METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu
Penelitian mengenai genteng komposit busa diperkuat serat TKKS dilaksanakan dalam beberapa tahapan, yaitu seperti diuraikan pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1. Lokasi dan waktu penelitian
No. Waktu Aktifitas Lokasi Penelitian
1. November-Desember Persiapan serat TKKS Pusat Riset Impak dan
Keretakan, Dept. Teknik Mesin, FT-USU.
2. Januari-Februari Pembuatan genteng
kompositdicampur
seratTKKS dengan
metode kimia dan fisika.
Pusat Riset Impak dan Keretakan, Dept. Teknik Mesin, FT-USU.
3 Maret Uji Flexure Pusat Riset Impak dan
Keretakan, Dept. Teknik Mesin, FT-USU.
4. April Analisa data/olah data.
3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat
Beberapa alat yang digunakan dalam penelitian genteng komposit busa diperkuat serat TKKS ini diperlihatkan pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2. Alat-alat penelitian
No Nama Alat Fungsi Spesifikasi
1. Universal testing machine
Uji flexure merek: Shimadzu
beban maks. 100KN 2. Horizontal shaft
mixer
Mengaduk bahan Kapasitas 0,3m3
3. Foam generator Membuat foam Putaran: 2500 rpm
Beban maks. 5kg 5. Mesin penghalus
serat
Penghalus serat Daya: 1 hp
Putaran: 1400 rpm 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14 Cetakan Genteng Ayakan Sendok semen Masker Gunting
Baut dan Mur
Sendok semen Kuas Ember Mencetak spesimen Menyaring pasir Mencampur bahan Melindungi dari debu semen Memotong serat TKKS Untuk mengunci spesimen dalam cetakan Untuk mengaduk material
Untuk mengoles oli Untuk meletakan spesimen
Material: fiber glass
Mesh: 10,20,30,40
3.2.2 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam proses penelitian genteng komposit busa diperkuat serat TKKS diperlihatkan pada Tabel 3.3.
Tabel 3.3. Bahan-bahan penelitian
NO Bahan Jenis bahan
1 Serat TKKS Kelapa Sawit PT PTPN III
2 Air Air PDAM TIRTANADI
3 Pasir Pasir dari sungai bingai
4 Semen Merek Semen Padang
3.3 Desain Genteng Komposit
Genteng komposit concreate foam dengan serat TKKS. Genteng yang ada dipasaran sekarang ini ada 3 genteng yaitu flat profile, medium profile, high profile. Bentuk genteng yang dipilih peneliti ini sudah ada dipasaran dengan nama genteng profil datar. Genteng konvesional yang sudah ada dipasaran ini banyak dipilh untuk rumah minimalis tetapi genteng ini memiliki bobot yang berat yang berat rata-rata genteng ini 2,7 kg sehingga genteng ini lama kelamaan semakin berkurang dipasaran. Peneliti membuat desain genteng sama dengan bentuk, ukuran genteng konvesional yang sudah ada dipasaran. Bentuk dan ukuran yang akan dibuat memiliki bentuk yang sudah ada dipasaran.
3.3.1 Genteng Profil Medium
Genteng profil medium ini yang ada dipasaran memilki Genteng yang ketinggian profilnya lebih besar dari ½ inch, dan rasio perbandingan antara tinggi dan lebar profilnya kurang atau sama dengan 1:5.
3.3.2 Genteng Profil Datar
Genteng yang sudah ada dipasaran sekarang ini memiliki desain profile rata atau ketinggian profil kurang dari ½ inch yang memilki ukuran 420×361.
Gambar 3.2. model genteng profil datar 3.3.3 Genteng High Profil
Genteng dengan rasio perbandingan antara tinggi dan lebar profilnya diatas 1:5.
3.4 Proses Pembuatan Genteng Komposit
Sebelum genteng komposit dibuat serat TKKS harus melaui tahapan untuk menghilangkan kandungan minyaknya. Serat TKKS yang diperoleh dari hasil pengolahan tandan kosong kelapa sawit, di-treatment untuk menghilangkan kandungan protein dan ligninnya agar serat tidak membusuk. Adapun urutan prosedur perlakuan serat TKKS adalah sebagai berikut:
1. Perendaman TKKS dalam air yang mengandung larutan NaOH 1% selama 20 jam ± 5 menit.
2. Pencucian dengan air bersih.
3. Pengeringan dengan cara menjemur serat ini dibawah sinar matahari selama 3 hari.
4. Pencacahan serat menjadi bagian-bagian kecil (5 s.d.10 cm). 5. Penghalusan serat dengan menggunakan mesin penghalus serat.
Tahapan pembuatan genteng komposit adalah sebagai berikut:
1. Pasir diayak sesuai dengan mesh (10, 20, 30, 40) untuk mendapatkan ukuran butir yang sama dan memisahkan partikel lain yang tidak dibutuhkan seperti kotoran kayu, daun kering, dll.
2. Semen diayak untuk memisahkan gumpalan-gumpalan semen yang disebabkan oleh kelembaban lingkungan penyimpanan.
3. Serat disiapkan dan ditimbang sesuai dengan komposisi yang telah ditentukan.
4. Bahan ditimbang sesuai komposisi seperti ditunjukkan pada Tabel 3.4.
Tabel 3.4. K omposisi bahan dalam satuan gram
5. Mesin horizontal shaft mixer dihidupkan.
6. Pasir, semen, serat TKKS dan air diaduk ke dalam mesin horizontal shaft
Semen Pasir Air Bahan Pengembang TKKS
Foam Air
7. Bahan pengembang diaduk dalam foam generator, foam yang dihasilkan ditambahkan ke dalam adonan dan diaduk hingga merata.
8. Hasil adonan dituang kedalam cetakan yang sudah disiapkan.
9. Setelah 24 jam cetakan dibuka dan hasil produk direndam selama 7 hari, kemudian dikeringkan dalam suhu ruangan ± 30oC dan kelembaban relatif 40%.
3.5 Makrostruktur
Untuk melihat berapa besar persentase ruang-ruang kosong atau besarnya kadar pori yang terdapat pada beton yang merupakan salah satu faktor utama yang mempengaruhi kekuatan beton maka diperlukan prosedur pengukuran dan menganalisa menggunakan software Image J untuk mendapatkan jumlah dan besar butir udara adalah sebagai berikut:
1. Klik start menu dan pilih Image J
2. Klik File Open Pilih gambar yang sudah dipotong dengan software
Adobe Photoshop.
3. Klik icon Line dan buatlah garis secara horizontal dari sisi kiri ke sisi kanan. 4. Klik icon rectangle lalu klik kanan pilih duplicate
5. Klik Analyze Set Scale Known distance = ukuran spesimen Unit of length adalah mm OK.
6. Pilih image lalu pilih type 8 bit.
7. Klik process binary make binary.
8. Klik Analyze Analyze particles Pada Show pilih Outlines Centang
Display result OK.
9. Simpan file dalam format Ms. Excel. untuk permukaan dalam genteng 10. Klik process binary make binary
11. Klik Image Adjust Treshold Treshold color B&W Close window.
12. Klik Analyze Analyze particles Pada Show pilih Outlines Centang
Display result OK.
3.6 Uji Rembesan Air
Pengujian kemampuan kedap air pada genteng pada penelitian ini mengacu pada standar SNI-0096-2007 dengan skema set-up uji seperti diperlihatkan pada Gambar 3.4 [3].
Gambar 3.4 Set up uji rembesan air
Langkah-langkah pengujian permeabilitas genteng adalah sebagai berikut: 1. Siapkan genteng komposit sebanyak 3 buah.
2. Letakkan genteng pada penyangga.
3. Lapisi sekeliling benda uji dengan pasta penambal (seal). 4. Tuang air keatas genteng hingga ketinggian 15 mm.
5. Biarkan selama 20 jam ± 5 menit dalam suhu ruangan 30oC dan kelembaban relatif 40%.
6. Catat ada atau tidak adanya tetesan air yang jatuh pada permukaan cermin.
3.7 Prosedur Pengujian Flexure
Alat uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat uji Servopulser. Pengujian impak dilakukan dilaboratoriun Riset Impak dan Keretakan Unit II Magister Teknik Mesin Universitas sumatera Utara.
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui respon tegangan pada material. Alat uji ini dapat mengukur beban tekan maksimum hingga mencapai 2000 Kgf dengan kecepatan tekan yang dapat diatur.
Dengan 2 bilah penumpu yang dilapisi elastomer dengan tinggi bilah 1 inchi dan lebar 1 inchi. Bilah penumpu dibuat dengan bentuk dari profil genteng yang dibuat dari kayu atau resin.
Nama alat untuk pengujian genteng concreate foam ini adalah servopulser.
Alat uji ini terdiri dari load cell, hidraulic, chuck, pin crosshead operation, controller, labjack, personal computer, loader, spesimen, support. Spesimen
genteng concreate foam mempunyai ukuran 380×235×x15mm spesimen
diletakkan diantara 2 bilah penumpu yang telah dibuat dari resin atau kayu yang diletakkan secara horizontal diantara chuck atas dan bawah sehingga chuck
tersebut akan menekan spesimen tersebut sampai terjadi kegagalan. Hasil pengujian yang ditunjukkan oleh software dapat disimpan dalam format Excel untuk pengolahan data sehingga diperoleh nilai tegangan flexure. Diperlihatkan pada gambar 3.5.
Gambar 3.5. Set-up Uji Tekan Flexure
Skematik pengujian genteng disesuaikan dengan bentuk profilnya, dimana bilah penumpu dan pembeban dibentuk mengikuti bentuk profil dan dilapisi elastomer dengan ketebalan 10 mm. Jarak dari bilah penumpu 2/3 dari panjang genteng dan kedua bilah penumpu mempunyai lebar 1 inchi dan tinggi 1 inchi. Dan prosedur pengujian beban flexure diperlihatkan pada Gambar. 3.6.
Gambar. 3.6. Skematik pembebanan pada uji flexure
Set up pada saat pengujian spesimen genteng concreate foam dengan 2 bilah yang menumpu genteng sudah dilapisi elastomer dengan chuck bagian atas yang disesuaikan dengan bentuk profil genteng dan chuck bagian bawah diberi plat untuk menahan 2 bilah penumpu yang dilapisi dengan elastomer yang diperlihatkan pada gambar 3.7.
3.7.1 Setup Alat Uji
Langkah persiapan pengujian yang dilakukan dalam uji tekan statik ini adalah sebagai berikut:
1. Periksa peralatan dari panel listrik, pompa air pendingin, dan perangkat hidrolik controler dalam keadaan siap beroperasi.
2. Letakkan plat penumpu yang terdiri dari plat persegi dari baja dan 2 bilah penumpu untuk meletakkan spesimen
3. Persiapkan spesimen uji.
4. Mengganti chuck bagian atas dengan loading pin yang terbuat dari resin yang dibentuk sesuai dengan bentuk spesimen
5. Hidupkan panel alat uji dalam panel elektrik. 6. Hidupkan controller.
7. Pada controller tekan HYD: Tekan pump 1, Tekan tombol load, Atur tekanan hidrolik 10 bar, Tekan tombol TEST untuk memastikan pompa bekerja dengan baik.
8. Letakkan spesimen pada base. 9. Tekan tombol BTD, enter.
10. Tekan tombol TD2, enter.
11. Tekan lambang uji mode RAMP, enter.
10. Atur pertambahan dan pengurangan langkah (nilai stroke) pada TD2, enter.
11. Atur kecepatan langkah 0,1 mm/s, enter. 12. Aktifkan program UTM di PC.
13. Atur ukuran spesimen p = 380 mm dan lebar = 235 mm 14. Atur jenis pengujian compression tekanan.
15. Atur jenis pengujian penampang round. 16. Close.
17. Atur beban tekan 2KN.
18. Tekan tombol start pada pogram UTM di PC dan selanjutnya tekan tombol start pada controller.
19. Proses pengujian akan berlangsung selama panjang stroke yang telah diatur.
3.8 Diagram Alir Penelitian
Secara umum penelitian ini dilakukan dalam tahapan-tahapan yang sudah direncanakan yaitu dimulai dengan studi literature, persiapan alat dan bahan, pembuatan serat TKKS, pembuatan specimen, uji laboratorium, dan pengolahan data. Diperlihatkan pada gambar 3.8.