Pembuatan dan Karakterisasi Papan Gipsum yang Dibuat dari Serat Kulit Waru (Hibiscus Tiliaceus) dan Campuran Castable (Semen Tahan Panas) sebagai Bahan Plafon

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN GIPSUM YANG

DIBUAT DARI SERAT KULIT WARU (

) DAN

CAMPURAN CASTABLE (SEMEN TAHAN PANAS)

SEBAGAI BAHAN PLAFON

TESIS

Oleh
IKHSAN PARINDURI 117026011/FIS

PROGRAM PASCA SARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
Universitas Sumatera Utara

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN GIPSUM YANG DIBUAT

DARI SERAT KULIT WARU (

) DAN CAMPURAN

CASTABLE (SEMEN TAHAN PANAS)

SEBAGAI BAHAN PLAFON

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
IKHSAN PARINDURI 117026011/FIS

PROGRAM PASCA SARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

Universitas Sumatera Utara

PENGESAHAN TESIS

Judul Tesis
Nama Mahasiswa Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Fakultas

: Pembuatan dan karakterisasi papan gipsum yang dibuat dari serat kulit waru ( ) dan campuran castable (semen tahan panas) sebagai bahan plafon
: Ikhsan Parinduri
: 117026011/FIS
: Magister Ilmu Fisika : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara

Menyetujui Komisi Pembimbing

Dr.Anwar Dharma Sembiring,M.S Ketua

Prof.Dr. Eddy Marlianto, M.Sc Anggota

Ketua Program Studi,

Dekan,

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

Dr. Sutarman, M.SC NIP. 196310261991031001

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN ORISINALITAS

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN GIPSUM YANG DIBUAT

DARI SERAT KULIT WARU (

) DAN CAMPURAN

CASTABLE (SEMEN TAHAN PANAS)

SEBAGAI BAHAN PLAFON

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, 06 Juli 2013

( IKHSAN PARINDURI ) NIM : 117026011

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 NIM Program Studi Jenis Karya Ilmiah

: Ikhsan Parinduri : 117026011 : Magister Ilmu Fisika : 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 YANG

DIBUAT DARI SERAT KULIT WARU (

! " ) DAN

CAMPURAN " " ! (SEMEN TAHAN PANAS)

SEBAGAI BAHAN PLAFON”

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, 06 Juli 2013

( IKHSAN PARINDURI )

Universitas Sumatera Utara

Telah diuji pada Tanggal : 6 Juli 2013

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua

: Dr. Anwar Dharma Sembiring, M.S

Anggota

: 1. Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc 2. Dr. Nasruddin MN, M.Eng. Sc 3. Dr. Marhaposan Situmorang, M.Sc 4. Dr. Poltak Sihombing, M.Sc

Universitas Sumatera Utara

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

:
: :

Ikhsan Parinduri, S.Si Medan, 16 Juni 1986 Jl. Perwira II, No. 115 B, Pulo Brayan Bengkel, Medan, Sumatera Utara 081374088175 / 085277453381 parindurii@yahoo.com ikhsanparindurii@yahoo.com SMK Pelayaran Buana Bahari, Medan Jl. Bilal Ujung NO.3 Medan ?

DATA PENDIDIKAN SD : SD Negeri No.060873 SMP : SMP Negeri 24 Medan SMA : SMA Negeri 3 Medan Strata?1 : Jurusan Fisika FMIPA UNAND Strata?2 : Magister Ilmu Fisika SPs USU

Tamat Tamat Tamat Tamat Tamat

: 1998 : 2001 : 2004 : 2009 : 2013

Universitas Sumatera Utara

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN GIPSUM YANG DIBUAT

DARI SERAT KULIT WARU(

)

DAN CAMPURAN CASTABLE (SEMEN TAHAN PANAS)

SEBAGAI BAHAN PLAFON

ABSTRAK

Papan gipsum adalah nama generik untuk keluarga produk lembaran yang terdiri dari inti utama

yang terdiri dari utama yang tidak terbakar dan dilapisi dengan kertas pada permukaannya. Pada
penelitian variasi komposisi pembuatan papan gipsum terdiri dari perbandingan persentase berat
serbuk gipsum 65 %, serbuk kulit waru 0 %, 2 %, 4 %, 6 %, 8 % dan 10 %. Hasil pengujian sifat fisis dan mekanik, densitas 1166 &1590 kg/m3, daya serap air 18,41 %, MOE 4522.28 N/m2, MOR 6076.12 N/m2, kuat tarik 371.03 N/m2, kuat impak 17200 J/m2. Papan gipsum dapat digunakan sampai temperatur 140&4100C.

Katakunci : ' (& ) * & + & () ',

$ + & ()

$

)

Universitas Sumatera Utara

PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF GYPSUM BOARDS ARE MADE OF LEATHER FIBRE WARU (Hibiscus tiliaceus) AND MIXED (HEAT RESISTANT CEMENT) AS A CEILING MATERIAL

Gypsum board is the generic name for a family of sheet products consisting of a core consisting
of a primary key is not burnt and covered with paper on the surface. In the study of gypsum
board manufacturing variations in the composition consists of the percentage ratio of 65% by
weight gypsum powder, hibiscus powder porters 0%, 2%, 4%, 6%, 8% and 10%. The test results of physical and mechanical properties, density of 1166 & 1590 kg/m3, water absorption 18.41%, MOE 4522.28 N/m2, MOR 6076.12 N/m2, tensile strength 371.03 N/m2, strong impact 17200 J/m2. Gypsum board can be used up to temperatures 140&4100C.

' - % : (& !

)+ & ( ,.

%) + & ( * -% ) * -%

)

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmad, taufik dan hidayah&Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Shalawat beriring salam atas junjungan Rasulullah Muhammad SAW, beserta keluarga dan sahabatnya yang telah memberikan petunjuk bagi umat manusia menuju kejalan yang benar.
Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah saya mengucapkan terimakasih 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 kami 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. Dr. Anwar Dharma, Sembiring, M.S selaku Pembimbing Utama dan Prof. Dr. Eddy
Marlianto Anggota pembimbing yang dengan penuh perhatian dan telah memberikan 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.Marhaposan Situmorang, dan bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Sc selaku penguji yang telah banyak memberikan masukan dan saran untuk penyempurnakan tesis ini. 3. Kepala Laboratorium Polimer FMIPA USU, Kepala Laboratorium Penelitian FMIPA USU, Kepala Laboratorium PTKI dan Kepala Laboratorium material fisika
Universitas Sumatera Utara

UNIMED beserta staf atas fasilitas dan sarana yang diberikan selama penelitian.
4. Ayahanda tercinta Drs. Hasanuddin Parinduri, Ibunda tercinta Seriwati Nasution, S.Ag, Bouk Syamsidar Parinduri, S.Ag, udak Fachrurazi Parinduri yang telah memberikan do’a serta dorongan moril maupun material sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan ini.
5. Abanganda Husni Thamrin Parinduri, S.Si, bang oji,kak yanti, kak desi, bang jamil,buk ana, pak edi, yang telah memberikan motivasi serta do’anya.
6. Keluarga Besar Parinduri Muara Tagor dan Keluarga Besar Nasution Kota Nopan yang tidak bisa disebutkan satu persatu penulis sebutkan terimakasih atas dukungannya hingga selesainya penulisan ini.
7. Siti Nurhabibah Hutagalung, S.Si beserta keluarga besar atas kerjasama dan dukungannya hingga selesainya penulisan ini.
8. Rekan&rekan seangkatan 2011, khususnya teman&teman tasbih yang tidak bisa penulis untuk menuliskan ssatu&persatu atas kerjasama dan kekompakannya selama perkuliahan hingga selesai perkuliahan.
9. Kepala Yayasan, Kepsek, Wakasek, Dewan Guru serta Staf Administrasi di Pelayaran Buana Bahari, Medan.
Tidak menutup kemungkinan tesis ini masih kurang sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pihak pembaca demi kesempurnaan tesis ini.
Medan, 06 Juli 2013 Penulis,
Ikhsan Parinduri
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

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

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 PENGERTIAN GIPSUM
2.1.1 Sifat, Bentuk dan Jenis Gipsum 2.1.2 Aplikasi Gipsum 2. 2 KOMPOSIT 2.2.1 Pengertisn Komposit 2.2.2 Klasifikasi Bahan Komposit 2.2.3 Kelebihan Bahan Komposit

Halaman
i ii
iii iv v vi vii viii X xiv xv
1 1 4 4 5 5 6 6 7 8 9 9 10 11

Universitas Sumatera Utara

2.3 PAPAN GIPPSUM

2.3.1 Jenis Papan Gipsum

2.3.2 Pemanfaatan Papan Gipsum Sebagai

Plafon

2.4 SERAT

2.4.1 Pengertian Serat

2.4.2 Serat Alam

2.5 SERAT KULIT WARU

2.5.1 Klasifikasi Tanaman Waru

2.5.2 Komposisi Kimia Kulit Waru

2.5.3 Klasifikasi Pohon Waru

2.6

2.7 Karakterisasi Fisik Papan Gipsum plafon dengan

pengisi serat kulit waru dengan matriks

.

2.7.1 Karakterisasi Densitas

2.7.2 Karakterisasi Daya Serap Air

2.8 Karakterisasi Fisik Papan Gipsum plafon dengan

pengisi serat kulit waru dengan matriks

2.8.1 Pengujian MOR dan MOE

2.8.2 Pengujian Kuat Tarik

2.8.3 Pengujian Impak

2.9 PENGUJIAN TERMAL (DTA)

2.10 Difrak Sinar X

2.11 (SEM)

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Tempat Dan Waktu Penelitian 3.2. Alat Dan Bahan Yang Digunakan Dalam Pembuatan Sampel 3.2.1 Alat & alat yang digunakan dalam

12 12
13 14 14 14 15 17 17 18 19
21 21 22
23 23 25 26 28 30 32
34
34

Universitas Sumatera Utara

pembuatan sampel 3.2.2 Bahan&bahan yang Digunakan Dalam
Pembuatan Sampel 3.3 Metode Penelitian 3.4 Prosedur Penelitian
3.4.1 Perlakuan Kulit Pada Serat Kulit Waru 3.4.2 Perlakuan serbuk gipsum dan serbuk
3.4.3 Pembuatan Papan Gipsum Plafon 3.4.4 Pengkodisian 3.5 Preparasi Sampel Bahan Gipsum 3.6 Variabel Penelitian 3.6.1 Variabel Bebas 3.6.2 Variabel Terikat 3.7 Diagram Alir Penelitian 3.7.1 Diagram Alir Penyiapan Serbuk 3.7.2 Diagram Alir Penyiapan Serbuk Gipsum 3.7.3 Diagram Alir Penyiapan Serat Kulit Waru 3.7.4 Diagram Alir Pembuatan Papan gipsum
Komposit BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pemanfaatan Serat Kulit Waru Dalam Pembuatan Papan Gipsum Plafon
4.2 Hasil Karakterisasi Fisik 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 Lentur 4.3.2 Hasil Pengujian Kuat Tarik

34
34 34 35 35
35 35 36 37 39 39 39 39 39 40 40
41 42
42 42 42 43
45 45 45

Universitas Sumatera Utara

BAB V

4.3.3 Hasil Pengujian Kuat Tekan 4.3.4 Hasil Pengujian Impak 4.4 Hasil Karakterisasi Termal dengan DTA dari papan gipsum plafon 4.5 Hasil Pengujian XRD 4.5 Hasil Pengujian Morfologi Bahan KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan 5.2. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

45 46
48 51 54 59 59 59 60 L?1

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Nomor Tabel
2.1 2.2 2.3 2.4 3.1 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6

Judul
Komposisi Kimia Bahan Gispum Komposisi Serat Waru Karakterisasi Bahan Sifat Fisis dan Makanik dari Berbagai Standar Komposisi Pembuatan Papan Gipsum Plafon Hasil Pengujian Densitas Papan Gipsum Plafon Hasil Pengujian Daya Serap Air Papan Gipsum Plafon Hasil Pengujian Kuat Lentur Papan Gipsum Plafon Hasil Pengujian Kuat Tarik Papan Gipsum Plafon Hasil Pengujian Kuat Tekan Papan Gipsum Plafon Hasil Pengujian Kuat Impak Papan Gipsum Plafon

Halaman
8 17 20 21 36 42 44 45 47 49 50

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Nomor Gambar
2.1 Serbuk Gipsum

Judul

2.2 Pohon Waru

2.3 Serbuk

2.4 Defleksi Maksimum

2.5 Alat Uji Kuat Lentur

2.6 Pemasangan Sampel Benda Uji Kuat Tarik

2.7 Alat Uji Kuat Impak

2.8 Pola Umum Kurva DTA

2.9 Alat Uji DTA

2.10 Alat Pengujian Difraksi Sinar X

3.1 Ukuran Sampel Pengujian

3.2 Bentuk Spesimen Pengujian Tarik dengan Standar ASTM D & 638
3.3 Bentuk Spesimen Pengujian Lentur dengan Standr ASTM D&790
3.4 Bentuk Spesimen Pengujian Tarik dengan Standr ASTM D&256
3.5 Diagram Penelitian

Halaman
8 16 19 24 25 26 27 29 30 31 37 38
38
38
41

4.1 Grafik Hubungan Antara Densitas dengan Komposisi Sampel
4.2 Grafik Hubungan Antara Daya Serap Air dengan Komposisi Sampel
4.3 Grafik Hubungan Kuat Lentur dengan Sampel

4.4 Grafik Hubungan Kuat Tarik dengan Sampel

4.5 Grafik Hubungan Kuat Tekan dengan Sampel

4.6 Grafik Hubungan Kuat Impakdengan Sampel

4.7 Grafik DTA Bahan Serbuk

.

4.8 Grafik DTA Papan gipsum Plafon untuk sampel Gipsum

43
44
46 47 49 50 52

Universitas Sumatera Utara

Murni

4.9 Grafik DTA Papan gipsum Plafon Serbuk (Serbuk

gipsum + serbuk castable + Serat Kulit Waru)

4.10 Hasil Pengujian XRD

4.11 Hasil Pengujian SEM Serbuk Gipsum Dengan

Pembesaran 148x

4.12 Hasil Pengujian SEM Serbuk Gipsum Dengan

Pembesaran 569 x

4.13 Hasil Pengujian SEM Serbuk

dengan

Perbesaran 198x

4.14 Hasil Pengujian SEM Serbuk

dengan

Perbesaran 603x

4.15 Hasil Pengujian SEM Campuran Sampel (Serbuk

Gipsum + Serbuk

+ Serat Kulit Waru)

52 53 54 55 56 57 57 58

Universitas Sumatera Utara

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN GIPSUM YANG DIBUAT

DARI SERAT KULIT WARU(

)

DAN CAMPURAN CASTABLE (SEMEN TAHAN PANAS)

SEBAGAI BAHAN PLAFON

ABSTRAK

Papan gipsum adalah nama generik untuk keluarga produk lembaran yang terdiri dari inti utama
yang terdiri dari utama yang tidak terbakar dan dilapisi dengan kertas pada permukaannya. Pada
penelitian variasi komposisi pembuatan papan gipsum terdiri dari perbandingan persentase berat
serbuk gipsum 65 %, serbuk kulit waru 0 %, 2 %, 4 %, 6 %, 8 % dan 10 %. Hasil pengujian sifat fisis dan mekanik, densitas 1166 &1590 kg/m3, daya serap air 18,41 %, MOE 4522.28 N/m2, MOR 6076.12 N/m2, kuat tarik 371.03 N/m2, kuat impak 17200 J/m2. Papan gipsum dapat digunakan sampai temperatur 140&4100C.

Katakunci : ' (& ) * & + & () ',

$ + & ()

$

)

Universitas Sumatera Utara

PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF GYPSUM BOARDS ARE MADE OF LEATHER FIBRE WARU (Hibiscus tiliaceus) AND MIXED (HEAT RESISTANT CEMENT) AS A CEILING MATERIAL

Gypsum board is the generic name for a family of sheet products consisting of a core consisting
of a primary key is not burnt and covered with paper on the surface. In the study of gypsum
board manufacturing variations in the composition consists of the percentage ratio of 65% by
weight gypsum powder, hibiscus powder porters 0%, 2%, 4%, 6%, 8% and 10%. The test results of physical and mechanical properties, density of 1166 & 1590 kg/m3, water absorption 18.41%, MOE 4522.28 N/m2, MOR 6076.12 N/m2, tensile strength 371.03 N/m2, strong impact 17200 J/m2. Gypsum board can be used up to temperatures 140&4100C.

' - % : (& !

)+ & ( ,.

%) + & ( * -% ) * -%

)

Universitas Sumatera Utara

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Komposit merupakan salah satu jenis material di dalam dunia teknik yang dibuat

dengan penggabungan dua macam bahan yang mempunyai sifat berbeda menjadi satu

material baru dengan sifat yang berbeda pula (Matthews,1993). Komposit dari bahan

serat terus diteliti dan dikembangkan guna menjadi bahan alternatif pengganti logam,

hal ini disebabkan sifat komposit serat yang lebih kuat dan ringan dibandingkan dengan

logam. Penggunaan komposit diberbagai dengan pemanfaatan serat yang berasal dari

alam di berbagai bidang tidak terlepas dari sifat&sifat unggul yang di miliki komposit

serat yaitu ringan, kuat, kaku serta tahan terhadap korosi. Keuntungan mendasar yang

dimiliki oleh serat yang berasal dari alam adalah jumlah berlimpah, dapat diperbaharui

dan di daur ulang serta tidak mencemari lingkungan (Widiartha, I, G, et al, 2012).

Menurut Widodo,B, 2008, komposit adalah suatu material yang terbentuk dari

kombinasi dua atau lebih material pembentuknya melalui campuran yang tidak

homogen, dimana sifat mekanik dari masing&masing material pembentuknya berbeda.

Dari campuran tersebut akan dihasilkan material komposit yang mempunyai sifat

mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material pembentuknya. Serat alam

merupakan alternatif bahan pengisi ( ) untuk berbagai komposit polimer karena

keunggulannya dibanding serat

. Serat alam mudah didapatkan dengan harga

yang murah, mudah diproses.

Bahan komposit serat mempunyai keunggulan yang utama yaitu

(kuat),

(tangguh) dan lebih tahan terhadap panas pada saat didalam

(Schwartz,

1984). Dalam perkembangan teknologi pengolahan serat, membuat serat sekarang

makin diunggulkan dibandingkan material

yang digunakan. Cara yang

digunakan untuk mengkombinasi serat berkekuatan tarik tinggi dan

tinggi dengan matrik yang bermassa ringan, berkekuatan tarik rendah, serta

rendah makin banyak dikembangkan guna untuk memperoleh

hasil yang maksimal.

Universitas Sumatera Utara

Serat alam merupakan alternatif bahan 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. Akhir & akhir ini, pemanfaatan serat

alam sebagai

komposit telah diaplikasikan secara komersial di berbagai bidang

seperti bidang otomotif dan konstruksi (Kusumastuti, A, 2009).

Gipsum merupakan salah satu bahan galian industri yang cukup penting pada

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

Papan gipsum adalah produk jadi yang terbentuk melalui pengolahan lanjutan

material gipsum (serbuk gipsum). Papan gipsum biasa digunakan sebagai salah satu

elemen dari dinding partisi 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. Saat ini penggunaan

papan gipsum masih terbatas. Hal ini dikarenakan ketersediaan papan gispsum

dipasaran masih sangat kurang kekuatannya tidak sebagai triplek, serta sifat papan

gipsum yang getas, rapuh dan tidak tahan air.

Sifat papan gipsum yang kurang baik tersebut dapat diperbaiki dengan

menambahkan serat dalam produksinya. Secara umum serat yang sering digunakan

sebagai pengisi ( ) adalah serat buatan seperti serat gelas, karbon dan

.

Pengggunaan serat alam yaitu serat kulit waru sebagai pengganti serat buatan akan

menurunkan biaya produksi. Hal ini dapat dicapai karena murahnya biaya yang

diperlukan bagi pengolahan serat alam dibandingkan dengan serat buatan (Trisna H,

2011).

Penelitian yang dilakukan oleh Rianto, A, et al, 2011 tentang karakterisasi

kekuatan bending dan hidrofobisitas komposit serat kulit waru (Hibiscus tiliaceus)

Universitas Sumatera Utara

kontinyu bermatriks pati ubi kayu berhasil meningkatkan kekuatan bending cukup signifikan dibandingkan dengan bioplastik dari pati 1357,6 N/m2 patahan menghasilkan

ikatan yang cukup baik antara matrik dari pati.

Penelitian yang dilakukan Nurudin Arif, et al, 2011, Penggunaan serat kulit waru

sebagai penguat pada komposit karena serat kulit waru memiliki struktur serat yang

kontinyu dan anyaman alami yang kuat serta mempunyai ketebalan rata&rata perlembarnya 0,0115 mm dan kekuatan tarik 3345 N/m2 tetapi pemanfaatannya masih

sangat terbatas. Oleh sebab itu dibutuhkan pemanfaatan yang lebih baik lagi terutama

serat kulit waru sebagai alternatif untuk bahan dasar komposit dan secara tidak

langsung nilai tambah dari tanaman ini bisa ditingkatkan dan tanaman waru bisa

dijadikan sebagai tanaman industri.

Penelitian yang dilakukan Simbolon,T (2011) pemanfaatan serbuk batang kelapa

sawit sebagai pengisi pada pembuatan papan gipsum plafon menggunakan perekat

tepung tapioka dengan variasi komposisi sampel serbuk gipsum : batang sawit : tepung

tapioka 65 % : 0 % : 0 %, 45 % : 5% : 15 %, 40 % : 10 % : 15 %, 35 % :15 % : 15 %, 30

% : 20 % : 15 %, 25 % : 25 % : 15%, dengan variasi optimum 35 % : 15 % : 15 %,

pengujian sifat penyerapan air 37,4 % dan pengujian sifat mekanik (kuat tekan 622 N/m2, kuat lentur 1662 N/m2, kuat tarik 652 N/m2, kuat impak 477,8 J/m2.

Berdasarkan hal tersebut diatas, peneliti merasa tertarik untuk melanjutkan

penelitian dalam pembuatan dan karakterisasi papan gipsum sebagai bahan plafon yang

dibuat dari serbuk gipsum, serat kulit waru dengan susunan serat

(serat lurus dan

serat acak) sebagai bahan pengisi ( ) dan campuran serbuk

(semen tahan

panas) sebagai pengikat (

. Perbandingan variabel komposisi tetap adalah berat

serbuk gipsum 65 % dan variabel komposisi bebas serbuk

: serat kulit waru

adalah 35 % : 0 %, 33 % : 2 %, 31 % : 4 %, 29 % : 6 %, 27 % : 8 %, 25 % : 10%.

Pengujain meliputi sifat fisis (densitas dan daya serap air) dan sifat mekanik (uji kuat

tekan /

, uji kuat lentur /

! , uji kuat tarik /

, uji kuat impak / "

), analisa DTA , analisa XRD dan

analisa SEM

Universitas Sumatera Utara

1.2 PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan uraian diatas, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut

1. Bagaimana cara mengolah serat kulit waru sebagai pengisi ( ) dengan susunan

serat (serat lurus dan serat acak) dan serbuk

sebagai pengikat

( ) menjadi papan gipsum sebagai bahan plafon?

2. Bagaimana pengaruh perbandingan komposisi serbuk gipsum, serat kulit waru dan

serbuk

terhadap karakteristik papan gipsum sebagai bahan plafon agar

menghasilkan sifat fisis dan sifat mekanik yang lebih optimal.

3. Bagaimana peranan serbuk

dan serat kulit waru terhadap papan gipsum yang

dihasilkan sebagai bahan plafon.

1.3 BATASAN MASALAH

Untuk memberi ruang lingkup yang jelas, maka cakupan masalah dibatasi sebagai

berikut:

1. Komposit yang akan dibuat menggunakan serbuk gipsum, serbuk

sebagai

pengikat (

) dan serat kulit waru sebagai pengisi ( ).

2. Susunan serat kulit waru sebagai pengisi dalam pembuatan papan gipsum adalah

(serat lurus dan serat acak) dengan panjang serat lurus 2,5 cm dan panjang

serat lurus 5 cm.

3. Ukuran berat serbuk gipsum adalah (65%), sedangkan variasi persentase berat serat

kulit waru dimulai dari 0 %, 2 %, 4 % , 6 %, 8 % dan 10 %, dengan variasi

persentase berat serbuk

adalah 35 %, 33 %, 31 %, 29 %, 27% dan 25%.

4. Pengujian sifat fisis komposit meliputi : densitas, daya serap air, dan sifat mekanik

adalah uji kuat tekan /

, uji kuat lentur /

!,

uji kuat tarik /

, uji kuat impak / "

), analisa DTA,

analisa XRD dan analisa SEM.

Universitas Sumatera Utara

1.4 TUJUAN PENELITIAN

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Pemanfaatan serbuk gipsum, serat kulit waru, serbuk

dalam pembuatan

papan gipsum sebagai bahan plafon.

2. Untuk Mengetahui karakteristik papan gipsum sebagai bahan plafon yang dibuat

dengan menggunakan serat kulit waru dan serbuk

.

3. Mencari alternatif bahan pengisi ( ) dan bahan pengikat (

) dalam

pembuatan papan gipsum sebagai bahan plafon yang ekonomis, kuat dan ramah

lingkungan.

1.5 HIPOTESIS PENELITIAN

Hipotesis penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Karakteristik papan gipsum sebagai bahan plafon sangat dipengaruhi oleh

perbandingan komposisi serbuk gipsum, serat kulit waru dengan serbuk

.

2. Serbuk

dan serat kulit waru sangat berperan terhadap papan gipsum sebagai

bahan plafon yang tahan pada penyerapan air.

1.6 MANFAAT PENELITIAN

Adapun manfaat penelitian ini adalah

1. Termanfaatkannya serat kulit waru sebagai pengisi ( ) untuk keperluan

pembuatan papan gipsum sebagai bahan plafon dengan bahan serbuk gipsum serbuk

sebagai

yang memiliki sifat fisis dan sifat mekanik yang

berdasarkan SNI 03&2105&2006 dan JIS A 5908&2003.

2. Menghasilkan papan gipsum sebagai bahan plafon yang tahan terhadap air

3. Menghasilkan bahan plafon dari papan gipsum yang ekonomis dan ramah

lingkungan.

Universitas Sumatera Utara

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 PENGERTIAN GIPSUM

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 &

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

berubah menjadi

. 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

yang dikenal dalam

perdagangan sebagai 0C akan dihasilkan

. Pada suhu yang cukup tinggi yaitu lebih kurang 534 (CaSO4) yang tidak dapat larut dalam air dan dikenal

sebagai gipsum mati. 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 memanaskan (kalsinasi 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 kalsinasi dalam tanur putar,

$

$ (dengan

pemakaian panas

$ ) atau kombinasi

dengan kalsinasi (pemanasan)

melalui

(Supriatna, S, 1997).

Proses reaksi kimia dari gipsum :

Dehidrasi :

CaSO4.2H2O + Energi CaSO4.0,5H2O +1.5H2O

CaSO4.0.5H2O + Energi γ CaSO4.1/2H2O + 1.5 H2O

Universitas Sumatera Utara

Rehidrasi : CaSO4.0.5H2O + 1.5H2O + 1.5H2O (Sumber : Ballirano, P, 2009)

CaSO4.2H2O + Energi

Material gipsum tidak membahayakan bagi kesehatan manusia, sebagai faktanya banyak pengobatan modern dengan gipsum sudah mulai sejak dulu dimana gipsum digunakan sebagai pengisi pencetakan gigi dalam bidang kedokteran (Nurudin,A, et al 2011).

2.1.1 Sifat, Bentuk dan Jenis Gipsum

Menurut Supriatna, S, 1997, adapun sifat fisis gipsum adalah :

1. Warna : putih, kuning, abu & abu, merah jingga, hitam bila tidak murni 2. Massa jenis : 2,31 – 2,35 g/cm3

3. Keras seperti mutiara terutama permukaan

4. Bentuk mineral :

, serabut dan

5. Kilap seperti sutera

6. Konduktivitasnya rendah

Adapun sifat kimia gipsum adalah:

1. Pada umumnya mengandung SO3 = 46,5 % ; CaO = 32,4 % ; H2O = 20,9 % 2. Kelarutan dalam air adalah 2,1 gram tiap liter pada suhu 400C ; 1,8 gram tiap liter air

&pada 00C ; 1,9 gram tiap liter pada suhu 70 900C

3. Kelarutan bertambah dengan penambahan HCL atau HNO3

Berdasarkan proses terbetuknya gipsum dibagi menjadi dua jenis yaitu :

1. Gipsum alam, yaitu merupakan mineral

yang yang mengandung dua

molekul air dengan rumus kimia CaSO4.2H2O, dimana jenis batuannya adalah

, , dan , dengan warna bervariasi mulai dari putih,

kekuning & kuningan sampai abu & abu.

2. Gipsum

, yaitu gipsum yang diperoleh dengan memproses air laut dan air

kawah yang banyak mengandung

dengan menambahkan unsur kalsium

Universitas Sumatera Utara

kedalamnya dan sumber lainnya adalah gipsum sebagai produk sampingan

pembuatan

,

dan .

Gipsum merupakan bahan yang sering digunakan oleh masyarakat akhir&akhir ini

selain harganya murah gipsum juga mudah dibentuk menjadi berbagai macam barang &

barang rumah tangga. Gipsum juga merupakan bahan yang sangat mudah didapatkan di

alam.

Tabel 2.1 Komposisi Kimia Bahan Gipsum

No Bahan

Kandungan (%)

1 Kalsium (Ca)

23,28

2 Hidrogen (H)

2,34

3 Kalsium oksida (CaO)

32,57

4 Air (H%O) 5 Sulfur (S)

20,93 18,62

Sumber : Sinaga, S, 2009

Gambar 2.1 Serbuk Gipsum 2.1.2 Aplikasi Gipsum
Gipsum memiliki banyak kegunaan sejak zaman prasejarah hingga sekarang, beberapa kegunaan gipsum yaitu : (Tirama,S, 2009) Sebagai pengental , karena memiliki kadar kalsium yang tinggi khususnya dibenua Asia diproses secara tradisional. 1. Sebagai penambah kekerasaan untuk bahan bangunan
Universitas Sumatera Utara

2. Untuk $ (pelapis dinding) 3. Sebagai bahan perekat 4. Penyaring dan sebagai pupuk tanah 5. Untuk bahan baku kapur tulis 6. Sebagai salah satu bahan pembuat 7. Sebagai indikator padah tanah dan air

2.2 KOMPOSIT 2.2.1 Pengertian Komposit

Menurut Matthews et al (1993), komposit adalah suatu material yang terbentuk

dari kombinasi dua atau lebih material pembentuknya melalui campuran yang tidak

homogen, dimana sifat mekanik dari masing & masing material pembentuknya berbeda.

Dari campuran tersebut akan dihasilkan material komposit yang mempunyai sifat

mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material pembentuknya. Material komposit

mempunyai sifat dari material konvensional pada umumnya dari proses pembuatannya

melalui percampuran yang tidak homogen, sehingga kita leluasa merencanakan

kekuatan material komposit yang kita inginkan dengan jalan mengatur komposisi dari

material pembentuknya. Komposit merupakan sejumlah sistem multi fasa sifat dengan

gabungan, yaitu gabungan antara bahan matriks atau pengikat dengan penguat.

Komposit berbeda dengan paduan, untuk menghindari kesalahan dalam

pengertiannya, oleh Van Vlack (1994) dijelaskan sebagai berikut :

a. Paduan adalah kombinasi antara dua bahan atau lebih dimana bahan&bahan tersebut

terjadi peleburan.

b. Komposit adalah kombinasi terekayasa dari dua atau lebih bahan yang mempunyai

sifat & sifat seperti yang diinginkan dengan cara kombinasi yang sistematik pada

kandungan & kandungan yang berbeda tersebut.

Definisi yang lain yaitu, komposit merupakan rangkaian dua atau lebih bahan

yang digabung menjadi satu bahan secara

dimana bahan pembentuknya

masih terlihat seperti aslinya dan memiliki hubungan kerja diantaranya sehingga mampu

menampilkan sifat & sifat yang diinginkan (Mikell, 1996).

Universitas Sumatera Utara

Pada umumnya komposit dibentuk dari dua jenis material yang berbeda yaitu:

a. Pengikat (matriks) umumnya lebih mudah dibentuk (

) tetapi mempunyai

b. Kekuatan yang lebih rendah.

c. Penguat (

) umumnya berbentuk serat yang mempunyai sifat kurang

tetapi lebih kuat.

2.2.2 Klasifikasi Bahan Komposit

Secara garis besar ada 3 macam jenis komposit berdasarkan penguat yang

digunakannya, yaitu: (Kaw, 1997)

1. & (Komposit Serat) merupakan jenis komposit yang hanya terdiri

dari satu laminat atau satu lapisan yang menggunakan penguat berupa serat / .

& yang digunakan bisa berupa

'

'

( ), dan sebagainya. Fiber ini bisa disusun secara acak maupun dengan

orientasi tertentu bahkan bisa juga dalam bentuk yang lebih kompleks seperti

anyaman.

2. (Komposit Laminat), merupakan jenis komposit yang terdiri

dari dua lapis atau lebih yang digabung menjadi satu dan setiap lapisnya memiliki

karakteristik sifat sendiri.

3. (

(Komposit Partikel), merupakan komposit yang

menggunakan partikel/serbuk sebagai penguatnya dan terdistribusi secara merata

dalam matriksnya Kekuatan komposit tidak tergantung dari interaksi mikroskopik

antar molekul seperti yang biasa terjadi pada material lain. Kekuatan komposit terdiri

dari serat, dan posisi serat dalam komposit itu sendiri apabila posisi serat dalam

matrik hanya satu arah saja sesuai dengan arah serat. Akan tetapi komposit yang

berkualitas tinggi adalah yang bisa melayani gaya dari segala arah untuk memenuhi

kebutuhan ini hendaknya serat diusahakan mengarah kesegala arah. Komposit tentu

dipengaruhi oleh jenis serat dan panjangnya serat dan arah serat (serat & serat itu

diorientasikan paralel kepada arah pengujian) supaya untuk menunjukkan sifat

mekanis terbaik.

Universitas Sumatera Utara

2.2.3 Kelebihan Bahan Komposit

Menurut Sari,H, N, et al (2011), Bahan komposit mempunyai beberapa kelebihan

berbanding dengan bahan konvensional seperti logam. Kelebihan tersebut pada

umumnya dapat dilihat dari beberapa sudut yang penting seperti sifat & sifat mekanikal

dan fisikal, keupayaan (

), mudah dalam proses pembentukan dan biaya.

Seperti yang diuraikan dibawah ini :

1. Sifat & sifat mekanikal dan fisikal

Pada umumnya pemilihan bahan matriks dan serat memainkan peranan penting

dalam menentukan sifat & sifat mekanik dan sifat komposit. Gabungan

dan

serat dapat menghasilkan komposit yang mempunyai kekuatan dan kekakuan yang

lebih tinggi dari bahan konvensional. Bahan komposit mempunyai densitas yang jauh

lebih rendah bila dibandingkan dengan bahan konvensional.

2. Mudah dibentuk

Komposit yang mudah dibentuk merupakan suatu kriteria yang penting dalam

penggunaan suatu bahan untuk menghasilkan produk. Ini karena dikaitkan dengan

produktivitas dan mutu suatu produk.Perbandingan antara produktivitas dan mutu

adalah penting dalam konteks pemasaran produk yang berasal dari pabrik. Selain dari

itu kemampuan untuk mudah dibentuk juga dikaitkan dengan berbagai tehnik

pabrikasi yang dapat digunakan untuk memproses suatu produk. Dari hal tersebut

jelas bahwa bahan komposit mudah dibentuk dengan berbagai tehnik pabrikasi yang

merupakan daya tarik yang dapat membuka ruang yang lebih luas bagi penggunaan

bahan komposit.

3. Biaya

Faktor biaya juga memainkan peranan yang sangat penting dalam membantu

perkembangan industri komposit. Biaya yang berkaitan erat dengan penghasilan

suatu produk seharusnya memperhitungkan beberapa aspek seperti biaya, bahan

mentah, pemrosesan, tenaga manusia dan sebagainya.

Universitas Sumatera Utara

2.3 PAPAN GIPSUM

Saat ini gipsum sebagai bahan bangunan digunakan unutk membuat papan gipsum

dan profil pengganti triplek dari kayu. Papan gipsum plafon dalah salah satu produk jadi

setelah mineral gipsum diolah menjadi proses pabrikasi menjadi tepung. Papan gipsum

digunakan sebagai salah satu elemen dari dinding

dan plafon.

Papan gipsum adalah nama generik untuk keluarga produk lembaran yang terdiri

dari inti utama yang terdiri dari utama yang tidak terbakar dan dilapisi dengan kertas

pada permukaannya. Selain untuk plafon, gipsum dipakai dinding

seperti skat

kamar dan

$ (penutup tembok). Hanya saja gipsum tak bisa diaplikasikan

untuk

, kolom dinding atau penahan beban. Kekuatan papan gipsum

berbanding lurus dengan ketebalannya.

Papan gipsum memanfaatkan kekuatan yang terdapat pada inti dan menambah

kekutannya dengan kertas berkekuatan tarik tinggi. Kertas pada permukaan gipsum

dipergunakan sebagai komposit dan menjadi bagian penting dari kekuatan

dan

kemampuan panel (Trisna H, 2012)

2.3.1 Jenis Papan Gipsum Papan gipsum merupakan alternatif yang tepat untuk menggantikan triplek dan
dapat diklasifikasikan dari jenis performa papan dan ketebalannya sebagai berikut : 1. Papan Gipsum Standar
Papan gipsum ini merupakan variasi umum dari papan gipsum tebal yang tersedia yaitu 9 mm, 12 mm dan 15 mm. (SNI 03&6384&2000). 2. Papan Gipsum Tahan Api Papan gipsum ini mempunyai performa ketahanan api, durasi ketahanan apinya tergantung dari sistem dinding partisi yang digunakan. Tebal yang tersedia yaitu 12 mm dan 15 mm. (SNI 03&6384&2000). 3. Papan Gipsum Tahan Kelembaban Papan gipsum ini mempunyai performa ketahanan terhadap kelembaban, cocok digunakan untuk daerah&daerah yan lembab dalam bangunan seperti toilet, dapur dan gudang. Bila papan gipsum ini digunakan sebagai dinding kamar mandi, maka

Universitas Sumatera Utara

disarankan untuk dilapisi oleh keramik, tahan kelembaban bukan berarti tahan air. Tebalnya yang tersedia 9 mm, 12 mm dan 15 mm. (SNI 03&6384&2000). 4. Papan Gipsum Tahan Benturan Papan gipsum ini mempunyai performa ketahanan terhadap benturan, dimana benturan&benturan yang dimaksud adalah benturan dari tubuh manusia, , meja, kursi dan sebagainya. Papan gipsum ini cocok dipergunakan dikoridor, dinding kamar rumah sakit. Tebal yang tersedia yaitu 12 mm dan 15 mm. (SNI 03&6384& 2000).

2.3.2 Pemanfaatan Papan Gipsum Sebagai Plafon

Plafon adalah bagian konstruksi, merupakan lapis pembatas antara rangka

bangunan dibawah rangka atapnya, sedangkan papan gipsum plafon merupakan papan

yang digunakan untuk konstruksi bangunan, khususnya pada dinding (partisi), plafon

yang bahan dasarnya menggunakan gipsum (Simbolon, T, 2009).

Plafon merupakan bagian dari interior yang harus didesain sehingga ruangan

menjadi sejuk dan enak dipandang (artistik). Plafon berfungsi antara lain yaitu :

1. Sebagai batas tinggi suatu ruangan, tentunya ketinggian dapat diatur dengan

fungsinya ruangan yang ada. Umpamanya untuk ruang tamu pada sebuah rumah

tinggal cenderung tinggi plafon direndahkan, begitu juga ruang makan agar

mempunyai kesan familier dan bersahabat.

2. Sebagai isolasi panas yang datang dari atap atau sebagai penahan perambatan panas

dari atap (

).

3. Sebagai peredam suara air hujan yang jatuh dari atap, terutama pada penutup atap

dari bahan logam.

4. Sebagai penyelesaian dari elemen keindahan, dimana mempunyai tempat untuk

menggantungkan bola lampu, sedang bagian atasnya untuk meletakan kabel&kabel

listriknya (

).

Universitas Sumatera Utara

2.4 SERAT 2.4.1 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

(0,00015 in) sampai dengan 0,2 mm (0,008 in). 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 pengikat ( ) polimer.

merupakan

(Kusumastuti.A, 2009) .

Menurut Widiartha, I,G, et al, 2012, serat dapat menentukan karakterisistik bahan

komposit, kekuatan, kekakuan, serta sifat mekanik lainnya, serat menahan sebahagian

besar gaya – gaya yang bekerja pada bahan komposit, komposit dengan penguat serat

( ) sangat efektif, karena bahan dalam bentuk serat jauh lebih kuat dan

kaku dibanding bahan yang sama dalam bentuk padat ( ). Kekuatan serat terletak

pada ukurannya yang sangat kecil, kadang&kadang dalam orde mikron.

2.4.2 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 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

Universitas Sumatera Utara

kerajinan seperti dompet, hiasan dinding dan

' pembuatan panel atap yang kuat

dan murah serta tahan api.

Kelebihan penggunaan dari serat alam menurut Kusumastuti.A, 2009 :

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 elastis, daerah

yang

dikenai beban akan menghasilkan peningkatan

dan kekuatan tarik, saat

kecepatan pengujian diturunkan, baban yang diberikan akan tersimpan didaerah

.

2.5 SERAT KULIT WARU

Waru (+

' merupakan jenis tanaman yang sangat dikenal oleh

penduduk Indonesia. Jenis ini biasanya dapat ditemukan dengan mudah karena tersebar

luas di daerah tropik dan terutama tumbuh berkelompok di pantai berpasir atau daerah

pasang surut. Oleh karena sering ditemukan hidup di tepi pantai maka tanaman ini juga

biasanya disebut waru laut. Waru (+

, suku kapas & kapasan atau

# , juga dikenal sebagai waru laut telah lama dikenal sebagai pohon peneduh

tepi jalan atau tepi sungai dan pematang serta pantai. Walaupun tajuknya tidak terlalu

rimbun, waru disukai karena akarnya tidak dalam sehingga tidak merusak jalan dan

bangunan di sekitarnya. (Nurudin,A, et al,2011)

Kayu terasnya agak ringan, cukup padat, berstruktur cukup halus dan tidak begitu

keras, kelabu kebiruan, semu ungu atau coklat keunguan, atau kehijau&hijauan. Liat dan

awet bertahan dalam tanah, kayu waru ini biasa digunakan sebagai bahan bangunan atau

perahu, roda pedati, gagang perkakas, ukiran, serta kayu bakar. Dari kulit batangnya,

Universitas Sumatera Utara

setelah direndam dan dipukul&pukul dapat diperoleh serat yang disebut lulup waru. Serat ini sangat baik untuk dijadikan tali.
Waru merupakan tumbuhan tropis berbatang sedang, terutama tumbuh di pantai yang tidak berawa atau di dekat pesisir. Waru tumbuh liar di hutan dan di ladang, kadang & kadang ditanam di pekarangan atau di tepi jalan sebagai pohon pelindung. Pada tanah yang subur, batangnya lurus, tetapi pada tanah yang tidak subur batangnya tumbuh membengkok, percabangan dan daun & daunnya lebih lebar. Pohon, tinggi 5 & 15 meter. Batang berkayu, bulat, bercabang, warnanya cokelat.
(a) (a) (b)

(c) Gambar 2.2 Pohon Waru

(d)

(a) Daun Waru

(b) Batang Waru

(c) Daging Kulit Waru (d) Serat Waru

Universitas Sumatera Utara

2.5.1 Klasifikasi Tanaman Waru

Kerajaan

:(

Divisi

:

Kelas

:

Ordo

:#

Famili

:#

Genus

:+

Spesies

:+

Nama Binomial : +

(Sumber : Nurudin,A, et al , 2011)

2.5.2 Komposisi Kimia Kulit Waru

Hasil uji karakterisasi permentasi kulit waru dapat dilhat pada tabel berikut:

Tabel 2.2 Komposisi Serat Waru

No Nama komposisi

% berat

1 Protein mentah

17,08

2 Ekstrak eter

3.45

3 Serat mentah

22,77

4 Abu (%)

10,79

5 Karbohidrat

45,91

6 Tannin (%)

8,93

7 Saponin (mg/g)

12,90

8 Selulosa

24,22

Sumber : Waru Leaf Saponin on Ruminal Fermentation (Istiqomah,L et al,

2011)

Secara umum tanaman Waru digolongkan menjadi dua jenis, yaitu waru serat atau

waru tapel (+

) dan waru hutan (+

, ). Kedua jenis

waru tersebut, secara tradisional dikembangkan dengan cara stek dengan panjang 1,5 & 2

meter dan diameter 4 & 8 cm.

Universitas Sumatera Utara

Kegunaan lain tanaman waru adalah dapat dimanfaatkan kayu dan seratnya. Kayu

waru tapel dapat digunakan sebagai bahan kerajinan. Kayu yang dihasilkan oleh jenis

waru ini bisa digunakan untuk bahan bangunan, walaupun agak sulit ditemukan dan

termasuk langka. Untuk keperluan rumah tangga, tanaman waru selain bisa

dimanfaatkan sebagai kayu bakar, ekstrak pucuk&pucuk mudanya (

), bisa

dijadikan jamu dan dapat memperlancar proses kelahiran bagi wanita hamil. Masih

banyak manfaat tanaman waru (+

) ini yang bisa digali lagi seperti untuk

keperluan reboisasi, menghidupkan lahan kritis, sebagai tanaman penaung dan

sebagainya (Nurudin, et al, 2011).

2.5.3 Klasifikasi Pohon Waru

Menurut (Simatupang, R, 2011) Klasifikasi Pohon Waru terdiri dari :

1. + Bl. (waru gunung atau waru gombong) memiliki bentuk pohon,

daun, bunga dan buah yang serupa dengan +

, dengan hanya sedikit

perbedaan. Di antaranya, dengan kelenjar tulang daun yang lebih jauh dari pangkal,

tangkai bunga yang sedikit lebih pendek,daun kelopak yang hanya melekat setengah

jalan, dan biji yang berambut kasar.

2. + Roxb memiliki bentuk pohon yang kurus tinggi, terutama

ketika muda,berdaun jauh lebih lebar, dengan daun penumpu yang panjang.

3. Soland. juga disebut waru laut atau waru lot; memiliki daun

seperti kulit yang tidak berbulu, melainkan bersisik coklat rapat, nampak jelas pada

daun yang muda. Bunga serupa dengan bunga waru, namun tangkai putiknya tidak

berbagi di ujungnya.

4. + L. disebut juga waru landak. Berukuran daun lebih kecil, 5&8 cm.

Bunganya keluar dari bagian daun dan berkumpul di ujung tangkai. Pada pagi hari,

bunganya putih dan berbentuk dadu, dan di sore hari layu menjadi merah

Universitas Sumatera Utara

2.6 " " ! (SEMEN TAHAN PANAS)

(Semen Tahan Panas) disebut juga

, peredam panas

sekaligus

panas dalam bentuk semen cor dengan cara di

. Lebih

mudah penanganannya karena dapat dibentuk sesuai dengan permukaan yang ada.

Komposisi

harus dirancang sesuai dengan beberapa model untuk

mendapatkan kemasan partikel yang optimal. yakni, aditif pendispersi partikel ultra

halus memungkinkan

mengalir dan menempatkan dengan penambahan air

rendah. Juga, pengisi reaktif dan aditif memenuhi ruang dalam

antara partikel

sehingga memberikan kemasan yang optimal dalam campuran. Penerapan

cocok terutama pada suhu tinggi dapat dengan mudah digunakan untuk bagian

tipis dan daerah yang sulit dijangkau. Pertunjukan yang luar biasa yang melibatkan sifat

fisik, sifat mekanik, dan sifat termal

tersebut tahan terhadap suhu

termal erosi, abrasi, korosi (Martinovic, et al 2011).

Gambar 2.3 Serbuk
Universitas Sumatera Utara

Tabel. 2.3 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)

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

Dalam penelitian ini serbuk

digunakan sebagai bahan pengikat dari

serbuk gipsum dan serat kulit waru. Serbuk

dan serbuk gipsum dicampur

dengan air 1 ml, dengan persentase berat (35 %, 33 %, 31 %, 29 %, 27 % dan 25 % dan

serbuk gipsum dengan persentase berat tetap (65 %). Campuran serbuk

dan

serbuk gipsum ini kemudian diaduk selama kurang lebih 2 dengan menggunakan alat

mixer. Kadar air harus dijaga sebaik mungkin karena bila kadar air berlebihan akan

menyebakan timbulnya gelembung gas dan lubang & lubang kecil, sedangkan bila air

terlalu sedikit

akan kehilangan sifat lekatnya sehingga tidak dapat mengikat

serbuk gipsum dengan baik dan akibatnya papan gipsum yang akan dibuat terjadinya

keretakan.

Universitas Sumatera Utara

2.7 KARAKTERISASI FISIK PAPAN GIPSUM PLAFON DENGAN PENGISI SERAT KULIT WARU DENGAN MATRIKS " " !

Karakterisasi dari papan gipsum plafon dilakukan untuk mengetahui dan

menganalisis campuran polimer dengan serat. Karakterisasi ini dilakukan dengan

menggunakan pengujian berdasarkan pada standar JIS A 5908&2003 yang meliputi sifat

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

, uji kuat lentur /

! , uji kuat tarik /

, uji kuat impak / "

) serta untuk menganalisa pengaruh suhu

terhadap karakteristik papan gipsum plafon dilakukan analisis berupa analisa DTA

maupun analisa XRD untuk mengetahui substansi atau bentuk kristal papan komposit

dan pengamatan morfologi bahan (SEM). Karakterisasi papan gipsum plafon dari

beberapa standar sebagai acuan untuk menentukan kwalitas papan partikel dapat dilihat

dalam tabel berikut :

Tabel 2.4 Sifat Fisis dan Mekanis dari Berbagai Standar

No Sifat Fisik/Mekanik 1 Kerapatan (gr/cm3)

SNI 03?2105?2006 JIS A 5908?2003

0,5 – 0,9

0,4 – 0,9

2 Kadar Air