PENGARUH PENAMBAHAN BENTONIT PADA ABU VULKANIK SEBAGAI PASIR CETAK TERHADAP PERMEABILITAS DAN KEKUATAN TEKAN UNTUK SUPLEMEN MODUL PEMBELAJARAN MATA KULIAH TEKNIK PENGECORAN | Multahada | Jurnal Nosel 8092 16969 1 SM

PENGARUH PENAMBAHAN BENTONIT PADA ABU VULKANIK SEBAGAI
PASIR CETAK TERHADAP PERMEABILITAS DAN KEKUATAN TEKAN
UNTUK SUPLEMEN MODUL PEMBELAJARAN MATA KULIAH TEKNIK
PENGECORAN

Adib Multahada, Budi Harjanto, Suharno
Prodi Pendidikan Teknik Mesin, Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan, FKIP, UNS
Kampus V FKIP UNS Jl. Ahmad Yani No. 200 Pabelan, Surakarta, Tlp/Fax (0271) 716266
Email: Adib.multahada@gmail.com
ABSTRACT
The purpose of this study was to determine: (1) The effect of adding bentonite to the
permeability of the vulcanic ash. (2) The effect of adding bentonite to the compressive
strength of the vulcanic ash. The reseach was conducted at Manufactur Polyteknik, Ceper,
Klaten. The reseach method is experimen method. The indipendent variable in this study is
the variation of bentonite with levels of 0%, 5%, 4%, 8%, and 12% and the dependent
variable is the permeability and compressive strength. The results of this study were: (1) The
addition of bentonite in the molding sand decreased the permeability. (2) The addition of
bentonite comes increased compressive strength. (3) Variations bentonite with levels of 0%,
4%, 8% and 12% for successive bentonite 14,07; 13,50; 13,37; dan 10,37 cm3/minute, while
for compressive strength of successive contributed 51,33; 57,90; 64,27, and 72,73 KN/m2.
The smallest permeability occurs at levels of 12% bentonite is 10,37 cm 3/menit and

compressive strength variation in the levels of 0% is 51,33 KN/m2, While most the
permeability occurred at 0% bentonite are 14,07 cm3/menit and compressive strength in the
bentonite levels 12% ie 72,73 KN/m2.
Keywords: bentonite, vulcanic ash, permeability, compressive strength.

Pasir cetak masih banyak digunakan

A. PENDAHULUAN
Pasir cetak dibentuk dari campuran

dalam proses pengecoran logam karena

pasir, bahan pengikat dan bahan tambahan

biaya produksi yang dibutuhkan cukup

lainnya. Pasir merupakan komponen utama

rendah, dapat menggunakan pasir bekas,


dalam pembentuk cetakan, sedangkan

ketahanan terhadap panas yang tinggi,

bahan pengikat digunakan sebagai zat atau

pengoperasiannya

komponen pengikat antara butir-butir pasir

kualitas yang dihasilkan cukup baik.

untuk

Kualitas

mendapatkan

cetakan


dengan

dari

yang

pasir

mudah

cetak

serta

sangat

karakteristik tertentu dari logam yang akan

dipengaruhi oleh jenis dan sifat-sifat pasir,


dicor dalam cetakan tersebut.

jenis serta kadar bahan pengikat yang
1

digunakan.

Sifat-sifat

pasir

kekuatan ikatan yang baik dalam pasir

yang

cetak tersebut.

digunakan antara lain sifat tahan panas
terhadap temperatur logam yang dituang,


B. METODE PENELITIAN

permeabilitas yang cukup baik untuk

Penelitian

ini

adalah

penelitian

melewatkan gas dengan cepat, kekuatan

eksperimen

untuk menahan tekanan pada saat logam

laboratorium


cair

baik,

perlengkapan yang disesuaikan dengan

mampu padatnya baik, dapat digunakan

kebutuhan untuk memperoleh data tentang

ulang untuk cetakan, tidak menimbulkan

pengaruh penambahan bentonit terhadap

polusi, dan murah.

permeabilitas dan kekuatan tekan pada abu

dituang,


mampu

Timbulnya

cetaknya

cacat-cacat

tersebut

yang

dilaksanakan

dengan

kondisi

di
dan


vulkanik.

dipengaruhi oleh kemampuan alir gas

Objek dalam penelitian ini adalah

(permeabilitas) dan kekuatan cetakan yang

benda

kurang baik, hal itu bisa disebabkan karena

perlakuan.

campuran bahan pengikat pada pasir cetak

pembentuknya adalah abu vulkanik dan

basah yang kurang ataupun kadarnya yang


bentonit, variasi campuran bentonit yaitu

berlebihan. Bahan pengikat dalam hal ini

0%, 4%, 8%, dan 12% dari 1000 gram abu

adalah bentonit. Campuran bahan pengikat

vulkanik.

dapat merubah sifat dari campuran pasir
cetak,

sehingga

pengaturan

campuran


menggambarkan
pengamatan

dalam pasir cetak tersebut, sehingga

disertai

akan

juga

dilakukan.

pasir,

oleh

bentonit

yang


secara

dihasilkan

grafis

dalam

dan 12% yang dilakukan pada penelitian
ini sebagai berikut:
a) Analisa

penambahan bentonit yang kurang dari
akan

Data

yang

pengujian variasi bentonit 0%, 4%, 8%,

yang

gasnya sulit untuk keluar. Sebaliknya,

tidak

merangkum

lebih mudah dibaca. Analisis data hasil

kelebihan air sehingga kemampuan alir

kadarnya,

dan

histogram atau poligon frekuensi sehingga

dikarenakan ruangan antara butir-butir
ditempati

dengan

dari penelitian

digambarkan

dengan

penurunan permeabilitas cetakan. Hal ini

pasir

cetak

diberi

deskriptif yang dilakukan dengan cara

bentonit akan menguatkan ikatan cetakan

namun

Pasir

yang

dalam penelitian ini menggunakan data

faktor yang sangat penting. Penambahan

tekan

cetak

Teknik analisa data yang digunakan

cetak khususnya pasir cetak basah adalah

kekuatan

pasir

1. Analisa Data

bahan pengikat pada kandungan pasir

meningkatkan

uji

Permeabilitas

memberikan
2

Hasil

Pengujian

Pada hasil cetakan pasir cetak akan
dilakukan pengujian permeabilitas dengan

=

menggunakan spesimen variasi bentonit.

F
A

Dari variasi tersebut akan diperoleh jenis
cetakan pasir yang baik untuk dialiri gas.

Keterangan:

Pengujian permeabilitas (kemampuan alir

p

gas) menurut standar dilakukan dengan

Q = Beban pada patahnya

menggunakan alat Permeability Tester,

specimen (KN)

dari

hasil

penelitian

didapat

dapat

= Kekuatan Tekan(KN/ m2)

A = Luas irisan (m2)

dimasukan dalam rumus (Surdia, T., dan
Chijiwa, K. 2000).

c.) Persiapan Eksperimen

=

Q. L
p. .

Dalam melaksanakan eksperimen harus
dirancang sedemikian rupa sehingga pada
pelaksanaan pengambilan data-data yang

Keterangan:
P

diambil akurat atau dengan kata lain

= Permeabilitas (cm3/menit)

terhindar

Q = Volume udara melalui

dari

kesalahan

yang

fatal.

Langkah-langkah yang dilakukan adalah :

specimen (1000cm3)

a. Menyiapkan bahan-bahan yang akan

A = Luasirisan (19,625 cm3)
L

= Pajangspecimen (5cm)

digunakan untuk membuat spesimen

T

= Waktu melewatkan volume

percobaan (abu vulkanik, bentonit,
dan air).

udara Q melalui specimen

b. Menyiapkan

(detik)
P

timbangan

kemudian

menimbang komposisi campuran abu

= Tekanan udara (cm)

vulkanik, bentonit, dan air.
c. Persiapan campuran pasir untuk bahan

b.) Analisa Kekuatan tekan Pasir cetak

spesimen.

Pada hasil cetakan pasir akan dilakukan
pengujian kekuatan tekan terhadap 4

1) Ambil abu vulkanik, bentonit dan

spesimen pasir cetak yaitu spesimen A,

air kemudian ditimbang sesuai

spesimen B, spesimen C, dan spesimen D

komposisi yang ditentukan.
2) Campur pasir dan bentonit dalam

dengan menggunakan Universal Strength
Machine.

Dari

hasil

penelitian

wadah tersendiri.

yang

3) Masukan

didapatkan dapat dimasukan ke dalam

campuran

pasir

dan

bentonit dalam pengaduk (mixer)

rumus. (Surdia, T., dan Chijiwa, K. 2000).
3

yang khusus dipergunakan untuk

c. Pengukuran

kekuatan

tekan

pencampuran pasir cetak kemudian

menggunakan alat Universal Sand

tambahkan air 100 Ml kedalam

Strength

Machine

dengan

mixer.

melepas

spesimen

dari

4) Aduk hingga tercampur merata

cara

cetakan

silinder dan spesimen diletakkan pada

selama 5 menit.

alat. Kemudian dilakukan pengujian

5) Keluarkan campuran dari mixer,

hingga

spesimen

rusak

akibat

letakan dalam tempat tertutup, agar

penekanan pada alat dan pada saat itu

kadar air dalam campuran tidak

dicatat skala yang tertera pada alat.

berkurang.
6) Pasir

telah

siap

untuk dibuat

C. HASIL DAN PEMBAHASAN

spesimen dan dilakukan pengujian.

Data penelitian yang berjumlah 4 data
yakni variasi bentonit dengan kadar 0%,
variasi bentonit dengan kadar 4%, variasi

d.) Pelaksanaan Eksperimen

bentonit dengan kadar 8%, dan variasi
a. Pembuatan

spesimen

(campuran

bentonit

antara abu vulkanik, bentonit, dan air)
pengujian

berbentuk

tabel berikut ini:

diperlukan berat sampel pasir yang
akan dipadatkan dengan melakukan
pemadatan atau penekanan sebanyak
tiga kali pada alat pemadat (Sand
Rammer).
b. Pengujian kemampuan alir gas atau

telahberbentuk

silinder

yang
kemudian

dilakukan pengujian kemampuan alir
gasdengan

menggunakan

alat

12%.

Hasil

tekan pada pasir cetak dapat dilihat pada

4%, 8%, 12%) Untuk pembuatannya

spesimen

kadar

pengujian permeabilitas dan kekuatan

silinder.

Spesimen variasi bentonitnya (0%,

permeabilitas,

dengan

uji

permeability Tester.

4

Tabel 1. Hasil pengukuran permeabilitas dan kekuatan tekan dengan variasi bentonit
Jenis
pengujian
Permeabilitas
(cm3/menit)
Kuat Tekan
(KN/m2)
Kuat Geser
(KN/m2)

0%
14,07

Variasi bentonit (%)
4%
8%
13,50
13,37

12%
10,37

51,33

57,90

64,27

72,73

39,93

45,53

50,63

57,23

1. Pengaruh Variasi Jenis Bentonit Terhadap Tingkat Permeabilitas

Permeabilitas
16
14

cm3/menit

12
10
8
6
4
2
0
0%

A

4%

8%

B

12%

C

D

Gambar 1. Pengaruh Variasi Jenis Bentonit Terhadap Tingkat Permeabilitas
bentonit 8% rata-rata permeabilitasnya

Dari gambar 1 di atas dapat dilihat
bahwa

ada

pengaruh

pada

sebesar

tingkat

13,37

cm3/menit

spesimen

yang digunakan. Pada spesimen A dengan

permeabilitas sebesar 10,37 cm3/menit.

bentonit 0% mempunyai rata-rata tingkat

Dari keempat jenis spesimen tersebut

permeabilitas sebesar 14,07 cm3/menit,

mempunyai tingkat permeabilitas yang

jenis spesimen B dengan bentonit 4% rata-

berbedadan jenis variasi bentonit yang

rata

digunakan

sebesar

13,50

cm3/menit, jenis spesimen C dengan

5

dalam

memiliki

jenis

permeabilitas dengan variasi jenis bentonit

permeabilitasnya

D

dan

pembuatan

rata-rata

cetakan

mempunyai pengaruh yang berbeda pula

spesimen

terhadap permeabilitas.

permeabilitas sebesar 10,37 cm3/menit.

yaitu

berikut:

spesimen

A

mempunyai

dengan

rata-rata

tidak

Hal

adanya

ini

bahan

pengikat pada campuran pasir cetak.

Pada

bentonit

cm3/menit.

14,07

dikarenakan

a) Ada pengaruh penambahan bentonit
permeabilitas.

rata-rata

pada spesimen A dengan bentonit 0%

dapat dikemukakan fakta-fakta sebagai

nilai

memiliki

b) Nilai permeabilitas tertinggi di dapat

Berdasarkan data hasil eksperimen

terhadap

D

c) Nilai permeabilitas terendah terdapat

0%

pada spesimen D dengan bentonit 12%

tingkat

yaitu

3

permeabilitas sebesar 14,07 cm /menit,

cm3/menit.

10,37

Hal

ini

dikarenakan ruangan antara butir-butir

jenis spesimen B dengan bentonit 4%

pasir

rata-rata permeabilitasnya sebesar 13,50

menjadi

ditempati

cm3/menit, jenis spesimen C dengan

oleh

semakin

bentont 8% rata-rata permeabilitasnya

lengket

sebesar 13,37 cm3/menit dan jenis

sempit

dikarenakan

bentonitsehingga

banyak bentonit semakin
atau

semakin

mengikat

sehingga menurunkan permeabiltas.

2. Variasi Jenis Bentonit terhadap Kekuatan Tekan dan Kuat Geser

Kuat Tekan dan Kuat Geser
80
70
60

KN/m2

50
kuat tekan
40

kuat geser

30
20
10
0
0%

4%

8%

12%

A

B

C

D

Gambar 2. Pengaruh Variasi Jenis Bentonit terhadap Kekuatan Tekan dan Kuat Geser
6

Dari gambar 2 di atas dapat dilihat

c) Nilai

kekuatan

tekan

tertinggi

bahwa ada pengaruh pada kekuatan tekan

didapat pada spesimen tipe D

pasir cetak dengan adanya variasi bentonit

dengan bentonit 12% yaitu 72,73

yang digunakan. Pada spesimen A dengan

KN/m2 atau 742,14 gr/cm2. Hal ini

bentonit

rata-rata

disebabkan karena semakin banyak

kekuatan tekan sebesar 51,33 KN/m2, jenis

bentonit, maka semakin banyak

spesimen B rata-rata kekuatan tekan

pula kandungan silicon dioxide

sebesar 57,90 KN/m2, jenis spesimen C

(SiO2)

rata-rata kekuatan tekan sebesar 64,27

dioxide (SiO2) pada pasir cetak

0%

mempunyai

2

sehingga

kadar

KN/m dan jenis spesimen D memiliki

juga

rata-rata kekuatan tekan sebesar 72,73

mengakibatkan kuat tekan juga

KN/m2.

bertambah.

Sehingga

spesimentersebut

dari

keempat

mempunyai

kekuatan

bertambah

silicon

yang

D. SIMPULAN

tekan yang berbeda-beda dan variasi

1. Adanya

pengaruh

penambahan

bentonit yang digunakan dalam pembuatan

bentonit

terhadap

permeabilitas

cetakan

pada pasir cetak. Ini dapat dilihat

mempunyai

pengaruh

yang

pada hasil pengujian permeabilitas

berbeda pula kekuatan tekannya.

dengan variasi bentonit 0%, 4%,

Berdasarkan data hasil eksperimen

8% 12% hasilnya berturut-turut

dapat dikemukakan fakta-fakta sebagai

14,07 cm3/menit, 13,50 cm3/menit,

berikut:

13,37 cm3/menit, 10,37 cm3/menit.

a) Ada

pengaruh

penambahan

2. Adanya

bentonit terhadap kekuatan tekan

pada pasir cetak. Ini dapat dilihat

digunakan maka nilai kekuatan

pada hasil

tekan juga akan meningkat.
kekuatan

tekan

turut 51,33 KN/m2 atau 523,77
gr/cm2, 57,90 KN/m2 atau 590,81

2

KN/m atau 523,77 gr/cm . Hal ini
dikarenakan
tambahan

tidak
bentonit

gr/cm2, 64,27 KN/m2 atau 655,81

adanya
pada

kekuatan

4%, 8% 12% hasilnya berturut-

bentonit 0% yaitu 51,33

2

pengujian

tekan dengan variasi bentonit 0%,

terendah

terdapat pada spesimen Tipe A
dengan

penambahan

bentonit terhadap kekuatan tekan

semakin banyak bentonit yang

b) Nilai

pengaruh

gr/cm2, 72,73 KN/m2 atau 742,14

pasir

gr/cm2.

cetak, sehingga nilai kuat tekan
menjadi rendah.
7

Azam, Saiful. 2003. Hubungan Variasi
Jenis Pasir Cetak terhadap Sifat
Mekanik dan Sifat Fisis pada Proses
Pengecoran Besi Cor Kelabu.
Universitas Sebelas Maret
Surakarta.

3. Pada spesimen A dengan bentonit
0%

menghasilkan

permeabilitas

14,07 cm3/menit dan kekuatan
tekan 51,33 KN/m2 atau 523,77
gr/cm2. Permeabilitas yang sering
digunakan

dalam

industri

pengecoran

perunggu

berkisar

Balai

antara 13-20 cm3/menit sedangkan
kekuatan tekan berkisar antara 493563

gr/cm2

sehingga

Desiana, Sera. 2008.Pengaruh Variasi
Waterglass Terhadap Kadar Air
Dan Kadar Lempung Pada Pasir
Cetak.Universitas Sebelas Maret
Surakarta.

variasi

bentonit yang masuk dalam kriteria
tersebut adalah pada specimen A
dengan bentonit 0% .
4. Setiap

penambahan

Sugiyono. (2007). Metode Penelitian
Kuantitatif
Kualitatif
R&D.
Bandung: Alfabeta

bentonit

permeabilitas pada pasir cetak

Suharno, Bambang. (2011). Modul
Praktikum Pasir Cetak. Depok:
Laboratorium Metalurgi Proses
Departemen Metalurgi dan Material
FT UI.

menurun sedangkan pada kekuatan
tekan hasilnya meningkat.
DAFTAR PUSTAKA

Suharno,Bambang. (2011).Diklat Kuliah
Pengecoran
Logam
2011.
Depok:Departemen Metarurgi dan
Material FT UI.

Agus Purwono, Andika. (2005). Variasi
Campuran Kadar Air dengan Bahan
Pengikat
Betonit
terhadap
Permeabilitas dan Kekuatan Tekan.
Semarang:Universitas
Negeri
Semarang
Al

Besar Pengembangan Industri
Logam dan Mesin (BBLM), Japan
International Cooperation Agency
(JICA).(2002). Teknologi Cetakan
(Pasir Dan Inti).Bandung : Diklat
Mould Making

Surdia, T.,dan Chijiwa, K. (2000).Teknik
Pengecoran Logam. Jakarta: PT
Pradnya Pramita.S.
Surdia, T.,dan Chijiwa, K. (2000).Teknik
Penyeleksian dan Pengujian Bahan
Baku Pengecoran Logam. Bandung:
Polman – ITB.

Habib,
Deded.
2003.Pengaruh
Presentase
Kadar
Air
Dan
Bentonite Terhadap Mampi Alir
Pasir (flowability)cetakan pasir
basah. Universitas Sebelas Maret
Surakarta

Tegar,

Arikunto, Suharsimi. (2002). Prosedur
Penelitian
Suatu
Pendekatan
Praktek. Jakarta: Rineka Cipta

8

Gemilang.
2008.
Studi
Penambahan Bentonit Pada Pasir
Cetak Terhadap Permeabilitas Dan
Kekuatan
Tekan.
Universitas
Sebelas
Maret
Surakarta.