PEMBUATAN PAPAN GIPSUM PLAFON
4.3 HASIL KARAKTERISASI SIFAT MEKANIK DARI PAPAN GIPSUM PLAFON
Hasil proses perlakuan merupakan produk papan gipsum plafon. Papan gipsum plafon yang dihasilkan terlihat menyatu dan mempunyai ikatan yang cukup kuat. Adapun pengujian yang dilakukan adalah uji mekanik untuk mengetahui sifat mekanik suatu bahan komposit. Uji mekanik yang dilakukan
adalah kekuatan tekan ( ), kuat lentur ( ! ),
kekuatan tarik ( ) dan kekuatan impak (" ). Hasil pengujian kekuatan tarik dan kekuatan lentur merupakan dan . Harga menunjukkan tegangan dalam satuan N/m2 dan menunjukkan regangan dalam satuan mm/menit. Sedangkan untuk uji kekuatan impak yang dihasilkan merupakan kekuatan impak dalam satuan Joule/m2.
Tampilan papan gipsum plafon dengan campuran tepung gipsum, tepung dan serat eceng gondok dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 4.3 (a,b,c) Bentuk Papan Gipsum Plafon,
4.3.1 Hasil Pengujian Kuat Tekan (% " ,& )
Pengujian kuat tekan ini mengacu pada SNI 03 2105 2006 dan telah dilakukan terhadap semua jenis variasi sampel pengujian. Hasil pengujian kuat tekan dapat dilihat pada tabel 4.4 berikut ini :
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kuat Tekan Papan Gipsum Plafon
Kemudian dari tabel 4.4 tersebut diatas dapat dibuatkan gambar hubungan kuat tekan dengan komposisi sampel berikut ini :
Gambar 4.4 Hubungan Kuat Tekan dengan Komposisi Serat Eceng Gondok
Kode Sampel Jarak penyangga (m) Lebar benda uji (m) Tebal benda uji (m) Titik pusat kelengkungan (m) Beban patah (kgf) MOE Stroke (mm/menit) MOE (kgf/cm2) (N/mMOE 2) x 104 MOE (MPa) A 0,09 0,01 0,01 0,05 4,35 1,586 15,54 0,1554 0,69 B 0,09 0,01 0,01 0,05 5,46 1,990 19,50 0,1950 1,98 C 0,09 0,01 0,01 0,05 8,37 3,051 29,90 0,2990 1,72 D 0,09 0,01 0,01 0,05 13,25 4,830 47,33 0,4733 1,57 E 0,09 0,01 0,01 0,05 15,68 5,715 56,01 0,5601 2,21 F 0,09 0,01 0,01 0,05 11,23 4,093 40,11 0,4011 2,16
Dari gambar 4.4 hasil pengujian kuat tekan papan gipsum yang telah dilakukan pada sampel memperlihatkan bahwa persentase yang paling tertinggi nilai kuat tekannya pada papan gipsum yang mempergunakan tepung
pada persentase 86:10:04 % yaitu 56,01 N/m2, sedangkan yang terendah adalah pada papan gipsum yang persentase 90:10:0 % yaitu 15,54 N/m2. Papan gipsum yang dibuat dapat digunakan untuk bahan interior rumah seperti plafon, panel dinding.
Hal ini kemungkinan disebabkan oleh persentase komposisi pada bahan dasar sendiri yaitu pengurangan nilai komposisi tepung gipsum dan penambahan serat yang mengakibatkan susunan ikatan antara serat eceng gondok tidak bisa mengikat. Menurut Bagir,A (2009), penambahan komposisi serat dalam komposit akan mempengaruhi kualitas sifat mekanik komposit tersebut, karena ikatan serat dan tidak saling berikatan. Sehingga semakin banyak serat sebagai pada papan gipsum maka nilai kuat tekannya semakin tidak beraturan.
4.3.2 Hasil Pengujian Kuat Lentur (% " ,& # )
Pengujian kuat lentur ( ! ) dalam bidang teknik menunjukkan beban maksimum yang dapat ditahan oleh material (dalam hal ini sampel uji papan gipsum plafon) persatuan luas sampai materialnya patah.
Dari hasil penelitian ini kuat lentur ( ! ) untuk papan gipsum plafon dengan pengisi serat eceng gondok yang mempergunakan tepung
& Data hasil perhitungan tercantum pada tabel 4.5 dibawah ini :
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Kuat Lentur Papan Gipsum Plafon Kode Sampel Jarak penyangga (m) Lebar benda uji (m) Tebal benda uji (m) Beban Lentur (kgf2) MOR (kgf/cm2) (N/mMOR 2) x 104 MOR (MPa) Regangan (mm/menit ) A 0,09 0,01 0,01 7,23 97,605 957,51 9,57505 0,20 B 0,09 0,01 0,01 12,49 168,615 1654,11 16,54113 2,18 C 0,09 0,01 0,01 25,35 342,225 3357,23 33,57227 2,50 D 0,09 0,01 0,01 21,69 292,815 2872,52 28,72515 2,88 E 0,09 0,01 0,01 29,16 393,660 3861,80 38,61805 2,34 F 0,09 0,01 0,01 19,47 262,845 2578,51 25,78509 2,69
Dari tabel 4.5 tersebut diatas dapat digambarkan hubungan kuat lentur dengan komposisi sampel berikut ini :
Gambar 4.5 Hubungan Kuat Lentur Dengan Komposisi Serat Eceng Gondok
Dari gambar 4.5 diatas, hasil penelitian pada papan gipsum yang mempergunakan serat eceng gondok sebagai pengisi dan campuran tepung nilai kuat lenturnya sangat bervariasi. Pada variasi 90:10: 0 % nilai kuat lentur nya terendah 957,51 N/m2, kemudian adanya kenaikan nilai hasil pengujian kuat lentur pada variasi 88:10 : 2 % nilai kuat lenturnya 3357,23 N/m2 dan penurunan pengujian kuat lentur pada komposisi 85: 10 : 5 % dengan nilai kuat lentur 2578,51 N/m2. Hal ini dukung dengan campuran tepung yang tetap, semakin berkurangnya nilai tepung gipsum sebagai bahan dasar pembuatan papan plafon dan serat eceng gondok sebagai pengisi memiliki kadar daya serap air, hal ini juga didukung tidak meratanya pendistribusian serat yang dibuat mengakibatkan ikatan antara serat dan tidak begitu mengikat (Kusumastuti, A, 2009). Hal ini juga didukung karena penurunan diakibatkan karena adanya % akibat dari kurang sempurnanya ikatan antar serat dengan dan semakin banyaknya penambahan serat eceng gondok secara acak
pada sampel mengakibatkan serat tidak mampu menjalankan peranannya secara maksimal sebagai penerus gaya. (Widharta, I, G, 2012)
Standar ASTM D 790 dan JIS A 5908 2003 dan SNI 03 2105 2006, bahwa persyaratan nilai kuat lentur papan gipsum adalah 860 kg/m3. Dengan demikian papan gipsum yang dihasilkan dalam penelitian ini belum memenuhi standar yang ditentukan.
4.3.3 Hasil Pengujian Kuat Tarik ( )
Telah dilakukan pengujian kuat tarik mengacu pada standar ASTM D 638, standar JIS A 5908 2003 dan SNI 03 2105 2006, pengujian dilakukan untuk menentukan besarnya kekuatan tarik suatu sampel terhadap beban yang diberikan menggunakan alat penguji kuat tekan ( ) dan kuat lentur ( ! ), tetapi perbedaan hanya dari perlakuan terhadap sampel dimana sampel ditarik dikedua ujungnya sampai putus. Hasil pengujian kuat tarik dapat dilihat pada tabel 4.6 dibawah ini :
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Kuat Tarik Papan Gipsum Plafon Kode Sampel Lebar benda uji (m) Tebal benda uji (m) Beban maksimum (kgf)
Nilai Kuat Tarik Regangan (mm/menit) Nilai kuat tarik (kgf/cm2) Nilai kuat tarik (N/m2) x 104 Nilai kuat tarik (MPa) A 0,01 0,01 5,44 5,440 53,31 0,5331 2,89 B 0,01 0,01 9,89 9,890 96,92 0,9692 3,29 C 0,01 0,01 16,57 16,570 162,39 1,6239 2,42 D 0,01 0,01 37,49 37,490 367,40 3,6740 3,83 E 0,01 0,01 43,23 43,230 423,65 4,2365 2,91 F 0,01 0,01 62,86 62,860 616,03 6,1603 3,58
Dari Tabel 4.6 Hasil pengujian kuat tarik papan gipsum plafon diatas dapat dibuatkan gambar hubungan antara kuat tarik dengan variasi komposisi sampel adalah sebagai berikut :
Gambar 4.6 Hubungan Kuat Tarik Dengan Komposisi Serat Eceng Gondok
Dari hasil penelitian ini nilai kuat tarik yang diperoleh pada papan gipsum dengan pengisi serat eceng gondok dan campuran pada variasi komposisi 90:10:0 % adalah 53,31 N/m2, terus mengalami peningkatan nilai kuat tarik pada variasi komposisi 88:10:1 % dengan nilai kuat tarik 162,39 N/m2 sampai dengan variasi komposisi 85:10:05 % adalah 616,03 N/m2.
Perbedaan nilai tersebut cukup signifikan, ini menunjukkan bahwa penambahan serat eceng gondok sebagai pengisi dan tepung sangat efektif dalam meningkatkan sifat mekanik dari papan gipsum plafon terutama ketahanan terhadap beban tarik. Dari hasil ini menunjukkan bahwa kemampuan serat eceng gondok sebagai pengisi adalah dengan susunan serat acak (
) dapat meningkatkan pengujian tarik, Menurut Daniel, A,P et al, 2011, Fungsi utama dari serat adalah sebagai penopang kekuatan dari komposit, sehingga tinggi rendahnya kekuatan komposit sangat tergantung dari serat yang digunakan, karena tegangan yang dikenakan pada komposit mulanya diterima oleh akan diteruskan kepada serat, sehingga serat akan menahan beban sampai beban maksimum. Oleh karena itu serat harus mempunyai tegangan tarik dan yang lebih tinggi dari pada penyusun komposit. Arah serat juga mempengaruhi jumlah berat yang dapat diisikan kedalam .
Nilai kuat tarik papan gipsum yang dihasilkan jauh melebihi nilai kuat tarik standard papan gipsum, yang sudah ditentukan. Menurut Simbolon, T, 2011 bahwa serat memiliki gaya antar molekul yang kuat sehingga menghasilkan ikatan yang kuat dan struktur yang berulang.
4.3.4 Hasil Pengujian Impak (()# )
Pengujian impak mengacu pada metode untuk mengukur ketahanan dari sampel terhadap beban kejut. Pengujian ini menggunakan alat ,
, + Type CPSA Com. Nomor 8803104/0000 yang diproduksi Jerman. Diberikan perlakuan pada sampel uji yang diletakkan diantara pemukul (godam) sebesar 4 Joule. Hasil pengujian diperoleh secara manual melalui jarum jam merah yang ditunjukkan pada skala setelah sampel menumbuk benda uji, Alat ini memiliki energi kosong 0,02 Joule yang didapat dari koreksi nol alat. Hasil pergitungan pengujian impak terlihat pada tabel 4.7 hasil pengujian kuat impak papan gipsum plafon dibawah ini :
Tabel 4.7 Hasil Pengujian Kuat Impak Papan Gipsum Plafon
Kode Sampel Lebar benda uji (m) Tebal benda uji (m) Eo (J) Energi yang diserap (J) Kuat Impak J/m2 Kuat Impak (kJ/m2) A 0,01 0,01 0,34 0,32 3200 3,2 B 0,01 0,01 0,45 0,43 4300 4,3 C 0,01 0,01 0,49 0,47 4700 4,7 D 0,01 0,01 0,86 0,84 8400 8,4 E 0,01 0,01 1,10 1,08 10800 10,8 F 0,01 0,01 1,35 1,33 13300 13,3
Pengujian impak mengacu pada standar ASTM D 256 dengan nilai uji impak sebagai berikut:
Gambar 4.7 Hubungan Kuat Impak dengan Komposisi Serat Eceng Gondok
Dari gambar 4.7 hubungan antara kekuatan impak dengan komposisi serat Eceng gondok pada persentase 90:10:00 % nilai impaknya terendah yaitu 3.200 J/m2, pada persentase 89:10:01 meningkat menjadi 4.300 J/m2, pada persentase 86:10:04 % juga masih meningkat menjadi 10.800 J/m2, pada persentase 85:10:05 terus terjadi peningkatan menjadi 13.300 J/m2. memiliki kekuatan yang tinggi, keras, ulet, kenyal dan getas. Jadi semakin banyak serat eceng gondok pada sampel, maka nilai kuat impaknya semakin tinggi atau sebaliknya semakin sedikit serat eceng gondok pada papan gipsum maka nilai kuat impaknya semakin rendah.
Tabel 4.8 Perbandingan Standar Pengujian Papan Gipsum Plafon Dengan Hasil Penelitian
No Sifat
Fisik/Mekanik SNI 03 2105 2006 JIS A 5908 2003
Hasil Penelitian
1 Densitas ( kg/m3) 500 – 900 400 900 1248 – 1782
2 Daya serap air (%) 14 5 – 13 16,08 30,70
3 MOR (N/m2) 18,032 17,65 15,55 56,01
4 MOE (N/m2) 1500 1200 967,51 3861,80
5 Kuat Tarik (N/m2) 30,41 29,24 53,31 616,03
6 Kuat Impak (J/m2) 3200 – 13300