ANALISIS SIFAT EMPIRIS, GUGUS FUNGSI, DAN SIFAT MEKANIS DAMAR ASPAL THE ANALYSIS OF CHARACTERISTIC OF EMPIRICAL, FUNCTIONAL GROUPS, AND MECHANICAL OF DAMAR ASPHALT SKRIPSI
ANALISIS SIFAT EMPIRIS, GUGUS FUNGSI, DAN
SIFAT MEKANIS DAMAR ASPAL
THE ANALYSIS OF CHARACTERISTIC OF EMPIRICAL,
FUNCTIONAL GROUPS, AND MECHANICAL OF
DAMAR ASPHALT
SKRIPSI
Disusun sebagai Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Disusun oleh :
ISKANDAR MUSTOFA
I 0113069
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2017
ANALISIS SIFAT EMPIRIS, GUGUS FUNGSI, DAN
SIFAT MEKANIS DAMAR ASPAL
THE ANALYSIS OF CHARACTERISTIC OF EMPIRICAL,
FUNCTIONAL GROUPS, AND MECHANICAL OF DAMAR ASPHALT
Disusun Oleh:
ISKANDAR MUSTOFA
NIM. I0113069
Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Persetujuan: Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Ir. Ary Setyawan, MSc, PhD. Ir. Djumari, MT.
NIP. 19661204 199512 1 001 NIP. 19571020 198702 1 001
HALAMAN PENGESAHAN
ANALISIS SIFAT EMPIRIS, GUGUS FUNGSI, DAN
SIFAT MEKANIS DAMAR ASPAL
THE ANALYSIS OF CHARACTERISTIC OF EMPIRICAL, FUNCTIONAL
GROUPS, AND MECHANICAL OF DAMAR ASPHALT
Disusun Oleh:
ISKANDAR MUSTOFA
NIM. I0113069
Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada :
Hari : Senin Tanggal : 30 Oktober 2017
Tim Penguji Nama/NIP Tanda Tangan Ir. Ary Setyawan, MSc, PhD.
NIP. 19661204 199512 1 001 Ir. Djumari, MT. NIP. 19571020 198702 1 001 Ir. Agus Sumarsono, MT NIP. 19570814 198601 1 001 Setiono, ST, MSc NIP. 19720224 199702 1 001
Disahkan,
Tanggal : ……………………….
Kepala Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS Wibowo, ST, DEA NIP. 196810071995021001 iii
MOTTO
“Maka sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Maka apabila engkau telah selesai (dari sesuatu urusan), tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang lain). Dan hanya kepada
Tuhanmulah eng kau berharap.” (QS. Al-Insyirah 5-8) “Beribadahlah seolah-olah engkau akan mati esok, dan bekerjalah seolah-olah kamu akan hidup selamanya”
PERSEMBAHAN
Saya persembahkan karya ini untuk:
Ibu dan Ayah
Atas segala doanya siang dan malam, serta dukungan dan dorongan semangat di setiap langkah saya sehingga merestui langkah saya dalam menyelesaikan skripsi ini. Dengan segala kerendahan hati, karya ini kupersembahkan untuk kedua orang tua.
ABSTRAK
Iskandar Mustofa, 2017. Analisis Sifat Empiris, Gugus Fungsi, dan Sifat
Mekanis Damar Aspal. Skripsi. Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Negeri Sebelas Maret Surakarta. Damar aspal adalah bioaspal yang merupakan campuran dengan bahan utama getah damar, fly ash, minyak goreng, dan lateks. Penelitian ini merupakan penelitian lanjutan dimana pada penelitian sebelumnya proses pembuatan daspal masih dilakukan secara manual. Oleh karena itu pada penelitian ini akan digunakan alat mixer dan saringan no 60 pada proses produksi daspal. Selain itu akan dilakukan pula pengujian FTIR untuk mengetahui gugus fungsi kimia daspal beserta pengaruh penambahan lateks didalamnya. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui sifat empiris, gugus fungsi, dan sifat mekanis damar aspal.
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimental. Komposisi daspal yaitu getah damar 450 gr (bubuk 350gr + bongkah 100gr), fly
ash 150 gr, minyak goreng 205 gr, dan lateks 4% dari berat bersih campuran
daspal. Daspal dilakukan uji empiris, uji FTIR, analisis dengan BANDS 2.0, serta uji viskositas.
o
Secara empiris daspal memiliki penetrasi 43 dmm, titik lembek 57
C, daktilitas
o o
114 cm, titik nyala 261
C, titik bakar 275
C, berat jenis 0,98 gr/mm, kelekatan 96%, dan kelarutan 98%, dan kehilangan berat 0,1%. Hasil uji FTIR menunjukkan bahwa daspal memiliki gugus fungsi asphalten, saturate, aromatic, dan resin.
Dapat disimpulkan bahwa daspal adalah sejenis hidrokarbon dan dapat dikatakan sejenis bioaspal. Daspal mengandung gugus fungsi C=C Alkena yang berasal dari senyawa penyusun daspal yaitu lateks. Secara mekanis daspal memiliki indeks
b
penetrasi 0,2 nilai kekakuan (S ) 11,5 MPa, viskositas 433 cSt pada 140°C. Dari pembacaan bitumen test data chart didapatkan suhu pencampuran 162°C dan suhu pemadatan 109,5°C. Walaupun secara sifat empiris dan mekanis daspal sudah memenuhi syarat sebagai aspal penetrasi, namun secara kualitas daspal masih dibawah aspal penetration 60.
Kata Kunci: Bioaspal, BANDS 2.0, Daspal, FTIR, Viskositas.
ABSTRACT
The Analysis of Characteristic of Empirical, Iskandar Mustofa, 2017.Functional Groups and Mechanical of Damar Asphalt. Thesis. Civil
Engineering Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret University,
Surakarta.Daspal is bioasphalt which is a mixture with the main ingredient of resin sap, fly
ash, cooking oil, and latex. This research is a follow-up research where in the
previous research the process of making daspal is still done manually. Therefore,
in this research will be used mixer and sieve tool no 60 in the process of daspal
production. Other than that, there will be a test through the FTIR test to
determine Daspal chemical functional group along with the effect of addition
latex in it. The purpose of this research is to find out the empirical, functional
groups and mechanical properties of the Daspal.The method used in this research is an experimental method. The Daspal
composition are 450 gr of resin gum (350gr powder + 100g lump), 150 gr of fly
ash, 205 gr of cooking oil, and 4% latex of net weight of Daspal. Daspal
conducted properties test, FTIR test, analysis with BANDS 2.0, and viscosity test. oEmpirically, Daspal has a penetration of 43 dmm, its softening point is 57
C, its o o ductility value is 114 cm, its flash point is 261
C, its burn point is 275
C, its
specific gravity is 0.98 gr/mm, 96% adhesiveness, 98% solubility, loss weights
0,1%. FTIR tested results show that Daspal has asphalten, saturate, aromatic,
and resin functional group. It can be concluded that Daspal is kind of
hydrocarbon and can be said as a bioaspal. Daspal also contains a functional
group C=C Alkene derived from the constituent compound of the latex.
Mechanically, Daspal has a penetration index 0,2 and stiffness value (Sb) 11,5
Mpa, viscosity 433 cSt at 140°C. From reading bitumen test data chart obtained a
mixing temperature 162° C and compression temperature 109,5°C. Although
empirically and mechanically has qualified as penetration asphalt, and has the
same functional groups as penetration asphalt but the quality of Daspal still
below than penetration asphalt 60.Keywords: Bioasphalt, BANDS 2.0, Daspal, FITR, Viscosity.
PRAKATA
Puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah SWT yang maha pengasih dan penyayang atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Analisis Sifat Empiris, Gugus Fungsi dan
Sifat Mekanis Damar Aspal guna memenuhi syarat memperoleh gelar Sarjana
Teknik di Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penyusunan skripsi ini dapat berjalan lancar tidak lepas dari bimbingan, dukungan dan motivasi dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1.
Kedua orang tua saya Isnan Abadi dan Rumiyati 2. Segenap Pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Ir. Djumari, MT. selaku dosen Pembimbing II.
5. Ir. Adi Yusuf Muttaqin, MT. selaku dosen pembimbing akademik.
6. Ir. Noegroho Djarwanti, MT. selaku dosen pembimbing kerja praktik.
7. Segenap bapak dan ibu dosen pengajar di Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
8. Rekan-rekan mahasiswa Program Studi Teknik Sipil.
9. Semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis. Penulis menyadari skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk perbaikan di masa mendatang. Akhir kata semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun khususnya dan pembaca umumnya.
Surakarta, 30 Oktober 2017 Iskandar Mustofa
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................. i HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................. ii HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. iii MOTTO ............................................................................................................... iv PERSEMBAHAN ................................................................................................ iv ABSTRAK ........................................................................................................... v
ABSTRACT ............................................................................................................ vi
PRAKATA ............................................................................................................ vii DAFTAR ISI ......................................................................................................... viii DAFTAR TABEL ................................................................................................ xi DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xiv DAFTAR NOTASI .............................................................................................. xv DAFTAR ISTILAH DAN ARTI ......................................................................... xvi
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah .............................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................ 3
1.3 Batasan Masalah .......................................................................................... 3
1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................................ 3
1.5 Manfaat Penelitian ...................................................................................... 4
BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka ......................................................................................... 5
2.2 Dasar Teori .................................................................................................. 7
2.2.1 Aspal ................................................................................................. 7
2.2.2 Bioaspal ............................................................................................. 12
2.2.3 Damar Aspal ...................................................................................... 13
2.2.4 Pengujian Aspal ................................................................................ 15
2.2.4.1 Penetrasi Aspal ....................................................................... 15
2.2.4.2 Titik Lembek Aspal ................................................................ 15
2.2.4.3 Titik Nyala dan Titik Bakar Aspal ......................................... 16
2.2.4.4 Daktilitas Aspal ...................................................................... 16
2.2.4.5 Bert Jenis Aspal ..................................................................... 17
2.2.4.6 Kelekatan Aspal pada Agregat ................................................ 17
2.2.4.7 Kelarutan dalam Trichloroethylen .......................................... 17
2.2.4.8 Kehilangan Berat .................................................................... 18
2.2.5 Unsur Senyawa Kimia pada Daspal .................................................. 18
2.2.6 Fourier Transform Infrared Resonance (FTIR) ................................ 21
2.2.7 BANDS 2.0 ....................................................................................... 24
2.2.8 Viskositas .......................................................................................... 28
BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1 Metodologi Penelitian ................................................................................. 31
3.2 Teknik Pengumpulan Data ........................................................................... 32
3.3 Lokasi dan Waktu Penelitian ...................................................................... 32
3.4 Alat dan Bahan ............................................................................................. 33
3.4.1 Alat .................................................................................................... 33
3.4.2 Bahan ................................................................................................ 33
3.5 Benda Uji ..................................................................................................... 36
3.6 Pengujian Sifat Empiris Daspal .................................................................. 37
3.6.1 Uji Penetrasi ....................................................................................... 37
3.6.2 Uji Titik Lembek ............................................................................... 39
3.6.3 Uji Daktilitas ...................................................................................... 40
3.6.4 Uji Titik Nyala dan Titik Bakar ........................................................ 41
3.6.5 Uji Kelarutan dalam Trichloroethylene ............................................ 42
3.6.6 Uji Kelekatan Daspal pada Agregat .................................................. 44
3.6.7 Uji Berat Jenis ................................................................................... 44
3.6.8 Uji Kehilangan Berat ......................................................................... 45
3.7 Analisis Gugus Fungsi Kimia (Menggunakan Metode FTIR) ..................... 46
3.8 Pengujian Sifat Mekanis Daspal .................................................................. 47
3.8.1 Analisis dengan program BANDS 2.0 .............................................. 47
3.8.2 Pengujian Viskositas ......................................................................... 49
3.9 Diagram Alir Penelitian ............................................................................... 52
BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
4.2 Analisis Gugus Fungsi Daspal (Menggunakan Metode FTIR) .................... 60
5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 71
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
4.4 Rekapitulasi Pengujian dan Pembahasan ..................................................... 68
4.3.2 Uji Viskositas ..................................................................................... 67
4.3.1 Analisis Menggunakan program BANDS 2.0 .................................. 65
4.3 Analisis Sifat Mekanis Daspal ..................................................................... 65
4.1.8 Uji Kehilangan Berat pada Daspal .................................................... 60
4.1 Analisis Uji Empiris Daspal ........................................................................ 54
4.1.7 Uji Kelarutan Daspal dalam Larutan Trichlorethylene ..................... 59
4.1.6 Uji Kelekatan Daspal pada Agregat .................................................. 58
4.1.5 Uji Berat Jenis Daspal ....................................................................... 57
4.1.4 Uji Titik Nyala dan Titik Bakar Daspal ............................................ 56
4.1.3 Uji Daktilitas Daspal ......................................................................... 55
4.1.2 Uji Titik Lembek Daspal ................................................................... 55
4.1.1 Uji Penetrasi Daspal .......................................................................... 54
5.2 Saran ............................................................................................................ 71 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... ... xix LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Ethylene .......................................................................................59
FTIR Senyawa Daspal Dibandngkan dengan Aspal Pen 60 dan Asbuton .......................................................................................70
Tabel 4.14. Rekapitulasi Perbandingan Gugus Fungsi Hasil PengujianDibandingkan dengan Spesifikasi Aspal Pen 60 dan Asbuton ...69
Tabel 4.13. Rekapitulasi Hasil Uji Empiris Daspal ModifikasiTabel 4.12. Suhu Pencampuran dan Pemadatan Daspal ................................68Tabel 4.11. Hasil Pengujian Viskositas Kinematik ........................................67Tabel 4.10. Hasil Prediksi Indeks Penetrasi dan Stiffness Bitumen Daspal ...66Tabel 4.9. Pola Pita Absorbsi Sampel Hasil FTIR .......................................63Tabel 4.8. Hasil Pengujian Kehilangan Berat pada Daspal..........................60Tabel 2.1. Persyaratan Aspal Keras Penetrasi 60 .........................................11Tabel 2.2. Analisis Unsur dalam Bitumen ...................................................20Tabel 4.6. Hasil Pengujian Kelekatan Daspal ..............................................59Tabel 4.5. Hasil Pengujian Berat Jenis Daspal.............................................58Tabel 4.4. Hasil Pengujian Titik Nyala dan Titik Bakar Daspal ..................57Tabel 4.3. Hasil Pengujian Daktilitas Daspal ...............................................56Tabel 4.2. Hasil Pengujian Titik Lembek Daspal ........................................55Tabel 4.1. Hasil Pengujian Penetrasi Daspal................................................54Tabel 3.2. Perbedaan Penelitan Sebelumnya dengan Sekarang ...................37Tabel 3.1. Komposisi Daspal .......................................................................36Tabel 2.4. Suhu di Indonesia Kurun 10 Tahun Terakhir ..............................26Tabel 2.3. Karakteristik Penyerapan Gelombang IR ...................................23Tabel 4.7. Hasil Pengujian Kelarutan Daspal dalam larutan TricholoreDAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Gugus Kimia Asphaltenes ...........................................................19Gambar 2.2. Gugus Kimia Saturates................................................................19Gambar 2.3. Gugus Kimia Aromatic ................................................................20Gambar 2.4. Gugus Kimia Resin......................................................................20Gambar 2.5. Alat Uji FTIR ..............................................................................22Gambar 2.6. Tampilan Program BANDS 2.0 ..................................................25Gambar 3.1. Getah Damar (a) bubuk damar kemasan (b) damar bongkah yang sudah ditumbuk ...................................................................34Gambar 3.2. Fly Ash ........................................................................................34Gambar 3.3. Minyak Goreng ............................................................................35Gambar 3.4. Lateks KKK 60 ............................................................................35Gambar 3.5. Langkah 1 ....................................................................................47Gambar 3.6. Langkah 2 ....................................................................................47Gambar 3.7. Tampilan Program BANDS 2.0 ..................................................48Gambar 3.8. Output BANDS 2.0 .....................................................................49Gambar 3.9. Alat Uji Saybolt Furol .................................................................49Gambar 3.10. Bitumen Test Data Chart .............................................................51Gambar 3.11. Diagram Alir Penelitian ...............................................................52Gambar 4.1. Pengujian Penetrasi Daspal (a) Benda Uji Penetrasi (b) Ujio
Penetrasi pada Suhu 25 C ...........................................................54
Gambar 4.2. Proses Pengujian Titik Lembek (a) Benda Uji Titik Lembek(b) Pengujian Titik Lembek ........................................................55
Gambar 4.3. Pengujian Daktilitas (a) Benda Uji Daktilitas (b) ProsesPengujian Daktilitas ....................................................................56