Electronic Theses and Dissertation

Pembuangan cangkang telur ke tempat pembuangan sampah telah berkembang menjadi permasalahaan lingkungan. Namun demikian, masalah ini mulai diselesaikan ketika penggunaan cangkang telur mulai dikenal pada bidang keteknikan seperti pengganti semen dalam campuran beton dan mulai dikembangkan untuk penggunaan pada campuran aspal. Penelitian ini berfokus pada transformasi cangkang telur menjadi abu cangkang telur dan potensinya sebagai pengubah dalam pengikat aspal dan campuran aspal dengan mengevaluasi sifat-sifat pengikat aspal yang dimodifikasi dengan abu cangkang telur serta penerapannya dalam rekayasa teknik. Persentase berat abu cangkang telur dalam aspal ditentukan dengan mempertimbangkan lima tingkat (2%, 5%, 7%, 10%, dan 12%) dengan variasi suhu pemanasan 100°C dan 200°C. Sejumlah tes dilakukan secara komprehensif dalam mengevaluasi karakteristik abu cangkang telur, diantaranya analisis SEM-EDS, FTIR, XRD serta viskositas brookfield dan rheometer dynamic shear rheometer (DSR) pada aspal. Kelompok oksida utama yang ada dalam abu cangkang telur adalah CaCO3, konsentrasi yang lebih tinggi dari abu cangkang telur meningkatkan ketahanan pengikat aspal terhadap suhu tinggi seperti yang ditunjukkan pada hasil indeks penetrasi (PI). Selain itu, pengujian DSR mengungkapkan bahwa penambahan abu cangkang telur meningkatkan kekakuan pengikat aspal dan ketahanan terhadap deformasi. Pada campuran aspal porus, penambahan abu cangkang telur dalam berbagai proporsi dilalukan melalui pengujian laboratorium parameter marshall, binder drain-down, cantabro loss dan pemeabilitas. Kandungan abu cangkang telur yang lebih rendah seperti 2% (E100-2%), mendukung nilai stabilitas dengan meningkatkan kohesi pengikat-agregat yang lebih baik. Sebaliknya, proporsi yang lebih tinggi, seperti 12% (E100-12%), menunjukkan penurunan nilai stabilitas. Rentang abu cangkang telur optimal antara 2% hingga 7% diusulkan yang mencapai keseimbangan distribusi antara interaksi dan pengaruh suhu. Nilai flow dan binder drain-down yang menggaris bawahi peningkatan kelenturan dan daya rekat. Selain itu, pengujian cantabro loss memperlihatkan nilai keuntungan persentase abu cangkang telur yang lebih rendah dalam meningkatkan ketahanan aus. Pemanasan pada suhu 100°C memiliki potensi signifikan untuk mengoptimalkan kinerja campuran aspal terhadap interaksi abu cangkang telur dan sifat mekanisnya. Secara keseluruhan penyelidikan ini tidak hanya menawarkan pemahaman komprehensif tentang peningkatan campuran aspal tetapi juga menyajikan arah penelitian menuju material berkelanjutan.

The disposal of eggshell waste in landfills has emerged as an environmental concern. However, this issue has been progressively addressed within the field of engineering, particularly as a substitute for cement in concrete mixes and for utilization in asphalt mixtures. This research centers on the conversion of eggshells into eggshell ash and explores its potential as a modifier in asphalt binders and asphalt mixtures. It achieves this by evaluating the properties of asphalt binders modified with eggshell ash and examining their engineering applications. The weight percentage of eggshell ash in asphalt was determined across five levels (2%, 5%, 7%, 10%, and 12%) with variations in heating temperatures of 100°C and 200°C. Comprehensive testing was conducted to assess the characteristics of eggshell ash, including SEM-EDS analysis, FTIR, and XRD, as well as Brookfield viscosity and Dynamic Shear Rheometer (DSR) tests on asphalt. The primary oxide group found in eggshell ash is CaCO3, and a higher concentration of eggshell ash enhances the high-temperature resistance of the asphalt binder, as indicated by the results of the penetration index (PI). Moreover, DSR testing revealed that the addition of eggshell ash increases the stiffness of the asphalt binder and its resistance to deformation. The effect of adding eggshell ash in different amounts to porous asphalt mixtures was tested in the laboratory using Marshall parameters, Binder drain-down, Cantabro loss, and Permeability. Lower eggshell ash content, such as 2% (E100–2%), improves stability values by enhancing the cohesion between the binder and aggregates. Conversely, higher proportions, such as 12% (E100–12%), demonstrate a decrease in stability values. An optimal range of eggshell ash between 2% and 7% is proposed, achieving a balance in the distribution of interactions and temperature effects. Flow values and binder drain-down highlight increased flexibility and adhesion. Additionally, Cantabro loss testing demonstrates the advantages of lower percentages of eggshell ash in enhancing wear resistance. Heating at 100°C has significant potential for optimizing the performance of asphalt mixtures concerning eggshell ash interactions and mechanical properties. Overall, this investigation not only provides a comprehensive understanding of enhancing asphalt mixtures but also offers research directions towards sustainable materials.