memberikan kekakuan untuk senyawa tetapi penggunaan filler dalam jumlah yang besar dapat
2.8 SIFAT- SIFAT MATERIAL KOMPOSIT POLIMER
mengurangi fleksibilitas dan adhesi Paroli, 1997.
Sifat mekanik suatu bahan polimer adalah khas dengan kelakuan viskoelastiknya yang dominan, sebagai contoh, pemelaran creep dan relaksasi mudah terjadi,
dan pada pengujian tarik sifat-sifatnya sangat dipengaruhi oleh laju tarikan. Sifat- sifatnya juga berubah karena temperatur, oleh karena itu perlu diperhatikan
beberapa hal sebelum bahan polimer digunakan Surdia, 1995. Pengujian sampel bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat genteng polimer
yang dibuat, baik sifat fisis, sifat mekanik maupun sifat termal. sampel yang diuji akan diketahui kelebihan dan kekurangannya, dan untuk mengetahui kadar
kelayakan pemakaian serta kualitasnya. Adapun pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini adalah
2.8.1 Sifat-sifat Fisis
a. Kerapatan Kerapatan merupakan ukuran kepadatan dari suatu material. Ada dua macam
densitas yaitu : Bulk Density dan true density. Bulk density adalah densitas dari suatu sampel yang berdasarkan volume bulk atu volume sampel yang termasuk
dengan pori – pori atau rongga yang ada pada sampel tersebut. Pengukuran bulk density untuk bentuk yang tidak beraturan dapat ditentukan dengan Metode
Archimedes yaitu dengan menggunakan persamaan sebagai berikut JIS A 5908- 2003
� =
� �
2.11 dengan:
� = densitas grcm
3
m= Massa sampel gram v = volume cm
3
Universitas Sumatera Utara
b. Daya serap air
Pori-pori yang terjadi pada sampel dapat menjadi reservoir air bebas didalam agregat. Presentase berat air yang mampu diserap agregat dan serat didalam air
disebut daya serapan air, sedangkan banyaknya air yang terkandung dalam agregat dan serat disebut kadar air. Pengujian daya serap air Water absorbtion pada
masing – masing sampel dapat dilakukan dengan cara menimbang massa kering sampel dan massa basah. Massa kering adalah massa pada saat sampel dalam
keadaan kering, dan massa basah diperoleh setelah sampel mengalami perendaman selama 24 jam pada suhu kamar. Untuk mendapatkan nilai
penyerapan air dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
���� ����� ��� =
�
�
−�
�
�
�
� 100
2.12 dengan:
M
b
M = Massa sampel dalam keadaan basah gr
k
= Massa sampel dalam keadaan kering gr
Prosedur pengujian daya serap air ini mengacu pada ASTM C-20-00-2005. Pengujian ini bertujuan untuk menentukan besarnya persentase air yang terserap
oleh sampel yang direndam dengan perendaman selama 24 jam.
2.8.2 Sifat Mekanik
a. Kekuatan tarik
Kekuatan tarik adalah salah satu sifat dasar dari bahan. Hubungan tegangan- regangan pada tarikan memberikan nilai yang cukup berubah tergantung pada laju
tegangan, temperatur, lembaban, dan seterusnya. Kekuatan tarik diukur dengan menarik sekeping sampel dengan dimensi yang seragam.
Kemampuan maksimum bahan dalam menahan beban disebut Ultimate Tensile Strength disingkat dengan UTS. Untuk semua bahan, pada tahap sangat
awal uji tarik, hubungan antara beban atau gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang bahan tersebut. Ini disebut daerah linier atau linear
Universitas Sumatera Utara
zone. Di daerah ini, kurva pertambahan panjang vs beban mengikuti aturan Hooke, yaitu rasio tegangan stress dan regangan strain adalah konstan
Gambar 2.10 Kurva Tegangan dan regangan Nurmaulita, 2010 Kurva pada Gambar 2.10 menunjukkan bahwa, bila sebuah bahan diberi
beban sampai pada titik A, kemudian bebannya dihilangkan, maka bahan tersebut akan kembali ke kondisi semula tepatnya hampir kembali ke kondisi semula
yaitu regangan “nol” pada titik O. Tetapi bila beban ditarik sampai melewati titik A, hukum Hooke tidak lagi berlaku dan terdapat perubahan permanen dari
bahan tersebut. Terdapat konvensi batas regangan permamen permanent strain sehingga disebut perubahan elastis yaitu kurang 0.03, tetapi sebagian referensi
menyebutkan 0.005 . Titik Luluh atau batas proporsional merupakan titik dimana suatu bahan
apabila diberi suatu beban memasuki fase peralihan deformasi elastis ke plastis, yaitu titik sampai di mana penerapan hukum Hook masih bisa ditolerir. Dalam
praktek, biasanya batas proporsional sama dengan batas elastis. Bentuk sampel uji secara umum digambarkan seperti Gambar 2.11 berikut
Universitas Sumatera Utara
Gambar.2.11 Uji Tarik ASTM D 638M Tegangan tarik σ, adalah gaya yang diaplikasikan, F, dibagi dengan luas
penampang A; yakni: � =
� �
2.13 Dalam satuan dyne per sentimeter kuadrat CGS atau Newton per meter kuadrat
MKS. Perpanjangan tarik ε adalah perubahan panjang sampel dibagi dengan panjang awal:
� =
∆� �
2.14 Perbandingan tegangan terhadap perpanjangan disebut modulus tarik E
� =
� �
2.15 Modulus tarik E menggambarkan ukuran ketahanan terhadap tegangan tarik.
b. Kekuatan lentur
Pengujian kekuatan lentur UFS dimaksudkan untuk mengetahui ketahanan polimer terhadap pembebanan. Dalam metode ini metode yang digunakan adalah
metode tiga titik lentur. Pengujian ini juga dimaksudkan untuk mengetahui keelastisan suatu bahan.
Gambar. 2.12 Bentuk dan ukuran sampel pada pengujian kuat lentur Nurmaulita, 2010
Universitas Sumatera Utara
Pada permukaan bagian atas cupilkan yang dibebani akan terjadi kompresi, sedangkan pada permukaan bawah sampel akan terjadi tarikan. Pada
pengujian ini terhadap sampel uji diberikan pembebanan yang arahnya tegak lurus terhadap sampel seperti yang diilustrasikan pada Gambar 2.12. Jika batang uji
diberikan pembebanan pada kedua ujungnya dan beban tekuk P diberikan ditengah, tegangan tekuk maksimum σ pada titik nol di tengah adalah:
� =
3�� 2��
2
2.16 dengan:
P = beban patah kgf L = jarak span 10 cm
b = lebar mm d = Tebal mm
kekuatan tekuk berubah menurut ukuran batang uji Ld. Modulus Young pada lenturan E
f
�
�
=
�
3
4�
2
� �
�
2.17 didapat dari persamaan:
Dimana P adalah beban lentur, δ adalah defleksi dan P δ didapat dari gradient garis lurus pada kurva beban terhadap defleksi.
Umumnya pada bahan polimer modulus elastis untuk tekan berbeda dengan untuk tarik, tegangan tekan yang besar terjadi pada bagian yang
mengalami tegangan tekan. Kekuatan tekan jauh lebih besar dari pada kekuatan tarik, hal ini yang menyebabkan patah karena tekukan pada bagian yang
mengalami tegangan tarik.
c. Kekuatan Impak
Kategori