EFEK KOMPOSISI AGREGAT PASIR SUNGAI DAN RESIN EPOXY DALAM PEMBUATAN KOMPOSIT POLIMER BERBASIS BATU APUNG TERHADAP KARAKTERISASINYA

EFEK KOMPOSISI AGREGAT PASIR SUNGAI DAN RESIN EPOXY DALAM PEMBUATAN KOMPOSIT POLIMER BERBASIS BATU

APUNG TERHADAP KARAKTERISASINYA

Oleh

META ROSALINA

Telah dilakukan pembuatan komposit polimer dengan bahan baku: batu apung dari way Mahnai kabupaten Lampung Barat Lampung, pasir sungai dari batu putu Bandar Lampung Lampung dan resin epoxy sebagai material pengikat. Preparasi benda uji dilakukan dengan tahapan sebagai berikut: bahan baku (pasir sungai dan batu apung) digerus dan diayak terlebih dahulu sehingga ukuran butir sama, kemudian bahan baku dan resin epoxy dicampur dan diaduk hingga merata, dicetak menjadi benda uji dan dikondisikan (aging) secara alami selama 14 hari. Variasi komposisi yang dibuat dalam penelitian ini, meliputi persentase jumlah batu apung: 0, 10, 20, 30 dan 50 % dari total pasir sungai yang digunakan, dan resin epoksi: 15, 20, dan 25 % (dalam % berat) dari total agregat. Parameter yang diamati adalah: densitas, porositas, kuat tekan, konduktivitas thermal, kuat redam suara dan analisa mikrostruktur dengan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM) dan Energy Dispersive X-ray (EDX). Dari hasil pengamatan menunjukkan bahwa umumnya penambahan batu apung cenderung menurunkan sifat fisis, mekanik, dan thermal pada komposit polimer. Sebaliknya jika jumlah resin epoxy ditingkatkan sampai 25 %, maka kualitas komposit polimer cenderung meningkat. Kondisi optimum pada uji densitas, porositas, dan konduktivitas thermal dicapai komposisi: 50 % berat batu apung, 50 % berat pasir, dan 25 % berat resin epoxy. Pada uji kuat tekan kondisi optimum dicapai komposisi: 30 % berat batu apung, 70 % berat pasir, dan 25 % berat resin epoxy. Dan untuk uji kuat redam suara kondisi optimum dicapai komposisi: 10 % berat batu apung, 90 % berat pasir, dan 25 % berat resin epoxy.

by

META ROSALINA

The Manufacture of polymer composites have been made with raw materials: pumice river in the West Lampung Lampung, river sand from Bandar Lampung Lampung and epoxy resin as a binder material. Preparation of test specimens made with the following stages: raw materials (river sand and pumice) crushed and sieved in advance so that the same grain size, then the raw material and epoxy resin and stir until evenly mixed, molded into test specimens and conditioned (aging) is naturally for 14 days. Compositional variations are made in this study, include the percentage of pumice: 0, 10, 20, 30 and 50% of the total river sand is used, and epoxy resin: 15, 20, and 25% (in weight%) of the total aggregate . The parameters observed were: density, porosity, compressive strength, thermal conductivity, strong sound damping and microstructural analysis using Scanning Electron Microscope (SEM) and Energy dispersive X-ray (EDX). From the observations indicate that the addition of pumice generally tend to lower the physical properties, mechanical, and thermal in polymer composites. Conversely, if the amount of epoxy resin increased to 25%, then the quality of polymer composites tend to increase. The optimum test conditions on density, porosity, and thermal conductivity is achieved composition: 50 % pumice, 50% by weight of sand, and 25% by weight of epoxy resin. On the compressive strength of test conditions to achieve optimum composition: 30 % pumice, 70% by weight of sand, and 25% by weight of epoxy resin. And for the strength test under optimum conditions to achieve sound damping composition: 10 % pumice, 90% by weight of sand, and 25% by weight of epoxy resin.

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Batu apung adalah salah satu jenis material yang berasal dari muntahan lahar panas gunung berapi. Kemudian dilanjutkan proses pendinginan secara alami dan terendapkan di dalam lapisan tanah selama bertahun-tahun (Muljadi, 2008).

Beberapa daerah di Indonesia yang mempunyai batu apung sangat besar dan berpotensi untuk dikembangkan. Jumlah batu apung sangat melimpah dan tersebar diberbagai daerah baik di pulau Jawa dan Sumatera. Di pulau Sumatera batu apung banyak dijumpai di daerah Krui Kabupaten Lampung Barat, tepatnya di sungai way mahnai di Desa Mandiri. Di daerah ini terdapat batu apung yang mempunyai kenampakan secara megaskopik berwarna putih kekuningan, putih , dan abu-abu muda.

Batu apung memiliki struktur multi rongga sehingga memiliki densitas yang sangat kecil (<1 g/cm3). Sifat-sifat yang dimiliki oleh batu apung antara lain: densitas 0,98 g/cm3, daya serap air 21 %, dan kuat tekan 30 MPa [Calvelri, et.al., 2003; Gaggino, 2006]. Dengan kata lain batu apung memiliki sifat hidrofil,maka material tersebut tidak kompatibel dengan sebagian besar bahan polimer oleh karena itu, secara kimiawi harus dimodifikasi untuk membuat permukaannya yang

Batu apung dapat dimanfaatkan sebagai beton ringan yang merupakan alternatif dari beton konvensional. Karakteristik beton konvensional umumnya ada di pasaran memiliki densitas rata-rata: 2,0 – 2,5 g/cm3, kuat tekan bervariasi dari 3 – 50 MPa (Yassar, et.al., 2003). Bila dilihat dari nilai densitas maka beton sekarang ini tergolong cukup berat, sehingga untuk satu panel beton berukuran 240 x 60 x 6 cm memiliki bobot sekitar 100 - 125 kg. Dengan demikian untuk mengangkatnya baik pada waktu pengangkutan ataupun instalasinya memerlukan tenaga lebih dari 3 orang atau memerlukan alat berat sebagai media pembantu (Yassar,et.al., 2003). Selain itu beton konvensional juga tidak tahan terhadap lumut atau kelembaban tinggi yang menyebabkan beton cepat rapuh (Calvelri,et.al., 2003). Untuk mengatasi kelemahan-kelemahan tersebut perlu dilakukan proses perekayasaan material beton sehingga kelemahan tersebut dapat diminimalkan. Salah satu usaha perbaikan yang dilakukan antara lain dengan cara mengganti material beton konvensional dengan sebuah material komposit polimer yang menggunakan bahan dasar yang biasa dipakai oleh material beton ringan seperti batu apung, perlit, foam dan lain-lain yang dipadukan dengan matrix polimer, dimana polimer memiliki keunggulan dibandingkan semen yaitu lebih cepat pengerasannya, kekuatan tariknya lebih tinggi dan memiliki daya lentur yang lebih baik, sehingga densitas material dapat diperkecil menjadi sekitar < 2 g/cm3 (Anonymous, 2012).

Komposit polimer merupakan komposit yang terdiri dari matriks (matriks merupakan bahan dasar pembentuk komposit yang mengikat pengisi dengan tidak terjadi ikatan secara kimia) berupa polimer dan dengan pengisi (filler) dari bahan jenis lain sehingga komposit mempunyai sifat paduan dari sifat bahan pembentuknya.

Dari uraian diatas maka mendorong penulis untuk mencoba memanfaatkan batu apung yang dipadukan dengan matriks polimer resin epoxy. Dengan alasan tersebut penulis mengambil judul dalam penelitian ini EFEK KOMPOSISI AGREGAT PASIR SUNGAI DAN RESIN EPOXY DALAM PEMBUATAN KOMPOSIT POLIMER BERBASIS BATU APUNG TERHADAP KARAKTERISASINYA.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian di atas, maka masalah yang diharapkan dapat dikaji dalam penelitian ini adalah :

1. Bagaimana pengaruh komposisi batu apung dan pasir sungai yang dipadukan dengan resin epoxy terhadap sifat mekanik (kuat tekan, konduktivitas thermal, dan kuat redam bunyi) dan sifat fisik komposit (densitas, dan porositas)

2. Bagaimana mikrostruktur dari komposit polimer dengan kandungan batu apung, pasir sungai, dan resin epoxy.

kabupaten Lampung Barat Lampung, pasir sungai dari batu putu Bandar Lampung Lampung dan jenis resin yang digunakan adalah epoxy resin tipe GK, product USA. Variabel yang mempengaruhi karakteristik komposit polimer adalah komposisi batu apung, pasir sungai dan epoxy resin. Variasi komposisi dari Batu Apung dibuat: 0, 10, 20, 30, dan 50 % (berat) dari total pasir yang digunakan, sedangkanepoxy resinmasing-masing sebanyak: 15, 20, dan 25 % dari berat total agregat (bahan pasir + batu apung).

1.4. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian yang dilakukan adalah

1. Untuk mengetahui pengaruh komposisi batu apung dan pasir sungai yang dipadukan dengan resin cair terhadap sifat mekanik (kuat tekan, konduktivitas thermal, dan kuat redam bunyi) dan sifat fisik komposit ( porositas dan densitas )

2. Untuk mengetahui mikrostruktur dari komposit polimer dengan kandungan perlit, pasir silika, dan resin epoxy.

1.5. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat penelitian adalah untuk menambah ilmu pengetahuan tentang cara pembuatan komposit polimer berbasis batu apung, pasir, epoxy resin dan teknik karakterisasinya sebagai komponen bahan bangunan (struktural). Dengan dilakukan penelitian ini, maka akan diketahui sejauh mana penggunaan material ini dapat diterapkan.

II.TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengertian Komposit

Material komposit didefinisikan sebagai campuran makroskopik antara serat dan matriks yang bertujuan untuk menghasilkan suatu material baru yang memiliki sifat dan karakteristik yang berbeda dari unsur penyusunnya. Dengan perbedaan material penyusun komposit, maka antara matriks dan penguat harus saling berinteraksi antarmuka (interface), sehingga perlu ada penambahan material katalis berupa wetting agent. Secara umum, penyusun komposit terdiri dari dua atau lebih material yang menimbulkan beberapa istilah dalam komposit, seperti: matriks (penyusun dengan fraksi volume terbesar), penguat (penahan beban utama), interphase(pelekat antara matrik dan penguat), daninterface(permukaan fase yang berbatasan dengan fase lain) (Pramono, 2008).

2.2. Batu Apung (Pumice)

Batu apung adalah salah satu jenis agregat yang berasal dari alam, biasanya berasal dari muntahan lahar panas gunung berapi. Kemudian dilanjutkan proses pendinginan secara alami dan terendapkan di dalam lapisan tanah selama bertahun-tahun (Muljadi, 2008). Batu apung memiliki struktur multi rongga sehingga memiliki densitas yang sangat kecil (<1 g/cm3). Sifat-sifat yang dimiliki

oleh batu apung antara lain: densitas 0,98 g/cm3, daya serap air 21 %, dan kuat tekan 30 MPa [Calvelri, 2003; Gaggino, 2006]. Adapun kandungan atau komposisi kimia yang terdapat di dalam batu apung diperlihatkan seperti pada tabel 2. 1.

Tabel 2.1 Komposisi kimia batu apung (Gaggino, 2006).

Komposisi % berat

SiO2 59

Al2O3 16,60

Fe2O3 4,80

CaO 1,80

Na2O 5,20

K2O 5,40

MgO 1,80

LOI 1,60

Dari Tabel 2. 1, terlihat bahwa komposisi dominan dari batu apung berturut-turut adalah sebagai berikut: SiO2, Al2O3, K2O, Na2O dan Fe2O3, sedangkan senyawa lainnya relatif kecil (< 2%). Batu apung dapat digunakan sebagai bahan baku utama untuk pembuatan beton ringan, karena mempunyai sifat antara lain: porositas tinggi, densitas rendah, isolasi termal tinggi, dan tahan terhadap goncangan, seperti gempa.

Foto bentuk dari batu apung diperlihatkan pada Gambar 2.1 dan pada Gambar 2.2, bahwa batu apung mengambang di dalam air karena memiliki nilai densitas yang lebih rendah dibandingkan air. Bentuk dan ukuran fisik dari batu apung yang terdapat di sungai sangat beragam, demikian pula banyaknya pori, distribusi pori dan massa jenisnya.

Foto Mikrostruktur dari batu apung diperlihatkan seperti pada Gambar 2.3, dimana bentuk tekstur permukaannya dan ukuran pori tidak beraturan. Dari Gambar 2.3 a. dengan perbesaran 80 X, membuktikan bahwa ukuran pori dari batu apung sangat beragam, yaitu mulai dari beberapa mikron sampai < 200 m. Pada Gambar 2.3 b. dengan perbesaran 200 X, maka bentuk, distribusi dan ukuran pori (rongga) dari batu apung menjadi lebih jelas.

Gambar 2.1 Bentuk agregat dari batu apung.

Gambar 2.2 Batu apung yang melayang di dalam air.

Gambar 2.3 Foto SEM dari Batu Apung (lura, 2006). a

2.3. Pasir Sungai

Pasir adalah mineral endapan (sedimen) yang memiliki ukuran butir 0,074 hingga 0,075 mm, dengan ukuran kasar (5 mm hingga 3 mm) dan halus (<1 mm). Berdasarkan lokasi endapannya, dimungkinkan terjadinya perbedaan karakter fisis kandungan pasir mineral seperti Fe, Ti, Mg, Si, dsb. Senyawa magnetite (Fe3O4) adalah suatu mineral magnetik yang biasanya terdapat di daerah pantai atau sungai. Di alam, senyawa ini dapat berasal dari variannya yaitu senyawa titanomagnetite yang rumus umumnya ditulis Fe3-xTixO4 ( 0< x < 1 ) . Respon yang kuat terhadap medan magnet luar menjadikan magnetite sangat berguna untuk kepentingan riset dan dalam dunia industri yang berbasis kemagnetan di antaranya dalam hal rekayasa elektronika, pembuatan magnet permanen, industri baja, sampai untuk pembuatanthin film (Yulianto, 2002).

2.4. Resin Epoxy

2.4.1. Tentang Resin Epoxy

Epoxy adalah suatu kopolimer, yaitu terbentuk dari dua bahan kimia yang berbeda. Ini disebut sebagai resin dan pengeras. Resin ini terdiri dari monomer atau polimer rantai pendek dengan kelompok epoksida di kedua ujung. Epoxy resin paling umum yang dihasilkan dari reaksi antara epiklorohidrin dan bisphenol-A, meskipun yang terakhir mungkin akan digantikan dengan bahan kimia yang serupa. Pengeras terdiri dari monomer polyamine, misalnya Triethylenetetramine (Teta). Ketika senyawa ini dicampur bersama, kelompok amina bereaksi dengan kelompok epoksida untuk membentuk ikatan kovalen.

resin dan pengeras, dan rasio kata senyawanya; proses dapat mengambil menit untuk jam. Beberapa formulasi manfaat dari pemanasan selama masa penyembuhan, sedangkan yang lainnya hanya memerlukan waktu, dan suhu ambien. (Clayton A., 1987)

2.4.2. Aplikasi Resin Epoxy

Beberapa aplikasi resin epoxy dalam berbagai bidang, diantaranya: 1. Perekat

Khusus epoxy cukup kuat untuk menahan kekuatan antara sirip papan selancar dan sirip mount. Epoxy ini tahan air. Perekat Epoxy adalah bagian utama dari kelas perekat disebut perekat struktural atau perekat rekayasa (yang meliputi poliuretan, akrilik, cyanoacrylate, dan kimia lainnya). Perekat ini kinerja tinggi digunakan dalam konstruksi pesawat terbang, mobil, sepeda, perahu, klub golf, ski, Snowboards, dan aplikasi lain di mana obligasi kekuatan tinggi diperlukan. Epoxy perekat dapat dikembangkan untuk memenuhi hampir aplikasi apapun. Mereka dapat digunakan sebagai perekat untuk kayu, logam, kaca, batu, dan beberapa plastik. Mereka dapat dibuat fleksibel atau kaku, transparan atau buram / berwarna, pengaturan cepat atau pengaturan lambat. Perekat epoxy lebih baik dalam ketahanan panas dan kimia dari perekat umum lainnya.

Epoxies biasa digunakan dalam optik, serat optik, Optoelektronik, dan kedokteran gigi.

2. Seni

Epoxy resin, dicampur dengan pigmen, digunakan sebagai media lukisan, dengan menuangkan lapisan di atas satu sama lain untuk membentuk suatu gambaran yang lengkap.

3. Energi Angin aplikasi

Epoxy resin yang digunakan dalam pembuatan bilah rotor turbin angin. resin ini tertanam pada bahan inti, seperti kayu balsa atau foam, dan media penguat, seperti kain, serat gelas atau serat karbon. Proses ini disebut VARTM, yakni Vacuum Assisted Resin Transfer Moulding. Karena sifat yang sangat baik, epoxy adalah resin yang paling disukai untuk komposit.

4. Risiko kesehatan

Risiko utama yang terkait dengan penggunaan epoxy adalah sensitisasi ke pengeras yang dari waktu ke waktu, dapat menimbulkan reaksi alergi.

2.5. Katalis

Katalis adalah zat yang ditambahkan ke dalam suatu reaksi dengan maksud memperbesar kecepatan reaksi. Katalis terkadang ikut terlibat dalam reaksi tetapi tidak mengalami perubahan kimiawi yang permanen, dengan kata lain pada akhir reaksi katalis akan dijumpai kembali dalam bentuk dan jumlah yang sama seperti sebelum reaksi.

yang sama reaksi dapat berlangsung lebih cepat.

2.6. Karakterisasi Komposit Polimer

Untuk mengetahui sifat-sifat dan kemampuan suatu material maka perlu dilakukan pengujian dan analisis. Beberapa jenis pengujian dan analisis yang dibahas untuk keperluan penelitian ini antara lain: pengujian sifat fisis (densitas, porositas), pengujian sifat mekanis (kuat tekan, konduktivitas thermal dan kuat redan bunyi,), dan pengujian mikrostruktur (SEM dan EDX).

2.6.1. Densitas

Densitas didefinisikan sebagai kepadatan suatu zat yang dirumuskan secara matematika berupa perbandingan massa benda dengan volumenya. Namun jika pengukuran volume benda sulit dilakukan, karena bentuk benda tidak teratur, pengukuran densitas dapat pula menggunakan prinsip Archimedes, dengan persamaan sebagai berikut: (ASTM C 20–93)



H O



x mk m m m B J K 2 ) ( ρ ρ    ……….(1) dengan:

ρ = Densitas (g/cm3)

mJ = massa jenuh setelah direndam selama 24 jam (g)

mB = massa basah sampel yang digantung di dalam air setelah sebelumnya direndam dalam air (g)

mk = massa kawat (g) ρ H2O = 1 g/cm3

Pengukuran densitas pada komposit polimer adalah sangat penting karena mengingat bahwa densitas yang tinggi akan menghasilkan kuat tekan yang akan tinggi juga, tentunya tergantung dari komposisi material-material pembentuk komposit polimer.

2.6.2. Porositas

Porositas merupakan prosentase perbandingan volume kosong (rongga) dengan volume benda padatnya. Ada dua jenis porositas, yakni porosiatas terbuka dan porositas tertutup. Pada porositas tertutup, rongga di dalam suatu benda tidak dapat ditembus oleh air, sehingga pengukuran porositas tertutup sulit dilakukan, sedangkan porositas terbuka, mempunyai akses dengan permukaan luar meskipun rongga berada di tengah-tengah benda. Sehingga yang biasanya diukur adalah porositas terbuka yang dinyatakan dalam persamaan:



100%



)

(m mk X m m m P B J K J     ……….(2) dengan:

P = porositas (%)

mJ = massa jenuh setelah direndam 24 jam mK = massa kering sampel (g)

2.6.3. Kuat Tekan

Kuat tekan suatu material didefenisikan sebagai kemampuan material dalam menahan beban atau gaya mekanis sebagai kemampuan material dalam menahan beban atau gaya mekanis sampai terjadinya kegagalan (failure). Pengujian kuat tekan dapat dilihat pada gambar 2.4. Bentuk sampel uji biasanya berbentuk silinder dengan perbandingan panjang dan diameter, (L/d) adalah 1 banding 3. Akan tetapi, nilai perbandingan antara panjang dan tinggi bisa sampai 10 kalinya pada saat pengujiaan sampel untuk menentukan modulus elastisitas.

Pengukuran kuat tekan (compressive strength) mengacu pada ASTM C 469 - 94 dan dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

Kuat Tekan = ………(3) dimana:

P = Gaya penekan, kgf

2.6.4 Konduktivitas Panas (Thermal conductivity)

Pengujian konduktivitas panas dari komposit ini diukur dengan menggunakan standar (ASTM C 177-97)yang memenuhi persamaan sebagai berikut:

) .( ) . / . . ( 2 1 T T A X dt dT c m k   ……….(4) dimana:

k = konduktivitas termal m = massa plat (kg)

c = panas jenis (kkal/kg0C) dT/dt = slope (0C/jam)

X = tebal sampel (m) d = diameter sampel (m) A = luas (m2)

T1 = Temperatur 1 (0C) T2 = Temperatur 2 (0C)

2.6.5. Kemampuan Redam Suara

Pengujian Kuat redam bunyi dari komposit ini mengacu pada (Giancolli,2001) maka akan dinyatakan dalam persamaan :

α = I/Io……….(5)

dimana :

α = koefisien absorpsi

Io= Intensitas suara datang (W/m2 ) I = Intensitas suara diserab (W/m2)

Dengan menggunakan elektron sebagai sumber pencitraan dan medan elektromagnetik sebagai lensanya. Elektron diemisikan dari katoda (elektron gun) melalui efek foto listrik dan dipercepat menuju anoda. Pada SEM, sinyal yang diolah merupakan hasil deteksi dari secondary electron yang merupakan elektron yang berpindah dari permukaan sampel. SEM dipakai untuk mengetahui struktur mikro suatu material meliputi struktur, morfologi, komposisi dan informasi kristalografi permukaan partikel. Morfologi yang diamati oleh SEM berupa bentuk,ukuran dan susunan partikel.

EDX ( Energy Dispersive X-ray) merupakan karakterisasi material menggunakan sinar-x yang diemisikan ketika material mengalami tumbukan dengan elektron. Sinar-x diemisikan dari transisi elektron dari lapisan kulit atom, karena itu tingkat energinya tergantung dari tingkat energi kulit atom. Dengan mendeteksi tingkat energi yang dipancarkan dari sinar-x dan intensitasnya, maka dapat diketahui atom-atom penyusun material dan persentase massanya.

III.METODELOGI PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Pelaksanaan Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan selama tiga bulan terhitung pada bulan Februari –Mei 2012. Adapun tempat pelaksanaan penelitian ini adalah Laboraturium Fisika Material Jurusan Fisika FMIPA UNILA

3.2. Bahan Baku

Bahan baku yang dipergunakan untuk pembuatan panel komposit polimer antara lain: pasir sungai, batu apung, resin epoxy, thinner, katalis.

3.3. Peralatan

Alat-alat yang digunakan untuk pembuatan komposit polimer ini antara lain: timbangan (neraca digital), gelas ukur, spatula, cetakan sampel (pipa PVC), Universal Testing Machine (UTM), Scanning Electron Microscope (SEM) dan EDX, Ayakan (screen).

1. Variasi komposisi batu apung: 0, 10, 20, 30, dan 50 % berat dari total pasir yang digunakan.

2. Variasi komposisi epoxy resin: 15, 20, dan 25 % dari berat total agregat (bahan pasir + batu apung)

Parameter-parameter yang dilakukan meliputi pengujian: densitas, porositas, kuat tekan,konduktivitas thermal, kuat redam bunyi dan mikrostrukturnya.

Pada tabel 3.1 sampai dengan 3.3., diperlihatkan komposisi bahan baku (pasir, batu apung danepoxy resin) pada pembuatan komposit polimer.

Tabel 3.1 Komposisi campuran bahan baku denganepoxy resin15 % dari total pasir dan batu apung.

Kode Sampel Batu apung (g) pasir (g) Epoxy resin (g)

K1 0 300 45

K2 30 270 45

K3 60 240 45

K4 90 210 45

K5 150 150 45

Tabel 3.2 Komposisi campuran bahan baku denganepoxy resin20 % dari total pasir dan batu apung.

Kode Sampel Batu apung (g) pasir (g) Epoxy resin (g)

L1 0 300 60

L2 30 270 60

L3 60 240 60

L4 90 210 60

Tabel 3.3 Komposisi campuran bahan baku denganepoxy resin25 % dari total pasir dan batu apung.

Kode Sampel Batu apung (g) pasir (g) Epoxy resin (g)

M1 0 300 75

M2 30 270 75

M3 60 240 75

M4 90 210 75

M5 150 150 75

3.5. Prosedur Pembuatan Sampel komposit Polimer

Preparasi sampel komposit polimer diperlihatkan seperti pada Gambar 3.1. Pada pembuatan komposit polimer, masing-masing bahan baku, yaitu: pasir, batu apung, epoxy resin dan thinner (50% dari total berat resin) ditimbang sesuai dengan komposisi yang tercantum pada Tabel 3.1 - 3.3 Thiner yang dipakai biasa digunakan sebagai pengencer cat minyak dan dalam penelitian ini digunakan sebagai pengencer epoxy resin. Sedangkan jenis epoxy resin yang digunakan adalah GK (dua component adhesive).

Penimbangan

Pasir sungai Batu apung Epoxy resin

Pencampuran

Pencetakan Pengerasan Pengujian

dituangkan ke dalam cetakan yang terbuat dari pipa PVC dengan bentuk sampel berupa silinder (diameter 2.75 cm dan tinggi 10 cm). Setelah adonan dicetak, kemudian dikeringkan untuk mengalami proses pengerasan. Sampel yang telah mengalami pengerasan kemudian dilakukan pengujian, meliputi: densitas, porositas, kuat tarik, kuat tekan, dan kuat patah, dan uji mikrostruktur.

3.6. KARAKTERISASI 3.6.1. Densitas

Densitas merupakan ukuran kepadatan dari suatu material. Pengukuran densitas (bulk density) dari masing-masing komposisi yang telah dibuat, dilakukan sebagai berikut :

1. Sampel yang telah mengalami pengerasan (ageing)

2. Kemudian timbang massa sampel kering (mK) dengan menggunakan neraca digital.

3. sampel yang telah ditimbang, kemudian direndam di dalam air selama 24 jam untuk mendapatkan masa jenuh (mJ)

4. Sampel yang telah ditimbang, kemudian diukur massa basah dalam air (mB), dengan menggunakan kawat penggantung.

5. Sampel yang telah diukur massa kering, massa jenuh, dan massa dalam air, dilakukan penghitungan densitasnya menggunakan metoda Archimedes, mengacu pada standard ASTM C 134 -95 dan dihitung dengan persamaan (1).

3.6.2. Porositas

Porositas dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah volume lubang-lubang kosong yang dimiliki oleh zat padat (volume kosong) dengan jumlah dari zat padat yang ditempati oleh zat padat.

Pengukuran porositas dari sampel yang telah dibuat, dilakukan sebagai berikut : 1. Sampel direndam dalam air selama 24 jam sampai semua air meresap kedalam

rongga pori–pori sampel.

2. Sampel yang telah direndam, kemudian di timbang menggunakan neraca digital untuk mencari massa jenuhnya (mJ)

3. Selanjutnya diukur massa dalam posisi rongga terisi air, dengan cara menggantungkan sampel didalam air diatas neraca digital sehingga didapatkan massa basahnya (mB)

4. Sampel yang telah diambil datanya selanjutnya dihitung porositasnya, menggunakan rumus (2).

3.6.3. Kuat Tekan (Compressive strength)

Untuk mengetahui nilai kuat tekan, dilakukan pengujian sebagai berikut :

1. Sampel berbentuk selinder diukur diameternya, minimal dilakukan tiga kali pengulangan. Dengan mengetahui diameternya maka luas penampang dapat

dihitung, A = π (d2/4).

2. Atur tegangan supply sebesar 40 volt, untuk menggerakkan motor penggerak kearah atas maupun bawah. Sebelum pengujian berlangsung, alat ukur (gaya) terlebih dahulu dikalibrasi dengan jarum penunjuk tepat pada angka nol.

otomatis akan bergerak dengan kecepatan konstan sebesar 4 mm/menit.

4. Apabila sampel telah pecah, arahkan switch kearah OFF maka motor penggerak akan berhenti. Kemudian catat besarnya gaya yang ditampilkan pada panel display, saat sampel tersebut rusak.

Pengukuran kuat tekan (compressive strength) mengacu pada ASTM C 469 - 94 dan dapat dihitung dengan persamaan (3).

3.6.4. Konduktivitas Thermal

Untuk mengetahui besarnya konduktivitas thermal dari sampel, dilakukan pengujian sebagai berikut :

1. Sampel dibuat berbentuk selinder (koin) dengan diameter sekitar 10 cm, dan tebal 1 – 1.5 cm, untuk memastikan dimensinya gunakan mikrometer dan jangka sorong dan diukur dimensinya minimal tiga kali pengulangan.

2. Timbang pelat alas kuningan, C dan catat massanya (m), kemudian gantungkan dengan tali penggantung, X pada statip penggantung.

3. Letakkan benda uji, di atas pelat alas tersebut, dan olesin permukaan benda uji tersebut dengan bahan pelumas agar kontak panasnya menjadi lebih baik

4. Ketel uap, S diletakkan diatas benda uji dan hubungkan dengan ketel air panas dengan menggunakan selang.

5. Masukkan termometer T1 pada lubang ketel uap dan termometer T2 pada pelat alas kuningan.

6. Catat kenaikan temperatur T1 dan T2 setiap dua menit sampai kondisi kesetimbangan (stady state) tercapai. Keadaan setimbang dinyatakan apabila kenaikan temperatur berkisar 0,10Cselama 10 menit.

7. Apabila T1 dan T2 sudah mencapai setimbang angkat ketel uap dan panaskan pelat alas beserta benda uji dengan alat pemanas, hingga temperatur T2 naik sekitar 100C.

8. Setelah temperaturnya tercapai, matikan alat pemanas dan catat penurunan temperatur T2 setiap dua menit, sehingga selisih suhunya sekitar 20 0C.

9. Kemudian plot kurva kenaikan temperatur selama pemanasan dan penurunan temperatur sewaktu pendinginan terhadap waktu.

10. Gunakan persamaan (4) untuk menghitung tingkat konduktivitas thermal.

3.6.5. Kemampuan Redam Suara

Untuk mengukur kemampuan redam suara diperlukan sinyal generator yang frekuensinya dapat diatur dan loudspeaker untuk menghasilkan suara dari sinyal generator.Taraf Intensitas suara yang keluar dari loudspeaker tersebut di ukur dengan alat Sound Level Meter, kemudian suara tersebut dilewatkan melalui steorofoam yang telah dilubangi. Kemudian diukur lagi Taraf Intensitasnya ketika keluar dari steorofoam tersebut. Selisih Taraf Intensitas suara masuk dan suara keluar merupakan daya redam sampel tersebut.koefisien serap (absorpsi) adalah angka tanpa satuan yang menunjukkan perbandingan antara energy bunyi yang tidak dipantulkan (diserap) oleh material pembatas berbanding keseluruhan energi bunyi yang mengenai material pembatas,dapat dihitung dengan persamaan (5) (Giancoli 2001).

berdasarkan data yang diperoleh dari alat ukur Scanning Electron Microscope (SEM), seperti diperlihatkan pada Gambar 3.2

Mekanisme alat ukur SEM dapat dijabarkan sebagai berikut:

a. Sampel diletakkan di dalam cawan, kemudian sampel tersebut dilapisi emas.

b. Sampel disinari dengan pancaran elektron bertenaga kurang lebih 20 kV sehingga sampel memancarkan elektron turunan (secondary electron) dan elektron terpantul (back scattered electron) yang dapat dideteksi dengan detector scintilator yang diperkuat sehingga timbul gambar pada layar CRT.

c. Pemotretan dilakukan setelah dilakukan pengesetan pada bagian tertentu, dari objek dan perbesaran yang diinginkan sehingga diperoleh foto yang didapat diidentifikasi.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian yang diperoleh maka dapat disumpulkan bahwa: 1. Pengaruh penambahan batu apung terhadap komposisi komposit polimer

pada uji fisik berbanding terbalik, dimana sampel yang kandungan batu apung terbanyak mamiliki densitas yang rendah dan porositas yang tinggi.

2. Penambahan batu apung pada uji kuat tekan cenderung menurunkan nilai kuat tekan , kecuali bila resin epoxy ditambah maka kuat tekan akan bertambah.

3. Pengaruh penambahan batu apung cenderung menurunkan daya hantar panas atau bersifat meredam panas. Struktur dari batu apung yang berpori- pori, dan memiliki densitas yang rendah sehingga konduktivitas thermal yang dihasilkan rendah.

4. Koefisien redam bunyi yang paling baik pada sampel dengan komposisi batu apung 10%, pasir sungai 90% dan resin epoxy 25%. Dimana dengan penambahan batu apung cenderung menurunkan tingkat redam suara pada sampel.

merupakan unsur utama dari polimer epoxy resin paling dominan pada komposit ini.

5.2. Saran

Untuk proses penelitian lebih lanjut dalam pembuatan komposit polimer berbasis batu apung dengan menggunakan penguat resin epoxy disarankan:

1. Pada penelitian selanjutnya untuk variasi sampel selain variasi komposisi, diharapkan juga menggunakan variasi waktu pengeringan ,variasi ukuran sampel dan variasi matriks.

2. Untuk pengujian selanjutnya juga diharapkan melakukan uji kuat mekanik kuat patah, kuat tarik, kuat bakar, dan modulus elastis.

3. Diharapkan juga untuk penelitian selanjutnya, range variable komposisi di perkecil sehingga mendapatkan data yang lebih baik dan melakukan uji dengan pengulangan yang lebih banyak.

APUNG TERHADAP KARAKTERISASINYA (Skripsi)

Oleh Meta Rosalina

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG 2012

bersaudara dari pasangan Hanan Syamsi dan Dahlia.

Penulis menyelesaikan pendidikan di Taman Kanak-kanak Pertiwi Muaradua tahun 1995, Sekolah Dasar (SD) Negri 10 Muaradua tahun 2001, Sekolah Menengah Pertama (SMP) Negri 1 Muaradua tahun 2004 , Sekolah Menengah Atas (SMA) Negri 1 Muaradua tahun 2007, dan pada tahun 2007 penulis terdaftar sebagai mahasiswi jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung melalui jalur PKAB.

Semasa sekolah dan kuliah penulis pernah mengikuti berbagai kegiatan organisasi, mulai dari SMP penulis aktif ikut kegiatan OSIS dan Pramuka, saat SMA penulis aktif dalam organisasi OSIS, pernah mengikuti Latihan Kepemimpinan Sekolah (LKS) tahun 2005, dan penulis juga pernah mengikuti Olimpiade Matematika tingkat

tahun 2007. Semasa kuliah penulis juga aktif dalan kegiatan organisasi kampus baik intra( HIMAFI 2007-2009, dan DPMU 2009-2010) maupun ekstra (HMI Komisarian Sosial dan Politik UNILA dan HMI FMIPA UNILA).

Penulis mengikuti berbagai kegiatan kampus seperti seminar dan

workshop Fisika Material tahun 2008, asisten praktikum Fisika Dasar I tahun 2009, asisten praktikum eksperimen fisika 2010, pelatihan bahasa Jepang yang diselenggarakan Lembaga Penelitian UNILA tahun 2008, latihan Kaderisasi Tingkat Basic (LK I) yang diselenggarakan oleh HMI Komsospol UNILA tahun 2009, serta beberapa seminar, workshop dan pelatihan lainnya yang diselenggarakan oleh UNILA. Penulis pernah melakukan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di Pusat Penelitian Fisika Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (P2FIS LIPI) di PUSPIPTEK Serpong Tanggerang Selatan tahun 2010 dengan tema komposit polimer dan sekarang melakukan tugas akhir dengan tema yang sama.

Allah SWT yang menciptakan langit dan bumi beserta isinya.

Kedua orangtuaku ayahanda dan ibunda tercinta yang telah memberikan dukungan berupa doa dan materil, terimakasih atas segala

dukungannya.

Kakak dan adiku tersayang yang selalu memberiku semangat.

Seseorang yang selalu ada menemaniku dalam suka dan duka, terimakasih atas ketulusan yang diberikan.

Berpikirlah Sebelum Bertindak

jangan takut akan kesalahan

Perubahan dalam Hidup belum tentu jadi baik, tapi untuk menjadi hidup lebih baik itu butuh perubahan

menyelesaikan skripsi yang berjudul efek komposisi agregat pasir sungai dan resin epoxy dalam pembuatan komposit polimer berbasis batu apung terhadap karakterisasinya sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana fisika di Universitas Lampung. Oleh karena itu dengan segala hormat penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Drs. Pulung Karo Karo M.Si, selaku pembimbing utama yang bersedia membimbing, meluangkan waktu, pikiran, dan tenaga sehingga skripsi ini dapat selesai. Penulis haturkan terima kasih atas segala nasihat dan mohon maaf sebesar-besarnya atas setiap salah dan khilaf penulis.

2. Bapak Drs. Ediman Ginting M.Si, selaku pembimbing kedua yang telah meluangkan waktu, membimbing, mengarahkan, dan berdiskusi. Saran-saran bapak selalu dinanti. 3. Ibu Dra. Dwi Asmi Phd, selaku pembahas yang telah bersedia meluangkan waktu dan

pikiran untuk memberikan kritik dan saran yang sangat membangun demi kesempurnaan skripsi ini.

4. Seluruh dosen dan staff jurusan Fisika Universitas Lampung. 5.

penulisan skripsi ini.

Akhirnya, dengan segala kerendahan hati saya ucapkan terima kasih, semoga setiap bantuan, dukungan, dan kebaikan Bapak/Ibu/Saudara/I semua dicatat sebagai amal yang akan dibalas oleh Allah SWT dengan pahala yang berlipat ganda.

Bandar Lampung, Juli 2012 Penulis,

RIWAYAT HIDUP

Penulis bernama Meta Rosalina yang dilahirkan pada 11 Mei 1990, di Muaradua kabupaten OKU Selatan Sum-Sel, anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan Hanan Syamsi dan Dahlia.

Penulis menyelesaikan pendidikan di Taman Kanak-kanak Pertiwi Muaradua tahun 1995, Sekolah Dasar (SD) Negri 10 Muaradua tahun 2001, Sekolah Menengah Pertama (SMP) Negri 1 Muaradua tahun 2004 , Sekolah Menengah Atas (SMA) Negri 1 Muaradua tahun 2007, dan pada tahun 2007 penulis terdaftar sebagai mahasiswi jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung melalui jalur PKAB.

Semasa sekolah dan kuliah penulis pernah mengikuti berbagai kegiatan organisasi, mulai dari SMP penulis aktif ikut kegiatan OSIS dan Pramuka, saat SMA penulis aktif dalam organisasi OSIS, pernah mengikuti Latihan Kepemimpinan Sekolah (LKS) tahun 2005, dan penulis juga pernah mengikuti Olimpiade Matematika tingkat

Kabupaten serta mengikuti lomba beasiswa Nusantara Tingkat Provinsi tahun 2007. Semasa kuliah penulis juga aktif dalan kegiatan organisasi kampus baik intra( HIMAFI 2007-2009, dan DPMU 2009-2010) maupun ekstra (HMI Komisarian Sosial dan Politik UNILA dan HMI FMIPA UNILA).

Penulis mengikuti berbagai kegiatan kampus seperti seminar dan workshop Fisika Material tahun 2008, asisten praktikum Fisika Dasar I tahun 2009, asisten praktikum eksperimen fisika 2010, pelatihan bahasa Jepang yang diselenggarakan Lembaga Penelitian UNILA tahun 2008, latihan Kaderisasi Tingkat Basic (LK I) yang diselenggarakan oleh HMI Komsospol UNILA tahun 2009, serta beberapa seminar, workshop dan pelatihan lainnya yang diselenggarakan oleh UNILA. Penulis pernah melakukan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di Pusat Penelitian Fisika Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (P2FIS LIPI) di PUSPIPTEK Serpong Tanggerang Selatan tahun 2010 dengan tema komposit polimer dan sekarang melakukan tugas akhir dengan tema yang sama.

Puji syukur atas nikmat Allah serta hidayah-Nya dimana telah memberikan kesabaran dalam menyelesaikan skripsi ini. Dengan segala hormat karya kecilku ini akan ku persembahkan kepada :

Allah SWT yang menciptakan langit dan bumi beserta isinya.

Kedua orangtuaku ayahanda dan ibunda tercinta yang telah memberikan dukungan berupa doa dan materil, terimakasih atas segala

dukungannya.

Kakak dan adiku tersayang yang selalu memberiku semangat.

Seseorang yang selalu ada menemaniku dalam suka dan duka, terimakasih atas ketulusan yang diberikan.

MOTTO

Berpikirlah Sebelum Bertindak

jangan takut akan kesalahan

Perubahan dalam Hidup belum tentu jadi baik, tapi untuk menjadi hidup lebih baik itu butuh perubahan

SANWACANA

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang Maha Pemurah lagi Maha Penyayang yang telah memberikan Rahmat, Karunia dan Bimbingan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul efek komposisi agregat pasir sungai dan resin epoxy dalam pembuatan komposit polimer berbasis batu apung terhadap karakterisasinya sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana fisika di Universitas Lampung. Oleh karena itu dengan segala hormat penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Drs. Pulung Karo Karo M.Si, selaku pembimbing utama yang bersedia membimbing, meluangkan waktu, pikiran, dan tenaga sehingga skripsi ini dapat selesai. Penulis haturkan terima kasih atas segala nasihat dan mohon maaf sebesar-besarnya atas setiap salah dan khilaf penulis.

2. Bapak Drs. Ediman Ginting M.Si, selaku pembimbing kedua yang telah meluangkan waktu, membimbing, mengarahkan, dan berdiskusi. Saran-saran bapak selalu dinanti. 3. Ibu Dra. Dwi Asmi Phd, selaku pembahas yang telah bersedia meluangkan waktu dan

pikiran untuk memberikan kritik dan saran yang sangat membangun demi kesempurnaan skripsi ini.

4. Seluruh dosen dan staff jurusan Fisika Universitas Lampung. 5.

6. Satya Kumara Rimbangadi, yang telah banyak membantuku selama kuliah dan dalam penulisan skripsi ini.

Akhirnya, dengan segala kerendahan hati saya ucapkan terima kasih, semoga setiap bantuan, dukungan, dan kebaikan Bapak/Ibu/Saudara/I semua dicatat sebagai amal yang akan dibalas oleh Allah SWT dengan pahala yang berlipat ganda.

Bandar Lampung, Juli 2012

Penulis,