LAPORAN AKHIR

PEMANFAATAN KARET ALAM SEBAGAI BAHAN ADITIF ASPAL DAN BETON UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS JALAN DAN KONSUMSI DOMESTIK KARET ALAM SEKITAR 10%DIPA APBN TAHUN ANGGARAN 2009

PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN PERKEBUNAN Bekerja sama dengan

BALAI PENELITIAN TEKNOLOGI KARET BOGORBADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN PERTANIAN DEPARTEMEN PERTANIAN 20091

LAPORAN AKHIR

PEMANFAATAN KARET ALAM SEBAGAI BAHAN ADITIF ASPAL DAN BETON UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS JALAN DAN KONSUMSI DOMESTIK KARET ALAM SEKITAR 10%DIPA APBN TAHUN ANGGARAN 2009

PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN PERKEBUNAN Bekerja sama dengan BALAI PENELITIAN TEKNOLOGI KARET BOGOR BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN PERTANIAN DEPARTEMEN PERTANIAN 2009

ii

Lembar Pengesahan1. Judul Kegiatan : Pemanfaatan Karet Alam Sebagai Bahan Aditif Aspal dan Beton untuk Meningkatkan Kualitas Jalan dan Konsumsi Domestik Karet Alam Sekitar 10% : Balai Penelitian eknologi Karet Bogor : Jalan Salak No 1, Bogor : APBN Puslitbang Tanaman Perkebunan 2009 : Dr. Ary Achyar Alfa : IVC : Peneliti Utama : Jabar / Banten, DKI, Jateng / DIY : 2 (dua) tahun : Rp. 114.000.000,- (Seratus Empat Belas Juta Rupiah) : Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Perkebunan Bogor T.A. 2009

2. 3. 4. 5.

Nama Unit Kerja Alamat Unit Kerja Diusulkan Melalui DIPA Penanggung Jawab a. Nama b. Pangkat / Golongan c. Jabatan

6. 7. 8. 5.

Lokasi Kegiatan Jangka waktu Biaya Kegiatan Sumber Dana

Kepala Balai Penelitian Teknologi Karet Bogor

Penanggung Jawab Kegiatan

Dr. Uhendi Haris, M.Si. NIK. 110700204

Dr. Ary Achyar Alfa NIK. 110700308

Mengesahkan Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan

Dr. M. Syakir NIP : 19581117 198403 1 001

iii

Kata PengantarLaporan ini merupakan hasil penelitian tahun kedua dari kegiatan penelitian menggunakan dana penelitian yang merupakan alokasi dana APBN T.A. 2009 Badan Litbang Pertanian. Penelitian ini merupakan upaya mendiversifikasi penggunaan lateks karet alam hevea brasiliensis melalui pengembangan dan penguasaan teknologi modifikasi lateks karet alam dan disain formula kompon lateks. Pada tahun pertama penelitian ini dilakukan usaha menguasai teknologi proses pengolahan berbagai jenis lateks pekat yang akan diujicobakan sebagai aditif aspal dan semen beton, yaitu lateks pekat konvensional (latels LP), lateks pekat berkadar air rendah (lateks LP-AR), lateks pekat berkarbohidrat rendah (lateks LP-KR) dan lateks pekat berviskositas karet rendah (lateks LP-VR). Ketiga jenis lateks yang digunakan dalam penelitian ini diprediksi memiliki keunggulan yang khas pada pemanfaatannya sebagai aditif penguat aspal dan semen beton. Selain itu dilakukan usaha penguasaan teknologi formulasi kompon lateks untuk memperoleh lateks dengan kandungan bahan bantu yang sesuai untuk diterapkan sebagai aditif aspal dan semen beton. Adapun judul dari kegiatan penelitian ini adalah Pemanfaatan Karet Alam Sebagai Bahan Aditif Penguat Aspal dan Beton. Melalui penelitian ini diharapkan diperoleh keluaran berupa aditif berbasis lateks yang mampu berfungsi sebagai penguat aspal dan semen beton untuk bahan perkerasan jalan atau konstruksi. Melalui penelitian ini juga diharapkan meningkatnya penguasaan teknologi proses untuk memperoleh berbagai jenis lateks pekat khusus. Keberhasilan dari penelitian ini diharapkan sebagai keberhasilan diversifikasi penggunaan karet alam dan berdampak pada meningkatnya konsumsi karet alam dalam negeri. Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada semua fihak yang terlibat, langsung maupun tidak langsung dalam kegiatan penelitian ini, sehingga kegiatan penelitian berjalan lancar hingga penyusunan laporan ini. Khusus kepada Balai Besar Pembangunan Jalan Nasional IV beserta operator pembangunan jalan rekanannya,yang juga sedang meneliti pengembangan dan penggunaan aspal dan beton berkaret, kami mengucapkan terima kasih atas segala kemudahan dan kesediaannya melakukan penelitian bersama. Kami berharap semoga laporan ini dapat dimanfaatkan sesuai dengan tujuan untuk pengembangan industri hilir perkebunan yang mempunyai daya saing dan mampu memberikan nilai tambah yang lebih baik, khususnya peningkatan konsumsi karet alam di dalam negeri melalui pemanfaatan jenis lateks pekat tertentu sebagai aditif aspal dan semen beton.

Bogor, 15 Februari 2010 Balai Penelitian Teknologi Karet Bogor Penanggung jawab,

Dr. Ary Achyar Alfa, MSi

iv

Daftar IsiHalaman Lembar Pengesahan .................................................................................................. ii Kata Pengantar ........................................................................................................ iii Daftar Isi ................................................................................................................. iv Daftar Tabel ............................................................................................................. v Daftar Gambar ......................................................................................................... vi Daftar Lampiran ...................................................................................................... vii Ringkasan .............................................................................................................. viii I. Pendahuluan ...................................................................................................... 1 1.1. Latar Belakang ........................................................................................... 1 1.2. Tujuan ...................................................................................................... 5 1.3. Luaran yang Diharapkan ............................................................................. 5 II. Tinjauan Pustaka ................................................................................................ 5 2.1. Lateks Karet Alam ...................................................................................... 5 2.2. Degradasi Molekul Karet dalam Lateks ......................................................... 8 2.3. Perkembangan Aspal Berkaret .................................................................... 10 III. Metodologi ...................................................................................................... 11 IV. Hasil dan Pembahasan (sementara) .................................................................... 15 V. Kesimpulan dan Saran (sementara) ..................................................................... 18

VI. Perkiraan Manfaat dan Dampak ........................................................................ 18 Daftar Pustaka ......................................................................................................... 19

v

Daftar Tabel

vi

Daftar Gambar

vi

Daftar Lampiran

vii

Ringkasan EksekutifTuntutan kebutuhan penggunaan aspal dan beton untuk perkerasan jalan atau konstruksi yang lebih bermutu semakin meningkat dengan pesatnya pembangunan jalan dan bangunan. Umumnya kerusakan jalan yang diperkeras dengan aspal atau beton dapat disebabkan karena pengaruh panas, radiasi, curah hujan dan volume atau beban lalu lintas yang tinggi pada jalan. Peningkatan mutu aspal dan beton dengan cara memodifikasinya dengan penambahan bahan aditif (modifier) sudah biasa dilakukan. Penambahan bahan aditif ke dalam aspal atau beton bertujuan agar diperoleh aspal dan beton yang a.l. memiliki fleksibilitas, ketahanan deformasi temperatur, modulus resilien, dan ketahanan usang (ageing) yang lebih baik. Zat aditif yang banyak digunakan selama ini berupa polimer sintetik, lateks sintetis dan serbuk vulkanisat atau ban bekas. Penggunaan lateks alam sebagai aditif masih terbatas karena terdapat kelemahan dari lateks alam, disebabkan kadar air lateks pekat yaitu jenis lateks alam dalam perdagangan, masih tinggi, yakni > 40% dan karena lateks mudah menggumpal ketika dicampur dengan aspal atau semen. Jenis lateks dan formulasi kompon lateks yang digunakan diprediksi berpengaruh pada efektifitas lateks sebagai aditif. Pada TA 2008 telah dikuasai teknologi proses penurunan kadar air lateks hingga < 40% untuk memproduksi lateks LP-AR, teknologi proses penurunan kadar karbohidrat lateks dan teknologi proses degradasi molekul karet pada fasa lateks untuk memproduksi lateks LP-KR dan lateks LP-VR, beserta teknologi formula kompon lateks menggunakan tambahan bahan bantu penstabil lateks dan bahan lain, yang diprediksi sesuai sebagai aditif penguat aspal dan beton. Dalam penelitian T.A 2009 ini dilakukan aktifitas untuk menguasai karakter aspal bercampur lateks melalui uji coba pencampurannya dengan aspal. Dari kegiatan tersebut diharapkan diperoleh informasi mengenai kesesuaian berbagai jenis lateks yang telah ditemukan teknologi proses produksinya pada TA sebelumnya tersebut sebagai aditif aspal. Pada penelitian ini juga diamati pengaruh bahan pengawet lateks dan bahan bantu lain yang ditambahkan ke dalam lateks, terhadap karakter aspal berkaret dan semen berkaret. Jenis lateks yang paling berpengaruh meningkatkan kekuatan aspal dan semen beton akan digunakan sebagai aditif aspal dan semen. Setelah merakit teknologi produksinya, jenis lateks tersebut akan diproduksi pada skala yang lebih besar, dengan tujuan untuk memverifikasi teknologi produksinya, dan digunakan dalam uji coba penentuan dosis sebagai aditif dalam uji coba laboratorium dan uji coba gelar model jalan aspal. Guna mencapai tujuan yang diinginkan, penelitian ini diawali dengan tahap persiapan, meliputi koordinasi dan pembagian tugas diantara tim peneliti, penyiapan alat dan bahan percobaan, serta koordinasi dengan mitra lembaga / instansi tempat pelaksanaan sebagian penelitian. Lembaga / instansi mitra tersebut diantaranya adalah kebun percobaan Ciomas, Pabrik Lateks Pekat milik PTP Nusantara 8 di Kebun Cikumpay, Pabrik Lateks Pekat milik PTP Nusantara 9 di Semarang, Balai Besar Pelaksana Jalan Nasional IV Dirjen Bina Marga Departemen PU, Balai Jembatan dan Perlengkapan Jalan serta Balai Perkerasan Jalan Puslitbang Jalan dan Jembatan Departemen PU, Laboratorium bahan Fakultas Teknologi Sipil ITB, serta beberapa industri barang jadi lateks. Kata Kunci : Aspal karet, beton berkaret, aditif lateks, lateks LP-AR, lateks LP-KR, lateks LP-VR, surfaktan, formula kompon lateks

viii

I.

PENDAHULUANAspal dan semen beton merupakan material yang biasa digunakan sebagai bahan

1.1. Latar Belakang pengikat (binder) yang biasa digunakan dalam perkerasan jalan. Namun sebagai material perkerasan jalan, kedua bahan tersebut memiliki beberapa kelemahan yaitu kurang tahan terhadap panas, radiasi dan curah hujan, memiliki elastisitas rendah dan relatif mudah mengalami kerusakan jika mendapat volume atau beban lalu lintas yang tinggi pada jalan. Dibanding aspal, beton memiliki beberapa kelebihan sifat fisik jika digunakan sebagai bahan konstruksi perkerasan jalan dan jembatan, namun aplikasinya relatif lebih sulit dan rumit. Kelebihan sifat fisik tersebut antara lain pada sifat kekakuan dan kekuatan yang tinggi sehingga lebih mampu menahan beban yang lebih besar, serta sifat keawetan (durability) yang memungkinkan biaya perawatan yang lebih rendah. Tetapi karena elastisitasnya relatif rendah, beton memiliki kelemahan yaitu kuat lenturnya relatif rendah sehingga mudah patah atau retak jika mendapat beban yang tidak seimbang. Peningkatan lalu lintas, baik jumlah, beban dan kecepatannya memerlukan kualitas perkerasan jalan yang lebih baik, yang lebih dapat menahan beban kendaraan, sehingga perkerasan lebih tahan terhadap terjadinya deformasi antara lain alur, gelombang dan lainnya. Oleh karena itu tuntutan kebutuhan penggunaan aspal dan beton yang lebih bermutu sebagai bhan pengikat untuk perkerasan jalan juga semakin meningkat. Peningkatan mutu aspal dan beton yang sudah biasa dilakukan adalah dengan cara memodifikasinya dengan penambahan bahan aditif (modifier). Penambahan bahan aditif ke dalam aspal atau beton bertujuan agar diperoleh aspal dan beton yang a.l. memiliki fleksibilitas, ketahanan deformasi temperatur, modulus resilien, dan ketahanan usang (ageing) yang lebih baik, serta lebih tahan rembesan air. Bahan yang selama ini banyak digunakan sebagai aditif aspal dan beton adalah polimer plastik dan polimer karet, terutama karet sintetis. Polimer karet biasanya ditambahkan dalam bentuk lateks atau polimer padat, serta berupa serbuk ban bekas atau serbuk vulkanisat karet lain (Riggle, 1992; Carlson and Zhu, 1999; Lulusi dan Yusria, 1999; http://www. kimpraswil.go.id). Polimer padat atau serbuk vulkanisat biasanya ditambahkan dalam bentuk serbuk halus berukuran sekitar 40 mesh, sedangkan lateks ditambahkan dalam bentuk lateks pekat dengan kadar karet kering (KKK) setinggi mungkin, biasanya diatas 50%. Dibandingkan dengan serbuk vulkanisat seperti ban bekas, penggunaan aditif polimer berupa lateks diprediksi lebih baik, karena sifat lengket (tacky) lateks lebih baik. Pada serbuk vulkanisat, polimernya telah tervulkanisasi membentuk jaringan tiga dimensi, sehingga sifat lengketnya relatif lemah.1

Sebagai sesama polimer, karet alam hevea brasiliensis juga berpotensi digunakan sebagai aditif aspal dan semen beton. Selain merupakan polimer alam yang ramah lingkungan, daya lengket dan elastisitasnya juga lebih baik dari karet sintetis, sehingga diharapkan lebih sesuai sebagai aditif aspal semen beton. Untuk Indonesia, penggunaan karet alam juga akan lebih menguntungkan karena karet alam merupakan komoditas asli yang ketersediaannya berlimpah. Kondisi ini ditunjang oleh keberadaan Indonesia sebagai negara penghasil karet alam kedua terbesar dunia dengan produksi pada tahun 2007 sebesar 2,765 juta ton, dan dengan areal lebih dari 3,4 juta ha adalah yang terluas di dunia dunia (Ditjenbun, 2007; BPS, 2007). Walaupun termasuk negara utama penghasil karet alam, tetapi penggunaan karet alam di Indonesia sendiri kurang begitu berkembang. Hal ini dapat dilihat dari BPS (2007) yang menyatakan bahwa lebih dari 90% produksi karet alam Indonesia diekspor ke mancanegara dan hanya sekitar 7% - 10% yang dikonsumsi di dalam negeri, 90% diantaranya digunakan untuk keperluan industri ban kendaraan. Keadaan ini menyebabkan perkembangan karet alam sebagai komoditas ekspor sangat bergantung pada kondisi perekonomian global. Krisis ekonomi global yang menyebabkan terpuruknya industri dunia, termasuk industri otomotif yang mengkonsumsi lebih dari 70% karet alam dunia, menyebabkan melemahnya ekspor dan jatuhnya harga karet. Untuk mengatasi kondisi demikian dan sebagai antisipasi krisis di masa datang, sangat diperlukan diversifikasi penggunaan karet alam. Adanya diversifikasi penggunaan karet alam yang akan dimanfaatkan sebagai aditif aspal dan semen beton untuk perkerasan jalan diharapkan dapat meningkatkan konsumsi karet alam di Indonesia. Keberhasilannya bukan hanya akan berdampak pada peningkatan posisi tawar karet alam Indonesia, tetapi juga akan mengembalikan gairah para petani karet yang sempat menurun, untuk kembali mengusahakan perkebunan karet rakyat. Sama dengan penggunaan karet sintetis sebagai aditif aspal dan beton, penggunaan karet alam dalam bentuk lateks akan lebih menguntungkan, karena lebih mudah bercampur dengan aspal dan semen serta mampu menghasilkan campuran homogen yang konsisten (Ruggles, 2004). Pencampuran karet alam dalam bentuk serbuk dengan aspal dan dengan semen beton lebih sulit, dan terutama hanya akan lebih meningkatkan fleksibilitas dan daya redam jalan aspal dan beton (Riggle, 1992). Namun selama ini penggunaan lateks alam sebagai aditif masih terbatas karena terdapat kelemahan dari lateks alam, disebabkan kadar air lateks pekat yaitu jenis lateks alam dalam perdagangan, masih tinggi yakni > 40% dan karena lateks mudah menggumpal ketika dicampur dengan

2

aspal atau semen. Jenis lateks dan formulasi kompon lateks yang digunakan diprediksi juga berpengaruh pada efektifitas lateks sebagai aditif. Dalam penelitian ini akan diamati pengaruh lateks karet alam sebagai aditif bahan perkerasan jalan guna meningkatkan mutunya, dengan fokus bahan perkerasan aspal. Arahan Presiden mengenai pembangunan jalan tol sepanjang 600 km hingga tahun 2011 membuka peluang pemanfaatan lateks karet alam sebagai aditif jalan aspal dan beton karena aspal dan beton yang telah dimodifikasi dengan aditif akan lebih sesuai untuk digunakan sebagai bahan perkerasan jalan yang memerlukan ketahanan dan kinerja tinggi seperti yang diperlukan jalan tol, landasan pacu pesawat dan jalan-jalan kelas satu lain. Aspal dan beton yang ditambah aditif karet, masing-masing dikenal dengan nama aspal karet dan beton karet, yang mana teknologinya sudah mulai dikembangkan sejak tahun 1970-an. Puslitbang Jalan dan Jembatan Departemen Pekerjaan Umum juga telah melakukan uji coba pemanfaatan lateks alam sebagai bahan pemodifikasi aspal menggunakan lateks alam biasa yang telah dipekatkan. Tetapi hasilnya masih belum memuaskan karena terdapatnya beberapa kendala dalam aplikasinya. Jenis lateks yang banyak digunakan dalam berbagai penelitian di Negara-negara penghasil lateks lain seperti India dan Srilanka adalah lateks pekat konvensional yang mengandung amonia tinggi. Tetapi dalam penelitian ini digunakan berbagai jenis lateks pekat khusus, yaitu lateks pekat yang kandungan airnya dikurangi sebanyak mungkin, karena air mengganggu pecampuran lateks dengan aspal panas dan karena transportasi lateks yang kadar airnya masih tinggi tersebut kurang ekonomis. Jenis lateks khusus lain yang digunakan adalah lateks pekat yang kandungan karbohidratnya telah diturunkan, karena diperoleh fakta bahwa kadar glukosa atau karbohidrat yang cukup tinggi dalam lateks berpengaruh pada setting semen. Selain itu adanya fakta bahwa daya rekat lateks yang viskositas karetnya lebih rendah akan lebih kuat, maka jenis lateks khusus ini juga digunakan, khususnya pada penerapan yang memerlukan daya rekat kuat seperti pada penggunaannya sebagai bahan tambal beton. Penggunaan ketiga jenis lateks tersebut akan dibandingkan dengan lateks pekat biasa, dengan formula kompon yang didisain antara yang tidak mengandung dan yang mengandung bahan pemvulkanisasi, serta dalam bentuk lateks pravulkanisasi. Lateks merupakan bahan alam yang kandungan karetnya mudah menggumpal, sehingga dalam perdagangan lateks pekat distabilkan dengan tambahan bahan pengawet, biasanya amonia. Keberadaan amonia tersebut cukup mengganggu pekerja dan ;ingkungan, serta kurang mampu mempertahankan kestabilan lateks selama penyimpanan dan pencampurannya, terutama dengan bahan perkerasan semen. Oleh3

karena itu masih perlu menemukan bahan bantu pengganti amonia yang lebih mampu menstabilkan lateks, bukan hanya dalam pencampurannya dengan aspal dan semen, tetapi juga selama proses produksi dan selama pengangkutannya. Penelitian ditargetkan selesai dalam waktu 2 tahun, dimulai pada TA 2008 dan selesai pada TA 2009, dengan keluaran akhir berupa aditif penguat jalan aspal dan beton berbasis lateks karet alam yang dilengkapi dengan paket teknologi produksinya. Keberhasilan pemanfaatan lateks alam sebagai aditif aspal dan beton untuk perkerasan jalan dan konstruksi merupakan bentuk diversifikasi penggunaan karet alam. Penguasaan teknologi produksi lateks dengan kadar karbohidrat rendah, teknologi penurunan kadar air lateks pekat dan teknologi pemutusan rantai molekul karet pada fasa lateks yang diperlukan untuk menyiapkan jenis lateks yang akan diujicobakan, akan meningkatkan penguasaan teknologi lateks. Keberhasilan penguasaan teknologi produksi ketiga jenis lateks pekat khusus tersebut, yang dapat diproduksi secara sederhana dan ekonomis, diharapkan menghasilkan material yang mampu bersaing dengan material impor sejenis maupun yang diproduksi dari polimer sintetis. Selain sebagai aditif jalan aspal dan beton, industri yang berpotensi menggunakan lateks pekat berkadar air rendah adalah industri barang jadi lateks lain. Industri lain yang berpotensi menggunakan lateks berbobot molekul rendah (lateks LP-VR) adalah industri pelapis, perekat dan cat, serta industri yang membutuhkan bantuan bahan perekat atau bahan pengikat (binder). Karet alam cair (LNR) yaitu karet hasil penggumpalan lateks LPVR berpotensi digunakan sebagai bahan baku BJK yang bentuknya rumit atau memerlukan aplikasi di lapangan. Secara umum keberhasilan penelitian akan membuka peluang berkembangnya industri ketiga material tersebut beserta industri turunannya seperti industri perekat, pelapis dan cat. Keberhasilan pemanfaatan lateks karet alam sebagai aditif, selain akan menghemat devisa dan meningkatkan nilai tambah karet alam, secara tidak langsung juga akan meningkatkan konsumsi domestik karet alam. 1.2. Tujuan Tujuan yang ingin dicapai dalam jangka pendek adalah melakukan verifikasi pengaruh jenis lateks pekat khusus sebagai aditif aspal dan semen beton, serta merakit teknologi produksinya, lengkap dengan bahan bantu untuk pembuatan dan fokus aplikasinya pada model gelar jalan aspal skala laboratorium. Sebagai tujuan akhir, adalah memperoleh paket teknologi produksi aditif aspal dan semen beton berbasis lateks untuk perkerasan jalan atau konstruksi.

4

1.3. Luaran yang Diharapkan Diperolehnya teknologi proses untuk memproduksi 4 jenis lateks pekat yang akan diujicobakan sebagai aditif aspal dan aditif semen beton, serta prototipe aditif penguat jalan aspal berbasis lateks karet alam sebanyak 100 liter dengan formula yang sesuai.

II. TINJAUAN PUSTAKA2.1. Lateks Karet Alam Karet alam yang dikenal dalam perdagangan adalah karet padat hasil penggumpalan getah atau lateks kebun, yaitu hasil sadapan dari pohon karet Hevea brasiliensis. Getah karet atau cairan seperti susu hasil sadapan pohon karet disebut lateks kebun, berupa sistem koloid yang sangat kompleks yang terdiri dari hidrokarbon karet, karbohidrat, protein, lipid, karoten, garam-garam, mineral, enzim dan berbagai bahan lain. Lateks terdapat dalam pembuluh lateks yang terletak pada bagian kulit pohon dan diperoleh dengan cara menyadap pohon karet. Penyadapan dilakukan dengan cara melukai kulit pohon karet dengan kemiringan 250-350 diantara batang dan kambium. Setelah pohon karet disadap, lateks mengalir dengan cepat, lalu makin lama makin lambat dan akhirnya berhenti setelah beberapa waktu. Terhentinya aliran lateks disebabkan adanya penyumbatan pada ujung-ujung pembuluh. Penyumbatan ini disebabkan terjadinya penggumpalan lateks dalam pembuluh tersebut (Gills dan Soeharto, 1976). Lateks kebun segar yang baru disadap berwarna putih seperti susu atau kekuningkuningan, bergantung pada jenis klonnya. Lateks kebun yang baru disadap mengandung sekitar 30% hidrokarbon karet sebagai fraksi padatan yang dikenal dengan istilah kadar karet kering (KKK), dan sisanya adalah fraksi cairan yang terdiri dari air dan bahan-bahan yang terlarut dalam air. Tanaka (1998), mengungkapkan bahwa partikel karet terdiri dari hidrokarbon karet yang diselimuti senyawa lipid dan protein dengan diameter 0,1-1,0 m. Partikel karet alam dalam lateks merupakan elastomer dari monomer isopren, dengan bobot molekul sekitar 106 dan struktur molekul hampir 100% cis. Keteraturan geometrinya yang sangat tinggi menambah kekuatannya pada saat diregangkan karena terjadi kristalisasi dengan tingkat yang relatif tinggi, sehingga mampu menyalurkan gayagaya, bahkan melawannya jika dikenai beban statis maupun dinamis. Struktur demikian menyebabkan karet alam memiliki keuletan, elastisitas, daya lekat, daya redam dan kestabilan suhu yang relatif baik dibanding karet sintetis (Blown dan Hepburn, 1982; Tangpakdee et al., 1998; www.irrdb.com/irrdb/NaturalRubber/Properties.htm). Sifatnya

5

yang demikianlah yang menyebabkan karet alam mampu meningkatkan kekuatan dan fleksibilitas jalan aspal dan Lateks kebun dengan kadar karet kering (KKK) sekitar 30 persen dianggap tidak menguntungkan dalam transportasi karena biaya transportasi teralokasikan untuk mengangkut fase cairan yang mencapai 70 persen. Oleh karena itu lateks dipekatkan hingga KKKnya mencapai 60 persen sehingga air yang diangkut hanya 40%. Selain alasan ekonomi, sebagian besar proses pembuatan barang jadi asal lateks memang memerlukan lateks berkadar karet tinggi, dengan KKK minimal 60%. Pemekatan lateks menyebabkan sebagian bahan bukan karet yang terdapat di dalamnya akan berkurang, menghasilkan lateks pekat yang mutunya lebih baik daripada mutu lateks kebun asalnya (Utami dan Siswantoro, 1989). Pemekatan lateks dapat dilakukan dengan empat metode yaitu, metode pemusingan (sentrifugasi), pendadihan (creaming), penguapan (evaporasi) dan elektrodekantasi. Diantara keempat metode tersebut, metode sentrifugasi merupakan metode yang paling lazim dipakai. Menurut Triwiyoso (1975) keuntungan cara pemekatan dengan menggunakan alat pemusing adalah lateks pekat yang diperoleh mengandung sedikit zat padat yang ada dalam serum dan juga kadar protein yang rendah, serta bebas dari kotoran dan endapan. Pemekatan lebih lanjut dengan cara pendadihan atau evaporasi, diharapkan akan lebih meningkatkan KKK lateks pekat, sehingga diperoleh lateks karet alam dengan kadar air rendah. Pemekatan lateks dengan metode pendadihan memerlukan bahan-bahan pendadih, seperti natrium, gum tragacanth, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, dan tepung iles-iles (Utami, 1975). Pemekatan dengan cara penguapan, biayanya mahal dan beresiko tinggi terhadap menggumpalnya partikel karet dalam lateks. Namun dengan ditemukannya aneka jenis surfaktan yang mampu meningkatkan kestabilan dispersi koloid lateks, diharapkan penguapan lebih lanjut lateks pekat berkadar air > 40% akan lebih mungkin dilakukan. Surfaktan terdiri dari berbagai macam jenis dan jenis nonionik dengan nilai HLB tinggi diprediksi mampu mempertahankan kestabilan lateks selama pemanasan. 2.2. Degradasi Molekul Karet dalam Lateks Modifikasi karet alam secara kimia, untuk mendapatkan sifat tertentu dapat dilakukan diantaranya melalui proses siklisasi, epoksidasi, depolimerasi, hidrogenasi dan cangkok karet alam (Alfa, 2002). Modifikasi kimia dapat dilakukan pada keadaan padat, larutan karet atau pada lateks. Untuk negara penghasil lateks seperti Indonesia, modifikasi karet alam pada fasa lateks lebih menguntungkan, karena teknologinya relatif

6

murah dan sederhana, serta ketersediaan bahan baku lateks berlimpah. Contoh modifikasi karet alam secara kimia adalah depolimerisasi yaitu proses pemutusan atau degradasi molekul polimer agar diperoleh karet dengan rantai molekul lebih pendek. Depolimerisasi molekul karet dilakukan untuk memperoleh karet dengan bobot molekul rendah yang ditandai dengan rendahnya viskositas Mooney (Surdia, 2000). Depolimerisasi karet secara kimia dapat dilakukan dengan mereaksikan lateks dengan suatu bahan pendegradasi yang mampu memutus rantai poliisoprena karet alam. Menurut Cowd (1991), depolimerisasi polimer disebabkan oleh beberapa faktor yaitu energi panas, energi mekanik, penyinaran (ultra violet), dan bahan kimia (oksidasi/ H2O2). Lateks hasil depolimerisasi dikenal dengan nama lateks alam berbobot molekul atau berviskositas rendah (lateks LP-VR) sedangkan karet hasil penggumpalannya dinamai karet alam cair (LNR) Peluang pasar lateks LP-VR dan karet alam cair (LNR) hasil penggumpalannya, cukup luas dan terbuka, karena selain industri BJK juga dapat digunakan dalam berbagai industri perekat atau produk lain yang memerlukan daya lekat kuat seperti pelapis dan cat. Dengan daya lekat yang lebih baik dari karet alam asalnya, lateks LP-VR dan LNR diprediksi dapat mensubstitusi karet sintetis yang selama ini digunakan dalam produk perekat. Daya lekatnya juga akan lebih kuat pada berbagai permukaan, termasuk untuk merekatkan vulkanisat karet dengan vulkanisat yang selama ini memerlukan perekat yang diformulasi khusus. Sifatnya yang mudah mengalir menyebabkan LNR dapat digunakan sebagai pelunak, dan dengan kelekatannya yang baik pada berbagai permukaan membuka peluang LNR digunakan sebagai perangkap untuk membasmi hama serangga dan tikus. Ramadhan, et al. (2005) telah berhasil membuat perangkap lalat dari karet yang dicairkan. 2.3. Perkembangan Aspal Berkaret Beberapa studi memperlihatkan bahwa aneka jenis karet padat berupa remahan karet atau limbah vulkanisat seperti serbuk ban bekas, dan dalam bentuk lateks, terutama yang berasal dari bahan sintetis, telah lama digunakan sebagai bahan bantu dalam kegiatan pengaspalan jalan (Riggle, 1992; Carlson and Zhu, 1999; Lulusi dan Yusria, 1999; (http://www. kimpraswil.go.id). Karet padat atau limbah vulkanisat biasanya ditambahkan dalam bentuk serbuk halus berukuran sekitar 40 mesh, sedangkan dalam bentuk lateks digunakan lateks dengan kadar karet kering (KKK) setinggi mungkin, biasanya sekitar 50% - 60%.

7

Khusus sebagai aditif aspal, BPP Bogor serta Puslitbang Jalan dan Jembatan Departemen PU telah lama melakukan penelitian pemanfaatan karet padat, limbah ban dan lateks pekat biasa sebagai aditif, sedangkan penelitian sebagai aditif semen beton masih terbatas pada uji coba serbuk vulkanisat (Soeseno, 1987; Iriansyah, 1991; Puslibang Jalan dan Jembatan, 1999). Tetapi pada penelitian terdahulu tersebut belum dilakukan kajian pengaruh jenis lateks dan pengaruh jenis karet padat atau limbah vulkanisat terhadap kemampuannya sebagai aditif. Pengetahuan mengenai karet dan lateks telah dimiliki oleh BPTK Bogor, yaitu lembaga yang memiliki mandat di bidang karet dan teknologi karet. Telah banyak penelitian mengenai teknologi proses dan pengembangan produk karet dan lateks. Hasil penelitian pendahuluan tahun 2008 yang menggunakan lateks pekat yang diawetkan penurunan dengan amonia memperlihatkan temperatur, peningkatan stabilitas, titik lembek, terhadap kepekaan terhadap meningkatkan durabilitas

pengelupasan dan deformasi.

Permasalahan yang masih ada hanya pada kurang

homogennya campuran aspal (penetrasi 60/70 hasil kilang Cilacap) dengan karet dalam lateks, yang dapat dilihat dari tidak halusnya (smooth) aliran aspal panas bercampur lateks tersebut. Hasilnya menunjukkan bahwa penambahan latex merubah sifat fisik dari aspal. Rangkuman hasil dari berbagai studi yang dilakukan lembaga lain meningkatkan stabilitas, kekuatan sisa (retained strength), kekuatan tarik dan daya tahan terhadap deformasi. Dari analisa studi di atas didapat bahwa kadar latex optimum untuk campuran HRA adalah 4% - 5% terhadap berat aspal. Hasil studi ini mengusulkan bahwa aspal karet mungkin menyebabkan peningkatan yang penting pada perilaku perkerasan fleksibel di negara tropis. Pada penelitian tahun 2008 yang dilakukan pada skala laboratorium, juga telah dikuasai teknologi pendukung proses produksi lateks pekat berkadar air < 40% (lateks LP-AR), lateks pekat berviskositas atau bobot molekul rendah (lateks LP-VR) dan lateks pekat berkadar karbohidrat rendah (lateks LP-KR), beserta aditif yang sesuai sebagai bahan penstabil lateks selama produksi, pengangkutan dan pada aplikasinya. Dengan kadar air yang rendah, lateks LP-AR diprediksi sesuai sebagai aditif aspal karena dengan sedikit air semakin mudah mencampurnya dengan aspal. Lateks LP-KR lebih sesuai sebagai aditif semen beton karena kadar glukosa atau karbohidrat yang rendah dalam lateks tidak lagi mengganggu setting semen. Daya rekat beton baru pada beton lama yang relatif rendah dapat ditingkatkan dengan penambahan lateks alam,

8

sehingga penggunaan lateks LP-VR sebagai aditif semen beton akan lebih sesuai karena daya rekatnya lebih baik.

III. METODOLOGIPada tahun anggaran yang lalu telah dikembangkan teknologi proses untuk memproduksi lateks pekat khusus yang diprediksi sesuai untuk digunakan sebagai aditif aspal dan aditif semen beton untuk perkerasan jalan. Lateks pekat yang dikembangkan tersebut adalah lateks pekat berkadar air rendah (LP-AR), lateks pekat berkadar glukosa rendah (LP-KR) dan lateks pekat berviskositas rendah (LP-VR). Selain itu telah dilakukan kegiatan disain formula untuk pemanfaatan ketiga lateks tersebut sebagai aditif, lengkap dengan bahan bantu penstabil lateks yang sesuai. Dapat disimpulkan bahwa inti dari ketiga kegiatan pada tahun 2008 adalah mendapatkan teknologi proses produksi lateks pekat dari jenis dan dengan formula kompon tertentu untuk dimanfaatkan sebagai aditif aspal dan semen beton. Kegiatan penelitian pada tahun 2009 ini merupakan kegiatan verifikasi terhadap prediksi kemampuan ketiga jenis lateks khusus yang disiapkan dengan formula kompon dan penstabil tertentu tersebut, sebagai aditif aspal dan dengan semen beton. Dari hasil verifikasi tersebut akan ditetapkan jenis lateks yang tepat sebagai aditif, beserta formula dan jenis penstabilnya. Jenis lateks yang sesuai sebagai aditif tersebut akan ditingkatkan skala produksinya, dan diuji coba dalam produksi skala produksi di pabrik lateks pekat mitra. Agar manfaat lateks khusus yang sesuai sebagai aditif aspal dan semen beton juga dinikmati oleh petani karet, maka akan dikaji kemungkinan memproduksi lateks tersebut dengan memanfaatkan teknologi pemekatan dengan cara pendadihan lateks. Pada akhir penelitian akan dilakukan uji coba lapang pembuatan model jalan dengan perkerasan aspal, yang menggunakan aditif lateks yang telah ditetapkan sebelumnya. Rancangan penelitian yang dipilih adalah ekperimental murni sekali waktu mengingat sifat penelitian yang cenderung merupakan suatu penelitian ekplorasi hasil terbaik dengan beberapa metode yang harus dicoba. Oleh karena itu pentahapan dalam penelitian ini bersifat fleksibel, dan untuk mencapai sasaran yang ditetapkan diperlukan kemampuan penafsiran hasil pengujian dan pengamatan setiap tahap yang menentukan Keberhasilan penelitian dicirikan dengan ditemukannya jenis lateks dengan formula dan penstabil tertentu yang mampu berfungsi sebagai aditif penguat aspal dan semen beton untuk perkerasan. Selain itu keberhasilan penelitian dicirikan dari keberhasilan merakit teknologi produksi lateks khusus tersebut dalam suatu model yang utuh.

9

Materi dan Metode Materi yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari bahan utama, bahan bantu, bahan untuk analisis dan beberapa peralatan pendukung. Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah lateks kebun dari kebun Ciomas dan kebun Cikumpay PTPN 8, lateks pekat dari Kebun Cikumpay, papain kasar dari PT. Gistex Papain Indonesia, surfaktan Emal, Emanon dan Emulgen produksi KAO, aspal pertamina, semen prtland dan semen alumina, pasir silika, dan pasir serta batu untuk campuran aspal dan semen beton. asam format, aseton, alkohol, monomer akrilat, ammonium persulfat dan NaOH. Bahan kimia yang digunakan dalam penelitian ini adalah bahan-bahan pendegradasi molekul karet gabungan toluen, hidrogen peroksida (H2O2), natrium hipoklorit (NaOCl), NaNO2 dan asam askorbat. Bahan-bahan lain adalah berupa bahan bantu seperti karet mentah, stirena, MMA, tepung industri, akuades, serbuk karet dan bahan-bahan kimia lateks seperti ZnO, belerang, asam stearat, carbon black, silika, kalsium karbonat, beberapa jenis bahan pencepat dan bahan antioksidan. Bahan untuk analisis yang digunakan adalah bahan-bahan kimia dan alat bantu untuk analisis lateks, analisis nitrogen, analisis bilangan yod, analisis kompon karet, analisis vulkanisat, dan analisis dengan spektrofotometer FTIR. Peralatan pendukung yang digunakan adalah reaktor degradasi molekul karet dalam lateks, reaktor pendadihan lateks skala laboratorium, alat sentrifuse lateks, serta gilingan laboratorium. Peralatan lain adalah alat pendispersi bahan kimia komom lateks dan reaktor untuk pencampuran lateks dengan aspal dan dengan semen / beton, serta alat atau pralatan untuk pengujian aspal, semen mortar dan semen beton.. Alat-alat bantu lain yang digunakan dalam penelitian ini adalah wadah plastik, pengaduk, oven, saringan, cawan alumunium, neraca analitik, timbangan, cawan petri, loyang, desikator, penangas air, gelas ukur, stopwatch, erlenmeyer, aluminium foil, termometer, kertas pH, pipet tetes, buret, kertas saring, serta alat bantu untuk sintesis dan analisis yang digunakan merupakan peralatan laboratorium umum seperti bejana, pengaduk besi, gelas ukur, gelas piala, spatula, pengaduk listrik, pengaduk magnit, corong, termometer, kertas pH, oven pengering dan timbangan neraca analitik. Prosedur Pelaksanaan Beberapa percobaan yang berkaitan dengan penyiapan bahan baku lateks dilakukan di kebun percobaan Ciomas dan di Pabrik Lateks Pekat milik PTP Nusantara 8 (Kebun Cikumpay dan atau Kebun Jalupang). Yang berkaitan dengan analisis / pengujian lateks dilakukan di Laboratorium Analisis dan Pengujian (LAP) Karet - Balai Penelitian Teknologi

10

Karet (BPTK) Bogor. Kegiatan yang berkaitan dengan pengujian aspal dilakukan pada BBJN-IV, sedangkan yang berkaitan dengan pengujian semen beton dilakukan pada Laboratorium Struktur Material Departemen Sipil ITB dan pada BJPJ Puslitbang Jalan dan Jembatan. Percobaan yang berkaitan dengan model perkerasan jalan dilakukan degan bekerjasama operator jalan yang bermitra dengan BBJN-IV. Persiapan untuk pelaksanaan kegiatan penelitian meliputi koordinasi dan pembagian tugas diantara tim peneliti, serta penyiapan alat dan bahan percobaan. Teknik pengumpulan data yang digunakan adalah pengamatan perubahan sifat aspal dan semen beton, serta pengamatan kinerja pencampurannya selama proses dan analisis laboratorium terhadap parameter penentu keberhasilan penelitian. Pada akhir penelitian akan dilakukan pelaporan hasil penelitian, meliputi pelaporan untuk setiap bagian dari kegiatan dan pelaporan akhir dari seluruh kegiatan. Secara keseluruhan, rangkaian kegiatan penelitian yang dimulai pada tahun 2008, dapat diselesaikan pada akhir tahun 2009 ini. Rincian metode dan analisis dari seluruh tahap kegiatan pada tahun anggaran 2009 adalah sebagai berikut. Tahap persiapan - Koordinasi dan pembagian tugas. - Pengadaan bahan dan sarana penelitian. Verifikasi kemampuan jenis lateks sebagai aditif - Menyiapkan jenis lateks pekat yang akan diverifikasi kemampuannya sebagai aditif, yaitu lateks LP-VR, lateks LP-KR dan lateks LP-AR yang teknologi produksinya telah ditemukan pada tahun anggaran sebelumnya. Sebagai pembanding digunakan lateks pekat komersial biasa, yang diproduksi dengan memanfaatkan teknologi pemekatan lateks dengan mesin sentrifuse lateks - Melakukan karakterisasi terhadap setiap jenis lateks yang akan digunakan meliputi penentuan KKK, KJP dan viskositas Brokfield sesuai metode pengujian lateks pekat. Untuk lateks LP-VR dilengkapi dengan pengujian kerekatannya pada beberapa spesimen bahan - Melakukan karakterisasi terhadap karet mentah hasil penggumpalan lateks meliputi penentuan kadar nitrogen, viskositas intrinsik atau viskositas Mooney - Penetapan penstabilan lateks yang akan digunakan dalam verifikasi dengan surfaktan atau bahan penstabil yang sesuai, untuk ditambahkan langsung pada lateks atau pada formula lateks tertentu11

- Mengamati kinerja pencampuran atau workability setiap jenis lateks yang diujicobakan sebagai aditif pada aspal dan pada semen beton - Mengkaji kegunaan lain dari setiap jenis lateks yang dihasilkan selain sebagai aditif aspal dan beton sebagai hasil samping, berdasarkan pengamatan karakternya - Mengkaji kemungkinan teknologi proses jenis lateks yang terpilih sebagai aditif, dengan memanfaatkan teknologi pendadihan lateks Pengamatan karakter aspal dan semen beton beraditif lateks alam pada uji coba skala lab atau skala model - Menetapkan jenis mutu lateks pekat yang sesuai sebagai aditif aspal dan semen beton untuk perkerasan, dengan formula kompon tertentu, untuk divalidasi pengaruhnya pada skala percobaan yang praktis (skala lab atau skala model) - Penyiapan jenis lateks terpilih untuk validasi percobaan skala lab atau model tersebut dilakukan pada pabrik lateks pekat Cikumpay atau Jalupang, keduanya milik PTP Nusantara VIII - Uji coba penerapan lateks alam sebagai aditif aspal serta uji gelar jalan aspal direncanakan dilakukan bekerjasama dengan Balai Besar Jalan Wilayah IV Direktorat Bina Marga atau lembaga lain sejenis - Uji coba lateks alam sebagai aditif semen beton direncanakan dilakukan bekerjasama dengan Balai Jembatan dan Pelengkap Jalan Puslitbang Jalan dan Jembatan atau lembaga lain sejenis - Karakterisasi aspal dan semen beton beraditif lateks alam dilakukan sesuai dengan pengujian aspal dan semen beton untuk perkerasan jalan seperti yang dilakukan mitra

IV. HASIL DAN PEMBAHASANDengan segala keterbatasan dan hambatan dalam pelaksanaannya, penelitian telah dapat dilaksanakan dengan lancar mulai Juli 2009. Sesuai dengan metodologi, pada akhir tahun anggaran telah dilakukan penelitian yang diawali dengan tahap persiapan, tahap pelaksanaan kegiatan utama, tahap pengolahan data serta pelaporan. Sesuai dengan pentahapan penelitian seperti yang telah direncanakan, diawali dengan tahap persiapan, telah dilakukan verifikasi teknologi produksi dan karakterisasi lateks pekat khusus yang akan diverifikasi kemampuannya sebagai aditif aspal dan aditif beton. Koordinasi dalam Rangka Tahap Persiapan

12

Sebagai langkah awal pelaksanaan penelitian ini telah dilakukan kunjungan ke beberapa lembaga dalam rangka mendiskusikan izin pelaksanaan sebagian penelitian menggunakan sarana dan prasarana yang dimiliki lembaga terkait. Adapun lembaga yang telah dikunjungi pada tahap persiapan ini adalah lembaga yang memiliki sarana pabrik lateks pekat, yaitu PTP Nusantara 8, yaitu lembaga yang direncanakan sebagai mitra kerjasama dalam penyediaan lateks pekat biasa, lateks pekat berkarbohidrat rendah dan sebagian proses produksi penyediaan jenis lateks pekat lain. Instansi lain yang telah dikunjungi adalah yang memiliki sarana untuk pengujian dan karakterisasi aspal dan semen beton untuk bahan perkerasan jalan. Instansi tersebut adalah Balai Jembatan dan Pelengkap Jalan (BJPJ) serta Laboratorium Struktur dan Material Fakultas Teknik Sipil ITB, yang direncanakan sebagai lokasi untuk melaksanakan sebagian kegiatan penelitian yang difokuskan untuk pemanfaat lateks sebagai aditif semen beton. Instansi lain adalah Balai Perkerasan Jalan (BPJ) dan Balai Besar Pelaksana Jalan Nasional IV (BBPJ IV) yang direncanakan sebagai lokasi sebagian penelitian untuk fokus aspal. BJPJ dan BPJ merupakan balai yang bernaung dibawah Puslibang Jalan dan Jembatan (Pusjatan) Departemen Pekerjaan Umum, sedangkan BBPJ IV merupakan instansi yang bernaung dibawah Ditjen Bina Marga Departemen Pekerjaan Umum. Lembaga lain yang juga dikunjungi adalah PT. Medipro dan salah satu koperasi atau operator pembangunan jalan. Pada PT. Medipro direncanakan untuk melakukan pembuatan dispersi bahan kimia pengawet lateks dan dispersi bahan kimia kompon lateks, yaitu bahan-bahan yang diperlukan dalam pelaksanaan penelitian. Pada salah satu koperasi operator jalan yang sering bekerjasama dengan BBPJ IV melakukan aktifitas Balai, direncanakan untuk melakukan operasional produksi lateks pekat LP-VR dalam skala pilot. Lateks tersebut akan digunakan oleh BBPJ untuk pembuatan aspal polimer untuk diujicobakan dalam uji gelar jalan skala kecil. Verifikasi Teknologi Proses Pengolahan Lateks Pekat Khusus Lateks pekat khusus yang disiapkan adalah lateks LP-KR (lateks pekat berkadar karbohidrat rendah) yang diprediksi sesuai sebagai aditif semen / beton, lateks LP-AR (lateks pekat berkadar air rendah < 40%) yang diprediksi sesuai sebagai aditif aspal dan lateks LP-VR (lateks pekat berviskositas rendah) yang pada awalnya diprediksi paling sesuai sebagai aditif semen untuk bahan tambal. Ketiga jenis lateks pekat khusus tersebutdibuat sesuai dengan teknologi pembanding.13

yang telah ditemukan pada tahun anggaran

sebelumnya. Selain itu juga disiapkan lateks pekat konvensional sebagai lateks

Lateks LP-AR atau lateks berkadar air rendah, ditetapkan diproduksi menggunakan teknologi proses pendadihan modifikasi, yaitu teknologi pendadihan dengan 0,25% CMC 5% yang dikombinasikan dengan 0,06 0,10 enzim papain. Sebagai penstabil lateks selama proses pendadihan digunakan 3% larutan surfaktan Emal 20%. Sebagai alternatif dapat digunakan teknologi penguapan dengan sebelumnya menstabilkan lateks dengan kombinasi surfaktan anionik dan nonionik, masing-masing sebesar 2 bsk. Lateks LP-KR atau lateks berkarbohidrat rendah, ditetapkan diproduksi menggunakan teknologi pemekatan berulang (double centrifuge) lateks pekat yang telah diencerkan kembali. Lateks LP-VR atau lateks berviskositas rendah, ditetapkan diproduksi menggunakan teknologi degradasi partikel karet dalam lateks yang distabilkan dengan 1,0 bsk surfaktan Emal dan telah ditambah 10% toluen, serta didegradasi pada suhu 70 0C selama 7 jam dengan kombinasi 2 bsk hidrogen peroksida 7 bsk NaOCl. Hasil karakterisasi ketiga jenis lateks pekat khusus disajikan pada Tabel 1, sedangkan pada Tabel 2 disajikan hasil karakterisasi lateks pekat pembanding beserta standar lateks pekat sesuaiSNI. Tabel 1. Hasil karakterisasi aneka jenis lateks pekat khusus PengujianKadar Alkalinitas / NH3 (%) KJP (%) KKK (%) Selisih KKK dengan KJP (%) pH Bilangan KOH Waktu Kemantapan Mekanik (Detik) Viskositas (cp) Bilangan ALE Kadar Nitrogen

Lateks LP-AR0,12 66,4 64,8 1,6 7,4 0,133 1540 119 0,11 0,06

LP-KR0,22 59,5 59,3 0,2 10,31 0,244 1590 129,2 0,012 0,06

LP-VR0,14 51,46 46,73 4,73 7,9 0,102 209 18,3 0,047 0,12

Tabel 2. Hasil karakterisasi lateks pekat konvensional Pengujian Lateks Pekat Amonia Lateks Pekat TZ Syarat SNI 063139-1992

14

Kadar Alkalinitas / NH3 (%) KJP (%) KKK (%) Selisih KKK dengan KJP (%) pH Bilangan KOH Waktu Kemantapan Mekanik (Detik) Viskositas (cp) Bilangan ALE Kadar Nitrogen

0,82 61,46 59,98 1,48 10,81 0,585 780 97 0,022 0,19

0,24 61,78 60,02 1,76 8,2 0,266 750 82 0,019 0,16

Min 0,60 61,5 60 Max 2 Max 0,8 Min 650 Max 0,2 -

Dari Tabel 1 dan Tabel 2 dapat dilihat bahwa hanya lateks pekat biasa, baik yang berpengawet amonia (amoniak tinggi) maupun yang berpengawet TZ (amoniak rendah) yang parameternya memenuhi persyaratan SNI, sedangkan dari ketiga jenis lateks peka khusus tidak ada satupun yang memenuhi persyaratan. Dapat dilihat bahwa sejumlah parameter lateks pekat khusus yang disiapkan, nilainya jauh dari persyaratan yang ditetapkan SNI. Kondisi demikian disebabkan lateks pekat khusus tidak disiapkan sesuai dengan prosedur pengolahan lateks pekat biasa, tetapidisiapkan dengan kondisi yang disesuaikan dengan kebutuhan untuk memperoleh lateks pekat khusus. Verifikasi kemampuan jenis lateks sebagai aditif aspal Ketiga lateks pekat khusus dan lateks pembanding digunakan dalam tahap verifikasi terhadap kemudahannya bercampur homogen (workability) dengan aspal dan semen. Pada tahap verifikasi ada beberapa parameter pengamatan sederhana yang dilakukan, sesuai dengan saran yang diperoleh dari para praktisi aspal polimer di lapangan. Parameter pengamatan kemampuan jenis lateks sebagai aditif aspal adalah mengamati homogenitas atau kehalusan aliran aspal panas yang telah ditambah lateks atau karet padat dengan kadar karet kering sebesar 10% dari berat aspal. Pengamatan dilakukan dengan cara menuangkan aspal berkaret yang telah dipanaskan pada suhu 1600

C hingga cair dalam waktu 1 jam, lalu diamati kehalusan aliran (smooth) aspal berkaret

cair tersebut. Pada Gambar 1 dapat dilihat gambaran visual cara pengujian homogenitas campuran lateks aspal.

15

Gambar 14. Pengujian Homogenitas Aspal Modifikasi Secara Visual Parameter pengamatan lain terhadap aspal bercampur lateks adalah pengamatan kemudahan lateks larut dalam oli. Lateks yang baik adalah yang apabila dilarutkan dalam oli, segera larut sempurna tanpa menyisakan gumpalan. Parameter pengamatan sederhana yang ketiga adalah mengamati elastisitas aspal polimer yang dihasilkan dengan cara menarik gumpalan aspal polimer sebesar kacang tanah. Hasil pengamatan elastisitas aspal berkaret harus memperlihatkan kemampuan gumpalan aspal polimer dingin ditarik hingga sekitar 5 cm tanpa putus. Hasil pengamatan verifikasi kemampuan beberapa jenis lateks dan karet padat sebagai aditif aspal disajikan pada Tabel 3.

Tabel 3. Hasil pengamatan verifikasi kemudahan lateks bercampur dengan aspal Jenis lateks LP LP-TZ LP-AR LP-KR LP-VR L-DPNR Karet krep* Karet DPNR* Kehalusan aliran Ada gumpalan Aliran halus Ada gumpalan Ada gumpalan Aliran halus Aliran halus Ada gumpalan Sedikit gumpalan Kelarutan Kurang sempurna Sempurna Sempurna Sempurna Daktilitas Tidak putus Putus Putus

Catatan : * Suhu pencampuran > 200 0C dengan waktu pencampuran > 2 Jam Dari data pada Tabel 3 dapat dilihat bahwa hanya aliran aspal panas yang mengandung karet dari lateks pekat LP-TZ, LP-VR dan L-DPNR yang memperlihatkan aliran yang halus atau kontinyu. Sedangkan aliran aspal panas yang mengandung karet padat (krep dan DPNR) serta yang mengandung karet dari lateks LP, LP-AR dan LP-KR

16

tidak halus atau ada gumpalan-gumpalan yang menghambat kehalusan atau kontinuitas aliran. Adanya gumpalan tersebut diduga disebabkan karet yang ditambahkan ke aspal panas tersebut menjel sehingga tidak larut sempurna. Karet DPNR yang merupakan hasil penggumpalan lateks DPNR juga tidak bercampur sempurna pada suhu pencampuran lateks aspal sebesar 160 170 0C, tetapi bercampur sempurna jika suhu dinaikkan menjadi 210 0C. Pengkajian terhadap aspal berkaret panas yang alirannya halus atau kontinyu memperlihatkan kesamaan fenomena, yaitu semua lateks yang digunakan sebagai pencampur aspal diawetkan dengan senyawa TZ dan distabilkan dengan surfaktan. Amonia hanya ditambahkan pada lateks kebun sebesar 0,2% sebagai pengawet dan penstabil awal, yang selama pemekatan dan proses lainnya akan menguap. Sebaliknya lateks yang digunakan sebagai pencampur aspal, yang alirannya tidak halus menggunakan pengawet amonia. Dengan demikian dapat diduga dan sesuai dengan hasil penelitian pendahuluan pada tahun anggaran sebelumnya, lateks yang baik sebagai pencampur aspal adalah yang tidak diawetkan dengan amonia. Karet pencampur ketiga aspal berkaret tersebut berasal dari lateks yang dalam proses awal pembuatannya hanya mengandung sekitar 0,2% amonia yang ditambahkan pada lateks kebun. Sebagai pengganti amonia digunakan senyawa komposit TZ yang berfungsi sebagai pengawet dan larutan surfaktan yang berfungsi sebagai penstabil. Diduga hampir tidak adanya amonia yang menyulitkan pencampuran lateks dengan aspal panas menyebabkan karet dalam lateks mudah bercampur homogen dengan aspal. Selain itu penstabilan dan pengawetan lateks yang cukup baik, yang ditambahkan pada awal pengolahanannya diduga menyebabkan rendahnya jel yang terbentuk dalam lateks sehingga tidak mengganggu kehomogenan campuran aspal panas dengan karet. Uji lebih lanjut dengan cara melarutkan sampel lateks dan karet padat dalam oli memperlihatkan bahwa hanya sampel lateks LP-VR dan lateks L-DPNR, serta karet DPNR yang telah dimastikasi yang larut sempurna dalam oli. Tetapi sebagi hasil uji daktilitas hanya sampel aspal yang ditambah lateks LP-VR yang tidak putus jika ditarik hingga 5 cm. Dengan demikian berdasarkan uji sederhana kessuaian lateks sebagai aditif aspal, memperlihatkan bahwa sampel lateks LP-VR yaitu lateks dengan viskositas karet rendah, paling sesuai sebagai aditif aspal. Verifikasi kemampuan jenis lateks sebagai aditif semen beton Parameter pengamatan kemampuan lateks sebagai aditif semen beton adalah dengan mengamati workability semen mortar yang telah ditambah lateks. Lateks yang17

sesuai sebagai aditif beton adalah yang mampu mempertahankan kestabilan adonan mortar untuk tetap cair atau basah selama 3 jam. Uji workability pencampuran lateks dengan semen dilakukan dengan cara mengencerkan lateks hingga KKK lateks menjadi 5%. Selanjutnya lateks encer ditambahkan ke semen mortar, yaitu semen yang telah dicampur dengan pasir kering standar (pasir Bangka atau pasir Galunggung). Perbandingan semen pasir dan perbandingan air semen yang digunakan disesuaikan dengan yang biasa digunakan dalam uji semen mortar. sedangkan hasil pengamatan

workability semen mortar berkaret disajikan pada Tabel 4.Nilai FAS (faktor atau perbandingan air semen) berhubungan dengan kekuatan tarik, yang mana kekuatannya akan semakin rendah dengan semakin naiknya nilai FAS Nilai FAS yang diperlukan untuk mortar yang tidak ditambahkan lateks sebesar 55%. Ternyata penambahan lateks pada mortar segar yang dihasilkan dari penambahan lateks pekat pada dosis karet 5, 7 dan 9% menyebabkan naiknya nilai FAS. Secara umum nilai FAS akan semakin turun dengan semakin banyaknya lateks yang ditambahkan, namun pengaruhnya berbeda antara jenis lateks yang satu dengan lainnya. Semua mortar yang dicampur lateks pada dasarnya memiliki workability yang buruk, karena lateks mudah menggumpal jika dikenai logam-logam yang terdapat pada semen. Menggumpalnya lateks menyebabkan terbentuknya gumpalan mortar basah yang tidak homogen (Gambar 2). Untuk meningkatkan kestabilan lateks agar tidak menggumpal jika dikenai semen mortar, lateks perlu ditambah bahan penstabil. Hasil pengamatan kestabilan mortar dengan perbandingan air : semen = 17,5 : 50 dan ditambah 5% berat lateks yang telah distabilkan dengan berbagai jenis dan dosis bahan penstabil disajikan pada Tabel 5. Tabel 4. Hasil pengamatan workability mortar (campuran semen pasir) berkaret Jenis Lateks Kontrol Lateks Pekat Dosis Karet (%) 0 1 3 5 7 1 3 5 7 Nilai FAS (%) 55 60 60 55 55 60 55 50 45

WorkabilityBaik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik

Lateks LP-KR

18

Lateks LP-VR

1 3 5 7

65 65 60 55

Baik Baik Baik Baik

Gambar 2. Penampakan visual semen mortar bercampur lateks tanpa pengawet (kiri atas), serta lateks bercampur 7% Emal (kanan atas), 7% Emulgen (kiri bawah) dan 7% kasein (kanan bawah)

Tabel 5. Kestabilan mortar bercampur 5% lateks berpenstabil Penstabil Dosis lateks Emal (%) Waktu Pengamatan Langsung Menggumpal, Apabila ditarik seperti karet Tidak Menyatu (Tidak Stabil) Kental (++) Tidak Menyatu (Tidak Stabil) Kental (+) Tidak Menyatu (Tidak Stabil) Tidak Menyatu (Tidak Stabil) Tidak Menyatu (Tidak Stabil) Kental (++) Tidak Menyatu (Tidak Stabil) Kental (+) Tidak Menyatu (Tidak Stabil)

Setting(Menit) 0,00 1,16 10,62 19,59 0,46 1,72 2,20 2,92

1 3 5 7

Emulgen

1 3 5 7

19

Kasein

1 3 5 7

Langsung Menggumpal/Tidak Menyatu Kental (+++) Tidak Menyatu (Tidak Stabil) Kental (++) Kental (+++)Tidak Stabil Kental (+) Kental (++) Stabil

0,06 19,53 117,67 208,67

Pada Tabel 5 dapat dilihat

bahwa bahan penstabil yang paling efektif

mempertahankan kestabilan lateks selama 3 jam adalah kasein dengan dosis sebesar 7%. Pengaruh semua jenis dan dosis lateks yang telah ditambah bahan penstabil kasein sejumlah tersebut memperlihatkan workability yang sama, yaitu sama-sama baik. Pada Gambar 3 disajikan beberapa bentuk sampel uji untuk pengujian beton berkaret

Gambar 3. Bentuk sampel uji untuk pengujian kuat tarik dan kuat lentur beton berkaret Uji Penetrasi dan Titik Lunak Aspal Panas Bercampur Karet Pengujian penetrasi dilakukan untuk mengetahui tingkat kekerasan campuran aspal dan karet, sedangkan pengujian titik lunak dilakukan untuk mengetahui suhu dimana campuran aspal tersebut melunak. Penetrasi adalah masuknya jarum penetrasi dengan ukuran dan beban tertentu selama waktu tertentu ke dalam aspal pada suhu tertentu, sedangkan titik lembek adalah suhu pada saat bola baja dengan berat tertentu mendesak turun suatu lapisan aspal yang tertahan dalam cincin berukuran tertentu, sehingga aspal tersebut menyentuh pelat dasar yang terletak di bawah cincin pada tinggi 24,4 mm, sebagai kecepatan akibat pemanasan tersebut. Hasil pengujian berbagai dosis jenis lateks pekat berviskositas rendah, dengan berbagai formula disajikan pada Tabel 6. Tabel 6. Penetrasi dan titik lunak aspal bercampur lateks dari berbagai formula Kode Type Latex Aspal Referensi Temp Penetrasi R&B 68 46,5 Temp Penetrasi R&B 68 46,5

20

A3 A5 B3 B5 C3 C5 D3 D5 E3 E5 F3 F5 G3 G5 H3 H5 I3 I5 J3 J5 K3 K5 L3 L5

LP, 3% Karet LP, 5% Karet LP Dispersan, 3% Karet LP Dispersan, 5% Karet L-VR, 3% Karet L-VR, 5% Karet L-VR Dispersan, 3% Karet L- VR Dispersan, 5% Karet LP + RI , 3% Karet LP + RI , 5% Karet LP + RII, 3% Karet LP + RII, 5 % Karet LP Dispersan + RI , 3% Karet LP Dispersan + RI, 5% Karet LP Dispersan + RII, 3% Karet LP Dispersan + RII, 5% Karet L-VR + RI , 3% Karet L-VR + RI, 5% Karet L-VR + RII, 3% Karet L-VR + RII, 5% Karet L-VR Dispersan + RI, 3% Karet L-VR Dispersan + RI, 5% Karet L-VR Dispersan + RII, 3% Karet L-VR Dispersan + RII, 5% Karet

50,5 51,2 54,5 53,8 56,9 58,8 61,5 59,1 60,6 51,9 59,8 46,8 52 64,2 57,3 61,4 56,8 51,6 56,7 55 61,1 63,5 60,4 54

58 58 56,1 57,8 57,1 61 58,8 56 55,4 63,5 55,9 60,6 54,5 54,5 59,3 58,5 58,2 60,2 55,5 67,4 56,1 55,1 54,5 59,7

50,5 51,7 56,2 53,8 59,6 56 61 59,2 60,6 54,4 59,6 54,9 52,2 64,4 57,9 61,2 56,6 51,6 56,7 55,1 59,6 63,5 60,4 60,3

58 55,87 56,12 57,87 57,12 60,3 58,82 56,1 55,35 63,45 56,25 60,62 57,55 54,5 59,17 58,85 58,25 60,2 55,55 60,22 56,12 65,1 54,5 59,75

Dari data pengamatan pada Tabel 6 dapat dilihat kesesuaian lateks pekat berviskositas rendah (lateks LP-VR) sebagai aditif aspal. Penggunaannya sebanyak 5% pada aspal panas mampu menaikkan titik lunak aspal dengan signifikan, yaitu dari 46,5 0C menjadi sekitar 60 0C. Namun pada Tabel 6 juga dapat dilihat bahwa penggunaan 5% lateks pekat konvensional (lateks-LP) yang telah dicampur dengan 10% resin hidrokarbon juga mampu menaikkan titik lunak aspal secara signifikan, sama dengan kemampuan 5% lateks LP-VR. Tetapi penurunan nilai penetrasi yang disebabkan penggunaan lateks LP-VR jauh lebih kecil dari penurunan nilai penetrasi aspal berkaret yangdisebabkan penggunaan lateks LP bercampur resin tersebut. Kelemahan lain dari penggunaan lateks-LP tersebut adalah viskositas aspal berkaret yang dihasilkannya cenderung tinggi, sehingga aliran aspal panasnya terlihat tidak halus.

21

Data sebelum

pengamatan dicampur

pada

Tabel

6

juga

memperlihatkan mampu

fenomena

bahwa kinerja

penambahan dispersi bahan kimia pemvulkanisasi dan atau resin hidrokarbon pada lateks dengan aspal panas, tidak memperlihatkan peningkatan titik lunak aspal. Tetapi resin cukup mampu menaikkan nilai penetrasi aspal berkaret. Pada Gambar 4 sampai Gambar 9 disajikan beberapa gambar dari aktifitas kegiatan pemanfaatan lateks karet alam sebagai aditif aspal, beserta uji pemanfaatannya dan model uji gelarnya.

Gambar 4. Alat uji titik lunak aspal

Gambar 5. Reaktor pengolahan lateks milik Balai Besar Jalan Nasional 4

Gambar 6. Stok lateks LP-VR untuk aditif aspal

Gambar 7. Reaktor pengolahan aspal karet milik Balai Besar Jalan Nasional 4

22

Gambar 8. Peningkatan kelekatan bahan perkerasan dengan aspal beraditif lateks

Gambar 9. Model uji gelar aspal beraditif lateks LP-VR untuk perkerasan jalan

V.

KESIMPULAN DAN SARANLateks karet alam berpotensi digunakan sebagai aditif aspal untuk bahan

perkerasan. Berdasarkan uji pendahuluan ditemukan bahwa lateks berviskositas rendah LP-VR sesuai untuk digunakan sebagai aditif aspal. Uji titik lunak aspal yang telah ditambah aditif lateks LP-VR mampu meningkatkan titik lunak aspal karet secara signifikan. Dengan penggunaan lateks sebanyak 5% volum, titik lunak aspal meningkat dari 46,5 0C menjadi sekitar 60 0C, dengan penurunan nilai penetrasi yang tidak terlalu besar. Lateks LP-VR diproduksi dengan cara mereaksikan lateks pekat bercampur toluen dengan campuran 2 bsk H2O2 7 bsk NaOCl pada suhu 70 selama 16 jam. Teknologi produksinya telah diverifikasi menggunakan reaktor skala 500 liter di Laboratorium Lapang Ditjen Bina Marga, Departemen Pekerjaan Umum, dan mampu menghasilkan lateks LP-VR yang viskositasnya dibawah 40. Lateks karet alam juga berpotensi digunakan sebagai aditif semen beton untuk bahan perkerasan. Sebagai penstabil lateks agar tidak menggumpal jika dikenai semen, yang menjadi penyebab buruknya workability semen mortar bercampur lateks, perlu ditambahkan bahan penstabil. Dari hasil pengujian beberapa bahan penstabil, penggunaan 7% kasein mampu menghasilkan semen beton berkaret dengan workability baik, sehingga mampu menghasilkan semen mortar berkaret yang tetap stabil selama 3 jam. Untuk lebih mengetahui kemampuan lateks karet alam sebagai aditif disarankan untuk melanjutkan penelitian beton berkaret menggunakan bahan penstabil yang lebih murah. Juga perlu dilanjutkan pemanfaatan lateks karet alam sebagai aditif pada pembuatan bahan tambal jalan aspal (patching) dan bahan tambal jalan beton

23

(grouching). Juga perlu dikembangkan penggunaan baru berbagai jenis lateks pekat khusus yang dihasilkan dari penelitian ini.

VI. PERKIRAAN MANFAAT DAN DAMPAKKeberhasilan penguasaan teknologi pembuatan aditif penguat jalan aspal dan beton berbasis lateks karet alam merupakan bentuk diversifikasi karet alam. Penguasaan teknologi penurunan kadar air lateks pekat dan teknologi pemutusan rantai molekul karet pada fasa lateks, akan meningkatkan penguasaan teknologi. Keberhasilannya dalam berbagai aplikasi, khususnya sebagai aditif jalan aspal dan beton akan membuka peluang berkembangnya industri ketiga material tersebut beserta industri turunannya seperti perekat, pelapis dan cat. Selain sebagai aditif jalan aspal dan beton, industri yang berpotensi menggunakan lateks pekat berkadar air rendah adalah industri barang jadi lateks lain. Industri lain yang berpotensi menggunakan lateks LP-VR dan karet cair atau LNR hasil penggumpalannya adalah industri BJK yang bentuknya rumit atau memerlukan aplikasi di lapangan, industri pelapis, perekat dan cat, serta industri yang membutuhkan bantuan bahan perekat atau bahan pengikat (binder). Keberhasilan penguasaan teknologi tersebut, yang dapat diproduksi secara sederhana dan ekonomis, diharapkan menghasilkan material yang mampu bersaing dengan material impor sejenis dari polimer sintetis yang selama ini digunakan. Keberhasilan pemanfaatannya juga merupakan diversifikasi pemanfaatan karet alam, yang selain akan menghemat devisa dan meningkatkan nilai tambah karet alam, secara tidak langsung akan meningkatkan konsumsi domestik karet alam.

DAFTAR PUSTAKAAlfa, A.A., A.M. Santosa dan I. Yuliasih. 2002. Pemanfaatan Karet Siklo Sebagai Binder Dalam Cat Oles (cold Paint) Marka Jalan. Pros Sem Nas V, Kimia Dalam

Pembangunan.

p.133-141.Direktorat

Jendral

Perkebunan.

2001.

Statistik

Perkebunan Indonesia : Karet. Jakarta. Blow, C.M. and Hepburn, C. 1982. Rubber Technology and Manufacture. Butterworths. London, p.407. BPS. 2005. Statistika Indonesia. Badan Pusat Statistik. Jakarta.

24

Douglas D. Carlson and Han Zhu. 1999. Asphalt-Rubber An Anchor to Crumb Rubber Markets. In: www.p2pays.org/ref/26/25145.pdf Ditjenbun. 2006. Statistik Perkebunan Indonesia : Karet. Sekretariat Direktorat Jendral Perkebunan Jakarta. Gapkindo, 2005. Indonesian Natural Rubber Statistic Yearbook 2005. Jakarta. Gabungan Perusahaan Karet Indonesia Lulusi dan Yusria (1999), Kinerja Aspal beton Bergardasi Senjang Menggunakan Lateks

Sebagi Bahan Tambahan, Simposium II FSTPT, 2 Desember 1999, Lab,Transportasi dan Bahan Jalan Jur. Teknik Sipil ITS, Surabaya IRCA. 1985. Development of Liquid Natural Rubber. Final Report. Contract No 83-84, Unido Project No. UF/GLO/81/059. CIRAD. IRSG. 2006. Rubber Statistical Bulletin, International Rubber Study Group. Vol. 61 No.1, October 2006. Wembley, United Kingdom. Edward M. Petrie. 2005. Bitumen Additives for Adhesives and Sealants. In: www.special

chem4adhesives.comindex.asp.Pudjosunaryo, R. S. 1992. Penggunaan Sabun Kalium dari Fraksi Stearin Minyak Sawit Sebagai Pemantap Lateks dalam Pembuatan Karet Alam Cair. Menara Perkebunan. 60 (4), 134-138. Ramadhan, A. H. Prastanto dan A.A. Alfa. 2005. Pemanfaatan Karet Alam Cair sebagai Media pada Alat Perangkap Lalat. Pros Sem Nas IV, Aplikasi Kimia Dalam

Pengelolaan Apr 1992

Sumber

Daya

Alam

dan

Lingkungan,

p

280-289

Riggle,

David. BioCycle. Emmaus: Apr 1992.Vol.33, Iss. 4; pg. 40, 3 pgs, J.G. Press Inc.Riyajan, S. dan J. Sakdapipanich. 2004. Mechanism of Chemical Degradation of

Deproteinized Natural Rubber (DPNR) Latex; Swelling effect of Rubber Particle on Chemical Degradation of DPNR Latex. Malaysian Chemical Progress 2004Tangpakdee, J., M. Mizokoshi, A. Endo, dan Y. Tanaka. 1998. Novel Method for

Preparation of Low Moleculer Weight Natural Rubber Latex. Rubb. Chem. & Tech.Vol. 71 (4), 795-802.

www.irrdb.com/irrdb/NaturalRubber/Properties.htm www.kimpraswil.go.id/itjen/buletin/16aspal%20beton.htm

25