BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Genteng - Pembuatan Genteng Polimer Berbahan Baku Debu Vulkanik Gunung Sinabung Dengan Perekat Resin Polipropilen
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Genteng
Genteng merupakan bagian yang sangat penting saat mebangun rumah. Genteng merupakan salah satu jenis penutup atap rumah yang paling umum digunakan di Indonesia. Genteng seperti penutup atap lainnya berfungsi sebagai pelindung dari panas dan hujan. Selain itu tampilan genteng menjadi hal yang penting dalam membantu penampilan aksen sebuah rumah. Dengan mengetahui jenis genteng beserta kelebihan dan kekurangannya, diharapkan dapat memilih genteng yang tepat untuk rumah. Jenis genteng yang beredar ada bermacam-macam, yaitu genteng keramik, genteng beton, genteng metal, genteng aspal, genteng polikarbonat, genteng sirap dan genteng polimer.
2.1.1 Genteng Keramik
Genteng ini memiliki warna yang cukup banyak karena pada saat proses finishingnya dilapisi pewarna pada bagian atasnya. Bahan utama genteng ini adalah keramik. Kelebihan genteng jenis ini adalah :
1. Lebih tahan lama
2. Kuat menahan beban manusia jika diinjak pada saat pemasangan atau mengganti genteng.
3. Warnanya tahan lama karena diproses pada saat pembakaran keramik dan tidak perlu pengecatan ulang.
4. Cocok digunakan untuk daerah tropis yang sering mengalami pergantian cuaca antara hujan dan panas yang dapat menyebabkan warna cepat memudar.
5. Cocok untuk rumah dengan gaya apa pun, cukup dengan memilih warna yang sesuai dengan warna tembok sehingga tercipta komposisi yang tepat.
Kekurangannya adalah :
1. Diperlukan ketelitian ketika memasang agar didapatkan kerapatan yang baik sehingga tidak terjadi kebocoran di dalam rumah.
2. Kemiringan atap minimum 30 derajat agar air hujan dapat mengalir sempurna dan genteng tidak terlepas ketika diterpa angin. Jika dipasang pada sudut kemiringan 45-60 derajat, perlu bantuan baut ketika memasang agar genteng tidak terlepas dan lebih kuat.
2.1.2 Genteng Beton
Genteng beton merupakan genteng berteknologi pembuatan kuno. Genteng ini memiliki bobot yang berat. Sehingga, untuk menampung beratnya, memerlukan rangka kayu yang agak besar. Harga genteng beton sangat murah. Karena berpenampilan kusam dan pilihan warnanya tak banyak, agar terlihat bagus harus dicat genteng khusus, sebagian pemakai sering mengganti genteng beton dengan genteng jenis lain.
Genteng ini terbuat dari beton yaitu campuran pasir, semen, kerikil dan bahan aditif. Bentuknya ada yang bergelombang dan ada juga yang datar. Bentuk datar muncul seiring dengan gaya arsitektur rumah yang modern dan minimalis sehingga perlu adanya penyesuaian bentuk atap yang lebih sederhana. Berat genteng beton berkisar 4-5 kg per buah dengan dimensi ukuran bervariasi dengan panjang minimum 30 cm dan lebar 15 cm. Untuk panjang maksimum 60 cm dan lebar 30 cm Kelebihan genteng beton :
1. Kuat dan tahan lama
2. Daya tahan terhadap tekanan tinggi sehingga tidak mudah goyah oleh terpaan angin, dan tidak mudah roboh Kekurangannya : 1. Memiliki tekstur kasar.
2. Mudah timbul lumut pada permukaannya.
3. Berat sehingga menimbulkan beban yang tinggi pada rangka atap.
2.1.3 Genteng Metal
Pemasangan genteng ini tidak jauh beda dengan genteng dari tanah liat. Lebarnya genteng ini mempercepat waktu pengerjaan sebuah rumah. Teknologi yang dipakai genteng metal lebih baru. Genteng metal terbuat dari pelat baja galvanis, yaitu bahan baja yang dilapisi metal zincalume.
Kelebihan-kelebihan genteng metal :
1. Mudah dan cepat dipasang sehingga lebih efisien dibandingkan pemasangan genteng biasa.
2. Hemat material karena memiliki bentang yang lebih lebar.
3. Dilapisi bahan antikarat.
4. Menggunakan bahan anti pecah sehingga tidak perlu kuatir bocor.
5. Adanya teknologi baru yang membuat genteng metal tidak menimbulkan panas serta tidak mudah terbakar.
6. Terdapat lapisan anti lumut sehingga tidak diperlukan pengecatan ulang. Kekurangannya :
1. Bunyi berisik saat hujan 2. Pemasangan yang tidak rapi akan mengurangi keindahannya.
2.1.4 Genteng Aspal
Salah satu jenis atap yang bisa dijadikan pilihan sebagai penutup rumah adalah atap aspal (bitumen). Bentuknya yang lebar dan ringan membuat atap ini sering dipakai untuk atap pada bangunan tambahan seperti garasi. Genteng ini terbuat dari bahan bubuk kertas, serat organik, resin serta aspal. Material tersebut diolah sehingga menghasilkan genteng yang ringan, lentur serta tahan air.
Struktur atap ini biasanya terbuat kayu, beton, maupun baja ringan. Selain bobotnya yang ringan 10,5 kg per meter persegi. Atap aspal (bitumen) juga kuat dan tidak mudah pecah. Struktur bahan dasar bitumen diproses dengan teknik penekanan dan pemanasan tinggi sehingga atap jenis ini lebih fleksibel, kuat, dan tidak mudah patah. Agar tidak licin, permukaannya diberi lapisan resin dan bertekstur yang fungsinya sebagai pencegah bocor serta rembesan air yang muncul dari badan atap. Kelebihan genteng aspal : 1. Berat yang ringan 10,5 kg per meter persegi.
2. Bisa mengikuti berbagai macam bentuk atap dengan kemiringan bervariasi dari 22,5 hingga 90 derajat.
3. Mudah dan praktis pemasangannya, karena pada aksesorisnya tidak menggunakan semen sehingga tidak akan terjadi retak rambut yang bisa menimbulkan kebocoran atau rembesan.
4. Tahan api dan terpaan angin.
5. Dilindungi lapisan anti jamur dan anti pudar. Kekurangannya : 1. Harga relatif mahal.
2. Susah dicari dipasaran.
2.1.5 Genteng Polikarbonat
Polikarbonat berbentuk lembaran datar dengan pilihan warna bervariatif dan dijual per roll. Polikarbonat ada dua jenis yaitu polikarbonat rata dengan ronga dan polikarbonat bergelombang tanpa rongga. Polikarbonat biasanya digunakan di garasi,kanopi atau untuk atap tambahan. Harga Polikarbonat tergantung merk dan jenis. Pemasangan polikarbonat untuk rangka kayu menggunakan paku,sedangkan untuk rangka baja menggunakan mur baut.
Tips sederhana memilih kualitas polikarbonat adalah dengan menekan kuat dengan jari penampang berongga pada lembaran polikarbonat, jika berkualitas jelek maka konstruksi berongga polikarbonat yang ditekan tadi tidak akan kuat menahan tekanan jari (penyok), anda bisa lakukan test ini pada beberapa merk polikarbonat yang berbeda, bisa juga anda lakukan test ini pada polikarbonat dengan harga yang termahal dan pada harga yang termurah untuk lebih jelas melihat perbedaannya. Kelebihan dari polikarbonat adalah :
1. Dapat meredam radiasi matahari
2. Dicetak dalam bentuk lembaran,sehingga mudah bila dipakai di luasan yang besar.
3. Cepat dalam pemasangan
4. Mudah di dapat di pasaran
5. Kedap air
6. Bebas rayap Kekurangan dari polikarbonat adalah :
1. Harganya mahal
2. Polikarbonat berongga rentan terhadap jamur dan sulit dibersihkan
2.1.6 Genteng Sirap
Atap sirap berasal dari kayu ulin yang dikenal juga dengan nama kayu besi atau kayu bulian. Kayu ulin berasal dari daerah Kalimantan dan memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap perubahan suhu, kelembaban dan pengaruh air laut sehingga banyak dimanfaatkan sebagai bahan bangunan seperti konstruksi rumah, jembatan, tiang listrik, bantalan kereta api dan perkapalan.
Bentuk atap sirap biasanya berupa lembaran tipis memanjang yang dihasilkan dari belahan kayu ulin. Atap sirap dari kayu ulin ini berwarna coklat kehitaman. Ukuran 1 lembar atap sirap biasanya (p x l x t) = 58 x 6 x 0,3 dan 58 x 6 x 0,5 (masing-masing dalam satuan cm).
Saat ini pemerintah memperketat perdagangan dan pemanfaatan kayu ulin, sehingga peredaran atap sirap dari kayu ulin sangat berfluktuatif, bahkan terkadang sulit menemukan atap sirap di pasaran. Oleh karena itu kini mulai diproduksi atap sirap dari bahan kayu merbau sebagai alternatif pengganti atap sirap dari kayu ulin. Merbau merupakan salah satu jenis kayu keras dan biasanya dimanfaatkan dalam konstruksi bangunan, jembatan, parket (flooring), pintu dan jendela, dan lain-lain. Kelebihan dari atap sirap :
1. Bahannya cukup ringan
2. Bersifat isolisasi terhadap panas Kekurangan menggunakan atap sirap :
1. Pemasangannya cukup sulit sehingga biaya yang akan digunakan akan bertambah
2. Bila lembaran sirap belum cukup kering sudah di pasang akan membilut dan berubah bentuk menjadi cekung.
2.1.7 Genteng Polimer
Salah satu bentuk genteng berbasis polimer adalah genteng aspal. Saat ini di Indonesia, pemakaian genteng jenis ini masih terbatas, hal ini disebabkan harga genteng yang masih relatif mahal. Keunggulan genteng jenis ini yaitu tahan lama, pemeliharaannya mudah, fleksibel dan mudah dipasang, sangat ringan serta tidak korosi. Umumnya genteng polimer yang ada di pasaran terbuat dari aspal, serat kaca, granul dan material lainnya. (R Paroli, 1997) .
Genteng berbasis polimer merupakan suatu alternatif pengganti genteng yang kita kenal selama ini, dibuat dengan mencampur polimer sebagai matriks dan pengisi (filler) dari bahan alam. Genteng komposit polimer dibuat secara partikel komposit dengan terlebih dahulu mengubah bentuk bahan pengisi menjadi partikel, partikel ini kemudian dicampur dengan matrik polimer pada suhu titik leleh polimer tersebut. Matrik yang digunakan adalah polietilen, polipropilen dan paduan polietilen
- – karet alam. Mutu genteng komposit polimer yang dihasilkan bergantung pada bahan matriks, pengisi dan perbandingan antara
2.2 Aspal
Aspal adalah suatu unsur dari minyak bumi paling kasar yang bukan hasil proses utama dalam distilasi minyak bumi. Tetapi merupakan residu dari minyak mentah. Residu minyak bumi ini memiliki komponen yang bervariasi mulai dari 1 persen hingga 58 persen berat.
Aspal terbuat dari minyak mentah, melalui proses penyulingan atau dapat ditemukan dalam kandungan alam sebagai bagian dari komponen alam yang ditemukan bersama sama material lain. Aspal dapat pula diartikan sebagai bahan pengikat pada campuran beraspal yang terbentuk dari senyawa-senyawa komplek seperti Asphaltenese, Resins dan Oils. Aspal mempunyai sifat visco-elastis dan tergantung dari waktu pembebanan.
Aspal dihasilkan dari minyak mentah yang dipilih melalui proses destilasi minyak bumi. Proses penyulingan ini dilakukan dengan pemanasan hingga suhu
o
350 C dibawah tekanan atmosfer untuk memisahkan fraksi-fraksi ringan, seperti gasoline (bensin), kerosene (minyak tanah) dan gas oil. (Wignall, 2003) Aspal adalah material yang pada temperatur ruang berbentuk padat sampai agak padat, dan bersifat termoplastis. Jadi aspal akan mencair jika dipanaskan sampai temperatur tertentu, dan kembali membeku jika temperatur turun. Bersama dengan agregat, aspal merupakan material pembentuk campuran perkerasan jalan. Banyaknya aspal dalam campuran perkerasan berkisar antara 4 - 10% berdasarkan berat campuran, atau 10
- – 15% berdasarkan volume campuran.
2.3 Polipropilen
Polipropilen (PP) adalah sebuah alat tulis, berbagai tipe wadah terpakaikan ulang serta bagian plastik, perlengkapan labolatorium,komponen otomotif, dan uang kertas polimer. Polimer adisi yang terbuat dari propilena monomer, permukaannya tidak rata serta memiliki sifat resistan yang tidak biasa terhadap kebanyakan pelarut kimia, basa dan asam.
Pengolahan lelehnya polipropilen bisa dicapai melalui ekstrusi danMetode ekstrusi (peleleran) yang umum menyertakan produksi serat pintal ikat (spun bond) dan tiup (hembus) leleh untuk membentuk gulungan yang panjang untuk nantinya diubah menjadi berbagai macam produk yang berguna seperti masker muka, penyaring, popok dan lap.
Teknik pembentukan yang paling umum adalah pencetakan suntik, yang digunakan untuk berbagai bagian seperti cangkir, alat pemotong, botol kecil, topi, wadah, perabotan, dan suku cadang otomotif seperti baterai. Teknik pencetakan tiup dan injection-stretch blow molding juga digunakan, yang melibatkan ekstrusi dan pencetakan.
Ada banyak penerapan penggunaan akhir untuk PP karena dalam proses pembuatannya bisa di-tailor grade dengan aditif serta sifat molekul yang spesifik. Misalnya, berbagai aditif antistatik bisa ditambahkan untuk memperkuat resistensi permukaan PP terhadap debu dan pasir. Kebanyakan teknik penyelesaikan fisik, seperti pemesinan, bisa pula digunakan pada PP. Perawatan permukaan bisa diterapkan ke berbagai bagian PP untuk meningkatkan adhesi (rekatan) cat dan tinta cetak.
2.4 Debu Vulkanik
Debu Vulkanik ini merupakan leburan bagian dalam gunung yang terdiri dari batu
- – batu yang hancur, mineral dan kaca vulkanik. yang dikeluarkan saat letusan gunung berapi, berdiameter kurang dari 2 mm (0,079 inci). Debu vulkanik, Istilah ini juga sering digunakan untuk merujuk kepada semua produk letusan eksplosif, walaupun partikelnya lebih besar dari 2 mm. Debu vulkanik terbentuk selama letusan gunung berapi ledakan ketika gas
- – gas terlarut dalam magma berekspansi dan meluncur dengan kencang ke atmosfer. Kekuatan gas yang meluncur ini menghancurkan magma dan mendorongnya keluar dimana magma akan mengeras menjadi fra
- – fragmen batuan vulkanik dan kaca. Debu juga diproduksi ketika magma kontak dengan air selama letusan freatomagmatik, menyebabkan air langsung menguap dan menyebabkan pecahan magma terbawa uap keatas. Setelah di udara, abu diangkut oleh angin hingga ribuan kilometer jauhnya.
Karena penyebarannya luas, abu dapat memiliki sejumlah dampak terhadap masyarakat, kesehatan manusia dan hewan, gangguan terhadap penerbangan, gangguan terhadap infrastruktur kritis (telekomunikasi, air dan jaringan air limbah, transportasi), industri primer, bangunan dan struktur .
Kandungan yang ada pada debu vulkanik tidak jauh beda dengan pasir yang materi pembentuknya adalah silikon dioksida. Jenis-jenis mineral hadir dalam abu vulkanik tergantung pada kimia magma dari mana itu meletus. Dengan mempertimbangkan bahwa unsur yang paling berlimpah ditemukan dalam magma adalah silika ( SiO2 ) dan oksigen , berbagai jenis magma yang dihasilkan selama letusan gunung berapi yang paling sering dijelaskan dengan parameter kandungan silikanya. Letusan basal energi rendah (basal : batuan beku berwarna gelap, berbutir halus yang umumnya merupakan pembekuan lava dari gunung api) menghasilkan abu berwarna gelap khas yang mengandung 45
- – 55 % silika yang umumnya kaya akan zat besi (Fe) dan magnesium (Mg). Letusan riolit paling eksplosif menghasilkan abu felsic yang tinggi silika ( > 69 % ), sedangkan jenis lain abu dengan komposisi menengah (misalnya, andesit) memiliki kandungan silika antara 55 - 69 % .
2.5 Katalis
Katalis (hardener) adalah zat yang ditambahkan ke dalam suatu reaksi dengan maksud memperbesar kecepatan reaksi. Katalis terkadang ikut terlibat dalam reaksi tetapi tidak mengalami perubahan kimia yang permanen, dengan kata lain pada akhir reaksi katalis akan dijumpai kembali dalam bentuk dan jumlah yang sama seperti sebelumnya. Fungsi katalis adalah memperbesar kecepatan reaksinya (mempercepat rekasi) dengan jalan memperkecil energi pengaktifan maka pada suhu yang sama reaksi dapat berlangsung lebih cepat.
Katalis atau pengerasan (Hardener) merupakan zat tambahan bagi sistem perekat. Pengeras bergabung secara kimia dengan bahan rekatannya. Pengeras dapat barupa monomer, polimer atau senyawa campuran dengan jumlah pemakaian tertentu. Katalis juga digunakan sebagai zat tambahan bagi resin thermoset agar dapat meningkatkan ikat silang polimernya. Katalis ini dapat berupa zat asam, basa, garam, senyawa belerang dan peroksida yang digunakan dalam jumlah sedikit saja. (J. Hartono, dkk. 1992).
Fungsi katalis adalah memperbesar kecepatan reaksinya (mempercepat reaksi) dengan jalan memperkecil energi pengaktifan suatu reaksi dan dibentuknya tahap-tahap reaksi yang baru. Dengan menurunnya energi pengaktifan maka pada suhu yang sama reaksi dapat berlangsung lebih cepat. 2008 ).
2.6 Pengujian Sampel
Pengujian sampel dilakukan untuk mengetahuisifat fisik dan mekanik dari keadaan genteng yang telah diteliti. Sampel yang diuji akan diketahui kelebihan, kekurangan dan kadar kelayakan pemakaian serta kualitasnya
2.6.1 Pengujian Fisis
2.6.1.1 Penyerapan Air
Penyerapan air merupakan salah satu parameter yang sangat penting untuk memprediksi dan mengetahui kekuatan dan kualitas genteng polimer yang dihasilkan. Genteng polimer yang berkualitas baik memiliki daya serap air yang kecil dimana jumlah pori pori pada permukaan sedikit dan rapat. Semakin besar kerapatan dari permukaannya maka semakin kecil daya serapnya terhadap air. Pengujian penyerapan air mengacu pada standart C 134-95. Untuk mengetahui besarnya penyerapan air diukur dan dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut:
M M b k Penyerapan air WA x 100 % ............. (2.1)
M k
dengan : WA = Water Absorption (%)
= massa sampel setelah direndam di dalam air (gr) = Massa kering (gr)
Prosedur pengujian penyerapan air adalah sebagai berikut :
1. Sampel yang telah dipress menggunakan hotpress dengan temperature 150 C selama 20 menit, ditimbang massanya dengan menggunakan neraca digital dan disebut dengan masssa sampel kering.
2. Kemudian sampel direndam di dalam air selama 24 jam dan ditimbang kembali untuk memperoleh massa basah setelah sampel dilap dengan menggunakan kain lap terlebih dahulu, dan dicatat hasilnya.
3. Kemudian dihitung persen penyerapan air nya dengan menggunakan persamaan (2.1)
2.6.1.2 Densitas
Massa jenis atau disebut juga dengan istilah rapat massa adalah perbandingan antara massa suatu zat dengan volumenya. Massa jenis merupakan ciri khas setiap zat. Oleh karena itu zat yang berbeda jenisnya pasti memiliki massa jenis yang berbeda pula. Massa jenis zat dapat diukur. Secara matematis, massa jenis zat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut: dengan :
3
3
atau g/cm ) ρ = Massa jenis zat (kg/m m = Massa benda (kg atau g)
3
3 V = Volume benda (m atau cm ) ( Wawan, 2010 )
2.6.2 Pengujian Mekanik
2.6.2.1 Kuat Impak
Kuat impak adalah suatu kriteria penting untuk mengetahui kegetasan suatu bahan. Kekuatan material terhadap beban kejut yang dapat diketahui dengan cara melakukan uji impak. Dari hasil pengujian akan dapat diperoleh tingkat kegetasan material tersebut. Kekuatan impak komposit rata
- – rata masih di bawah kakuatan impak logam. Kekuatan impak komposit sangat tergantung pada ikatan antara molekulnya. Semakin kuat ikatan molekulnya maka akan semakin tinggi pula kekuatan impaknya.
Dengan mengetahui besarnya energi yang diserap oleh material maka kekuatan impak benda uji dapat dihitung sesuai dengan persamaan 2.3 ................................(2.3)
Kekuatan Impak (ϭ) = dengan :
2
) σ = Kekuatan Impak (J/m
E serap = Energi yang diserap (J)
2 A = Luas penampang lintang sampel (m )
2.6.2.2 Kuat Lentur
Pengujian kekuatan lentur dimaksudkan untuk mengetahui ketahanan polimer terhadap pembebanan. Dalam metode ini metode yang digunakan adalah metode tiga titik lentur. Pengujian ini juga dimaksudkan untuk mengetahui keelastisan suatu bahan. Pada permukaan bagian atas yang dibebani akan terjadi kompresi, sedangkan pada bagian permukaan bawah akan terjadi tarikan.
Pada pengujian ini pembebanan yang diberikan adalah tegak lurus terhadap arah sampel dengan tiga titik lentur. Pada pengujian ini apabila bahan diberi beban maka permukaan bawah akan memanjang dan terjadi pelengkungan sampel akibat regangan tarik dan regangan tekan. Besarnya pelengkungan pada titik tengah sampel dinamakan defleksi. (Syahfitri, N. 2013) Jika batang uji ditumpu pada R dan R dan beban (P) diberikan di tengah,
1
2
maka kekuatan lentur adalah: dengan: P = Load (N) L = Jarak span (m) b = Lebar sampel (m) d = Tebal sampel (m) Dimana P adalah beban lentur.
Umumnya pada bahan polimer modulus elastis untuk tekan berbeda dengan untuk tarik, tegangan tekan yang besar terjadi pada bagian yang mengalami tegangan tekan.
P P b d
L
Gambar 2.1 Skematis pengujian kekuatan lenturSelanjutnya pada bahan polimer kekuatan tekan jauh lebih besar daripada kekuatan tarik, hal inilah yang menyebabkan patah karena tekukan pada bagian yang mengalami tegangan tarik. (Tata Surdia. 1987)
2.7 Syarat Mutu Genteng Menurut Standar Nasional Indonesia
Menurut Standar Nasional Indonesia (SNI) 0096:2007, syarat mutu genteng meliputi :
1. Sifat Tampak Genteng harus memiliki permukaan atas yang mulus , tidak terdapat retak, atau cacat lain yang mempengaruhi sifat pemakaiannya.
2. Penyerapan Air Penyerapan air maksimal 10 %
3. Ketahanan terhadap Perembesan Air ( Impermeabilitas) Tidak boleh ada tetesan air dari permukaan bawah genteng kurang dari 20 jam ± 5 menit.
(sisni.bsn.go.id)