69
BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengujian
Dari hasil pengujian tarik benda uji komposit berpenguat serat tandan kosong kelapa sawit TKKS, dilakukan pengolahan data serta perhitungan. Dari
data-data yang telah didapatkan selanjutnya dapat diolah dan dibuat grafik tegangan, regangan dan modulus elastisitas.
4.1.1 Hasil Pengujian Tarik Serat TKKS
Serat tandan kosong kelapa sawit yang digunakan telah diketahui nilai kekuatan tariknya setelah serat di uji tarik, dengan menggunakan metode timbangan
digital dengan kapasitas 1gram. Hasil pengujian tarik serat dapat dilihat pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Tarik Serat TKKS
Kekuatan Tarik Serat TKKS Spesimen
D mm
A mm
2
Beban kg
Kekuatan Tarik Mpa
Serat 0,32
0,08 0,61
74,8 Serat
0,36 0,10
0,57 55,9
Serat 0,30
0,07 0,85
119,1 Serat
0,30 0,07
0,55 77,1
Serat 0,28
0,06 0,68
111,2 Serat
0,36 0,10
0,46 45,1
Rata-Rata 0,08
0,62 80,5
4.1.2 Hasil Pengujian Benda Uji Tarik
Pengujian tarik yang dilakukan pada benda uji resin polyester, komposit dengan varisasi fraksi volume 3, 5, dan 7. Dari hasil pengujian didapatkan
print out grafik hubungan beban dengan pertambahan panjang. Dari data tersebut dapat dihitung nilai tegangan dan regangan dari benda uji komposit dari setiap
variasi fraksi volume. Berikut adalah langkah-langkah dalam pengujian tarik komposit:
1. Benda uji komposit dibentuk sesuai dengan standar ASTM D638-14.
2. Mencari luas penampang benda uji sebelum melakukan pengujian tarik
dengan menggunakan rumus sebagai berikut: Luas penampang = lebar
× Tebal Luas Penampang = 13,1 mm
× 4,8 mm = 62,88 mm
2
3. Setelah mendapatkan nilai beban dan pertambahan panjang, maka kekuatan
tarik dari setiap spesimen dapat dihitung dengan menggunakan rumus: � =
�
����
�
=
, ,
= 4,369 = 42,86 MPa
4. Nilai dari regangan juga dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
� =
��−�� ��
=
Δ l ��
× 100 � =
,
× 100 � =
5. Nilai dari modulus elastisitas juga dapat dihitung dengan menggunakan
rumus: E =
σ �
E =
,
E = , MPa
Data hasil pengujian benda uji resin polyester dan benda uji komposit berpenguat serat tandan kosong kelapa sawit untuk tiap variasi fraksi volume
disajikan dalam Tabel 4.2 – 4.13.
Tabel 4.2 Dimensi Resin Polyester Tanpa Bahan Penguat
R esin
Dimensi Resin Polyester No
Spesimen Lebar
mm Tebal
mm A
mm 1
RC-1 13,1
4,8 62,9
2 RC-2
12,9 4,8
61,9 3
RC-3 13,0
5 65,0
4 RC-4
13 4,8
62,4 5
RC-5 13
5 65,0
6 RC-6
13 4,8
62,4 Rata-rata
13,0 4,9
63,3
Tabel 4.3 Kekuatan Tarik Resin Polyester Tanpa Bahan Penguat
R esin
Spesimen Beban
kg Kekuatan Tarik
MPa RC-1
274,7 42,9
RC-2 315,0
49,9 RC-3
363,2 54,8
RC-4 361,2
56,8 RC-5
369,3 55,7
RC-6 332,9
52,3 Rata-rata
336,1 52,1
Tabel 4.4 Regangan dan Modulus Elastisitas Resin Polyester Tanpa Bahan Penguat
Komposi t R
esin Spesimen
Lo mm
L mm
Δ L mm
Regangan Modulus Elastisitas
MPa RC-1
50 51,0
1,0 2,0
21,4 RC-2
50 52,2
2,2 4,4
11,3 RC-3
50 52,8
2,8 5,6
9,8 RC-4
50 53,2
3,2 6,4
8,9 RC-5
50 51,2
1,2 2,4
23,2 RC-6
50 51,9
1,9 3,8
13,8 Rata-rata
50 52,1
2,1 4,1
12,7
Tabel 4.5 Dimensi Komposit Berpenguat Serat TKKS 3
Komposi t S
era t TKK
S 3
Dimensi Komposit No
Spesimen Lebar
mm Tebal
mm A
mm 1
FC-3-1 13
5 65,0
2 FC-3-2
13 5,1
66,3 3
FC-3-3 13
5 65,0
4 FC-3-4
13 5,1
66,3 5
FC-3-5 13
5,1 66,3
6 FC-3-6
13 5,1
66,3 Rata-rata
13 5,1
65,9
Tabel 4.6 Kekuatan Tarik Komposit Berpenguat Serat TKKS 3
Komposi t S
era t TKK
S 3
Spesimen Beban
kg Kekuatan Tarik
MPa FC-3-1
200,3 30,2
FC-3-2 141,9
21,0 FC-3-3
177,2 26,7
FC-3-4 187,7
27,8 FC-3-5
202,5 30,0
FC-3-6 185,3
27,4 Rata-rata
182,5 27,2
Tabel 4.7 Regangan dan Modulus Elastisitas Komposit Serat TKKS 3
Komposi t S
era t TKK
S 3
Spesimen Lo
mm L
mm Δ L
mm Regangan
Modulus Elastisitas MPa
FC-3-1 50
50,80 0,80 1,6
18,9 FC-3-2
50 50,70 0,70
1,4 15,0
FC-3-3 50
50,80 0,80 1,6
16,7 FC-3-4
50 50,75 0,75
1,5 18,5
FC-3-5 50
50,80 0,80 1,6
18,7 FC-3-6
50 50,75 0,75
1,5 18,3
Rata-rata 50
50,77 0,77 1,5
17,7
Tabel 4.8 Dimensi Komposit Berpenguat Serat TKKS 5
Komposi t S
era t P
inang 5 Dimensi Komposit
No Spesimen
Lebar mm
Tebal mm
A mm
1 FC-5-1
13 5,1
66,3 2
FC-5-2 13
5,1 66,3
3 FC-5-3
13,1 5,0
65,5 4
FC-5-4 13
5,1 66,3
5 FC-5-5
13,1 5,1
66,8 6
FC-5-6 13
5,1 66,3
Rata-rata 13,0
5,1 66,3
Tabel 4.9 Kekuatan Tarik Komposit Berpenguat Serat TKKS 5
Komposi t S
era t TKK
S 5
Spesimen Beban
kg Kekuatan Tarik
MPa FC-5-1
185,4 27,4
FC-5-2 172,8
25,6 FC-5-3
172,0 25,8
FC-5-4 151,7
22,4 FC-5-5
129,9 19,1
FC-5-6 154,6
22,9 Rata-rata
161,1 23,9
Tabel 4.10 Regangan dan Modulus Elastisitas Komposit Serat TKKS 5
Komposi t S
era t TKK
S 5
Spesimen Lo
mm L
mm Δ L
mm Regangan
Modulus Elastisitas MPa
FC-5-1 50
50,65 0,65
1,3 21,1
FC-5-2 50
50,65 0,65
1,3 19,7
FC-5-3 50
50,60 0,60
1,2 21,5
FC-5-4 50
50,45 0,45
0,9 24,9
FC-5-5 50
50,50 0,50
1,0 19,1
FC-5-6 50
50,60 0,60
1,2 19,1
Rata-rata 50
50,58 0,58
1,2 20,9
Tabel 4.11 Dimensi Komposit Berpenguat Serat TKKS 7
Komposi t S
era t TKK
S 7
Dimensi Komposit No
Spesimen Lebar
mm Tebal
mm A
mm 1
FC-7-1 13,1
5,3 69,4
2 FC-7-2
13 5,3
68,9 3
FC-7-3 13
5,3 68,9
4 FC-7-4
13 5,3
68,9 5
FC-7-5 13
5,3 68,9
6 FC-7-6
13 5,3
68,9 Rata-rata
13,0 5,3
69,0
Tabel 4.12 Kekuatan Tarik Komposit Berpenguat Serat TKKS 7
Komposi t
S era
t TKK S
7 Spesimen
Beban kg Kekuatan Tarik
MPa FC-7-1
146,2 20,7
FC-7-2 166,3
23,7 FC-7-3
174,5 24,8
FC-7-4 139,2
19,8 FC-7-5
183,3 26,1
FC-7-6 116,1
16,5 Rata-rata
154,27 21,9
Tabel 4.13 Regangan dan Modulus Elastisitas Komposit Serat TKKS 7
Komposi t S
era t TKK
S 7
Spesimen Lo
mm L
mm Δ L
mm Regangan
Modulus Elastisitas MPa
FC-7-1 50
50,50 0,50
1,0 20,7
FC-7-2 50
50,70 0,70
1,4 16,9
FC-7-3 50
50,70 0,70
1,4 17,7
FC-7-4 50
50,60 0,60
1,2 16,5
FC-7-5 50
50,65 0,65
1,3 20,1
FC-7-6 50
50,50 0,50
1,0 16,5
Rata-rata 50
50,61 0,61
1,2 18,1
Dikarenakan terdapat range data yang cukup lebar, maka dilakukan penyeleksian data. Maka untuk menyeleksi data perlu menggunakan standar deviasi
agar data layak digunakan. Perhitungan standar deviasi:
1
2 2
n n
x s
x
i i
Dengan: s
= Standar deviasi �
�
= data dari sampel n
= banyaknya sampel PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Contoh perhitungan manual: Tabel 4.14 Standar Deviasi Data Kekuatan Tarik dengan Bahan Resin Polyester
Spesimen Resin
x
i
2
x
i
RC-1 42,9
1837,0 RC-2
49,9 2491,0
RC-3 54,8
3005,2 RC-4
56,8 3224,0
RC-5 55,7
3106,9 RC-6
52,3 2739,5
Rata-rata 52,1
2733,9 Ʃ
312,5 16403,6
1 6
6 45
, 312
61 ,
16403
2
s
2 ,
5
s
Data Valid = rata-rata
± standar deviasi = 52,1
± 5,2 Data Terbesar = 52,1 + 5,2
= 57,2 Data Terkecil = 52,1
– 5,2 = 46,9
Setelah dilakukan seleksi data dengan Standar Deviasi, data pada bahan resin polyester menjadi sebagai berikut:
5 6
00 ,
97625 61
, 16403
s
Tabel 4.15 Hasil Standar Deviasi Data Kekuatan Tarik Bahan Resin Polyester Spesimen Kekuatan Tarik MPa
RC-2 49,9
RC-3 54,8
RC-5 55,7
RC-6 52,3
Untuk memudahkan dan mempercepat pengolahan data yang range nya cukup lebar dengan standar deviasi, selanjutnya digunakan aplikasi Microsoft Excel. Berikut ini
akan ditampilkan kembali data yang sudah dihitung menggunakan rumus standar deviasi. Data akan disajikan dalam Tabel 4.16
– 4.19. Tabel 4.16 Standar Deviasi Bahan Resin Polyester Tanpa Bahan Penguat
No Spesimen Resin
UTS MPa
UTS
2
MPa 1
RC-1 42,9
1837,0 2
RC-2 49,9
2491,0 3
RC-3 54,8
3005,2 4
RC-4 56,8
3224,0 5
RC-5 55,7
3106,9 6
RC-6 52,3
2739,5 Rata-rata
52,1 2733,9
Ʃ 312.5
16403,6 Standar Deviasi
5,2 Data Nilai Terbesar
57,2 Data Nilai Terkecil
46,9 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 4.17 Standar Deviasi Komposit Berpenguat Serat TKKS 3
No Spesimen 3
UTS Mpa
UTS
2
MPa 1
FC-3-1 30,2
913,9 2
FC-3-2 21,0
440,8 3
FC-3-3 26,7
715,2 4
FC-3-4 27,8
771,3 5
FC-3-5 30,0
897,8 6
FC-3-6 27,4
751,7 Rata-rata
27,2 748,5
Ʃ 163,1
4490,8 Standar Deviasi
3,3 Data Nilai Terbesar
30,5 Data Nilai Terkecil
23,8
Tabel 4.18 Standar Deviasi Komposit Berpenguat Serat TKKS 5
No Spesimen 5
UTS Mpa
UTS
2
MPa 1
FC-5-1 27,4
752,5 2
FC-5-2 25,6
653,7 3
FC-5-3 25,8
663,6 4
FC-5-4 22,4
503,8 5
FC-5-5 19,1
363,8 6
FC-5-6 22,9
523,2 Rata-rata
23,9 576,8
Ʃ 143,2
3460,8 Standar Deviasi
2,7 Data Nilai Terbesar
26,6 Data Nilai Terkecil
21,1 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 4.19 Standar Deviasi Komposit Berpenguat Serat TKKS 7
No Spesimen 7
UTS Mpa
UTS
2
MPa 1
FC-7-1 20,7
426,7 2
FC-7-2 23,7
560,6 3
FC-7-3 24,8
617,3 4
FC-7-4 19,8
392,8 5
FC-7-5 26,1
681,1 6
FC-7-6 16,5
273,2 Rata-rata
21,9 492,0
Ʃ 131,6
2951,8 Standar Deviasi
3,3 Data Nilai Terbesar
25,2 Data Nilai Terkecil
18,7
Setelah dilakukan seleksi data menggunakan standar deviasi, maka akan didapatkan data setelah standar deviasi seperti pada Tabel 4.20
– 4.27 Tabel 4.20 Kekuatan Tarik Resin Polyester Tanpa Bahan Penguat Setelah Standar
Deviasi
R esin
Spesimen Beban
kg Kekuatan Tarik
MPa RC-2
315,0 49,9
RC-3 363,2
54,8 RC-5
369,3 55,7
RC-6 332,9
52,3 Rata-rata
345,1 53,2
Tabel 4.21 Regangan dan Modulus Elastisitas Resin Polyester Tanpa Bahan Penguat Setelah Standar Deviasi
R esin
Lo mm
L mm
Δ L mm
Regangan Modulus Elastisitas
MPa 50
52,20 2,2
4,4 11,3
50 52,80
2,8 5,6
9,8 50
51,20 1,2
2,4 23,2
50 51,90
1,9 3,8
13,8 50
52,03 2,03
4,1 14,5
Tabel 4.22 Kekuatan Tarik Komposit Berpenguat Serat TKKS 3 Setelah Standar Deviasi
Komposi t S
era t TKK
S
3 Spesimen
Beban kg
Kekuatan Tarik MPa
FC-3-3 177,2
26,7 FC-3-4
187,7 27,8
FC-3-5 202,5
30,0 FC-3-6
185,3 27,4
Rata-rata 188,2
28,0
Tabel 4.23 Regangan dan Modulus Elastisitas Komposit Serat TKKS 3 Setelah Standar Deviasi
Komposi t S
era t TKK
S
3 Lo
mm L
mm Δ L
mm Regangan
Modulus Elastisitas MPa
50 50,80
0,80 1,6
16,7 50
50,75 0,75
1,5 18,5
50 50,80
0,80 1,6
18,7 50
50,75 0,75
1,5 18,3
50 50,78
0,78 1,6
18,1 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 4.24 Kekuatan Tarik Komposit Berpenguat Serat TKKS 5 Setelah Standar Deviasi
Komposi t S
era t TKK
S
5 Spesimen
Beban kg
Kekuatan Tarik MPa
FC-5-2 172,8
25,6 FC-5-3
172,0 25,8
FC-5-4 151,7
22,4 FC-5-6
154,6 22,9
Rata-rata 162,8
24,2
Tabel 4.25 Regangan dan Modulus Elastisitas Komposit Serat TKKS 5 Setelah Standar Deviasi
Komposi t S
era t TKK
S 5
Lo mm
L mm
ΔL mm
Regangan Modulus Elastisitas
MPa 50
50,65 0,65
1,3 19,7
50 50,60
0,60 1,2
21,5 50
50,45 0,45
0,9 24,9
50 50,60
0,60 1,2
19,1 50
50,58 0,58
1,1 21,3
Tabel 4.26 Kekuatan Tarik Komposit Berpenguat Serat TKKS 7 Setelah Standar Deviasi
Komposi t S
era t TKK
S
7 Spesimen
Beban kg
Kekuatan Tarik MPa
FC-7-1 146,2
20,7 FC-7-2
166,3 23,7
FC-7-3 174,5
24,8 FC-7-4
139,2 19,8
Rata-rata 156,6
22,2 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 4.27 Regangan dan Modulus Elastisitas Komposit Serat TKKS 7 Setelah Standar Deviasi
Komposi t S
era t TKK
S
7 Lo
mm L
mm ΔL
mm Regangan
Modulus Elastisitas MPa
50 50,50
0,50 1,0
20,7 50
50,70 0,70
1,4 16,9
50 50,70
0,70 1,4
17,7 50
50,60 0,60
1,2 16,5
50 50,63
0,63 1,3
18,0
Grafik nilai kekuatan tarik, regangan dan modulus elastisitas dari setiap spesimen bahan resin polyester diperlihatkan pada Gambar 4.1
– 4.3.
Gambar 4.1 Grafik Nilai Kekuatan Tarik Bahan Resin Polyester
49,9 54,8
55,7 52,3
53,2
10 20
30 40
50 60
RC-2 RC-3
RC-5 RC-6
Rata-rata
Kek ua
ta n
T a
ri k
M P
a
Gambar 4.2 Grafik Nilai Regangan Bahan Resin Polyester
Gambar 4.3 Grafik Nilai Modulus Elastisitas Bahan Resin Polyester
Grafik nilai kekuatan tarik, regangan dan modulus elastisitas dari setiap spesimen komposit berpenguat serat tandan kosong kelapa sawit TKKS fraksi
volume 3 diperlihatkan pada Gambar 4.4 – 4.6.
4,4 5,6
2,4 3,8
4,1
1 2
3 4
5 6
RC-2 RC-3
RC-5 RC-6
Rata-rata
R eg
a ng
a n
11,3 9,8
23,2
13,8 14,5
5 10
15 20
25
RC-2 RC-3
RC-5 RC-6
Rata-rata
M o
dul us
El a
sti si
ta s
M P
a
Gambar 4.4 Grafik Nilai Kekuatan Tarik Komposit berpenguat Serat TKKS 3
Gambar 4.5 Grafik Nilai Regangan Komposit berpenguat Serat TKKS 3
26,7 27,8
30,0 27,4
28,0
5 10
15 20
25 30
35
FC-3-3 FC-3-4
FC-3-5 FC-3-6
Rata-rata
Kek ua
ta n
T a
ri k
M P
a
1,6 1,5
1,6 1,5
1,6
1 1
1 1
1 2
2
FC-3-3 FC-3-4
FC-3-5 FC-3-6
Rata-rata
R eg
a ng
a n
Gambar 4.6 Grafik Nilai Modulus Elastisitas Komposit berpenguat Serat TKKS 3
Grafik nilai kekuatan tarik, regangan dan modulus elastisitas dari setiap spesimen komposit berpenguat serat tandan kosong kelapa sawit TKKS fraksi
volume 5 diperlihatkan pada Gambar 4.7 – 4.9.
Gambar 4.7 Grafik Nilai Kekuatan Tarik Komposit berpenguat Serat TKKS 5
16,7 18,5
18,7 18,3
18,1
2 4
6 8
10 12
14 16
18 20
FC-3-3 FC-3-4
FC-3-5 FC-3-6
Rata-rata
M o
dul us
El a
sti si
ta s
M P
a
25,6 25,8
22,4 22,9
24,2
5 10
15 20
25 30
FC-5-2 FC-5-3
FC-5-4 FC-5-6
Rata-rata
Kek ua
ta n
T a
ri k
M P
a
Gambar 4.8 Grafik Nilai Regangan Komposit berpenguat Serat TKKS 5
Gambar 4.9 Grafik Nilai Modulus Elastisitas Komposit berpenguat Serat TKKS 5
Grafik nilai kekuatan tarik, regangan dan modulus elastisitas dari setiap spesimen komposit berpenguat serat tandan kosong kelapa sawit TKKS fraksi
volume 7 diperlihatkan pada Gambar 4.10 – 4.12.
1,3 1,2
0,9 1,2
1,2
1 1
1 1
1
FC-5-2 FC-5-3
FC-5-4 FC-5-6
Rata-rata
R eg
a ng
a n
19,7 21,5
24,9 19,1
21,3
5 10
15 20
25 30
FC-5-2 FC-5-3
FC-5-4 FC-5-6
Rata-rata
M o
dul us
El a
sti si
ta s
M P
a
Gambar 4.10 Grafik Nilai Kekuatan Tarik Komposit berpenguat Serat TKKS 7
Gambar 4.11 Grafik Nilai Regangan Komposit berpenguat Serat TKKS 7
20,7 23,7
24,8 19,8
22,2
5 10
15 20
25 30
FC-7-1 FC-7-2
FC-7-3 FC-7-4
Rata-rata
Kek ua
ta n
T a
ri k
M P
a
1,0 1,4
1,4 1,2
1,3
1 1
1 1
1 2
FC-7-1 FC-7-2
FC-7-3 FC-7-4
Rata-rata
R eg
a ng
a n
Gambar 4.12 Grafik Nilai Modulus Elastisitas Komposit berpenguat Serat TKKS 7
Data hasil rata-rata pengujian tarik serta hasil perhitungan data matrik dan komposit, dapat dilihat pada Tabel 4.28.
Tabel 4.28 Hasil Nilai Rata-Rata Perhitungan Benda Uji Tarik Matrik dan Komposit
Hasil Nilai Rerata Fraksi
Komposit Beban
kg Kekuatan Tarik
MPa Regangan
Modulus Elastisitas
MPa Resin
345,1 53,2
4,1 14,5
3 188,2
28,0 1,6
18,1 5
162,8 24,2
1,2 21,3
7 156,6
22,3 1,3
18,0
20,7 16,9
17,7 16,5
18,0
5 10
15 20
25
FC-7-1 FC-7-2
FC-7-3 FC-7-4
Rata-rata
M o
dul us
El a
sti si
ta s
M P
a
Grafik Kekuatan tarik rata-rata, regangan rata-rata dan modulus elastisitas rata-rata dari bahan resin polyester dan variasi fraksi volume komposit berpenguat
serat tandan kosong kelapa sawit diperlihatkan pada Gambar 4.13 – 4.15
Gambar 4.13 Grafik Kekuatan Tarik Rata-Rata Bahan Resin dan Variasi Komposit Berpenguat Serat TKKS
Gambar 4.14 Grafik Regangan Rata-Rata Bahan Resin dan Variasi Komposit Berpenguat Serat TKKS
53,2 28,0
24,2 22,3
80,5
10 20
30 40
50 60
70 80
90
Resin 3
5 7
Serat
K ek
u atan
T ar
ik M
P a
4,1
1,6 1,2
1,3 1
1 2
2 3
3 4
4 5
Resin 3
5 7
R eg
a ng
a n
Gambar 4.15 Grafik Modulus Elastisitas Rata-Rata Bahan Resin dan Variasi Komposit Berpenguat Serat TKKS
4.2 Pembahasan
Kategori