3.3.5 Karakterisasi Dengan SEM

23
23
24
24
24
25
25
25
26
26
27

3.4

Bagan Penelitian
3.4.1 Proses Pembuatan Aspal Polimer

28
28

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1

4.2

29

Hasil
4.1.1 Hasil Pengujian Kuat Tekan
4.1.2 Hasil Pengujian Daya Serap Air
4.1.3 Hasil Pengujian Dengan Termal Dengan DTA
4.1.4 Hasil Pengujian Dengan Spektroskopi FT-IR
4.1.5 Hasil Pengujian Dengan SEM
Pembahasan
4.2.2 Analisis Pengujian Kuat Tekan
4.2.2 Analisis Pengujian Daya Serap Air
4.2.3 Analisis Pengujian Dengan Termal Dengan DTA
4.2.4 Analisis Pengujian Dengan Spektroskopi FT-IR
4.2.5 Analisis Pengujian Dengan SEM

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

29
29
32
33
35
37
39
39
40
41
42
43
44
44
45
46
49

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Halaman
Tabel 4.1 Hasil Uji Kuat Tekan Campuran Aspal Dan Polipropilena
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Penyerapan Air Campuran Aspal Dan
Polipropilena
Tabel 4.3 Bilangan Gelombang Campuran Aspal Dan Polipropilena
(70:30) dan Bilangan Gelombang Campuran Aspal

31
32
36

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Halaman
Gambar 2.1 Struktur Aspal
7
Gambar 2.2 Bermacam Jenis Aspal dan Proses Sebelumnya dari Minyak
Bumi
8
Gambar 2.3 Struktur Asphaltene
10
Gambar 2.4 Struktur Molekul Propilena
11
Gambar 2.5 Reaksi Polimerisasi Dari Propilena Menjadi Polipropilena 11
Gambar 2.6 Atom karbon terikat secara tetrahedral dengan sudut 109,5o12
Gambar 2.7 Struktur tiga dimensi dari polipropilena, (a)isotaktik,
(b) ataktik, dan (c) sindiotaktik
13
Gambar 2.8 Pembentukan Maleat Anhidrida
15
Gambar 2.9 Struktur Dikumil Peroksida
16
Gambar 2.10 Pola Umum Kurva DTA
21
Gambar 4.1 Diagram Hasil Uji Kuat Tekan Campuran Aspal dan
Polipropilena
30
Gambar 4.2 Grafik Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan Variasi Campuran
Aspal dengan Polipropilena
31
Gambar 4.3 Grafik Hubungan Antara Persentase Daya Serap Air Dengan
Campuran Aspal dan Polipropilena
33
Gambar 4.4 Diagram DTA Campuran Aspal Dengan
Polipropilena (70:30)
34
Gambar 4.5 Diagram DTA Campuran Aspal
34
Gambar 4.6 Spektrum Campuran Aspal Dengan Polipropilena (70:30) 35
Gambar 4.7 Spektrum Campuran Aspal
36
Gambar 4.8 Foto SEM Campuran Aspal Perbesaran 2500 kali
37
Gambar 4.9 Foto SEM Campuran Aspal Dan Polipropilena Sebelum
Pengujian Perbesaran 2500 kali
38
Gambar 4.10 Foto SEM Campuran Aspal Dan Polipropilena Setelah
Pengujian Perbesaran 2500 kali
38

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor
Lampiran
1.

Gambar 1.
Gambar 2.

2.

3.

4.

5.

6.

Gambar 3.

Gambar 4.

Gambar 5.

Gambar 6.

Gambar 7.
Gambar 8.

Judul

Halaman

Hasil SEM Campuran Aspal dan Agregat
Perbesaran 1000 kali Sebelum Pengujian

49

Hasil SEM Campuran Aspal dan Agregat
Perbesaran 2500 kali Sebelum Pengujian

49

Hasil SEM Campuran Aspal dan Polipropilena
(70 :30) Perbesaran 1000 kali Sebelum
Pengujian

50

Hasil SEM Campuran Aspal dan Polipropilena
(70 :30) Perbesaran 2500 kali Sebelum
Pengujian

50

Hasil SEM Campuran Aspal dan Polipropilena
(70 :30) Perbesaran 1000 kali Setelah
Pengujian

51

Hasil SEM Campuran Aspal dan Polipropilena
(70 :30) Perbesaran 2500 kali Setelah
Pengujian

51

Foto Spesimen Campuran Aspal Dengan
Polipropilena

52

Pengujian Daya Serap Air

52

7.

Aspal - Polipropilena (70:30) Sebelum Pengujian
Kuat Tekan
53
Gambar 10. Aspal - Polipropilena (70:30) Sebelum Pengujian
Kuat Tekan
53

8.

Gambar 11. Ekstruder

54

Gambar 12. Proses Ekstruksi

54

Gambar 13. Hot Compressor

54

Gambar 8.

54

9.

Gambar 9.

Proses Pencetakan

Gambar 14. Aspal

55

Gambar 15. Pasir Halus
Gambar 16. DCP dan MAH

55
55

Universitas Sumatera Utara

PEMANFAATAN POLIPROPILENA DAUR ULANG SEBAGAI BAHAN
ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL POLIMER MENGGUNAKAN
PROSES EKSTRUKSI

ABSTRAK

Penelitian mengenai pemanfaatan polipropilena daur ulang sebagai bahan
aditif dalam pembuatan aspal polimer menggunakan proses ekstruksi telah dilakukan,
dengan aspal dan polipropilena daur ulang divariasikan dengan adanya agregat pasir.
Pembuatan aspal polimer dengan cara mencampurkan aspal, polipropilena daur ulang,
agregat pasir, dikumil peroksida, dan maleat anhidrat, selanjutnya hasil pencampuran
ini di ekstruksi pada suhu 160 oC, dan dikarakterisasi. Karakterisasi menunjukkan
bahwa yang paling optimum yaitu pada variasi aspal : polipropilena : agregat
(70:30:300), dengan hasil uji kuat tekan sebesar 2,73 MPa, daya serap air 0,24%.
Karakterisasi sifat termal dengan DTA sifat termal tidak menunjukkan hasil yang
lebih baik dimana dihasilkan suhu dekomposisi sebesar 454oC. Spektrum FTIR
menunjukkan adanya ikatan silang yang terjadi melalui gugus hidroksil dari aspal
dengan polipropilena, dan MAH melalui reaksi radikal yang diinisiasi oleh adanya
peroksida DCP. Analisis morfologi dengan SEM memperlihatkan adanya perubahan
struktur dari campuran aspal.

Kata kunci : Aspal, Polipropilena, Agregat Pasir, Dikumil Peroksida, Maleat Anhidrat.

Universitas Sumatera Utara

UTILIZATION OF RECYCLED POLYPROPHYLENE AS ADDITIVES IN THE
PREPARATION OF ASPHALT POLYMER USING
THE EXTRUSION PROCESS

ABSTRACT

The research about the utilization of recycled polyprophylene as additives in
the preparation of asphalt polymer using the extrusion process has been done, with
asphlat and polyprophylene used were varied. Asphalt polymer was prepared by
mixing asphalt, polypropylene used, sand aggregate, dicumil peroxide, and maleic
anhydride, followed by mixing in extrusion at a temperature of 160 ° C, and
characterized. The result of characterization showed that the most optimum is the
variation of asphalt : polypropylene : aggreggate (70:30:300), with the results of
compressive strength of 2.73 MPa, and 0.24% water absorption. The characterization
of thermal properties using DTA didn’t show better results, in which the resulting
decomposition temperature of 454 oC. FTIR spectra showed that the cross linking
occurs through the hydroxyl group of asphalt with polyprophylene and MAH through
radical reactions initiated by the peroxide DCP. The morphological analysis by SEM
showed changes in the structure of asphalt mixtures.

Key words:

Asphalt, Polypropylene, Sand Aggregate, Dicumil Peroxide, Maleic
anhydride.

Universitas Sumatera Utara

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Jalan yang merupakan pendukung utama untuk perkembangan pembangunan
di Indonesia. Jalan juga melayani 80 -90 % mobilisasi seluruh angkutan barang dan
orang. Hal tersebut mengakibatkan kerusakan pada jalan tidak dapat dihindari karena
beban yang ditanggung akibat aktivitas mobilisasi angkutan orang dan barang
tersebut, serta diperparah juga oleh situasi iklim di Indonesia yang tropis, kelembaban
dan curah hujan yang tinggi mengakibatkan intensitas sinar matahari yang tinggi
sepanjang tahun, curah hujan yang tinggi juga dapat memperpendek umur jalan
sehingga banyak ditemui jalan-jalan yang sudah rusak.

Aspal konvensional yang biasa digunakan sebagai bahan campuran panas
(hotmix) cenderung memiliki viskositas dan titik lembek yang rendah, mudah
dipengaruhi oleh suhu dan beban yang melintas diatasnya. Pada siang hari di
Indonesia dengan suhu yang tinggi ditambah dengan adanya beban dari lalu lintas
yang besar akan semakin memperbesar kemungkinan perkerasan lentur jalan akan
mengalami kerusakan yang permanen. Sementara itu, terkait dengan curah hujan yang
tinggi, air hujan akan sering menggenangi permukaan jalan. Tipikal kerusakan karena
pengaruh air adalah lubang. Sekali lubang terbentuk maka air akan tertampung
didalamnya sehingga dalam hitungan minggu lubang yang semula kecil dapat
membesar lebih cepat. Selain itu, kerusakan pada jalan aspal umumnya berkaitan
dengan beban roda yang berat, peningkatan tekanan ban,eskalasi atau meningkatnya
jumlah lalulintas dan kerusakan kelembaban (Brown, 1990)

Universitas Sumatera Utara

Salah satu upaya untuk mengatasi kekurangan dari aspal konvensional tersebut
adalah dengan menggunakan aspal modifikasi sebagai material campuran. Para
peneliti aspal telah memfokuskan perhatian pada sifat –sifat pemodifikasi aspal yang
diperoleh dari interaksi antara komponen aspal dan aditif polimer. Dalam hal ini
terlihat bahwa keterpaduan aditif polimer yang sesuai kedalam campuran aspal dapat
dipersiapkan sifat –sifat yang dibutuhkan untuk meningkatkan kontribusi pengikat
aspal untuk kinerja pengaspalan (Terrel, 1986; Khosia, 1989).

Aspal modifikasi (modified bitumen) merupakan jenis aspal yang dimodifikasi
karakteristiknya sehingga memiliki sifat –sifat positif yang dibutuhkan. Untuk polimer
yang efektif digunakan di jalan raya, maka harus meningkatkan resistensi terhadap
keretakan letih, mengurangi cakupan deformasi permanen dan mengurangi pengerasan
pada suhu media dan suhu tinggi. Polimer harus memperbaiki tidak hanya sifat –sifat
AC, tetapi harus memperbaiki kinerja kombinasi agregat pengikat dengan baik (King,
1986).

Berbagai penelitian sudah dilakukan seperti Pei-Hung (2000) telah
memodifikasi pada polietilen, polipropilen, dan karet EPDM dengan aspal. Singh
(1992) melihat reaksi kimia dari campuran aspal dengan polipropilen dan polietilen
dari sisi thermal bahan yang dihasilkan. Yang (2010) Melihat mekanisme dan kinetika
dari reaksi antara aspal dengan anhidrat maleat. Masahiko (1997) menguji reaksi
grafting yang terjadi antara polipropilen dengan aspal guna meningkatkan sifat
mekanik. Mothe (2008) mengkarakterisasi campuran aspal dengan TG/DTG, DTA
dan FTIR.

Disamping itu, polipropilena (PP) adalah salah satu polimer termo-plastik yang dibuat
oleh industri kimia dan digunakan dalam berbagai aplikasi, diantaranya pengemasan,
tekstil (contohnya tali, pakaian dalam termal, dan karpet), alat tulis, berbagai tipe
wadah terpakaikan ulang serta bagian plastik, perlengkapan laboratorium, pengeras
suara, komponen otomotif, dan uang kertas polimer. Plastik polipropilen juga
digunakan untuk membuat alat-alat dirumah sakit, komponen mesin cuci, komponen
mobil, pembungkus tekstil, botol, permadani, tali plastik, serta bahan pembuat karung.
Cukup banyak pemanfaatan polipropilena dalam aplikasi kehidupan bermasyarakat.

Universitas Sumatera Utara

Begitu pula dengan limbahnya. Hal tersebutlah yang ingin coba dimanfaatkan
pengelolaan limbah tersebut. Karena polipropilena mempunyai sifat sangat kaku, berat
jenis rendah, tahan terhadap bahan kimia, asam, basa, tahan terhadap panas dan tidak
mudah retak (Anonim, 2010a).

Pada campuran antara aspal dengan agregat yang ditambahkan bahan aditif
polipropilena 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 maleat anhidrat
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 polipropilena.

Berdasarkan uraian diatas, maka peneliti ingin mencoba melakukan penelitian
tentang pemanfaatan polipropilena daur ulang yang dicampurkan dengan aspal untuk
pembuatan aspal polimer menggunakan proses ekstruksi . Pemanfaatan polipropilena
daur ulang ini diharapkan dapat meningkatkan ketahanan dan memperbaiki kualitas
campuran aspal tersebut.

1.2

Permasalahan

Adapun yang menjadi permasalahan dalam penelitian ini yaitu :
1. Apakah aspal dapat dibuat dengan mencampurkan polipropilena daur ulang
yang dicampur bersama agregat pasir dengan adanya dikumil peroksida
(DCP) dan maleat anhidrat (MAH) menggunakan proses ekstruksi.
2. Apakah pemanfaatan polipropilena daur ulang efektif dapat meningkatkan
ketahanan terhadap tekanan, ketahanan terhadap air, sifat termal, kelekatan
antara aspal dengan polipropilena, dan sifat morfologi dari campuran aspal
dengan agregat pasir.

Universitas Sumatera Utara

1.3

Pembatasan Masalah

Pada penelitian ini sampel yang digunakan yaitu :
1. Bahan aspal yang dipergunakan yaitu aspal import asal iran dengan angka
penetrasi 60/70 yang dibeli dari distributor PT. Gudang Aspal 51.
2. Bahan polimer yang dipergunakan yaitu bahan polipropilena daur ulang
dari plastik minuman ”Aqua” gelas.
3. Bahan agregat yang digunakan merupakan pasir halus yang dibeli dari toko
panglong CV. Setia Jaya.

1.4

Tujuan Penelitian

Pada penelitian ini sampel yang digunakan yaitu :
1. Untuk mengetahui apakah aspal dapat bercampur secara sempurna dengan
polipropilena daur ulang yang dicampur dengan agregat pasir dengan
adanya

dikumil

peroksida

(DCP)

dan

maleat

anhidrat

(MAH)

menggunakan proses ekstruksi.
2. Untuk melihat efektivitas polipropilena daur ulang dengan aspal dalam hal
peningkatan ketahanan terhadap tekanan, ketahanan terhadap air, sifat
termal, kelekatan antara aspal dengan polipropilena, dan sifat morfologi
dari campuran aspal dengan agregat pasir.

1.5

Manfaat Penelitian

1. Sebagai informasi tambahan mengenai pemanfaatan polipropilen daur
ulang sebagai bahan aditif dalam pembuatan aspal polimer.
2. Sebagai solusi terhadap permasalahan pembangunan jalan raya sehingga
dihasilkan kualitas aspal yang lebih baik dan lebih tahan lama (lebih tahan
terhadap tekanan, dan tahan terhadap air).

Universitas Sumatera Utara

1.6

Metodologi Penelitian

Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahapan yaitu :
1. Tahapan Persiapan Agregat Pasir Halus dan Polipropilena
2. Tahapan Pembuatan Aspal Polimer
Pada tahap ini polipropilen dengan aspal dicampurkan, dan ditambahkan
dengan agregat. Lalu berturut-turut ditambahkan inisiator Dikumil
Peroksida (DCP), dan crosslinking Maleat Anhidrat (MAH) yang
kemudian diblending menggunakan ekstruder, dan dicetak melalui Hot
Compressor.
3. Tahapan Karakterisasi Aspal Polimer
Uji yaitu dengan kuat tekan, daya serap air, termal dengan DTA, gugus
fungsi dengan FTIR, dan foto SEM.
Variabel yang dilakukan dalam penelitian ini adalah :
1. Variabel Tetap

: Agregat pasir halus 300 gram,DCP 1 gram dan MAH
1 gram.

2. Variabel Bebas

: Polipropilena (40, 30, 20, 10, dan 0 gram)
Aspal (60, 70, 80, 90, dan 100 gram)

3. Variabel Terikat : Kekuatan tekan, daya serap air, sifat termal.

1.7

Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Polimer Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Dan pengujian kuat tekan
dilakukan di Laboratorium Penelitian Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Sumatera Utara. Pengujian DTA dilakukan di Laboratorium
Pendidikan Teknologi Kimia Industri Medan. Pengujian FTIR dilakukan di
Laboratorium Bea dan Cukai Belawan.Pengujian SEM di Laboratorium Geologi
Kuarter (PPGL) Bandung.

Universitas Sumatera Utara

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Aspal

Aspal dalam bahasa yang umum dikenal juga dengan "tar". Untuk kata "tar" atau
"aspal" sering digunakan secara bergantian, mereka memiliki arti yang berbeda. Salah
satu alasan untuk kebingungan ini disebabkan oleh fakta bahwa, di antara negaranegara lain, ada perbedaan substansial dalam arti dihubungkan dengan periode yang
sama. Sebagai contoh, aspal minyak di Amerika Serikat disebut dengan aspal,
sedangkan di Eropa "aspal" adalah campuran agregat batu dan aspal yang digunakan
untuk pembangunan jalan. Di Eropa, istilah aspal menunjukkan residu dari
penyulingan minyak bumi.

Bitumen adalah campuran hidrokarbon yang tinggi berat molekul. rasio
persentase antara komponen bervariasi, sehubungan dengan asal-usul minyak mentah
dan metode distilasi. Bahkan, aspal sudah dikenal sebelum awal eksploitasi ladang
minyak sebagai produk asal alam, yang disebut dalam hal ini adalah aspal asli. Bitunie
adalah produk alami tidak lagi digunakan dalam industri. Bitumen diperoleh sebagai
produk sampingan dari penyulingan minyak bumi dapat digunakan sebagai atau
mengalami proses fisik dan kimia yang mengubah komposisi dalam rangka untuk
memberikan sifat tertentu. Operasi yang paling umum adalah proses oksidasi dan
pencampuran dengan polimer yang berbeda.

Aspal adalah campuran aspal dan bahan batu (kerikil, pasir, debu). Tar, yang
sesuai dengan tar kata Inggris, adalah bahan yang terlihat mirip dengan aspal, tapi
benar-benar berbeda dalam asal dan komposisi, dan, pada kenyataannya, yang
diperoleh dari penyulingan litantrace (batubara). Materi ini, dibandingkan dengan
aspal, menunjukkan kandungan lebih tinggi dari hidrokarbon aromatik polisiklik dan
senyawa lain yang banyak mengandung oksigen, nitrogen dan belerang. Di banyak

Universitas Sumatera Utara

negara, di masa lalu, tar batubara sering diganti atau dicampur dengan aspal dalam
industri. Penggunaan tersebut, sekarang seluruhnya berhenti, telah menyebar
kebiasaan baik menggunakan dua istilah dalam tar umum digunakan dan aspal
(Anonim, 2010b). Gambar berikut merupakan struktur kimia dari aspal

Gambar 2.1 Struktur Aspal

2.1.1. Sumber Aspal

Sumber aspal dari kilang minyak (refinery bitumen). Aspal yang dihasilkan
dari industri kilang minyak mentah (crude oil) dikenal sebagai residual bitumen,
straight bitumen atau steam refined bitumen. Istilah refinery bitumen merupakan nama
yang tepat dan umum digunakan.

Aspal yang dihasilkan dari minyak mentah yang diperoleh melalui proses
destilasi minyak bumi. Proses penyulingan ini dilakukan dengan pemanasan hingga
suhu 350 oC di bawah tekanan atmosfir untuk memisahkan fraksi-fraksi minyak
seperti gasoline (bensin), kerosene (minyak tanah) dan gas oil. (Wignall, 2003).
Berikut diagram alir bermacam jenis aspal dan proses sebelumnya dari minyak bumi.

Universitas Sumatera Utara

Minyak Mentah
(Crude Petroleum)

Bensin/Gasoline

Minyak Tanah

Minyak diesel

Minyak Pelumas

Aspal

bercampur

(rektifikasi udara)
Minyak Creosole
Batubara-Tar
Fluks
Aspal Cut Back

Minyak penetrasi Aspal

Emulsifier dalam air
Emulsi Aspal
Cut back

Emulsi aspal
penetrasi

Gambar 2.2 Bermacam Jenis Aspal dan Proses Sebelumnya dari Minyak Bumi

2.1.2. Jenis – Jenis Aspal

Secara umum, jenis aspal dapat diklasifikasikan berdasarkan asal dan proses
pembentukannya adalah sebagai berikut :

Aspal Alamiah. Aspal alamiah ini berasal dari berbagai sumber, seperti pulau
Trinidad dan Bermuda. Aspal dari Trinidad mengandung kira-kira 40% organik dan
zat-zat anorganik yang tidak dapat larut, sedangkan yang berasal dari Bermuda
mengandung kira-kira 6% zat-zat yang tidak dapat larut. Dengan pengembangan aspal
minyak bumi, aspal alamiah relatif menjadi tidak penting.

Aspal batuan adalah endapan alamiah batu kapur atau batu pasir yang
diperpadat dengan bahan-bahan berbitumen. Aspal ini terjadi di berbagai bagian di
Amerika Serikat. Aspal ini umumnya membuat permukaan jalan yang sangat tahan

Universitas Sumatera Utara

lama dan stabil, tetapi kebutuhan transportasi yang tinggi membuat aspal terbatas pada
daerah-daerah tertentu saja.

Aspal minyak bumi perrtama kali digunakan di Amerika Serikat untuk
perlakuan jalan pada tahun 1894. Bahan-bahan pengeras jalan aspal sekarang berasal
dari minyak mentah domestik bermula dari ladang-ladang di Kentucky, Ohio,
Michigan, Illinois, Mid-Continent, Gulf-Coastal, Rocky Mountain, California, dan
Alaska. Sumber-sumber asing termasuk Meksiko, Venezuela, Colombia, dan Timur
Tengah. Sebesar 32 juta ton telah digunakan pada tahun 1980 (Oglesby, C.H., 1996).

Aspal Beton atau Asphalt Concrete (AC) merupakan jenis aspal yang paling
umum digunakan dalam proyek-proyek konstruksi seperti permukaan jalan, bandara,
dan tempat parkir. Aspal ini terbagi atas beberapa jenis yaitu :
1. Aspal Beton Campuran Panas atau Hot Mix Asphalt Concrete (HMAC),
diproduksi dengan memanaskan aspal untuk mengurangi viskositas, dan
pengeringan agregat untuk menghilangkan uap air sebelum pencampuran.
Pencampuran dilakukan umumnya pada temperatur sekitar 300 F (150 oC), untuk
aspal polimer modifikasi, dan aspal semen sekitar pada temperatur 200 F (95 oC).
Untuk pemadatan dilakukan sementara aspal cukup panas. HMAC merupakan
jenis aspal yang paling umum dipakai pada jalan raya.
2. Aspal Beton Campuran Hangat (WMAC), diproduksi dengan penambahan zeolit,
lilin atau asapal emulsi untuk campuran. Penggunaan zat aditif dalam campuran
tersebut untuk lebih mudah melakukan pemadatan pada cuaca yang dingin.
3. Aspal Beton Campuran Dingin (CMAC), dipoduksi oleh emulsifier aspal dalam
air dengan sabun sebelum pencampuran dengan agregat. Aspal ini umumnya
digunakan sebagai bahan penambal pada jalan-jalan yang lebih kecil.
4. Aspal Beton Cut Back, diproduksi dengan melarutkan bahan pengikat dalam
minyak tanah atau fraksi yang lebih ringan dari minyak bumi sebelum
pencampuran dengan agregat.
5. Aspal Beton Mastis, diproduksi dengan memanaskan aspal keras dalam hot mixer
sampai menjadi cairan yang lebih kental yang kemudian campuran agregat
ditambahkan.

Universitas Sumatera Utara

2.1.3 Kandungan Aspal

Dari sudut pandang kualitatif, aspal terdiri dari dua kelas utama senyawa: yang
asphaltenes dan Malteni. Asphaltenes, dalam 5 sampai 25% berat adalah campuran
kompleks dari hidrokarbon, terdiri dari cincin aromatik kental dan senyawa
heteroaromatic mengandung belerang. Ada juga amina dan amida, senyawa oksigen
(keton, fenol atau asam karboksilat), nikel dan vanadium (Anonim, 2010b). Gambar
berikut struktur kimia dari asphaltene.

Gambar 2.3 Struktur Asphaltene

Di dalam maltene terdapat tiga komponen penyusun yaitu saturates, aromatis,
dan resin. Dimana masing-masing komponen memiliki struktur dan komposisi kimia
yang berbeda, dan sangat menentukan dalam sifat rheologi bitumen. Aspal merupakan
senyawa yang kompleks, bahan utamanya disusun oleh hidrokarbon dan atom-atom N,
S, dan O dalam jumlah yang kecil, juga beberapa logam seperti Vanadium, Ni, fe, Ca
dalam bentuk garam organik dan oksidanya. Dimana unsur-unsur yang terkandung
dalam bitumen adalah Karbon (82-88%), Hidrogen (8-11%), Sulfur (0-6%), Oksigen
(0-1,5%), dan Nitrogen (0-1%).

Dengan demikian maka aspal atau bitumen adalah suatu campuran cairan
kental senyawa organik, berwarna hitam, lengket, larut dalam karbon disulfida, dan
struktur utamanya oleh ”polisiklik aromatis hidrokarbon” yang sangat kompak.
(Nuryanto, A. 2008).

Universitas Sumatera Utara

2.2

Polipropilena

Polipropilena merupakan polimer hidrokarbon yang termasuk ke dalam polimer
termoplastik yang dapat diolah pada suhu tinggi. Polipropilena berasal dari monomer
propilena yang diperoleh dari pemurnian minyak bumi. Struktur molekul propilena dapat
dilihat pada gambar berikut :

Gambar 2.4 Struktur Molekul Propilena
Secara industri, polimerisasi polipropilena dilakukan dengan menggunakan katalis
koordinasi. Proses polimerisasi ini akan dapat menghasilkan suatu rantai linear yang
berbentuk -A-A-A-A-A- , dengan A merupakan propilena. Reaksi polimerisasi dari
propilena secara umum dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 2.5 Reaksi Polimerisasi Dari Propilena Menjadi Polipropilena

2.2.1

Karakterisasi Polipropilena

Nama kimianya yaitu Poli (1-metiletilena), sama artinya dengan Polipropilena;
Polipropena; Polipropene 25 [USAN]; Polimer Propena; Polimer Propilena;
Homopolimer 1-Propena. Formula kimia (C3H6)x, dengan monomer Propilena
(Propena). Untuk Nomor CAS 9003-07-0 (ataktik), 25085-53-4 (isotaktik), dan
26063-22-9 (sindiotaktik). Sedangkan kristalinitas yaitu berbentuk amorf ukuran 0.85

Universitas Sumatera Utara

g/cm3 dan berbentuk kristalin ukuran 0.95 g/cm3. Untuk titik lebur ~ 165 °C, dengan
suhu transisi kaca -10°C, dan titik degradasi 286 °C (559 K).

2.2.2

Struktur Kristalinitas Polipropilena

Kristalinitas merupakan sifat penting yang terdapat pada polimer. Kristalinitas
merupakan ikatan antara rantai molekul sehingga menghasilkan susunan molekul yang
lebih teratur. Pada polimer polipropilena, rantai polimer yang terbentuk dapat tersusun
membentuk daerah kristalin (molekul tersususn teratur) dan bagian lain membentuk
daerah amorf (molekul tersususn secara tidak teratur). (Cowd, 1991).

Dalam struktur polimer atom-atom karbon terikat secara tetrahedral dengan sudut
antara ikatan C-C 109,5 o dan membentuk rantai zigzag planar sebagai berikut :

Gambar 2.6 Atom karbon terikat secara tetrahedral dengan sudut 109,5o

Untuk polipropilena struktur zigzag planar dapat terjadi dalam tiga cara yang
berbeda-beda tergantung pada posisi relative gugus metal satu sama lain di dalam rantai
polimernya. Ini menghasilkan struktur isotaktik, ataktik dan sindiotaktik.

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.7

Struktur tiga dimensi dari polipropilena, (a)isotaktik, (b) ataktik, dan
(c) sindiotaktik

Ketiga struktur polipropilena tersebut pada dasarnya secara kimia berbeda satu
sama lain. Polipropilena ataktik tidak dapat berubah menjadi polipropilena
sindiotaktik atau menjadi struktur lainnya tanpa memutuskan dan menyususn kembali
beberapa ikatan kimia. Struktur yang lebih teratur memiliki kecenderungan yang lebih
besar untuk berkristalisasi dari pada struktur yang tidak teratur. Jadi, struktur isotaktik
dan sindiotaktik lebih cenderung membentuk daerah kristalin dari pada ataktik.

Polipropilena berstruktur stereogular seperti isotaktik dan sindiotaktik adalah
sangat kristalin, bersifat keras dan kuat. Dalam struktur polipropilena ataktik gugus
metal bertindak seperti cabang-cabang rantai pendek yang muncul pada sisi rantai
secara acak. Ini mengakibatkan sulitnya untuk mendapatkan daerah-daerah rantai yang
sama (tersusun) sehingga mempunyai sifat kristalin rendah menyebabkan tingginya
kadar oksigen pada bahan tersebut sehingga bahan polimer ini mudah terdegradasi
oleh pengaruh lingkungan seperti kelembaban cuaca, radiasi sinar matahari dan lain
sebagainya (Schwarts, 1991).

2.2.3 Sifat – Sifat Polipropilena

Polipropilena merupakan jenis bahan baku plastik yang ringan, densitas 0,90 –
0,92, memiliki kekerasan dan kerapuhan yang paling tinggi dan bersifat kurang stabil
terhadap panas dikarenakan adanya hidrogen tersier. Penggunaan bahan pengisi dan
penguat memungkinkan polipropilena memiliki mutu kimia yang baik sebagai bahan
polimer dan tahan terhadap pemecahan karena tekanan (stress-cracking) walaupun
pada temperatur tinggi. Kerapuhan polipropilena dibawah 0 oC dapat dihilangkan

Universitas Sumatera Utara

dengan penggunaan bahan pengisi. Dengan bantuan pengisi dan penguat, akan
terdapat adhesi yang baik.(Gachter, 1990).

Polimer yang memiliki konduktivitas panas rendah seperti polipropilena
(konduktivitas = 0,12 W/m) kristalinitasnya sangat rentan terhadap laju pendinginan.
Misalnya dalam suatu proses pencetakan termoplastik membentuk barang jadi yang
tebal dan luas, bagian tengah akan menjadi dingin lebih lambat dari pada bagian luar,
yang bersentuhan langsung dengan cetakan. Akibatnya, akan terjadi perbedaan derajat
kristalinitas pada permukaan dengan bagian tengahnya.

Polipropilena mempunyai tegangan (tensile) yang rendah, kekuatan benturan
(impact strength) yang tinggi dan ketahan yang tinggi terhadap pelarut organik.
Polipropilena juga mempunyai sifat isolator yang baik mudah diproses dan sangat
tahan terhadap air karena sedikit sekali menyerap air, dan sifat kekakuan yang tinggi.
Seperti polyolefin lain, polipropilena juga mempunyai ketahan yang sangat baik
terhadap bahan kimia anorganik non pengoksidasi, deterjen, alcohol dan sebagainya.
Tetapi polipropilena dapat terdegradasi oleh zat pengoksidasi seperti asam nitrat dan
hidrogen peroksida. Sifat kristalinitasnya yang tinggi menyebabkan daya regangannya
tinggi, kaku dan keras. (Almaika, 1983)

2.2.4 Degradasi Polipropilena

Tsucia dan Summil telah meneliti hasil dari dekomposisi termal polipropilena
isotaktik pada suhu 360°C, 380°C dan 400 oC dalam ruang hampa. Kiran dan Gillham
juga telah mempelajari degradasi termal polipropilena isotaktik. Hasil yang diperoleh
oleh Kiran clan Gillhan ternyata sama seperti yang diperoleh Tsucia clan Summi.
Kiran dan Gillham menyarankan mekanisme degradasi termal Polipropilena sebagai
berikut : Radikal primer dan sekunder selanjutnya akan terpolimerisasi sehingga akan
menjadi monomer-monomer. Reaksi perpindahan radikal intra molekular akan
menghasilkan radikal tersier.(Bark 1982).

Universitas Sumatera Utara

2.3

Maleat Anhidrida

Maleat anhidrida masih digunakan dalam penelitian polimer. Maleat anhidrida
dapat dibuat dari asam maleat, seperti reaksi dibawah ini :

Gambar 2.8 Pembentukan Maleat Anhidrida

Maleat anhidrida dengan berat molekul 98,06,- larut dalam air, meleleh pada
temperatur 57- 60 oC, mendidih pada 202oC dan spesifik grafiti 1,5.g/cm3. Maleat
anhidrida adalah senyawa vinil tidak jenuh merupakan bahan mentah dalam sintesa resin
poliester, pelapisan permukaan karet, deterjen, bahan aditif dan minyak pelumas,
plastisizer dan kopolimer. Maleat anhidrida mempunyai sifat kimia khas yaitu adanya
ikatan etilenik dengan gugus karbonil didalamnya, ikatan ini berperan dalam reaksi adisi
(Arifin, 1996).

2.4

Dikumil Peroksida

Beberapa jenis monomer, khususnya stirena dan metal metakrilat dan beberapa
sikloalkana cincin teregang, mengalami polimerisasi oleh pemanasan tanpa hadirnya
suatu inisiator radikal bebas tambahan. Akan tetapi sebagian monomer memerlukan
beberapa jenis inisiator.

Inisiator radikal bebas dikelompokkan menjadi empat tipe utama, yaitu :
peroksida dan hidroperoksida, senyawa azo, inisiator redoks dan beberapa senyawa
membentuk radikal bebas dibawah pengaruh cahaya (fotoinisiator). Radiasi berenergi

Universitas Sumatera Utara

tinggi bisa juga menimbulkan polimerisasi radikal bebas, meskipun radiasi seperti ini
jarang digunakan.(Stevens, 2001).

Diantara berbagai tipe inisiator, peroksida (ROOR) dan hidroperoksida
(ROOH) merupakan jenis yang paling banyak digunakan. Mereka tidak stabil dengan
panas dan terurai menjadi radikal-radikal pada suatu suhu dan laju yang tergantung
pada strukturnya. Yang ideal, suatu inisiator peroksida mestilah relatif stabil pada
suhu pemrosesan polimer untuk menjamin laju reaksi yang layak (Stevens, 2001).

Teknik crosslinking (ikat silang) karet dengan peroksida telah dikenal sejak
lama. Keuntungan umum menggunakan peroksida sebagai zat ikat silang adalah
ketahanannya baik pada suhu tinggi dalam waktu yang lama, keelastisannya yang
baik, dan tidak ada penghilangan warna pada produk akhir.

Gambar 2.9 Struktur Dikumil Peroksida

2.5

Agregat

Menurut Silvia Sukirman, (2003), agregat merupakan butir-butir batu pecah,
kerikil, pasir atau mineral lain, baik yang berasal dari alam maupun buatan yang
berbentuk mineral padat berupa ukuran besar maupun kecil atau fragmen-fragmen.
Agregat merupakan komponen utama dari struktur perkerasan jalan, yaitu yaitu 90 –
95% agregat berdasarkan persentase berat, atau 75 –85% agregat berdasarkan
persentase volume. Dengan demikian kualitas perkerasan jalan ditentukan juga dari
sifat agregat dan hasil campuran agregat dengan material lain.

Universitas Sumatera Utara

Sifat agregat merupakan salah satu faktor penentu kemampuan perkerasan
jalan memikul beban lalu lintas dan daya tahan terhadap cuaca. Sifat agregat yang
menentukan kualitasnya sebagai material perkerasan jalan adalah: gradasi, kebersihan,
kekerasan ketahanan agregat, bentuk butir, tekstur permukaan, porositas, kemampuan
untuk menyerap air, berat jenis, dan daya kelekatan terhadap aspal. Sifat agregat
tersebut sangat dipengaruhi oleh jenis batuannya.

2.5.1 Jenis Agregat

Agregat menurut asal kejadiannya dapat dibagi menjadi 3 jenis :
1. Batuan Beku (igneous rock). Batuan yang berasal dari magma yang mendingin
dan membeku. Dibedakan atas batuan beku luar (extrusive igneous rock) dan
batuan beku dalam (intrusive igneous rock).
2. Batuan Sedimen. Berasal dari campuran partikel mineral, sisa hewan dan tanaman.
Pada umumnya merupakan lapisan-lapisan pada kulit bumi, hasil endapan di
danau, laut dan sebagainya.
3. Batuan Metamorfik. Berasal dari batuan sedimen ataupun batuan beku yang
mengalami proses perubahan bentuk akibat adanya perubahan tekanan dan
temperatur dari kulit bumi.

Agregat menurut proses pengolahannya dapat dibagi atas 3 jenis :
1. Agregat Alam. Agregat yang dapat dipergunakan sebagaimana bentuknya di alam
atau dengan sedikit proses pengolahan. Agregat ini terbentuk melalui proses erosi
dan

degradasi.

Bentuk

partikel

dari

agregat

alam

ditentukan

proses

pembentukannya.
2. Agregat melalui proses pengolahan. Digunung-gunung atau dibukit-bukit, dan
sungai-sungai sering ditemui agregat yang masih berbentuk batu gunung, dan
ukuran yang besar-besar sehingga diperlukan proses pengolahan terlebih dahulu
sebelum dapat digunakan sebagai agregat konstruksi jalan.
3. Agregat Buatan. Agregat yang merupakan mineral filler/pengisi (partikel dengan
ukuran < 0,075 mm), diperoleh dari hasil sampingan pabrik-pabrik semen atau
mesin pemecah batu.

Universitas Sumatera Utara

Agregat, berdasarkan ukuran butirannya dapat dibagi atas 3 bagian menurut
The Asphalt Institut, (1993), dalam Manual Series No. 2 (MS-2) :
1. Agregat Kasar, adalah agregat dengan ukuran butiran lebih besar dari saringan No.
8 (2,36 mm)
2. Agregat Halus, adalah agregat dengan ukuran butiran lebih halus dari saringan
No.8 (2,36 mm).
3. Bahan Pengisi (filler), adalah bagian dari agregat halus yang minimum 75% lolos
saringan no. 30 (0,06 mm).

2.5.2 Agregat Halus Pasir

Pasir adalah bahan batuan halus yang terdiri dari butiran sebesar 0,14 - 5 mm
didapat dari hasil disintegrasi batu alam (natural sand) atau dapat juga pemecahanya
(artifical sand), dari kondisi pembentukan tempat terjadinya pasir alam dapat
dibedakan atas : pasir galian, pasir sungai, pasir laut yaitu bukit-bukit pasir yang
dibawa ke pantai (Setyono, 2003).

Pasir merupakan agregat halus yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam
campuran aspal beton. Agregat ini menempati kurang lebih 70% dari volume aspal,
sehingga akan sangat berpengaruh terhadap kekuatannya (Setyawan, 2006).

Senyawa kimia silikon dioksida, juga yang dikenal dengan silika (dari bahasa
latin silex), adalah oksida dari silikon dengan rumus kimia SiO2 dan telah dikenal
sejak dahulu kekerasannya. Silika ini paling sering ditemukan di alam sebagai pasir
atau kuarsa, serta di dinding sel diatom.

Universitas Sumatera Utara

2.6

Karakterisasi Polimer Modifikasi Aspal (PMA)

2.6.1 Karakterisasi PMA dengan Uji Kuat Tekan

Pemeriksaan uji kuat tekan dilakukan untuk mengetahui secara pasti akan
kekuatan tekan yang sebenarnya apakah sesuai dengan yang direncanakan atau tidak.
Pada mesin uji kuat tekan benda diletakkan dan diberikan beban sampai benda runtuh,
yaitu pada saat beban maksimum bekerja.

Pengukuran kuat tekan (compressive strength) aspal polimer dapat dihitung
dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

P=
Dengan :

F
A

(2.1)
P

= Nilai kuat tekan, kgf/mm2

F

= gaya maksimum dari mesin tekan, kgf

A

= Luas penampang yang diberi tekanan, mm2

2.6.2 Karakterisasi PMA dengan Uji Daya Serap Air

Untuk mengetahui besarnya penyerapan air oleh aspal polimer, dihitung
dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

WA =

Dengan :

(M j − M k )
Mk

x100%

(2.2)

WA

= Daya serap air (%)

Mk

= massa sampel kering (kg)

Mj

= massa jenuh air (kg) (Newdesnetty, 2009).

Universitas Sumatera Utara

2.6.3 Karakterisasi PMA dengan DTA

Differential Thermal Analysis (DTA) merupakan metode yang paling sering
digunakan saat ini untuk penelitian-penelitian kuantitatif terhadap transisi termal
dalam polimer. Dalam metode Differential Thermal Analysis (DTA) suatu sampel
polimer dan referensi inert dipanaskan, biasanya dalam atmosfer nitrogen, dan
kemudian transisi-transisi termal dalam sampel tersebut dideteksi dan diukur. Ukuran
sampel bervariasi dari sekitar 0,5 sampai 10 mg. meskipun kedua metode memberikan
tipe informasi yang sama, terdapat perbedaan yang signifikan dalam instrumentasinya.
(Stevens, 2001).

Analisis termal bukan saja mampu untuk memberikan informasi tentang
perubahan fisik sampel (misalnya titik leleh dan penguapan), tetapi terjadinya proses
kimia yang mencakup polimerisasi, degradasi, dekomposisi, dan sebagainya. Dalam
bidang campuran polimer (poliblen) pengamatan suhu transisi kaca (Tg) sangat
penting untuk meramalkan interaksi antara rantai dan mekanisme pencampuran
beberapa polimer.

Campuran polimer yang homogen akan menunjukkan satu puncak Tg
(eksotermis) yang tajam dan merupakan fungsi komposisi. Tg campuran biasanya
berada diantara Tg dari kedua komponen, karena itu pencampuran homogen
digunakan untuk menurunkan Tg , seperti halnya plastisasi dengan pemlastis cair.

Pencampuran polimer heterogen ditujukan untuk menaikkan ketahanan bentur
bahan polimer. Campuran polimer heterogen ini ditandai dengan beberapa puncak Tg,
karena disamping masing-masing komponen masih merupakan fase terpisah, daerah
antarmuka mungkin memberikan Tg yang berbeda. Pengamatan termal campuran
polimer juga dapat digunakan untuk menentukan parameter interaksi, yang merupakan
faktor penurunan suhu leleh kristal (Wirjosentono, 1995). Berikut gambar yang
menunjukkan pola kuva umum DTA.

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.10 Pola Umum Kurva DTA
Sifat termal polimer merupakan salah satu sifat yang paling penting karena
menentukan sifat mekanis bahan polimer. Senyawa – senyawa polimer menunjukkan
suhu transisi gelas pada suhu tertentu. Senyawa polimer amorf seperti polistirena dan
bagian amorf dari polimer semi – kristalin seperti polietilen memiliki suhu transisi
gelas (Tg), namun polimer kristalin murni seperti elastomer tidak memiliki suhu
transisi gelas, namun hanya menunjukkan suhu leleh (Tm) (Kristian, 2008).

2.6.4 Karakterisasi PMA dengan FT-IR

Intrumen yang digunakan untuk mengukur resapan radiasi infra merah pada
berbagai panjang gelombang disebut spektrofometer infra merah (Fessenden F, 1997).
Alat spektrofotometer infra merah pada dasarnya terdiri dari komponen-komponen pokok
yang sama dengan alat spektrofotometer ultra lembayung dan sinar tampak, yaitu terdiri
dari sumber sinar, monokromator berikut alat-alat optik seperti cermin dan lensa, sel
tempat cuplikan, detektor amplifier dan alat dengan skala pembacaan atau alat perekam
spektra (recorder) akan tetapi disebabkan kebanyakan bahan dalam menstransmisikan
radiasi infra merah berlainan dengan sifatnya dalam menstransmisikan radiasi ultra
lembayung, sinar tampak, sifat dan kemampuan komponen alat tersebut diatas berbeda
untuk kedua jenis alat spektrofotometer itu.

Keuntungan pemakaian sistem berkas rangkap pada alat spektrofotometer adalah :
1. Memperkecil pengaruh penyerapan sinar infra merah oleh CO2 dan uap air dari udara.

Universitas Sumatera Utara

2. Mengurangi pengaruh hamburan (scattering) sinar infra merah oleh partikel-partikel
debu yang ukurannya mendekati nilai rata-rata panjang gelombang infra merah.
3. Kalau blanko yang digunakan adalah pelarut dari cuplikan dengan sistem berkas
rangkap itu pita-pita serapan pelarut tidak akan timbul pada spektra yang direkam.
4. Sistem berkas rangkap mengurangi pengaruh ketidak stabilan pancaran sumber sinar
dan detektor.
5. Perekaman otomatis dapat dilakukan (scanning) (Noerdin, 1985).

Sistem analisis spektroskopi infra merah (IR) telah memberikan keunggulan
dalam mengkarakterisasi senyawa organik dan formulasi material polimer. Analisis infra
merah (IR) akan menentukan gugus fungsi dari molekul yang memberikan regangan pada
daerah serapan infra merah. Tahap awal identifikasi bahan polimer, maka harus diketahui
pita serapan yang karakteristik untuk masing-masing polimer dengan membandingkan
spektra yang telah dikenal. Pita serapan yang khas ditunjukan oleh monomer penyusun
material dan struktur molekulnya. Umumnya pita serapan polimer pada spektra infra
merah (IR) adalah adanya ikatan C-H regangan pada daerah 2880 cm-1 yang sampai 2900
cm

-1

dan regangan dari gugus fungsi lain yang mendukung suatu analisis material

(Hummel, 1985)

2.6.5 Karakterisasi PMA dengan SEM

SEM (Scanning Electron Microscopy) merupakan alat yang dapat membentuk
bayangan permukaan. Struktur permukaan suatu benda uji dapat dipelajari dengan
mikroskop elektron pancaran karena jauh lebih udah mempelajari struktur permukaan
itu secara langsung. Pada SEM suatu berkas insiden elektron yang sangat halus discan meyilangi permukaan sampel dalam sinkronisasi dengan berkas tersebut dalam
tabung sinar katoda. Elektron-elektron yang akan terhambur digunakan untuk
memproduksi sinyal yang memodulasi berkas dalam tabung sinar katoda, yang
memproduksi suatu citra dengan kedalaman medan yang besar dan penampakan yang
hampir tiga dimensi (Stevens, 2001).

Universitas Sumatera Utara

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1

3.2

Bahan-Bahan

-

Aspal dari iran dengan tipe grade 60/70

-

Polipropilena daur ulang dari kemasan minuman gelas ”Aqua”

-

Agregat pasir halus

-

Dikumil Peroksida p.a

-

Maleat Anhidrida p.a.

Alat-Alat

-

Gelas Beaker 500 mL

-

Ayakan 0,6 mm

-

Neraca Analitis Mettler Toledo

-

Hot Plate dan Agitator Corning PC 400 D/Fisher Dyna Mix

-

Ekstruder MIFPOL BRS 896

-

Oven Gallenkamp Plus II

-

Hydraulic Press Test System Model HPTS.0001.08

-

Cetakan sampel ukuran 50 mm x 50 mm x 50 mm (ASTM C 348-2002)

-

Mesin uji tekan Tokyo Testing Machine Type-20E MGF

-

Thermal Analyzer DT-30 Shimadzu

Universitas Sumatera Utara

3.3

Prosedur Penelitian

3.3.1 Persiapan Agregat Pasir dan Polipropilena

-

Agregat berupa pasir halus dicuci terlebih dahulu dengan air, kemudian
dikeringkan di oven pada suhu 110oC. Seluruh agregat pasir halus disaring
dalam ayakan. Kemudian dibuat masing-masing ke dalam 300 gram.

-

Polipropilena dari kemasan minuman gelas ”Aqua” dipotong kecil-kecil,
kemudian dibuat masing-masing ke dalam variasi 40, 30, 20, dan 10 gram.

3.3.2 Proses Pembutan Aspal Polimer

-

Sebanyak 60 gram aspal dimasukkan ke dalam gelas beaker, dipanaskan pada
suhu 100 oC.

-

Setelah meleleh ditambahkan 40 gram polipropilena daur ulang ke dalam aspal
tersebut, dan dipanaskan pada suhu yang sama selama 5 menit sambil diaduk.

-

Ditambahkan 300 gram pasir halus ke dalam campuran tersebut secara
perlahan sambil diaduk pada temperatur yang sama selama 10 menit.

-

Ditambahk