PENGARUH FRAKSI VOLUME PARTIKEL TERHADAP KETAHANAN BAKAR KOMPOSIT FLY ASH-RIPOXY R-802.

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PENGARUH FRAKSI VOLUME PARTIKEL TERHADAP
KETAHANAN BAKAR KOMPOSIT
FLY ASH-RIPOXY R-802

SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik

Oleh:
YOGA PRASETYA
NIM I0407064

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015


commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

commit to user

iii
digilib.uns.ac.id

perpustakaan.uns.ac.id

commit to user
iii

iv
digilib.uns.ac.id


perpustakaan.uns.ac.id

PENGARUH FRAKSI VOLUME PARTIKEL TERHADAP KETAHANAN
BAKAR KOMPOSIT FLY ASH-RIPOXY R-802
Yoga Prasetya
Jurusan Teknik Mesin
Universitas Sebelas Maret
Email: ablaze666@gmail.com
Abstrak
Tujuan penelitian ini adalah untuk menyelidiki pengaruh fraksi volume
serbuk/partikel fly ash (FA) terhadap ketahanan bakar (burning rate dan surface
burning) komposit partikel FA-ripoxy R-802.
Resin ripoxy R-802 yang mempunyai sifat flame resistance digunakan
sebagai matrik. Serbuk FA (limbah sisa pembakaran batubara) diayak untuk
menghasilkan serbuk dengan ukuran ≤ 75 µm (lolos mesh 200). Serbuk FA
dipanaskan di dalam oven pada suhu 105 oC selama 45 menit. Kemudian serbuk
FA dicampurkan dengan resin ripoxy R-802 pada variasi fraksi volume FA
terhadap resin 0-50%. Pembuatan komposit dilakukan dengan metode hand lay-up
dengan press mould. Komposit dikenakan perlakukan finishing dan post curing di
dalam oven pada suhu 80 oC selama 120 menit. Pengujian ketahanan bakar

komposit ini dilakukan sesuai standar ASTM D-635 untuk burning rate dan
ASTM D-5048 untuk surface burning. Indikator dari burning rate ditentukan dari
data time to ingnition (TTI) dan rate of burning (ROB). Indikator dari surface
burning ditentukan dari ada atau tidak adanya lubang pada spesimen.
Hasil penelitian menunjukan bahwa penambahan fraksi volume serbuk FA
meningkatkan ketahanan bakar komposit FA-ripoxy R-802. Hal ini ditunjukan
pada pengujian burning rate penambahan fraksi volume serbuk FA meningkatkan
TTI dan menurunkan ROB. Pada pengujian surface burning, penambahan fraksi
volume serbuk FA dapat mengurangi dekomposisi komposit yang ditunjukan oleh
semakin rendahnya tinggi cembungan dan mengecilnya diameter cembungan.
Kata kunci: fly ash, ripoxy R-802, burning rate, time to ignition, rate of burning,
surface burning.

commit to user
iv

v
digilib.uns.ac.id

perpustakaan.uns.ac.id


THE EFFECT OF VOLUME FRACTION FOR BURNING ENDURANCE OF
PARTICULATE COMPOSITE FLY ASH-RIPOXY R-802
Yoga Prasetya
Mechanical Engineering Department
Sebelas Maret University
Email: ablaze666@gmail.com
Abstract
The objective of this research is to investigate the effect of the volume
fraction of fly ash (FA) particle on the burning endurance (burning rate and
surface burning) of the particulate composite FA-ripoxy R-802.
Flame resistance resin ripoxy R-802 was used as matrix for this
composite. FA particle/tile powder (waste of coal combustion) was sieved for
particle size ≤ 75 µm (passing trough from mesh 200). The FA powder was heated
in an oven at 105 oC for 45 minutes. Then FA powder was mixed with resin ripoxy
R-802, the content of FA powder was varied into resin for 0-50% composition.
The composite was made by hand lay-up method with press mould. Composite
was given finishing treatment and post curing treatment in oven with 80 oC
temperature for 120 minute. The burning endurance on the composite was
conducted based on the standard of ASTM D-635 for burning rate and ASTM D5048 for surface burning. The indicator of burning rate was determined by the

data of time to ignition (TTI) and rate of burning (ROB). The indicator of surface
burning was determined by the test bar may have or may not have burn trough.
The results of this research shows the addition volume fraction of FA
improves the burning endurance of the composite of FA-ripoxy R-802 as indicated
in burning rate by the increase in TTI and the decrease of ROB. In the surface
burning, the addition volume fraction of FA decreases the decomposition of the
composite of FA-ripoxy R-802 as indicated by the decrease in the height of corvex
and the decrease in the diameter of corvex.
Keyword: fly ash, ripoxy R-802, burning rate, time to ignition, rate of burning,
surface burning.

commit to user
v

vi
digilib.uns.ac.id

perpustakaan.uns.ac.id

KATA PENGANTAR


Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat-Nya penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini. Tujuan penulisan skripsi ini adalah untuk memenuhi
sebagian persyaratan guna mencapai gelar sarjana teknik di Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis mengucapkan terima kasih yang sangat mendalam kepada semua
pihak yang telah berpartisipasi dalam penelitian dan penulisan skripsi ini,
khususnya kepada:
1. Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, ST., MT. selaku pembimbing I yang dengan
sabar dan pengertian telah memberikan banyak bantuan dalam penelitian
dan penulisan skripsi ini.
2. Bapak Didik Djoko Susilo, ST., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNS.
3. Dosen-dosen Teknik Mesin FT UNS yang telah membuka wacana keilmuan
penulis.
4. Maruto Adi P, ST. di Lab. Material Teknik Mesin UNS yang telah
membantu penulis dalam pengujian spesimen.
5. Teman-teman dari TMNT dan KMTM yang telah memberikan motivasi dan
dorongan moril serta spiritual baik secara langsung maupun tidak langsung.
6. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan dan

dorongan semangat serta doanya, terima kasih.
Penulis menyadari, bahwa dalam skripsi ini masih terdapat banyak
kekurangan. Oleh karena itu bila ada saran, koreksi, dan kritik demi
kesempurnaan skripsi ini, akan penulis terima dengan ikhlas dan dengan ucapan
terima kasih.
Surakarta, 25 Mei 2015

Penulis

commit to user
vi

vii
digilib.uns.ac.id

perpustakaan.uns.ac.id

DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL .....................................................................................

i
SURAT TUGAS ……………………………………………………………
ii
HALAMAN PENGESAHAN ……………….....................………………..
iii
ABSTRAK…………………………………………………………………..
iv
ABSTRACT…………………………………………………………………
v
KATA PENGANTAR ...................................................................................
vi
DAFTAR ISI .................................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................
viii
DAFTAR TABEL ………………………………………………………….
ix
DAFTAR LAMPIRAN ……………………….……………………………
x
BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................

1
1.1. Latar Belakang ............................................................................
1
1.2. Rumusan Masalah .......................................................................
2
1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian....................................................
3
1.4. Sistematika Penulisan…………………………………………..
3
BAB II. LANDASAN TEORI .......................................................................
4
2.1. Tinjauan Pustaka .........................................................................
4
2.2. Kajian Teori …………................................................................
6
2.2.1. Pengertian Komposit.....................………………………......
6
2.2.2. Matriks………......……………………………………..........
7
2.2.3. Polimer………......……………………………………..........

7
2.2.4. Serbuk Fly Ash.......………………………………………….
8
2.2.5. Ripoxy R-802…...……...……………………………………
8
2.2.6. Fraksi Volume Komposit........................................................
9
2.2.7. Proses Pembuatan Komposit...................................................
10
2.2.8. Kajian Teori Pengujian Burning Rate…….…………………
11
2.2.9. Kajian Teori Pengujian Surface Burning................................
13
2.2.10. Kajian Teori Pembakaran…....................................................
15
2.2.11. Karakterisasi Material Serbuk Fly Ash…………………...…
17
BAB III. METODE PENELITIAN ...............................................................
19
3.1. Tempat Penelitian ........................................................................

19
3.2. Bahan Penelitian ..........................................................................
19
3.3. Alat Penelitian .............................................................................
19
3.4. Pembuatan Spesimen Uji…………………………………….....
21
3.5. Tahap Pengujian………...............................................................
23
3.6. Pengolahan Data…………….......................................................
24
3.7. Diagram Alir ...............................................................................
25
BAB IV. HASIL DAN ANALISA………………………………………….
26
4.1. Uji Densitas......................................................…………………
26
4.2. Burning Rate…………………………………............................
27
4.3. Surface Burning...........................................................................
31
BAB V. PENUTUP .......................................................................................
36
5.1. Kesimpulan .................................................................................
36
5.2. Saran ............................................................................................
36
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................
37
commit to user
LAMPIRAN…………………………………………………………………
40
vii

viii
digilib.uns.ac.id

perpustakaan.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Gambar 2.2.
Gambar 2.3.
Gambar 2.4.
Gambar 2.5.
Gambar 2.6.
Gambar 2.7.
Gambar 2.8.
Gambar 3.1.
Gambar 3.2.
Gambar 3.3.
Gambar 3.4.
Gambar 3.5.
Gambar 3.6.
Gambar 3.7.
Gambar 4.1.

Gambar 4.2.
Gambar 4.3.
Gambar 4.4.
Gambar 4.5.
Gambar 4.6.

Gambar 4.7.

Halaman
Proses hand lay up………………………………..………. 10
Skema pengujian burning rate.………………………………. 11
Tipe spesimen uji burning rate sesuai ASTM D 635…….. 11
Ketahanan bakar UL 94....................................................... 12
Skema pengujian surface burning....................................... 14
Tipe specimen uji surface burning sesuai ASTM D 5048... 14
Beberapa cara volatile dihasilkan dari padatan.................... 15
Hasil SEM serbuk fly ash dengan pembesaran 10000X...... 17
Bahan penelitian.................................................................. 19
Alat penelitian……….......................................................... 20
Spesimen uji burning rate dengan fraksi volume fly ash
0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50%………………............ 22
Spesimen uji surface burning dengan fraksi volume fly
ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50%………………..... 22
Pengujian burning rate…………………………………… 23
Pengujian surface burning….…………………………….. 23
Diagram alir penelitian…………………………………… 25
Kurva hubungan antara penambahan kandungan fly ash
dengan densitas teoritis dan aktual pada komposit fly ashripoxy R-802…………………………….………………... 26
Foto makro patahan komposit dengan penambahan fraksi
volume serbuk fly ash 20%, 30%,40% dan 50%................. 27
Kurva pengaruh fraksi volume serbuk fly ash terhadap
time to ignition dan rate of burning..................................... 27
Spesimen uji setelah pengujian burning rate dengan
kandungan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50%...... 29
Spesimen uji setelah pengujian surface burning dengan
kandungan fly ash 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50%...... 31
Hasil pengujian surface burning spesimen uji 20%,
dekomposisi pada spesimen uji 20% dan skema
dekomposisi pada spesimen................................................. 33
Kurva pengaruh fraksi volume serbuk fly ash terhadap
tinggi cembungan dan diameter cembungan....................... 34

commit to user
viii

ix
digilib.uns.ac.id

perpustakaan.uns.ac.id

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1.
Tabel 2.2.
Tabel 2.3.
Tabel 2.4.
Tabel 3.1.

Halaman
9
Sifat resin ripoxy R-802…………………………………...
Tabel ketahanan bakar UL 94…………………………….. 13
Formasi volatile dari padatan yang dapat terbakar……….. 16
Kandungan unsur utama serbuk fly ash berdasarkan hasil
uji XRF…………………………………………………… 17
Variabel penelitian variasi kandungan serbuk fly ash……. 21

commit to user
ix

x
digilib.uns.ac.id

perpustakaan.uns.ac.id

DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1.
LAMPIRAN 2.
LAMPIRAN 3.
LAMPIRAN 4.
LAMPIRAN 5.
LAMPIRAN 6.
LAMPIRAN 7.
LAMPIRAN 8.
LAMPIRAN 9.
LAMPIRAN 10.

Halaman
Data hasil pengujian densitas actual………………….. 41
Data batas atas dan batas bawah densitas actual……… 42
Data hasil perhitungan densitas teoritis………………. 42
Data perhitungan porositas…………………………… 42
Data hasil pengujian burning rate...………………….. 43
Data batas atas dan batas bawah rate of burning……... 44
Data batas atas dan batas bawah time to ignition……... 44
Data hasil pengujian surface burning………………… 45
Data batas atas dan batas bawah tinggi cembungan….. 45
Data batas atas dan batas bawahdiameter cembungan... 45

commit to user
x