perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user 4
Penelitian mengenai sambungan masih banyak membahas sambungan logam, termasuk penelitian-penelitian di atas, sedangkan sambungan komposit belum
banyak yang mempergunakannya. Dengan pertimbangan di atas, maka perlu dilakukan penelitian tentang sambungan komposit-komposit. Sambungan yang
digunakan lap joint, yang diperluas dengan kekasaran permukaan, tebal adhesive dan jenis adhesive.
B. Perumusan Masalah
Dari uraian di atas, dapat dirumuskan permasalahan, bagaimana pengaruh pemakaian kekasaran permukaan, tebal adhesive serta jenis adhesive terhadap
kekuatan sambungan?
C. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mengetahui pengaruh kekasaran permukaan terhadap karakteristik kekuatan sambungan serat gelas.
2. Mengetahui pengaruh tebal adhesive terhadap kekuatan sambungan serat gelas. 3. Mengetahui pengaruh jenis adhesive terhadap kekuatan sambungan
4. Mengetahui tentang patah permukaan fracture surface terhadap kekuatan sambungan serat gelas.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user 5
D. Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat dipakai sebagai kajian teoritis dan praktis bagi pihak-pihak terkait yang berkompeten dalam bidang penelitian dan industri,
yaitu: 1. Secara teoritis dapat dipakai untuk mengetahui seberapa besar pengaruh kekuatan
sambungan material komposit serat gelas dengan kekasaran permukaan, tebal adhesive, jenis adhesive yang berbeda.
2. Secara praktis dapat dipakai sebagai bahan pertimbangan bagi bidang industri pemakai material komposit terhadap sambungan yang selama ini memakai
sambungan logam. 3. Hasil dari penelitian ini dapat digunakan sebagai salah satu bahan pertimbangan
dan referensi untuk membuat penelitian tentang sambungan komposit.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Teknologi material komposit dengan menggunakan serat gelas sebagai penguat telah banyak dikembangan untuk dapat menggantikan material logam. Hal
ini disebabkan karena material logam terbatas dan mahal. Serat gelas yang digunakan sebagai penguat komposit tersebut mempunyai berbagai keunggulan, diantaranya;
harga murah, mampu meredam suara, ramah lingkungan, mempunyai densitas rendah, dan kemampuan mekanik yang tinggi. Komposit serat gelas banyak
digunakan sebagai interior mobil, peredam akustik, body kendaraan dan panel pintu hal ini disebabkan karena penggunaan serat gelas sebagai penguat komposit dapat
mengurangi pemakaian material logam hampir 80. Broughton 2008 meneliti tentang pengaruh panjang ikatan terhadap
kekuatan sambungan adhesive dengan uji tarik. Jenis sambungan tipe single-lap joint dengan variasi panjang ikatan 12,5 mm; 25,0 mm; dan 50,0 mm, dengan dimensi
spesimen mengacu pada ASTM D 3164-97. Hasil penelitian menunjukkan semakin panjang ikatan, maka semakin kuat sambungan tersebut.
Canyurt 2008 melakukan penelitian tentang sambungan model U atau model lurus dengan material komposit-komposit, komposit–aluminium 5083,
komposit–logam ST 37. Jenis adhesive Loctite Hysol 9464 AB dengan ketebalan t
a
= 0,1 mm, 0,2 mm, 0,4 mm. Pengujian tarik didapatkan tegangan tariktekan maksimum pada komposit-logam ST 37 sebesar 37,38 kN.
6
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user 7
Brian 2009 mengatakan model sambungan X yang diterapkan pada geladak kapal mengalami kegagalan dalam kasus penekanan dan tarik, hal ini disebabkan
oleh beban tarik pada sambungan jenis X akibat cacat pada corenya. Jenis adhesive yang digunakan adalah Reichhold NORPOL FI-177 model isotropic, material elastis
dan linier. Pengujian tekan dengan adhesive ini mendapatkan Modulus Young sebesar 289 MPa dan Poisson ratio 0,30 MPa.
Antonino 2010 melakukan penelitian antara komposit-logam aluminium menggunakan adhesive adekti dan SP 106, tebal 0,5 dan 1,5 mm dengan sambungan
tumpang. Hasil pengujian geser ASTM D1002 menunjukkan tebal adhesive akan mempengaruhi tingkat kegagalan pada permukaan logam.
A. Komposit
Material komposit adalah kombinasi antara dua bahan atau lebih yang memilik sejumlah sifat yang tidak mungkin dimiliki oleh masing-masing komponen.
Pada bahan komposit bahan pembentuknya masih terlihat seperti aslinya Budinski 2003. Salah satu bahan komposit adalah plastik yang diperkuat serat. Dipilihnya
serat gelas oleh pendesain material karena dapat menghasilkan sifat gabungan yang tidak mungkin diperoleh pada jenis bahan lain seperti ringan, tangguh, tahan korosi,
warna tahan lama, transparan, mudah pemrosesannya Hosen 2001. FRP Fiber Reinforced Plastic mempunyai dua unsur bahan yaitu serat dan
bahan pengikat serat yang disebut dengan matriks. Unsur utama dari bahan komposit adalah serat, serat inilah yang menentukan karakteristik suatu bahan seperti
kekuatan, keuletan, kekakuan dan sifat mekanik yang lain. Serat menahan sebagian
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user 8
besar gaya yang bekerja pada material komposit, sedangkan matriks mengikat serat, melindungi dan meneruskan gaya antar serat.
1. Serat Serat dalam bahan komposit berperan sebagai bagian utama yang menahan
beban, sehingga besar kecilnya kekuatan bahan komposit sangat tergantung dari kekuatan serat pembentuknya. Semakin kecil bahan diameter serat mendekati
ukuran kristal maka semakin kuat bahan tersebut, karena minimnya cacat pada material. Selain itu serat juga merupakan unsur yang terpenting, karena seratlah
nantinya yang akan menentukan sifat mekanik komposit tersebut seperti kekakuan, keuletan, kekuatan. Serat terdiri dari serat alam jute, kapas, wol, sutra,
dan rami dan serat sintetis gelas, karbon, rayon, dan nilon . Serat gelas
Serat gelas banyak digunakan sebagai bahan komposit, seperti yang telah diterapkan di INKA Madiun. Serat gelas mempunyai kekuatan tarik yang tinggi
serta tahan terhadap bahan kimia dan mempunyai sifat isolasi yang baik. Sementara kekurangannya dari serat gelas adalah modulus tariknya rendah, massa
jenis relatifnya tinggi, sensitif terhadap gesekan dan kekerasannya tinggi. Fungsi utama dari serat gelas adalah sebagai penopang kekuatan dari komposit, sehingga
tinggi rendahnya kekuatan komposit sangat tergantung dari serat yang digunakan, karena tegangan yang dikenakan pada komposit mulanya diterima oleh matriks
yang diteruskan ke serat, sehingga serat akan menahan beban sampai beban maksimum.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user 9
Gambar 1. Serat gelas acak Sumber: Justus Semarang, 2011
Serat yang digunakan dalam penelitian ini adalah serat gelas jenis E – glass model acak. Serat gelas jenis E-glass adalah salah satu jenis serat yang
dikembangkan sebagai penyekat atau bahan isolasi. Jenis ini mempunyai kemampuan bentuk yang baik. Adapun kelebihan serat gelas jenis E-glass adalah
produksi tinggi, kekuatan tinggi, densitas relatif rendah, tidak mudah terbakar, tahan terhadap panas, relatif tidak peka terhadap kelembaban, sebagai isolator
yang baik. Kekurangan dari serat gelas jenis E-glass adalah modulus rendah, densitas lebih tinggi dibanding dengan serat karbon dan serat organik.
Tabel 1. Sifat mekanik dari beberapa jenis serat gelas Mueler 2003
No Jenis serat
E - glass C-glass
S-glass 1
Isolator listrik yang baik
Tahan terhadap
korosi Modulus lebih tinggi
2 Kekakuan tinggi
Kekuatan lebih
rendah dari E-glass Lebih tahan terhadap
suhu tinggi 3
Kekuatan tinggi Harga lebih mahal
dari E-glass Harga lebih mahal
dari E-glass
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user 10
Spesifikasi serat gelas jenis E-glass adalah diameter 5-25 mm, kekuatan tarik 1800 MPa, modulus elastisitas 69,0-73,0 GPa, massa jenis 2,55 gcm
3
, regangan maksimum 2,5-30 , spesifik kekuatan tarik 73,4 MPa, spesifik
kekakuan 2,98 MPa Mueler 2003 2. Matriks
Dalam pembuatan sebuah komposit, matriks berfungsi sebagai pengikat bahan penguat, dan juga sebagai pelindung partikel dari kerusakan oleh faktor
lingkungan. Beberapa bahan matriks dapat memberikan sifat-sifat yang diperlukan sebagai keliatan dan ketangguhan. Penelitian ini matriks yang
digunakan adalah polimer termoset dengan jenis resin polyester. Matriks resin polyester paling banyak digunakan terutama untuk aplikasi
konstruksi ringan dan harganya murah. Resin polyester ini mempunyai karakteristik yang khas yaitu dapat diwarnai, transparan, dapat dibuat kaku dan
fleksibel, tahan air, tahan cuaca dan bahan kimia. Resin polyester dapat digunakan pada suhu kerja mencapai 79°C atau lebih tergantung partikel resin
dan keperluannya. Keuntungan lain matriks resin polyester adalah mudah dikombinasikan
dengan serat dan dapat digunakan untuk semua bentuk bentuk penguatan plastik. 3. Fraksi volume
Jumlah kandungan serat dalam komposit, merupakan hal yang menjadi perhatian khusus pada komposit berpenguat serat. Untuk memperoleh komposit
berkekuatan tinggi, distribusi serat dengan matriks harus merata pada proses pencampuran agar mengurangi timbulnya void.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user 11
B. Adhesive
