BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Rancangan Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental laboratoris.
3.2 Sampel dan Besar Sampel Penelitian 3.2.1 Sampel Penelitian
Sampel penelitian terbuat dari gips tipe III yang terbagi atas tiga kelompok, yakni kelompok A berasal dari gips tipe III pabrikan, kelompok B berasal dari gips tipe III
hasil daur ulang dengan pemanasan 130
o
C dan kelompok C berasal dari gips tipe III hasil daur ulang dengan pemanasan 160
o
C. Bentuk sampel adalah silinder dengan ukuran diameter 20 mm x tinggi 40 mm. Spesifikasi ADA No.25.
23
Sampel dibuat dari tabung silinder yang terbuat dari stainless steel.
Gambar 1. Ukuran Sampel untuk Mengukur Kekuatan Kompresi
3.2.2 Besar Sampel Penelitian
Besar sampel dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut:
t – 1 r – 1 ≥ 15
d = 20 mm t = 40 mm
Universitas Sumatera Utara
Keterangan: t: Jumlah perlakuan
r: Jumlah ulangan Dalam penelitian ini akan digunakan t=3 sebab jumlah perlakuan sebanyak tiga
perlakuan yakni sampel gips daur ulang tipe III dengan suhu pemanasan 130
o
C, 160
o
C dan sampel gips pabrikan. Jumlah r tiap kelompok sampel dapat ditentukan sebagai
berikut: t - 1 r -
1 ≥ 15 3
– 1 r – 1 ≥ 15 2 r
– 1 ≥ 15 r
– 1 ≥ 7,5 r ≥ 8,5
Jumlah sampel minimal untuk masing-masing kelompok ialah 9, maka total sampel yang digunakan adalah 27 sampel.
3.3 Variabel penelitian 3.3.1 Klasifikasi Variabel
3.3.1.1 Variabel Bebas
1. Sampel yang dibuat dari gips tipe III pabrikan kelompok A. 2. Sampel yang dibuat dari gips tipe III hasil daur ulang dengan pemanasan 130
o
C kelompok B.
3. Sampel yang dibuat dari gips tipe III hasil daur ulang dengan pemanasan 160
o
C kelompok C.
3.3.1.2 Variabel Terikat
Kekuatan kompresi
Universitas Sumatera Utara
3.3.1.3 Variabel Terkendali
1. Rasio W P gips tipe III. 2. Kecepatan pengadukan.
3. Waktu pengadukan. 4. Limbah gips tipe III.
5. Ukuran bubuk limbah gips tipe III. 6. Suhu dan waktu pemanasan limbah gips tipe III.
3.3.1.4 Variabel Tidak Terkendali
1. Lama penyimpanan limbah gips tipe III. 2. Suhu dan kelembaban ruangan.
3.3.2 Definisi Operasional
Variabel Bebas Definisi Operasional
Skala Ukur Alat Ukur
Gips tipe
III pabrikan
kelompok A Gips tipe III sediaan pabrik yang
belum digunakan,
merek Moldano
®
, Germany. -
-
Gips hasil
daur ulang
kelompok B
Limbah gips tipe III yang telah melalui proses penghalusan dan
pemanasan pada suhu 130 C.
- -
Gips hasil
daur ulang
kelompok C
Limbah gips tipe III yang telah melalui proses penghalusan dan
pemanasan pada suhu 160 C.
- -
Variabel Terikat Definisi Operasional
Skala Ukur Alat Ukur
Kekuatan kompresi kekuatan yang
diukur menggunakan alat uji tekan.
Skala rasio Alat
uji tekan
Servopulser, Japan.
Universitas Sumatera Utara
Variabel Terkendali
Definisi Operasional Skala Ukur
Alat Ukur
Rasio W P gips tipe III
Perbandingan banyak
bubuk gips dengan banyaknya air yaitu
100 gr bubuk gips : 30 mL air.
3
- Timbangan
digital dan gelas ukur.
Kecepatan pengadukan
kecepatan untuk mengaduk gips yaitu
dengan menggunakan
vacuum mixer Mixyvac selama 30 detik hingga homogen.
2,21
- -
Waktu pengadukan waktu yang dibutuhkan untuk mengaduk gips hingga homogen
yaitu 15 detik menggunakan spatula
dan 20-30
detik menggunakan vacuum mixer.
2,21
- Stopwatch.
Limbah gips tipe III
Gips sisa dari pembuatan sampel gips kelompok kontrol.
- -
Ukuran bubuk
limbah gips tipe III Besarnya partikel bubuk hasil
penghancuran limbah gips tipe III yaitu 0,075 mm.
- Saringan
Partikel BBS-
Laboratory Test Sieve.
Suhu dan waktu pemanasan limbah
gips tipe III Derajat panas dan lamanya
proses pemanasan bubuk limbah gips tipe III yaitu sebesar 130
C kelompok
B dan
160 C
kelompok C selama 40 menit. -
Termometer dan
stopwatch.
Variabel Tidak Terkendali
Definisi Operasional Skala Ukur
Alat Ukur
Lama penyimpanan limbah gips tipe III
Waktu yang diperlukan untuk mengumpulkan limbah gips tipe
III sebelum dilakukan daur ulang.
- -
Suhu dan
kelembaban ruangan
Derajat panas dan kandungan uap air di udara pada ruang
kerja. -
-
3.4 Waktu dan Lokasi Penelitian 3.4.1 Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan pada Juli-September 2013.
Universitas Sumatera Utara
3.4.2 Lokasi Pembuatan Sampel
1. Laboratorium Kimia Organik Bahan Alam FMIPA USU. 2. Laboratorium Beton Bahan Rekayasa Fak. Teknik Sipil USU.
3. Unit UJI Laboratorium Dental FKG USU. 3.4.3 Lokasi Pengujian Sampel
Laboratorium Fraktur Impak Program Studi Magister Teknik Mesin USU.
3.5 Bahan dan Alat Penelitian 3.5.1 Bahan Penelitian
1. Gips tipe III pabrikan merek Moldano
®
, Germany yang digunakan untuk membuat sampel kelompok A.
2. Gips tipe III hasil daur ulang yang dipanaskan dengan vacuum oven pada suhu 130
o
C selama 40 menit yang digunakan untuk membuat sampel kelompok B. 3. Gips tipe III hasil daur ulang yang dipanaskan dengan vacuum oven pada suhu
160
o
C selama 40 menit yang digunakan untuk membuat sampel kelompok C. 4. Air.
3.5.2 Alat Penelitian
1. Tabung silinder terbuat dari stainless steel dengan ukuran diameter 20 mm x tinggi 40 mm yang digunakan untuk pembuatan sampel.
2. Plat kaca. 3. Gelas ukur Pyrex
®
, USA 4. Vacuum Mixer Mixyvac
5. Spatula. 6. Stopwatch.
7. Timbangan digital Sartorius. 8. Vibrator Fili Manfredi Pulsar-2.
9.
Alat parut dari stainless steel.
Universitas Sumatera Utara
10. Vacuum oven Napco
®
.
Gambar 2. Vacuum Oven
11. Ayakan Laboratory Test Sieve, BBS, aperture 0,075 mm.
Gambar 3. Ayakan 12. Alat uji tekan Servopulser, Japan.
Gambar 4. Alat Uji Tekan
Universitas Sumatera Utara
3.6 Cara Penelitian 3.6.1 Pembuatan Sampel Gips Kelompok A
Proses pembuatan sampel gips kelompok A adalah sebagai berikut:
2
1. Masukkan 30 mL air ke dalam vacuum mixer lalu tambahkan 100 gr bubuk gips tipe III pabrikan sedikit demi sedikit dan diaduk selama 30 detik waktu diukur
dengan menggunakan stopwatch. 2. Tuang sedikit demi sedikit adonan gips tipe III tersebut ke dalam tabung
silinder stainless steel yang beralaskan plat kaca dengan bantuan spatula sambil digetarkan dengan vibrator sampai penuh.
3. Gunakan plat kaca kedua untuk meratakan permukaan atas adonan kemudian biarkan selama 1 jam.
4. Keluarkan sampel gips tipe III kelompok A dari tabung silinder stainless steel dan biarkan sampel gips tipe III kelompok A hingga mengeras sepenuhnya selama 24
jam sebelum dilakukan pengujian sampel.
3.6.2 Pembuatan Sampel Gips Kelompok B dan C
Proses pembuatan sampel gips kelompok B dan C adalah sebagai berikut: 1. Limbah gips tipe III pabrikan yang telah dikumpulkan dihaluskan
menggunakan alat parut dari stainless steel kemudian bubuk limbah gips tipe III tersebut disaring dengan ayakan agar diperoleh besar partikel yang sama yaitu 0,075
mm.
4,9
2. Tempatkan bubuk limbah gips tipe III di wadah dan ratakan permukaan bubuk kemudian masukkan bubuk tersebut ke dalam vacuum oven dan dipanaskan dengan
suhu 130° C selama 40 menit kelompok B.
9
3. Keluarkan bubuk gips tipe III hasil daur ulang kelompok B dari vacuum oven dan biarkan mendingin.
4. Masukkan 30 mL air ke dalam vacuum mixer lalu tambahkan 100 gr bubuk gips tipe III hasil daur ulang kelompok B sedikit demi sedikit dan diaduk selama 30
detik waktu diukur dengan menggunakan stopwatch.
Universitas Sumatera Utara
5. Tuang sedikit demi sedikit adonan gips tipe III hasil daur ulang kelompok B tersebut ke dalam tabung silinder stainless steel yang beralaskan plat kaca dengan
bantuan spatula sambil digetarkan dengan vibrator sampai penuh. 6. Gunakan plat kaca kedua untuk meratakan permukaan atas adonan kemudian
biarkan selama 1 jam. 7. Keluarkan sampel gips tipe III hasil daur ulang kelompok B dari tabung
silinder stainless steel dan biarkan sampel gips tipe III hasil daur ulang kelompok B hingga mengeras sepenuhnya selama 24 jam sebelum dilakukan pengujian sampel.
8. Prosedur pembuatan sampel gips daur ulang untuk kelompok C sama dengan prosedur pembuatan sampel gips daur ulang untuk kelompok B dengan suhu pemanasan
160 C.
3.6.3 Pengujian Kekuatan Kompresi
a. Uji kekuatan kompresi menggunakan alat Servopulser, Japan, sampel ditekan pada alat hingga pecah.
b. Besar beban dicatat dalam satuan kilogramforce kgf dan dikonversikan ke dalam satuan Newton N. Besar kekuatan kompresi dihitung dan dicatat dalam satuan
MegaPascal MPa. Adapun rumus yang dipakai untuk menghitung kekuatan kompresi Compressive
Strength = CS dari penelitian ialah:
30-1
CS= 4F πd
2
dimana: CS = Compressive Strength MPa F = kekuatan saat sampel hancur N = kgf x 9.807
π = konstanta 3,14 d = diameter sampel mm
Universitas Sumatera Utara
3.7 Analisis Data
Data dianalisis secara statistik dengan menggunakan uji t-independent untuk mengetahui perbedaan kekuatan kompresi gips tipe III pabrikan dan gips tipe III daur
ulang yang dipanaskan dengan suhu 130
o
C, perbedaan kekuatan kompresi gips tipe III pabrikan dan gips tipe III daur ulang yang dipanaskan dengan suhu 160
o
C dan perbedaan kekuatan kompresi gips tipe III daur ulang pada suhu pemanasan 130
o
C dan 160
o
C.
Universitas Sumatera Utara
3.8 Kerangka Operasional
Limbah Gips Tipe III
Pemanasan dengan Vacuum Oven Suhu 130
o
C Pembuatan Sampel
Penelitian Ukuran Sampel diameter
20 mm x tinggi 40 mm
Sampel Gips Daur Ulang T 130
o
C Sampel Gips Pabrikan
Uji Kekuatan Kompresi Menggunakan Alat Uji Tekan
Servopulser, Japan
Data
Tabel Data Analisis Data
Hasil Pemanasan dengan Vacuum
Oven Suhu 160
o
C
Sampel Gips Daur Ulang T 160
o
C Pengeringan Sampel
selama 24 jam Bubuk
Gips Tipe III Pabrikan
Pembuatan Sampel Penelitian Ukuran Sampel diameter
20 mm x tinggi 40 mm
Pengeringan Sampel selama 24 jam Uji Kekuatan Kompresi Menggunakan
Alat Uji Tekan Servopulser, Japan Data
Universitas Sumatera Utara
BAB 4 HASIL PENELITIAN
4.1 Perbedaan Kekuatan Kompresi Gips Tipe III Pabrikan dan Gips Tipe III Daur Ulang yang Dipanaskan dengan Suhu 130
o
C
Kekuatan kompresi diuji dengan memberikan beban tekanan pada sampel hingga pecah dengan menggunakan alat uji tekan dan dinyatakan dalam satuan kgf
yang kemudian dikonversikan menjadi MPa. Kekuatan kompresi terkecil gips tipe III pabrikan adalah 24,31 MPa, terbesar adalah 28,87 MPa, serta rerata±SD adalah
26,72±1,43 MPa. Kekuatan kompresi terkecil gips tipe III daur ulang yang dipanaskan dengan suhu 130
o
C adalah 2,03 MPa, terbesar adalah 2,63 MPa, serta rerata±SD adalah 2,38±0,21 MPa. Tabel 3
Tabel 3. Kekuatan Kompresi Gips Tipe III Pabrikan dan Gips Tipe III Daur Ulang yang Dipanaskan dengan Suhu 130
o
C
No. Sampel
Kekuatan Kompresi MPa Gips Tipe III Pabrikan
Gips Tipe III Daur Ulang Suhu 130
o
C
1 26,23
2,30 2
27,15 2,61
3 25,30
2,24 4
28,01 2,37
5 25,92
2,03 6
27,84 2,19
7 28,87
2,48 8
24,31 2,63
9 26,89
2,56 X ± SD
26,72±1,43 2,38±0,21
Nilai terbesar Nilai terkecil
Universitas Sumatera Utara
Kategori