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 MEDAN 2013
Universitas Sumatera Utara

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
Universitas Sumatera Utara

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 Ketua
Ketua Program Studi,

Dr. Perdinan Sinuhaji, M.S Anggota
Dekan,

Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc NIP.195507061981021002

Dr. Sutarman, M.Sc NIP. 1963102619910310

Universitas Sumatera Utara

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
Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

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

Nama

: Siti Nurhabibah Hutagalung

NIM

: 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 )

Universitas Sumatera Utara

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

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI Nama lengkap berikut gelar Tempat dan Tanggal Lahir Alamat Rumah
No. Telpon/HP/e mail
Instansi Tempat Bekerja Alamat Kantor Telepon

: Siti Nurhabibah Hutagalung, S.Si : Medan, 08 Juli 1986 : Jl. Titi Papan Gg.Pertahanana No.49

Sei.Sikambing D Medan, Sumatera Utara : 081375534410 / 082164911405 siti_nurhabibah69@yahoo.com : SMK Citra Harapan Percut Sei Tuan : Jl. Medan Percut Km.11,5 :

DATA PENDIDIKAN SD : SD Negeri No.060831 SMP : SMP Negeri 18 Medan SMA : SMA Amir Hamzah Medan Strata 1 : Fisika FMIPA Universitas
Medan Strata 2 : Magister Ilmu Fisika SPs USU

Tamat : 1998 Tamat : 2001 Tamat : 2004 Negeri Tamat : 2009
Tamat : 2013

Universitas Sumatera Utara

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.
Universitas Sumatera Utara

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 Penulis,
Siti Nurhabibah Hutagalung
Universitas Sumatera Utara

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 memiliki sifat nilai fisis dan mekanik, densitas 1248 1409 kg/m3, daya serap air 16,08%, kuat tekan 56,068 N/m2, kuat lentur 3861,8 N/m2, kuat tarik 616,03 N/m2, kuat impak 13300 J/m2. Papan gipsum plafon yang dibuat dapat digunakan sampai temperature 4100C. Pembuatan papan gipsum plafon berdasarkan SNI 03

2105 2006 dan JIS 5908 2003

Kata kunci :

Universitas Sumatera Utara

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 N/m2, flexural strength 3861,8 N/m2, tensile strength 616,03 N/m2, impact strength 13300 J/m2. Gypsum board ceiling is made can be used up to temperatures of 4100C. Manufacture of gypsum board ceiling by SNI 03 2105 2006 and JIS 5908 2003

Keywords: Gypsum

eceng gondok fiber, ceiling, physical properties,

mechanical properties$

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

PENGESAHAN TESIS PERNYATAAN ORISINALITAS PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS PENETAPAN PANTIA PENGUJIAN TESIS DAFTAR RIWAYAT HIDUP KATA PENGANTAR ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang 1.2. Rumusan Masalah 1.3. Batasan Masalah 1.4. Tujuan Penelitian 1.5. Manfaat Penelitian

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Komposit
2.1.1. Pengertian Komposit 2.1.2. Klasifikasi Bahan Komposit 2.1.3. Tipe Komposit Serat 2.2. Serat 2.2.1. Pengertian Serat 2.2.2. Serat Alam 2.3. Serat Eceng Gondok 2.4. Pengertian Gipsum

Halaman
i ii
iii iv v vi viii ix x xiv xv 1 1 3 4 5 5
6 6 6 7 8 9 9 9 10 12

Universitas Sumatera Utara

2.5. Papan Gipsum

2.6. (Semen Tahan Panas)

2.7. Karakterisasi Sifat Fisik Papan Gipsum Plafon

2.7.1. Pengujian Densitas

2.7.2. Pengujian Daya Serap Air

2.8. Karakterisasi Sifat Mekanik Papan Gipsum

Plafon

2.8.1. Pengujian Kuat Tekan

2.8.2. Pengujian Kuat Lentur

2.8.3. Pengujian Kuat Tarik

2.8.4. Pengujian Kuat Impak

2.9. Pengujian DTA(

)

2.10.

(SEM)

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

3.2. Alat dan Bahan

3.2.1. Alat

3.2.2. Bahan

3.3. Variabel Penelitian

3.4. Prosedur Penelitian

3.4.1. Pembuatan Serat Eceng Gondok

3.4.2. Pembuatan Papan Gipsum Plafon Serat

Eceng Gondok

3.5. Bentuk bentuk Sampel Uji

3.6. Pengujian Sifat Fisis Papan Gipsum Plafon

3.6.1. Pengujian Densitas

3.6.2. Pengujian Daya Serap Air

3.7. Pengujian Sifat Mekanik Papan Gipsum Plafon

3.7.1. Pengujian Kuat Tekan (

)

3.7.2. Pengujian Kuat Lentur (

16 17 19 19 19
20 20 21 22 24 26 26 28 28 28 28 28 29 29 29
29 30 31 31 31 31
31

Universitas Sumatera Utara

!)

3.7.3. Pengujian Kuat Tarik (

3.7.4 Pengujian Impak ("

#

3.8. Pengujian DTA

3.9. Diagram Alir Penelitian

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pemanfaatan Serat Eceng Gondok Dalam

Pembuatan Papan Gipsum Plafon

4.2. Hasil Karakterisasi Fisik Dari Papan Gipsum

Plafon

4.2.1. Hasil Karakterisasi Densitas

4.2.2. Hasil Karakterisasi Daya Serap Air

4.3. Hasil Karakterisasi Sifat Mekanik Dari Papan

Gipsum Plafon

4.3.1. Hasil Pengujian Kuat Tekan (

#

4.3.2. Hasil Pengujian Kuat Lentur (

!)

4.3.3. Hasil Pengujian Kuat Tarik (

)

4.3.4. Hasil Pengujian Impak ("

)

4.4. Hasil Karakterisasi Termal Dengan DTA Dari

Papan Gipsum Plafon

4.5. Hasil Pengujian Morfologi Bahan (SEM)

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

5.2. Saran

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

32 32 33 33 35 36
36
36 36 38
40
41
42 44
46
48 54 58 58 58 59 L1

Universitas Sumatera Utara

Tabel 2.1 2.2 2.3 2.4 4.1 4.2 4.3
4.4 4.5 4.6 4.7 4.8

DAFTAR TABEL

Judul Kandungan Kimia Eceng Gondok Kering Komposisi Gipsum Sifat Fisis dan Mekanis dari Berbagai Standar Karakterisasi Bahan Komposisi Pembuatan Papan Gipsum Plafon Hasil Pengujian Densitas Papan Gipsum Plafon Hasil Pengujian Daya Serap Air Papan Gipsum Plafon Hasil Pengujian Kuat Tekan Papan Gipsum Plafon Hasil Pengujian Kuat Lentur Papan Gipsum Plafon Hasil Pengujian Kuat Tarik Papan Gipsum Plafon. Hasil Pengujian Kuat Impak Papan Gipsum Plafon Perbandingan Standar Pengujian Papan Gipsum Plafon Dengan Hasil Penelitian

Halaman 12 13 17 18 36 37
38 41 42 44 46
48

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar

Judul

Halaman

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

Universitas Sumatera Utara

4.13 Hasil Pengukuran Uji DTA Terhadap Papan gipsum Untuk

Sampel Tepung Gipsum : Serat Eceng Gondok : Tepung

(87:10:3)

4.14 Hasil Pengujian SEM Tepung Gipsum Pembesaran 148x

4.15 Hasil Pengujian SEM Tepung Gipsum Pembesaran 569 x

4.16 Hasil Pengujian SEM Tepung

Pembesaran 198 x

4.17 Hasil Pengujian SEM Tepung

Pembesaran 603 x

4.18 Hasil Pengujian SEM Papan Gipsum Plafon (Tepung

Gipsum+Tepung

+ Serat Eceng Gondok)

53
54 55 56 56
57

Universitas Sumatera Utara

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 memiliki sifat nilai fisis dan mekanik, densitas 1248 1409 kg/m3, daya serap air 16,08%, kuat tekan 56,068 N/m2, kuat lentur 3861,8 N/m2, kuat tarik 616,03 N/m2, kuat impak 13300 J/m2. Papan gipsum plafon yang dibuat dapat digunakan sampai temperature 4100C. Pembuatan papan gipsum plafon berdasarkan SNI 03

2105 2006 dan JIS 5908 2003

Kata kunci :

Universitas Sumatera Utara

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 N/m2, flexural strength 3861,8 N/m2, tensile strength 616,03 N/m2, impact strength 13300 J/m2. Gypsum board ceiling is made can be used up to temperatures of 4100C. Manufacture of gypsum board ceiling by SNI 03 2105 2006 and JIS 5908 2003

Keywords: Gypsum

eceng gondok fiber, ceiling, physical properties,

mechanical properties$

Universitas Sumatera Utara

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Penggunaan dan pemanfaatan material komposit dewasa ini berkembang

cukup pesat mulai dari yang sederhana seperti alat alat rumah tangga sampai

sektor industri dikarenakan komposit mempunyai keunggulan tersendiri

dibandingkan dengan bahan teknik alternatif lain seperti kuat, ringan, tahan

korosi, ekonomis dan sebagainya (Purboputro,P, 2006).

Semakin meningkatnya kebutuhan perumahan saat ini menyebabkan

kebutuhan bahan bangunan semakin meningkat pula. Bahan yang digunakan

untuk bangunan terdiri dari bahan atap, langit langit (plafon), dinding dan lantai.

Untuk memenuhi bahan tersebut diatas maka perlu dikembangkan dalam

pembuatan papan gipsum yang mudah diperoleh bahan bakunya, mutunya baik,

harganya murah, tidak mengganggu kesehatan dan ramah lingkungan. Memilih

serat alam dalam pembuatan komposit karena serat alam memiliki beberapa

kelebihan yaitu serat alam sangat mudah diperoleh didaerah tropis, budidayanya

serat alam mudah, usia panen relatif pendek, panennya dapat dilakukan di lahan

$ , teknologi untuk pengolahannya sangat sederhana, tingkat

yang sangat tinggi (Badri,M, 2009).

Serat eceng gondok (

) merupakan salah satu material

alternatif dalam pembuatan komposit secara ilmiah. Serat eceng

gondok sekarang banyak digunakan dalam industri

dan kerajinan rumah

tangga karena selain mudah didapat, murah dan dapat mengurangi polusi

lingkungan (

) sehingga komposit ini mampu mengatasi

permasalahan lingkungan, serta tidak membahayakan kesehatan (Purboputro,P,

2006).

Gipsum merupakan salah satu bahan galian industri yang cukup penting

pada sektor industri, konstruksi, maupun kesehatan, baik sebagai bahan utama

Universitas Sumatera Utara

maupun bahan penolong. Gipsum adalah salah satu contoh mineral dengan kadar

kalsium yang mendominasi pada mineralnya. Gipsum yang paling umum

ditemukan adalah jenis

dengan rumus kimia CaSO4.2H2O.

(Supriatna, 1997)

Menurut Bagir,A, 2009, menyatakan bahwa pemanfaatan serat eceng

gondok sebagai bahan baku pembuatan komposit frekuensi putaran

adalah 60 Hz dan frekuensi putaran optimum

%

adalah 50 Hz, variabel optimum diperoleh pada komposit dengan kadar 20 % berat serat, dengan harga kuat tarik 19 N/m2, kuat tekan 18,44 N/m2, kadar air

5,96 %, daya absorbsi air 57,1 % dan pengembangan tebal 4,17 %.

Menurut Achmad,N, 2011, menyatakan bahwa pemanfaatan serat eceng

gondok sebagai penguat material komposit pengganti serat karbon dalam

pembuatan

, pengujian temperatur dan pengujian impak memiliki

perbedaan yang beragam dengan 5 macam variasi yaitu serat 10 gr, 20 gr, tepung

20 gr, 40 gr, tanpa adanya penambahan serat dan tepung sama sekali.

Menurut Purboputro,P, 2006, menyatakan pengaruh panjang serat terhadap

kekuatan impak komposit eceng gondok dengan

mengetahui

kekuatan tarik, kekuatan impak, kekuatan

komposit serat eceng gondok

dengan panjang 2,5 cm, 5 cm dan 10 cm dengan fraksi volume 80 %

dan 20 % serat eceng gondok. Dari hasil pengujian didapat harga

kekuatan tarik tertinggi dimiliki oleh komposit dengan panjang serat 10 cm yaitu

dengan

11023,33 N/m2, harga impak tertinggi dimiliki oleh

2
komposit dengan panjang serat 5 cm yaitu 2.344 J/m .

Menurut Prasetyaningrum,A, 2009, menyatakan bahwa optimasi proses

pembuatan serat eceng gondok untuk menghasilkan komposit serat dengan

kualitas fisik dan mekanik yang tinggi, semakin panjang serat maka harga impak

akan semakin menurun, kekuatan impak maksimum terjadi pada panjang serat 5 cm, dengan kekuatan harga impak 2.349 J/m2.

Menurut Yudo, H, 2009, menyatakan bahwa analisa teknis rekayasa serat

eceng gondok sebagai bahan pembuatan komposit ditinjau dari kekuatan tarik,

Hasil pengujian menunjukkan bahwa kekuatan tarik dan

dari

Universitas Sumatera Utara

komposit berpenguat serat eceng gondok belum dapat memenuhi ketentuan

peraturan kekuatan tarik dan

yakni untuk arah serat searah

kekuatan tariknya sebesar 648 N/m2 dan

sebesar 472,46 N/m2,

untuk arah serat 450 bersilangan kekuatan tariknya sebesar 25222 N/m2.

Selama ini pembuatan papan gipsum yang di aplikasikan dalam plafon

gipsum masih memiliki beberapa kekurangan. Papan gipsum plafon yang dibuat

menggunakan lapisan kertas yang sangat tipis menyebabkan densitas, daya serap

air tinggi dan sifat mekanik bahan yang cukup rendah diantaranya kekuatan (kuat

tekan), kelenturan (kuat lentur), daya impak (kuat impak) dan daya tarik (kuat

tarik) dan penyerapan panas yang sangat rendah baik penggunaanya di dalam

maupun diluar ruangan (pengujian DTA).

Berdasarkan hal tersebut, peneliti ingin membuat papan gipsum plafon yang

memiliki sifat fisis yang baik yaitu memiliki densitas, daya serap air, memiliki

sifat mekanik yang baik dan nyaman penggunaannya baik di dalam ruangan

maupun diluar ruangan, menvariasikan serat eceng gondok sebagai pengisi ( )

dengan susunan serat acak (panjang 5 cm), campuran tepung gipsum dan

campuran tepung

& Penelitian ini dilakukan beberapa pengujian sifat fisis

(densitas dan daya serap air), sifat mekanik (uji kuat tekan /

,

uji kuat lentur /

! , uji kuat tarik /

, uji kuat

impak / "

), analisa DTA dan analisa SEM

1.2 RUMUSAN MASALAH

Dari latar belakang masalah yang telah diuraikan, maka rumusan masalah

dalam penelitian ini adalah :

1. Apakah serat eceng gondok sebagai bahan pengisi ( ) mempunyai

pengaruh untuk meningkatkan sifat fisis dan sifat mekanik pada pembuatan

papan gipsum plafon?

2. Mengamati sifat fisik (densitas dan daya serap air), sifat mekanik (uji kuat

tekan (

), uji kuat lentur (

! ), uji tarik

Universitas Sumatera Utara

(

), Uji Impak ("

# dalam pembuatan papan

gipsum plafon dengan menggunakan campuran

&

3. Dengan pertimbangan peningkatan sifat fisis (densitas dan daya serap air),

sifat mekanik uji kuat tekan (

), uji kuat lentur

( ! ), uji tarik (

), Uji Impak ("

#, akan ditentukan komposisi tepung gipsum, tepung

dan

serat eceng gondok untuk diaplikasikan dalam pembuatan papan gipsum

plafon.

4. Apakah papan gipsum plafon yang dibuat dapat memenuhi sifat fisis, sifat

mekanik berdasarkan standar SNI 03 2105 2006?

1.3 BATASAN MASALAH

Untuk memberi ruang lingkup yang jelas, maka cakupan masalah dibatasi

sebagai berikut:

1. Papan gipsum plafon yang dibuat dari tepung gipsum, serat eceng gondok

sebagai pengisi ( ) dengan susunan serat acak (panjang serat 5 cm) dan

tepung

.

2. Untuk komposisi sampel yang dibuat memiliki variabel tetap yaitu tepung

10 %, sedangkan perbandingan variabel bebas antara tepung gipsum

dan serat eceng gondok sebagai

adalah 90 % : 0 %, 89 % : 1 %, 88 % :

2%, 87 % : 3, % 86 % : 4 %, 85 % : 5 %.

3. Pengujian yang dilakukan meliputi :

a. Sifat Fisis

: densitas, daya serap air

b. Sifat Mekanik : uji kuat tekan (

), uji kuat lentur

( ! ), uji tarik (

),

Uji Impak ("

#

c. Analisa DTA

d. Analisa SEM

Universitas Sumatera Utara

1.4 TUJUAN PENELITIAN

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Membuat papan gipsum plafon dari campuran tepung gipsum, serat eceng

gondok sebagai pengisi ( ) dan tepung

&

2. Mengetahui pengaruh fraksi berat tepung gipsum, serat eceng gondok, tepung

terhadap sifat fisis (densitas dan daya serap air), sifat mekanik uji kuat

tekan (

), uji kuat lentur (

! ), uji tarik

(

), Uji Impak ("

#, analisa DTA dan analisa

SEM.

3. Mencari alternatif bahan pengisi dan bahan pengikat dalam pembuatan papan

gipsum sebagai bahan plafon yang ekonomis, kuat dan ramah lingkungan.

1.5 MANFAAT PENELITIAN

Adapun manfaat penelitian ini adalah :

1. Memberikan informasi pengetahuan tentang pengaruh jumlah fraksi volume

tepung gipsum, serat eceng gondok, tepung

terhadap sifat fisis

(densitas dan daya serap air), sifat mekanis uji kuat tekan (

), uji kuat lentur (

! ), uji tarik (

),

Uji Impak ("

#, analisa DTA dan analisa SEM pada pembuatan

papan gipsum plafon.

2. Untuk mengolah teknologi pembuatan papan gipsum plafon komposisi

campuran yang memenuhi standard SNI 03 2105 2006

3. Papan gipsum plafon yang diperoleh akan dapat di pabrikasi bila memenuhi

standard SNI 03 2105 2006.

Universitas Sumatera Utara

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 KOMPOSIT 2.1.1 Pengertian Komposit

Menurut Chung, D, 2010, komposit material adalah bahan multifase yang

diperoleh melalui kombinasi buatan dari material yang berbeda dari beberapa

komponen. Contoh dari material komposit diaplikasikan pada pemenuhan

kebutuhan teknologi yang berkaitan luar angkasa, mobil, elektronik, konstruksi,

energi, biomedis dan industri lainnya.

Menurut ASM internasional, 2010, Sebuah sifat material komposit dapat

didefinisikan sebagai kombinasi dari dua atau lebih bahan yang menghasilkan

sifat yang lebih baik dari pada komponen yang digunakan sendiri. Berbeda

dengan paduan logam, masing masing bahan tetap terpisah sifat kimia, sifat

fisik, dan sifat mekanik.

Material komposit merupakan material yang terbentuk dari kombinasi

antara dua atau lebih material pembentuknya melalui pencampuran yang tidak

homogen, dimana sifat mekanik dari material pembentuknya berbeda. Material

komposit memiliki sifat mekanik yang lebih bagus dari pada logam, memiliki

kekuatan bisa diatur yang tinggi (

), memiliki kekuatan lelah (

)

yang baik, memiliki kekuatan jenis (

/ ' ) dan kekakuan jenis

(

(/

) yang lebih tinggi daripada logam, tahan korosi,

memiliki sifat isolator panas dan suara, serta dapat dijadikan sebagai penghambat

listrik yang baik, dan dapat juga digunakan untuk menambal kerusakan akibat

pembebanan dan korosi (Sirait, 2010).

Menurut Sirait 2010, Ada tiga faktor yang menentukan sifat sifat dari

material komposit, yaitu:

1. Material pembentuk. Sifat sifat intrinsik material pembentuk memegang

peranan yang sangat penting terhadap pengaruh sifat kompositnya.

Universitas Sumatera Utara

2. Susunan struktural komponen. Dimana bentuk serta orientasi dan ukuran tiap tiap komponen penyusun struktur dan distribusinya merupakan faktor penting yang memberi kontribusi dalam penampilan komposit secara keseluruhan.
3. Interaksi antar komponen. Karena komposit merupakan campuran atau kombinasi komponen komponen yang berbeda baik dalam hal bahannya maupun bentuknya, maka sifat kombinasi yang diperoleh pasti akan berbeda.

2.1.2 Klasifikasi Bahan Komposit

Secara garis besar ada 3 macam jenis komposit berdasarkan penguat yang

digunakannya (Kaw, 1997), yaitu:

1. ) (Komposit Serat) merupakan komposit serat merupakan

jenis komposit yang menggunakan serat sebagai penguat. Serat yang digunakan

biasanya berupa serat gelas serat karbon serat

dan sebagainya. Serat

ini bisa disusun secara acak maupun dengan orientasi tertentu bahkan bisa juga

dalam bentuk yang lebih kompleks seperti anyaman. Bila peningkatan

kekuatan menjadi tujuan utama, komponen penguat harus mempunyai rasio

aspek yang besar, yaitu rasio panjang terhadap diameter harus tinggi, agar

beban ditransfer melewati titik dimana mungkin terjadi perpatahan (Vlack L.

H, 2004).

2. * (Komposit Laminat), jenis komposit yang terdiri dari

dua lapis atau lebih yang digabungkan menjadi satu dan setiap lapisannya

memiliki karakteristik khusus. Komposit laminat ini terdiri dari empat jenis

yaitu komposit serat kontinyu, komposit serat anyam, komposit serat acak dan

komposit serat hibrid

3. + (Komposit Partikel), komposit yang menggunakan

partikel atau tepung sebagai penguatnya dan terdistribusi secara merata dalam

matriks. Komposit yang terdiri dari partikel dan matriks yaitu butiran (batu,

pasir) yang diperkuat semen yang kita jumpai sebagai beton, senyawa komplek

ke dalam senyawa komplek. Komposit partikel merupakan produk yang

dihasilkan dengan menempatkan partikel partikel dan sekaligus mengikatnya

dengan suatu matriks bersama sama dengan satu atau lebih unsur unsur

Universitas Sumatera Utara

perlakuan seperti panas, tekanan, kelembaban, katalisator dan lain lain. Komposit partikel ini berbeda dengan jenis serat acak sehingga bersifat isotropis. Kekuatan komposit serat dipengaruhi oleh tegangan koheren di antara fase partikel dan matriks yang menunjukkan sambungan yang baik. 4. ) (Komposit serpihan) terdiri atas serpihan serpihan yang saling menahan dengan mengikat permukaan atau dimasukkan ke dalam
. Pengertian dari serpihan adalah partikel kecil yang telah ditentukan sebelumnya yang dihasilkan dalam peralatan yang khusus dengan orientasi serat sejajar permukaannya. Sifat sifat khusus yang dapat diperoleh dari serpihan adalah bentuknya besar dan datar sehingga dapat disusun dengan rapat untuk menghasilkan suatu bahan penguat yang tinggi untuk luas penampang lintang tertentu. Pada umumnya serpihan serpihan saling tumpang tindih pada suatu komposit sehingga dapat membentuk lintasan fluida ataupun uap yang dapat mengurangi kerusakan mekanis karena penetrasi atau perembesan.

2.1.3 Tipe Komposit Serat

Berdasarkan penempatannya terdapat beberapa tipe serat pada komposit

yaitu:

1. )

Tipe ini mempunyai susunan serat panjang dan lurus, membentuk

diantara

& Tipe ini mempunyai kelemahan pemisahan antar lapisan.

2. , % )

Komposit ini tidak mudah dipengaruhi pemisahan antar lapisan karena susunan

seratnya mengikat antar lapisan. Susunan serat memanjangnya yang tidak

begitu lurus mengakibatkan kekuatan dan kekakuan melemah.

3. )

) adalah tipe komposit dengan serat pendek.

4. - )

- merupakan komposit gabungan antara tipe serat lurus

dengan serat acak. Tipe ini digunakan supaya dapat menganti kekurangan sifat

dari kedua tipe dan dapat menggabungkan kelebihannya.

Universitas Sumatera Utara

Tipe susunan serat dapat digambarkan dibawah ini :

(a) (b)

(c)

Gambar 2.1 Susunan Serat (a) serat lurus (b) serat acak (c) serat hybrid

2.2 SERAT 2.2.1 Pengertian Serat

Serat adalah struktur berbentuk seperti rambut berasal dari serat atau rambut

hewan, tumbuhan dan mineral. Secara komersial serat berdiameter antara 0,004

mm sampai dengan 0,2 mm. Didalam material komposit serat berfungsi sebagai

penguat, pengisi dan penerus tegangan kesepanjang komponen dengan

mempertimbangkan permukaan (

) antara serat dengan

(Haiyum,

M, 2010).

Serat merupakan gabungan dari beberapa berkas sub serat. Dinding sel

serat diperkuat dengan

berbentuk spiral yang tergabung dalam

dan . Jadi dinding sel merupakan struktur komposit material

yang diperkuat oleh gabungan

. Komposisi

permukaan eksternal dinding sel berupa lapisan

dan ' . yang mengikat sel.

Dengan demikian, permukaannya tidak akan berikatan erat dengan

polimer (Kusumastuti.A, 2009) .

2.2.2 Serat Alam

Serat Alam merupakan alternatif pengisi / ) komposit untuk berbagai

komposit polimer karena keunggulannya dibanding serat

, serat alam

mudah didapatkan dengan harga yang murah, mudah diproses, densitasnya

rendah, ramah lingkungan dan dapat diuraikan secara biologi, pemanfaatan alam

Universitas Sumatera Utara

sebagai pengisi ( ) komposit di berbagai bidang seperti bidang otomotif dan

konstruksi. Serat alam diaplikasikan dalam pembuatan benang, tali, bahan pelapis,

tikar, jala ikan, serta barang kerajinan seperti dompet, hiasan dinding dan

pembuatan panel atap yang kuat dan murah serta tahan panas.

Menurut Kusumastuti, 2009, Kelebihan penggunaan dari serat alam adalah:

1. Serat murah didapat

Serat alam sangat mudah didapat, baik yang dipelihara manusia sampai dengan

limbah yang sangat menggangu kesehatan dan lingkungan manusia.

2. Sifat fisika dan sifat kimia

Umumnya kekuatan serat tumbuhan tergantung pada kandungan

dan

sudut

yang terbentuk antara ikatan

pada lapisan kedua

dinding sel dengan sumbu serat. Selain itu struktur dan sifat serat alam

tergantung pada asal dan umur serat. Pada pengujian mekanis, serat menjadi

, daerah

yang dikenai beban akan menghasilkan peningkatan

dan kekuatan tarik, saat kecepatan pengujian diturunkan, beban yang

diberikan akan tersimpan didaerah

.

2.3 Serat Eceng Gondok

Eceng gondok (

) merupakan salah satu tumbuhan gulma

air. Tumbuhan ini memiliki kemampuan hidup di media yang tinggi kandungan

zat organik maupun anorganiknya walaupun

bagi tumbuhan lain.

Tumbuhan ini memiliki daya regenerasi yang cepat karena potongan potongan

vegetatifnya akan terus berkembang menjadi eceng gondok dewasa. Dampak

negatif pesatnya pertumbuhannya antara lain meningkatkan %

,

menurunnya jumlah cahaya yang masuk ke dalam perairan sehingga

menyebabkan turunnya tingkat kelarutan oksigen dalam air, mengganggu

transportasi perairan, meningkatkan habitat vektor penyakit manusia dan

menurunkan

lingkungan. Penanggulangan eceng gondok sebagai

tumbuhan gulma dapat diupayakan dengan memanfaatkannya sebagai material

penyerap bahan berbahaya bagi lingkungan. Eceng gondok memiliki kadar serat

Universitas Sumatera Utara

yang tinggi yaitu 72,63% . dapat dimanfaatkan sebagai penyerap

bahan bahan tertentu.

merupakan

pembangun yang paling

penting pada tanaman.

adalah polimer linier yang terdiri dari 300 sampai

15.000

yang dihubungkan oleh ikatan β (1 4). Ikatan jenis ini

mengakibatkan permukaan rantai

seragam dan membentuk lapisan serat

seperti struktur pori. Material padatan berpori memiliki kemampuan menyerap

bahan bahan disekelilingnya sehingga dapat dimanfaatkan sebagai material

penyerap bahan berbahaya bagi lingkungan (Yuliasari, et al , 2008).

Eceng gondok merupakan tumbuhan rawa atau air, yang mengapung diatas

permukaan air. Di ekositem air, eceng gondok ini merupakan tanaman penggangu

atau gulma yang dapat tumbuh dengan cepat (3% perhari). Khususnya di

Sumatera Utara terdapat di daerah kolam kolam yang tidak terawat, saluran

saluran air, sungai. Supaya eceng eceng gondok ini tidak menumpuk didaerah ini

dan menjadi limbah, maka dapat dilakukan suatu pemanfaatan alternatif terhadap

eceng gondok ini dengan jalan pembuatan

arang. Kandungan

dan

senyawa organik pada eceng gondok berpotensi memberikan nilai kalor yang

cukup baik. Dengan demikian

arang dari eceng gondok ini dapat

dimanfaatkan sebagai bahan bakar altenatif, disamping dapat membuat dampak

yang sangat baik pula bagi lingkungan.

Eceng gondok yang berada di perairan indonesia, mempunyai bentuk dan

ukuran yang berada ragam, mulai dari ketingggian 1,5 cm, dengan diamater mulai

dari 0,9 1,9 cm. Eceng gondok dewasa ini, terdiri dari akar, bakal tunas atau

, daun,

dan bunga. Daun eceng gondok berwarna hijau terang

berbentuk telur yang melebar atau hampir bulat dengan garis tengah sampai 15

cm. Pada bagian tangkai daun terdapat massa yang menggelembugn yang berisi

serat seperti karet biasa. Kelopak bunga berwarna ungu muda agak kebiruan.

Setiap kepala putik dapat menghsilkan sekitar 500 bakal biji atau 5000 setiap

tangkai bunga, sehingga eceng gondok dapat berkembang biak dengan dua cara,

yaitu dengan tunas dan biji.

Universitas Sumatera Utara

Tata nama tanaman eceng gondok adalah sebagai berikut :

Divisi

:

Subdivisio :

Kelas

:

Bangsa

:0

Familia

:+

Genus

:

Species

:

(Sumber : Prasetyaningrum,A, 2009)

.

Tabel 2.1 Kandungan Kimia Eceng Gondok Kering

Senyawa Kimia

Persentase (%)

Selulosa

64,51

Pentosa

15,61

Lignin

7,69

Silika

5,56

Abu 12

Sumber: (Hesty R.S, 2009)

2.4 PENGERTIAN GIPSUM

Gipsum adalah batu putih yang terbentuk karena pengendapan air laut.

Gipsum merupakan mineral terbanyak dalam batuan sedimen, lunak bila murni.

Gipsum adalah salah satu bahan galian industri yang mempunyai kegunaan yang

cukup penting disektor industri, konstruksi maupun bidang kedokteran; baik

sebagai bahan baku utama maupun bahan baku penolong. Di alam, gipsum

merupakan mineral

yang mengandung dua molekul air, atau rumus

kimia CaSO4.2H2O. Jenis jenis batuannya adalah , ,

dan . Kandungan komposisi dari gipsum, terlihat pada tabel (2.2) dibawah

ini:

Universitas Sumatera Utara

Tabel 2.2 Komposisi Gipsum No Bahan 1 Kalsium (Ca) 2 Hidrogen (H) 3 Kalsium Oksida (CaO) 4 Air (H2O) 5 Sulfur (S)
Sumber: (Salon S, 2009)

Kandungan (%) 23,28 2,34 32,57 20,39 18,62

Gipsum memiliki beberapa karakteristik sebagai berikut:

a. Merupakan kategori kalsium mineral.

b. Gipsum umumnya berwarna putih, kelabu, cokelat, kuning, dan transparan. Hal

ini tergantung mineral pengotor yang

dengan gipsum.

c. Kelarutan dalam air 1,8 gr/liter pada 0 0C yang meningkat menjadi 2,1 gr/liter

pada 40 0C, tapi menurun lagi ketika suhu semakin tinggi.

d. Gipsum memiliki kilap sutra hingga kilap lilin, tergantung dari jenisnya.

e. Keras seperti mutiara terutama permukaan.

f. Transparan.

g. Gores gipsum berwarna putih, memiliki derajat ketransparanan dari jenis

transparan hingga

, serta memiliki sifat menolak magnet atau

disebut

.

Pada umumnya, gipsum mempunyai air yang dihubungkan dalam struktur

molekular (CaSO4.2H2O) dan kira kira 23,3 % Ca dan 18,5 % S. Gipsum adalah

garam yang netral dari suatu cuka yang kuat dan tidak meningkatkan atau

mengurangi kadar keasaman. Gipsum menjadi kering ketika dipanaskan sekitar 3740F (190oC),

membentuk

(2CaSO4.H2O), yang merupakan dasar dari kebanyakan

plester gipsum. Disebut sebagai

, pada saat digunakan untuk

pembuatan hiasan, bahan

dicampur dengan air, membentuk

yang akan mengeraskan. +

adalah gipsum yang dicampur

dengan

damar dan suatu katalisator.

tanpa air

Universitas Sumatera Utara

kristalisasi digunakan untuk pengisi kertas dengan nama

.

adalah nama asal untuk gipsum sebagai pengisi cat.

Zat kapur (

) yang tak berair di dalam bubuk atau format berisi butiran

kecil akan menyerap 12 14% berat airnya, dan digunakan untuk mengeringkan

bahan kimia dan gas. Gipsum bisa digunakan kembali dengan pemanasan.

adalah zat kapur tak berair ( ).

digunakan untuk

memproduksi belerang,

belerang, dan

. Banyak

, digunakan sebagai gipsum untuk memplester dinding. Untuk

penggunaan seperti itu, dicampur dengan kapur perekat air atau lem air dan pasir.

Papan dinding gipsum atau

berupa papan atau lembaran, campuran dari

. lebih dari 15% serabut, biasanya dipasang pada langit langit

rumah. Butir yang terdapat di dalamnya tahan terhadap api karena menggunakan

suatu tiruan '

untuk permukaan dinding.

Proses kalsinasi gipsum terdiri atas α (alpha)

dan β (beta)

hemidrat. Keduanya mempunyai bentuk kristal yang sama, tetapi sifat fisika yang

berbeda. α (alpha) dilakukan dengan memansakan (

gipsum hasil

preparasi), didalam suatu lingkungan yang jenuh air pada suhu 970C dengan

tekanan tinggi yang dihasilkan dari

% dengan uap air. Beberapa metode

lain untuk menghasilkan β

, yaitu dengan

dalam tanur putar,

'

' (dengan pemakaian panas

' ) atau kombinasi

dengan kalsinasi (pemanasan) melalui

&

Gipsum merupakan salah satu minerial non logam, gipsum terdiri dari

(CaSO4.2H2O). Gipsum adalah salah satu contoh

mineral dengan kadar kalsium yang mendominasi pada mineralnya. Gipsum yang

paling umum ditemukan adalah jenis

dengan rumus kimia

CaSO4.2H2O. Gipsum adalah salah satu dari beberapa mineral yang teruapkan.

Contoh lain dari mineral tersebut adalah

, , , dan .

Mineral mineral ini diendapkan di laut, danau, gua dan di lapian garam karena

konsentrasi ion ion oleh penguapan. Ketika air panas atau air memiliki kadar

garam yang tinggi, gipsum berubah menjadi

(CaSO4.H2O) atau juga

menjadi

(CaSO4). Dalam keadaan seimbang, gipsum yang berada di atas

Universitas Sumatera Utara

suhu 108 °F atau 42 °C dalam air murni akan berubah menjadi

(Supriatna,S, 1997).

Gipsum dapat berubah secara perlahan lahan menjadi

(CaSO4.5H2O) pada suhu 900C. Bila dipanaskan atau dibakar pada suhu 1900C

2000C akan menghasilkan kapur gipsum atau 1

yang dikenal dalam

perdagangan sebagai kurang 534 0C akan dihasilkan

. Pada suhu yang cukup tinggi yaitu lebih (CaSO4) yang tidak dapat larut dalam air

dan dikenal sebagai gipsum mati.

Reaksinya adalah :

CaSO4.2H2O

CaSO4.0.5H2O + 1.5H2O

Proses

terbentuk di dalam ketel dipanaskan lebih lanjut

dengan uap air sampai dengan 2000C, akan terbentuk suatu

yang disebut juga

yang dapat larut (

),

kurang plastis, lebih kuat.

Reaksinya adalah :

CaSO4.2H2O CaSO4 + 2H2O Sumber : Ballirano,P, 2009

Beberapa kegunaan gipsum yaitu :

1. ' , bahan perekat dan campuran pembuatan lapangan tenis.

2. Gipsum digunakan untuk pembuatan bangunan plester, papan dinding, ubin,

sebagai penyerap untuk bahan kimia, sebagai

cat dan perluasan, dan

untuk pelapisan kertas.

3. Gipsum digunakan untuk membuat asam belerang dengan pemanasan sampai 20000F (10930C) dalam permukaan tertentu.

4. Penyaring dan sebagai pupuk tanah, diakhir abad 18 dan awal abad 19, gipsum

2 % atau yang lebih dikenal dengan plester digunakan dalam jumlah

besar sebagai pupuk di ladang gandum Amerika Serikat.

Universitas Sumatera Utara

5. Sebagai pengganti kayu pada zaman kerajaan kerajaan ketika kayu menjadi

langka di zaman perunggu, gipsum ini digunakan sebagai bahan bangunan.

6. Sebagai pengental , karena memiliki kadar kalsium yang tinggi khususnya

di Benua Asia diproses secara tradisional.

7. Untuk bahan baku kapur tulis, sebagai indikator pada tanah dan air.

8. Sebagai salah satu bahan pembuat

.

2.5 Papan Gipsum
Papan gipsum adalah produk jadi yang terbentuk melalui pengolahan lanjutan material gipsum (tepung gipsum). Papan gipsum biasa digunakan sebagai salah satu elemen dari dinding papan dan papan / plafon untuk menggantikan triplek. Papan gipsum memiliki keunggulan tahan air dan mudah diperbaiki. Pembuatan papan gipsum memiliki prospek yang baik, mengingat meningkatnya kebutuhan terhadap tempat tinggal yang murah. Selama ini pembuatan papan gipsum masih didominasi oleh penggunaan gipsum atau bahan lainya sebagai bahan penguat.
Papan gipsum diklasifikasikan dari jenis performa papan dan ketebalannya. Secara lebih detilkita bahas sebagai berikut : 1. Papan Gipsum Standard
Papan gipsum ini merupakan varian umum dari Papan gipsum lainnya. Tebal yang tersedia yaitu 0,9 cm,1,2 cm dan 1,5 cm. 2. Papan Gipsum Tahan Api Papan gipsum ini mempunyai performa ketahanan terhadap api, durasi ketahanan apinya tergantung dari sistem dinding papan yang digunakan. Tebal yang tersedia yaitu 1,2 cm dan 1,5 cm. (SNI 03 6384 2000).

Universitas Sumatera Utara

Tabel 2.3 Sifat Fisis dan Mekanis dari Berbagai Standar

No Sifat Fisik/Mekanik SNI 01 4449 2006

JIS A 5908 2003

1 Densitas (kg/m3)

500

400

2 Daya serap air (%) 3 MOR (N/m2) 4 MOE (N/m2) 5 Kuat Tarik (N/m2) 6 Kuat Impak (J/m2)

13 18,032 1500 30,41

13 17,65 1200 29,24

(Sumber : Standar Nasional Indonesia dan Japanese Industrial Standard

2.6. ( SEMEN TAHAN PANAS )

Kemajuan dalam teknologi akhir akhir ini banyak inovasi pada

dan aplikasinya, sifat produk, baja dan industri pengecoran. Karena sifat sifat

teknis yang unggul dan ekonomis,

banyak digunakan dalam baja, semen,

industri petrokimia dan teknik nuklir untuk instalasi suhu tinggi dan panas.

Penelitian yang sudah dilakukan oleh (Martinović, et al, 2011) menyatakan

semen

alumina

dengan perlakuan pemanasan pada temperatur

yang berbeda untuk menyelidiki pengaruh suhu pemanasan struktur dan sifat

mekanik dari sampel. Pengaruh signifikan pada aplikasi kehidupan

. Morfologi dari sampel diperlakukan pada berbagai suhu berbeda.

Berdasarkan analisa perubahan morfologi bahan (SEM), pemantauan perubahan

porositas, peningkatan suhu menyebabkan penurunan

yang dibuat kuat

berpengaruh terhadap sifat mekanik. Temperatur yang rendah memiliki pengaruh

pada bahan yang mudah hancur, kuat lentur dan kekuatan tarik serta

. Berdasarkan hasil yang diperoleh, sampel diberikan suhu lebih dari

10000C menunjukkan peningkatan yang signifikan dari sifat mekanik. Sifat

mekanik terbaik diperoleh untuk sampel disinter pada 16000C. Namun, suhu

pemanasan yang lebih rendah (10000 16000C). Penerapan

cocok

Universitas Sumatera Utara

terutama pada suhu tinggi dalam kasus konstruksi kompleks dan mereka dapat

dengan mudah digunakan untuk bagian tipis dan daerah yang sulit dijangkau.

atau Semen tahan panas mempunyai kelebihan dalam daya

rekatnya. Tersedia jenis

untuk pelapisan baik secara '

maupun

. Sangat sesuai untuk perbaikan ataupun pengecoran pada

,

,, ,

, dll.

Menurut Mukhopadhyay,S, et al, 2004, menyatakan alumina tinggi berbasis

alumina

bisa dengan mudah dibuat oleh

disintesis melalui

teknik. meminimalkan fase sekunder yang tidak diinginkan oleh optimasi yang

tepat dari parameter proses kimia. Sifat fisik dari masing

adalah yang

terbaik ketika konsentrasi massa gel 2,0 wt.%.

ini membentuk reaksi

bersama sama dengan melepaskan bahan dari gel, bagaimanapun, menyebabkan

kerusakan serius pada beberapa spesimen

.

Tabel. 2.4 Karakterisasi Bahan

Karakterisasi

Kualitas Temperatur Maximum (0C)

Daya Serap Air (W+%) Densitas Sampel (kg/m2) Setelah Dikeringkan 1100C Perubahan Panas pada Suhu 10000C

Komposisi Kimia (%)

Al2O3

SiO2

Fe2O3 Ketahanan Bahan Suhu 1000C

(N/mm2)

10000C

Massa Jenis Bahan (kg/m3)

Sumber : PT. Jaya Api, 2012

Nilai AL2O3 tinggi
1600 12 16 2250
0,35 55 58 40 37 < 2,5
28 20 2100

Universitas Sumatera Utara

2.7 KARAKTERISASI SIFAT FISIK PAPAN GIPSUM PLAFON
Perlakuan fisik mengubah struktur dan sifat permukaan dari serat dan mempengaruhi ikatan mekanis dengan polimernya, yang termasuk sifat fisik adalah pengujian densitas dan daya serap air (DSA).

2.7.1 Pengujian Densitas

Densitas merupakan ukuran kepadatan dari suatu material. Ada dua macam

densitas yaitu :

dan densitas teoritis (

). Dalam hal ini yang

diukur adalah

merupakan densitas sampel yang berdasarkan volume

sampel termasuk dengan rongga atau pori.

0 untuk benda padatan yang besar dengan bentuk yang beraturan,

bentuk dan volume sampel dapat diukur dengan cara mengukur dimensinya.

Densitas suatu bahan komposit gipsum dapat ditentukan dengan menggunakan

metode Archimedes, yaitu dengan persamaan rumus sebagai berikut :

........ (2.1)

Dimana : = Densitas (kg/m3)
Mk = Massa kering sampel (kg) Mg = Massa ketika sampel digantung dalam air (kg) Mt = Massa tali penggantung (kg)
air = Massa jenis air (kg/m3)

2.7.2 Pengujian Daya Serap Air
Untuk pengujian daya serap air ini mengacu pada ASTM C 20 000 2005 dan SNI 03 2105 2006. Dimana pengujian ini dilakukan untuk mengetahui besarnya persentase penyerapan air oleh papan gipsum. Metode pengujian ini dilakukan melakukan perendaman terhadap sampel dalam air selama 24 jam.

Universitas Sumatera Utara

Untuk menentukan besarnya nilai daya serap air, dapat menggunakan

persamaan berikut :

DSA =

........ (2.2)

Dimana : DSA = Daya Serap Air (%) m1 = massa sampel sebelum perendaman (kg) m2 = massa sampel sesudah perendaman (kg)

2.8 KARAKTERISASI SIFAT MEKANIK PAPAN GIPSUM PLAFON

Pengujian mekanik berhubungan dengan ukuran kemampuan papan untuk

menahan gaya luar yang bekerja padanya yang termasuk ke dalam sifat mekanik

gipsum adalah pengujian kuat tekan (

), kuat lentur (

! ), kuat tarik (

) dan kuat impak ("

).

2.8.1 Pengujian Kuat Tekan (% " &

)

Pengujian kuat patah (

) dilakukan dengan 1 %

(UTM) dengan menggunakan lebar batang penyangga (jarak

sangga) 14 kali tebal sampel, tetapi tidak kurang dari 0,09 m.

Pengujian

dapat didefenisikan sebagai kemampuan

material untuk menahan

di bawah beban hingga bengkok sebelum

patah. Tekanan

pada dasarnya adalah kombinasi dari gaya tekan dan

gaya tarik. MOE /

# adalah perbandingan antara tegangan (σ)

dan regangan (Ɛ), bekerja pada batas proporsional atau daerah

. Sifat ini

dijabarkan dari kemiringan ( ) dari porsi garis lurus dari kurva kelengkungan

beban P1/N1.

Pengujian kuat tekan dilakukan berdasarkan SNI 03 2105 2006, dapat

digambarkan pemasangan sampel uji berikut ini :

Universitas Sumatera Utara

PEMBEBANAN

SAMPEL

' Y

T

Gambar 2.2 Skema Pengujian Kuat Tekan
Dari gambar 2.2, nilai kuat tekan papan gipsum dapat dirumuskan sebagai berikut :
......(2.3)

Dimana : FE = Nilai MOE S = Jarak penyangga L = Lebar benda uji PE = Beban patah T = Tebal benda uji Y = Jarak kelengkungan

(N/m2) (m) (m) (N/m2) (m) (m)

2.8.2 Pengujian Kuat Lentur (% " & # )

Kekuatan lentur adalah tegangan

terbesar yang dapat diterima

akibat pembebanan luar tanpa mengalami

besar dan digunakan untuk

membandingkan material satu dengan yang lain lainnya.

MOR (

! ) papan gipsum plafon mengacu pada ASTM

D 790 dan SNI 03 2105 2006, Pada perhitungan kekuatan

ini, digunakan

persamaan yang ada pada standar ASTM D790, yaitu:

…… (2.4)

Universitas Sumatera Utara

Dimana : FR = Nilai MOR (N/m2) PR = Beban Lentur (N/m2) S = Jarak penyangga (m) L = Lebar benda uji (m) T = Tebal benda uji (m)
PR
T

PR/2

S

PR/2

Gambar 2.3. Skema Pengujian Kuat Lentur

L

2.8.3 Pengujian Kuat Tarik (

)

Pengujian kuat tarik bertujuan untuk mengetahui kekuatan m