Kemudian tegangan hibridisasi ditentukan dengan persamaan :
H c
Bf Bf
V
5
dimana:
H c
adalah tegangan tarik hibrid komposit,
f
c
adalah tegangan tarik serat karbon MPa,
f
c
adalah regangan dari serat carbon dan
cf
V
fraksi volume serat karbon gr serta
Bf
V
menunjukkan fraksi volume untuk serat basalt gr. Pengujian bending telah dilakukan untuk setiap
variasi specimen uji dengan nilai rata rata masing- masing ditunjukkan seperti pada tabel 4.
Table 4 Rata-rata hasil pengujian bending
Variasi laminasi
Tegangan bending
[MPa] Modulus Elastisitas
bending E [GPa]
CF C
4
B
1
C
5
C
4
B
2
C
4
C
3
B
3
C
4
C
3
B
4
C
3
C
3
B
5
C
2
BF 860.93
816.28 791.70
759.66 740.20
725.57 428.06
54.17 50.11
49.79 48.05
45.44 44.68
25.37
Table 5 Rata - rata uji bending untuk variasi laminasi berdasarkan metode susunan.
Variasi susunan laminasi
Tegangan bending
σMPa Modulus of
Elastisitas E GPa
CFRP 860.929
54.172 C
3
B
4
C
3
740.197 45.438
C
6
B
4
738.265 41.104
C
3
B
2
C
3
B
2
736.155 40.331
C
2
B
2
C
2
B
2
C
2
716.033 46.408
B
4
C
6
712.120 39.026
B
2
C
3
B
2
C
3
679.267 34.512
B
2
C
6
B
2
655.720 35.006
B10 428.058
25.374
III. ANALISA DAN DISKUSI Sifat Mekanis Akibat Beban Bending
Tabel 5 dan 6 masing – masing menunjukkan nilai
rata-rata pengujian bending bending untuk setiap variasi hibrid komposit menurut jumlah serat basalt
diinset kedalam komposit karbonpolymer CFRP, dan menurut posisi laminasi antara serat basalt dan
serat karbon untuk perbandingan fraksi berat 60:40 wt. Berdasarkan hasil pengujian dilakukan
hibridisasi memiliki tegangan diantara tegangan komposit karbonepoxy dan komposit basaltepoxy
yaitu tegangan sekitar 700 MPa. Dalam analisa ini, ditunjukkan semakin besar jumlah basalt
terlaminasi pada serat karbon tegangan menurun namun masih jauh lebih tinggi dari komposit
dengan serat basaltepoxy. Demikian pula untuk modulus elastisitas yang dihasilkan dengan rasio
laminasi serat 50:50 wt adalah sebesar 44.68 GPa. Nilai ini menunjukkan bila basalt dihibrid
dengan Karbon modulus elastisitasnya meningkat sebesar 43.2. Menurut hasil penelitian yang telah
dilakukan oleh [11, 21] menunjukkan bahwa serat basalt memiliki kopetensi yang baik dihibridisasi
dengan serat karbon, dimana regangan dari komposit karbonepoksi meningkat. Hal yang sama
juga disampaikan oleh [10].
Karakteristik mekanis bending untuk hibrid komposit dengan variasi susunan laminasi antara
serat basalt dan serat karbon lihat Tabel 6 menunjukkan pengaruh yang signifikan terhadap
tegangan dan modulus elastisitas. Tand panah yang tertera pada tabel menunjukkan arah pembebanan
pada hibrid komposit. Pada pengujian ini, diperoleh bahwa dengan serat karbon terletak pada
bagian tekan compress memiliki nilai tegangan bending yang tinggi yaitu diatas 700Mpa namun
masih lebih rendah dibanding dengan CFRP. Perilaku ini disebabkan karena serat karbon
memiliki sifat tegangan bending yang tinggi, akan tetapi lebih panjang nilai regangan yang terjadi
untuk serat basalt pada posisi tarik tension area. Pendapat yang sama juga disampaikan oleh Dong
et.al [4, 5, 22].
Pengaruh susunan laminasi antara serat karbon dan serat basalt CBCBC menunjukkan hasil
modulus elastisitas yang relatif tinggi yaitu sebesar 46.4 GPa, namun tegangan yang dihasilkan lebih
rendah dari komposisi CBCB.
Gambar 4 Karakteristik patahan pada bending test benda uji CBC dan BCB
Sifat Patahan Bending
Patahan akibat pembebanan bending telah diamati seperti ditampilkan pada Gambar 4. Pada
pembebanan bending
specimen uji
dapat mengalami dua perilaku patahan yaitu patahan
karena tekan
compression
dan patahan karena tarik
tension
. Sebagaimana dihasilkan untuk patahan spesimen uji dengan posisi serat karbon
berada pada lapisan terluar memiliki tegangan dan modulus yang tinggi lihat Tabel 5 dan 6, masing-
masing. Akan tetapi, karakteristik patahan yang terjadi adalah sangat getas brittle seperti
ditunjukkan oleh tanda panah pada gambar 4.
Sebaliknya, serat basalt menunjukkan patahan yang lebih ulet ductile dimana terlihat adanya
deformasi plastis baik pada daerah tekan maupun daerah tarik. Sifat ini ditunjukkan pula dengan
besarnya tegangan dan modulus elastisitas bending yang rendah.
Gambar 5 Karakteristik patahan bending spesimen uji CBC dan BCB pada SEM analisis
Gambar 5 menunjukkan karaktersitik patahan setelah pembebanan bending untuk specimen uji
CBC dan BCB yang dianalisa menggunakan SEM pada megnifikasi rendah. Patahan yang
terjadi teramati ditunjukkan dengan tanda panah, baik patahan CBC dan BCB terjadi putus
tarikan
pull out
ke arah
warp
maupun
weft
. Patahan CBC lebih rata dibandingkan dengan
BCB yang patahannya sembarang
rupture
. Kondisi ini menunjukkan bahwa komposit dengan
serat karbon
pada bagian
sisi memiliki
karakteristik patahan yang lebih getas dibanding dengan serat basalt tersusun pada bagian luar.
Disamping itu, delaminasi pada arah weft menjadi karakteristik patahan dari komposit dengan
penguat sarat karbon.
Pengaruh hibridisasi terhadap beban lentur
Hibridisasi merupakan satu pendekatan untuk memperbaiki sifat mekanis atau fisis dari material
dengan berbasis komposit, yang mana salah satu kerugian material ditingkatkan dengan keunggulan
material lainnya dalam satu ikatan tertentu [12]. Hasil penelitian hibridisasi laminasi antara serat
karbon dan serat basalt adalah sangat signifikan dampaknya terhadap sifat mekanis material dan
juga menurunkan nilai ekonomis serat karbon sehingga dapat diaplikasikan pada produk-produk
menengah [23]. Secara teknis effek hibridisasi ditunjukkan seperti pada Gambar 6.
Gambar 6 Pengaruh jumlah laminasi serat basalt hibridisasi pada serat karbon
VI. KESIMPULAN
