Pembuatan Dan Karakterisasi Keramik Berpori Berbasis Tanah Lempung Dan Serbuk Kulit Kakao

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KERAMIK BERPORI BERBASIS
TANAH LEMPUNG DAN SERBUK KULIT KAKAO

SKRIPSI

Diajukan Oleh :
JANTIBER SIBURIAN
100801066

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

Universitas Sumatera Utara

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KERAMIK BERPORI BERBASIS
TANAH LEMPUNG DAN SERBUK KULIT KAKAO

SKRIPSI


Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains
Diajukan Oleh :
JANTIBER SIBURIAN
100801066

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

Universitas Sumatera Utara

i

PERSETUJUAN

Judul


Kategori
Nama

: Pembuatan Dan Karakterisasi Keramik Berpori
Berbasis Tanah Lempung Dan Serbuk Kulit
Kakao
: Skripsi
: Jantiber Siburian

Nomor Induk Mahasiswa

: 100801066

Program Studi

: Sarjana (S1) Fisika

Departemen


: Fisika

Fakultas

: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara

Disetujui di
Medan, Januari 2017

Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2,

Pembimbing 1,

Dr. Anwar Dharma, MS
NIP: 195408171983031005

Dr. Susilawati, S.Si, M.Si
NIP:197412072000122001


Disetujui Oleh
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,

Prof. Dr. Marhaposan Situmorang
NIP. 195510301980031

Universitas Sumatera Utara

ii

PERNYATAAN

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KERAMIK BERPORI
BERBASIS TANAH LEMPUNG DAN SERBUK KULIT
KAKAO

SKRIPSI


Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing masing disebutkan sumbernya.

Medan,

Januari 2017

JANTIBER SIBURIAN
100801066

Universitas Sumatera Utara

iii

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala
anugrah dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang
berjudul “Pembuatan dan karakterisasi keramik berpori berbasis tanah lempung
dan serbuk kulit kakao”. Tugas akhir ini disusun sebagai syarat akademis dalam

menyelesaikan studi program sarjana (S1) Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Medan.
Rasa hormat dan terimakasih penulis ucapkan kepada kedua orang tua
tercinta penulis :Surung Siburian (Ayah) dan Domina Pardosi (Ibu) atas kasih
sayang dan doa serta dukungan baik moral dan materi yang diberikan kepada
penulis. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada saudara penulis :
Benhard (Abang), Zulfri (Abang), Desi (Adik), Ester (Adik) atas doa dan
dukungannya kepada penulis. Pada kesempatan ini penulis juga menyampaikan
rasa terimakasih dan perhargaan yang setinggi-tingginya kepada Ibu Dr.
Susilawati M.si dan Bapak Dr. Anwar Dharma , Ms selaku dosen pembimbing,
disela-sela rutinitasnya namun tetap meluangkan waktu untuk memberikan
petunjuk, dorongan, saran dan arahan selama penulis mengerjakan penelitian serta
dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan tugas akhir ini penulis banyak
mendapatkan bimbingan dan pengarahan, saran, bantuan dari berbagai pihak.
Pada kesempatan ini penulis dengan segala hormat dan kerendahan hati ingin
mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS selaku dekat Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.
2.


Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku ketua jurusan Fisika S1.

3. Seluruh pegawai dan staff yang mengajar di Fisika S1.
4. Sahabat-sahabat penulis physic inside : Eka, Faisal, Layla, Aini, Tulus,
Mentari, Antoni, Tere, Nasrul, Niar, Usi, Ikhwan, Citra, Frans, Riki,
Maizal, Esna, Amin, Jekson, Sri, Rahel, Roulina, Baik, Lia, Edi, Emi,
Ririn, Lamhot, Roni, Sarah, Desi, Juan, Baginda, Ronal, Rika, Mini, Jejen,
Samuel, Wiharja, Anto, Mini, Sarah, Taoko, Pet, Riadi, Ita, bewamati,
Ataran, Juli, Marisa,Gunawan, Desmar, Irman, dan Ricky D.

Universitas Sumatera Utara

iv

5.

Lasmini Sihombing yang selalu memberikan dukungan dan semangat
kepada penulis saat mengerjakan tugas akhir ini.

6. Alumni dan senior-senior Fisika USU serta adik-adik stambuk 2011, 2012,

2013, 2014 dan 2015.
.
Semoga segala kebaikan yang pernah mereka berikan kepada penulis, Tuhan
membalas dan memberikan rejeki kepada mereka. Penulis juga menyadari bahwa
dalam tugas akhir ini masih banyak kekurangan. Oleh sebab itu, penulis memohon
maaf apabila terdapat kesalahan baik sengaja maupun tidak sengaja. Penulis juga
memohon maaf atas kekurangan dalam penulisan tugas akhir ini. Penulis berharap
semoga skripsi ini dapat memberikan sumbangan pikiran kepada Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dan Universitas Sumatera Utara. Akhir
kata penulis mengucapkan banyak terimakasih dan semoga tugas akhir ini dapat
bermanfaat bagi kita semua.

Penulis

Jantiber Siburian

Universitas Sumatera Utara

v


DAFTAR ISI

Halaman
i
ii
iii
v
vi
vii
ix
x
xi

Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel

Daftar Gambar
Daftar Lampiran
BAB 1. Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumuan Masalah
1.3 Batasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Sistematika Penulisan

1
3
3
4
5
5

BAB 2. Tinjauan Pustaka
2.1 Keramik
2.2 Metode Pembuatan Keramik

2.2.1 Proses Pembentukan
2.2.2 Proses Pengeringan
2.2.3 Proses Sintering
2.3 Keramik Berpori
2.4 Aplikasi Keramik Berpori
2.5 Material Penyusun Keramik Berpori
2.5.1 Tanah Lempung (Clay)
2.5.2 Tanaman Kakao
2.5.2.1 Ketersediaan Buah Kakao di Sumatera Utara
2.5.2.2 Karakteristik Buah Kakao
2.6 Karakterisasi Keramik Berpori
2.6.1 Karakterisasi Sifat Fisis
2.6.2 Karakterisasi Sifat Mekanik
2.6.3 Karakterisasi Sifat Morfologi Permukaan

6
8
8
9
9
11
12
12
12
19
21
23
25
25
26
27

BAB 3. Metode Penelitian
3.1 Tempat Dan Waktu Penelitian
3.1.1 Tempat Penelitian
3.1.2 Waktu Penelitian
3.2 Peralatan dan Bahan
3.2.1 Peralatan
3.2.2 Bahan

29
29
29
29
29
30

Universitas Sumatera Utara

vi

3.3 Variabel Penelitian
3.4 Diagram Alir Penelitian
3.5 Prosedur Penelitian

30
31
32

BAB 4. Hasil dan Pembahasan
4.1 Material Keramik Berpori Berbasis Clay dan Kulit Kakao
4.2 Karakteristik Sifat Fisis Keramik Berpori
4.2.1 Densitas (Massa Jenis)
4.2.2 Porositas
4.2.3 Daya Serap Air
4.3 Karakteristik Sifat Mekanik
4.3.1 Kuat Tekan
4.3.2 Kekerasan
4.1.a Karakteristik Morfologi Permukaan
4.1.b SEM (Scanning Electrone Microscope)
4.3.2 Karakterisasi EDX

34
34
34
36
37
39
39
40
42
42
46

BAB 5. Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran

48
48

Daftar Pustaka

49

Lampiran
Lampiran A (Contoh Perhitungan)
Lampiran B (Tabel Perhitungan)
Lampiran C (Gambar Dokumentasi Penelitian)

Universitas Sumatera Utara

vii

DAFTAR TABEL

Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel

2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
3.1

Tabel B.1
Tabel B.2
Tabel B.3
Tabel B.4
Tabel B.5

Komposisi Unsur Kimia Pada Tanah Lempung
Daerah Penghasil Kakao di Indonesia 2014
Data Jumlah Produksi Kakao di Sumatera 2008-2014
Komponen Penyusun Senyawa Kimia Kulit Buah Kakao
Karakteristik Secara Umum Kulit Buah Kakao
Persentase Keramik Berpori Dari Tanah Lempung (Clay)
Dan Serbuk Kulit Kakao
Data Hasil Pengukuran Densitas Keramik Berpori
Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao
Data Hasil Pengukuran Porositas Keramik Berpori
Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao
Data Hasil Pengukuran Daya Serap Air Keramik Berpori
Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao
Data Hasil Pengukuran Kuat Tekan Keramik Berpori
Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao
Data Hasil Pengukuran Kekerasan Keramik Berpori
Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao

8
12
13
22
29
29
49
50
51
52
53

Universitas Sumatera Utara

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar

2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
3.1

Gambar 4.1
Gambar 4.2
Gambar 4.3

Gambar 4.4
Gambar 4.5
Gambar 4.6

Gambar 4.7

Gambar 4.8

Ilustrasi Komposit Berdasarkan Penguatnya
Bentuk Daun Rami
Bentuk Serat Rami yang Kering
Struktur Ikatan Kimia Resin Epoksi
Kanvas Rem Cakram
Perkebunan Tanaman Kakao
Kulit Buah Kakao (Theobroma cacao L.)
Metode Pengujian Kekerasan Vickers
Prinsip Kerja Dari SEM (Scanning Electron Microscope)
Diagram Alir Pembuatan Dan Karakterisasi Keramik
Lempung (clay) dan Serbuk Kulit Kakao Berpori Dari
Tanah
Grafik Hubungan Densitas Dengan Variasi Komposisi
Pada Keramik Berpori Pada Suhu Sintering yang Berbeda
Grafik Hubungan Porositas Dengan Variasi Komposisi
Pada Keramik Berpori Pada Suhu Sintering yang Berbeda
Grafik Hubungan Daya Serap Air Dengan Variasi
Komposisi Pada Keramik Berpori Pada Suhu Sintering
yang Berbeda
Grafik Hubungan Kuat Tekan Dengan Variasi Komposisi
Pada Keramik Berpori Pada Suhu Sintering yang Berbeda
Grafik Hubungan Kekerasan Dengan Variasi Komposisi
Pada Keramik Berpori Pada Suhu Sintering yang Berbeda
Bentuk Morfologi Permukaan Keramik Berpori Pada
Variasi Komposisi Tanah Lempung dan Serbuk Kulit
Kakao 85% : 15% Pada Suhu Sintering 1000oC
Bentuk Morfologi Permukaan Keramik Berpori Pada
Variasi Komposisi Tanah Lempung dan Serbuk Kulit
Kakao 85% : 15% Pada Suhu Sintering 800oC
Grafik DTA Kanvas Rem Pada Komposisi Serat
Rami, Serat Pinang, Karbon Aktif dan Resin Epoksi
70 : 10 : 10 : 10

9
11
12
15
19
19
25
26
31

31
33
34

35
36
37

39

40

41

Universitas Sumatera Utara

ix

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A.1 Perhitungan Sifat Fisis (Densitas, Porositas dan
Daya Serap Air) Material Keramik Berpori Berbasis
Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao
Lampiran A.2 Perhitungan Sifat Mekanik (Kuat Tekan dan Kekerasan
Material Keramik Berpori Berbasis Tanah Lempung dan
Serbuk Kulit Kakao
Lampiran B.1 Data Hasil Pengukuran Densitas Keramik Berpori
Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao
Lampiran B.2 Data Hasil Pengukuran Porositas Keramik Berpori
Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao
Lampiran B.3 Data Hasil Pengukuran Daya Serap Air Keramik Berpori
Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao
Lampiran B.4 Data Hasil Pengukuran Kuat Tekan Keramim Berpori
Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao
Lampiran B.5 Data Hasil Pengukuran Kekerasan Keramik Berpori
Berbasis Tanah Lempung dan Serbuk Kulit Kakao
Lampiran C Gambar Dokumentasi

46

47
49
50
51
52
53
54

Universitas Sumatera Utara