BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG - Pembuatan dan Karakterisasi Papan Gipsum yang Dibuat dari Serat Kulit Waru (Hibiscus Tiliaceus) dan Campuran Castable (Semen Tahan Panas) sebagai Bahan Plafon
BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Komposit merupakan salah satu jenis material di dalam dunia teknik yang dibuat dengan penggabungan dua macam bahan yang mempunyai sifat berbeda menjadi satu material baru dengan sifat yang berbeda pula (Matthews,1993). Komposit dari bahan serat terus diteliti dan dikembangkan guna menjadi bahan alternatif pengganti logam, hal ini disebabkan sifat komposit serat yang lebih kuat dan ringan dibandingkan dengan logam. Penggunaan komposit diberbagai dengan pemanfaatan serat yang berasal dari alam di berbagai bidang tidak terlepas dari sifat&sifat unggul yang di miliki komposit serat yaitu ringan, kuat, kaku serta tahan terhadap korosi. Keuntungan mendasar yang dimiliki oleh serat yang berasal dari alam adalah jumlah berlimpah, dapat diperbaharui dan di daur ulang serta tidak mencemari lingkungan (Widiartha, I, G, et al, 2012).
Menurut Widodo,B, 2008, komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material pembentuknya melalui campuran yang tidak homogen, dimana sifat mekanik dari masing&masing material pembentuknya berbeda. Dari campuran tersebut akan dihasilkan material komposit yang mempunyai sifat mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material pembentuknya . Serat alam merupakan alternatif bahan pengisi ( ) untuk berbagai komposit polimer karena keunggulannya dibanding serat . Serat alam mudah didapatkan dengan harga yang murah, mudah diproses.
Bahan komposit serat mempunyai keunggulan yang utama yaitu (kuat), (tangguh) dan lebih tahan terhadap panas pada saat didalam (Schwartz,
1984). Dalam perkembangan teknologi pengolahan serat, membuat serat sekarang makin diunggulkan dibandingkan material yang digunakan. Cara yang digunakan untuk mengkombinasi serat berkekuatan tarik tinggi dan tinggi dengan matrik yang bermassa ringan, berkekuatan tarik rendah, serta rendah makin banyak dikembangkan guna untuk memperoleh hasil yang maksimal.
Serat alam merupakan alternatif bahan pengisi ( komposit untuk berbagai komposit polimer karena keunggulannya dibanding serat . Serat alam mudah didapatkan dengan harga yang murah, mudah diproses, densitasnya rendah, ramah lingkungan, dan dapat diuraikan secara biologi. Akhir & akhir ini, pemanfaatan serat alam sebagai komposit telah diaplikasikan secara komersial di berbagai bidang seperti bidang otomotif dan konstruksi (Kusumastuti, A, 2009).
Gipsum merupakan salah satu bahan galian industri yang cukup penting pada sektor industri, konstruksi, maupun kesehatan, baik sebagai bahan utama maupun bahan penolong. Gipsum adalah salah satu contoh mineral dengan kadar kalsium yang mendominasi pada mineralnya. Gipsum yang paling umum ditemukan adalah jenis dengan rumus kimia CaSO
4 .2H
2 O. (Supriatna, 1997)
Papan gipsum adalah produk jadi yang terbentuk melalui pengolahan lanjutan material gipsum (serbuk gipsum). Papan gipsum biasa digunakan sebagai salah satu elemen dari dinding partisi dan papan/plafon untuk menggantikan triplek. Papan gipsum memiliki keunggulan tahan air dan mudah diperbaiki. Pembuatan papan gipsum memiliki prospek yang baik, mengingat meningkatnya kebutuhan terhadap tempat tinggal yang murah. Selama ini pembuatan papan gipsum masih didominasi oleh penggunaan gipsum atau bahan lainya sebagai bahan penguat. Saat ini penggunaan papan gipsum masih terbatas. Hal ini dikarenakan ketersediaan papan gispsum dipasaran masih sangat kurang kekuatannya tidak sebagai triplek, serta sifat papan gipsum yang getas, rapuh dan tidak tahan air.
Sifat papan gipsum yang kurang baik tersebut dapat diperbaiki dengan menambahkan serat dalam produksinya. Secara umum serat yang sering digunakan sebagai pengisi ( ) adalah serat buatan seperti serat gelas, karbon dan . Pengggunaan serat alam yaitu serat kulit waru sebagai pengganti serat buatan akan menurunkan biaya produksi. Hal ini dapat dicapai karena murahnya biaya yang diperlukan bagi pengolahan serat alam dibandingkan dengan serat buatan (Trisna H, 2011).
Penelitian yang dilakukan oleh Rianto, A, et al, 2011 tentang karakterisasi kekuatan bending dan hidrofobisitas komposit serat kulit waru (Hibiscus tiliaceus) kontinyu bermatriks pati ubi kayu berhasil meningkatkan kekuatan bending cukup
2
signifikan dibandingkan dengan bioplastik dari pati 1357,6 N/m patahan menghasilkan ikatan yang cukup baik antara matrik dari pati.
Penelitian yang dilakukan Nurudin Arif, et al, 2011, Penggunaan serat kulit waru sebagai penguat pada komposit karena serat kulit waru memiliki struktur serat yang kontinyu dan anyaman alami yang kuat serta mempunyai ketebalan rata&rata
2
perlembarnya 0,0115 mm dan kekuatan tarik 3345 N/m tetapi pemanfaatannya masih sangat terbatas. Oleh sebab itu dibutuhkan pemanfaatan yang lebih baik lagi terutama serat kulit waru sebagai alternatif untuk bahan dasar komposit dan secara tidak langsung nilai tambah dari tanaman ini bisa ditingkatkan dan tanaman waru bisa dijadikan sebagai tanaman industri.
Penelitian yang dilakukan Simbolon,T (2011) pemanfaatan serbuk batang kelapa sawit sebagai pengisi pada pembuatan papan gipsum plafon menggunakan perekat tepung tapioka dengan variasi komposisi sampel serbuk gipsum : batang sawit : tepung tapioka 65 % : 0 % : 0 %, 45 % : 5% : 15 %, 40 % : 10 % : 15 %, 35 % :15 % : 15 %, 30 % : 20 % : 15 %, 25 % : 25 % : 15%, dengan variasi optimum 35 % : 15 % : 15 %, pengujian sifat penyerapan air 37,4 % dan pengujian sifat mekanik (kuat tekan 622
2
2
2
2 N/m , kuat lentur 1662 N/m , kuat tarik 652 N/m , kuat impak 477,8 J/m .
Berdasarkan hal tersebut diatas, peneliti merasa tertarik untuk melanjutkan penelitian dalam pembuatan dan karakterisasi papan gipsum sebagai bahan plafon yang dibuat dari serbuk gipsum, serat kulit waru dengan susunan serat (serat lurus dan serat acak) sebagai bahan pengisi ( ) dan campuran serbuk (semen tahan panas) sebagai pengikat ( . Perbandingan variabel komposisi tetap adalah berat serbuk gipsum 65 % dan variabel komposisi bebas serbuk : serat kulit waru adalah 35 % : 0 %, 33 % : 2 %, 31 % : 4 %, 29 % : 6 %, 27 % : 8 %, 25 % : 10%. Pengujain meliputi sifat fisis (densitas dan daya serap air) dan sifat mekanik (uji kuat tekan / , uji kuat lentur / ! , uji kuat tarik /
, uji kuat impak / " ), analisa DTA , analisa XRD dan analisa SEM
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan uraian diatas, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut
1. Bagaimana cara mengolah serat kulit waru sebagai pengisi ( ) dengan susunan serat (serat lurus dan serat acak) dan serbuk sebagai pengikat ( ) menjadi papan gipsum sebagai bahan plafon?
2. Bagaimana pengaruh perbandingan komposisi serbuk gipsum, serat kulit waru dan serbuk terhadap karakteristik papan gipsum sebagai bahan plafon agar menghasilkan sifat fisis dan sifat mekanik yang lebih optimal.
3. Bagaimana peranan serbuk dan serat kulit waru terhadap papan gipsum yang dihasilkan sebagai bahan plafon.
1.3 BATASAN MASALAH
Untuk memberi ruang lingkup yang jelas, maka cakupan masalah dibatasi sebagai berikut:
1. Komposit yang akan dibuat menggunakan serbuk gipsum, serbuk sebagai pengikat ( ) dan serat kulit waru sebagai pengisi ( ).
2. Susunan serat kulit waru sebagai pengisi dalam pembuatan papan gipsum adalah (serat lurus dan serat acak) dengan panjang serat lurus 2,5 cm dan panjang serat lurus 5 cm.
3. Ukuran berat serbuk gipsum adalah (65%), sedangkan variasi persentase berat serat kulit waru dimulai dari 0 %, 2 %, 4 % , 6 %, 8 % dan 10 %, dengan variasi persentase berat serbuk adalah 35 %, 33 %, 31 %, 29 %, 27% dan 25%.
4. Pengujian sifat fisis komposit meliputi : densitas, daya serap air, dan sifat mekanik adalah uji kuat tekan / , uji kuat lentur / ! , uji kuat tarik / , uji kuat impak / " ), analisa DTA, analisa XRD dan analisa SEM.
1.4 TUJUAN PENELITIAN
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Pemanfaatan serbuk gipsum, serat kulit waru, serbuk dalam pembuatan papan gipsum sebagai bahan plafon.
2. Untuk Mengetahui karakteristik papan gipsum sebagai bahan plafon yang dibuat dengan menggunakan serat kulit waru dan serbuk .
3. Mencari alternatif bahan pengisi ( ) dan bahan pengikat ( ) dalam pembuatan papan gipsum sebagai bahan plafon yang ekonomis, kuat dan ramah lingkungan.
1.5 HIPOTESIS PENELITIAN
Hipotesis penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Karakteristik papan gipsum sebagai bahan plafon sangat dipengaruhi oleh perbandingan komposisi serbuk gipsum, serat kulit waru dengan serbuk .
2. Serbuk dan serat kulit waru sangat berperan terhadap papan gipsum sebagai bahan plafon yang tahan pada penyerapan air.
1.6 MANFAAT PENELITIAN
Adapun manfaat penelitian ini adalah
1. Termanfaatkannya serat kulit waru sebagai pengisi ( ) untuk keperluan pembuatan papan gipsum sebagai bahan plafon dengan bahan serbuk gipsum serbuk sebagai yang memiliki sifat fisis dan sifat mekanik yang berdasarkan SNI 03&2105&2006 dan JIS A 5908&2003.
2. Menghasilkan papan gipsum sebagai bahan plafon yang tahan terhadap air
3. Menghasilkan bahan plafon dari papan gipsum yang ekonomis dan ramah lingkungan.