77
4.2.3 Pengujian tekan
Pengujian tekan pada spesimen bambu dilakukan dengan dua model, yaitu uji tekan dengan arah beban tekanan yang diberikan tegak lurus dengan serat
Gambar 48. Kerusakan spesimen bagian tengah bambu dari hasil uji lentur cantilever.
Tengah tepi atas 1:1 Tengah tepi atas 1: ½
Tengah tepi bawah 1:1 Tengah tepi bawah 1: ½
Gambar 49. Kerusakan spesimen bagian ujung bambu pada hasil uji lentur cantilever.
Ujung tepi atas 1:1 Ujung tepi atas 1:½
Ujung tepi atas 1:½
Ujung tepi bawah 1:½ Ujung tepi atas 1:½
Ujung tepi bawah 1:1
78 spesimen bambu yang diuji, serta uji tekan dengan arah beban tekanan yang
diberikan sejajar dengan serat spesimen bambu uji. Uji tekan tegak lurus serat
Uji tekan tegak lurus serat dibedakan menurut posisi kulit luar atau bagian tepi bambu, yaitu kulit luar di tepi atas, di bawah dan disamping Gambar 50.
Proses uji tekan tegak lurus serat seperti digambarkan dalam kurva di Gambar 51 dan Lampiran 6. Agak berbeda dengan proses uji sifat mekanik yang lain, proses
uji tekan tegak lurus serat seolah selalu meningkat, seolah tidak pernah mencapai titik maksimum dan berakhir. Ada satu-dua spesimen yang mencapai
beberapa kali titik maksimum.
Hasil uji tekan pada bagian pangkal bambu dengan kulit luar di atas dapat dilihat dalam Gambar 52. Kerusakan yang terjadi adalah seolah-olah membelah
secara vertikal atau searah beban tekanan. Kerusakan itu terlihat jelas pada sudut pandang dari arah sisi samping spesimen, sedangkan jika dilihat dari sisi atas atau
bawah tidak begitu tampak perbedaannya. Demikian pula yang terjadi pada spesimen dengan kulit luar di bawah Gambar 53. Kerusakan yang terjadi seolah
membelah secara vertikal. Jika dilihat per bagian bambu pada posisi spesimen yang sama, kerusakan
yang terjadi hampir sama. Pada spesimen dari bagian pangkal, tengah dan ujung dengan kulit luar di atas Gambar 54, tampak terjadi spesimen menjadi tipis atau
Spesimen tekan tepi di samping 1
2 3
1 2
Spesimen tekan tepi di atas Spesimen tekan tepi di bawah
Gambar 50 Proses uji tekan tegak lurus serat.
79 gepeng seolah melebar ke arah horizontal. Di bagian tengah spesimen seolah
memadat, sedangkan di bagian samping umumnya terjadi pembelahan akibat tekanan.
Bagian dalam bambu yang awalnya berbentuk seperti melengkung, setelah uji tekan dilakukan menjadi merata, adanya tekanan yang menjadikan merata ini
yang menyebabkan pada bagian samping spesimen menjadi terbelah. Hal yang sama terjadi pula pada spesimen dari bagian pangkal, tengah dan ujung dengan
kulit luar di tepi bawah Gambar 55. Kerusakan yang terjadi seolah sama, karena Gambar 51. Kurva hubungan Load-Deflection pada uji tekan
tegak lurus serat.
Load - Deflection relationship Pangkal
0.00 500.00
1000.00 1500.00
2 4
6 8
10 12
Deflection mm Lo
a d
k g
f
PTeA PTeB
PTeS
Daerah elastis
Load - Deflection relationship Tengah
0.00 500.00
1000.00 1500.00
2000.00 2500.00
2 4
6 8
10
Deflection mm L
o a
d k
gf
TTeA TTeB
TTeS
Daerah elastis
Load - Deflection relationship Ujung
0.00 500.00
1000.00 1500.00
2000.00 2500.00
3000.00 3500.00
2 4
6 8
10
Deflection mm Loa
d k
gf
UTeA UTeB
UTeS
Daerah elastis
80 memang mendapat beban tekanan dari arah yang sama, hanya posisi kulit luar saja
yang berbeda. Hanya pada posisi tepi bawah ini, pembelahan di bagian samping spesimen terjadi dari bagian cekung menjadi merata, sedangkan pada tepi atas
proses yang terjadi mulai dari bagian cembung hingga menjadi merata.
Pada spesimen tekan tegak lurus serat dengan posisi tepi di samping, dilihat dari arah depan, kerusakan terjadi se arah diagonal atau pecah mulai dari
posisi tepi yang keras ke arah tengah dan kembali lagi ke arah tepi. Jika dilihat dari arah atas atau arah datangnya beban, kerusakan yang terjadi pada bagian
Gambar 52. Hasil uji tekan tegak lurus serat untuk spesimen pangkal tepi atas. Tampak atas
Tampak bawah
Tampak samping
Gambar 53. Hasil uji tekan tegak lurus serat untuk spesimen pangkal tepi bawah.
81 pangkal, tengah dan ujung seolah sama, melebar kemudian tampak antar serat
pembentuk bambu melepaskan diri. Gambaran lebih jelas tentang kerusakan pada spesimen posisi samping seperti tampak dalam Gambar 57.
Uji tekan sejajar serat
Proses uji tekan sejajar serat hanya satu posisi untuk tepi bambu bagian luar. Proses dimulai dari spesimen dalam bentuk lurus, kemudian diberi beban
tekanan secara bertahap hingga terjadi kerusakan pada spesimen atau mesin uji tidak dapat melanjutkan pemberian beban karena sudah maksimum. Proses uji
tekan sejajar serat seperti tampak dalam Gambar 57dan 58, serta Lampiran 7. Gambar 54. Hasil uji tekan tegak lurus serat spesimen tepi atas.
Pangkal Tengah Ujung
Gambar 55. Hasil uji tekan tegak lurus serat spesimen tepi bawah. Pangkal
Tengah Ujung
82 Gambar 57. Proses uji tekan sejajar serat.
8 7
6 5
4 3
2 1
Tampak depan Tampak atas
Gambar 56. Hasil uji tekan tegak lurus serat spesimen tepi samping.
83 Hasil uji tekan sejajar serat terhadap spesimen bambu menunjukkan
beberapa reaksi Gambar 59. Ada yang menunjukkan reaksi membengkok sempurna akibat gaya tekan hingga patah, namun ada juga seolah hanya sebagian
spesimen yang bereaksi, sementara bagian yang lainnya seolah tak bereaksi. Pembengkokan dapat terjadi ke arah kulit bagian dalam atau pada kulit bagian
luar. Pembengkokan ke arah kulit bagian dalam, untuk beberapa spesimen tidak seluruh bagian kulit luar turut membengkok dan rusak. Pembengkokan yang
terjadi ke arah kulit bagian luar, maka seluruh bagian kulit dalam turut membengkok hingga terputus ke arah horizontal.
4.2.4 Pengujian tarik
Uji tarik dilakukan hanya dengan membedakan ukuran lebar bilah bambu spesimen. Proses uji untuk setiap spesimen dari bagian bambu yang berbeda
adalah sama. Kedua ujung spesimen dijepitkan pada penjepit dari mesin uji, kemudian dilakukan penarikan ke arah atas, sementara sisi di bagian bawah dalam
posisi tetap. Secara perlahan dengan kecepatan 6 mm per menit spesimen ditarik, reaksi penjepit semakin mengencang. Pada beberapa spesimen yang tebal tidak
terjadi kerusakan pada bagian yang bebas, namun terjadi pergeseran pada kedua bagian ujung spesimen di dan atau dekat penjepit, atau memadat di bagian ujung
yang dijepit. Pada beberapa spesimen yang berukuran lebih kecil terjadi pemburaian serabut bambu. Proses uji tarik spesimen bambu dapat dilihat dalam
Gambar 60. Gambar 58. Kurva hubungan Load-Deflection pada uji
tekan sejajar serat .
Load - Deflection relationship
0.00 500.00
1000.00 1500.00
2 4
6 8
10
Deflection mm Lo
a d
k gf
PTSS TTSS
UTSS
Daerah elastis
84 Proses uji tarik dalam grafik dapat dilihat dalam Gambar 61 dan Lampiran
8. Grafik meningkat terus hingga titik rusak dan setelah itu langsung drop menurun hampir searah vertikal.
Kerusakan yang terjadi pada hasil uji tarik sama polanya untuk spesimen dari setiap bagian batang bambu. Secara umum kerusakan yang terjadi di bagian
tengah spesimen adalah terburainya serabut bambu, sedangkan di bagian tepi spesimen memadat akibat dari semakin kencangnya jepitan yang terjadi seiring
dengan bertambahnya kekuatan tarik. Kekencangan ini pada saatnya dapat menyebabkan putusnya beberapa atau semua serabut yang terjepit, putusnya
serabut ini akan berlanjut dengan terburainya serabut bambu di bagian tengah spesimen. Macam-macam kerusakan yang terjadi dalam uji tarik seperti tampak
dalam Gambar 62, 63 dan 64. Gambar 59. Beberapa macam kerusakan spesimen dari hasil uji
tekan sejajar serat.
85
4.3
Pengujian Lentur Sederhana 4.3.1 Modulus elastisitas Modulus of elasticity
Kisaran nilai modulus elastisitas bambu untuk setiap pengelompokan adalah berbeda. Makin besar ukuran contoh uji, maka kisaran nilai modulus
elastisitasnya semakin kecil, dapat dikatakan semakin lentur. Hal ini dapat dilihat
2 3
4 5
1
Bagian pangkal bambu
2 3
1
Bagian tengah bambu
1 2
3 4
7 6
5
Bagian ujung bambu Gambar 60. Tahap pengujian tarik pada spesimen bambu.
86 dalam Tabel 4, bagian pangkal dengan kulit luar di atas dan tebal:lebar 1:1
mempunyai selang yang paling sempit, yaitu 4.298,19 – 7.800,35 kgfcm
2
. Sementara ukuran selang terpanjang terjadi di bagian ujung dengan kulit luar di
atas dan tebal:lebar 1:½ sebesar 7.591,32 – 25.128,08 kgfcm
2
.
Gambar 61. Kurva hubungan Load-Deflection pada uji tarik.
Load - Deflection relationship Ujung
0.00 250.00
500.00 750.00
1000.00 1250.00
10 20
30 40
50
Deflection mm Lo
a d
k gf
TU 1:1 TU 1:½
Daerah elastis
Load - Deflection relationship Tengah
0.00 500.00
1000.00 1500.00
10 20
30 40
Deflection mm Loa
d k
gf
TT 1:1 TT 1:½
Daerah elatis
Load - Deflection relationship Pangkal
0.00 500.00
1000.00 1500.00
2000.00 2500.00
10 20
30 40
50
Deflection mm L
o a
d k
gf
TP 1:½
Daerah elatis
87 Gambar 62. Contoh kerusakan yang terjadi pada spesimen pangkal
bambu dalam uji tarik.
Gambar 63. Contoh kerusakan yang terjadi pada spesimen tengah bambu dalam uji tarik.
88 Tabel 4. Kisaran nilai modulus elastisitas lentur sederhana kgfcm
2
untuk setiap pengelompokan
Bagian Bambu
Kulit luar di atas Kulit luar di bawah
Tebal:Lebar 1:1 Tebal:Lebar 1:½
Tebal:Lebar 1:1 Tebal:Lebar 1:½
Pangkal
4.298,19 – 7.800,35 4.656,62 – 11.089,43
2.710,50 – 7.552,91 3.147,13 – 9.646,73
Tengah
7.662,28 – 15.239,81 6.329,19 – 17.716,96
6.741,02 – 14.765,63 7.740,60 – 17.185,19
Ujung
8.505,77 – 16.641,90 7.591,32 – 2.5128,08
6.387,95 – 17.302,51 5.546,73 – 18.130,50
Bagian batang pangkal dengan kulit luar di bawah dan tebal:lebar
1:1
memiliki nilai modulus elastisitas rata-rata yang terkecil, yaitu sebesar 5.247,74 kgcm
2
. Kondisi spesimen ini paling cepat lentur dibandingkan dengan bagian dan posisi spesimen yang lain. Bagian batang dan posisi spesimen bambu yang
paling kaku adalah bagian ujung dengan kulit luar di atas, yaitu sebesar 14.072,84 kgcm
2
untuk tebal:lebar 1:1 dan lebih kaku untuk tebal:lebar
1:½
dengan nilai 15.078,15 kgcm
2
. Lebih lengkap mengenai nilai modulus elastisitas rata-rata dari spesimen bambu dapat dibaca dalam Tabel 5.
Tabel 5. Nilai modulus elastisitas rata-rata lentur sederhana kgfcm
2
untuk setiap pengelompokan
Bagian Bambu
Kulit luar di atas Kulit luar di bawah
Tebal:Lebar 1:1 Tebal:Lebar 1:½
Tebal:Lebar 1:1 Tebal:Lebar 1:½
Pangkal 5.621,15 7.375,61 5.247,74 6.316,15
Tengah 12.979,38
13.989,35 11.239,36
13.243,56 Ujung
14.072,84 15.078,15
13.923,35 13.483,77
Gambar 64. Kerusakan yang terjadi pada spesimen ujung bambu dalam uji tarik.
89 Hasil analisis statistik Lampiran 9 poin 1 dan Lampiran 10 poin 1
menunjukkan bahwa secara individu nilai-nilai modulus elastisitas antar bagian batang bambu, posisi kulit luar dalam uji dan ukuran lebar bambu memiliki nilai
modulus elastis yang berbeda nyata pada tingkat kepercayaan 99 dengan koefisien determinasi sebesar 87,22. Grafik plot kenormalan menunjukkan
asumsi kenormalan tidak dilanggar, hal ini tampak dari titik hasil uji yang cenderung membentuk garis lurus. Pada analisis secara bersama, hanya kombinasi
bagian batang-lebar bambu yang menunjukkan pengaruh yang nyata pada tingkat kepercayaan 99. Sementara analisis bersama untuk kombinasi bagian-posisi
batang bambu, posisi-lebar batang bambu, serta bagian-posisi-lebar batang bambu menunjukkan pengaruh yang tidak berbeda nyata pada tingkat kepercayaan 95
sekalipun. Kombinasi bagian-posisi-lebar batang bambu berpengaruh nyata sampai pada tingkat kepercayaan 90.
4.3.2 Tegangan lentur Modulus of rupture