BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - Pembuatan dan Karakterisasi Beton Polimer Serat Kulit Pinang - Batu Apung Dengan Perekat Resin Epoksi

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Beton

Beton adalah bahan bangunan yang diperoleh dengan mencampurkan agregat halus, agregat kasar, air dan semen. Beton merupakan material komposit dimana sifat beton sangat tergantung pada sifat unsur masing-masing serta interaksi antar setiap unsur material penyusun. Campuran antar material pada beton adalah sangat penting. Idealnya setiap partikel agregat diselimuti oleh semen terlebih dahulu sebelum ditambahkan air. Kekuatan campuran yang tepat dari beton terutama disebabkan oleh agregat kasar. Bagian agregat halus harus diberikan secara cukup untuk mengisi rongga antar agregat.

Sifat beton dapat berubah sesuai dengan sifat semen, agregat, dan air maupun perbandingan pencampurannya. Untuk mendapatkan beton optimum pada penggunaan yang khusus, perlu dipilih bahan yang sesuai dan dicampur secara tepat. Beton juga dapat dicampur dengan bahan yang lain dengan perilaku yang sesuai dengan perilaku yang akan diberikan terhadap beton seperti bahan komposit.

Campuran beton didasarkan pada kekuatan rata-rata benda uji kubus beton , dan bila syarat kekuatan sudah ditentukan maka campuran harus dirancang untuk memenuhi syarat tersebut. Sebelum menerima rancangan suatu campuran, perlu dilakukan percobaan campuran, dan berdasarkan hasilnya kemudian dibuat modifikasi terhadap rancangan campuran tersebaut. (Arthur Wignall, 2003)

Pada umumnya kekuatan beton menggunakan perekat semen memiliki kelemahan antara lain: berat, proses pengerasannya cukup lama (maksimal 28 hari), tidak tahan terhadapa lumut atau kelembapan tinggiyang menyebabkan beton cepat rapuh. Untuk mengatasi kelemahan-kelemahan tersebut perlu dilakukan proses perekayasaan materisl beton sehingga kelemahan tersebut dapat dikurangi. Beberapa peneliti telah mencoba untuk merekayasa material beton dengan cara menambahkan aditif nano silika agar kekuatan dan kepadatan beton dapat meningkat. Akan tetapi bobot atau densitas dari beton tetap tinggi, waktu pengerasannya masih relatif lama, harga nano silika cukup mahal dan sulit mendapatkannya. (Calvelri,et.all,2003) Salah satu cara untuk perbaikan dalam merekayasa material beton melalui penggunaan agregat ringan seperti batu apung (pumice),sehingga densitas beton dapat diperkecil. Agar beton lebih efisien dalam pembuatannya dan dapat ditingkatkan kekuatannya maupun ketahannya maka perlu ditambahkan bahan polimer sebagai matriks kedalam campuran beton. Untuk mempercepat pengerasan beton dan sekaligus mampu menutupi rongga-rongga pada beton agar tahan pada kelembapan tinggi maka perlu menggantikan pemakaian semen dengan material polimer sebab material polimer memiliki keunggulan dibandingkan semen yaitu kekuatannya lebih tinggi, tahan terhadap bahan kimia dan korosi, penyerapan air rendah dan stabilitas pemadatan yang tinggi (Reis J.M.L,2006). Disamping itu penggunaan bahan polimer juga dapat mempercepat waktu pengerasannya, beton jenis ini selanjutnya disebut beton polimer. Beton polimer adalah material komposit dimana bahan pengikat (binder) terdiri dari polimer sintetis organic, atau dikenal sebagai beton resin (Reis J.M.L,et al,2004).

2.2 Beton polimer

dengan kekuatan tekan yang sangat tinggi, sebesar 15.000 psi atau lebih dan kekuatan belah tarik sebesar 1.500 psi atau lebih. Beton dengan kekuatan tinggi ini biasanya diproduksi dengan menggunakan bahan polimer dengan cara memodifikasi sifat beton dengan mengurangi air di lapangan atau dijenuhkan dan dipancarkan pada temperatur yang sangat tinggi. Beton dengan modifikasi polimer (PMC = Polymer Modified

Concrete) ini adalah beton yang ditambah resin dan pengeras sebagai bahan

tambahan. Prinsipnya adalah menggantikan air pencampur dengan polimer sehingga didapat beton yang berkekuatan tinggi dan mempunyai mutu-mutu yang baik. ( Edward G.Nawy, 2008).

Beton polimer (polymer concreate) adalah material komposit dimana seluruh perekatnya terdiri dari polimer organik sintetis. Komposit ini biasa dikenal dengan sebutan beton resin sintetis, beton resin plastik atau beton resin. Beton polimer terdiri dari suatu polimer yang bahan perekatnya berupa termo-plastik atau polimer thermosetting dan bahan pengisiannya berupa agregat (kumpulan pasir atau kerikil). Dengan mengatur agregatnya, hanya sejumlah tertentu polimer sudah dapat membasahi agregat dan mengisi rongganya. Makin baik pemadatannya, makin besar pula kekuatannya. Salah satu masalah beton polimer adalah sifat viscoelastik polimernya. Oleh karena itu, selalu dipakai bentuk campuran, polimer sebagai matriks dan agregat sebagai komponen kedua. (Dorel F. dkk, 1995).

2.2.1 Defenisi Polimer

Istilah polimer diambil dari bahasa Yunani (poly = banyak; meros = unit). Dengan kata lain, senyawa polimer dapat diartikan sebagai senyawa besar yang terbentuk dari penggabungan unit-unit molekul kecil yang disebut monomer (mono = satu). Jumlah monomer yang bergabung dapat mencapai puluhan ribu sehingga massa molekul relatifnya bisa mencapai ratusan ribu, bahkan jutaan. Itulah sebabnya mengapa polimer disebut juga makromolekul. Polimer adalah suatu zat kimia yang terdiri dari molekul-molekul yang besar dengan karbon dan hidrogen sebagai molekul utamanya. Polimer adalah istilah yang sangat umum yang mengacu pada rantai molekul monomer sederhana. Berdasarkan jenisnya, polimer dibedakan menjadi:

1. Polimer alami : kayu, kulit binatang, kapas, karet alam, rambut.

Polimer sintetis dibagi lagi dalam tiga klasifikasi yaitu:

a. Tidak terdapat secara alami seperti nylon, poliester, polipropilen, polistiren

b. Terdapat di alam tetapi dibuat oleh proses buatan misalnya karet sintetis

c. Polimer alami yang dimodifikasi seperti seluloid, cellophane (bahan dasarnya dari selulosa tetapi telah mengalami modifikasi secara radikal sehingga kehilangan sifat-sifat kimia dan fisika asalnya).

2.2.2 Defenisi Beton Polimer

Beton polimer merupakan beton yang dibuat dari campuran agregat kasar dan halus dengan bahan perekat polimer. Sedangkan yang dimaksud dengan polimer adalah suatu zat kimia yang terdiri dari molekul-molekul yang besar dengan karbon dan

Formula beton polimer = Agregat kasar + Agregat halus + Bahan polimer hidrogen sebagai molekul utamanya. Adapun bahan baku polimer didapatkan dari limbah plastik yang didaur ulang, kemudian dicampur dengan bahan kimia lainnya.

2.2.3 Kelebihan Beton Polimer

Beton polimer mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan beton konvensional. Kelebihan tersebut pada umumnya dapat dilihat dari beberapa sudut yang penting seperti sifat-sifat fisis dan mekanik, waktu pengerasan serta aplikasi. Seperti yang diuraikan dibawah ini :

a) Sifat fisis dan mekanik

Sifat fisis beton polimer mempunyai massa yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan bahan konvensional. Sehingga dengan massa yang lebih rendah ini maka penggunaan beton polimer pada bangunan jauh aman dibandingkan dengan menggunakan beton biasa. Ini memberikan implikasi yang lebih penting dalam konteks penggunaan karena beton polimer akan mempunyai kekuatan dan kekakuan yang dapat mendekati bahan konvensional. Beton yang mempunyai gabungan sifat- sifat yang menarik yang dapat dihasilkan dengan mengubah komposisi bahan yang digunakan. Bahan polimer yang mempunyai berat molekul besar dan berikatan kovalen, menunjukkan sifat-sifat yang berbeda dari bahan organik yang mempunyai menjadi cair dengan viskositas rendah atau menguap kalau dipanaskan, sedangkan bahan polimer mencair dengan sangat kental dan tidak menguap.

Sifat-sifat khas bahan polimer pada umumnya adalah sebagai berikut (Surdia, 2005) : 1) Mampu cetak adalah baik. 2) Produk yang ringan dan kuat dapat dibuat. 3) Banyak di antara polimer bersifat isolasi listrik yang baik. 4) Baik sekali dalam ketahanan air dan ketahanan zat kimia. 5)

Produk-produk dengan sifat yang cukup berbeda dapat dibuat tergantung pada cara pembuatannya. 6) Umumnya bahan polimer lebih murah. 7) Kurang tahan terhadap panas.

8) Kekerasaan permukaan yang sangat kurang. 9) Kurang tahan terhadap pelarut. 10) Mudah termuati listrik secara elektrostatik. 11) Beberapa bahan tahan abrasi, atau mempunyai koefisien gesek yang kecil.

b) Waktu proses pengerasan

Proses pengerasan pada beton konvensional membutuhkan waktu yang lebih lama, sedangkan beton polimer dapat dipersingkat dengan hanya beberapa jam saja. Penambahan bahan polimer pada beton bertujuan untuk meningkatkan sifat-sifat beton.

c) Aplikasi Aplikasi beton polimer lebih banyak dibandingkan dengan beton konvensional.

Produk beton polimer antara lain dapat digunakan sebagai pondasi galangan kapal, tangga, sanitari, lantai, panel, bangunan komersial, pemipaan, dan lain-lain.

2.2.4 Pembagian Polimer Berdasarkan Kegunaannya

Menurut Shinta Marito Siregar (2009) pembagian polimer berdasarkan kegunaannya adalah sebagai berikut: a)

Polimer komersial (commodity polimers) kehidupan sehari-hari. Contoh: polietilen (PE), polipropilen (PP), polistirena (PS), polivinilklorida (PVC), melamin formaldehid.

b) Polimer teknik (engineering polimers) Polimer ini sebagian dihasilkan di Negara berkembang dan sebagian di Negara maju.

Polimer ini cukup mahal dan canggih dengan sifat mekanik yang unggul dan daya tahan yang lebih baik. Polimer ini banyak dipakai dalam bidang transportasi seperti mobil, truk, pesawat udara, bahan bangunan pipa, ledeng, barang-barang listrik dan elektonik seperti mesin bisnis, komputer, mesin-mesin industri dan barang komsumsi. Contoh: nylon, polykarbonat, polisulfon dan polyester.

c) Polimer fungsional (functional polimers)

Polimer ini dihasilkan dan dikembangkan di Negara maju dan dibuat untuk tujuan khusus dengan produksinya dalam skala kecil. Contoh: Kevlar, nomex, textura, polimer penghantar arus dan foton, polimer peka cahaya, membran, biopolymer.

2.3 Batu Apung

Batu apung merupakan salah satu jenis agregat yang berasal dari alam, biasanya berasal dari material muntahan lahar panas gunung berapi. Kemudian dilanjutkan proses pendinginan secara alami dan terendapkan didalam lapisan tanah selama bertahun-tahun. Batu apung (pumice) adalah suatu bahan gelas vulkanis seluler yang merupakan hasil dari aktifitas gunung berapi efusi yang kaya akan silika atau buih kaca alam, berwarna abu-abu terang hingga putih memiliki pori dan bermassa ringan.

Batu apung (pumice) adalah jenis batuan yang berwarna terang, mengandung buih yang terbuat dari gelembung berdinding gelas dan biasanya disebut juga sebagai batuan gelas vukanik silikat. Batuan ini terbentuk dari magma asam oleh aksi letusan gunung api yang mengeluarkan materialnya ke udara, kemudian mengalami transportasi secara horizontal dan terakumulasi sebagai batuan piroklastik. Mineral- mineral lainnya yang terdapat dalam batu apung adalah : Feldspar, Kuarsa, Obsidian, Kristobalit dan Tridimit. lepas, atau fragmen dalam breksi gunung api. Batu apung dapat pula dibuat dengan cara memanaskan obsidian, sehingga gasnya keluar. Pemanasan yang dilakukan pada obsidian dari Krakatau, suhu yang diperlukan untuk megubah obsidian menjadi batu apung rata-rata 880°C.

Jenis batuan lainnya yang memiliki struktur fisika dan asal terbentuknya sama dengan batu apung adalah pumicit, volkanik cinter, dan scoria. Sedangkan mineral- mineral yang terdapat dalam batu apung adalah feldspar, kuarsa, obsidian, kristobalit, dan tridimit. (http://sain-kifamona.blogspot.com/2011/06/batu-apung.html 28 April 2014)

Batu apung memiliki densitas yang sangat kecil (< 1 g/cm³). sifat-sifat yang dimiliki batu apung antara lain: densitas 9,8 g/ cm³, daya serap air 21 %, dan kuat tekan 20 MPa. Adapun kandungan komposisi kimia yang terdapat dalam batu apung adalah sebagai berikut: SiO

Bahan pengisi cat tekstur Flattening agents Kasar Kasar Halus – Kasar Sangat halus

Kulit Untuk mengkilap Sedang Kaca dan cermin Pemrosesan tabung TV Pemoles dan pengkilap tabung TV Halus

Karet Bahan penghapus Bahan cetakan Sedang Sangat halus

Kosmetik dan odol Pemoles dan penambal gigi Pemerata kulit Halus Sangat halus

Komponder Bubuk sabun tangan Pembersih gelas dan kaca Sedang Sangat halus

Sangat halus - sedang Sedang Halus Sangat halus

Pressure blasting Electro-plating Pembersih gelas dan kaca Sangat halus

Kasar Halus - Kasar Logam dan plastik Pembersih dan pemoles Vibratory and barrel finishing

Kimia Media fitrasi Chemical carrier Pemicu korek api belerang Kasar

Industri Kegunaan Ukuran Butir Cat Pelapis nonskid Cat sekat akustik

Tabel 2.1 Kegunaan batu apung di sektor industri

Kegunaan batu apung dalam industri terlihat seperti pada Tabel 2.1, yaitu sebagai bahan mentah untuk membuat bahan-bahan poles, untuk logam, mortar dan beton. Bahkan batu apung di dalam dunia pembangunan masa kini, terutama dalam membuat rumah-rumah, nampaknya batu apung dapat digunakan juga untuk membuat bata ringan.

, sedangkan senyawa lainnya relatif kecil (<2%). Batu apung dapat digunakan sebagai bahan pembuatan beton ringan, karena mempunyai porositas tinggi, densitas rendah, isothermal tinggi, dan tahan terhadap goncangan gempa. (Juwairiah, 2009)

2 O

2 O dan Fe

2 O, Na

2 O 3,

Halus Bevel finishing Sangat halus Penghalus potongan kaca Sangat halus Elektronika Pembersih papan sirkit Sangat halus Tembikar Bahan pengisi Halus

Keterangan : Kasar 8-30 mesh; sedang = 30-100 mesh; halus 100 -200 mesh; Sangat halus >200 mesh

2.4 Tanaman Pinang

Pinang atau dalam bahasa Latin di sebut Areca Catechu L, sudah tidak asing lagi bagi penduduk Indonesia. Pinang telah ada di Indonesia pada masa sebelum Masehi. Ada sumber yang mengatakan Pinang masuk pada abad ke 6 sebelum Masehi.

Biji pinang mengandung alkaloida seperti misalnya arekaina (arecaine) dan arekolina (arecoline), yang sedikit banyak bersifat racun dan adiktif, dapat merangsang otak. Zat lain yang dikandung buah pinang antara lain arecaidine, arecolidine, guracine (guacine), guvacoline dan beberapa unsur lainnya.

Ciri-ciri tanaman pinang adalah sebagai berikut Batang lurus,tidak bercabang dapat mencapai ketinggian 25 m dengan diameter lingkaran berkisar 15 cm, tajuk tidak rimbun. Pelepah daun berbentuk tabung dengan panjang 80 cm, tangkai daun pendek, helaian daun panjangnya sampai 80 cm, anak daun 85 x 5 cm, dengan ujung sobek dan bergerigi.

Tangkai bunga dengan seludang (spatha) yang panjang dan mudah rontok, muncul dibawah daun, panjang lebih kurang 75 cm, dengan tangkai pendek bercabang rangkap, sumbu ujung sampai panjang 35 cm, dengan 1 bunga betina pada pangkal, di atasnya dengan banyak bunga jantan tersusun dalam 2 baris yang tertancap dalam alur. Bunga jantan panjang 4 mm, putih kuning; benang sari 6. Bunga betina panjang lebih kurang 1,5 cm, dan berwarna hijau.

Buah pinang berbentuk bulat telur, berwana merah oranye, panjang 3,5 - 7 cm, dengan dinding buah yang berserat. Serat buah pinang hampir memiliki kesamaan fisik dengan serat buah kelapa hanya saja panjang serat lebih pendek.

Dalam penelitian ini serat pinang direndam untuk memisahkan lignin dari serat pinang. Serat pinang itu juga dapat diolah secara kimia untuk meningkatkan sifat mekanik menggunakan NaOH. Di antara semua serat alam, pinang tampaknya merupakan bahan yang menjanjikan karena murah, ketersediaan melimpah dan tanaman yang berpotensialtinggi. Volume serat pinang mencapai 30% - 45% dari total volume buah.

Serat pinang terdiri dari hemiselulosa dan mengandung kadar selulose 70,2%, air 10,92%, abu 6,02%. Sifat dari serat pinang secara alami bergantung pada sifat tanaman, wilayah dimana tumbuh, umur tanaman, dan metode ekstraksi serat.

2.5 Pasir Pasir merupakan bahan agregat alami terdiri dari batuan dan mineral partikel.

Komposisi pasir sangat bervariasi, tergantung pada sumber batuan lokal dan kondisi alam, tetapi jenis pasir yang paling umum adalah(silikon dioksida, atau SiO 2), biasanya dalam bent. Pasir berasal dari letusan gunung berapi, sungai, dalam tanah dan pantai oleh karena itu pasir dapat digolongkan dalam tiga macam yaitu pasir galian, pasir laut dan pasir sungai. Pada konstruksi bahan bangunan pasir digunakan sebagai agregat halus dalam campuran beton, bahan spesi perekat pasangan bata maupun keramik, screed lantai dll.

Dalam hal , pasir individu dalam berbagai ukuran disebut butiran pasir. Butiran pasir adalah antara

(partikel

lebih kecil dari 0,0625 mm sampai 0,004 mm). Spesifikasi ukuran antara pasir dan kerikil tetap konstan selama lebih dari satu abad, tetapi partikel diameter sekecil 0,02 mm dianggap standar pasir dan digunakan selama awal abad 20.

Untuk mendapatkan pasir dapat diperoleh dari Sungai yang menghasilkan butiran- butiran variasi ukuran yang besar, tetapi reltif bersih. Mungkin ukurannya oversize tetapi dapat diatasi dengan ayakan. Pada sungai yang lambat, variasi ukuran lebih sedikit, bentuk lebih bulat,tetapi mungkin lebih kotor, dengan campuran mika dan

flake kecil. Pasir yang kotor dapat dicuci selagi masih didalam keranjang bamboo.

Cara ini dpat menghilanghkan butiran yang diperlukan. (Nugraha, Paul. 2007)

Pasir memang sangat penting dalam pembuatan beton, tetapi apabila kadarnya terlalu terlalu besar akan mengakibatkan kerapuhan jika sudah mengering. Ini disebabkan daya rekat antara partikel-pertikel berkurang dengan adanya pasir dalam jumlah yang besar, sebab pasir tersebut tidak bersifat merekat akan tetapi hanya sebagai pengisi (filler).

2.6 Serat

Serat dicirikan oleh modulus dan kekuatannya sangat tinggi, elongasi (daya rentang) yang baik, stabilitas panas yang baik, spinabilitas (kemampuan untuk diubah menjadi filamen-filamen) dan sejumlah sifat-sifat lain yang bergantung pada pemakaian dalam tekstil., kawat, tali dan kabel, dan lain-lain. Suatu daftar parsial dari sifat-sifat serat mungkin memasukkan juga daya celup (dyeability), resistensi bahan kimia, resistensi serangga dan jamur, resistensi kekusutan, dan luster (Steven, 2001).

Secara umum dapat dikatakan bahwa fungsi serat adalah sebagai penguat bahan untuk memperkuat komposit sehingga sifat mekaniknya lebih kaku, tangguh dan lebih kokoh dibandingkan dengan tanpa serat penguat, selain itu serat juga menghemat penggunaan resin. Kaku adalah kemampuan dari suatu bahan untuk menahan perubahan bentuk jika dibebani dengan gaya tertentu dalam daerah alastis (pada pengujian tarik), tangguh adalah bila pemberian gaya atau beban yang menyebabkan bahan-bahan tersebut menjadi patah (pada pengujian tiga titik lentur) dan kokoh adalah kondisi yang diperoleh akibat benturan atau pukulan serta proses kerja yang mengubah struktur komposit sehingga menjadi keras (pada pengujian impak). Beberapa syarat untuk dapat memperkuat matriks antara lain. (Nurdin Bukit, 1988) : 1.

Mempunyai modulus elastisitas yang tinggi 2. Kekuatan lentur yang tinggi

3. Perbedaan kekuatan diameter serat harus relatif sama 4.

matriks dan mampu menerima gaya yang Mampu menerima perubahan gaya dari bekerja padanya.

2.6.2 Serat alam

Serat alam adalah serat yang berasal dari alam seperti serat ijuk, serat nenas, serat kelapa, dan lain- lain. Terdapat beberapa alasan menggunakan serat alam sebagai penguat komposit, menurut Mallick (2007), sebagai berikut: a.

Lebih ramah lingkungan dan biodegradable dibandingkan dengan serat sintetis b.

Berat jenis serat alam lebih kecil c. Memiliki rasio berat-modulus lebih baik dari serat E-glass d.

Komposit serat alam memiliki daya redam akustik yang lebih tinggi dibandingkan komposit serat E-glass dan serat karbon e.

Serat alam lebih ekonomis dari serat glass dan serat karbon.

2.7 Matriks

2.7.1 Defenisi Matriks

Matriks adalah bahan atau material yang digunakan sebagai pengikat bahan pengisi namun tidak mengalami reaksi kimia dengan bahan pengisi. Secara umum matriks

1. Untuk melindungi material komposit dari kerusakan-kerusakan secara mekanik maupun kimiawi

2. Untuk mengalihkan atau meneruskan beban dari luar ke serat 3.

Sebagai pengikat 4. Memegang dan mempertahankan serat tetap pada posisinya.

2.7.2 Fungsi Matriks dan Klasifikasinya

Bahan pengikat atau penyatu antara serat dengan serat, partikel dengan partikel dan seterusnya digunakan matriks. Secara umum matriks dibedakan atas dua kelompok yaitu : 1.

Termoset memiliki ikatan primer yang kuat, struktur penyusunnya berupa molekul besar, dan biasanya terbentuk dengan kondensasi. Sifat ini merupakan hasil perubahan kimiawi selama pemrosesan, berupa pemanasan atau adanya pemakaian katalis. Setelah terfiksasi menjadi bentuk yang keras, termoset tidak dapat direnggangkan dan berubah menjadi bentuk semula, karena sebagian molekul banyak terbuang selama proses pengembalian bentuk. Jika panasnya dinaikkan kembali, maka akan berubah menjadi arang, terbakar, dan terurai. Contohnya resin epoksi, poliester, urea, formaldehyde, phonol-formaldehyde, melamine formaldehyde dan lain-lain.

2. Termoplastik biasanya berupa plastik, bersifat kenyal atau dapat diregangakan.

Sifat ini dapat terbentuk dengan dipanasakan, didinginkan, dapat dilelehkan dan berubah menjadi bentuk berbeda tanpa menubah sifat bahan dari termoplastik. Meskipun panas yang digunakan untuk melelehkan dan membentuk kembali, termoplastik harus secara hati-hati dikontrol atau bahan tersebut akan terdekomposisi atau terurai. Sifat dari bahan termoplastik ditentukan dari metode ikatan antara rantai polimer. Ikatan dari bahan termoplastik sangat lemah dan ikatan sekunder seperti pada gaya van der waals . Dengan pemberian panas dan tekanan, ikatan tersebut melemah, dan bahan dapat terbentuk seperti semula. Pada keadaan panas dan tekanan tertentu, bahan akan menjadi bentuk yang baru. Contohnya PVC (poli vinil clorida), FE (polietilen), nilon 66, poliamida, poliasetal dan lain-lain (Setiabudy, 2007).

2.8 Resin Epoksi

Resin epoksi adalah salah satu dari jenis polimer yang berasal dari kelompok thermoset. Resin thermoset adalah polimer cair yang diubah menjadi bahan padat secara polimerisasi secara kimia yang membentuk formasi rantai polimer tiga dimensi. Sifat mekanisnya tergantung pada unit molekuler yang membentuk jaringan rapat dan panjang jaringan silang. Proses pembuatannya dapat dilakukan pada suhu kamar dengan memperhatikan zat-zat kimia yang digunakan sebagai pengontrol polimerisasi jaringan silang agar didapat sifat optimum bahan.

Resin epoksi memiliki sifat isotropis dan peka terhadap suhu, mempunyai sifat tidak bisa meleleh, tidak bisa diolah kembali, atomnya berikatan kuat sekali, tidak bisa mengalami pergeseran rantai. Bentuk resin epoksi sebelum pengerasan berupa cairan seperti madu dan setelah pengerasan akan berbentuk padatan yang sangat getas. Epoksi secara umum mempunyai karateristik yang baik, yaitu kemampuan mengikat paduan metalik yang baik dan ketangguhan. Resin epoksi banyak digunakan untuk bahan komposit di berbagai bagian struktural, resin ini juga dipakai sebagai bahan campuran kemasan, bahan cetakan dan perekat. Resin epoksi sangat baik digunakan sebagai matriks pada komposit dengan penguat serat gelas. Pada beton penggunaan resin epoksi dapat mempercepat proses pengerasan karena resin epoksi menimbulkan panas sehingga membantu percepatan pengerasan. (Shinta Marito, 2009).

Resin epoksi memiliki berbagai keunggulan sebagai zat perekat dibanding polimer-polimer lain. Diantaranya : keaktifan permukaan tinggi, daya pembasahan baik, kekuatan kohesif tinggi, tanpa raksi atsir ( tidak mengkerut ), dan dapat di ubah- ubah sifatnya dengan memilih resin-hardener yang tepat, penambahan polimer lain.( J. Hartomo. dkk, 1992).

Resin ini mempunyai kegunaan yang luas dalam industry teknik kimia, listrik, mekanik dan sipil sebagai perekat, cat pelapis, percetakan cord an benda-benda cetakan. Pada saat ini produknya adalah kebanyakan merupakan kondensat dari bisfenol A (4-4’ dihidroksidifenil 2,2-propanon) dan epiklorhidrin. Bisfenol diganti dengan novalak, atau senyawa tak jenuh, siklopentadien, dsb. Resin epoksi bereaksi dengan pengeras dan menjadi unggul dalam kekuatan mekanik dan kekuatan kimia. Sifatnya bervariasi bergantung pada jenis, kondisi dan pencampuran dengan yang mengandung 1 mol gugus epoksi dalam gram).(Tata Surdia, 2003)

2.9 Katalis

Katalis adalah suatu zat yang mempercepatda suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan kimia yang permsnen atau terpakai oleh reaksi itu sendiri. Dengan kata lain pada akhir reaksi katalis akan dijumpai dalam bentuk dan jumlah yang sama seperti sebelum reaksi.

Fungsi katalis adalah memperbesar kecepatan reaksi (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. ( Nia Nenshi, 2012).

Katalis atau pengerasan (hardener) merupakan zat tambahan bagi system perekat. Pengeras bergabung secara kimia dengan bahan rekatannya. Pengeras dapat berupa monomer, polimer atau senyawa campuran dengan jumlah 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 dipergunakan dalam jumlah sedikit saja. (J. Hartomo. Dkk, 1992)

2.10 Thinner

Fungsi Thinner pada pembuatan beton agar terjadi reaksi kimiawi dengan resin, untuk membasahi agregat dan untuk melumasi campuran agar mudah pengerjaannya. Pada umumnya thinner dapat dipakai untuk campuran beton. Thinner mengandung senyawa- senyawa yang berbahaya, misalnya : tercemar garam, minyak, gula dan bahan-bahan kimia lain. Bila dipakai untuk campuran beton akan dapat mengubah sifat-sifat resin dan menurunkan kekuatannya. Selain itu, thinner juga dapat mengurangi gaya tarik-menarik kemampuan senyawa antara agregat dengan resin dan mempengaruhi kemudahan pengerjaan.

Thinner berlebihan akan menyebabkan banyaknya gelembung thinner setelah

proses hidrasi selesai, sedangkan thinner yang terlalu sedikit dapat menyebabkan proses hidrasi tidak sempurna. Sebagai akibatnya beton yang dihasilkan memiliki

2.11 Karakteristik Beton

Untuk mengetahui sifat-sifat dan kemampuan suatu material maka perlu dilakukan pengujian. Adapun karakteristik beton yang telah diuji antara lain: pengujian sifat fisis (penyerapan air, densitas, porositas), pengujian sifat mekanik (kuat impak, dan kuat lentur).

2.11.1 Pengujian Fisis

2.11.1.1 Densitas

Kerapatan erat hubungannya dengan kekuatan beton, makin tinggi kerapatan beton akan menyebabkan semakin luas pula kontak antar partikel dengan perekatnya, sehingga akan menghasilkan kekuatan beton yang lebih tinggi pula. Kerapatan massa atau densitas adalah perbandingan antara massa benda uji dengan volumenya. Dalam pengujian beton ini benda uji ditimbang untuk mendapatkan massa beton (mk) setelah itu beton direndam selama 24 jam untuk memperoleh massa basah beton (mb), namun dalam hal ini beton dilap terlebih dahulu agar basah dari beton tidak berlebihan. Besarnya densitas dapat dihitung dengan persamaan berikut: (Van Vlank, 1998)

........................................ (2.1)

ρ = Vb

Dengan : densitas (gr.cm ˉ³)

ρ =

M = Massa kering (gram) k V = volume benda uji (cm³) b

2.11.1.2 Porositas

Porositas dapat di defenisikan sebagai perbandingan antara volume pori – pori terhadap volume total beton. Porositas pada suatu material dinyatakan dalam persen (%) ronggaa fraksi volume dari suatu rongga yang ada dalam materialtersebut. Besarnya porositas pada suatu material bervariasi mulai dari 0% sampai dengan 90% tergantung dari jenis material tersebut.

Ada dua jenis porositas yaitu porositas tertutup dan porositas terbuka. Porositas tertutup pada umumnya sulit untuk ditentukan pori tersebut merupakan rongga yang terjebak didalam padatan dan serta tidak ada akses kepermukaan luar, sedangkan porositas terbuka masih ada akses kepermukaan luar walaupun rongga tersebut ada ditengah – tengah padatan. Porositas suatu bahan pada umumnya dinyatakan sebagai porositas terbuka dan dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:

P = x 100% .................... (2.2)

air

x ρ Dengan :

P = Porositas, % M = Massa basah sampel setelah direndam (gr) b

M k = Massa kering sampel setelah direndam (gr)

3 V b = volume benda uji (cm )

3 air = Massa jenis air (gr/cm )

2.11.2 Pengujian Mekanik

2.11.2.1 Kuat Impak Kuat impak adalah suatu kriteria penting untuk mengetahui kegetasan suatu bahan.

Kuat impak juga merupakan nilai impak (pukul) suatu bahan yang didalam keadaan biasa bersifat liat, namun berubah menjadi getas akibat pembebanan tiba – tiba pada suatu kondisi tertentu dengan satuan Newton meter. Pengujian impak dilakukan untuk mengetahui besar energi yang diserap spesimen persatuan luas. Pengujian impak menggunakan benda uji berbentuk balok.

Untuk menguji impak ini kedua ujung sampel dengan ukuran standar diletakkan pada penumpu, kemudian beban dinamis dilepaskan dengan tiba-tiba dan cepat menuju sampel. Dalam pengujian impak, impaktor yang digunakan dalam bentuk pendulum yang diayunkan dari ketinggian dengan massa.

Gambar 2.1 Ilustrasi skematis pengujian impak dengan benda uji Charpy

Harga impak menjadi besar dengan meningkatnya absorbsi kadar air dan menjadi kecil karena pengeringan. Besarnya kuat impak daat di hitung dengan menggunakan rumus :

E _s

Is = .................... (2.3)

Dengan :

2 Is : Kekuatan Impak (J/m ) Es : energi yang diserap sampel setelah tumbukan (J)

2 A : luas penampang lintang sampel (m )

2.11.2.2 Kuat Lentur

Pengujian kekuatan lentur dimaksudkan untuk mengetahui ketahanan polimer terhadap pembebanan pada tiga titik lentur. Pengujian kekuatan lentur ini juga bertujuan untuk mengetahui sifat keelastisan suatu bahan. Pada pengujian ini pembebanan yang diberikan adalah tegak lurus terhadap arah sampel dengan tiga titik lentur. Pada pengujian ini bila bahan diberi beban maka permukaan bawah akan memanjang dan terjadi pelengkungan sampel akibat regangan tarik dan regangan tekan. Besarnya pelengkungan pada titik tengah sampel dinamakan defleksi.

Pada pengujian ini harus proses perhitungan yang dilakukan adalah sebagai berikut:

1. Dihitung beban maksimum benda uji.

2. Dihitung jarak penyangga dan lebar benda uji serta tebal benda uji.

3. Kemudian diuji nilai kuat lentur.

(Dicky, 2012)

b L d

Gambar 2.2 Skematis pengujian kekuatan lentur

Kuat lentur beton dapat diperoleh dengan rumus :

3 PL F lt = ..................... (2.4)

2 bd Dengan :

F lt = Kuat Lentur (Nm ) P = Gaya Penekan (N) L = Jarak Dua Penumpu (m) b = Lebar Sampel (m) d = Tebal Sampel Uji (m)

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - Pembuatan dan Karakterisasi Beton Polimer Serat Kulit Pinang - Batu Apung Dengan Perekat Resin Epoksi