37
3.3 Variabel Eksperimen
3.3.1 Variabel Penelitian
a. Variasi suhu sintering dimulai dari 900 ,1000 , dan 1100 C.
b. Perbandingan komposisi berat antara zeolit dan serbuk kayu gergaji yaitu 50 : 50 wt, 60 : 40 wt, 70 : 30 wt, 80 : 20wt, 90 : 10wt, dan 100 : 0wt.
3.3.2 Variabel Percobaan yang Diuji
a. Sifat Fisis -
Densitas Density -
Susut bakar Burned Shrinking -
Porositas Porosity -
Penyerapan air Water Absorbtion -
Koefesien Ekspansi Termal Coeffecient of Thermal Expansions . -
b. Sifat Mekanik. -
Kuat Tekan Compressive strength -
Kuat Patah Bending Strength
c. Pengujian Mikrostruktur -
SEM Scanning Electron Microscope .
d. Pengujian Struktur -
XRD X-Ray Diffraction
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
38
3.4 Prosedur Penelitian
1. Persiapan Sampel
Bahan yang dipersiapkan sebagai bahan pembuatan keramik berpori adalah a. Serbuk Zeolit
Zeolit yang masi berupa bongkahan,terlebih dahulu di haluskan dengan menggunakan batu berat hingga berbentuk serbuk. Zeolit yang masih berupa serbuk kasar kemudian di
giling menggunakan ball mill. Setelah di ball mill selama 24 jam, kemudian diayak. Zeolit yang lolos ayakan 100 mesh di jadikan sebagai bahan pembuatan sampel keramik
berpori. b. Serbuk kayu
Serbuk kayu pada awalnya juga masih dalam keadaan kasar sebagai limbah dari potongan gergajian kayu, sehingga digunankan vibrating extruder untuk menghaluskannya,
selanjutnya digunakan ball mill untuk memperhalus serbuk kayu gergaji tersebut. Serbuk kayu di ball mill selama 24 jam, kemudian di ayak. Serbuk kayu yang lolos ayakan 100
mesh dijadikan sebagai bahan pembuatan keramik berpori. c. Perekat PVA
Untuk membuat perekat PVA ini diperlukan aquadest dan PVA dengan perbandingan komposisi 1 : 2. Misalnya dengan 400 ml aquadest di perlukan 200 gram PVA yang akan
menghasilkan 200 ml perekat PVA.
2. Pencampuran
Masing-masing sample zeolit dan serbuk kayu yang telah lolos ayakan 100 mesh ditimbang. Untuk komposisi zeolit 100, 90, 80, 70, 60, dan 50 massa dan 150 massa
dan 10, 20, 30, 40, dan 50 massa untuk komposisi serbuk kayu. Pencampuran dilakukan dengan mencampurkan masing-masing komposisi zeolit-serbuk kayu hingga
homogen. Setelah homogen dicampur dengan perekat PVA dan di campur hingga homogen. Komposisi perekat yang digunakan 50 ml. Komposisi campuran sampel
dengan perekat PVA diperlihatkan pada table 3.1 dibawah :
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
39
Tabel 3.1 Komposisi Bahan Pembuatan keramik berpori dengan perekat PVA
KOMPOSISI ZEOLIT KOMPOSISI SERBUK
KAYU PEREKAT PVA
ml 100
- 50
90 10
50 80
20 50
70 30
50 60
40 50
50 50
50
3. Pembuatan Sampel Uji
1. Pencetakan Sampel Pencetakan sampel dilakukan dengan mengisi cetakan hingga keadaan cetakan padat oleh
sampel, dengan terlebih dahulu memberikan pelumas oli pada cetakan. Hal ini dilakukan agar bahan campuran tidak lengket pada cetakan saat akan dikeluarkan dari cetakan.
Setelah cetakan padat maka diberi tekanan 25 Kg fcm
2
dengan menggunakan Hydraulic Press dan di tahan selama 5 menit.
2. Pengeringan Hasil sampel yang telah di cetak kemudian dioven, dan di panaskan pada suhu 100
o
C selama 3 jam hingga mencapai massa yang konstan.
3. Pengukuran Dimensi Sebelum melakukan proses sintering, sampel terlebih dahulu diukur volumenya
mengukur panjang, lebar dan tinggi dengan menggunakan jangka sorong Vernier Calliper . Hal ini dilakukan untuk mengetahui perubahan dimensi dari sampel sebelum
dan setelah mengalami proses sintering.
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
40
Proses Sintering
Sebelum di masukkan ke dalam furnace pembakaran sintering, sampel yang akan di sintering, dialasi dengan alumina dan di taburi dengan alumina secara merata. Hal ini
untuk menghindari terjadinya lengkungan pada sampel akibat kejut yang diterima oleh sampel. Suhu sintering dilakukan pada 3 variasi suhu yaitu 900, 1000, dan 1100
o
C. Pada proses sintering, laju kenaikan suhu harus sangat lambat untuk menghasilkan hasil
sampel yang baik pula. Untuk mencapai suhu 1100
o
C diperlukan waktu 3 jam 27menit. Kenaikan suhu yang terlalu cepat akan mengakibatkan sampel melengkung dan retak-
retak. Perolehan waktu pada trend pembakaran sintering dapat dijelaskan sebagai berikut :
Untuk pencapaian suhu dari suhu ruang 30
o
C menuju 300
o
C dengan laju pembakaran 10
o
Cmenit diperlukan waktu :
menit menit
C C
o o
27 10
30 300
= -
ditahan selama 30 menit
Untuk pencapaian suhu dari 300
o
C menuju 600
o
C dengan laju pembakaran 10
o
Cmenit diperlukan waktu :
menit menit
C C
o o
30 10
300 600
= -
ditahan selama 30 menit
Untuk pencapaian suhu dari 600
o
C menuju 900
o
C dengan laju pembakaran 10
o
Cmenit diperlukan waktu :
menit menit
C C
o o
30 10
600 900
= -
ditahan selama 2 jam
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
41 Trend pembakaran yang dilakukan terhadap sampel dapat dilihat pada gambar di bawah :
Gambar 3.1 Trend Pembakaran Sintering sampel
Siklus waktu dan temperatur mengacu pada laju pemanasan, lama waktu pada temperatur puncak dan laju pendinginan. Setiap parameter diatas mengacu pada hasil
akhir proses sintering. Lama waktu temperatur puncak berpengaruh pada densifikasi total yang dapat terjadi dan kemampuan pertumbuhan butiran. Sedangkan laju pendinginan
berpengaruh pada pembentukan mikrostruktur yang dapat menentukan kekuatan mekanik bahan. Pada laju pemansan yang terlalu cepat dapat menghasilkan crack yang
dikarenakan terlalu cepat terbakarnya aditif atau binder yang bersifat organik.
5. Pengujian Sampel Pengujian Sampel yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi: Pengujian sifat fisis,
sifat mekanik, pengujian mikrostruktur dan struktur kristal. 0.5
0.5 2
30 600
900
Waktu jam Suhu
°C
300
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
42
3.5.1. Pengujian Sifat Fisis
3.5.1.1 Pengujian Susut Bakar
Pengujian susut bakar dilakukan dengan prosedur sebagai berikut : a. Sampel yang telah dicetak di keringkan terlebih dahulu di dalam oven pada suhu 100
o
C selama 3 jam b. Diukur dimensi sampel dengan menggunakan alat vernier calipper
c. Di catat hasil dimensi sampel sebelum disintering d. Disintering masing-masing sampel pada suhu 900, 1000 dan 1100
o
C. e. Diukur dimensi sampel setelah sintering dengan menggunakan alat vernier calipper
f . Di catat hasil dimensi sampel setelah disintering. g. Dihitung nilai susut bakar sampel dengan menggunakan rumus pada persamaan 2.1
3.5.1.2 Pengujian Densitas, Porositas dan Penyerapan air
Pengujian densitas , porositas dan penyerapan air mengacu kepada standar ASTM C 373. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan prinsip Archimedes. Pengukuran dilakukan
dengan tahapan sebagai berikut: a. Sampel yang telah dicetak dikeringkan di dalam oven dengan suhu 100
o
C dengan waktu pengeringan selama 2 jam.
b. Sampel yang telah di oven kemudian di timbang massanya dengan menggunakan neraca digital m
k
. c. Ditimbang massa kawat penggantung m
kw
. d. Ditimbang massa sampel dengan digantung dalam air m
g
. e. Dikeringkan sampel menggunakan oven selama 5 jam.
f. Direbus sampel menggunakan air mendidih menggunakan kompor listrik selama 4 jam yang bertujuan untuk mengoptimalkan penetrasi air terhadap sampel.
g. Dengan mengetahui besaran-besaran tersebut, dihitung nilai densitas, porositas dan penyerapan air dengan menggunakan persamaan 2.3, 2.4 dan 2.5
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
43
3.5.1.3 Koefesien Ekspansi Termal
Pengukuran koefesien termal ekspansi dilakukan dengan menggunakan alat Dilatometer Harrop Laboratories T-70 dengan rentang suhu pengukuran diatur mulai dari
30 – 300
o
C dan mengacu kepada standard ASTM E 228. Prosedur pengukurannya adalah sebagai berikut:
a. Diukur panjang sampel dengan menggunakan jangka sorong. b. Kemudian sampel diletakkan pada tempat sampel sampel hoder
c. Ditentukan nilai Gain A, kemudian dihitung nilai corection C dengan rumus : C =
54 ,
2 . L
A , dimana L = Panjang sampel cm
d. Tekan tombol power kemudian tekan tombol hold hingga lampu hold menyala. e. Tetapkan Upper Temp dengan menggunakan tombol Upper
f. Tetapkan rate kenaikan suhu dengan mengatur tombol rate g. Diatur posisi suhu pembacaan dengan mengatur tombol meter ke posisi temp. Apabila
suhu yang terbaca belum mencapai 30
o
C, maka perlu diturunkan suhunya hingga mencapai 30
o
C dengan menekan tombol down dan slew sehingga lampu slew dan down menyala.
h. Tentukan skala T range yang diinginkan dengan memilih skala S1 dan S2. i. Letakkan Pen Recorder dan kertas Recorder ke posisinya.
j. Arahkan tuas pen ke posisi Up dan diatur posisi pen dengan mengatur tombol X dan Y, kemudian tekan tombol INST.POWER ke posisi ON dan diatur kembali posisi pen
hingga posisi pen dalam keadaan stabil. k. Bila posisi pen belum stabil, atur kembali dengan memutar skala micrometer sampai
posisi berada paling bawah kemudian di atur lagi ke posisi yang diinginkan dengan mengatur tombol X dan Y.
l. Apabila posisi pen sudah tepat dan stabil kemudian arahkan tuas Pen Recorder ke posisi ON.
m. Nyalakan tungku furnace dengan mengarahkan tombol furnace ke posisi ON n. Amati dan catat suhu yang ditunjukkan pada display layar suhu setiap kenaikan skala
X yang diinginkan.
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
44
3.5.2 Pengujian Sifat Mekanik
3.5.2.1. Kuat Patah Bending Strength
Alat yang digunakan untuk menguji kuat tekan adalah Universal Testing Machine UTM . Prosedur mengacu pada ASTM C 133 - 97 sebagai berikut :
a. Sampel yang akan diukur kuat patahnya,terlebih dahulu diukur lebar b dan tinggi h. b. Sampel diletakkan diantara tumpuan lempengan penekan.
c. Diatur jarak lubang kisi lempeng d =3,5 cm d.Sebelum pengujian berlangsung, alat terlebih dahulu dikalibrasi dengan jarum
penunjuk tepat pada angka nol. e.Dihidupkan alat, kemudian dicatat angka yang ditunjukkan oleh skala pengukuran
pada alat sebagai nilai P, setelah sampel menjadi patah. f. Dihitung nilai kuat patah berdasarkan persamaan 2.7
Gambar 3.2 Sampel uji kuat patah yang diletakkan diantara lempengan penekan.
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
45
3.5.2.2 Kuat Tekan Compressive Strength
Alat yang digunakan untuk menguji kuat tekan adalah Universal Testing Machine UTM dan Hydraulic press. Prosedur mengacu pada ASTM C-773.
a. Sampel yang akan diuji, diukur luas permukaannya yang dinyatakan dengan A. Sampel diletakkan diantara tumpuan lempengan penekan.
b.Sebelum pengujian berlangsung, alat terlebih dahulu dikalibrasi dengan jarum penunjuk tepat pada angka nol.
c. Dihidupkan alat, kemudian dicatat angka yang ditunjukkan oleh skala pengukuran pada alat sebagai nilai P, setelah sampel menjadi hancur.
d. Dihitung nilai kuat tekan berdasarkan persamaan 2.8
3.5.3 Pengujian Mikrostruktur
3.5.3.1 Scaning Electron Microscop SEM
Mekanisme alat ukur SEM dapat dijabarkan sebagai berikut: a. Sampel diletakkan dalam cawan yang dilapisi emas.
b. Sampel disinari dengan pancaran elektron bertenaga kurang lebih 20 kV sehingga sampel memancarkan elektron turunan secondary electron dan elektron
terpantul back scattered electron yang dapat dideteksi dengan detector scintilator yang diperkuat sehingga timbul gambar pada layar CRT.
c. Pemotretan dilakukan setelah dilakukan pengesetan pada bagian tertentu, dari objek dan perbesaran yang diinginkan sehingga diperoleh foto sesuai yang
diinginkan. d. Gambar yang didapat selanjutnya diidentifikasi.
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
46
3.5.4 Pengujian Struktur Kristal
3.5.4.1 Difraksi Sinar –X X-Ray Diffraction
Secara umum prinsip kerja XRD dapat diperlihatkan pada gambar 3.3
q q
2
Gambar 3.3 Skema alat uji XRD
Keterangan alat :
a. A adalah generator tegangan tinggi yang berfungsi sebagai catu daya sumbu sinar -X B
b. Sampel C diletaakan di atas tatakan D yang dapat diatur. c. Sinar-X dari sumber B didifraksi oleh sampel menjadi berkas sinar konfergen
yang terfokus di celah E, kemudian masuk ke alat pencacah F. d. D dan F dihubungkan secara mekanis. Jika F berputar 2
θ maka D berputar sebesar
θ. e. Intensitas difraksi sinar-X yang masuk dalam plat pencacah F, dikonversikan
dengan alat kalibrasi G dalam signal tegangan yang disesuaikan dan direkam oleh recorder alat perekam H dalam bentuk kurva.
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
47 f.
Dari pengujin ini diperoleh grafik hubungan sudut 2 θ dengan intensitas pola
struktur dari berbagai puncak. g. Dengan persamaan 2.9 dapat ditentukan jarak kekisi d.
h. Setelah didapat data pengukuran selanjutnyadilakukan identifikasi fasapenentuan
fasa kualitatif dengan tahapan sebagaiberikut : Ardy, Wiryolukito
- Mengurutkan jarak antarbidang d yang menghasilkan intensitas paling maksimum
sampai paling minimum. - Membandingkan jarak antarbidang d yang telah diurut dengan kumpulan
data standar yang nilainya berdekatan. Toleransi d dapat diberikan ± 0,03. - Membandingkan intensitas relatif, sehingga dapat sesuai dengan data fasa yang
akan diidentifikasi
.
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
48
Bab IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada penelitian ini besaran-besaran fisis, termal, mekanik dan mikrostruktur yang diukur antara lain : susut bakar, densitas, porositas, penyerapan air, koefisien ekspansi termal,
kuat patah, kuat tekan, analisa SEM Scanning Electron Microscope dan XRD X-Ray Diffraction.
4. 1. Sifat Fisis 4.1.1 Susut Bakar
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan , maka nilai susut bakar dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan 2.1. Salah satu contoh perhitungan untuk
menentukan nilai susut bakar sebagai berikut : Kode sampel C Komposisi 70 Zeolit+30 Serbuk Kayu; sebelum sintering Tabel 4.1.
p
ro
= 7,66 cm l
ro
= 1,11 cm t
ro
= 2,14 cm V
ro
= p
ro
x l
ro
x t
ro
= 7,66 cm x 1,11 cm x 2,14 cm = 18,192 cm
3
Kode sampel C Komposisi 70 Zeolit+30 Serbuk Kayu; setelah sintering Tabel 4.2 p
r1
= 7,66 cm l
r1
= 0,95 cm tr
1
= 1,56 cm Vr
1
= p
1
x l
1
x t
1
= 7,66 cm x 0,95 cm x 1,56 cm = 11,352 cm
3
100
1
x V
V V
bakar Susut
o o
- =
= 100
192 ,
18 352
, 11
192 ,
18
3 3
3
x cm
cm cm
- = 37,648
Nilai susut bakar dapat dilihat pada tabel 4.3
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
49
Tabel 4.1 Data Volume Keramik Berpori sebelum sintering
Kode Sampel Suhu Sintering
o
C po cm
pro cm lo cm
Lro cm to cm
tro cm Vro cm
3
A 900
7,66 7,617
1,08 1,083
2,14 2,113
17,427 7,76
1,08 2,08
7,75 1,09
2,12 1000
7,42 7,42
1,08 1,07
2,64 2,62
20,805 7,42
1,07 2,65
7,42 1,07
2,59 1100
7,64 7,63
1,07 1,06
2,87 2,87
23,217 7,63
1,07 2,87
7,64 1,06
2,87
B 900
7,79 7,77
1,09 1,09
2,58 2,58
21,894 7,77
1,12 2,58
7,77 1,08
2,58 1000
7,80 7,77
1,09 1,09
2,5 2,53
21,410 7,76
1,10 2,51
7,75 1,09
2,58 1100
7,97 7,89
1,11 1,12
4,0 4,0
35,37 7,87
1,13 4,0
7,83 1,12
4,0
C 900
7,64 7,65
1,08 1,06
1,85 1,85
15,021 7,66
1,08 1,85
7,67 1,05
1,85 1000
7,63 7,66
1,08 1,11
2,14 2,14
18,192 7,7
1,08 2,14
7,65 1,05
2,14 1100
7,58 7,60
1,08 1,08
3,15 3,15
25,882 7,62
1,09 3,15
7,61 1,08
3,15
D 900
7,64 7,64
1,11 1,095
2,65 2,658
22,237 7,65
1,10 2,67
7,65 1,09
2,67 1000
7,62 7,61
1,07 1,08
3,77 3,77
22,745 7,64
1,09 3,77
7,58 1,08
3,77 1100
7,66 7,65
1,08 1,07
2,62 2,62
21,443 7,66
1,07 2,62
7,65 1,07
2,62
E 900
7,79 7,77
1,09 1,09
2,60 2,627
22,248 7,77
1,12 2,63
7,77 1,08
2,62 1000
7,98 7,96
1,11 1,12
2,79 2,79
24,804 7,96
1,14 2,79
7,94 1,13
2,79 1100
7,75 7,75
1,09 1,10
2,58 2,58
22,013 7,76
1,10 2,58
7,76 1,11
2,58
F 900
7,62 7,61
1,07 1,08
2,5 2,477
20,358 7,64
1,09 2,49
7,58 1,08
2,44 1000
7,61 7,60
1,07 1,06
3,09 3,09
24,940 7,61
1,09 3,09
7,59 1,04
3,09 1100
7,63 7,63
1,0 1,0
2,81 2,81
21,440 7,65
1,0 2,81
7,64 1,0
2,81
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
50
Tabel 4.2 Data Volume Keramik Berpori Setelah Sintering
Kode Sampel
Suhu Sintering
o
C p
1
cm pr
1
cm l
1
cm lr
1
cm t
1
cm Tr
1
cm Vr
1
cm
3
A 900
6,80
6,79 1,03
1,03 2,35
2,33
16,295
6,78 1,03
2,46 6,80
1,03 2,20
1000 6,64
6,65 1,00
1,00 2,10
2,09
13,898
6,66 1,00
2,14 6,66
1,00 2,04
1100 6,20
6,42 0,80
0,81 2,40
2,42
12,584
6,43 0,84
2,43 6,65
0,80 2,44
B 900
6,85 6,88
1,09 1,09
2,6 2,61
19,573
6,88 1,12
2,63 6,90
1,08 2,62
1000 6,66
6,63 1,00
1,00 2,07
2,07
13,724
6,66 1,00
2,08 6,60
1,00 2,06
1100 6,66
6,62 1,11
1,12 2,50
2,50
18,536
6,64 1,13
2,51 6,56
1,12 2,51
C 900
6,31 6,31
0,90 0,91
2,19 2,20
12,633
6,30 0,92
2,10 6,31
0,90 2,21
1000 7,63
7,66 0,92
0,95 1,56
1,56
11,352
7,60 0,95
1,56 7,65
0,97 1,56
1100 7,10
7,04 1,24
0,92 2,00
2,07
13,407
6,97 0,76
2,12 6,97
0,77 2,10
D 900
6,95 6,93
0,98 0,98
2,41 2,41
16,367
6,94 0,98
2,43 6,91
0,98 2,39
1000 6,85
6,83 0,98
0,96 2,16
2,13
13,966
6,83 0,97
2,13 6,80
0,95 2,10
1100 5,67
5,72 1,24
0,92 2,00
2,07
10,893
5,73 0,76
2,12 5,76
0,77 2,10
E 900
6,85 6,88
1,04 1,04
2,20 2,22
15,885
6,88 1,03
2,23 6,90
1,03 2,23
1000 6,70
6,61 0,97
0,95 2,27
2,22
13,94
6,60 0,93
2,20 6,53
0,96 2,19
1100 6,3
6,43 0,75
0,75 2,15
2,15
10,368
6,45 0,74
2,15 6,53
0,74 2,15
F 900
7,10 7,04
1,01 1,01
1,98 1,99
14,149
6,97 1,02
1,98 6,97
1,02 1,98
1000 6,02
5,99 1,07
1,06 2,19
2,18
13,842
5,99 1,09
2,17 5,98
1,04 2,19
1100 6,06
6,03 0,78
0,80 1,96
2,04
9,841
6,03 0,83
2,13 6,01
0,80 2,03
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
51
Tabel 4.3 Data Susut Bakar Keramik Berpori
Kode Sampel
T.Sintering
o
C Vol.Sebelum Sintering
cm
3
Vol.Setelah Sintering cm
3
Susut Bakar
A 900
17,427 5,431
6,55 1000
20,805 4,639
33,242 1100
23,217 3,533
45,846
B 900
21,894 6,583
10,651 1000
21,410 4,575
35,942 1100
35,37 3,858
47,603
C 900
15,021 5,540
15,97 1000
18,192 3,55
37,648 1100
25,882 4,704
48,165
D 900
22,237 5,458
26,412 1000
22,745 4,652
38,619 1100
21,443 3,63
49,202
E 900
22,248 5,257
28,631 1000
24,804 4,661
43,76 1100
22,013 3,436
52,95
F 900
20,358 4,704
30,465 1000
24,940 3,26
44,53 1100
21,440 3,28
54,096
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
52 Keterangan : p
o
= Panjang sampel sebelum sintering p
ro
= Panjang rata-rata awal sampel sebelum sintering l
o
= Lebar sampel sebelum sintering l
ro
= Lebar rata-rata sampel sebelum sintering t
o
= Tinggi sampel sebelum sintering t
ro
= Tinggi rata-rata sampel sebelum sintering V
o
= Volume sampel sebelum sintering V
ro
= Volume rata-rata sampel sebelum sintering p
1
= Panjang sampel setelah sintering p
r1
= Panjang rata-rata sampel setelah sintering l
1
= Lebar sampel setelah sintering l
r1
= Lebar rata-rata sampel setelah sintering t
1
= Tinggi rata-rata sampel setelah sintering t
r1
= Tinggi rata-rata sampel setelah sintering V
r1
= Volume rata-rata sampel setelah sintering A = Komposisi 50 Zeolit + 50 Serbuk Kayu
B = Komposisi 60 Zeolit + 40 Serbuk Kayu C = Komposisi 70 Zeolit + 30 Serbuk Kayu
D = Komposisi 80 Zeolit + 20 Serbuk Kayu E = Komposisi 90 Zeolit + 10 Serbuk Kayu
F = Komposisi 100 Zeolit + 0 Serbuk Kayu
Pengukuran nilai susut bakar dilakukan dengan mengukur dimensi sampel sebelum dan setelah sintering . Dalam suatu perancangan pembuatan suatu benda uji sampel keramik
berpori, perlu diketahui dimensinya sebelum dan sesudah disintering, hal ini penting untuk mengetahui besarnya penyusutan akibat proses pembakaran sintering pada
sampel. Nilai susut bakar suatu bahan sangat dipengaruhi oleh bahan yang terkandung di
dalamnya terutama bahan yang mudah menguap atau terurai, karena pada saat pembakaran akan terjadi proses penguapan yang diikuti dengan proses pemadatan bahan.
Pada penelitian ini digunakan bahan zeolit yang memiliki sifat mudah menguap apabila
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
53 di panaskan, dan bahan serbuk kayu yang memiliki suhu peruraian senyawa yang rendah
200
o
C.
Pengaruh Suhu Sintering Terhadap Susut Bakar Masing-masing Komposisi Sampel
Dari data 4.1, 4.2 dan 4.3 diatas dapat dibuat grafik hubungan antara pengaruh suhu sintering pada Komposisi Zeolit – Serbuk Kayu terhadap susut bakar sampel seperti pada
pola grafik 4.1 di bawah
Gambar 4.1 Pengaruh Penambahan Zeolit – Serbuk Kayu dan Kenaikan Suhu Sintering terhadap Susut Bakar dari Keramik Berpori
Dari gambar 4.1 terlihat bahwa semakin besar penambahan zeolit alam dan kenaikan suhu sintering, maka susut bakar akan semakin besar. Sebaliknya, semakin
besar penambahan aditif serbuk kayu dan suhu sintering yang rendah, maka susut bakar akan semakin kecil. Hal ini disebabkan oleh karena fenomena yang terjadi saat sintering
yaitu butiran-butiran partikel akan tersusun semakin rapat, yang mengakibatkan terjadi pegurangan jumlah dan ukuran pori, disertai proses penyusutan . Berdasarkan perolehan
data, hal tersebut diatas dapat dilihat bahwa pada suhu sintering 1000 °C dengan komposisi: 30 serbuk kayu dan 70 zeolit diperoleh nilai susut bakar sebesar 37,648
. Sedangkan pada suhu yang sama, dan tanpa menggunakan serbuk kayu 0 dan 100 zeolit, diperoleh nilai susut bakar sekitar 44,530 . Apabila pada suhu yang sama
dan perbandingan komposisi serbuk kayu terhadap zeolit divariasikan, seperti: 10 : 90 , 20 : 80 , 40 : 60 , dan 50 : 50 nilai susut bakarnya adalah: 43,760 , 38,619, 35,942
, dan 33,242 . Untuk suhu sinteringnya dinaikkan menjadi 1100°C, maka nilai susut
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
54 bakarnya akan bertambah besar. Hal tersebut membuktikan bahwa penambahan aditif
serbuk kayu akan mengurangi susut bakar bahan. Hal ini dikarenakan aditif serbuk kayu yang berubah wujud menjadi gas pada suhu diatas 600
o
C menciptakan rongga-rongga pada sampel uji yang menyebabkan penyusutan yang terjadi semakin kecil. Dari
penelitian yang dilakukan diperoleh nilai susut bakar berkisar antara 6,55 – 54,096 .
4. 1. 2 Densitas, Porositas dan Penyerapan Air
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka nilai densitas, porositas dan penyerapan air ditentukan dengan menggunakan persamaan 2.3, 2.4 dan 2.5 yang mengacu pada
standart pengujian ASTM C 373 dengan menggunakan meetode Archimedes. Salah satu contoh perhitungan untuk menentukan nilai densitas, porositas dan penyerapan air
sebagai berikut :
Kode sampel C Komposisi 70 Zeolit + 30 Serbuk Kayu Tabel 4.4
k
M = 15,253 gr
kw
M = 123,754 gr
g
M
= 131,095 gr
b
M = 19,875 gr
air kw
g k
k
x M
M M
M Densitas
r -
- =
=
3
1 754
, 123
095 ,
131 253
, 15
253 ,
15 cm
g x
gr gr
- -
= = 1,928 gcm
3
100 x
M M
M M
M Porositas
kw g
k k
b
- -
- =
= 100
754 ,
123 095
, 131
253 ,
15 253
, 15
875 ,
19 x
gr gr
gr gr
- -
-
= 58,43
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
55 100
x M
M M
air Penyerapan
k k
b
- =
Penyerapan Air = 100
253 ,
15 253
, 15
857 ,
19 x
gr gr
gr -
= 58,43
Dari hasil pengukuran densitas menunjukkan bahwa semakin besar komposisi zeolit dan semakin tinggi suhu sintering, maka densitas akan semakin besar, sebaliknya, semakin
besar penambahan serbuk kayu, maka densitas akan semakin kecil . Khusus dalam metoda dry pressing, terdapat kelemahan yaitu terjadinya gesekan antara powder dengan
dinding cetakan. Akibatnya distribusi tekanan yang diterima tidak merata sehingga mengakibatkan densitas pada green body. Untuk mengatasinya diperlukan pelumas
lubricant. Salah satunya, dapat digunakan PVA
http:www.iza-structure
. PVA merupakan polimer yang tidak berbau dan tidak beracun dan dapat terdekomposisi pada
suhu di atas 200
o
C
Sunendar, Bambang ,2005.
Densitas keramik dipengaruhi oleh proses densifikasi yang diakibatkan adanya difusi batas butir saat proses sintering berlangsung.
Secara teori densitas keramik berbanding terbalik dengan porositas terhadap fungsi suhu. Dengan demikian meningkatnya suhu sintering akan memperbesar nilai densitas keramik
berpori. Pengukuran rapat massa densitas dilakukan untuk mengetahui densitas maksimum bahan pada suhu maksimum yang diberikan . Dapat dikatakan bahwa proses
penyusutan dan densitas adalah sebanding, artinya penyusutan yang terjadi pada sampel mengakibatkan semakin bertambahnya kerapatan molekul penyusun sampel.
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
56
Tabel 4.4 Data Pengujian Densitas, Porositas dan Penyerapan Air Keramik berpori
Kode Sampel
T.Sintering
o
C Mkw
g Mk
g Mg
g Mb
g Densitas
gcm
3
Porositas Penyerapan
Air
A 900
123,754 9,492 127,676 13,864
1,704 82,026
48,13 1000
9,268 131,373 17,615 2,147
50,58 23,54
1100 7,001 127,4670
9,326 2,129 70,722
33,209
B 900
123,754 11,787
128,814 16,782 1,752
74,24 42,36
1000 9,180 127,898 12,885
1,823 73,564
40,353 1100
11,723 130,043 18,901
2,157 66,047
32,321
C 900
123,754 9,066 127,765 12,235
1,848 62,7
34,95 1000
15,253 131,095 19,875
1,928 58,43
30,302 1100
15,153 132,106 18,918
2,228 55,37
24,846
D 900
123,754 17,563
127,765 12,235 1,982
56,435 29,26
1000 16,106
131,864 19,994 2,014
47,2 24,5
1100 18,033
134,105 21,086 2,241
37,95 16,93
E 900
123,754 18,522
133,001 23,603 1,997
54,78 27,34
1000 19,553
133,699 22,839 2,035
34,2 16,806
1100 19,286
134,472 21,899 2,251
30,52 8,669
F 900
123,754 14,257
131,373 17,615 2,147
50,58 23,54
1000 15,857
132,314 17,953 2,173
28,72 13,21
1100 18,422
134,177 18,533 2,303
25,556 11,08
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
57
Pengaruh Suhu Sintering terhadap Densitas pada Komposisi Masing-masing Sampel
Dari data 4.4 diatas dapat dibuat grafik hubungan antara pengaruh suhu sintering pada Komposisi Zeolit – Serbuk Kayu terhadap densitas sampel seperti pada pola grafik 4.2 di
bawah
Gambar 4.2 Pengaruh Penambahan Zeolit-Serbuk Kayu dan Suhu Sintering terhadap Densitas Keramik Berpori.
Dari gambar 4.2 terlihat bahwa penambahan komposisi zeolit berbanding lurus terhadap besarnya nilai densitas , sebaliknya penambahan serbuk kayu berbanding
terbalik dengan besarnya nilai densitas. Kenaikan suhu sintering pada berbagai komposisi cenderung meningkatkan nilai densitas. Hal tersebut diatas dapat dilihat bahwa pada suhu
sintering 1000 °C dengan komposisi: 30 serbuk kayu dan 70 zeolit diperoleh nilai densitas sebesar 1,928 gcm
3
, sedangkan pada suhu yang sama, dan tanpa menggunakan serbuk kayu 0 dan 100 zeolit, diperoleh nilai densitas sekitar 2,173 gcm
3
. Hal tersebut membuktikan bahwa penambahan serbuk kayu akan mengurangi densitas
kerapatan sampel uji . Terurainya serbuk kayu menjadi gas mengakibatkan kerapatan antara molekul penyusun bahan menjadi kecil, karena perubahan wujud serbuk kayu ini
meninggalkan rongga pada sampel. Kerapatan massa suatu bahan berbanding lurus dengan kekuatan mekanik yang dihasilkan, bahan yang memiliki kekuatan mekanik yang
tinggi tidak rapuh. Selain itu, pada proses pemadatan dan penyusutan pada saat sintering dapat ditandai dengan terjadi pengurangan massa sampel dan pemadatan
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
58 diantara partikel-partikel sampel, sehingga volume sampel akan berkurang dan ikatan
yang terbentuk semakin kuat. Apabila pada suhu yang sama dan perbandingan komposisi serbuk kayu terhadap zeolit divariasikan, seperti: 10 : 90 , 20 : 80 , 40: 60 , dan 50
: 50 , maka densitas adalah sebagai berikut :2,035, 2,014, 1,28, dan 1,823 gcm
3
. Untuk suhu sinteringnya dinaikkan menjadi 1100°C, maka nilai densitasnya akan bertambah
besar. Dari hasil penelitian yang dilakukan diperoleh nilai densitas berkisar antara 1,773 – 2,173 gcm
3
. Bila dibandingkan dengan besarnya nilai densitas yang terbentuk pada keramik mullite pada keadaan padat 100 memiliki densitas rata-rata 3,18 gcm
3
sehingga dalam keadaan 70 memiliki nilai densitas 2,226 gcm
3
yang bersesuaian dengan nilai densitas perolehan data pada suhu 1100
o
C yaitu 2,228 gcm
3
.
Dari hasil pengukuran porositas diperoleh bahwa, semakin besar penambahan serbuk kayu, maka porositas akan semakin besar, sedangkan semakin besar penambahan
zeolit, maka porositasnya akan semakin kecil. Jika ditinjau dari pengaruh suhu,kenaikan suhu cenderung menurunkan porositas keramik berpori yang dihasilkan. Hal ini
dikarenakan pengaruh suhu yang semakin besar mengakibatkan pemadatan semakin besar pula. Dengan adanya temperatur pemanasan yang tinggi, partikel –partikel
mengalami proses penyatuan . Penyatuan antara partikel dapat mengakibatkan perubahan posisi dari partikel yang berdampak pada pengecilan ukuran pori-pori yang berukuran
besar da penghilangan pori yang berukuran kecil. Akibat adanya pengecilan ukuran pori, jumlah dan distribusi pori yang dihasilkan menjadi berkurang. Jumlah dan distribusi pori
ini dipengaruhi oleh komposisi serbuk kayu yang di tambahkan. Porositas terjadi akibat adanya gerakan dan perpindahan atom-atom sepanjang permukaan bahan dan terlepasnya
bahan-bahan organik. Proses ini terjadi pada awal proses sintering dengan konsekuensi terbentukya ikatan antara partikel dan awal terbentuknya leher pada bagian kontak antar
partikel. Dengan meningkatnya suhu sintering akan mempercepat laju difusi volume.
Karena itu, semakin banyak komposisi serbuk kayu yang digunakan maka semakin besar porositasnya. material berpori yang termasuk dalam katagori spatial pore, pori dapat berasal
dari bubble, atau ruang kosong antara partikel Askeland, Donald R, 1987 . Untuk sampel
yang dibuat pada penelitian ini, pori hanya berasal dari ruang kosong antara partikel, karena tidak terdapat additive yang dapat menghasilkan bubble.
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
59
Pengaruh Suhu Sintering terhadap Porositas pada Komposisi Masing-masing Sampel
Dari perolehan data porositas pada tabel 4.4 diatas dapat dibuat grafik hubungan antara pengaruh komposisi Zeolit – Serbuk Kayu dan suhu sintering terhadap porositas sampel
seperti pada pola grafik 4.3 di bawah
Gambar 4.3 Pengaruh Penambahan Zeolit-Serbuk Kayu dan Kenaikan Suhu Sintering terhadap Porositas Keramik Berpori
Proses sintering merupakan proses densifikasi partikel pada temperatur tinggi dibawah temperatur lelehnya, untuk meningkatkan rapat massa dan kekuatan dari material. Pada
proses pembakaran, terjadi perubahan microstructur Perubahan tersebut dapat dibagi menjadi tiga tahapan yang ditandai dengan peningkatan temperatur dan densifikasi
material
http:en.wikipedia.orgwiki
1. initial stage Pada tahapan ini terjadi pertumbuhan neck. Porositas pada tahapan ini tidak banyak
berkurang, begitu pula penyusutan tidak banyak terjadi. 2. intermediate stage
Densifikasi paling banyak terjadi pada tahapan ini, akibatnya material yang menjalani tahapan ini akan mengalami penyusutan yang cukup signifikan. Pada
tahap ini masih terdapat banyak pori meskipun bentuknya telah berubah.
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
60 3. final stage
Tahapan ini tidak diinginkan dalam pembuatan material berpori disebabkan tahapan ini merupakan tahap eliminasi pori. Pori yang tersisa hanya sebagian
kecil yang terisolasi di sudut antara grain.
Gambar 4.4 Proses Sintering Dari gambar 4.4 dapat dilihat bahwa pada komposisi 70 zeolit : komposisi 30
serbuk kayu pada suhu 1000°C memiliki porositas sekitar 58,43 . Pada suhu yang sama dengan komposisi zeolit 100 : serbuk kayu 0 memiliki porositas sebesar
28,72. Pada komposisi 10 : 90 , 20 : 80 , 40 : 60 , 50 : 50 zeolit memiliki porositas sekitar 34,2, 47,2, 73,56 dan 81,89 . Peningkatan suhu sintering pada
berbagai komposisi akan menurukan nilai porositas sampel. Hal ini menyatakan bahwa porositas berbanding terbalik dengan densitas dan susut bakar. Porositas keramik berpori
yang dihasilkan dari penelitian ini berada pada interval 28,72 – 81,89 . Bila dibandingkan dengan hasil penelitian keramik berpori dengan menggunakan aditif serbuk
kayu dengan komposisi 5,10,15,20 dan 30 dengan bahan dasar kaolin dan feldspar 30 dan kuarsa 20 pada suhu 1250
o
C sebagai filter gas diperoleh nilai porositas pada interval 26,13 – 59,40 . Dari perolehan data nilai yang bersesuaian dengan nilai
porositas 58,43 pada suhu 1000
o
C.
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
61
Penyerapan air bahan sebanding dengan porositas bahan, semakin besar porositas bahan maka daya serap semakin besar, demikian pula sebaliknya.
Penyerapan air sebanding dengan dengan komposisi serbuk kayu dan berbanding terbalik dengan penambahan
zeolit alam dan kenaikan suhu sintering.
Pengaruh Suhu Sintering terhadap Densitas pada Komposisi Masing-masing Sampel
Dari hasil perolehan data pengujian penyerapan air pada tabel 4.4 dapat dibuat dan pola grafik 4.5 di bawah
Gambar 4.5 Pengaruh Penambahan Zeolit- Serbuk Kayu dan Kenaikan Suhu Sintering terhadap Penyerapan Air Keramik Berpori
Dari gambar 4.5 dapat dilihat dari data yang diperoleh, pada komposisi serbuk kayu 30 : zeolit alam 70 pada suhu 1000 °C memiliki penyerapan air sekitar 30,302
, pada suhu yang sama komposisi serbuk kayu 0 : zeolit alam 100 memiliki nilai penyerapan air sekitar 13,21 , pada komposisi 10 : 90 , 20 : 80 , 40 : 60 , dan 50
: 50 memiliki penyerapan air sekitar 16,806, 24,5, 40,355 dan 46,18 . Dari hasil yang diperoleh dapat dinyatakan bahwa semakin besar komposisi penambahan serbuk kayu
maka nilai penyerapan air sampel akan semakin besar. Penyerapan air bahan sebanding dengan porositas bahan, semakin besar porositas bahan, maka daya serap air juga kan
semakin besar, tetapi berbanding terbalik dengan densitas bahan, karena semakin besar kerapatan suatu bahan maka daya serapnya juga semakin kecil. Peningkatan suhu
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
62 sintering 1100
o
C mengakibatkan kurangnya porositas bahan, karena pori yang dihasilkan pun semakin sedikit karena semakin tinggi suhu maka pori-pori yang dihasilkan akan
mengalami pengurangan jumlah pori-pori. Pori-pori dari keramik berpori memilki ukuran bervariasi. Pori-pori tersebut tersebar di selutuh daerah butiran. Beberapa merupan pori
tertutup dan yang lain merupakan pori terbuka. Banyaknya air yang diserap menyatakan banyaknya porositas terbuka . Dari data yang diperoleh, nilai penyerapan air sampel
berada pada interval 11,08 – 48,13 .
4.1.3 Koefisien Ekspansi Termal
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka nilai koefisien ekspansi termal dapat di cari dengan menggunakan persamaan 2.6 dengan menyesuaikan persamaan yang
dihasilkan oleh plotter alat Dilatometer Harrop yang mengacu pada standart pengujian ASTM E 228-95. Salah satu contoh perhitungan untuk menentukan nilai koefisien
ekspansi termal untuk sampel C Komposisi 70 Zeolit + 30 Serbuk Kayu suhu 1000
o
C. Lo = 6,84 cm
L = 6,840376 cm ΔLL
o
= 0,000054912 T2 – T1 = 11
o
C
a
m
C
o
11 000054912
, =
= 5 x 10
-6 o
C
Dalam merancang suatu tempat casing dari suatu keramik berpori, maka perlu diukur
dan diuji besarnya koefisien ekspansi termal. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui
kemampuan kembang susut dari bahan keramik berpori dalam menerima perubahan suhu. Perolehan data untuk masing-masing suhu 900, 1000 dan 1100
o
C terdapat pada tabel 4.5, 4.6 dan 4.7 di bawah :
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
63
Tabel 4.5 Ekspansi Termal 70 Zeolit + 30 Serbuk Kayu 900
o
C N0
Locm L cm
ΔLLo T
o
C To
o
C ΔT
o
C
1 6,83
6,830033 30
30 2
6,83 6,831039
0,000152 63
30 33
3 6,83
6,831277 0,000187
71 30
41 4
6,83 6,831418
0,000208 76
30 46
5 6,83
6,8317 0,000249
84 30
54 6
6,83 6,831962
0,000287 93
30 63
7 6,83
6,832003 0,000293
95 30
65 8
6,83 6,832305
0,000337 104
30 74
9 6,83
6,832455 0,000359
108 30
78 10
6,83 6,832527
0,00037 112
30 82
11 6,83
6,832772 0,000406
119 30
89 12
6,83 6,832865
0,00042 125
30 95
13 6,83
6,833079 0,000451
131 30
101 14
6,83 6,833208
0,00047 133
30 103
15 6,83
6,833359 0,000492
139 30
109 16
6,83 6,833493
0,000511 141
30 111
17 6,83
6,833582 0,000524
145 30
115 18
6,83 6,833606
0,000528 147
30 117
19 6,83
6,833769 0,000552
151 30
121 20
6,83 6,833903
0,000571 154
30 124
21 6,83
6,834039 0,000591
157 30
127 22
6,83 6,834049
0,000593 160
30 130
23 6,83
6,834229 0,000619
163 30
133 24
6,83 6,834267
0,000625 167
30 137
25 6,83
6,834375 0,000641
169 30
139 26
6,83 6,834516
0,000661 172
30 142
27 6,83
6,834754 0,000696
175 30
145 28
6,83 6,834626
0,000677 177
30 147
29 6,83
6,834672 0,000684
180 30
150 30
6,83 6,834784
0,0007 182
30 152
31 6,83
6,834929 0,000722
185 30
155 32
6,83 6,834941
0,000723 187
30 157
33 6,83
6,835036 0,000737
190 30
160 34
6,83 6,835077
0,000743 193
30 163
35 6,83
6,835193 0,00076
195 30
165 36
6,83 6,835311
0,000778 197
30 167
37 6,83
6,835374 0,000787
199 30
169 38
6,83 6,835382
0,000788 201
30 171
39 6,83
6,835501 0,000805
203 30
173 40
6,83 6,835622
0,000823 205
30 175
41 6,83
6,835629 0,000824
207 30
177 42
6,83 6,835634
0,000825 209
30 179
43 6,83
6,835668 0,00083
212 30
182
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
64
44 6,83
6,835791 0,000848
214 30
184 45
6,83 6,835854
0,000857 216
30 186
46 6,83
6,835917 0,000866
218 30
188 47
6,83 6,836074
0,000889 221
30 191
48 6,83
6,836106 0,000894
224 30
194 49
6,83 6,836233
0,000913 226
30 196
50 6,83
6,836297 0,000922
226 30
196 51
6,83 6,836232
0,000912 228
30 198
52 6,83
6,836229 0,000912
230 30
200 53
6,83 6,836357
0,000931 232
30 202
54 6,83
6,836354 0,00093
234 30
204 55
6,83 6,836483
0,000949 236
30 206
56 6,83
6,836646 0,000973
239 30
209 57
6,83 6,836641
0,000972 241
30 211
58 6,83
6,836634 0,000971
243 30
213 59
6,83 6,836767
0,000991 245
30 215
60 6,83
6,836758 0,00099
247 30
217 61
6,83 6,836893
0,001009 249
30 219
62 6,83
6,83706 0,001034
252 30
222 63
6,83 6,837081
0,001037 255
30 225
64 6,83
6,837219 0,001057
257 30
227 65
6,83 6,837207
0,001055 259
30 229
66 6,83
6,837226 0,001058
262 30
232 67
6,83 6,837333
0,001074 263
30 233
68 6,83
6,837473 0,001094
265 30
235 69
6,83 6,837459
0,001092 267
30 237
70 6,83
6,837632 0,001117
270 30
240 71
6,83 6,837648
0,00112 273
30 243
72 6,83
6,837662 0,001122
276 30
246 73
6,83 6,837805
0,001143 278
30 248
74 6,83
6,83795 0,001164
280 30
250 75
6,83 6,837931
0,001161 282
30 252
76 6,83
6,838077 0,001183
284 30
254 77
6,83 6,838225
0,001204 286
30 256
78 6,83
6,838205 0,001201
288 30
258 79
6,83 6,838353
0,001223 290
30 260
80 6,83
6,838385 0,001228
291 30
261 81
6,83 6,838364
0,001225 293
30 263
82 6,83
6,838309 0,001217
294 30
264 83
6,83 6,838459
0,001238 296
30 266
84 6,83
6,838435 0,001235
298 30
268 85
6,83 6,838409
0,001231 300
30 270
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
65
Tabel 4.6 Ekspansi Termal 70 Zeolit + 30 Serbuk Kayu 1000
o
C No
Locm Lcm
ΔLLo To
o
C ΔT
1 6,84
6,84 30
2 6,84
6,840376 0,000054912
30 11
3 6,84
6,840777 0,00011362
30 23
4 6,84
6,841298 0,000189696
30 38
5 6,84
6,841553 0,00022698
30 45
6 6,84
6,841741 0,000254592
30 51
7 6,84
6,84196 0,00028652
30 58
8 6,84
6,842254 0,000329472
30 66
9 6,84
6,842484 0,000363168
30 72
10 6,84
6,842579 0,000377104
30 74
11 6,84
6,842657 0,000388388
30 77
12 6,84
6,842732 0,00039936
30 80
13 6,84
6,842771 0,00040508
30 82
14 6,84
6,842933 0,00042874
30 85
15 6,84
6,843073 0,00044928
30 90
16 6,84
6,843176 0,000464256
30 93
17 6,84
6,843311 0,00048412
30 95
18 6,84
6,843346 0,000489216
30 98
19 6,84
6,843485 0,000509444
30 101
20 6,84
6,84348 0,00050882
30 103
21 6,84
6,843623 0,00052962
30 105
22 6,84
6,843649 0,00053352
30 108
23 6,84
6,84379 0,000554112
30 111
24 6,84
6,843745 0,000547456
30 112
25 6,84
6,84392 0,00057304
30 116
26 6,84
6,843912 0,000571896
30 117
27 6,84
6,844063 0,000594048
30 119
28 6,84
6,844278 0,000625456
30 124
29 6,84
6,844336 0,000633984
30 127
30 6,84
6,844416 0,000645632
30 128
31 6,84
6,844439 0,00064896
30 130
32 6,84
6,844554 0,000665808
30 132
33 6,84
6,844528 0,00066196
30 134
34 6,84
6,844692 0,000685984
30 136
35 6,84
6,844712 0,000688896
30 138
36 6,84
6,844731 0,0006916
30 140
37 6,84
6,844748 0,000694096
30 142
38 6,84
6,844917 0,000718848
30 144
39 6,84
6,844967 0,00072618
30 147
40 6,84
6,845054 0,000738816
30 148
41 6,84
6,845068 0,000741
30 150
42 6,84
6,845279 0,000771732
30 153
43 6,84
6,845258 0,000768768
30 154
44 6,84
6,845216 0,000762528
30 156
45 6,84
6,845305 0,00077558
30 157
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
66
46 6,84
6,845316 0,000777192
30 159
47 6,84
6,845497 0,000803712
30 161
48 6,84
6,845474 0,00080028
30 162
49 6,84
6,845634 0,00082368
30 165
50 6,84
6,845677 0,00082992
30 168
51 6,84
6,845865 0,00085748
30 170
52 6,84
6,845839 0,000853632
30 171
53 6,84
6,845969 0,000872612
30 173
54 6,84
6,845879 0,00085956
30 174
55 6,84
6,84601 0,000878592
30 176
56 6,84
6,846107 0,000892788
30 177
57 6,84
6,846082 0,0008892
30 180
58 6,84
6,846085 0,000889616
30 182
59 6,84
6,846249 0,000913536
30 183
60 6,84
6,846383 0,00093314
30 185
61 6,84
6,846385 0,000933504
30 187
62 6,84
6,846352 0,00092872
30 188
63 6,84
6,846453 0,000943488
30 189
64 6,84
6,846522 0,000953472
30 191
65 6,84
6,846727 0,000983528
30 193
66 6,84
6,846728 0,00098358
30 195
67 6,84
6,846692 0,000978432
30 196
68 6,84
6,846902 0,001009008
30 198
69 6,84
6,846902 0,001009008
30 198
70 6,84
6,846829 0,0009984
30 200
71 6,84
6,846792 0,00099294
30 201
72 6,84
6,846931 0,001013376
30 203
73 6,84
6,846927 0,0010127
30 205
74 6,84
6,847034 0,001028352
30 206
75 6,84
6,847028 0,00102752
30 208
76 6,84
6,847211 0,001054196
30 209
77 6,84
6,84713 0,00104234
30 211
78 6,84
6,847088 0,001036256
30 212
79 6,84
6,847273 0,001063296
30 213
80 6,84
6,847188 0,00105092
30 215
81 6,84
6,847375 0,001078272
30 216
82 6,84
6,847322 0,001070472
30 219
83 6,84
6,847468 0,00109174
30 221
84 6,84
6,847728 0,001129856
30 224
85 6,84
6,847717 0,001128192
30 226
86 6,84
6,847947 0,001161888
30 228
87 6,84
6,847935 0,00116012
30 230
88 6,84
6,848087 0,001182272
30 232
89 6,84
6,84799 0,001168128
30 234
90 6,84
6,848142 0,001190384
30 236
91 6,84
6,848226 0,001202656
30 236
92 6,84
6,84828 0,00121056
30 240
93 6,84
6,848315 0,001215604
30 241
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
67
94 6,84
6,848331 0,001218048
30 244
95 6,84
6,848278 0,0012103
30 245
96 6,84
6,84861 0,001258712
30 247
97 6,84
6,848644 0,001263808
30 248
98 6,84
6,848502 0,001243008
30 249
99 6,84
6,848481 0,00123994
30 251
100 6,84
6,848425 0,001231776
30 252
101 6,84
6,848583 0,00125476
30 254
102 6,84
6,848741 0,001277952
30 256
103 6,84
6,848832 0,001291264
30 256
104 6,84
6,848958 0,001309672
30 257
105 6,84
6,849085 0,001328184
30 258
106 6,84
6,849063 0,00132496
30 260
107 6,84
6,849132 0,001335152
30 262
108 6,84
6,849108 0,001331616
30 264
109 6,84
6,849048 0,00132288
30 265
110 6,84
6,849212 0,001346748
30 267
111 6,84
6,849117 0,001332864
30 267
112 6,84
6,849056 0,00132392
30 268
113 6,84
6,849185 0,001342848
30 269
114 6,84
6,849411 0,00137592
30 270
Tabel 4.7 Ekspansi Termal 70 Zeolit + 30 Serbuk Kayu 1100
o
C
No Locm Lcm
ΔLLo To
o
C T
o
C ΔT
1 6,5
6,5 30
30 2
6,5 6,500333
0,0000513 30
39 9
3 6,5
6,501124 0,00017298
30 61
31 4
6,5 6,501667
0,0002565 30
75 45
5 6,5
6,502875 0,00044232
30 106
76 6
6,5 6,503075
0,0004731 30
113 83
7 6,5
6,503407 0,00052416
30 121
91 8
6,5 6,503631
0,0005586 30
128 98
9 6,5
6,503781 0,00058176
30 131
101 10
6,5 6,503975
0,00061152 30
134 104
11 6,5
6,504208 0,00064746
30 139
109 12
6,5 6,504193
0,00064512 30
142 112
13 6,5
6,504395 0,0006762
30 145
115 14
6,5 6,504418
0,00067968 30
148 118
15 6,5
6,50452 0,0006954
30 152
122 16
6,5 6,504643
0,00071424 30
154 124
17 6,5
6,504705 0,0007239
30 157
127 18
6,5 6,50483
0,00074304 30
159 129
19 6,5
6,504942 0,00076032
30 162
132 20
6,5 6,504965
0,0007638 30
164 134
21 6,5
6,505145 0,00079152
30 166
136 22
6,5 6,505274
0,00081144 30
168 138
23 6,5
6,505334 0,00082062
30 171
141
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
68
24 6,5
6,505354 0,00082368
30 173
143 25
6,5 6,505466
0,00084096 30
176 146
26 6,5
6,505483 0,0008436
30 178
148 27
6,5 6,505675
0,000873 30
180 150
28 6,5
6,505848 0,00089964
30 183
153 29
6,5 6,505803
0,0008928 30
185 155
30 6,5
6,505878 0,00090432
30 187
157 31
6,5 6,505891
0,0009063 30
189 159
32 6,5
6,506028 0,00092736
30 191
161 33
6,5 6,506128
0,00094284 30
192 162
34 6,5
6,50614 0,00094464
30 194
164 35
6,5 6,50615
0,0009462 30
196 166
36 6,5
6,50629 0,00096768
30 198
168 37
6,5 6,506431
0,0009894 30
200 170
38 6,5
6,506612 0,00101724
30 203
173 39
6,5 6,506515
0,00100224 30
204 174
40 6,5
6,506727 0,00103488
30 206
176 41
6,5 6,506702
0,00103104 30
209 179
42 6,5
6,506706 0,0010317
30 211
181 43
6,5 6,506923
0,00106506 30
213 183
44 6,5
6,507032 0,00108192
30 214
184 45
6,5 6,506964
0,00107136 30
216 186
46 6,5
6,506965 0,0010716
30 218
188 47
6,5 6,507114
0,0010944 30
220 190
48 6,5
6,507114 0,0010944
30 222
192 49
6,5 6,507226
0,00111168 30
223 193
50 6,5
6,507415 0,00114072
30 224
194 51
6,5 6,507338
0,00112896 30
226 196
52 6,5
6,507568 0,00116424
30 228
198 53
6,5 6,507528
0,00115818 30
229 199
54 6,5
6,507525 0,00115776
30 231
201 55
6,5 6,50772
0,00118776 30
232 202
56 6,5
6,507679 0,00118146
30 233
203 57
6,5 6,507675
0,0011808 30
235 205
58 6,5
6,507669 0,0011799
30 237
207 59
6,5 6,507662
0,00117876 30
239 209
60 6,5
6,507781 0,001197
30 240
210 61
6,5 6,50802
0,00123384 30
242 212
62 6,5
6,507892 0,0012141
30 243
213 63
6,5 6,50805
0,0012384 30
245 215
64 6,5
6,508294 0,00127596
30 247
217 65
6,5 6,508077
0,0012426 30
248 218
66 6,5
6,508285 0,00127458
30 249
219 67
6,5 6,508619
0,001326 30
251 221
68 6,5
6,508485 0,00130536
30 252
222 69
6,5 6,508387
0,00129024 30
254 224
70 6,5
6,5086 0,001323
30 255
225 71
6,5 6,50855
0,00131532 30
256 226
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
69
72 6,5
6,508536 0,00131328
30 258
228 73
6,5 6,508701
0,0013386 30
260 230
74 6,5
6,508867 0,00136416
30 262
232 75
6,5 6,508724
0,00134208 30
263 233
76 6,5
6,508707 0,0013395
30 265
235 77
6,5 6,508966
0,00137934 30
267 237
78 6,5
6,509096 0,00139944
30 268
238 79
6,5 6,508948
0,00137664 30
269 239
80 6,5
6,509117 0,00140262
30 271
241 81
6,5 6,509155
0,00140844 30
272 242
82 6,5
6,509135 0,00140544
30 274
244 83
6,5 6,509114
0,0014022 30
276 246
84 6,5
6,509344 0,00143754
30 277
247 85
6,5 6,509517
0,00146412 30
279 249
86 6,5
6,509397 0,00144576
30 281
251 87
6,5 6,509448
0,0014535 30
285 255
88 6,5
6,509585 0,00147456
30 286
256 89
6,5 6,509722
0,00149574 30
287 257
90 6,5
6,509899 0,00152292
30 289
259 91
6,5 6,509734
0,0014976 30
290 260
92 6,5
6,509874 0,00151902
30 291
261 93
6,5 6,509809
0,00150912 30
292 262
94 6,5
6,509744 0,0014991
30 293
263 95
6,5 6,509949
0,00153066 30
293 263
96 6,5
6,510128 0,0015582
30 295
265 97
6,5 6,51027
0,00158004 30
296 266
98 6,5
6,510243 0,00157584
30 298
268 99
6,5 6,510319
0,0015876 30
300 270
Dari tabel hasil pengujian nilai koefisien ekspansi termal diatas dapat dibuat grafik hubungan antara perubahan panjang sampel terhadap temperatur pengujian, seperti yang
diperlihatkan pada gambar berikut :
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
70
y = 5E-06x - 7E-06 R
2
= 0,9992
-0,0002 0,0002
0,0004 0,0006
0,0008 0,001
0,0012 0,0014
30 60
90 120
150 180
210 240
270 300
T - To oC L-
Lo Lo
Gambar 4.6 Pengaruh Suhu terhadap Pertambahan Panjang Keramik Berpori pada Komposisi Zeolit 70 dan Serbuk Kayu 30 Suhu 900
°C.
Dari gambar 4.6 ditunjukkan bahwa semakin besar kenaikan suhu, maka pertambahan panjang keramik berpori juga cenderung meningkat, sebaliknya semakin
rendah kenaikan suhu maka pertambahan panjang keramik berpori akan semakin kecil. Hubungan antara kenaikan suhu terhadap pertambahan panjang keramik berpori pada
komposisi zeolit 70 dan serbuk kayu 30 dengan suhu sintering 900
o
C memenuhi persamaan garis :
Y = 5 x 10
-6
X + 7 x 10
-6
Dimana X = T – To = Perubahan suhu
°C Y= L – Lo Lo = Pertambahan panjang
Dari persamaan diatas menunjukkan bahwa slope merupakan nilai koefisien ekspansi termal yaitu sebesar 5 x 10
-6
°C
-1
. Selanjutnya pada gambar 4.7 dan 4.8 diperlihatkan hubungan antara perubahan suhu terhadap pertambahan panjang keramik berpori pada
komposisi zeolit 70 dan serbuk kayu 30 pada suhu sintering 1000 °C.
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
71
y = 5E-06x - 5E-06 R
2
= 0,9987
-0,0002 0,0002
0,0004 0,0006
0,0008 0,001
0,0012 0,0014
0,0016
30 60
90 120
150 180
210 240
270 300
T - To
o
C L-
Lo Lo
Gambar 4.7 Pengaruh Suhu terhadap Pertambahan Panjang Keramik Berpori pada Komposisi Zeolit 70 dan Serbuk Kayu 30 Suhu Sintering 1000 C.
y = 6E-06x - 7E-06 R
2
= 0,9985
-0,0002 0,0002
0,0004 0,0006
0,0008 0,001
0,0012 0,0014
0,0016 0,0018
50 100
150 200
250 300
T - To
o
C L-
L o
L o
Gambar 4.8 Pengaruh perubahan suhu terhadap pertambahan panjang keramik berpori pada komposisi zeolit 70 dan serbuk kayu 30 pada suhu sintering 1100
°C.
Ekspansi termal adalah perubahan dimensi yang terjadi akibat adanya perubahan temperatur. Perhitungan untuk mendapatkan koefisien ekspansi termal dilakukan dengan
mengamati perubahan panjang sampel akibat kenaikan temperatur yang terjadi didalam dilatometer. Besarnya koefisien ekspansi termal dipengaruhi oleh pori pada suatu
material. Kehadiran pori akan mereduksi massa material. Semakin banyak pori akan memperkecil daya hantar panas sehingga koefisien ekspansi termalnya menjadi lebih
kecil A . Javier, 1998 . Dari penelitian yang dilakukan diperoleh nilai koefisien
ekspansi termal berkisar 4,8 – 6x10
-6 o
C.
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
72
4.2 Sifat Mekanik
4.2.1 Kuat Patah
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka nilai kuat patah diperoleh dengan menggunakan persamaan 2.7 yang mengacu pada standart pengujian ASTM C 133-97.
Salah satu contoh perhitungan untuk menentukan nilai kuat patah untuk sampel C Komposisi 70 Zeolit + 30 Serbuk Kayu suhu 1000
o
C adalah sebagai berikut: P = 100 Pound x 0,453 Kgf = 45,3 Kgf
L = 3,5 cm a = 0,94 cm
b = 1,56 cm
MOR MPa =
2
56 ,
1 94
, 2
5 ,
3 3
, 45
3 cm
cm x
cm x
Kgf x
= 1, 033 Kgfcm
2
= 10,330 MPa Kekuatan patah dari suatu keramik berhubungan dengan densitas, dimana suatu
pengukuran densitas yang tinggi, akan menunjukkan kekuatan patah yang tinggi pula. Tejadinya pemadatan diantara partikel-partikel, sehingga ikatan antara partikel-partikel
semakin kuat. Sebaliknya, semakin besar penambahan serbuk kayu, maka kuat patah akan semakin kecil karena serbuk kayu akan menjadi gas pada suhu diats 600
o
C sehingga meninggalkan pori yang akan mengurangi kerapatan dan kekuatan sampel.
Umumnya, bahan keramik yang dihasilkan di pengaruhi oleh bahan dasar pembuatan keramik tersebut. Dalam penelitian ini, bahan yang digunakan dalam bentuk powder.
Terdapat beberapa keuntungan dari dibuatnya powder, diantaranya untuk memperkecil ukuran partikel dan memodifikasi distribusi ukurannya. Ukuran powder yang kecil akan
memudahkan terjadinya ikatan distribusi yang lebih merata, saat terbentuknya ikatan pada proses sintering. Data Kuat patah yang diperoleh dapat dilihat pada tabel 4.8 di
bawah
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
73
Tabel 4.8 Data Pengujian Kuat Patah Sampel Keramik Berpori
Kode sampel Suhu Sintering
o
C L cm
a cm a
r
cm b cm
b
r
cm PKgF
Kuat PatahMPa
A 900
3,5 1,03
1,03 2,35
2,33 9,06
0,851 1,03
2,46 1,03
2,2 1000
3,5 1,00
1 2,12
2,093 40,77
4,886 1,00
2,14 1,00
2,04 1100
3,5 0,84
0,81 0,4
2,42 54,36
6,106 0,8
0,43 0,8
0,44
B 900
3,5 1,09
1,09 2,6
2,61 18,12
1,281 1,12
2,63 1,08
2,62 1000
3,5 1,00
1 2,07
2,07 45,3
5,550 1,00
2,08 1,00
2,06 1100
3,5 1,11
1,12 2,5
2,5 54,36
7,475 1,13
2,51 1,12
2,51
C 900
3,5 0,9
0,91 2,19
2,2 18,12
2,160 0,92
2,2 0,9
2,21 1000
3,5 0,92
0,946 1,56
1,56 45,3
10,330 0,95
1,56 0,97
1,56 1100
3,5 1,24
0,92 2
2,07 99,66
13,272 0,76
2,12 0,77
2,21
D 900
3,5 0,98
0,98 2,41
2,41 27,18
2,507 0,98
2,43 0,98
2,39 1000
3,5 0,98
0,96 2,16
2,13 90,6
10,921 0,97
2,13 0,95
2,1 1100
3,5 1,24
0,92 2
2,07 108,72
14,479 0,76
2,12 0,77
2,1
E 900
3,5 2,2
1,035 2,2
2,215 31,71
3,278 2,23
2,23 2,23
2,23 1000
3,5 2,27
0,953 2,27
2,22 54,36
11,140 2,2
2,2 2,19
2,19 1100
3,5 2,15
0,745 2,15
2,15 108,72
16,574 2,15
2,15 2,15
2,15
F 900
3,5 1,98
1,01 1,986
1,986 36,24
4,776 1,98
1,986 1,98
1,986 1000
3,5 1,07
1,06 2,19
2,18 11,78
12,275 1,09
2,17 1,04
2,19 1100
3,5 1,96
0,8 1,96
2,04 113,25
17,859 2,13
2,13 2,03
2,03
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
74
Pengaruh Suhu Sintering dan Komposisi zeolit-serbuk Kayu Terhadap Kuat Patah Sampel
Dari perolehan data kuat patah diatas dapat dibuat pola grafik yang menggambarkan pengaruh suhu sintering dan komposisi masing-masing sampel terhadap kuat patah
sampel.
Gambar 4.9 Pengaruh Penambahan Zeolit-Serbuk Kayu dan Kenanikan Suhu Sintering terhadap Kuat Patah Keramik Berpori
Dari gambar 4.9 diperoleh data, pada komposisi serbuk kayu 50 : zeolit alam 50 pada suhu 900 °C memiliki nilai kuat patah sebesar 0,851 MPa, pada suhu yang sama
komposisi serbuk kayu 0 : zeolit alam 100 memiliki nilai kuat patah sebesar 4,776 Mpa. Pada suhu sintering yang sama pada komposisi 40 : 60 , 30 : 70 , 20: 80 , 10
: 90 memiliki kuat patah sebesar 1,281, 2,16, 2,507, 3,278 MPa. Dari hasil yang diperoleh dapat dinyatakan bahwa semakin kecil komposisi penambahan serbuk kayu
maka kuat patah keramik berpori akan semakin besar. Nilai kekuatan mekanik bahan sangat dipengaruhi oleh kerapatan yang terbentuk. Penambahan serbuk kayu pada
pembuatan sampel keramik berpori menciptakan adanya pori yang mengakibatkan kerapatan semakin berkurang, sehingga kekuatan mekanik kuat patah akan semakin
kecil. Perbedaan kuat patah yang sangat signifikan antara suhu 1000 dan 1100
o
C, disebabkan karena perbedaan kuat tekan yang dihasilkan dan juga pengaruh tebal dan
lebar yang dihasilkan sampel yang dibentuk.
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
75
4.2.2 Kuat Tekan
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka nilai kuat tekan diperoleh dengan menggunakan persamaan 2.8 yang mengacu pada standart pengujian ASTM C 773. Salah
satu contoh perhitungan untuk menentukan nilai kuat tekan untuk sampel C Komposisi 70 Zeolit + 30 Serbuk Kayu suhu 1000
o
C adalah sebagai berikut:
P = 100 Pound x 0,453 Kgf = 45,3 Kgf L = 3,5 cm
a = 0,94 cm b = 1,56 cm
MOR MPa =
2
2 3
b ax
x L
x P
x
MOR MPa =
2
56 ,
1 94
, 2
5 ,
3 3
, 45
3 cm
cm x
cm x
Kgf x
= 1, 033 Kgfcm
2
= 10,330 MPa Kuat tekan suatu material menunjukkan kemampuan material dalam menahan beban atau
gaya mekanis sebagai kemampuan material dalam menahan beban atau gaya mekanis. Hasil pengujian kuat tekan ditunjukkan pada tabel 4.9 dan pola grafik ditunjukkan pada
gambar 4.10
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
76
Tabel 4.9 Data pengujian Kuat Tekan Keramik Berpori
Kode sampel
Suhu Sintering
o
C p
cm p
r
cm l
cm lr
cm Arata-rata
cm P KgF
Kuat Tekan MPa
A 900
6,8 6,79
2,35 2,33
15,8207 90,6
0,573 6,78
2,093 6,8
2,42 1000
6,64 6,65
2,1 2,093
13,918 326,16
2,343 6,66
2,14 6,66
2,04 1100
6,20 6,42
2,4 2,42
15,536 498,3
3,206 6,43
2,43 6,65
2,44
B 900
6,846 6,8
2,6 2,61
17,597 114,96
0,807 6,88
2,63 6,9
2,62 1000
6,66 6,63
2,07 2,07
13,724 344,28
2,509 6,66
2,08 6,60
2,06 1100
6,66 6,62
2,5 2,5
16,55 724,8
4,379 6,64
2,51 6,56
2,51
C 900
6,31 6,305
2,19 2,2
13,871 181,2
1,306 6,30
2,2 6,31
2,21 1000
7,63 6,766
1,56 1,56
11,949 362,4
3,033 7,7
1,56 7,65
1,56 1100
7,1 7,035
2,00 2,07
14,563 751,98
5,164 6,97
2,12 6,97
2,1
D 900
6,95 6,933
2,41 2,41
16,708 253,68
1,518 6,94
2,43 6,91
2,39 1000
6,85 6,826
2,16 2,3
14,539 588,9
4,050 6,83
2,13 6,8
2,1 1100
5,67 5,72
2,00 2,07
11,840 788,22
6,657 5,73
2,12 5,76
2,1
E 900
6,84 6,88
2,2 2,215
15,239 298,98
1,962 6,88
2,23 6,9
2,23 1000
6,7 6,61
2,27 2,22
14,674 779,16
5,310 6,6
2,2 6,53
2,19 1100
6,3 6,426
2,15 2,15
13,816 1005,6
7,279 6,45
2,15 6,53
2,15
F 900
7,1 7,035
1,986 1,986
13,9715 371,46
2,659 6,97
1,986 6,97
1,986 1000
6,02 5,99
2,19 2,18
13,058 543,6
6,244 5,99
2,17 5,98
2,19 1100
6,06 6,03
1,96 2,04
12,301 1032,84
8,396 6,03
2,13 6,01
2,03
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
77
Gambar 4.10 Pengaruh Penambahan Zeolit – Serbuk Kayu dan Kenaikan Suhu Sintering terhadap Kuat Tekan Keramik Berpori
Dari gambar 4.10 semakin tinggi suhu sinteringnya maka kekuatan tekan juga semakin besar. Hal ini disebabkan terjadinya pemadatan diantara partikel-partikal
sehingga ikatan tersebut semakin kuat.Dan semakin banyak komposisi serbuk kayu maka kekuatan tekan juga semakin besar diikuti dengan semakin banyak fasa mulite yang
terbentuk. Pada komposisi serbuk kayu 50 : zeolit alam 50 pada suhu 900 °C memiliki nilai kuat tekan sebesar 0,573 MPa, pada suhu yang sama komposisi serbuk
kayu 0 : zeolit alam 100 memiliki nilai kuat tekan sebesar 2,659 MPa. Pada suhu sintering yang sama pada komposisi 40 : 60 , 30 : 70 , 20: 80 , 10 : 90 memiliki
kuat tekan sebesar 0,807, 1,306, 1,518, 1,962 MPa. Seperti halnya kuat patah, kuat tekan kepadatan sangat menentukan nilai kuat tekan. Komposisi penambahan serbuk kayu
mengakibatkan pemadatan pada sampel berkurang, karena fungsi serbuk kayu pada percobaan ini yakni sebagai pencipta pori. Keberadaan ruang kosong pori pada suatu
bahan material mengakibatkan ikatan yang terjadi pada bahan kecil, sehingga kuat tekan bahan akan semakin kecil. Selain bentuk powder, kehomogenan juga sangat berpengaruh
pada hasil bahan akhir. Terciptanya suatu bahan dengan homogenitas dan ukuran serbuk yang kecil, akan menciptakan suatu bahan yang memiliki ikatan kuat.
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Click here to buy A
w w
w .A B B Y Y.
c o m
Universitas Sumatera Utara
78
4.3 Analisa Mikro struktur