Tanggal lulus : 21 Juni 2011
Telah diuji pada Tanggal : 21 Juni 2011
PANITIA PENGUJI TESIS Ketua
: Prof. Drs. Basuki Wirjoesentono,M.Sc,P.hD Anggota
: 1. Prof. Eddy Marlianto, M.Sc, Ph.D 2. Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc
3. Dr. Anwar Dharma S,MS 4. Dr. Susilawati,M.Si
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Pertama-tama penulis panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan.
Dengan selesainya tesis ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Pemerintah Provinsi Sumatera Utara, Kepala Dinas Tk. 1 dan Tk. 2 yang telah memberikan bantuan dana sehingga penulis dapat melaksanakan Program Studi
Magister Imu Fisika Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara. 2. Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTMH,
M.Sc CTM,Sp.AK atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains.
3. Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara, Dr. Sutarman, M.Sc atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Program
Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.
4. Ketua Program Studi Magister Fisika, Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc. Sekretaris
Program Studi Fisika, Dr. Anwar Dharma Sembiring, M.S beserta seluruh Staf Pengajar pada Program Studi Magister Fisika Program Pascasarjana Fakultas
MIPA Universitas Sumatera Utara.
5. Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan setinggi-setingginya penulis ucapkan kepada Prof. Drs.Basuki Wirjoesentono, M.Sc selaku Pembimbing
Utama yang dengan penuh perhatian dan telah memberikan dorongan, bimbingan dan arahan, demikian juga kepada Prof.Dr.Eddy Marlianto, M.Sc
selaku Pembimbing Lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing penulis hingga selesainya penelitian ini.
6. Kepada kepala sekolah SMA Negeri 1 Tebing Tinggi yang telah memotivasi kepada penulis selama dalam pendidikan
7. Kepada istri tercinta dan tersayang Sania dan ananda Hardi Irwansyah yang selalu memberikan dukungan dan semangat kepada Penulis selama dalam
pendidikan dan waktu penulisan tesis ini. Ucapan terimakasih yang tulus penulis sampaikan kepada rekan-rekan
Mahasiswa Sekolah Pascasarjana Program Studi Magister Ilmu Fisika Universitas Sumatera Utara angkatan 20092010 khususnya Drs. Adi Rusdianto, Suriadi, Sri
Probowati dan Johaidin Saragih,S.Si yang telah memberikan semangat dan dukungan kepada penulis selama dalam pendidikan dan penulisan tesis ini. Semoga
ini menjadi kebanggaan semua orang-orang yang saya cintai. Semoga kita tetap diberi Taufik dan HidayahNya dalam memanfaatkan segala ilmu yang sudah
penulis terima, Amin.
P A I N O
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama lengkap : Paino, S.Pd
Tempat dan Tanggal Lahir : Kampung Bantan Deli Serdang, 30 Juli 1967
Alamat Rumat : Kampung Bantan Serdang Bedagai
TeleponHP : 081396292386
e-mail : Paino SPd yahoo.com
Instansi Tempat Bekerja : SMA Negeri I Tebing Tinggi
DATA PENDIDIKAN
SD :
SD Negeri I Dolok Masihul Tamat
: 1979 SMP
: SMP Negeri I Dolok Masihul
Tamat : 1982
SMA :
SMA Negeri I Tebing Tinggi Tamat
: 1985 D-III
: FPMIPA IKIP Negeri Medan Tamat
: 1988 Strata 1
: FPMIPA Unimed
Tamat : 1998
Strata 2 :
FMIPA USU Tamat
: 2011
Universitas Sumatera Utara
PEMANFAATAN SERAT BAMBU SEBAGAI CAMPURAN GIPSUM UNTUK PEMBUATAN PROFIL PLAFON DENGAN
BAHAN PENGIKAT LATEKS AKRILIK
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian dan pengujian gipsum untuk profil dengan menambahkan serat bambu tali Giaganto chlocapus dan pengikat Lateks Akrilik. Dari pengujian yang telah
dilakukan diperoleh bahwa sifat fisis bahan Densitas mengalami penurunan sejalan
dengan penambahan serat. Densitas maksimum sebesar 2,07 grcm
3
terjadi pada komposisi gipsum:serat:lateks akrilik : 395:05: 100. Serapan air mengalami kenaikan sejalan dengan
penambahan serat bambu dimana terjadi serapan maksimum sebesar 40,51 pada komposisi 375:25:100. Hal ini menunjukan bahwa komposisi optimum untuk sifat fisis
berada pada komposisi 395:05:100. Dari pengujian mekanik yang telah dilakukan juga
diperoleh sifat mekanik spesimen sebagai berikut: uji impak nilai maksimum sebesar 4,26 x 10
-2-
Jcm
2
yang terjadi pada komposisi 375:25:100. uji tarik nilai maksimum sebesar 180,48 kPa terjadi pada komposisi 395:05:100. Uji kuat lentur nilai maksimum sebesar
5958,33 kgcm
2
terjadi pada komposisi 395:05:100. Uji kuat patah nilai maksimum sebesar 3,43 Mpa terjadi pada komposisi 395:05:100. Pengujian DTA juga telah dilakukan,
diperoleh suhu endotermis bahan, dimana nilai maksimum sebesar 185 C terjadi pada
komposisi 375:25:100.
Kata kunci : Gipsum, serat bambu, sifat fisis, sifat mekanik, DTA
Universitas Sumatera Utara
BAMBOO FIBER AS MIXED USE FOR PROFILE GYPSUM BINDER LATEX CEILING WITH ACRYLIC
ABSTRACT
Has conducted research and testing of gypsum to the profile by adding bamboo fiber rope Giaganto chlocapus and acrylic latex binder. From the testing that has been conducted
found that physical properties of materials density decreased in line with the addition of fiber. The maximum density of 2.07 grcm3 occur on the composition of gypsum: fibers:
acrylic latex: 395:05: 100. Water uptake increased in line with the addition of bamboo fiber which maximum absorption occurs at 40.51 on the composition 375:25:100. This shows
that the optimum composition for the physical properties are on the composition 395:05:100. Of mechanical testing has been done also obtained the mechanical properties
of the specimen as follows: The maximum value of impact test 4.26 x 10-2 Jcm2 which
occurred in the composition 375:25:100. tensile test the maximum value of 180.48 kPa occurred in the composition 395:05:100. Test the maximum value of flexural strength
5958.33 kgcm2 395:05:100 occur on the composition. Fracture strength test of the maximum value of 3.43 MPa occurred in the composition 395:05:100. DTA testing has also
been done, was obtained the temperature of endothermic material, where the maximum
value of 185 0C occur on the composition 375:25:100. Key words: gypsum, bamboo fiber, physical properties, mechanical properties, DTA
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR i
ABSTRAK ii
ABSTRACT iii
DAFTAR ISI iv
DAFTAR TABEL vii
DAFTAR GAMBAR iii
DAFTAR LAMPIRAN ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Permasalahan 3
1.3 Batasan masalah 3
1.4 Tujuan Penelitian 4
1.5 Manfaat Penelitian 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Serat bambu 5
2.2 Gipsum 6
2.3 Standar Papan Gipsum 8
2.4 Lateks Acrylic Cat 10
2.4.1. Latex Fullacrilic 100 acrylic 10
2.4.2. Lateks Styrene Acrylic 11
2.4.3. Lateks Vinylacrylic 11
2.4.4. Veova 11
2.4.5. VAE Vinyl Acetat Etilene 12
Universitas Sumatera Utara
2.5. Uji Fisik 13
2.5.1. Densitas 13
2.5.2. Pengujian daya serap air 13
2.6. Uji Mekanik 14
2.6.1. Kekuatan Impak 14
2.6.2. Uji tarik 16
2.6.3. Pengujian keteguhan patah
Modulus Of Rapture
MOR 18 2.6.4. Pengujian kuat lentur Modulus Of ElastisMOE
19 2.7. Prinsip alat Thermal Analyzer DTA
20
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian 23
3.2 Alat dan bahan 23
3.3 Prosedur penelitian 24
3.4 Pengujian Sampel 26
3.4.1. Pengujian Densitas Density 26
3.4.2. Pengujian serapan air 26
3.4.3. Pengujian Impak 27
3.4.4. Uji tarik 27
3.4.5. Pengujian kuat lentur Modulus Of ElastisMOE 28
3.4.6. Pengujian kuat patah Modulus Of RaptureMOR 29
3.4.7. Pengujian termal dengan DTA 29
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Sifat Fisis 31
4.1.1 Densitas 31
4.1.2 Serapan air 33
4.2 Sifat mekanik 34
4.2.1 Uji Impak 34
4.2.2 Uji tarik 35
Universitas Sumatera Utara
4.2.3 Uji kuat lentur Modulus Of ElastisMOE 36
4.2.4 Uji kuat patah Modulus Of RaptureMOR 37
4.3. Uji DTA 38
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 41
5.2 Saran 41
DAFTAR PUSTAKA 42
LAMPIRAN L
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1 Standar Papan gipsum 8
Tabel 2 Pengamatan sifat Fisika DTA 22
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Ilustrasi Skematis Pengujian Impak dengan Charpy 15
Gambar 2.2 Skema pengujian tarik dengan UTM 17
Gambar 2.3 Kurva tegangan regangan Teknik 18
Gambar 2.4 Cara pembebanan pengujian MOR dan MOE 19
Gambar 2.5 Sistem pemanasan dalam tungku DTA 21
Gambar 2.6 Kurva ideal DTA 21
Gambar 3.1 Model Sampel uji Pengujian tarik 28
Gambar 4.1 Grafik densitas 32
Gambar 4.2 Grafik serapan air 33
Gambar 4.3 Grafik uji impak 34
Gambar 4.4 Grafik uji tarik 35
Gambar 4.5 Grafik kuat lentur MOE 36
Gambar 4.6 Grafik kuat patah MOR 37
Gambar 4.7 Grafik DTA komposisi 375:25:100 38
Gambar 4.8 Grafik DTA komposisi 395:05:100 39
Gambar 4.9 Uji DTA komposisi 390:10:100 40
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran I Metode Perhitungan
L-1 Lampiran II Hasil Perhitungan Profil Gipsum Jaya Board
L-7 Lampiran III Gambar Perangkat Pembuatan dan Pengujian sampel L-8
Universitas Sumatera Utara
PEMANFAATAN SERAT BAMBU SEBAGAI CAMPURAN GIPSUM UNTUK PEMBUATAN PROFIL PLAFON DENGAN
BAHAN PENGIKAT LATEKS AKRILIK
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian dan pengujian gipsum untuk profil dengan menambahkan serat bambu tali Giaganto chlocapus dan pengikat Lateks Akrilik. Dari pengujian yang telah
dilakukan diperoleh bahwa sifat fisis bahan Densitas mengalami penurunan sejalan
dengan penambahan serat. Densitas maksimum sebesar 2,07 grcm
3
terjadi pada komposisi gipsum:serat:lateks akrilik : 395:05: 100. Serapan air mengalami kenaikan sejalan dengan
penambahan serat bambu dimana terjadi serapan maksimum sebesar 40,51 pada komposisi 375:25:100. Hal ini menunjukan bahwa komposisi optimum untuk sifat fisis
berada pada komposisi 395:05:100. Dari pengujian mekanik yang telah dilakukan juga
diperoleh sifat mekanik spesimen sebagai berikut: uji impak nilai maksimum sebesar 4,26 x 10
-2-
Jcm
2
yang terjadi pada komposisi 375:25:100. uji tarik nilai maksimum sebesar 180,48 kPa terjadi pada komposisi 395:05:100. Uji kuat lentur nilai maksimum sebesar
5958,33 kgcm
2
terjadi pada komposisi 395:05:100. Uji kuat patah nilai maksimum sebesar 3,43 Mpa terjadi pada komposisi 395:05:100. Pengujian DTA juga telah dilakukan,
diperoleh suhu endotermis bahan, dimana nilai maksimum sebesar 185 C terjadi pada
komposisi 375:25:100.
Kata kunci : Gipsum, serat bambu, sifat fisis, sifat mekanik, DTA
Universitas Sumatera Utara
BAMBOO FIBER AS MIXED USE FOR PROFILE GYPSUM BINDER LATEX CEILING WITH ACRYLIC
ABSTRACT
Has conducted research and testing of gypsum to the profile by adding bamboo fiber rope Giaganto chlocapus and acrylic latex binder. From the testing that has been conducted
found that physical properties of materials density decreased in line with the addition of fiber. The maximum density of 2.07 grcm3 occur on the composition of gypsum: fibers:
acrylic latex: 395:05: 100. Water uptake increased in line with the addition of bamboo fiber which maximum absorption occurs at 40.51 on the composition 375:25:100. This shows
that the optimum composition for the physical properties are on the composition 395:05:100. Of mechanical testing has been done also obtained the mechanical properties
of the specimen as follows: The maximum value of impact test 4.26 x 10-2 Jcm2 which
occurred in the composition 375:25:100. tensile test the maximum value of 180.48 kPa occurred in the composition 395:05:100. Test the maximum value of flexural strength
5958.33 kgcm2 395:05:100 occur on the composition. Fracture strength test of the maximum value of 3.43 MPa occurred in the composition 395:05:100. DTA testing has also
been done, was obtained the temperature of endothermic material, where the maximum
value of 185 0C occur on the composition 375:25:100. Key words: gypsum, bamboo fiber, physical properties, mechanical properties, DTA
Universitas Sumatera Utara
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Penelitian
Plafon merupakan papan buatan jenis komposit yang terbuat dari partikel-partikel kayu atau bahan selulosa lainnya yang diikat dengan perekat organik dan dengan
bantuan tekanan dan panas hot press dalam waktu tertentu. Dewasa ini, pasokan kayu dari hutan untuk industri kayu yang terus menerus
dari tahun ke tahun, seiring dengan meningkatnya kebutuhan rumah tangga terhadap barang-barang yang terbuat dari papan partikel, seperti perkakas rumah
tangga, furnitur, meja belajar, meja komputer, dinding penyekat dan peredam suara. Dengan kata lain meningkatnya industri perkayuan di Indonesia,maka ketersediaan
kayu di hutan baik jumlah dan kualitasnya semakin terbatas. Plafon merupakan salah satu produk industri komposit yang memiliki
prospek yang cukup baik dimasa sekarang dan dimasa yang akan mendatang. Pada dasarnya bahan baku asbes berasal dari sisa pengolahan kertas dengan campuran
kapur, sehingga tidak memerlukan persyaratan kualitas bahan baku yang tinggi. Namun
,plafon yang
berasal dari
asbes mempunyai
beberapa kelemahan,diantaranya:
1.Asbes tidak tahan terhadap air,bila kene air asbes mudah patah rapuh 2..Asbes dapat menimbulkan penyakit asbestosis,karena setelah diteliti
ternyata asbes tergolong bahan beracun berbahaya TOXIC . Jadi bila ditinjau dari kesehatan , plafon yang berasal dari asbes tidak nyaman.; Internet http: gori
23.blogspot.com201006 asbes tergolong bahan beracun berbahayahtml selasa,04 Januari 2011 .
Universitas Sumatera Utara
Oleh karena itu dewasa ini plafon dibuat dengan bahan dasar gipsum yang dicampur dengan bahan yang mengandung lignoselulosa dengan menggunakan perekat atau
lem. Gipsum merupakan bahan dasar dalam pembuatan plafon yang mempunyai
rumus kimia CaSO
4
2H
2
O . sehingga lebih dingin dan tahan terhadap api. Serat bambu bamboo fibre merupakan bahan yang mengandung
lignoselulosa yang dapat dimanfaatkan sebagai salah satu alternative bahan baku pembuatan plafon.. Optimisasi proses pembuatan plafon sangat dipengaruhi oleh
kadar perekat dan kerapatan terhadap sifat fisis dan mekanis. Proses pembuatan plafon berbahan baku serat bambu ini dapat dibuat dengan menggunakan perekat
lateks akrilik. Oleh karena itu plafon yang terbuat dari serat bambu ini dapat digunakan
sebagai bahan penyerap cairan, pengisi pada partisi atau dinding penyekat, pengganti papan busa styrofoam untuk kotak pembungkus bagian dalam bahan-
bahan yang tidak tahan banting seperti elektronik, barang gelas dan lain-lain yang ramah lingkungan.
Perekatan partikel pada umumnya dilakukan dengan menggunakan urea formaldehyde untuk penggunaan bagian dalam interior seperti mebel, lantai,
dinding penyekat. Tetapi dalam pembahasan kali ini perekat yang digunakan adalah lateks Akrilik. Lateks adalah suatu koloid dari patikel karet dalam air.Salah satu
hasil olahan lateks kebun adalah lateks pekat yang baik.Lateks pekat merupakan produk olahan latek alam yang dibuat dengan proses tertentu.Untuk memperkuat
daya ikat lateks , maka lateks dicampur dengan akriliks. Pemilihan lateks sebagai perekat dalam pembuatan plafon dengan bahan baku serat bambu karena
mempunyai sifat panas yang baik mudah didapat dan harga lebih terjangkau.
Universitas Sumatera Utara
1.1 Permasalahan
Serat bambu akan memberikan nilai tambah bila dapat digunakan sebagai bahan pengisi lis profill gipsum.Dari uraian di atas diperoleh pokok permasalahan sebagai
berikut: 1.Apakah serat bambu dapat digunakan sebagai pengisi lis profil gipsum plafon ?
2.Komposisi yang mana memiliki nilai optimum pada pembuatan dan karakteristik dari profil gipsum dengan pengisi serat bambu dan perekat Lateks Akrilik ?
3.Bagaimana peran serat bambu terhadap karakteristik lis profil gypsum dengan bahan peng ikat lateks akrilik.
1.2 Batasan masalah
Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Bahwa dalam penelitian ini hanya menggunakan serat bambu tali berukuran
panjang 2 cm, berdiameter 0,2 – 0,4 mm, gypsum sintetis dan Lateks Akrilik Merk Dulux.
2. Pengujian yang dilakukan meliputi : ·
Sifat fisis a. Densitas
b. Serapan air ·
Sifat mekanik : a. Uji kuat patah Modulus of Repture
b. Uji kuat lentur Modulus of Elasticity c. Uji tarik
d. Uji impak ·
Sifat thermal a. Endotermik
b. Eksotermik
Universitas Sumatera Utara
1.1 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Dapat membuat dan menghasilkan profil plafon yang lebih tahan terhadap air
dan memenuhi standar jaya board. 2. Mengetahui pengaruh penambahan serat bambu tali pada pembuatan profil
plafon dengan perekat lateks akrilik 3. Memanfaatkan serat bambu tali untuk pembuatan propfil plafon
1.2 Manfaat Penelitian
1. Sebagai masukan bagi pelaku industri plafon dalam proses pembuatan plafon yang lebih berkualitas.
2. Sebagai sarana dalam penelitian-penelitian selanjutnya
Universitas Sumatera Utara
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Serat Bambu
Bambu merupakan tanaman masyarakat yang cukup banyak manfaatnya dalam kehidupan sehari-hari, misalnya bambu dapat digunakan sebagai
dinding rumah, dapat digunakan dalam berbagai bentuk anyaman dan kerajinan seperti tampah, keranjang. kursi dan lain-lain dan bambu juga dapat
digunakandimanfaatkan sebagai tali pengikat,dapat digunakansebagai penyanggadalam membuat suatu bangunan, Secara umum bambu serat
bambu adalah dapat menyerap air. Bambu banyak jenisnya,misalnya bambu
lemang, bambu dinding, bambu ampel, bambu petung, bambu cina, bambu tali
dan lain lain. Tapi dalam pembahasan kali ini bambu yang akan dipergunakan seratnya sebagai campuran gypsum adalah bambu tali.Bambu tali Giaganto
chlok apus , cepat tumbuh dan mudah berkembang biak, karena dapat hidup dalam berbagai iklim daan cuaca,dan dapat dipanen dalam waktu yang
singkat, yaitu antara 2-3 tahun. Bambu tali mempunyai karakteristik sebagai berikut :
1. bersifat lentur ; Internet, http: en.wordpres.com Selasa,4 Januari 2011 2. dapat menyerap air dengan baik,sehingga tahan terhadap air
Serat bambu yang dipergunakan panjang seratnya berukuran 2 cm dengan diameter 0.2 mm sd 0.4 mm dan disusun acak random.
Universitas Sumatera Utara
2.2 Gipsum
Gipsum merupakan bahan dasar dalam pembuatan plafon, dimana gipsum ini dalam bentuk tepung dan air sebagai pelarutpengencernya. Gypsum yang
mempunyai rumus kimia CaSO4 2H2O mengandung Ca = 23,28 ,H = 2,34 , S = 18,62 , O = 55,76 ; Internet,http digilib.petra.ac.id
Gypsum mempunyai karakteristik sebagai berikut : 1. Lembab ; Internet, http: Sylvia.student.fkip.ac.id tag pengaruh kelembaban
2.Tahan terhadap api Oleh karena itu plafon yang menggunakan bahan dasar gypsum terasa dingin.
Adapun komposisi kimia bahan gipsum adalah: 1.
Calcium Ca : 23,28 2.
Hidrogen H : 2,34 3.
Calcium Oksida CaO : 32,57 4.
Air H
2
O : 20,93 5.
Sulfur S : 18,62
Adapun sifat Fisis Gipsum adalah: 1.
Warna : putih, kuning,abu-abu, merah jingga, hitam bila tak murni 2.
Spesifik grafity : 2,31 - 2,35 3.
Keras seperti mutiara terutama permukaan 4.
Bentuk mineral : Kristalin, serabut dan masif 5.
Kilap seperti sutera 6.
Konduktivitasnya rendah 7.
Sistem kristalin adalah monoklinik. Sedangkan Sifat Kimia gipsum adalah:
1. Pada umumnya mengandung SO
3
= 46,5 ; CaO = 32,4 ; H
2
O = 20,9 2. Kelarutan dalam air adalah 2,1 gram tiap liter pada suhu 40
C; 1,8 gram tiap liter air pada 0
C; 1,9 gram tiap liter pada suhu 70 - 90 C
3. Kelarutan bertambah dengan penambahan HCl atau HNO
3
Menurut Toton Sentano Kunrat 1992, di alam, gipsum merupakan mineral hidrous sulfat yang mengandung dua molekul air, atau dengan rumus kimia
Universitas Sumatera Utara
CaSO4-2H2O dengan berat molekul 172,17 gr. Jenis-jenis batuannya adalah sanitspar,alabaster,gypsite dan selenit. Warna gypsum mulai dari putih, kekuning-
kuningan sampai abu-abu. Menurut asalnya gipsum terbagi 2 jenis yaitu gipsum alam dan gipsum
sintetik. Gipsum alam adalah yang ditemukan di alam,sedangkan gipsum sintetik adalah yang dibuat manusia. Gipsum sintetik terdiri dari: gipsum sintetik dari air
laut, gipsum sintetik dari air kawah dan gipsum sintetik hasil sampingan industri kimia.
Gipsum adalah mineral yang bahan utamanya terdiri dari hidrated calcium sulfate. Seperti pada mineral dan batu, gipsum akan menjadi lebih kuat apabila
mengalami penekanan Gipsum Association, 2007. Papan gipsum adalah nama generik untuk keluarga produk lembaran yang
terdiri dari inti utama yang tidak terbakar dan dilapisi dengan kertas pada permukaannya. Ini adalah terminologi yang dipilih untuk produk lembaran gipsum
yang didisain untuk digunakan sebagai dinding, langit-langit atau plafon dan memilki kemampuan untuk dihias. Kekuatan papan gipsum berbanding lurus
dengan ketebalan. Gipsum CaSO4.2H2O mempunyai kelompok yang terdiri dari gypsum batuan,
gipsit alabaster, satin spar, dan selenit. Gipsum umumnya berwarna putih, namun terdapat variasi warna lain, seperti warna kuning, abu-abu, merah jingga, dan hitam,
hal ini tergantung mineral pengotor yang berasosiasi dengan gipsum. Gipsum umumnya mempunyai sifat lunak, pejal, kekerasan 1,5 – 2 skala mohs, berat jenis
2,31 – 2,35, kelarutan dalam air 1,8 grl pada 0 C yang meningkat menjadi 2,1 grl
pada 40 C.
Gipsum terbentuk dalam kondisi berbagai kemurnian dan ketebalan yang bervariasi. Gipsum merupakan garam yang pertama kali mengendap akibat proses evaporasi air
laut diikuti oleh anhidrit dan halit, ketika salinitas makin bertambah. Sebagai mineral evaporit, endapan gypsum berbentuk lapisan di antara batuan-batuan
sedimen batugamping, serpih merah, batupasir, lempung, dan garam batu, serta sering pula berbentuk endapan lensa-lensa dalam satuan-satuan batuan sedimen
Universitas Sumatera Utara
Gipsum dapat diklasifikasikan berdasarkan tempat terjadinya Berry, 1959, yaitu: endapan danau garam, berasosiasi dengan belerang, terbentuk sekitar fumarol
volkanik, efflorescence pada tanah atau goa-goa kapur, tudung kubah garam, penudung oksida besi gossan pada endapan pirit di daerah batugamping. www.
Tekmira
2.3 Standar Papan Gipsum
Standar merupakan sesuatu yang ditetapkan untuk digunakan sebagai dasar pembanding dalam pengukuran atau penilaian terhadap kapasitas, kuantitas, isi,
luas, nilai dan kualitas Guralnik, 1979. Sehubungan dengan hal tersebut, maka pada penelitian ini digunakan standar papan gipsum dari Bison Hubner, 1985
sebagai pembanding terhadap mutu papan gipsum yang dihasilkan, selain itu digunakan juga standar ISO International Standard Organization 8335 cement
bonded particleboards - boards of Portland or equivalent cement reinforced with fibrous wood particles ISO, 1987 dan SNI 03-2105 papan partikel BSN, 1996.
Dengan demikian standar tersebut dapat memberikan gambaran apakah papan gipsum yang dihasilkan telah memiliki mutu sesuai standar atau tidak. Tabel
dibawah ini nilai spesifik karakteristik papan tiruan dari tiga buah standar.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1. Standar Papan Gipsum Sifat papan
Standar ISO
BISON
1
BISON
2
SNI Kerapatan grcm
3
1.15 1.2
Maks 1 Kadar air
6 – 12 -
- Maks 10
Penyerapan air -
- -
Mkas 50 Pengembangan tebal
3 2.5
- Pengembangan panjang
- 0.03 – 0.05
0.05 -
Pengembangan lebar -
0.03 – 0.05 0.05
- Modulus Elastisitas kgcm
2
29411.765 28.4-29.4
44.1- 49.0
-
Modulus patah kgcm
2
88.235 53.9
83.3- 88.2
100-140
Keteguhan rekat
internalkgcm
2
- 1.98
3.9 -
KCTP kg 50
39.2 68.6
- KCSP kg
- 19.6
29.4 -
Setelah direndam air selama 24 jam pada suhu kamar Keterangan
: ISO 8335 1987 Cement bonded particle boards SNI 03 – 2105 1996 papan partikel
1 Gypsum fibre board – Bison Hubner, 1985 2 Gypsum board flake reinforced – Bison Hubner,1985
KCTP = Keteguhan cabut sekrup tegak lurus permukaan KCSP = Keteguhan cabut sekrup sejajar permukaan
Universitas Sumatera Utara
2.4 Lateks Akrilik Cat
Binder Resin adalah bahan baku yang berfungsi membentuk film pada cat tembok. Kualitas binder yang digunakan akan sangat mempengaruhi cat tembok
yang dihasilkan. Adapun binder yang paling umum dipakai untuk cat tembok adalah binder yang disebut sebagai LATEX. Ini bukanlah latex yang disebut sebagai latex
karet alam seperti yang dipakai pada kasur latex, tetapi ini adalah sejenis resin yang flexible. Belajar mengenai latex, berarti belajar mengenai polimerisasi juga. Pada
dasarnya polimerisasi resin adalah pembentukan resinbinder dari polymer building block seperti monomers. Memang istilah ini sangat teknis sekali, tetapi pada
dasarnya polymer building block inilah yang menentukan kualitas dan harga jual latex yang dihasilkan. Prosesnya secara umum dinamakan EMULSION
POLYMERIZATION, dan di Indonesia sendiri ada beberapa perusahaan yang membuat Latex sebagai bahan baku cat tembok.Pada umumnya Latex yang dipakai
pada cat tembok adalah ACRYLIC TECHNOLOGY, dimana untuk semua latex yang dibuat diberi embel-embel acrylic. Sebagai contoh adalah :
2.4.1 Lateks FULL ACRYLIC atau100Acrilik
Ini berarti bahan baku didalamnya adalah full acrylic building block, dimana membawa sifat non-yellowing, high performance, dan fleksibilitas tinggi, sehingga
sangat cocok dipakai untuk aplikasi EXTERIOR. Lateks jenis ini bisa digunakan juga untuk aplikasi interior, tapi akan sangat over-engineered sekali jika dipakai
untuk aplikasi interior karena harga latex ini paling mahal. Pemakaian lateks jenis ini juga mensyaratkan pemakaian additif yang khusus dan dalam jumlah lebih besar
daripada latex jenis lainnya.
2.4.2 Lateks Styrene Acriyic
Ini adalah jenis latex yang sekarang bisa dibilang paling populer. Gugus polymer acrylic dipadukan dimasak bersama dengan Styrene Monomers yang berharga
ekonomis, menghasilkan lateks jenis ini. Latex ini populer karena hanya sedikit yellowing tergantung formulasi lateksnya, tetapi menunjukan performance film
Universitas Sumatera Utara
yang relatif baik. Beberapa produsen mampu memodifikasi menjadi lateks yang hanya slightly yellowing sedikit menguning saja. Gugus Styrene Monomers
sebenarnya adalah bersifat yellowing, tapi dengan formulasi pembentukan latex yang tepat, maka sifat yellowingnya bisa ditekan. Latexks yang dihasilkan oleh
produsen ini kemudian diberi embel-embel 2 in 1, untuk aplikasi interior exterior. Banyak produsen cat tembok yang telah meluncurkan cat 2 in 1 jenis ini, bisa
dipastikan adalah menggunakan lateks jenis stryene acrylic.
2.4.3 Lateks VINYL ACRYLIC
Adalah jenis latex yang dibilang paling ekonomis. Gugus Vinyl Monomers bersifat yellowing tetapi berharga murah dicampur dengan Acrylic building block. Untuk cat
tembok murah dengan high pvc biasanya menggunakan jenislatexini. Jenis latex yang populer diatas banyak dipakai oleh produsen cat tembok di
Indonesia.
S
elain ketiga jenis lateks
diatas, adapula bahan baku lateks lain yang mulai menanjak popularitasnya.Yaitu antara lain:
2.4.4 VEOVA
Ini adalah modifikasi lateks
yang terbuat dari building block acrylic, vinyl acetate, dan Veova monomers yang diklaim memiliki keunggulan dalam
pemakaian interior dan exterior. Dalam beberapa test, produsen latex jenis ini menekankan bahwa untuk aplikasi exterior ekonomis, latex jenis VEOVA mampu
mengungguli daya tahan exterior latex jenis Styrene Acrylic.
2.4.5 VAE Vinyl Acetate Ethylene
Ini adalah teknologi baru yang diperkenalkan sebagai binder pada aplikasi cat tembok. Seperti diketahui, cat tembok adalah cat berjenis Water-Borne, dimana
dalam formulasinya tidak murni 100 berbahan dasar air, tapi tetap perlu ditambahkan solvent tertentu untuk membantu mempermudah cat tersebut mencapai
hasil aplikasi yang diinginkan. Adapun karena berkembangnya kesadaran
Universitas Sumatera Utara
masyarakat akan pengurangan pencemaran lingkungan, maka sekarang diinginkan adanya produk dengan label Green Product, yang berarti tidak mencemari
lingkungan atau sangat minim sekali mencemari lingkungan. Penggunaan solvent dalam formulasi cat tembok akan menyebabkan cat tersebut memiliki kandungan
VOC Volatile Organic Compound, atau bahan yang mudah menguap yang dituding sebagai biang kerok perusak lingkungan. Adapun dengan pemakaian latex
berjenis VAE, maka penggunaan solvent sebagai additif cat tembok bisa dihilangkan karena sifat VAE ini adalah low additif demand untuk mencapai
performance cat yang diinginkan. Adapun kekurangannya adalah secara kualitas dan juga harga menjadi kurang menarik dibanding latex jenis lain mengurangi
pemakaian solvent tapi harga lateks VAE lebih mahal dan performance kualitas cat yang dihasilkan masih dibawah lateks jenis lain.
2.5 Uji Fisik. 2.5.1 Densitas
Densitas merupakan ukuran kepadatan dari suatu material. Ada dua macam densitas yaitu : Bulk Density dan density true. Bulk density adalah densitas dari
suatu sampel yang berdasarkan volume bulk atu volume sampel yang termasuk dengan pori – pori atau rongga yang ada pada sampel tersebut. Pengukuran bulk
density untuk bentuk yang tidak beraturan dapat ditentukan dengan Metode Archimedes yaitu dengan menggunakan persamaan sebagai berikut SNI 03-2105
1996: ñ
benda
= x ñH
2
O 2.1
Dengan : Ñ
benda
= Densitas benda grcm
3
Mk = massa kering benda gr
Msg = Massa sampel gantung gr
Mkp = Massa kawat penggantung gr
ñH
2
O = Densitas air 1 grcm
3
Universitas Sumatera Utara
2.5.2 Pengujian daya serap air
Daya serap air suatu papan partikel dipengaruhi oleh jenis partikelnya. Menurut Siagian 1983, semakin besar tekanan kempa, suhu kempa dan kombinasi
keduanya maka makin kecil daya serap air papan serat. Perbedaan daya serap papan serat terhadap air berhubungan dengan kerapatan papan yang berbanding terbalik
dengan daya serap terhadap air. Semakin besar kerapatan papan maka makin kecil daya serapnya terhadap air.
Daya serap air papan serat berkisar antara 14-67 dan nilai rataan daya serap air terbesar terdapat pada kombinasi suhu 150
o
C dengan tekanan kempa 0 kgcm
2
yaitu 65,6, sedangkan daya serap air terkecil terdapat pada kombinasi suhu 190
o
C dengan tekanan kempa 60 kgcm
2
yaitu 14,8 Siagian, 1983. Pengukuran daya serap air dilakukan dengan mengukur massa kering Mk,
kemudian direndam dalam air selama 24 jam. Setelah dilakukan perendaman selama 24 jam, kemudian diukur kembali massanya Mb.
Nilai daya serap air papan partikel dapat dihitung berdasarkan rumus SNI 03- 2105, 1996 :
Daya Serap Air = 2.2
Dengan : Mb
= Massa basah gr Mk
= Massa kering gr
2. 6 Uji mekanik 2.6.1 Kekuatan Impak
Pengujian impak merupakan suatu pengujian yang mengukur ketahanan bahan terhadap beban kejut. Inilah yang membedakan pengujian impak dengan pengujian
tarik dan kekerasan dimana pembebanan dilakukan secara perlahan-lahan. Pengujian impak merupakan suatu upaya untuk mensimulasikan kondisi operasi
material yang sering ditemui dalam perlengkapan transportasi atau
Universitas Sumatera Utara
konstruksi dimana beban tidak selamanya terjadi secara perlahan-lahan melainkan datang secara tiba-tiba, contoh deformasi pada bumper mobil pada saat
terjadinya tumbukan kecelakaan. Prinsip dasar pengujian impak ini adalah penyerapan energi potensial dari
pendulum beban yang berayun dari suatu ketinggian tertentu dan menumbuk benda uji sehingga benda uji mengalami deformasi. Pada pengujian impak ini banyaknya
energi yang diserap oleh bahan untuk terjadinya perpatahan merupakan ukuran ketahanan impak atau ketangguhan bahan tersebut, setelah benda uji patah akibat
deformasi, bandul pendulum melanjutkan ayunannya hingga posisi h’. Bila bahan tersebut tangguh yaitu makin mampu menyerap energi lebih besar maka makin
rendah posisi h’. Suatu material dikatakan tangguh bila memiliki kemampuan menyerap beban kejut yang besar tanpa terjadinya retak atau terdeformasi dengan
mudah. Pada Gambar 2.4 memberikan ilustrasi suatu pengujian impak dengan metode Charpy,
Gambar 2.1 Ilustrasi Skematis Pengujian Impak Dengan Benda Uji Charpy Pada pengujian impak, energi yang diserap oleh benda uji biasanya dinyatakan
dalam satuan Joule dan dibaca langsung pada skala dial penunjuk yang
Universitas Sumatera Utara
telah dikalibrasi yang terdapat pada mesin penguji. Harga impak HI suatu bahan yang diuji dengan metode Charpy menggunakan persamaan sebagai berikut :
A E
HI = 2.3
Dimana : E
= Energi yang diserap, J A
= Luas penampang, m
2
HI = Harga Impak, Jm
2
Benda uji Charpy memiliki luas penampang lintang bujur sangkar 10 x 10 mm dan memiliki takik notch berbentuk V dengan sudut 45
o
, dengan jari-jari dasar 0,25 mm dan kedalaman 2 mm. Benda uji diletakkan pada tumpuan dalam
posisi mendatar dan bagian yang bertakik diberi beban impak dari ayunan bandul, sebagaimana telah ditunjukkan oleh Gambar 2.4. Serangkaian uji Charpy pada satu
material umumnya dilakukan pada berbagai temperatur sebagai upaya untuk mengetahui temperatur transisi.
Takik notch dalam benda uji standar ditujukan sebagai suatu konsentrasi tegangan sehingga perpatahan diharapkan akan terjadi di bagian tersebut. Selain berbentuk V
dengan sudut 45
o
, takik dapat pula dibuat dengan bentuk lubang kunci key hole. Pengukuran lain yang biasa dilakukan dalam pengujian impak Charpy adalah
penelaahan permukaan perpatahan untuk menentukan jenis perpatahan fracografi yang terjadi.
2.6.2 Uji Tarik
Uji tarik banyak dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan. Pada uji tarik
benda uji diberi beban gaya tarik sesumbu yang bertambah secara kontinu, bersamaan dengan itu dilakukan pengamatan mengenai perpanjang yang dialami
benda uji dengan extensometer, seperti terlihat pada Gambar 2.2
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2 Skema model alat pengujian tarik dengan UTM
Tegangan yang didapatkan dari kurva tegangan teoritik adalah tegangan yang membujur rata-rata dari pengujian tarik. Tegangan tersebut diperoleh dengan cara
membagi beban dengan luas awal penampang lintang benda uji itu.
s = F A
o
2.5
Regangan yang didapatkan adalah regangan linear rata-rata, yang diperoleh dengan cara membagi perpanjangan gage length benda uji d
atau D L, dengan panjang
awal.
e = d L
o
= D L L
o
= L - L
o
L
o
2.6
Karena tegangan dan regangan dipeoleh dengan cara membagi beban dan perpanjangan dengan faktor yang konstan, kurva beban – perpanjangan akan
mempunyai bentuk yang sama seperti pada gambar 2.4. Kedua kurva sering dipergunakan.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3 Kurva Tegangan Regangan teknik s - e
Bentuk dan besaran pada kurva tegangan-regangan suatu logam tergantung pada komposisi, perlakukan panas, deformasi plastis yang pernah dialami, laju regangan,
temperatur, dan keadaan tegangan yang menentukan selama pengujian. Parameter- parameter yang digunakan untuk menggambarkan kurva tegangan-regangan logam
adalah kekuatan tarik, kekuatan luluh atau titik luluh, persen perpanjangan, dan pengurangan luas. Parameter pertama adalah parameter kekuatan, sedangkan yang
kedua menyatakan keuletan bahan.
2.6.3 Pengujian keteguhan patah Modulus Of RuptureMOR.
Pengujian Modulus Of Rupture MOR dilakukan dengan menggunakan Universal Testing Mechine. Nilai MOR dapat dihitung dengan rumus JIS A 5908-2003 :
MOR 2.7
Dengan : MOR = Modulus of Rupture Modulus patah kgcm
2
B = Beban maksimum kg
Universitas Sumatera Utara
S = Jarak sanga cm
l = Lebar spesimen cm
t = Tebal spesimen cm
Contoh uji yang digunakan berukuran 12 x 2 x 1 cm pada kondisi kering udara dengan pola pembentukan seperti gambar berikut :
Gambar 2.4 Cara Pembebanan Pengujian MOR dan MOE
2.6.4 Pengujian kuat lentur Modulus of ElasticityMOE
Pengujian Modulus of Elasticity MOE dilakukan bersama-sama dengan pengujian keteguhan patah dengan memakaicontoh uji yang sama. Besarnya defleksi yang
terjadi pada saat pengujian dicatat pada setiap selang beban tertentu. Hasil pengujian kuat lentur pada papan partikel dapat diperoleh sesuai
dengan persamaan JIS A 5908-2003 : MOE
2.8 MOE = Modulus of ElasticityModulus Lentur kgcm
2
B = Beban sebelum batas proporsi kg
S = Jarak sangga cm
D = Lenturan pada beban cm
l = Lebar spesimen cm
t = Tebal spesimen cm .
B
S
Universitas Sumatera Utara
2.7 Prinsip Alat Thermal Analyzer DTA
Prinsip dasar dari thermal analyzer atau DTA adalah apabila dua buah krusibel dimasukkan kedalam tungku DTA secara bersamaan, krusibel
yang berisi sampel ditempatkan disebelah kiri dan krusibel kosong pembanding disebelah kanan, kemudian kedua krusibel tersebut dipanaskan dengan aliran
panas yang sama besar seperti yang terlihat pada Gambar-2.5 akan terjadi
penyerapan panas yang berbeda oleh kedua krusibel tersebut.
Besarnya perbedaan penyerapan panas yang terjadi disebabkan oleh perbedaan
temperatur yang menyebabkan terjadinya suatu reaksi endotermik. Apabila temperatur sampel Ts lebih besar dari temperatur pembanding Tr maka
yang terjadi adalah reaksi eksotermik tetapi apabila temperatur sample Ts lebih kecil dari pada temperatur pembanding Tr maka reaksi perubahan
yang terjadi adalah reaksi endotermik. Hal tersebut dapat dijelaskan bahwa
terjadinya reaksi eksotermik disebabkan oleh suatu bahan mengalami perubahan
fisika atau kimiadengan mengeluarkan sejumlah panas yang mengakibatkat kenaikan Ts lebih besar dari Tr. Sedangkan terjadinya reaksi
endotermik disebabkan oleh terjadinya perubahan fisika atau kimia yang dialami oleh suatu bahan dengan menyerap sejumlah panas yang
mengakibatkan Ts lebih kecil dari Tr seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.6.
Gambar 2.5 Sistem Pemanasan Dalam Tungku DTA
Universitas Sumatera Utara
No
Fenomena Reaksi
Eksotermik Reaksi
Endotermik Perubahan Fisika
1 2
3 4
5 6
Adsopsi Desorpsi
Kristalisasi transisi Peleburan Pembekuan
Penguapan Perubahan Fasa
Transisi -
X -
X -
- X
-
X
- -
- Gambar . 2.6 Kurva Ideal Differential Thermal Analysis DTA
Tetapi apabila terjadi hanya perubahan base line atau membentuk tinggi puncak endotermik maupun eksotermik yang kecil maka hal itu kemungkinan hanya
terjadi transisi glass dan penyerapan panas. Dari beberapa hasil
penelitian telah diperoleh bahwa adanya fenomena yang disebabkan oleh perubahan sifat
fisika atau kimia yang menyebabkan reaksi eksotermik maupun reaksi endotermik ditunjukkan pada tabel 2 dibawah ini.
Tabel 2. Pengamatan sifat Fisika
Universitas Sumatera Utara
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian
.a. Penelitian ini dilakukan di Laborotorium Kimia Polimer Fakultas Matematik dan Ilmu Pengetahuan Alam FPMIPA USU Medan dan
Laboratorium Penelitian FPMIPA untuk uji mekanik. b. Penelitian ini akan dilakukan dari mulai bulan Oktober 2010 sampai
dengan bulan April 2011.
3.2 Alat dan Bahan
a.Alat yang akan digunakan - Neraca amalitik
- Seperangkat alat pencetak matrik dan komposit - Separangkat alat hot Press
- Seperangkat alat uji Mekanik - Seperangkat alat uji Thermal
-Seperangkat alat uji Fisik b.Bahan yang akan digunakan
- Tepung gypsum - Serat bambu
- Lateks akrilik
3.3 Prosedur Penelitian
a.Penyediaan Serat bambu Serat bambu diambil dari desa bantan kecamatan Dolok Masihol, Kabupaten
Seradang Bedagai.Bambu yang diambil dari rumpunya
Universitas Sumatera Utara
dibersihkan, kemudian dipotong dan diracik ,lalu ditumbuk sampai diperoleh serat,kemudian dipotong – potong dengan ukuran panjang 2 cm dan
berdiameter 0,2 -0,4 mm. Serat bambu yang sudah disusun secara acak,kemudian bersama gipsum dan perekat lateks akrilik dicetak.
Setelah semua specimen dicetak, dikeringkan, dan setelah kering dilakukan uji.
b. Proses pembuatan dan pengujian spesimen Proses pembuatan dan pengujian spesimen dalam penelitian ini dapat dilihat pada
diagram alir berikut ini :
Serat bambu tali Gipsum sintetis
Lateks Akrilik + air
Dicampur
Dicetak Tekan
Pengujian
Sifat Mekanik Sifat Thermal
Sifat Fisis -
Kuat Patah M OR -
Kuat LenturMOE -
Uji Tarik -
Uji impak -
Densitas -
Daya serap air -
Endotermik -
Eksotermik
Universitas Sumatera Utara
3.4 Pengujian Sampel 3.4.1 Pengujian Densitas Density
Cara kerja pengujian Densitas diamati dengan menggunakan prinsip Archimedes dan mengacu pada standar SNI 03-2105 1996, prosedur yang dilakukan adalah :
1. Sampel uji kering berbentuk kubus ukuran 1 x 1 x 1
cm3 terlebih dahulu ditimbang di udara dan angkanya dicatat disebut dengan massa kering Mk.
2. Sampel uji lalu direndam selama 24 jam dan dikeringkan
dengan kertas tissue lalu ditimbang di udara dan angkanya dicatat disebut dengan massa basah Mb.
3. Sampel uji ditimbang dalam air dan angkanya dicatat disebut
dengan massa dalam air Msg. Setelah diketahui nilainya, maka Densitas sampel dapat dihitung dengan
mengunakan persamaan .2.1.Hal ini dapat dilihat pada lampiran I halaman L-1
3.4.2 Pengujian Serapan Air
Cara pengujian Serapan Air mengacu pada standar SNI 03-2105 1996, prosedur yang dilakukan adalah :
1. Sampel uji kering berbentuk kubus ukuran 1 x 1 x 1 cm 3 terlebih dahulu ditimbang dan angkanya dicatat disebut dengan massa kering Mk.
2. Sampel uji lalu direndam selama 24 jam dan dikeringkan dengan kertas koran lalu ditimbang dan angkanya dicatat disebut dengan massa basah Mb.
Setelah diketahui nilainya, maka Serapan Air sampel dapat dihitung dengan Persamaan 2.2.Hal ini dapat dilihat pada lampiran I tabel 2 halaman L-2
3.4.3 Pengujian impak
Cara pengujian impak menggunakan mesin uji Wollpert werkstoff Pruf Maschine Type CPSA Metode charpy dengan menggunakan pendulum 4 Joule. Sampel uji
berbentuk balok dengan ukuran 12 cm x 1,5 cm x 1 cm. Prosedur pengujian impak sbb:
Universitas Sumatera Utara
1. Diatur terlebih dahulu jarum skala penunjuk harga impak pada posisi nol. 2. Diputar handel untuk menaikkan pendulum hingga jarum penunjuk beban
pada batas maksimum. 3. Benda uji diletakkan pada dengan posisi mendatar dengan posisi
menyamping arah datangnya pendulum. 4. Tombol pada tangkai pendulum dilepas sehingga pendulum berayun dan
menumbuk benda uji. 5. Dicatat nilai yang dihasilkan skala setelah tumbukan sampel.
6. Hasil skala yang diperoleh dikurang dengan energi kosong sebesar 0,02 joule.
Dari persamaan 2.3 dapat dihitung besar harga impak.Lihat halaman L-3
3.4.4 Uji tarik
Pengujian kuat tarik menggunakan mesin uji Tokyo Testing Machine Type-20E MGF N0. 6079 dengan kapasitas 2000 Kgf. Pengukuran kuat tarik mengacu pada
SNI 03-3399-1994. Adapun prosedur pengujian sbb:
1. Benda uji dipersipakan sesuai dengan gambar dibawah ini:
8 0 m m 1 2 0 m m
1 5 m m 2
m m
2 5
m m
Gambar 3.1 Model sampel uji pengujian tarik 2. Benda uji ditempatkan pada mesin uji tarik, kemudian di cengkram dengan
pemegang yang tersedia dimesin dengan jarak pencengkram 6 cm. 3. Diberikan beban sebesar 100 Kgf sambil melakukan penarikan dengan
kecepatan pembebanan 10 mm .menit. 4. Dicatat gaya tarik maksimum.
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan gaya tarik tersebut dengan menggunakan persamaan 2.4 maka nilai kuat tariknya dapat dihitung. Lihat lampiranI halaman L- 4
3.4.5 Pengujian Kuat Lentur Modulus Of Elastis MOE.
Cara pengujian kuat patah mengacu pada standar ASTM C 133 – 97 dan ASTM C 348 –2002, prosedur yang dilakukan menggunakan alat UTM
Universal Testing Machine adalah : 1. Sampel berbentuk balok ukuran 12 x 2 x 1 cm 3 , kemudian
diatur jarak titik tumpu sebagai dudukan sampel. 2. Diatur tegangan supply sebesar 40 volt untuk menggerakkan
motor ke arah atas maupun bawah., kemudian diarahkan switch ke arah on, maka pembebanan secara otomatis akan
bergerak. 3. Apabila sampel uji telah patah, diarahkan swith ke arah off
agar motor berhenti. Dicatat besar gaya yang ditampilkan panel display.
4. Dengan menggunakan persamaan 2.6 , ditentukan kuat lentur.
3.4.6 Pengujian Kuat Patah Modulus Of Rapture MOR.
Cara pengujian kuat patah mengacu pada standar ASTM C 133 – 97 dan ASTM C 348 –2002, prosedur yang dilakukan menggunakan alat UTM
Universal TestingMachine adalah : 1. Sampel berbentuk balok ukuran 12 x 2 x 1 cm 3 , kemudian
diatur jarak titik tumpu sebagai dudukan sampel. 2. Diatur tegangan supply sebesar 40 volt untuk menggerakkan
motor ke arah atas maupun bawah., kemudian diarahkan switch ke arah on, maka pembebanan secara otomatis akan
bergerak. 3. Apabila sampel uji telah patah, diarahkan swith ke arah off agar motor berhenti.
Dicatat besar gaya yang ditampilkan
Universitas Sumatera Utara
panel display. 4. Dengan menggunakan persamaan 2.7 , ditentukan kuat patah.
3.4.7 Pengujian Termal dengan DTA
Alat yang digunakan untuk menganalisis sifat termal adalah Thermal analyzer DT-30 Shimadzu, dengan prosedur Pengujian sebagai berikut:
1. Alat dinyalakan selama 30 menit sebelum digunakan. 2. Benda uji dipotong – potong kecil dengan massa 30 mg. Lalu
ditimbang Al
2
O
3
sebanyak 30 mg sebagai zat pembanding. 3. Benda uji dan pembanding diletakkan diatas Termocoupel. Di Set
Thermocoupel Platinum Rhodium PR 15 mv, dan DTA Range ±
250 ìV. 4. Alat pengukur temperature kemudian di set sampai menunjukkan
pada temperature 650 C.
5. Pena recorder ditekan dan chart speed di set 2,5 mmmenit dengan laju pemanasan 10
Cmenit. 6. Dilanjutkan dengan menekan tombol start dan ditunggu hasil
sampai tercapai suhu yang diinginkan. Hasil Pengujian DTA merupakan kurva termogram yang dapat menentukan
Suhu endotermik dan eksotermik .
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Komposisi yang digunakan adalah komposisi massa dengan massa keseluruhan sampel adalah 500 gr. Pengaturan penulisan komposisi adalah sebagai berikut:
3 digit angka pertama merupakan komposisi gipsum 2 digit angka kedua merupakan komposisi serbuk sebagai filler
3 digit angka ketiga merupakan komposisi pengikat.
4.1 Sifat Fisis
4.1.1 Uji Densitas
Dari hasil pengujian densitas yang telah dilakukan terlihat bahwa pada kerapatan maksimum diperoleh dari komposisi 395:5:100 yaitu sebesar 2.07 grcm
3
dan kerapatan minimum berada pada komposisi 375:25:100 yaitu sebesar 1.84 gr cm
3
seperti yang ditampilkan dalam bentuk grafik berikut ini.
Gambar 4.1 Grafik Densitas
Dari hasil ini terlihat bahwa penambahan serat bambu sebagai pengisi cenderung menurunkan densitas bahan. Ini disebabkan karena serat bambu memiliki rongga -
2.07 2.04
1.9 1.86
1.84
1.7 1.8
1.9 2
2.1
395:05:100 390:10:100 385:15:100 380:20:100 375:25:100
D e
n s
it a
s g
r c
m
3
komposisi Sampel
Grafik Densitas
Universitas Sumatera Utara
rongga yang fungsinya menyimpan kandungan air. Ketika bambu dalam keadaan kering maka rongga – ronggra ini akan menjadi kosong sehingga mengurangi
kerapatan partikel penyusun. Dari hasil pengujian bahan profil gipsum jaya board yang beredar dipasaran besar nilai densitas yang dihasilkan 1.88 grcm
3
. Dari hasil ini, maka spesimen bahan penelitian yang memenuhi pada komposisi 395:05:100
densitasnya 2.07 grcm
3
, 390:10:100 densitasnya 2.04 grcm
3
, 385:15:100 densitasnya 1.90 grcm
3
.
4.1.2 Serapan air
Pengujian serapan air yang telah dilakukan membuktikan bahwa penambahan serat bambu menaikan kadar air dalam bahan, ini terlihat pada grafik berikut ini :
Gambar 4.2 Grafik uji penyerapan air
Dari gambar grafik 4.2 terlihat bahwa serapan air maksimum dimiliki oleh komposisi 375:25:100 yaitu sebesar 40.51 dan serapan air maksimum dimiliki
oleh komposisi 395:5:100 yaitu sebesar 32.2 . Dari hasil ini membuktikan banyaknya rongga – rongga kekosongan yang terbentuk pada spesimen karena
adanya penambahan serat bambu. Bambu merupakan bahan yang banyak menyimpan kandungan air sehingga, dengan pengisian serat bamboo sebagai filler
gipsum maka serapan air akan naik. Dari hasil pengujian bahan profil gipsum jaya board maka seluruh hasil pengujian spesimen masih memenuhi standar untuk nilai
32.2 35.22
36.36 37.37
40.51
5 10
15 20
25 30
35 40
45
395:05:100 390:10:100 385:15:100 380:20:100 375:25:100
N il
a i
S e
ra p
a n
A ir
komposisi Sampel
Grafik Penyerapan Air
Universitas Sumatera Utara
serapan air dimana nilai serapan air profil gipsum jaya board sebesar 43.4 , sedangkan nilai maksimun yang didapat dari spesimen penelitian sebesar 40.51.
4.2 Sifat mekanik 4.2.1 Uji Impak
Dari pengujian impak yang telah dilakukan terlihat bahwa penambahan komposisi serat bambu menaikan impak bahan, ini terlihat dari gambar grafik uji impak
berikut ini :
Gambar 4.3 Grafik uji impak.
Dari gambar grafik 4.3 terlihat bahwa nilai maksimum diperoleh pada komposisi 375:25:100 yaitu sebesar 4.26 x 10
-2
Jcm
2
. Dan nilai minimum diporoleh pada komposisi 395:5:100 yaitu sebesar 1.47 x 10
-2
Jcm
2
.
Dari hasil ini membuktikan bahwa semakin banyak serat bambu maka semakin besar kemampuan impak karena
banyaknya rongga serat yang dihaslkan dari komposisi serat banbu yang ditambahkan. Dari hasil pengujian yang telah dilakukan terhadap bahan profil
gipsum cetakan jaya board, maka hasil yang dipeoleh diatas seluruhnya tidak memenuhi karena besar nilai impak dari profil gipsum jaya board sebesar 10.93 x
10
-2
Jcm
2
.
1.47 2.6
3.46 3.86
4.26
0.5 1
1.5 2
2.5 3
3.5 4
4.5
395:05:100 390:10:100
385:15:100 380:20:100
375:25:100 N
il a
i U
ji I
m p
a k
x 1
-2 J
c m
2
koposisi msampel
Grafik Uji Impak
Universitas Sumatera Utara
4.2.2 Uji Tarik
Besarnya hasil pengujian tarik yang telah dilakukan terlihat pada gambar grafik dibawah ini:
Gambar 4.4 Grafik uji tarik
Dari gambar grafik 4.4 terlihat bahwa kemampuan tarikan maksimum berada pada komposisi 395:5:100 yaitu sebesar 180.48 kPa, dan kemampuan tarik minimum
berada pada komposisi 375:25:100 yaitu sebesar 95.55 kPa. Dari hasil ini menunjukan penambahan serat bambu menurunkan nilai uji tarik. Hal ini terjadi
karena penambahan serat bambu akan menambah jumlah rongga-rongga dalam serat. Besarnya rongga-rongga dalam maupun di luar serat akan menurunkan
kemampuan tarik bahan. Hasil ini sesuai dengan pernyataan Janssen 1980 menyatakan bahwa kekuatan tarik bambu akan menurun dengan meningkatnya
kadar air. Dari hasil pengujian bahan profil gipsum cetakan jaya board maka hasil penelitian ini seluruhnya tidak memenuhi standar profil gipsum jaya board karena
nilai yang diperoleh dari profil gipsum jaya board sebesar 455.08 kPa. Sedangkan nilai pengujian bahan spesimen penelitian ini maksimum sebesar 180.48 kPa.
180.48 138.83
134.75 120.05
95.55
20 40
60 80
100 120
140 160
180 200
395:05:100 390:10:100
385:15:100 380:20:100
375:25:100
H a
rg a
U ji
T a
ri k
k P
a
komposisi Sampel
Grafik Uji Tarik
Universitas Sumatera Utara
4.2.3 Uji kuat lentur Modulus Of ElastisMOE
Setelah dilakukan pengujian tarik terlihat bahwa ada penurunan kemampuan kuat lentur bahan seperti ditampilkan pada grafik berikut ini:
Gambar 4.5 Grafik uji kuat lentur MOE
Dari grafik 4.5 terlihat bahwa nilai kuat lentur maksimum diperoleh pada komposisi 395:05:100 yaitu sebesar 5958.33 kgcm
2
, sedangkan kuat lentur minimum berada pada komposisi 375:25:100 sebesar 3722.83 kgcm
2
. Hasil ini menunjukan bahwa berkurangnya kemampuan kuat lentur sangat
berpengaruh pada penambahan komposisi serat bambu dimana penambahan serat ini akan menyebabkan banyaknya kandungan air dalam serat karena rongga –
rongga dalam serat diisi oleh air sehingga mengurangi kemampuan lenturan serat. Dari hasil pengujian bahan profil gipsum jaya board maka seluruh hasil pengujian
kuat lentur bahan spesimen penelitian ini masih memenuhi standar gipsum jaya board untuk profil, karena nilai kuat lentur profil gipsum jaya board 2731.85
kgcm
2
, sedangkan nilai minimum yang diperoleh dari spesimen pengujian ini sebesar 3722.83 kgcm
2
.
5958.33 4638.15
4375 3948.86
3722.83
1000 2000
3000 4000
5000 6000
7000
395:05:100 390:10:100
385:15:100 380:20:100
375:25:100
N il
a i
U ji
M O
E K
g c
m
2
komposisi sampel
Grafik Uji MOE
Universitas Sumatera Utara
4.2.4 Uji Kuat patah Modulus Of RaptureMOR.
Dari pengujian kuat patah yang telah dilakukan terlihat bahwa nilai kuat patah maksimum terjadi pada komposisi 395:5:100 yakni sebesar 3.43 MPa, dan nilai
kuat patah minimum terjadi pada komposisi 375:25:100 yaitu sebesar 3.04 MPa, seperti terlihat pada grafik berikut ini:
Gambar 4.6 Grafik Uji Kuat Patah
Keadaan ini terjadi karena pengaruh serat bambu yang memiliki kandungan air dalam serat yang banyak memiliki rongga – rongga sehingga kuat patahnya
melemah. Dari pengujian bahan profil gipsum cetakan jaya board, maka hasil pengujian spesimen penelitian ini tidak memnu hi standar gipsum jaya board karena
nilai kuat yang patah profil gipsum jaya board sebesar 12.34 MPa, sedangkan nilai maksimum yang diperoleh dari spesimen penelitian ini sebesar 3.43 MPa.
3.43 3.23
3.18 3.13
3.04
2.8 2.9
3 3.1
3.2 3.3
3.4 3.5
395:05:100 390:10:100
385:15:100 380:20:100
375:25:100 N
il a
i U
ji M
O R
M P
a
komposis Sampel
Grafik Uji MOR
Universitas Sumatera Utara
4.4 Uji DTA
Hasil pengujian DTA dapat dilihat dari gambar grafik berikut ini :
Gambar 4.7 Grafik DTA komposisi 375:25:100
Tegangan mv
T e
m p
e r
a t
u r
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.8. Grafik Uji DTA komposisi 380:20:100
T e
m p
e r
a t
u r
Tegangan mV
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.9. Uji DTA komposisi 390:10:100
Tegangan mV T
e m
p e
r a
t u
r
Universitas Sumatera Utara
Dari hasil uji DTA terlihat bahwa pada komposisi 390:10:100 suhu endotermiknya 150
C, titik gelas 265 C, titik kritis 305
C, dan titik lebur 365 C, pada komposisi
380:20:100 suhu endotermik 165 C, titik gelas 268
C, Titik kritis 360 C, titik
lebur 430 C. Pada komposisi 375:25:100 suhu endotermiknya 185
C, titik gelas 275
C, titik kritis 315 C dan titik lebur 435
C. Dari hasil ini memperlihatkan bahwa penambahan komposisi serbuk mempengaruhi suhu endotermiknya dimana
hasilnya mengalami kenaikan diamana pada komposisi maksimum 375:25:100 kemampuan menahan panas mencapai suhu 185
C, ini menunjukan bahwa bahan filler serat bambu merupakan suatu bahan yang sangat baik untuk menyerap panas.
Dari hasil yang diperoleh memperlihatkan bahwa hasil uji DTA komposisi serbuk memiliki nilai diatas nilai endotermik gipsum dimana suhu endotermik gipsum
sebesar 135 C Johaidin Saragih dkk.
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Dari uji fisis yang telah dilakukan menunjukan bahwa penambahan serat bambu menyebabkan penurunan nilai densitas dan menaikan nilai serapan air.
Hal ini terjadi karena rongga – rongga dalam serat bambu. 2. Hasil pengujian mekanik yang telah dilakukan menunjukan bahwa
penambahan serat bambu menaikan nilai uji impak yaitu, tetapi menurungkan nilai uji tarik, MOE dan MOR. Hal ini terjadi karena banyaknya rongga –
rongga yang tidak terisi dalam serat bambu sehingga bahan menjadi lebih getas. Dan hasil yang diperoleh dari pengujian ini, uji Impak dan uji MOR
nilainya dibawah standar profil gipsum jaya board, sedangkan uji tarik dan uji MOE nilainya diatas standar profil gipsum jaya board.
3. Hasil pengujian DTA menunjukan bahwa penambahan serat bambu tidak menambah kenaikan suhu endotermik.
5.2 Saran
1. Diharapkan penelitian selanjutnya dapat melakukan pengujian dengan bahan serbuk bambu serta pemilihan pengikat yang lebih sederhana tetapi memiliki
karakteristik yang baik. 2. Telah dicoba dengan pengikat lateks karet alam ternyata terjadi gumpalan
surfaktan, perekat lateks karet alam bereaksi dengan gipsum .Tambahkan surfaktan kedalam lateks karet alam agar dapat bercampur dengan gipsum
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA
Ahmad Faisal “ Pengaruh Penambahan Al
2
TiO
5
Pada Pembuatan Keramik Al
2
O
3
Terhadap Sifat Fisis dan Mikrostruktur” Tesis, 2007, USU e – Repository © 2008.
Artikel Kedokteran,2004,Perkembangbiakan Bambu Badan Standarisasi Nasional, Mutu Papan Partikel, 03-2105-1996. Dewan
Standarisasi Nasional. Efendi, Kurniawansyah, 2005. Pengaruh Peredaman dan Kadar Perekat Terhadap
sifat Fisis Mekanis Papan partikel Dari Ampas Tebu. Medan : USU. Guralnik.D.B, 1979, Webster’s New World Dictionary Second Edition College.
William Collins Publisher,Inc, Cleveland, Ohio. Handrita Darda,2005,Analisis Kekuatan Lentur Batang Komposit Serat Bambu
UNDIP. Hani, 2009.Komposisi Kimia Lateks Karet Alam,blog.www.google.co.id
Hubner,J.E. 1985”Gypsum Board With Reinforcement By Wood Flake. Bison Report, Frankfurt.
Humaidi, Syahrul, 1998, Badan Komposit Polimer, Medan : USU. Mahasiswa Tekhnik,2005,Penggunaan Serat Bambu Sebagai Bahan Alternatif
Bahan Kulit Kapal. UNDIP. Manotas, Pembuatan Papan Partikel Ampas Tebu Dengan Kempa Dingin
Dilanjutkan Dengan Pemanasan Oven. Medan : USU. Masyarakat Pengguna Bambu , 2010 , Jenis – Jenis Bambu
Moncrieff,R.W. 1983. Struktur dan Sifat Serat – Serat. Terjemahan Rosima Samah.
Jakarta : Djambatan M.Solichin danA.Anwar Setap Peneliti Lembaga Riset Perkebunan Indonesia
,Derup K mencegah pertumbuhan bakteri karena ada fenol. Sinaga S.2009,Pembuatan papan Gypsum dengan bahan penisi limbah padat pabrik
kertas rokok dan perekat polivinil Alkohol ,Medan : USU Sylvia ,2010 , Pengaruh Kelembaban Terhadap Suatu Bahan
Universitas Sumatera Utara
Zakaria M,Shehir and Komarudin Rose Aini,The Utilization of red Gypsum waste for Glazes The malaysian journal of analytical siences,vol 11 No 1
2007 :57- 64 Anonim, Gypsum bahan galian Industri
http:www.scribd.comdoc53394243Gypsum-bahan-galian- industri Hamzah,Hidayat AS ,Pati Senda Samuel,Kajian Awal Teknologi Proses
danRekayasa Gypsum Kalsinasi di PD ,Agribisnis dan Pertambangan Jawa Brat, Jurnal Sains dan Teknologi Indonesia vol 3,No 9 Desember 2001
Universitas Sumatera Utara
Lampiran I Metode perhitungan
Mk : Massa kering gr
Mb : Massa basah gr
Msp : Massa sampel gantung gr
Mkp : Massa kawat penggantung gr
Tabel 3 Hasil Penngujian sifat Fisis Sampel
Mk Mb
Msp Mkp
395:05:100 1.18
1.56 22.22
21.61 390:10:100
0.88 1.19
22.07 21.61
385:15:100 0.99
1.35 22.08
21.61 380:20:100
0.99 1.36
22.10 21.61
375:25:100 1.16
1.63 22.14
21.61
1. Perhitungan Densitas: