View
238
Download
2
Category
Preview:
Citation preview
1
PENGARUH MIKROSTRUKTUR ASPAL AKIBAT PENAMBAHAN
SILIKA SEKAM PADI
(Skripsi)
Oleh
ENDAH AYU NINGTIAS
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2018
i
ABSTRAK
PENGARUH MIKROSTRUKTUR ASPAL AKIBAT PENAMBAHAN
SILIKA SEKAM PADI
Oleh
ENDAH AYU NINGTIAS
Penelitian dilakukan untuk mengetahui pengaruh penambahan silika terhadap
mikrostruktur, densitas, dan porositas aspal yang dibuat dari bahan aspal keras,
dan silika diekstraksi dari sekam padi menggunakan metode sol-gel. Perbandingan
massa aspal dan silika yaitu 1:1,8; 1:1,9; dan 1:2 dioven pada suhu 100oC selama
4 jam. Mikrostruktur sampel dianalisis dengan Scanning Electron Microscopy/
Energy Dispersive Spectroscopy (SEM/EDS) dan dilakukan uji fisis meliputi
densitas dan porositas. Hasil analisis SEM menunjukkan mikrostruktur sampel
dengan penambahan silika berbentuk butiran dan adanya pori-pori. Ukuran
partikel rata-rata masing-masing sampel yaitu 2,291 µm, 2,063 µm, 2,184 µm.
Penambahan silika 1,8 sampai 1,9 menunjukkan nilai densitas yang menurun
sedangkan porositas meningkat.
Kata Kunci: aspal, silika, sol-gel.
ii
ABSTRACT
THE EFFECT OF ASPALT MICROSTRUCTURE DUE TO ADDITION
RICE HUSK SILICA
BY
ENDAH AYU NINGTIAS
The research was aimed to study the effect of adding silica to microstructure,
density, and asphalt porosity which were made from hard asphalt matter and
extracted silica of rice husk using sol-gel method. The ratio mass of asphalt and
silica were 1:1,8; 1:1,9; and 1:2 which were roasting at 100 o
C for 4 hours. The
microstructure was analyzed by Scanning Electron Microscopy/Energy Dispersive
Spectroscopy (SEM/EDS) and physical test including density and porosity. The
results of SEM analysis show microstructure of samples were granules with some
porous. The particle size each samples were 2,291 µ m, 2,063 µ m, and 2,184 µ m.
Addition silica 1,8 to 1,9 show decreasing density value meanwhile porosity was
increased.
Key words: asphalt, silica, sol-gel.
iii
PENGARUH MIKROSTRUKTUR ASPAL AKIBAT
PENAMBAHAN SILIKA SEKAM PADI
Oleh
Endah Ayu Ningtias
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
SARJANA SAINS
Pada
Jurusan Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2018
vii
RIWAYAT HIDUP
Penulis bernama lengkap Endah Ayu Ningtias, dilahirkan pada tanggal 06
September 1996 di Bandung Kabupaten Jawa Barat. Penulis merupakan anak
kedua dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Supratikno dan Ibu Sri Winarsih.
Pendidikan yang telah ditempuh oleh penulis adalah Sekolah Dasar Negeri 1
Kalirejo pada Tahun 2008, Sekolah Menengah Pertama Negeri 03 Pringsewu pada
Tahun 2011, Sekolah Menengah Atas Negeri 01 Gedongtataan pada Tahun 2014.
Penulis diterima di Jurusan Fisika FMIPA Universitas Lampung pada tahun 2014
melalui jalur SBMPTN. Selama menempuh pendidikan, penulis pernah menjadi
asisten praktikum Fisika Dasar pada tahun 2015/2016, asisten praktikum Fisika
Eksperimen pada tahun 2016/2017, asisten praktikum Elektronika Dasar pada
tahun 2016/2017, dan asisten praktikum Optik 2017/2018. Pada Tahun 2017,
penulis menyelesaikan Praktek Kerja lapangan (PKL) di Lembaga Ilmu
Pengetahuan Indonesia (LPTB-LIPI) Bandung, yang berjudul “Ekstraksi dan
Karakterisasi Nanoselulosa Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)”. Penulis juga
melakukan pengabdian terhadap masyarakat dengan mengikuti program Kuliah
Kerja Nyata (KKN) Universitas Lampung tahun 2017 di desa Banjar Agung,
Gunung Alip, Tanggamus. Dalam bidang organisasi penulis di percaya sebagai
anggota magang Bidang Kaderisasi HIMAFI FMIPA Unila (2014/2015), Anggota
Bidang Sosial dan Masyarakat HIMAFI FMIPA Unila (2015/2016).
viii
MOTTO
“Bertaqwalah kepada Allah, maka Dia akan membimbingmu.
Sesungguhnya Allah mengetahui segala sesuatu”.
(Qs. Al Baqarah: 282)
“Waktu bagaikan pedang. Jika engkau tidak memanfaatkannya
dengan baik (untuk memotong), maka ia akan memanfaatkanmu
(dipotong) ”.
(HR. Muslim)
Teruslah berusaha dan berdoa. Karena tidak ada usaha yang
mengecewakan hasil dan Allah tidak akan membebani seseorang
melainkan sesuai kesanggupannya.
ix
PERSEMBAHAN
Dengan rasa syukur kepada Allah SWT, saya persembahkan karya kecil ini
kepada
Ibu Terhebat Sri Winarsih
dan
Bapak Supratikno
Kakak dan adik ku serta keluarga besar yang selalu memberi dukungan doa
dan semangat
Rekan-rekan seperjuanganku dan FISIKA FMIPA UNILA 2014
Serta Almamater Tercinta
“UNIVERSITAS LAMPUNG”
x
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberi
kesehatan, hikmat, karunia serta rahmat-Nya sehingga penulis dapat menelesaikan
skripsi yang berjudul “Pengaruh Mikrostruktur Aspal Akibat Penambahan
Silika Sekam Padi” yang merupakan syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Sains (S.Si) pada bidang Material Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Lampung.
Penulis menyadari bahwa dalam penyajian skripsi ini masih jauh dari
kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang
membangun dari berbagai pihak demi perbaikan dan penyempurnaan skripsi ini.
Semoga skripsi ini dapat menjadi rujukan untuk penelitian selanjutnya agar lebih
sempurna dan dapat memperkaya ilmu pengetahuan.
Bandar Lampung, September 2018
Endah Ayu Ningtias
xi
SANWACANA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberi
kesehatan, hikmat, karunia serta rahmat-Nya sehingga penulis dapat menelesaikan
skripsi yang berjudul “Pengaruh Mikrostruktur Aspal Akibat Penambahan
Silika Sekam Padi”. Terwujudnya skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai
pihak. Dengan segala kerendahan hati dan rasa hormat, penulis mengucapkan
terima kasih kepada:
1. Orangtuaku, Bapak Supratikno dan Ibu Sri Winarsih yang selalu memberi
dukungan, bantuan, doa, motivasi serta semangat hingga penulis
menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Prof. Drs. Simon Sembiring, Ph.D. selaku pembimbing pertama yang telah
banyak memberi bimbingan, motivasi nasihat serta ilmunya.
3. Dr. Rudy T.M. Situmeang, M.Sc. selaku pembimbing kedua yang telah
memberikan saran dalam penulisan skripsi ini.
4. Drs. Pulung Karo-Karo M.Si. selaku penguji yang telah memberikan saran
dan koreksi selama penulisan skripsi.
5. Arif Surtono, S.Si., M.Si. selaku ketua Jurusan Fisika FMIPA Universitas
Lampung.
6. Prof. Warsito, D.E.A. selaku Dekan FMIPA Universitas Lampung.
xii
7. Bapak dan Ibu dosen serta staf Jurusan Fisika FMIPA Universitas Lampung.
8. Mba Tiwi, Mifa, Mas Edi serta keluarga atas semangat dan bantuan yang
diberikan kepada penulis.
9. Laili, Mba Isma, Mba Warni, Mba Letia, Mba Lita, dan Mba Ayu sebagai tim
seperjuangan dan diskusi dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
10. Irfan Alfiansyah, Merly, Ike, Gita, Mba Zahra, Alm. Keke, Fadjar, Dewi,
Nikita, dan Novia yang selalu memberi semangat, bantuan, dan motivasi
selama penulis menyelesaikan tugas akhir ini
11. Mba Juni, Mba Nindy, kak Fauza Ramadhan Nekola, dan Repangga Yugi
Aditama atas ilmu serta saran yang diberikan.
12. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini yang
tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.
Semoga Allah SWT selalu membalas dengan hal yang lebih baik.
Bandar Lampung, September 2018
Endah Ayu Ningtias
xiii
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ......................................................................................................... i
ABSTRACT ...................................................................................................... ii
HALAMAN JUDUL ......................................................................................... iii
HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... iv
HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... v
PERNYATAAN ................................................................................................. vi
RIWAYAT HIDUP ........................................................................................... vii
MOTTO ............................................................................................................. viii
PERSEMBAHAN .............................................................................................. ix
KATA PENGANTAR ....................................................................................... x
SANWACANA .................................................................................................. xi
DAFTAR ISI ...................................................................................................... xiii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xv
DAFTAR TABEL .............................................................................................xvii
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang .................................................................................... 1
B. Rumusan Masalah............................................................................... 4
C. Tujuan Penelitian ................................................................................ 4
D. Batasan Masalah ................................................................................. 5
E. Manfaat Penelitian .............................................................................. 5
F. Sistematika Penulisan ......................................................................... 5
xiv
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Aspal ................................................................................................... 7
1. Jenis-jenis aspal ........................................................................... 9
2. Aspal Modifikasi ......................................................................... 11
B. Silika ................................................................................................... 13
1. Karakteristik Silika ...................................................................... 14
2. Silika Sekam Padi ........................................................................ 15
3. Metode Sol Gel ............................................................................ 17
4. Aplikasi Silika (SiO2) .................................................................. 17
C. Karakterisasi Sampel .......................................................................... 18
1. Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive Spectroscopy
(SEM-EDS) ................................................................................. 18
2. Densitas ....................................................................................... 23
3. Porositas ...................................................................................... 24
III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................ 26
B. Alat dan Bahan Penelitian .................................................................. 26
1. Alat .............................................................................................. 26
2. Bahan ........................................................................................... 27
C. Preparasi Sampel ................................................................................ 27
1. Preparasi Sekam Padi .................................................................. 27
2. Ekstraksi Silika Sekam Padi ........................................................ 27
3. Preparasi Paduan Aspal Silika ..................................................... 28
4. Pembuatan Pelet Paduan Aspal Silika ......................................... 29
D. Karakterisasi Sampel .......................................................................... 30
1. SEM-EDS .................................................................................... 30
2. Densitas dan Porositas ................................................................. 30
3. Diagram Alir ................................................................................ 31
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pengantar ............................................................................................ 34
B. Hasil Ekstraksi Silika ......................................................................... 34
C. Hasil Paduan Aspal Silika .................................................................. 37
D. Karakterisasi Scanning Electron Microscope-Energi Dispersive
Spectroscopy (SEM-EDS) .................................................................. 38
1. Aspal Tanpa Penambahan Silika ................................................. 38
2. Aspal Dengan Penambahan Silika (1:1,8) ................................... 40
3. Aspal Dengan Penambahan Silika (1:1,9) ................................... 42
4. Aspal Dengan Penambahan Silika (1:2) ...................................... 44
E. Pengaruh Penambahan Silika Terhadap Aspal ................................... 46
1. Mikrostruktur .............................................................................. 46
2. Densitas dan Porositas ................................................................ 48
DAFTAR PUSTAKA
xv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Aspal ................................................................................................ 7
Gambar 2. Struktur Silika .................................................................................. 14
Gambar 3. Perangkat SEM ................................................................................ 20
Gambar 4. Spektum EDS Presipitasi Struktur Mikro ZrNbMoGe Standar ....... 21
Gambar 5. Proses Terbentuknya Sinar-X .......................................................... 23
Gambar 6. Diagram Alir Karakterisasi Ekstraksi Silika Sekam Padi................ 32
Gambar 7. Diagram Alir Pembuatan Sampel dan Paduan Aspal Silika39 ....... 33
Gambar 8. Hasil Rebusan Sekam Padi + NaOH 1,5% Selama 30 Menit .......... 35
Gambar 9. (a) Sol Silika; (b) Gel Silika ............................................................ 35
Gambar 10. Gel Silika yang Telah Dibersihkan ................................................ 36
Gambar 11. (a) Silika Padatan Setelah dioven (b) Bubuk Silika....................... 36
Gambar 12. (a) Pembuatan Paduan Aspal Silika, (b) Bubuk
Paduan Aspal Silika ....................................................................... 37
Gambar 13. Pelet Paduan Aspal Silika .............................................................. 37
Gambar 14. Morfologi Aspal............................................................................. 38
Gambar 15. Spektrum EDS Aspal ..................................................................... 38
Gambar 16. Morfologi Aspal Dengan Penambahan Silika (1:1,8).................... 40
Gambar 17. Spektrum EDS Aspal Dengan Penambahan Silika (1:1,8) ............ 40
Gambar 18. Morfologi Aspal Dengan Penambahan Silika (1:1,9).................... 42
xvi
Gambar 19. Spektrum EDS Aspal Dengan Senambahan Silika (1:1,9) ............ 43
Gambar 20. Morfologi Aspal Dengan Penambahan Silika (1:2)....................... 44
Gambar 21. Spektrum EDS Aspal Dengan Penambahan Silika (1:2) ............... 45
Gambar 22. Morfologi SEM Sampel (a) 1:0; (b) 1:1,8, (c) 1:1,9, (d) 1:2 ......... 46
Gambar 23. Kandungan Unsur Pada Sampel .................................................... 47
Gambar 24. (a)Densitas, (b) Porositas ............................................................... 48
xvii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Komposisi Aspal .................................................................................. 7
Tabel 2. Ketentuan untuk Aspal Penetrasi 60/70 ............................................... 11
Tabel 3. Karakteristik Silika ............................................................................... 14
Tabel 4. Komposisi Utama Sekam Padi ............................................................. 16
Tabel 5. Komposisi Kimia Sekam Padi Sebelum Preparasi ............................... 16
Tabel 6. Komposisi Kimia Sekam Padi Hasil Ekstraksi .................................... 16
Tabel 7. Komposisi Massa Aspal dan Silika ...................................................... 37
Tabel 8. Kandungan Aspal Tanpa Penambahan Silika ...................................... 39
Tabel 9. Kandungan Aspal Dengan Penambahan Silika (1:1,8) ........................ 41
Tabel 10. Kandungan Aspal Dengan Penambahan Silika (1:1,9) ...................... 43
Tabel 11. Kandungan Aspal Dengan Penambahan Silika (1:2) ......................... 45
Tabel 12. Persentase Senyawa Paduan Aspal Silika Berdasarkan Hasil EDS ... 47
Tabel 13. Hasil Uji Densitas dan Porositas ........................................................ 48
1
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Aspal merupakan senyawa hidrokarbon berwarna coklat gelap atau hitam pekat
yang terdiri dari karbon 82-88%, hidrogen 8-11%, belerang 0-6%, oksigen 0-
1,5%, dan nitrogen 0-1% (Shell, 2003). Aspal memiliki sifat thermoplastis,
sehingga aspal akan mencair jika dipanaskan sampai pada temperatur tertentu dan
kembali membeku jika temperatur turun (Sukirman, 2003). Sifat termoplastis ini
dapat menyebabkan perubahan karakteristik pada aspal. Oleh karena itu, beberapa
bahan telah digunakan untuk memperbaiki karakteristik, membantu menahan efek
suhu dan efek beban aspal. Salah satu bahan yang dapat ditambahkan sebagai
campuran aspal yaitu bahan polimer (Loeber et al., 1996).
Beberapa bahan polimer yang telah digunakan untuk memodifikasi dan
memperbaiki karakteristik aspal yaitu seperti Styrene Butadiene Styrene (SBS)
(Cortizo et al., 2004), Styrene Butadiene Rubber (SBR) (Zhang et al., 2005;
Yildrim, 2007), karet ban bekas (Cao, 2007), limbah serat, dan limbah plastik
(Lindberg et al., 2008; Arabani et al., 2011). Menurut Yildirim (2007),
penambahan bahan polimer dapat memperbaiki retakan dan kinerja suhu rendah.
Selain itu, bahan komposit juga dapat digunakan untuk memperbaiki karakteristik
aspal. Bahan komposit yang dapat ditambahkan ke dalam aspal adalah silika
(Ouyang et al., 2015).
2
Silika merupakan bahan baku utama pada industri gelas dan keramik (Agung et
al., 2013). Silika dapat diperoleh dari bahan baku kimia, mineral, dan limbah.
Beberapa bahan kimia dan mineral yang telah digunakan di antaranya adalah abu
silika (Shukur et al., 2014), silika komersil (Lin et al., 2007), pasir silika (Rashid
et al., 2014), diatomite (Puntharod et al., 2013), TEOS (Sun et al., 2013; Chen et
al., 2010), fumed silica (Chakradhar et al., 2006) dan natrium silikat (Mehrali et
al., 2014). Sementara itu, bahan limbah untuk sumber silika di antaranya adalah
tongkol jagung (Mohanraj et al., 2012), daun bambu (Aminullah et al., 2015),
ampas tebu (Amin et al., 2016), rumput gajah (Matchi et al., 2016), alang-alang
(Kow et al., 2014), dan yang paling banyak digunakan adalah sekam padi
(Chandrasekhar et al., 2002).
Sekam padi merupakan salah satu limbah pertanian utama yang melimpah, namun
potensi ini belum dimanfaatkan secara optimal. Pada proses penggilingan padi,
sekam akan terpisah dari butir beras dan menjadi bahan sisa atau limbah
penggilingan. Dari proses penggilingan padi biasanya diperoleh sekam sekitar 20-
30%, dedak antara 8-12%, dan beras giling 50-63,5% dari bobot awal gabah
(Patabang, 2012). Komposisi utama sekam padi adalah selulosa, lignin, abu, dan
sekitar 20% adalah silika (James and Rao, 1986).
Silika sekam padi dapat diperoleh dengan beberapa metode seperti metode sol gel
(Daifullah et al., 2003; Adam et al., 2011; Zulkifli et al., 2011), metode
pengendapan atau presipitasi (Jal et al., 2004; Liou and Yang, 2011), metode
hidrotermal (Hsieh et al., 2009), metode termo-kimia (Mansaray and Ghaly, 1998;
Zaky et al., 2008; An et al., 2011), metode gelombang mikro (Komarneni and
Menon, 1996) dan metode leaching (Umeda et al., 2007; Estevez et al., 2009).
3
Dari beberapa metode tersebut, metode sol gel adalah metode yang paling banyak
digunakan untuk sintesis silika (Lee et al., 2013). Metode sol gel menggunakan
biaya yang relatif murah, teknik yang sederhana, dapat homogenitas ukuran yang
tinggi, distribusi ukuran yang merata, dan kemurnian yang tinggi (Rahman and
Padavettan, 2012).
Silika dari sekam padi menarik untuk dikembangkan karena memiliki beberapa
keunggulan dibandingkan dengan silika mineral, dimana silika sekam padi
memiliki butiran halus, lebih reaktif, dapat diperoleh dengan cara mudah dengan
biaya yang relatif murah, serta didukung oleh ketersediaan bahan baku yang
melimpah dan dapat diperbaharui. Dengan kelebihan tersebut, menunjukkan silika
sekam padi berpotensi cukup besar untuk digunakan sebagai sumber silika, yang
merupakan bahan material yang memiliki aplikasi yang cukup luas
penggunaannya (Sun and Gong, 2001).
Dari kelebihan tersebut, silika sekam padi berpotensi digunakan sebagai pengubah
aspal untuk meningkatkan kinerja aspal. Aspal modifikasi berbasis silika telah
dikembangkan pada penelitian sebelumnya seperti aspal modifikasi dengan
penambahan partikel silika (Ouyang et al., 2015), nanosilika (Yusoff et al., 2014;
Yao et al., 2012), dan nanoTiO2/nanoSiO2 (Shafabakhsh and Ani, 2015).
Berdasarkan uraian di atas, penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh
mikrostruktur aspal akibat penambahan silika sekam padi. Perbandingan massa
aspal dan silika yang digunakan yaitu 1:1,8; 1:1,9; dan 1:2. Pada penelitian ini,
sekam padi dipilih sebagai bahan pembuatan silika karena merupakan limbah
pertanian yang jumlahnya melimpah dan belum dimanfaatkan secara optimal.
Sehingga penelitian ini sekaligus upaya pemanfaatan sekam padi untuk
4
mengurangi dampak lingkungan dan meningkatkan nilai ekonomi dari sekam
padi.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka dapat dirumuskan masalah
sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh penambahan silika sekam padi terhadap mikrostruktur
aspal?
2. Bagaimana pengaruh penambahan silika sekam padi terhadap sifat fisis
(densitas dan porositas) aspal?
3. Bagaimana kaitan sifat fisis (densitas dan porositas) terhadap mikrostruktur
aspal akibat penambahan silika sekam padi?
C. Tujuan Penelitian
Berdasarkan batasan masalah di atas, maka tujuan dari penelitian ini adalah
sebagai berikut:
1. Mengetahui pengaruh penambahan silika sekam padi terhadap mikrostruktur
aspal.
2. Mengetahi pengaruh penambahan silika sekam padi terhadap sifat fisis
(densitas dan porositas) aspal.
3. Mengetahui kaitan mikrostruktur terhadap sifat fisis (densitas dan porositas)
aspal akibat penambahan silika sekam padi.
5
D. Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Ekstraksi silika menggunakan metode sol gel, dengan natrium hidroksida
(NaOH) 1,5% dan asam nitrat (HNO3) 10%.
2. Bahan pengikat yang digunakan adalah aspal penetrasi 60/70.
3. Perbandingan massa aspal dengan silika yang digunakan yaitu 1:1,8; 1:1,9;
dan 1:2.
4. Analisis yang dilakukan meliputi mikrostruktur dan sifat fisis (densitas dan
porositas).
E. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Menambah pengetahuan bagi penulis dalam studi pengaruh mikrostruktur
aspal akibat penambahan silika sekam padi.
2. Bahan referensi dalam hal aspal modifikasi dengan bahan baku utama silika
sekam padi yang diekstraksi mengunakan metode sol gel.
3. Meningkatkan nilai tambah pada sekam padi yang belum dimanfaatkan
secara optimal, sehingga memiliki nilai guna di bidang teknologi.
F. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dalam penilitian ini adalah sebagai berikut:
BAB I. PENDAHULUAN
Menjelaskan tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan
masalah, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.
6
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
Memaparkan informasi ilmiah tentang aspal, silika, dan karakterisasi sampel.
BAB III. METODE PENELITIAN
Menjelaskan tentang waktu dan tempat penelitian, alat dan bahan yang digunakan,
prosedur penelitian, dan diagram alir penelitian.
BAB VI. HASIL DAN PEMBAHASAN
Menjelaskan tentang hasil analisa dan pembahasan tentang karakteristik
mikrostruktur, densitas, dan porositas.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Menjelaskan kesimpulan dan saran terhadap hasil yang diperoleh dari penelitian
yang telah dilakukan.
7
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Aspal
Aspal didefenisikan sebagai material berwarna hitam atau coklat tua, pada
temperatur ruang berbentuk padat sampai agak padat. Jika dipanaskan sampai
suatu temperatur tertentu aspal dapat menjadi lunak (cair) sehingga dapat
membungkus partikel agregat pada waktu pembuatan aspal atau dapat masuk
ke dalam pori-pori. Jika temperatur mulai turun, aspal akan mengeras dan
mengikat agregat pada tempatnya begitu juga sebaliknya (sifat termoplastis)
(Askeland, 2010). Kandungan yang terdapat dalam Tabel 1.
Gambar 1. Aspal (Qin et al., 2018)
Tabel 1. Komposisi Aspal (Shell, 2003)
Komposisi Kandungan (%)
Karbon
Hidrogen
Belerang
Oksigen
Nitrogen
82-88
8-11
0-6
0-1,5
0-1
8
Aspal tersusun dari dua jenis kimia yang dominan, yaitu asphaltenes dan
maltenes. Asphaltenes adalah senyawa berwarna hitam atau coklat tua yang
mengandung karbon, hidrogen, sedikit nitrogen, sulfur, dan oksigen. Senyawa
asphaltenes yang tinggi akan menyebabkan aspal menjadi keras ditunjukkan
dengan nilai penetrasi yang rendah. Biasanya kandungan asphaltenes berkisar
antara 5% - 25%. Sedang Maltenes mengandung senyawa saturates, aromatic dan
resins. Kandungan resins dalam aspal akan menyebabkan adhesi aspal menjadi
kuat. Aromatic adalah molekul aspal yang paling ringan dan paling banyak
terkandung dalam aspal sekitar 40% - 65%. Saturates merupakan cairan kental,
bersifat non-polar, dan berwarna putih bening (Shell, 2003).
Aspal yang digunakan pada konstruksi perkerasan jalan berfungsi sebagai bahan
pengikat yang memberikan ikatan kuat antara aspal dan agregat dan antara aspal
itu sendiri. Aspal juga berfungsi sebagai bahan pengisi rongga antara butir-butir
agregat dan pori-pori yang ada pada agregat itu sendiri. Aspal pada lapis
perkerasan berfungsi sebagai bahan ikat antara agregat untuk membentuk suatu
campuran yang kompak, sehingga akan memberikan kekuatan masing-masing
agregat. Bersama 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.
Aspal yang digunakan juga harus memiliki syarat yaitu daya tahan (durability),
adhesi dan kohesi, kepekaan terhadap temperatur, kekerasan aspal, dan sifat
pengerjaan (workability) (Sukirman, 2003).
Daya tahan aspal adalah kemampuan aspal untuk mempertahankan sifat
asalnya akibat pengaruh cuaca selama masa umur pelayanan. Adhesi adalah
9
kemampuan aspal untuk mengikat agregat sehingga dihasilkan ikatan yang baik
antara agregat dan aspal. Kohesi adalah ikatan di dalam molekul aspal untuk
mempertahankan agregat tetap di tempatnya setelah terjadi pengikatan. Aspal
memiliki sifat termoplastis, sifat ini diperlukan agar aspal tetap memiliki
ketahanan terhadap temperatur. Pada pelaksanaan proses pencampuran aspal ke
permukaan agregat dan penyemprotan aspal ke permukaan agregat terjadi
oksidasi yang menyebabkan aspal menjadi getas dan viskositas bertambah
tinggi. Semakin tipis lapisan aspal, semakin besar tingkat kerapuhan aspal dan
demikian juga sebaliknya. Aspal yang dipilih lebih baik yang mempunyai
workability yang cukup dalam pengerjaan pengaspalan jalan. Hal ini akan
mempermudah pelaksanaan penghamparan dan pemadatan untuk memperoleh
lapisan yang padat dan kuat (Sukirman, 2003).
Jenis-jenis aspal buatan 1.
Jenis-jenis aspal buatan hasil penyulingan minyak bumi terdiri dari:
a. Aspal keras (Asphalt cement)
Aspal keras merupakan aspal hasil destilasi yang bersifat viskoelastis sehingga
akan melunak dan mencair bila mendapat cukup pemanasan dan akan mengeras
pada saat penyimpanan (suhu kamar). Aspal keras/panas (asphalt cement, AC)
adalah aspal yang digunakan dalam keadaan cair dan panas untuk pembuatan
asphalt concrete. Berdasarkan tingkat penetrasinya, maka aspal dibedakan
menjadi:
1. Aspal penetrasi rendah 40/55, digunakan untuk jalan dengan volume lalu
lintas tinggi dan daerah dengan cuaca iklim panas.
2. Aspal penetrasi rendah 60/70, digunakan untuk jalan dengan volume lalu
10
lintas sedang atau tinggi, dan daerah dengan iklim panas.
3. Aspal penetrasi rendah 80/100, digunakan untuk jalan dengan
volume lalu lintas sedang/rendah dan daerah dengan iklim dingin.
4. Aspal penetrasi rendah 100/110, digunakan untuk jalan dengan
volume lalu lintas rendah dan daerah dengan iklim dingin.
Angka-angka tersebut menunjukkan kekerasan aspal. Aspal dengan penetrasi
rendah digunakan di daerah bercuaca panas atau lalu lintas dengan volume tinggi,
sedangkan aspal dengan penetrasi tinggi digunakan untuk daerah bercuaca dingin
atau lalu lintas dengan volume rendah. Di Indonesia pada umumnya
dipergunakan aspal dengan penetrasi 60-70 dan 80-100.
b. Aspal cair (Cut back asphalt)
Aspal cair adalah campuran antara aspal keras dengan bahan pencair dari hasil
penyulingan minyak bumi. Jenis aspal cair tergantung dari jenis pengencer yang
digunakan untuk mencampur aspal keras tersebut. Aspal cair bukan merupakan
produksi langsung dari penyaringan minyak kasar (crude oil), melainkan
produksi tambahan, karena harus melalui proses lanjutan terlebih dahulu. Dengan
demikian cut back asphalt berbentuk cair dalam temperatur ruang. Aspal cair
digunakan untuk keperluan lapis resap pengikat (prime coat).
c. Aspal emulsi
Aspal emulsi adalah suatu campuran aspal dengan air dan bahan pengemulsi. Pada
proses ini partikel-partikel aspal padat dipisahkan dan didispersikan dalam air.
Aspal emulsi pada umumnya mempunyai sifat dapat menembus pori-pori halus
dalam batuan yang tidak dapat dilalui oleh aspal cair biasa. Aspal emulsi terdiri
11
dari butir-butir aspal halus dalam air yang diberikan muatan listrik sehingga butir-
butir aspal tersebut tidak bersatu dan tetap berada pada jarak yang sama
(Sukirman, 2003). Adapun spesifikasi dari aspal keras penetrasi 60/70 yaitu dapat
dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Ketentuan untuk Aspal Penetrasi 60/70
No. Jenis Pengujian Metode Pengujian Persyaratan
1 Penetrasi, 25oC, 100 gr, 5 detik; SNI 06-2456-1991 60 – 70
2 Viskositas 135oC SNI 06-6441-1991 385
3 Titik Lembek ( oC) SNI 06-2434-1991 ≥ 48
4 Indeks Penetrasi - ≥ - 1,0
5 Daktilitas pada 25 oC, (cm) SNI 06-2432-1991 ≥ 100
6 Titik Nyala (oC) SNI 06-2433-1991 ≥ 232
7 Kelarutan dalam Toluene, % ASTM D 5546 ≥ 99
8 Berat Jenis SNI 06-2441-1991 ≥ 1,0
9 Stabilitas Penyimpanan (oC) ASTM D 5976 part - 10 Titik Didih (
oC) > 350
Sumber: Spesifikasi Umum Bina Marga Divisi 6 Perkerasan Aspal, 2010
Aspal Modifikasi 2.
Ada dua jenis pengubah yang saat ini digunakan untuk aspal modifikasi seperti
polimer dan komposit.
1. Aspal Modifikasi Berbasis Polimer
Aspal modifikasi berbasis polimer yang telah digunakan oleh penelitian
sebelumnya seperti Styrene Butadiene Styrene (SBS) (Cortizo et al., 2004),
Styrene Butadiene Rubber (SBR) (Zhang et al., 2005), Etilen glikidil akrilat
(EGA) terpolimer (Yildirim, 2007), dan karet ban bekas (Cao, 2007). Berdasarkan
penelitian yang telah dilakukan, SBR dapat memperbaiki suhu rendah, pemulihan
elastis, kinerja perekat dan kohesif trotoar (Zhang et al., 2005; Yildirim,
2007). Selain itu, berdasarkan penelitian yang dilakukan, EGA terpolimer dapat
meningkatkan potensi kerusakan kelembaban dari campuran aspal (Yildirim,
12
2007). Styrene Butadiene Styrene (SBS) paling banyak digunakan sebagai
pengubah di seluruh dunia. Banyak peneliti mencoba menyelidiki kinerja
mikrostruktur dan trotoar SBS pengikat aspal termodifikasi (Cortizo et al., 2004).
Hasilnya menunjukkan bahwa modifikasi aspal SBS secara signifikan
memperbaiki retak kelelahan dan kinerja suhu rendah (Yildirim, 2007).
Baru-baru ini, nanoclay yang tidak dimodifikasi (NMN) dan polimer dimodifikasi
nanoclay (PMN) digunakan sebagai aditif untuk memodifikasi aspal. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa penambahan nanoclay nonmodifikasi
meningkatkan viskositas dari pengikat aspal yang dimodifikasi, dan penambahan
nanoclay yang dimodifikasi polimer sedikit menurunkan viskositas dan modulus
geser kompleks dari pengikat aspal yang dimodifikasi. Pengikat dari campuran
aspal diperbaiki melalui perubahan struktur pengikat (Yao et al., 2012).
2. Aspal Modifikasi Berbasis Komposit
Aspal modifikasi berbasis komposit juga telah banyak dikembangkan seperti
menggunakan partikel silika (Ouyang et al., 2015) dan nanosilika (Yusoff et al.,
2014; Yao et al., 2012; Shafabakhsh and Ani, 2015). Hasil penelitian yang telah
dilakukan menunjukkan bahwa kandungan silika dimodifikasi aspal kurang dari
3,2% memiliki sedikit pengaruh pada sifat mekanik aspal yang
dimodifikasi. Silika bisa memperbaiki sifat reologi dari aspal yang dimodifikasi
sampai batas tertentu (Ouyang, 2005).
Selain itu, penambahan nanosilika dengan konsentrasi 4% dari berat pengikat
aspal menunjukkan bahwa partikel nanosilika menyebar dengan baik. Nanosilika
mengurangi kerentanan terhadap kerusakan kelembaban dan meningkatkan
13
kekuatan campuran aspal dan memiliki potensi terbesar untuk mendapatkan
manfaat modifikasi dari pengikat aspal (Yusoff, 2014). Nanosilika yang
ditambahkan pada pengikat aspal kontrol sedikit menurunkan viskositas pengikat
aspal kontrol, mempertahankan rendahnya pengeluaran kerja per siklus beban,
menahan kinerja suhu rendah yang serupa dengan aspal kontrol, dan memiliki
efek positif pada antioksidasi (Yao, 2012). Berbeda dengan aspal modifikasi
berbasis silika dengan penambahan nano TiO2 . Hasilnya menunjukkan bahwa
penambahan nano TiO2 dan nano SiO2 dapat meningkatkan karakteristik aspal dan
meningkatkan 30% viskositas sekaligus mengurangi tingkat penetrasi
(Shafabakhsh and Ani, 2015).
B. Silika
Silika adalah senyawa hasil polimerisasi asam silikat yang tersusun dari rantai
SiO4 tetrahedral dengan rumus umum SiO2. Di alam, senyawa silika ditemukan
dalam beberapa bahan alam, seperti pasir kuarsa, gelas, dan sebagainya. Silika
sebagai senyawa yang terdapat di alam berstruktur kristalin, sedangkan sebagai
senyawa sintetis adalah amorf (Sulastri and Kristianingrum, 2010). Silika amorf
terbentuk ketika silikon mengalami oksidasi secara termal. Silika amorf terdapat
dalam beberapa bentuk yang tersusun dari partikel-partikel kecil yang
kemungkinan ikut tergabung dan memiliki kerapatan 2,21 gr/cm3 (Harsono,
2002).
14
Gambar 2. Struktur Silika (Todkar et al., 2016)
1. Karakteristik Silika
Silika atau silikon dioksida (SiO2) merupakan salah satu bahan keramik yang
ringan (Soleimani and Abbasi, 2008), memiliki daya tahan terhadap temperatur
tinggi, pemuaian termal rendah dan bersifat isolator (Vaibhav et al., 2015). Silika
disebut juga kuarsa oksida, silikat oksida atau silikon (IV) oksida. Silika
berbentuk padat dan mempunyai massa molar 60,08 gr/mol (Carmona et al.,
2013) dan mempunyai pori-pori sekitar 2-50 nm (Beck et al., 1992). Melalui
metode sol gel, silika dihasilkan dengan ukuran partikel yang halus yaitu sekitar
15-91 nm (Adam et al., 2011), sedangkan dengan metode pengendapan dihasilkan
silika dengan ukuran butir 50 nm (Jal et al., 2004). Beberapa karakteristik silika
lainnya ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 3. Karakteristik Silika
Karakteristik Nilai Referensi
Densitas (g/cm3) 2,2-2,65 Ghorbani et al., 2015
Titik lebur (oC) 1600-1725 Ghorbani et al., 2015
Konduktivitas thermal (W/cm.K) 0,013-0,014 Ghorbani et al., 2015
Konstanta dielektrik 50 Todkar et al., 2016
Resistivitas ( /cm) (30oC) 10
12 Todkar et al., 2016
Konduktivitas listrik (200 K) (S/cm) 8,66 x 10-7
Todkar et al., 2016
Resistivitas (Om) >10 Carmona et al., 2013
Titik didih (°C) 2230 Carmona et al., 2013
15
Silika relatif tidak reaktif terhadap asam kecuali terhadap asam hidrofluorida dan
asam phospat serta dapat bereaksi dengan basa, terutama dengan basa kuat, seperti
dengan hidroksida alkali. Silika mempunyai tiga bentuk kristal yaitu quartz,
cristobalite dan tridymite yang memiliki stabilitas dan kerapatan yang berbeda
(Brindley and Brown, 1981).
2. Silika Sekam Padi
Sekam padi merupakan bagian terluar dari butir padi yang membungkus butir
beras, yang merupakan hasil sampingan saat proses penggilingan dan dihasilkan
sekitar 20% dari bobot padi. Sekam padi terdiri dari dua belahan yaitu lemma dan
palea (Patabang, 2012). Salah satu potensi yang dapat dikembangkan dari sekam
padi adalah silikanya, yang kandungannya dapat mencapai 94% dari abu sekam
padi (Kamath and Proctor, 1998; Kalapathy et al., 2000; Daifullah et al., 2003).
Sekam padi (RH) kini telah menjadi sumber sejumlah senyawa silikon, termasuk
silikon karbida, silika, silikon nitrida, silikon tetraklorida, zeolit, dan silikon
murni (Sun and Gong, 2001). Sekam padi yang merupakan limbah pertanian
sumber dari silika amorf (Dominic et al., 2013).
Berdasarkan beberapa penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa sekam
padi mengandung komposisi organik dan anorganik dengan kadar yang berbeda-
beda (Della et al., 2002; Daifullah et al., 2003). Adapun komposisi utama sekam
padi dapat dilihat pada Tabel 4, komposisi kimia sekam padi sebelum preparasi
dapat dilihat pada Tabel 5, dan komposisi kimia sekam padi hasil ekstraksi dapat
dilihat pada Tabel 6.
16
Tabel 4. Komposisi Utama Sekam Padi (Daifullah et al., 2004).
Komposisi Kandungan (% berat)
Kadar air
Protein kasar
Lemak
Serat kasar
Abu
Karbohidrat kasar
Karbon (zat arang)
9
3
1,1
32,6
20,3
13,7
20,3
Tabel 5. Komposisi Kimia Sekam Padi Sebelum Preparasi (Kurama and Kurama
2008).
Unsur Persentase (%)
SiO2 95.50
Al2O3 0.04
Fe2O3 0.04
CaO 0.09
MgO 0.08
K2O 0.17
Tabel 6. Komposisi Kimia Sekam Padi Hasil Ekstraksi (Sembiring and Karo-
Karo, 2007). A.
Komposisi kimia sekam padi hasil ekstraksi Berat (%)
SiO2 94,66 Al2O3 1,56 CaO 0,71 Na2O 1,50 K2O 1,01 MgO 0,56
Silika adalah unsur anorganik utama dari sekam padi (Carmona et al., 2003).
Silika dari sekam padi memiliki struktur yang amorf (Sembiring and Karo
Karo, 2007). Dari sifat amorfnya, dapat dijadikan sebagai sumber silika yang
bersifat reaktif dengan unsur lain (Hamdan et al., 1996). Dengan menggunakan
metode sol gel, silika yang dihasilkan dari sekam padi bersifat amorf dengan luas
permukaan spesifik 245 m2/g, volume pori 0,78 cc/g dan diameter partikel antara
15-91 nm (Adam et al., 2011). Dengan metode yang sama silika yang dihasilkan
dari sekam padi mempunyai luas permukaan spesifik 196,66 – 364,35 m2/g
17
seiring dengan meningkatnya diameter pori dari 4,89 hingga 7,92 nm (Zulkifli et
al., 2011). Sementara itu, dengan melakukan leaching pada sekam padi sebelum
disintesis didapatkan silika amorf (95,55 %) dengan luas permukaan 409 m2/g
dan volume pori 0,95 cm3/g dengan rata-rata ukuran pori 10,89 nm (Ghorbani et
al., 2015).
3. Metode Sol Gel
Proses sol-gel merupakan proses larutan yang awalnya digunakan dalam
pembuatan material anorganik seperti gelas dan keramik, dengan kemurnian dan
homogenitas tinggi. Proses ini meliputi transisi sistem dari fasa larutan sol
menjadi fasa padat gel. Secara umum, proses sol-gel bisa dibagi menjadi beberapa
tahap yang meliputi pembentukan larutan (sol), pembentukan gel, penuaan
(aging), pengeringan dan pemadatan (densification) (Nuryono et al, 2008).
Pembuatan silika (SiO2) juga merupakan salah satu sintesis bahan yang
menggunakan metode sol-gel (Rahaman, 1995). Silika dari sekam padi telah
berhasil diekstraksi di beberapa jenis alkali, di antaranya kalium hidroksida
(KOH), natrium hidroksida (NaOH) (Yalcin and Selvinc, 2001), dan NH4OH.
Untuk memperoleh silika dengan kemurnian tinggi, filtrat hasil ekstraksi
diendapkan dengan larutan asam, seperti asam sulfat (H2SO4), asam klorida
(HCl) dan asam sitrat (C6H8O7), dan asam nitrat (HNO3) (Kalapathy, 2000).
4. Aplikasi Silika (SiO2)
Dalam bidang material silika digunakan untuk bahan keramik (Adam et al., 2008)
(Kurama and Kurama, 2008), karet (Jonowska et al., 2007), komposit polimer
(Rajamani et al., 2013), fotokatalis (Adam et al., 2013), katalis (Azizi and
18
Yousefpour, 2010), komposit zeolit (Kordatos et al., 2008), dan aerogel (Nayak
and Bera, 2009). Silika juga merupakan bahan baku dasar industri elektronika dan
teknologi seperti agen tixotropic, isolator termal, sensor (Lei et al., 2010; Wang et
al., 2009), dan pengisi komposit karena diameter partikelnya yang sangat halus
(Liou, 2004). Karena ukurannya yang sangat halus tersebut, silika juga
dimanfaatkan sebagai adsorbsi sintetis (Jang et al., 2009; Lakshmi et al., 2009;
Wongjunda and Saueprasearsit, 2010), dan bioteknologi (Gallis et al., 1999).
Silika adalah bahan semikonduktor yang telah banyak digunakan pada sensor dan
peralatan elektronik lainnya (Aminullah et al., 2015).
C. Karakterisasi Sampel
1. Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-
EDS)
Scanning Electron Microscopy (SEM) merupakan salah satu alat serbaguna untuk
menganalisa struktur, termasuk topografi permukaan, dan komposisi, dari bahan
organik dan non-organik heterogen pada skala nanometer sampai mikrometer.
Pada awal tahun 70-an, SEM dikembangkan dari sebuah alat sederhana dengan
kegunaan terbatas memiliki resolusi sekitar 50 nm menjadi alat yang dilengkapi
dengan sebuah komputer memiliki resolusi sekitar 1 sampai dengan 5 nm untuk
berbagai kegunaan. Kini SEM banyak digunakan di bidang fisika, metalurgi,
biologi, kimia dan perkembangan teknologi lainnya (Goldstein et al., 2003).
Penggunaan SEM diawali dengan merekatkan sampel dengan stab yang terbuat
dari logam spesimen palladium. Kemudian sampel dibersihkan dengan alat
peniup, sampel di lapisi dengan emas dan palladium dalam mesin dionspater yang
bertekanan 1492 x 10-2
atm. Sampel selanjutnya dimasukkan ke dalam ruangan
19
yang khusus dan kemudian disinari dengan pancaran elektron bertenaga 10 kV
sehingga sampel mengeluarkan elektron sekunder dan elektron terpental yang
dapat di deteksi dan detector scientor yang kemudian diperkuat dengan suatu
rangkaian listrik yang menyebabkan timbulnya gambar CRT (Chatode Ray Tube).
Pemotretan dilakukan setelah memilih bagian tertentu dari objek (sampel) dan
perbesaran yang diinginkan sehingga diperoleh foto yang baik dan jelas (Aulia
dan Gea, 2013).
Komponen utama alat SEM ini pertama yaitu tiga pasang lensa-lensa
elektromagnetik yang berfungsi memfokuskan berkas elektron menjadi sebuah
titik kecil, lalu oleh dua pasang scan coil dengan frekuensi variabel pada
permukaan sampel. Semakin kecil berkas difokuskan semakin besar resolusi
lateral yang dicapai. Kesalahan fisika pada lensa-lensa elektromagnetik berupa
astigmatismus dikoreksi oleh perangkat stigmator. SEM tidak memiliki sistem
koreksi untuk kesalahan aberasi lainnya. Komponen kedua yaitu sumber elektron,
biasanya berupa filamen dari bahan kawat tungsten atau berupa jarum dari paduan
Lantanum Hexaboride LaB6 atau Cerium Hexaboride CeB6, yang dapat
menyediakan berkas elektron yang teoretis memiliki energi tunggal
(monokromatik), Komponen ketiga yaitu imaging detector, yang berfungsi
mengubah sinyal elektron menjadi gambar. Sesuai dengan jenis elektronnya,
terdapat dua jenis detektor dalam SEM ini, yaitu detektor SE dan detektor BSE
(Sujatno et al., 2015). Perangkat SEM diperlihatkan pada Gambar 2.
20
Gambar 3. Perangkat SEM (Substech, 2015).
Gambar dibuat berdasarkan deteksi elektron baru (elektron sekunder) atau
elektron pantul yang muncul dari permukaan sampel ketika permukaan sampel
tersebut dipindai dengan sinar elektron. Elektron sekunder yang terdeteksi
selanjutnya diperkuat sinyalnya, kemudian besar amplitudonya ditampilkan
dalam gradasi gelap-terang pada layar monitor CRT (cathode ray- tube). Di
layar CRT inilah gambar struktur obyek yang sudah diperbesar bisa dilihat. Pada
proses operasinya, SEM tidak memerlukan sampel yang ditipiskan, sehingga bisa
digunakan untuk melihat obyek dari sudut pandang 3 dimensi.
Pada tampilan mikrograp SEM, bayangan BSE memberikan perbedaan warna
daerah berdasar nomor atom, karena setiap daerah menunjukkan perbedaan
tingkat kontras, daerah yang lebih terang menunjukkan bernomor atom tinggi dan
daerah yang lebih gelap menunjukkan bernomor atom rendah. Elektron sekunder
merupakan elektron yang dipancarkan dari sampel akibat interaksi antara berkas
elektron primer dengan elektron sampel. Karena elektron sekunder ini memiliki
energi rendah, maka elektron tersebut dapat dibelokkan membentuk sudut dan
menimbulkan bayangan topographi (struktur permukaan) (Sujatno dkk., 2015).
Pancaran Elektron
Anoda
Pancaran Elektron
Lensa Kondensor
Kumparan Pemindai
Lensa Objektif
Sampel
Detektor Elektron
Sekunder
21
Selain untuk mengamati dan menganalisis struktur mikro dan morfologi,
SEM dilengkapi dengan EDS yang digunakan untuk menganalisis komposisi
kimia suatu permukaan secara kualitatif dan kuantitatif. Analisis EDS untuk
mengetahui ketidakhomogenan pada sampel dan menganalisis secara kualitatif
dan kuantitatif jenis unsur atau oksida logam yang terbentuk. Pada SEM
(Scanning Electron Microscopy) dapat diamati karakteristik bentuk, struktur, dan
distribusi pori pada permukaan bahan, sedangkan komposisi serta kadar unsur
yang terkandung dalam sampel dapat diamati dengan EDS (Sartono, 2007).
Pada EDS terdapat spektrum khas digambarkan sebagai plot jumlah x-ray
terhadap energi (dalam keV) yang menunjukkan puncak energi sesuai dengan
berbagai elemen dalam sampel, sebagai contoh ditunjukkan pada Gambar 4.
Munculnya spektrum ini dapat dijelaskan dengan baik menggunakan teori atom
yang dikemukakan oleh Bohr, yaitu sebuah elektron menempati orbit yang
jelas dan pasti dalam gerakannya mengelilingi inti atom (Akhadi, 2006).
Gambar 4. Spektum EDS Presipitasi Struktur Mikro ZrNbMoGe Standar
(Sumber: Sujatno dkk., 2015)
22
Teori atom Bohr memudahkan perhitungan adanya garis dalam spektrum unsur.
Elektron bagian dalam orbit atom akan menyerap energi dari luar apabila
dipanaskan, serta akan kehilangan energi dan kembali ke orbit semula apabila
didinginkan. Jika terjadi kekosongan pada kulit K maka segera diisi oleh elektron
dari kulit di luarnya. Misalnya, jika kekosongan terjadi pada kulit K maka akan
diisi oleh elektron dari kulit L, sehingga sinar-X yang dipancarkan adalah Kα. Jika
kekosongan pada kulit K itu diisi oleh elektron dari kulit M, maka sinar-X yang
dipanαcarkan adalah Kβ. Demikian pula jika kekosongan elektron terjadi pada
kulit L maka kulit M akan mengisi kekosongan tersebut, sehingga sinar-X yang
dipancarkan adalah Lα. Transisi yang paling mungkin terjadi ketika kekosongan
kulit-K dibuat adalah transisi L ke K, karena ini adalah kulit energi yang
berdekatan. Karena itu radiasi Kα akan selalu lebih kuat daripada radiasi Kβ. Juga
mengikuti bahwa radiasi Kβ akan memiliki energi yang lebih tinggi daripada
radiasi Kα, sebanyak perbedaan energi antara kulit M dan K (radiasi Kβ) lebih
besar dari perbedaan energi antara kulit L dan K (radiasi K).
Oleh sebab itu, apabila spektrum sinar-X dari suatu atom berelektron banyak
diamati, maka akan terlihat pula garis-garis tajam berintensitas tinggi yang
dihasilkan oleh transisi Kα, Kβ,dan seterusnya. Jadi sinar-X karakteristik timbul
karena adanya transisi elektron dari tingkat energi lebih tinggi ke tingkat energi
yang lebih rendah seperti ditunjukkan pada Gambar 5.
23
Gambar 5. Proses Terbentuknya Sinar-X (Sumber: Akhadi, 2006)
2. Densitas
Densitas ukuran kerapatan suatu zat yang dinyatakan banyaknya zat / massa per
satuan volume. Jadi satuannya adalah satuan massa persatuan volume. Semakin
tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya.
Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis
yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya akan
memiliki massa jenis yang sama. Densitas merupakan salah satu sifat penting dari
suatu zat adalah kerapatan atau massa jenisnya. Setiap benda yang tercelup
sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida, akan mendapat gaya ke atas sebesar
berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut itulah hukum Archimedes.
Benda yang dicelupkan ke dalam air maka ada tiga kemungkinan yang akan
dialami oleh benda tersebut, yaitu mengapung, melayang dan tenggelam. Benda
yang dikatakan terapung dalam zat cair bila sebagian benda tercelup dan sebagian
lagi muncul di udara, karena massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis zat
cair (Serway and Jemett, 2009).
Elektron keluar
24
Pengukuran nilai densitas dapat dilakukan dengan menggunakan prinsip
Archimedes, dengan massa material adalah massa sampel kering (mk) yang
ditimbang di udara (mj) dan dikurangi dengan massa sampel basah yang
ditimbang di dalam air (mb). Prosedur yang dilakukan pertama adalah mengukur
massa kering material, kemudian material tersebut direbus dalam air mendidih
selama 1 jam lalu didinginkan. Kemudian material ditimbang dalam keadaan
basah diudara dan kemudian material ditimbang dalam keadaan kering diudara
untuk mengetahui perbedaan massa yang diperoleh. Nilai densitas suatu material
dapat ditentukan dengan persamaan (1).
(1)
Keterangan :
= nilai densitas dari air (g/cm3)
= massa sampel kering (gr)
= massa sampel kering saat ditimbang di udara (gr)
= massa sampel basah (gr) (Askeland, 2010).
3. Porositas
Porositas adalah ukuran dari ruang kosong diantara material atau bahan yang
merupakan fraksi dari volume ruang kosong terhadap total volume yang bernilai
antara 0 dan 1 atau sebagai persentase antara 0-100%. Porositas dapat
didefinisikan sebagai perbandingan volume pori-pori (volume yang dapat
ditempati oleh fluida) terhadap volume total bahan material. Porositas terbagi
menjadi tiga bagian yaitu porositas terbuka, porositas tertutup dan porositas total.
Porositas terbuka merupakan volume pori-pori yang terbuka dan kemudian dibagi
25
dengan volume bulknya. Porositas tertutup merupakan volume pori-pori tertutup
yang terkandung dalam suau material dan dibagi dengan volume bulknya.
Porositas total merupakan fraksi volume pori-pori terbuka dan pori-pori tertutup.
Porositas muncul karena adanya pori yang terbuka, tertutup maupun ruang antar
partikel. Pori terbuka adalah pori yang berhubungan dengan cairan disekitarnya
atau pori yang saling berhubungan termasuk didalamnya ada kapiler, retakan
retakan halus serta ketidakrataan (Lee and Rainforth, 1994). Nilai dari porositas
total dapat ditentukan dengan persamaan (2).
( )
(2)
Keterangan:
S : Nilai porositas (%)
: Massa jenuh (gr)
: Massa kering bahan uji (gr)
: Massa bahan dalam air (gr) (Sihole, 2008).
26
III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada bulan April sampai dengan Juli 2018 di
Laboratorium Fisika Material FMIPA, Laboratorium Fisika Polimer,
Laboratorium Fisika Eksperimen, dan Laboratorium Kimia Universitas Lampung.
Kemudian karakterisasi SEM-EDS dilakukan di UPT Laboratorium Terpadu
Universitas Diponegoro. Uji densitas dan porositas dilakukan di Laboratorium
Fisika Eksperimen FMIPA Universitas Lampung.
B. Alat dan Bahan Penelitian
1. Alat
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah beaker glass, gelas ukur,
neraca digital, alumunium foil, tissue, pH indikator, kompor listrik, panci, plastic
press, spatula, mortar dan pestle, corong bucher, hot plate stirrer, stopwatch,
kertas saring, oven, ayakan No. 150 mesh, botol sampel. Sementara itu, alat-alat
yang digunakan untuk karakterisasi sampel adalah hydrolic press, dan SEM-EDS
merk Jeol tipe Jed-2300.
27
2. Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sekam padi sebagai
bahan dasar silika (SiO2), HNO3, NaOH, akuades, bensin, dan aspal sebagai bahan
pengikat.
C. Preparasi Sampel
Metode penelitian dalam penelitian ini terdiri dari tiga tahap yaitu preparasi sekam
padi, ekstraksi silika sekam padi, preparasi paduan aspal silika, dan pembuatan
pelet aspal silika.
1. Preparasi Sekam Padi
Sekam padi terlebih dahulu dibersihkan, selanjutnya dicuci hingga bersih
menggunakan air dan direndam selama 1 jam. Lalu sekam padi yang mengapung
di permukaan dibuang dan sekam padi yang tenggelam diambil. Kemudian sekam
padi yang mengapung direndam menggunakan air panas selama 6 jam, hal ini
dimaksudkan untuk menghilangkan kotoran-kotoran (zat organik) yang larut
dalam air seperti tanah, pasir, debu, dan zat pengotor lain terlepas dari sekam padi.
Setelah itu, sekam padi ditiriskan dan dikeringkan menggunakan panas sinar
matahari selama ± 2 hari supaya kering secara merata. Sekam padi di oven pada
suhu 100 oC selama 1 jam supaya sekam benar-benar kering.
2. Ekstraksi Silika Sekam Padi
Setelah dipreparasi, selanjutnya sekam padi hasil preparasi diekstraksi untuk
mendapatkan silika. Silika dari sekam padi diekstraksi dengan metode sol gel
yaitu sekam yang telah dipreparasi ditimbang sebanyak 50 gram, dimasukkan ke
dalam beaker glass. Kemudian ditambahkan larutan NaOH 1,5 % sebanyak 500
28
mL hingga sekam terendam seluruhnya agar diperoleh silika larutan. Sekam padi
yang telah direndam dalam larutan NaOH 1,5 % kemudian dipanaskan hingga
mendidih selama ± 30 menit sambil terus diaduk agar panasnya merata dan busa
tidak meluap. Setelah uap panas hilang, dilakukan penutupan dengan aluminium
foil dan didiamkan selama kurang lebih 24 jam, proses ini disebut aging
(penuaan).
Setelah aging, ampas sekam dipisahkan dari ekstrak sekam padi menggunakan
corong bucher untuk memperoleh sol silika (filtrat silika terlarut) dan menyaring
filtrat tersebut menggunakan kertas saring agar terpisah dengan zat pengotor
(organik). Ekstrak sol silika kemudian ditetesi larutan HNO3 10 % ke dalam sol
silika setetes demi setetes untuk memperoleh gel silika. Perubahan proses gel ini
dilakukan menggunakan stirrer agar larutannya homogen. Gel yang terbentuk
kemudian didiamkan selama kurang lebih 24 jam agar terjadi proses aging
(penuaan). Setelah melalui tahap aging, didapatkan gel yang berwarna coklat
kehitaman. Kemudian gel disaring menggunakan kertas saring dan gel dicuci
dengan air hangat hingga warna gel menjadi putih. Silika gel kemudian
dikeringkan dengan oven pada suhu 110 oC selama 4 jam hingga diperoleh silika
padatan. Selanjutnya silika padatan digerus menggunakan mortar dan pestle
selama 1 jam hingga menjadi serbuk halus dan berwarna putih. Serbuk silika yang
sudah digerus kemudian dimesh untuk mendapatkan serbuk silika yang homogen.
3. Preparasi Paduan Aspal Silika
Preparasi paduan aspal silika yaitu 5 gram aspal dilarutkan dengan larutan bensin
sambil diaduk, kemudian dipanaskan. Kemudian aspal yang sudah cair
ditambahkan serbuk silika dengan berat 9 gram; 9,5gram; dan 10 gram. Campuran
29
dipanaskan sambil diaduk menggunakan hot plate magnetic stirrer hingga
homogen. Setelah itu dilakukan pengeringan sampel campuran aspal silika
dengan menggunakan oven selama 4 jam pada suhu 100oC. Selanjutnya sampel
digerus dengan mortar dan pestle selama 1 jam. Sampel yang sudah digerus
kemudian diayak No.150 mesh untuk mendapatkan serbuk paduan aspal silika.
Setelah itu dilakukan karakterisasi SEM-EDS pada sampel, dan dilakukan
pembuat pelet dari sampel tersebut dengan cara dipress dengan menggunakan
pressing hidrolic dengan tekanan 10 ton untuk diuji densitas dan porositas.
4. Pembuatan Pelet Paduan Aspal Silika
Pembuatan pelet menggunakan alat hydrolic press. Langkah pertama yang
dilakukan yaitu aspal ditimbang sebanyak 5 gram untuk masing-masing paduan.
Setelah ditimbang masing-masing sampel dikeringkan menggunakan oven dengan
suhu 100oC selama 1 jam hingga sampel benar-benar kering. Kemudian sampel
ditekan dengan beban 10 ton.
Langkah-langkah yang dilakukan dalam proses pressing yaitu:
a. Menyiapkan sampel dan alat pressing.
b. Memasukkan sampel ke dalam cetakan press yang berbentuk silinder.
c. Memasangkan cetakan press ke dalam alat pressing kemudian menguncinya
dengan memutar sekrup.
d. Menekan tuas pompaan untuk mendapatkan berat beban sebesar 10 ton.
e. Memutar sekrup untuk melepaskan cetakan press.
f. Menekan tuas untuk mengeluarkan hasil pelet.
30
D. Karakterisasi Sampel
Karakterisasi sampel yaitu Scanning Electron Microscopy (SEM-EDS) dan uji
fisis (densitas dan porositas).
1. SEM-EDS
Karakterisasi SEM-EDS dilakukan untuk mengetahui mikrostruktur bahan.
Langkah-langkah dalam proses SEM-EDS adalah:
a. Memasukkan sampel yang akan dianalisa ke vacuum column, dimana udara
akan dipompa keluar untuk menciptakan kondisi vakum. Kondisi vakum ini
diperlukan agar tidak ada molekul gas yang dapat mengganggu jalannya
elektron selama proses berlangsung.
b. Elektron ditembakkan dan akan melewati berbagai lensa yang ada menuju
ke satu titik di sampel.
c. Sinar elektron tersebut akan dipantulkan ke detektor lalu ke amplifier untuk
memperkuat sinyal sebelum masuk ke komputer untuk menampilkan
gambar atau image yang diinginkan.
2. Densitas dan Porositas
Pengujian densitas dan porositas pada penelitian ini dilakukan secara bersamaan
dalam satu waktu dengan menggunakan prinsip Archimedes. Adapun langkah-
langkah yang dilakukan adalah sebagai berikut:
1. Menyiapkan sampel paduan aspal silika.
2. Menimbang sampel menggunakan neraca digital untuk menentukan massa
kering sampel (ms).
31
3. Menyiapkan beaker glass yang telah diisi air secukupnya, kemudian
memasukkan sampel ke dalam beaker glass tersebut lalu merebusnya
selama 1 jam pada hot plate.
4. Kemudian sampel dilap dengan tissue lalu ditimbanng dengan neraca digital
untuk mengetahui massa jenuh (mj) sampel.
5. Setelah diperoleh massa jenuh sampel kemudian diikat dengan benang lalu
ditimbang sambil digantung ditengah-tengah air pada gelas plastik berisi air
untuk mendapatkan massa gantung (mg) sampel.
6. Menghitung besarnya densitas dan porositas masing-masing sampel
dengan persamaan (1) dan (2).
3. Diagram Alir
Secara garis besar, langkah kerja penelitian ini terbagi menjadi dua bagian yaitu
preparasi silika dari sekam padi dan pembuatan sampel paduan aspal silika.
Diagram alir ekstraksi silika sekam padi dapat dilihat pada Gambar 6.
32
Gambar 6. Diagram Alir Ekstraksi Silika Sekam Padi.
Proses pembuatan sampel paduan aspal silika serta karakterisasinya ditunjukkan
pada Gambar 7.
Sekam Padi
- Ditimbang sebanyak 50 gram
- Dipanaskan dalam larutan
NaOH 1,5% selama 30 menit
- Diaging 24 jam
- Disaring
Sol Silika
- Disaring menggunakan kertas saring
- Distirrer dan ditetesi larutan HNO3
10% setetes demi setetes
Silika Gel
- Diaging 24 jam
- Dibersihkan dan disaring dengan air
hangat
- Dioven selama 4 jam dengan suhu
110oC
Serbuk Silika Kasar
- Digerus hingga halus
- Disaring dengan ukuran No. 150
mesh
Serbuk Silika Halus (SiO2)
33
Gambar 7. Diagram Alir Pembuatan Sampel Serta Karakterisasi Paduan Aspal
Silika.
Aspal keras
- Ditimbang sebanyak 5 gram
- Dilarutkan dengan bensin
- Dipanaskan sambil diaduk
Serbuk aspal silika
- Dioven selama 4 jam pada suhu
100oC
- Digerus hingga homogen
- Diayak No. 150 mesh
Serbuk paduan aspal silika
- Ditimbang sebanyak 1 gram
kemudian karakterisasi SEM-
EDS
- Ditimbang sebanyak 5 gram
- Dipress kemudian uji densitas
dan porositas
Data Uji dan Karakterisasi
- Dianalisis
Kesimpulan
Aspal cair
- Ditambahkan silika halus
masing-masing paduan sebanyak
9 gram, 9,5 gram, dan 10 gram
- Diaduk hingga homogen
50
V. KESIMPULAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian maka dapat diperoleh kesimpulan bahwa:
1. Penambahan silika 1,8; 1,9; dan 2 menyebabkan perubahan pada
mikrostruktur aspal yaitu terlihat adanya butiran dengan ukuran partikel
masing-masing 2,291 µ m; 2,063 µ m; dan 2,184 µ m.
2. Penambahan silika dari 1,8 sampai 1,9 menyebabkan nilai densitas
mengalami penurunan dan porositasnya meningkat. Sedangkan penambahan
silika dari 1,9 sampai 2 menyebabkan nilai densitas mengalami peningkat
dan porositasnya menurun.
3. Nilai densitas dan porositas dipengaruhi oleh ukuran partikel. Semakin
besar ukuran partikel maka semakin besar nilai densitasnya, dan semakin
kecil nilai porositasnya.
B. Saran
Disarankan bagi peneliti selanjutnya untuk meneliti penambahan silika terhadap
aspal dengan perbandingan yang sama namun, suhu sintering yang digunakan
berbeda-beda.
51
xvii
DAFTAR PUSTAKA
Adam, F., Ahmed, A. E., and Min, S. L. 2008. Silver Modified Porous Silica from
Rice Husk and Its Catalytic Potential. Journal of Porous Material. Vol. 15
No. 4. Pp. 433–444.
Adam, F., Appaturi, J. N., Khanam, Z., Thankappan, R., and Nawi, M. M. 2013.
Utilization of Tin And Titanium Incorporated Rice Husk Silica
Nanocomposit as Photocatalyst and Adsorbent for the Removal of
Methylene Blue in Aqueose Medium. Journal of Applied Surface Science.
Vol. 264. Pp. 718-726.
Adam, F., Chew, T. S., and Andas, J. 2011. A Simple Template-Free Sol–Gel
Synthesis of Spherical Nanosilica from Agricultural Biomass. Journal of
Sol-Gel Science Technology. Vol. 59. No. 3. Pp. 580–583.
Agung, G. F., Hanafie, M. R., and Mardina, P. 2013. Ekstraksi Silika Dari Abu
Sekam Padi dengan Pelarut KOH. Jurnal Konversi. Vol. 2. No. 1. Hal. 28-
31.
Akhadi, M. 2006. Analisis Unsur Kelumit Melalui Pancaran Sinar-X
Karakteristik. Buletin Alara. Vol. 8. No. 1. Hal. 11-19.
Amin, N. U., Khattak, S., Noor, S., and Ferroze, I. 2016. Synthesis and
Characterization of Silica from Bottom Ash of Sugar Industry. Journal of
Cleaner Production. Vol. 117. Pp. 207-211.
Aminullah, Rohaeti, E., and Irzaman. 2015. Reduction of High Purity Silicon
from Bamboo Leaf as Basic Material in Development of Sensors
Manufacture in Satellite Technology. Journal of Procedia Environmental
Sciences. Vol. 24. Pp. 308-316.
An, D., Guo, Y., Zou, B., Zhu, Y., and Wang, Z. 2011. A Study on the
Consecutive Preparation of Silica Powders and Active Carbon from Rice
Husk Ash. Journal of Biomass and Bioenergy. Vol. 35. No. 3. Pp. 1227-
1234.
xvii
Arabani, M., Mirabdolazimi S. M., and Sasani A. R. 2011. The Effect of Waste
Tire Thread Mesh on the Dynamic Behaviour of Asphalt Mixtures.
Construction and Building Materials. Vol. 24. No. 6. Pp. 1060-1068.
Askeland, R. D., Fulay, P. P., and Bhattacharya, K. D. 2010. Essential of
Materials Science and Engineering Second Edition. Stamford CT 06902 :
USA. Pp. 700-713.
Aulia, F., Marpongahtun, dan Gea, S. 2013. Studi Penyediaan Nanokristal
Selulosa dari Tandan Kosong Sawit (TKS). Jurnal Saintia Kimia. Vol. 1.
No. 2. Hal. 1-7.
Azizi, S. N., and Yousefpour, M. 2010. Synthesis of Zeolites Naa and Analcime
Using Rice Husk Ash as Silica Source Without Using Organic Template.
Journal of Material Science. Vol. 40. No. 20. Pp. 5692–5697.
Beck, J. S., Vartul, J. C., Roth, W. J., Leonowic, M. E., Kresge, C. T., Schmit, K.
D., Chu, C. T. W., Olson, D. H., Sheppard, E. W., McCullen, S. B.,
Higgins, J. B. and Schlenker, J. L. 1992. A New Family of Mesoporous
Molecular Sieves Prepared with Liquid Crystal Templates. Journal of
American Chemistry Society. Vol. 114. No. 27. Pp. 10834-10843.
Brindley, G., and Brown, G. 1981. Crystal Structures of Clay Minerals and Their
X-Ray Identification. Journal of Clay Minerals. Vol. 16. No. 5. Pp. 217-
219.
Cao, Weidong. 2007. Study on Properties of Recycled Tire Rubber Modified
Asphalt Mixtures Using Dry Process. Construction and Building Material.
Vol. 21. No. 5. Pp. 1011-1015.
Capitao, S. D., Santos, L. P., and Martinho, F. 2012. Pavement Engineering
Materials: Review on the Use of Warm-Mix Asphalt. Journal of
Construction and Building Materials. Vol. 36. Pp. 1016–1024.
Carmona, V., Oliveira, R. M., Silva, W. T., Mattoso, L. H., and Marconcini, J. M.
2003. Nanosilica From Rice Husk: Extraction and Characterization.
Journal of Industrial Crops and Products. Vol. 43. Pp. 291– 296.
Chakradhar, R. S., Nagabhushana, B., Chandrappa, G., Ramesh, K., and Rao, J.
2006. Solution Combustion Derived Nanocrystalline Macroporous
Wollastonite Ceramics. Journal of Materials Chemistry and Physics. Vo..
95. Pp. 169–175.
Chandrasekhar, S., Pramada, P., Raghavan, P., and Satyanarayana, K. 2002.
Microsilica from Rice Husk as A Possible Substitute for Condensed Silica
Fume for High Performance Concrete. Journal of Materials Science
Letters. Vol. 21. Pp. 1245 – 1247.
Chen, C. C., Lai, M. H., Wang, W.C., and Ding, S. J. 2010. Properties of Anti
Washout Type Calcium Silicate Bone Cements Containing Gelatin.
Journal of Material Science: Material in Medicine. Vol. 21. Pp. 1057–
1068.
Cortizo, M. S., Larsen, D. O., Bianchetto, H., and Alessandrini, J. L. 2004. Effect
of the Thermal Degradation of SBS Copolymers During the Ageing of
Modified Asphalts. Polymer Degradation and Stability. Vol. 86. No. 2. Pp.
275-282.
Daifullah, A., Girgis, B., and Gad, H. 2003. Utilization of Agro-Residues (Rice
Husk) in Small Waste Water Treatment Plans. Journal of Materials
Letters. Vol. 57. Pp. 1723– 1731.
Daifullah, A., Awwad, N., and El-Reefy. 2004. Purification of Wet Phosphoric
Acid from Ferric Ions Using Modified Rice Husk. Journal of Chemical
Engineering and Processing. Vol. 43. Pp. 193-201.
Della, V., Kuhn, I., and Hotza, D. 2002. Rice Husk Ash as an Alternate Source
For Active Silica Production. Journal of Materials Letters. Vol. 57. Pp.
818–821.
Dominic, M., Begum, P., Joseph, R., Joseph, D., Kumar, P., and Ayswarya, E.
2013. Synthesis, Characterization and Appilcation of Rice Husk
Nanosilica in Natural Rubber. International Journal of Science,
Environment and Technology. Vol. 2. No. 5. Pp. 1027–1035.
Dorcheh, A. Solaimani, and Abbasi, M. 2008. Silica Aerogel; Synthesis,
Properties and Characterization. Journal of Materials Processing
Technology. Vol. 199. Pp. 10–26.
Estevez, M., Vargas, S., Castano, V. M., and Rodriguez, R. 2009. Silica
Nanoparticles Produced by Worms Through a Bio Digestion Process of
Rice Husk. Journal of Noncrystalline Solids. Vol 355. Pp.844–850.
Gallis, K. W., Eklund, A. G., Jull, S. T., Araujo, J. T., Moore, J. G., and Landry,
C. C. 1999. The Use of Mesoporous Silica in Liquid Chromatography.
Journal of Advanced Materials. Vo. 11. No. 17. Pp. 747-755.
Ghorbani, F., Sanati, A. M., and Maleki, M. 2015. Production of Silica
Nanoparticles from Rice Husk as Agricultural Waste by Environmental
Friendly Technique. Environmental Studies of Persian Gulf. Vol. 2. No. 1.
Pp. 56-65.
Goldstein, J., Newbury, D., Joy, D., Lyman, C., Echlin, P., and Lifshin, E. 2003.
Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis Third Edition.
New York: Plenom Publisher. Pp. 216.
Hamdan, H., Muhid, M., Endud, S., Listiorini, E., and Ramli , Z. 1997. 29
Si Mas
Nmr, Xrd and Fesem Studies of Rice Husk Silica for the Synthesis of
Zeolites. Journal of Noncrystalline Solids. Vol. 211. Pp. 126-131.
Harsono, H. 2002. Pembuatan Silika Amorf dari Limbah Sekam Padi. Jurnal Ilmu
Dasar. Vol. 3. No. 2. Hal. 98-103.
Hsieh, Y., Du, Y., Jin, F., Zhou, Z., and Enomoto, H. 2009. Alkaline Pretreatment
of Rice Hulls for Hydrothermal Production of Acetic Acid. Journal of
Chemical Engineering Research and Design. Vol. 87. Pp. 13–18.
Jal, P., Sudarshan, M., Saha, A., Patel, S., and Mishra, B. 2004. Synthesis and
Characterization of Nanosilica Prepared by Precipitation Method. Journal
of Colloids Surfaces Physicochemical Engineering Aspect. Vol. 204. No.
1-3. Pp. 173–178.
James, J., and Rao, M. S. 1986. Silica From Rice Husk Through Thermal
Decomposition. Journal of Thermochimica Acta. Vol. 97. Pp. 329-336.
Jang, H. T., Park, Y. K., Ko, Y. S., Lee, J. Y., and Margandan, B. 2009. Highly
Siliceous Mcm-48 From Rice Husk Ash For CO2 Adsorption.
International Journal of Greenhouse Gas Control. Vo. 3. No. 5. Pp. 545–
549.
Kalapathy, U., Proctor, A., and Shultz, J. 2000. A Simple Method for Production
of Pure Silica from Rice Hull Ash. Journal of Bioresource Technology.
Vol. 73. Pp. 257-262.
Kamath, S. R., and Proctor, A. 1998. Silica Gel from Rice Hull Ash: Preparation
and Characterization. Journal of Cereal Chemistry. Vo. 75. No. 4. Pp. 484-
487.
Komarneni, S., and Menon, V. C. 1996. Hydrothermal and Microwave
Hydrothermal Preparation of Silica Gels. Journal of Material Letters. Vol.
27. No. 6. Pp. 313-315.
Kordatos, K., Gavela, S., Ntziouni, A., Pistiolas, K. N., Kyritsi, A., and
Rigopoulou, V. K. 2008. Synthesis of Highly Siliceous ZSM-5 Zeolite
Using Silica from Rice Husk Ash. Journal of Microporous Mesoporous
Materials. Vol. 115. No. 1-2. Pp. 189-196.
Kow, K.W., Yusoff, R., Abdul Aziz, A., and Abdullah, E. 2014. Characterisation
of Biosilica Synthesised from Cogon Grass (Imperata Cylindrica). Journal
of Powder Technology. Vol. 254. Pp. 206–213.
Kurama, S., and Kurama, H. 2008. The Reaction Kinetics of Rice Husk Based
Cordierite Ceramics. Journal of Ceramics International. Vol 34. No. 2. Pp.
269–272.
Lakshmi, U. R., Srivastava, V. C., Mall, I. D., and Lataye, D. H. 2009. Rice Husk
Ash as an Effective Adsorbent: Evaluation of Adsorptive Characteristics
for Indigo Carmine Dye. Journal of Environmental Management. Vol. 90.
No. 2. Pp. 710-720.
Latif, C., Triwikantoro, dan Munasir. 2014 Pengaruh Variasi Temperatur
Kalsinasi pada Struktur Silika. Jurnal Sains dan Seni Pomits. Vol. 3. No.
1. Hal. 2337-3520.
Le, V. H., Thuc, C. N., and Thuc, H. H. 2013. Synthesis of Silica Nanoparticles
from Vietnamese Rice Husk by Sol Gel Method. Journal of Nanoscale
Research Letters. Vol. 58. Pp. 1-10.
Lee, W.E. and Rainforth, W.M. 1994. Preparation of Ceramic Samples for
Microscope in Ceramic Microstructure: Property Control by Processing.
Chapman and Hall. London. Pp. 244-247.
Lei, J., Wang, L., and Zhang, J. 2010. Ratiometric pH Sensor Based on
Mesoporous Silica Nanoparticles and Forester Reconance Energy
Transfer. Journal of Chemistry Communication. Vol. 76. No. 4. Pp. 8447-
8455.
Lin, K., Chang, J., Chen, G., Ruan, M., and Ning, C. 2007. A Simple Method to
Synthesize Single Crystalline -Wollastonite Nanowires. Journal of
Crystal Growth. Vol. 300. Pp. 67–271.
Lindberg, H. K., Vaananen, V., Jarventaus, H., Suhonen, S., Nygren, J., Hameila,
M., Valtonen J., Heikkila, P., and Norppa, H. 2008. Genotoxic Effects of
Fumes from Asphalt Modified with Waste Plastic and Tall Oil Pitch.
Mutation Research. Vol. 653. No. 1-2. Pp. 82-90.
Liou, T. H. 2004. Preparation and Characterization of Nano Structured Silica from
Rice Husk. Journal of Materials Science and Engineering. Vol. 364. No.
1-2. Pp. 313–323.
Liou, T. H. and Yang, C. C. 2011. Synthesis and Surface Characteristic of
Nanosilica Produced from Alkali Extracted Rice Husk Ash. Journal of
Materials Science Engineering. Vol. 176. No. 7. Pp. 521-529.
Loeber, L., Sutton, O., Morel, J., Valleton, J., and Muller, G. 1996. New Direct
Observations of Asphalts and Asphalt Binders by Scanning Electron
Microscopy and Atomic Force Microscopy. Journal of Microscopy. Vol.
182. Pp. 32-39.
Mansaray, K. G., and Ghaly, A. E. 1998. Thermal Degradation of Rice Husks in
Nitrogen Atmosphere. Journal of Bioresource Technology. Vol. 65. Pp.
13-20.
Masrukan, Wagiyo, dan Aditoiyanto. 1999. Pemeriksaan Mikrostruktur Dan
Analisis Unsur AlMgSi Menggunakan Scanning Electron Microscope
(SEM)-EDS. Prosiding Seminar Nasional Hamburan Newton dan Sinar-X
Ke-2. Serpong. Hal. 79-82.
Matchi, I., Barboni, D., Meunier, J. D., Saadou, M., Dussouillez, P., Contoux, C.,
and Guede, N. Z. (2016). Intraspecific Biogenic Silica Variations in the
Grass Species Pennisetum Pedicellatum Along an Evapotranspiration
Gradient in South Niger. Journal of Flora. Vol 220. Pp. 84–93.
Mehrali, M., Shirazi, S. F., Baradaran, S., Mehrali, M., Metselaar, H. S., Kadri, N.
A., and Osman, N. A. 2014. Facile Synthesis of Calcium Silicate Hydrate
Using Sodium Dodecyl Sulfate as a Surfactant Assisted by Ultrasonic
Irradiation. Journal of Ultrasonics Sonochemistry. Vol. 21. No. 2. Pp. 35–
742.
Mohanraj, K., Kannan, S., Barathan, S., and Sivakumar, G. 2012. Preparation and
Characterization of Nano SiO2 Cob Ash by Precipitation Method. Journal
of Optoelectronics and Advanced Materials Rapid Communications. Vol.
6. No. 3-4. Pp. 394 - 397.
Naryono, Narsito, and Astuti, E. 2008. Encapsulation of Horseradish Peroxidase
Glucose Oxidase (Hrp-Gox) in Silica Aquagel Synthesized from Rice Hull
Ash for Enzymatic Reaction of Glucose. Journal of Industrial Chemistry.
Vol. 8. No. 2. Pp. 169 - 176.
Nayak, J. P., and Bera, J. 2009. Preparation of Silica Aerogel by Ambient
Pressure Drying Process Using Rice Husk Ash as Raw Material. Journal
of Transform Industrial Ceramics Society. Vol. 68. No. 2. Pp. 91-94.
Ouyang, C., Wang, S., Zhang, Y., and Zhang, Y. 2005. Low Density
Polyethylene/Silica Compound Modified Asphalts with High Temperature
Storage Stability. Journal of Applied Polymer Science. Vol. 101. Pp. 472–
479.
Patabang , D. 2012. Karakteristik Termal Briket Arang Sekam Padi dengan
Variasi Bahan Perekat. Jurnal Mekanika. Vol. 3. No.2. Hal. 286-292.
Peters, Sarah J., Rushing, Todd S., Landis, Eric N., and Cummins, Toney K.
2010. Nanocellulose and Microcellulose Fibers for Concrete. Journal of the
Transportation Research Board. Vol. 2142. No. 1. Pp. 25-28.
Puntharod, R., Sankram, C., Chantaramee, N., Pookmanee, P., and Haller, K. J.
2013. Synthesis and Characterization of Wollastonite from Egg Shell and
Diatomite by the Hydrothermal Method. Journal of Ceramics Processing
Research. Vol. 14. No. 2. Pp. 198-201.
Qin, X., Shen, A., Guo, Y., Li, Z., Zhenghua, Lv. 2018. Characterization of
Asphalt Mastics Reinforced with Basalt Fibers. Construction and Building
Materials. Vol. 159. Pp. 508–516.
Rahaman, M. 1995. Ceramics Processing and Sintering. Departemen of
Ceramics Engineering. University of Missouri. New York. Pp. 73.
Rahman, I. A., and Padavettan, V. 2012. Synthesis of Silica Nanoparticles by Sol
Gel: Size Dependent Properties, Surface Modification, and Applications in
Silica Polymer Nanocomposites a Review. Journal of Nanomaterials. Pp.
1-15.
Rashid, R. A., Shamsudin, R., Hamid, M. A., and Jalar, A. 2014. Low
Temperature Production of Wollastonite from Limestone and Silica Sand
Through. Journal of Asian Ceramic Societies. Vol. 2. Pp. 77–81.
Sartono, A. A. 2007. Scanning Electron Microscopy (SEM). Universitas
Indonesia. Jakarta. Hal. 8-12.
Shafabakhsh, G., and Ani, O. J. 2015. Experimental Investigation of Effect of
Nano TiO2/SiO2 Modified Bitumen on the Rutting and Fatigue
Performance of Asphalt Mixtures Containing Steel Slag Aggregates.
Journal of Construction and Building Materials. Vol. 98. Pp. 692–702.
Sebayang, P., Tetuko, A. P., Muljadi, G., dan Masno. 2006. Efek Aditif
3Al2O3.2SiO2 dan Suhu Sintering Terhadap Karakteristik Keramik α-
Al2O3. Teknologi Indonesia. Hal. 29.
Sembiring, S., dan Karo-Karo, P. 2007. Pengaruh Suhu Kalsinasi terhadap
Karakteristik Termal dan Mikrostruktur Silika Sekam Padi. Jurnal Sains
dan Teknologi. Vol.13, No.3. Hal. 233-239.
Serway, Raymond A. and Jewett, John W. 2009. Fisika untuk Sains dan Teknik.
Salemba Teknika. Jakarta. Hal. 365-367.
Shell Bitumen. 2003. The Shell Bitumen Hand Book. Published by Shell Bitumen.
Uniterd Kingdom. Pp. 42-46.
Shukur, M. M., Majeed, E. A., and Obied, M. M. 2014. Characteristic of
Wollastonite Synthesized from Local Raw Materials . International
Journal of Engineering and Technology. Vol. 4. No. 7. Pp. 426-429.
Sihole, M. 2008. Analisis Pengaruh Penambahan Mullite 3Al2O3.2SiO2 dan
Variasi Suhu Sintering terhadap Karakteristik Keramik Al2O3 dengan
Simulasi Program Matlab. Skripsi. Universitas Sumatera Utara: Medan.
Hal. 32-37.
Simanjuntak W., Sembiring, S., and Sebayang K. 2012. Effect of Pyrolysis
Temperatures on Composition and Electrical Conductivity of Carbosil
Prepared From Rice Husk. Indonesian Journal of Chemistry. Vol. 12. No.
2. Pp. 119-125.
Sriatun, Yulianto, A., dan Sulhadi. 2013. Analisis Sifat Mekanik Genteng
Keramik Hasil Campuran Lumpur Lapindo. Journal of Physics Unnes.
Vol. 2. No. 1. Pp. 58-64.
Substech. 2018. Scanning Electron Microscope. http://www.substech.com/
dokuwiki/lib/exe/detail.php?id=scanning_electron_microscope&cache=ca
ch e&media=electron_microscope.png. Diakses pada 23 Januari 2018 pkl.
21:16 WIB.
Sujatno, A., Salam, R., Bandriyana, dan Dimyati, A. 2015. Studi Scanning
Electron Microscopy (SEM) Untuk Arakterisasi Proses Oxidasi Paduan
Zirkonium. Jurnal of Forum Nuklir (JFN),. Vol. 9. No. 2. Pp. 44-50.
Sukirman, S. 2003. Beton Aspal Campuran Panas. Granit. Jakarta. Hal. 26-31.
Sulastri, S., dan Kristianingrum, S. 2010. Berbagai Macam Senyawa Silika:
Sintesis, Karakterisasi dan Pemanfaatan. Prosiding Seminar Nasional
Penelitian, Pendidikan dan Penerapan Mipa. Fakultas Mipa. Universitas
Negeri Yogyakarta. Hal. 211-215.
Sun, L., and Gong, K. 2001. Silicon Based Materials from Rice Husks and Their
Applications. Journal of Industrial Engineering Chemistry. Vol. 40. No.
25. Pp. 5861-5877.
Sun, Y. S., Li, A. L., Xu, F. J., and Qiu, D. 2013. A Low Temperature Sol Gel
Route for the Synthesis of Bioactive Calcium Silicates. Journal of Chinese
Chemical Letters. Vol. 24. Pp. 170–172.
Todkar, B. S., Deorukhkar, O. A., and Deshmukh, S. M. 2016. Extraction of
Silica from Rice Husk. International Journal of Engineering Research and
Development. Vo. 12. No. 3. Pp. 69-74 .
Umeda, J., Kondoh, K., and Michiura, Y. 2007. Process Parameters Optimization
in Preparing High Purity Amorphous Silica Originated from Rice Husks.
Journal of Materials Transactions. Vol. 48. No. 12. Pp. 3095-3100.
Vaibhav, V., Vijayalakshmi, U., and Roopan, S. M. 2015. Agricultural Waste as a
Source for the Production of Silica Nanoparticles. Journal of
Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy.
Vol. 139. Pp. 515–520.
Wang, F., Yang, J., and Wu, K. 2009. Mesoporous Silica Based Electrochemical
Sensor for Sensitive Determination of Environmental Hormone Bisphenol.
Journal of Analytical Chimica Acta. 638 Vol.. No. 2-3. Pp. 3–28.
Wongjunda, J., and Saueprasearsit, P. 2010. Biosorbtion of Chromium (IV) Sing
Rice Husk Ash and Modified Rice Husk Ash. Journal of Environmental
Research. Vol. 4. No. 3. Pp. 244-250.
Yalcin, N., and Selvinc, V. 2001. Studies on Silica Obtained from Rice Husk.
Jornal of Ceramics International. Vol. 27. No.2. Pp. 219-224.
Yao, Hui., Li, Liang., Lee, Chee Huei., Wingard, David., Yap, Yoke Khin., Shi,
Xianming., and Goh, Shu Wei. 2012. Properties and Chemical Bonding of
Asphalt and Asphalt Mixtures Modified with Nanosilica. Journal of
Material Civil Engineers. Vol. 6. No. 1. Pp. 1-45.
Yildirim, Yetkim. 2007. Polymer Modified Asphalt Binders. Construction and
Building Materials. Vol. 21. No. 1. Pp. 66-72.
Yusoff, Nur Izzi., Breem, Aeyman Abozed S. H., Alattug N.M., Hamim, Asmah,
and Ahmad Juraidah. 2014. The Effects of Moisture Susceptibility and
Ageing Conditions on Nanosilica/Polymer Modified Asphalt Mixtures.
Journal of Construction and Building Materials. Vol. 72. Pp. 139–147.
Zaky, R. R., Hessien, M. M., El-Midany, A. A., Khedr, M. H., Abdel, E.A. and
El-Barawy, K. A. 2008. Preparation of Silica Nanoparticles from Semi
Burned Rice Straw Ash. Journal of Powder Technology. Vol. 185. No. 1.
Pp. 31-35.
Zulkifli, N. S. C., Rahman, I. A., Mohamad, D., and Hussein, A. 2011. A Green
Sol Gel Route for the Synthesis of Structurally Controlled Silica Particles
from Rice Husk for Dental Composites Filler. Journal of Ceramics
International. Vol. 39. No. 4. Pp. 4559-4567.
Recommended