Pembuatan dan Karakterisasi Papan Gipsum Plafon Yang Dibuat dari Serat Eceng Gondok-Gipsum-Castable

  PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN GIPSUM PLAFON YANG DIBUAT DARI SERAT ECENG GONDOK GIPSUM TESIS OLEH SITI NURHABIBAH HUTAGALUNG 117026018/FIS PROGRAM PASCA SARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N 2 0 1 3

  PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN GIPSUM PLAFON YANG DIBUAT DARI SERAT ECENG GONDOK GIPSUM TESIS Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Fisika pada Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara Oleh SITI NURHABIBAH HUTAGALUNG 117026018/FIS PROGRAM PASCA SARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

  PENGESAHAN TESIS Judul Tesis : Pembuatan Dan Karakterisasi Papan Gipsum Plafon Yang Dibuat Dari Serat Eceng Gondok Gipsum Nama Mahasiswa : Siti Nurhabibah Hutagalung Nomor Induk Mahasiswa : 117026018/FIS Program Studi : Magister (S 2) Ilmu Fisika Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Menyetujui, Komisi Pembimbing Dr. Kerista Sebayang,M.S Dr. Perdinan Sinuhaji, M.S Ketua Anggota Ketua Program Studi, Dekan, Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc Dr. Sutarman, M.Sc NIP.195507061981021002 NIP. 1963102619910310

  

PERNYATAAN ORISINALITAS

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN GIPSUM

PLAFON YANG DIBUAT DARI SERAT ECENG GONDOK GIPSUM

TESIS

Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah telah dijelaskan sumbernya dengan benar. Medan, 24 Juli 2013 (Siti Nurhabibah Hutagalung) NIM : 117026018

  

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini :

  

N a m a : Siti Nurhabibah Hutagalung

N I M : 117026018 Program Studi : Magister Ilmu Fisika Jenis Karya Ilmiah : Tesis Demi mengembangkan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non Eksklusif atas Tesis saya yang berjudul : “PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN GIPSUM PLAFON

  

YANG DIBUAT DARI SERAT ECENG GONDOK GIPSUM ”

Beserta perangkat yang ada ( ! " # ! ). Dengan Hak Bebas Royalti Non Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk " , merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya. Medan, 24 Juli 2013 ( Siti Nurhabibah Hutagalung )

  Telah diuji pada Tanggal : 24 Juli 2013 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Dr. Kerista Sebayang, M.S Anggota : 1. Dr. Perdinan Sinuhaji, M.S

   2. Dr. Nasruddin MN, M.Eng. Sc

   3. Dr. Anwar Dharma Sembiring,M.S

   4. Prof. Dr. Timbangen Sembiring, M.Sc

  

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI Nama lengkap berikut gelar : Siti Nurhabibah Hutagalung, S.Si Tempat dan Tanggal Lahir : Medan, 08 Juli 1986 Alamat Rumah : Jl. Titi Papan Gg.Pertahanana No.49 Sei.Sikambing D Medan, Sumatera

  

Utara

No. Telpon/HP/e mail : 081375534410 / 082164911405 siti_nurhabibah69@yahoo.com Instansi Tempat Bekerja : SMK Citra Harapan Percut Sei Tuan Alamat Kantor : Jl. Medan Percut Km.11,5 Telepon : DATA PENDIDIKAN SD : SD Negeri No.060831 Tamat : 1998 SMP : SMP Negeri 18 Medan Tamat : 2001 SMA : SMA Amir Hamzah Medan Tamat : 2004 Strata 1 : Fisika FMIPA Universitas Negeri Tamat : 2009 Medan Strata 2 : Magister Ilmu Fisika SPs USU Tamat : 2013

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmad, taufik dan hidayah Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar besarnya kepada : Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu,

  DTM&H, M.Sc (CTM), Sp.A(K), atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains.

  Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara, Dr. Sutarman, M. Sc. atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.

  Ketua Program Studi Magister Fisika, Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc., Sekretaris Program Studi Magister Fisika, Dr.Anwar Dharma Sembiring, M.S., beserta seluruh Staf Pengajar pada Program Studi Magister Fisika Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara.

  Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan setingi tinginya penulis ucapkan kepada:

  1. Bapak Dr. Kerista Sebayang, M.S selaku Pembimbing Utama dan Bapak Dr.Perdinan Sinuhaji, M.S selaku anggota Komisi pembimbing yang telah memberikan perhatian, dorongan, bimbingan dan arahan dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing penulis hingga selesainya penelitian ini.

  2. Bapak Dr. Nasruddin MN., M.Eng.Sc., bapak Dr.Anwar Dharma Sembiring, M.S dan bapak Prof. Dr. Timbangen Sembiring, M.Sc selaku penguji yang telah banyak memberikan masukan dan saran untuk menyempurnakan tesis ini.

  3. Kepala laboratorium Penelitian FMIPA USU, Laboratorium Polimer FMIPA USU, Kepala Laboratorium PTKI beserta staf atas fasilitas dan sarana yang diberikan selama penelitian.

  4. Ayahanda Alm.ST.M Hutagalung dan Ibunda Siti Sawiyah Pardede yang telah memberikan do’a serta dorongan moril maupun material sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan ini.

  5. Kakanda Siti Rahmah H, SE, Siti Saleha H, dan abangda Abdul Razak H, Abdul Ghani H, Abdul Halim H yang telah memberikan motivasi serta do’anya.

  6. Ikhsan Parinduri atas kerjasama dan dukungannya yang baik selama perkuliahan.

  7. Rekan rekan seangkatan 2011 atas kerjasama dan kekompakannya selama perkuliahan hingga selesai perkuliahan.

  8. Kepala yayasan, kepsek, wakasek, dewan guru serta staf administrasi di YP.Citra Harapan Percut.

  Tidak menutup kemungkinan tesis ini masih kurang sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pihak pembaca demi kesempurnaan tesis ini. Akhirnya semoga tesis ini bermanfaat bagi penelitian dan kemajuan ilmu pengetahuan untuk masa yang akan datang.

  Medan, Agustus 2013 P e n u l i s , Siti Nurhabibah Hutagalung

  

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN GIPSUM

PLAFON YANG DIBUAT DARI SERAT ECENG GONDOK GIPSUM

ABSTRAK

  Telah dilakukan penelitian tentang pembuatan dan karakterisasi papan gipsum plafon yang dibuat dari tepung gipsum, tepung dan serat eceng gondok. Variasi komposisi pembuatan papan gipsum plafon terdiri dari perbandingan persentase berat campuran tepung gipsum : tepung : serat eceng gondok adalah 90:10:0, 89:10:1, 88:10:2, 87:10:3, 86:10:4, 85:10:5, menggunakan metode acak dengan panjang serat 5 cm. Dari hasil penelitian papan gipsum plafon

  3

  memiliki sifat nilai fisis dan mekanik, densitas 1248 1409 kg/m , daya serap air

  2

  2

  16,08%, kuat tekan 56,068 N/m , kuat lentur 3861,8 N/m , kuat tarik 616,03

  2

2 N/m , kuat impak 13300 J/m . Papan gipsum plafon yang dibuat dapat digunakan

  sampai temperature 410

  C. Pembuatan papan gipsum plafon berdasarkan SNI 03 2105 2006 dan JIS 5908 2003

  Kata kunci :

  

PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF GYPSUM

BOARDS CEILING IS MADE OF ECENG GONDOK FIBER GYPSUM ABSTRACT

  The research has been conducted about preparation and characterization of gypsum board ceiling is made of gypsum powder, castable and eceng gondok fiber. The composition variation of the manufacture of gypsum board ceiling consists of a comparison of the percentage by weight of gypsum powder mixture :

  : eceng gondok fiber are 90:10:0, 89:10:1, 88:10:2, 87:10:3, 86:10:4, 85:10:5, Using a random method with fiber length of 5 cm. From the research, gypsum board ceiling has a value of physical and mechanical properties, density of 1248 1409 kg/m3, water absorption 16.08%, compressive strength 56,068

  2

  2

  2 N/m , flexural strength 3861,8 N/m , tensile strength 616,03 N/m , impact

  2

  strength 13300 J/m . Gypsum board ceiling is made can be used up to temperatures of 410 C. Manufacture of gypsum board ceiling by SNI 03 2105 2006 and JIS 5908 2003

  

Keywords: Gypsum eceng gondok fiber, ceiling, physical properties,

mechanical properties$

DAFTAR ISI

  Halaman PENGESAHAN TESIS i

  PERNYATAAN ORISINALITAS ii PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

  ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS iii PENETAPAN PANTIA PENGUJIAN TESIS iv DAFTAR RIWAYAT HIDUP v KATA PENGANTAR vi

  ABSTRAK viii

  ABSTRACT ix

  DAFTAR ISI x

  DAFTAR TABEL xiv

  DAFTAR GAMBAR xv

  1

BAB I PENDAHULUAN

  1.3. Batasan Masalah

  7

  1.1. Latar Belakang

  12

  10

  9

  9

  9

  2.4. Pengertian Gipsum

  2.3. Serat Eceng Gondok

  2.2.2. Serat Alam

  2.2.1. Pengertian Serat

  2.2. Serat

  8

  6

  1.4. Tujuan Penelitian

  6

  2.1.3. Tipe Komposit Serat

  2.1.2. Klasifikasi Bahan Komposit

  2.1.1. Pengertian Komposit

  1.2. Rumusan Masalah

  6

  5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  5

  4

  3

  1

  1.5. Manfaat Penelitian

  2.1. Komposit

  2.5. Papan Gipsum

  16 2.6. (Semen Tahan Panas)

  17

  2.7. Karakterisasi Sifat Fisik Papan Gipsum Plafon

  19

  2.7.1. Pengujian Densitas

  19

  2.7.2. Pengujian Daya Serap Air

  19

  2.8. Karakterisasi Sifat Mekanik Papan Gipsum Plafon

  20

  2.8.1. Pengujian Kuat Tekan

  20

  2.8.2. Pengujian Kuat Lentur

  21

  2.8.3. Pengujian Kuat Tarik

  22

  2.8.4. Pengujian Kuat Impak

  24

  2.9. Pengujian DTA( )

  26 2.10. (SEM)

  26 BAB III METODOLOGI PENELITIAN

  28

  3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

  28

  3.2. Alat dan Bahan

  28

  3.2.1. Alat

  28

  3.2.2. Bahan

  28

  3.3. Variabel Penelitian

  29

  3.4. Prosedur Penelitian

  29

  3.4.1. Pembuatan Serat Eceng Gondok

  29

  3.4.2. Pembuatan Papan Gipsum Plafon Serat Eceng Gondok

  29

  3.5. Bentuk bentuk Sampel Uji

  30

  3.6. Pengujian Sifat Fisis Papan Gipsum Plafon

  31

  3.6.1. Pengujian Densitas

  31

  3.6.2. Pengujian Daya Serap Air

  31

  3.7. Pengujian Sifat Mekanik Papan Gipsum Plafon

  31

  3.7.1. Pengujian Kuat Tekan ( )

  31

  3.7.2. Pengujian Kuat Lentur (

  ! )

  32

  3.7.3. Pengujian Kuat Tarik (

  32

  3.7.4 Pengujian Impak (" #

  33

  3.8. Pengujian DTA

  33

  3.9. Diagram Alir Penelitian

  35

  36 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  4.1. Hasil Pemanfaatan Serat Eceng Gondok Dalam Pembuatan Papan Gipsum Plafon

  36

  4.2. Hasil Karakterisasi Fisik Dari Papan Gipsum Plafon

  36

  4.2.1. Hasil Karakterisasi Densitas

  36

  4.2.2. Hasil Karakterisasi Daya Serap Air

  38

  4.3. Hasil Karakterisasi Sifat Mekanik Dari Papan Gipsum Plafon

  40

  4.3.1. Hasil Pengujian Kuat Tekan (

  #

  41

  4.3.2. Hasil Pengujian Kuat Lentur (

  ! )

  42

  4.3.3. Hasil Pengujian Kuat Tarik (

  44 )

  4.3.4. Hasil Pengujian Impak (" )

  46

  4.4. Hasil Karakterisasi Termal Dengan DTA Dari Papan Gipsum Plafon

  48

  4.5. Hasil Pengujian Morfologi Bahan (SEM)

  54

  58 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  5.1. Kesimpulan

  58

  5.2. Saran

  58 DAFTAR PUSTAKA

  59 LAMPIRAN

  L 1

  DAFTAR TABEL

Tabel Judul Halaman

  2.1 Kandungan Kimia Eceng Gondok Kering

  12

  2.2 Komposisi Gipsum

  13

  2.3 Sifat Fisis dan Mekanis dari Berbagai Standar

  17

  2.4 Karakterisasi Bahan

  18

  4.1 Komposisi Pembuatan Papan Gipsum Plafon

  36

  4.2 Hasil Pengujian Densitas Papan Gipsum Plafon

  37

  4.3 Hasil Pengujian Daya Serap Air Papan Gipsum Plafon

  38

  4.4 Hasil Pengujian Kuat Tekan Papan Gipsum Plafon

  41

  4.5 Hasil Pengujian Kuat Lentur Papan Gipsum Plafon

  42 4.6 Hasil Pengujian Kuat Tarik Papan Gipsum Plafon.

  44

  4.7 Hasil Pengujian Kuat Impak Papan Gipsum Plafon

  46

  4.8 Perbandingan Standar Pengujian Papan Gipsum Plafon Dengan Hasil Penelitian

  48

  DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar Judul

  2.1 Susunan Serat

  9

  2.2 Skema Pengujian Kuat Tekan

  21

  2.3 Skema Pengujian Kuat Lentur

  22

  2.4 Skema Pengujian Kuat Tarik

  24 2.5 (a) Alat Pengujian Impak (b) Skema Pengujian Impak

  25

  3.1 Bentuk Spesimen Pengujian Kuat Tarik dengan Standar ASTM D 638

  30

  3.2 Bentuk Sampel Pengujian Kuat Lentur dengan Standar ASTM D 790

  30

  3.3 Bentuk Sampel Pengujian Impak dengan Standar ASTM D 256

  30

  3.4 Diagram Alir Penelitian

  35

  4.1 Hubungan Densitas dengan Komposisi Sampel

  37

  4.2 Hubungan Daya Serap Air dengan Komposisi Sampel

  39 4.3 (a,b,c) Bentuk Papan Gipsum Plafon , (d) Bentuk Preparasi

  Sampel Uji Mekanik

  40

  4.4 Hubungan Kuat Tekan dengan Komposisi Serat Eceng

  41 Gondok

  4.5 Hubungan Kuat Lentur dengan Komposisi Serat Eceng

  43 Gondok

  4.6 Hubungan Kuat Tarik dengan Komposisi Serat Eceng Gondok

  45

  4.7 Hubungan Kuat Impak dengan Komposisi Serat Eceng Gondok

  47

  4.8 Hubungan Puncak Endoterm / Tg dengan Komposisi Sampel

  49

  4.9 Hubungan Puncak Eksoterm / Tm dengan Komposisi Sampel

  49

  4.10 Hasil Pengukuran Uji DTA Bahan Tepung

  50

  4.11 Hasil Pengukuran Uji DTA Bahan Serat Eceng Gondok

  51

  4.12 Hasil Pengukuran Uji DTA Terhadap Papan Gipsum Untuk Sampel Gipsum Murni

  52

  4.13 Hasil Pengukuran Uji DTA Terhadap Papan gipsum Untuk

  53 Sampel Tepung Gipsum : Serat Eceng Gondok : Tepung (87:10:3)

  4.14 Hasil Pengujian SEM Tepung Gipsum Pembesaran 148x

  54

  4.15 Hasil Pengujian SEM Tepung Gipsum Pembesaran 569 x

  55

  4.16 Hasil Pengujian SEM Tepung Pembesaran 198 x

  56

  4.17 Hasil Pengujian SEM Tepung Pembesaran 603 x

  56

  4.18 Hasil Pengujian SEM Papan Gipsum Plafon (Tepung Gipsum+Tepung + Serat Eceng Gondok)

  57