BAB I

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Aspal adalah suatu bahan hidrokarbon yang bersifat melekat atau adesif yang berwarna hitam kecoklatan dan visoelastis. Aspal sering juga disebut dengan bitumen yang merupakan bahan pengikat pada campuran beraspal. Salah satu jenis aspal yang banyak digunakan adalah aspal emulsi. Aspal emulsi juga sering disebut dengan istilah aspal busa. Emulsi adalah suatu system dua fase yang terdiri dari dua cairan yang tidak bisa tercampur sendiri (immiscible liquids), salah satu cairan disebarkan kedalam cairan yang lain dalam bentuk butiran yang sangat kecil. Dalam hal aspal emulsi, aspalnya merupakan fase yang disebar (diskontinyu), yang disebar kedalam air yang merupakan fase kontinyu. Ukuran diameter butiran aspal yang disebarkan antara 0.001 - 0.005 mm (1 - 5 mikron). Butiran aspal ini tersuspensi (tidak berlekatan antara butiran satu dengan yang lain) akibat adanya daya listrik elektrostatik yang diberikan oleh larutan pengemulsi (emulsifier). Kandungan aspal dalam aspal emulsi, biasanya berkisar antara 40% - 70%.Pada suhu ruang, aspal emulsi berada dalam kondisi cair atau encer. Aspal emulsi biasanya dipergunakan secara dingin (pada suhu ruang) atau dengan sedikit pemanasan. Keuntungan dalam mempergunakan aspal emulsi cair adalah dapat dipergunakan pada temperatur ruang, kecairannya bisa ditingkatkan, tidak mudah terbakar, mudah meresap kedalam material yang porus atau berongga dan bisa memberi penyelimutan yang baik. Aspal emulsi banyak digunakan untuk campuran aspal agregat untuk perkerasan jalan.

1.2 Rumusan Masalah

1. Apa saja komponen dari aspal emulsi?2. Bagaimana proses pembuatan aspal emulsi?

3. Bagaimana mekanisme pengabungan butir aspal pada aspal emulsi?

4. Bagaimana stabilitas dari aspal emulsi?5. Bagaimana sifat adhesi aspal emulsi terhadap agregat?

6. Bagaimana penggunaan dari aspal emulsi?

BAB II

PEMBAHASAN2.1 Komponen Aspal Emulsi2.1.1Aspal atau BitumenTergantung dari kondisi cuaca, aspal untuk bahan dasar aspal emulsi bisa mempergunakan aspal keras atau penetrasi dengan tingkat penetrasi dari 50 200. Bahan dasar aspal yang lebih keras cocok untuk daerah yang beriklim panas. Kualitas aspal keras sebagai bahan dasar, mempengaruhi kualitas aspal emulsi.

2.1.2 Pengemulsi ( Emulsifier)

Dalam proses produksi aspal emulsi, sejumlah pengemulsi (surface active agent / surfactant / emulsifier) perlu ditambahkan untuk memberikan muatan listrik pada permukaan butiran aspal dalam sistem emulsi. Larutan pengemulsi ini, juga akan mempermudah penyebaran butiran aspal ke dalam air dan mempertahankan supaya butiran-butiran aspal tidak melekat satu sama lain, sehingga terbentuk larutan suspensi yang homogen. Tanpa larutan pengemulsi, butiran aspal akan tergabung dan terpisah dari air dengan cepat. Larutan pengemulsi biasanya terdiri dari material dengan rantai hidrokarbon yang panjang. Dengan adanya larutan pengemulsi, sejumlah kecil larutan pengemulsi akan terserap dan menyelimuti permukaan butiran aspal dan memberi muatan listrik yang sama, dan berperan sebagai selimut untuk menghindarkan tergabungnya butiran-butiran aspal dalam sistem emulsi.

Tipe muatan listrik pada larutan pengemulsi tergantung dari kadar pH nya yang mengindikasikan tingkat keasaman atau kebasaan larutan emulsi. Aspal emulsi yang diproduksi dengan larutan pengemulsi anionik dan kationik tidak bisa dicampur, karena akan mengakibatkan penggumpalan butiran-butiran aspal. Ada empat jenis pengemulsi yaitu: pengemulsi anionik, pengemulsi kationik, pengemulsi nonionik, dan pengemulsi koloid. Pengemulsi tipe anionik dan terutama kationik banyak dipergunakan. Pengemulsi anionik adalah larutan alkali dengan pH > 7, dengan muatan listrik negatif. Sedangkan larutan pengemulsi kationik adalah larutan asam dengan pH < 7, dengan muatan listrik positif. Aspal emulsi biasanya mengandung sekitar 0.5 1 % larutan pengemulsi untuk mencegah penggumpalan butiran-butiran aspal.2.1.3 Stabiliser

Aspal bisa saja mengandung senyawa garam sebagai akibat kurang memadainya dalam proses pemisahan senyawa garam pada pengolahan minyak mentah. Senyawa garam ini bisa mengakibatkan pengembangan (swelling) butiran aspal dalam emulsi akibat terjadinya osmosis, yaitu terserapnya air ke dalam butiran aspal bila aspal banyak mengandung senyawa garam. Hal ini mengakibatkan ruang antara butiran aspal menjadi lebih sempit sehingga kekentalan/viskositas larutan emulsi menjadi meningkat, dan mempengaruhi stabilitas system emulsi.

Didalam system kationik, sekitar 0.05 0.2 % calcium chloride (CaCl2) atau senyawa garam lain yang bisa larut dapat ditambahkan ke dalam fase air dari emulsi (sebagai stabilizer) untuk membantu mengurangi osmosis air ke dalam butiran aspal. CaCl2 dapat juga meningkatkan kepadatan air, dan dalam banyak hal dapat memperbaiki unjuk kerja (performance) dari larutan pengemulsi. Dalam system anionic, trisodium polyphosphate bisa dipergunakan sebagai stabilizer. Jenis stabilizer lain adalah casein, liquid resin, atau vinsol resin.2.1.4 Senyawa Asam

Senyawa asam dipergunakan untuk membentuk garam dari bahan pengemulsi, dan untuk mengatur pH sesuai yang diinginkan. Senyawa asam hydrochloric acid dipergunakan untuk system kationik dan sodium hydroxides untuk system anionic.2.1.5 Aditif untuk Aspal Emulsi

Proses produksi aspal emulsi melibatkan proses kimia yang kompleks untuk memperoleh kualitas aspal emulsi yang diinginkan perlu ditambahkan bahan aditif untuk meningkatkan kualitas aspal emulsi, misalnya: Solven, Sodium Tripolyphosphate, Latex dll.2.2 Proses Pembuatan Aspal Emulsi

Aspal emulsi diproduksi dengan suatu alat yang disebut colloid mill yang memiliki rotor yang berputar pada suatu stator dengan kecepatan putaran sekitar 1000 6000 putaran per menit. Jarak antara rotor dan stator bisa diatur. Umumnya sekitar 0.25 0.50 mm.

Dalam proses produksi aspal emulsi, kedalam colloid mill dialirkan secara bersamaan dengan aspal cair (panas) dan air yang mengandung pengemulsi yang sudah dilarutkan dan sudah dipanaskan terlebih dahulu, melalui saluran yang terpisah. Pada saat aspal dan air memasuki colloid mill, keduanya melalui rotor yang berputar cepat pada stator. Hal ini memberikan gaya geser yang intensif sehingga aspal dipecahkan menjadi butiran-butiran kecil. Butiran aspal ini kemudian dilapisi oleh pengemulsi yang memberikan muatan listrik sejenis. Muatan listrik sejenis ini memberikan gaya elektrostatik yang saling menolak sehingga mencegah tergabungnya butiran-butiran aspal, membentuk aspal emulsi.

Aspal emulsi kemudian dipompa menuju instalasi penyerap panas untuk mengurangi kelebihan panas yang mungkin terjadi. Lalu disimpan pada suatu tangki yang dilengkapi alat pengaduk untuk memelihara homogenitas campuran. Temperatur aspal dan air pada saat memasuki colloid mill tergantung dar jenis aspal dan jumlah aspal yang dipakai, dan jenis bahan pengemulsi. Kekentalan/viskositas aspal pada saat diemulsikan biasanya tidak melebihi 0.2 Pa.s dengan temperature berkisar antara 100-1400C. Aspal emulsi dapat diproduksi dengan batch process plant (dengan penakaran) atau in-line process plant (secara kontinyu).2.3 Mekanisme Pengabungan Butir Aspal pada Aspal Emulsi

Mekanisme pengabungan butir aspal (break) dari aspal emulsi merupakan proses yang kompleks, yang sementara ini belum dipahami sepenuhnya, dan mencakup lebih dari satu faktor.

Aspal emulsi yang stabil dapat diangkut dan diaplikasikan tanpa terjadinya penggumpalan. Setelah diaplikasikan, butiran aspal dalam emulsi diharapkan secepatnya menggabung (break) dan melekat pada permukaan agregat. Hal ini dapat dicapai dengan lebih mudah pada aspal emulsi kationik yang bereaksi dan butirannya menggabung (break) secara kimia saat terjadi kontak dengan agregat. Selain itu, pengemulsi kationik dapat berperan sebagai bahan pengikat (adhesion) dan pencegah pengelupasan (anti striping agent). Mekanisme penggabungan butiran (break mechanism) pada aspal emulsi dapat dikontrol melaui pemilihan dan penentuan jumlah bahan pengemulsi.

Aspal emulsi anionik tidak mengalami penggabungan butiran secara kimia, namun akibat terjadinya penguapan. Proses ini lebih lambat dan daya lekatnya lemah. Pada umumnya, kecepatan penggabungan butir (break/set) pada aspal emulsi dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain: penyerapan bahan pengemulsi ke permukaan agregat, pergerakan butiran aspal menuju permukaan agregat, perubahan pH, dan penguapan air.2.4 Stabilitas Aspal Emulsi

Aspal emulsi dalam penyimpanan dapat dikatakan stabil bila tidak ada indikasi pengendapan. Pengendapan terjadi karena aspal memiliki kepadatan yang sedikit lebih besar dari air. Akibat adanya gaya gravitasi, butiran aspal terutama butiran dengan ukuran yang lebih besar akan cenderung tertarik kebawah.

Tipe emulsi yang slow setting bisa tetap stabil dalam jangka waktu 3-6 bulan, bila tidak ada penguapan air, tidak ada kontaminasi elektrolit, ukuran butiran aspal dalam ukuran optimum, dan bahan pengemulsi tidak mengalami perubahan/pengurangan kualitas. Stabilitas aspal emulsi masih dikatakan memuaskan bila sedimentasi yang terjadi masih bisa dihomogenkan lagi dengan pengadukan atau dengan pemompaan tersirkulasi.

2.5 Adhesi Aspal Emulsi Terhadap Agregat

Sifat adhesi aspal emulsi terhadap agregat tergantung dari kemampuan aspal emulsi untuk melapisi permukaan agregat. Umumnya agregat perlu dilembabkan untuk mempermudah penyelimutan aspal pada permukaan agregat. Terdapat sejumlah faktor yang dapat mempengaruhi lekatan atau adhesi antara aspal emulsi dengan agregat, antara lain:

Secara teori, aspal emulsi akan melekat dengan baik pada permukaan agregat dengan muatan listrik yang berlawanan. Ini berarti aspal emulsi anionik (dengan muatan negatif) mesti digunakan dengan batu kapur atau batu basalt (bermuatan positif). Sedangkan aspal emulsi kationik (bermuatan positif) cocok digunakan dengan batu granit atau quartzite (bermuatan negatif). Namun demikian pengalaman dilapangan menunjukkan bahwa aspal emulsi kationik bisa digunakan sengan semua jenis batuan. Selain itu bahan pengemulsi kationik dapat secara aktif berperan sebagai bahan pencegah pengelupasan (anti striping agent) dan lebih kecil dipengaruhi oleh cuaca dibandingkan dengan bahan pengemulsi anionic.

Tergantung dari kadar silikanya, agregat dapat disusun. Agregat dengan kadar silika tinggi termasuk agregat asam dengan kadar pH dalam rentang rendah. Agregat ini cenderung bermuatan negatif dalam keadaan lembab/dalam air. Sedangkan agregat dengan kadar silika rendah termasuk agregat basa yang cenderung bermuatan listrik positif dalam keadaan lembab/dalam air. Agregat pada umumnya jarang terdiri dari mineral murni. Bahkan suatu mineral murni pun bisa memiliki komponen asam dan basa. Hal ini menunjukkan kompleksnya sifat kimia material.2.6 Penggunaan Aspal Emulsi

Aspal emulsi sudah digunakan sejak tahun 1920-an di Amerika Serikat dan beberapa negara Eropa. Di Inggris, aspal emulsi diklasifikasikan seperti tercantum pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2 Tipe Aspal Emulsi Anionik dan Kationik

NoTipeKelasStabilitasKeterangan

1AnionikA1LabilBereaksi cepat

Biasanya tidak cocok dicampur dengan agregat

Dipergunakan secara dingin

Diklasifikasikan lagi berdasarkan % kadar aspal

A2Semi-StabilCukup stabil sebelum bereaksi

Dapat dicampur dengan berbagai jenis agregat

Dipergunakana secara dingin

A3StabilStabilitas mekanikal dan kimia cukup

Dapat dicampur dengan agregat kasar dan halus

Dipergunakan secara dingin

A4Slurry Seal

A4 slow settingDiformulasikan untuk aplikasi slurry seal

2KationikK1Rapid ActingUsed hot (75-850C) for K1-70Used cold ( other than K1-70)

K2Medium ActingSufficient delay settingUsed cold

K3Slow ActingSufficient delay settingCan be mixed with most agg

Used cold

Sejalan dengan perkembangan teknologi dalam campuran aspal emulsi dingin (CAED) dan kebutuhan terhadap aspal emulsi untuk berbagai aplikasi, kebutuhan terhadap aspal emulsi dalam kurun waktu belakangan ini diberikan pada Tabel 2.3. Dimana diantara negara-negara Eropa, Perancis memproduksi atau memerlukan aspal emulsi paling banyak. Hal ini diperkirakan karena Perancis memiliki banyak jaringan jalan sekunder dan jalan luar kota dengan tingkat beban lalu lintas rendah sampai sedang sehingga cocok untuk CAED. CAED memberikan teknologi yang efisien untuk perkerasan jalan tersebut.Tabel 2.3 Kebutuhan Aspal Emulsi pada Beberapa Negara Produsen Utama

NoNegaraKonsumsi% emulsi untuk pek. jalan

1USA2,300,0005

2Perancis1,010,00025

3Meksiko515,00034

4Brasil400,0005

5Spanyol350,00018

6Jepang316,0005

7Thailand300,00024

8Inggris160,0005

9Jerman130,0003

10Itali100,0003

Selain dipergunakan sebagai CAED, aspal emulsi juga banyak digunakan untuk:

a. Lapis pemeliharaan

b. Surface Dressing

c. Slurry Surfacing

d. Daur ulang lapis perkerasan ditempat secara dingin

e. Stabilisasi Tanah

f. Lapis pemisah

g. Lapis Pelindung

h. Pengisi

i. Curing semen

j. Pelindung terhadap efek kabut

k. Prime Coats

l. Tack Coats

m. Penetrasi Makadam

BAB IIIPENUTUP3.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat saya tarik dari paparan mengenai aspal emulsi di atas adalah:

1. Komponen aspal emulsi antara lain:a. Aspal atau Bitumen

b. Pengemulsi ( Emulsifier)c. Stabiliser

d. Senyawa Asam

e. Aditif untuk Aspal Emulsi2. Proses pembuatan aspal emulsi adalah:

a. Aspal emulsi diproduksi dengan suatu alat yang disebut colloid mill yang memiliki rotor.

b. Kedalam colloid mill dialirkan secara bersamaan dengan aspal cair (panas) dan air yang mengandung pengemulsi.

c. Butiran aspal kemudian dilapisi oleh pengemulsi yang memberikan muatan listrik, sehingga muatan listrik ini memberikan gaya elektrostatik membentuk aspal emulsi.

d. Aspal emulsi kemudian dipompa menuju instalasi penyerap panas untuk mengurangi kelebihan panas.

3. Mekanisme pengabungan butir pada aspal emulsi merupakan proses yang kompleks dan mencakup lebih dari satu faktor.

4. Aspal emulsi dalam penyimpanan dapat dikatakan stabil bila tidak ada indikasi pengendapan.

5. Sifat adhesi aspal emulsi terhadap agregat tergantung dari kemampuan aspal emulsi untuk melapisi permukaan agregat.

6. Aspal emulsi digunakan untuk lapis pemeliharaan, surface dressing, slurry surfacing, daur ulang lapis perkerasan ditempat secara dingin, stabilisasi tanah, lapis pemisah, lapis pelindung, pengisi, curing semen, pelindung terhadap efek kabut, prime coats, tack coats, dan penetrasi makadam.PAGE 1