Adapun beberapa saran yang ingin disampaikan penulis agar penelitian ini dapat lebih dikembangkan lagi adalah sebagai berikut:
1. Perlu dilakukan pengujian dengan peralatan yang lebih memadai, misalnya ada tabung vakum untuk membuat komposit agar hasil yang diperoleh lebih maksimal.
2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dilihat cara pengemasan komposit fly ash dengan variasi perlakuan panas (curing).
III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Material Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung dan Laboratorium Teknik Mesin Politeknik Universitas Sriwijaya. Adapun kegiatan penelitian yang dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Unila adalah: pembuatan cetakan, pencampuran, dan pemanasan komposit.
B. Bahan yang Digunakan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Resin epoxy dan hardener
Resin epoxy Berfungsi sebagai matrik dalam komposit, sedangkan hardener berfungsi sebagai pengeras komposit.
Dengan data–data spesifikasi epoksi resin yang dipergunakan adalah sebagai berikut:
a. Viskositas pada 25 0C 13.000 + 2.000 mPa .s
b. Nomor Epoksi 22.7 + 0.6 %
c. Ekuivalen Epoksi 189 + 5 g/equiv
d. Nilai Epoksi 0.53 + 0.01 equiv /100g e. Total kandungan klorin < 0.2 %
f. Kandungan klorin hydrolysable < 0.05 %
g. Warna < 1 Gardner
h. Densitas pada 25 0C 1.17 + 0.01 g/cm3 2. Fly ash
Berfungsi sebagai penguat atau sebagai pengisi dalam komposit.
Gambar 10. Fly Ash
Tabel 3. Sifat kimia fly ash Tarahan Provinsi Lampung (Sumber: Hasil Laboratorium PT.Sucofindo)
Analisis Kimia Nilai
SiO2 (%) 61,55 Al2O3 (%) 22,31 Fe2O3 (%) 4,72 CaO (%) 3,39 MgO (%) 0,52 K2O (%) 0,61 Na2O (%) 1,86 MnO2 (%) 0,08 TiO2 (%) 1,53 P2O5 (%) 0,35 SO3 (%) 2,56
Adapun pembahasan komposisi kimia dari fly ash ini dapat dilihat pada BAB IV.
C. Alat yang digunakan
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Universal Testing Machine (UTM), digunakan untuk uji bending.
Gambar 11. Alat uji bending
2. Cetakan, digunakan untuk mencetak benda uji
Gambar 12. Cetakan
3. Pengaduk, digunakan untuk mengaduk matrik dan limbah batubara sehingga mempunyai komposisi yang seragam.
4. Timbangan Digital
Timbangan digital digunakan untuk mengukur berat fly ash sebelum dilakukan pencampuran dalam pembuatan komposit.
Gambar 14. Timbangan digital
5. Amplas, digunakan untuk menghaluskan benda uji.
6. Gergaji, digunakan untuk memotong bahan spesimen.
Gambar 16. Gergaji
7. Grinder, untuk finishing geometri spesimen uji.
Gambar 17. Grinder
Gambar 18. Ayakan
9. Grease/gemuk, untuk menjaga agar bahan spesimen tidak lengket pada cetakan.
D. Prosedur Penelitian
Untuk diagram alir pada penelitian ini ditunjukkan oleh Gambar sebagai berikut:
Gambar 20. Diagram alir penelitian
Kesimpulan dan saran
Selesai Hasil dan Pembahasan Pembuatan cetakan
Analisa data Pembuatan komposit
Pengujian komposit: uji bending dan fhoto SEM Mulai
Persiapan fly ash dan epoxy
Persiapan bahan, alat uji & ukur
Pencampuran 60% epoxy
(30% hardener dan 30%
Prosedur pengujian dimulai dengan pemasangan kelengkapan alat uji bending seperti dudukan, komputerisasi, alat penekan bending dan sebagainya. Adapun alat uji bending yang digunakan adalah hydraulic universal material tester. Pengujian dilanjutkan dengan meletakkan spesimen di tempat alat uji bending setelah itu ditekan tombol start untuk mulai melakukan bending, penekan bending mulai bergerak kebawah sedikit demi sedikit menekan spesimen yang sudah ada di bawahnya, gerakan penekan diberhentikan dengan menekan tombol stop ketika spesimen sudah mengalami patah. Melalui pengujian ini didapat hasil flectional strength (kekuatan bending) dan gaya maksimumnya yang bisa kita lihat melalui komputerisasi yang sudah ada pada alat uji bending tersebut, pengujian ini terus berjalan sampai 12 spesimen komposit yang merupakan variasi dari ukuran butir fly ash yaitu terdiri dari tiga spesimen dengan ukuran butir fly ash 120 mesh, tiga spesimen dengan ukuran butir fly ash 80 mesh, tiga spesimen dengan ukuran butir fly ash 40 mesh, dan tiga spesimen dengan epoxy murni. Data-data hasil dari keseluruhan pengujian dapat dilihat pada Tabel 4, sedangkan data-data hasil pengujian yang dibahas dalam bab ini ditampilkan dalam bentuk grafik.
Metode pelaksanaan penelitian yang dilakukan dibagi menjadi 4 tahapan, yaitu:
1. Pembuatan cetakan spesimen uji
2. Rencana persiapan pencampuran
4. Pengujian dan analisa.
1. Pembuatan cetakan spesimen
Cetakan spesimen uji dibuat dengan ukuran standar pengujian, bahan yang digunakan untuk cetakan ini adalah kaca. Cetakan ini disesuaikan dengan geometri spesimen uji bending ASTM D-790 ”Standart Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating
Materials” dengan dimensi yang disesuaikan, ditunjukan pada Gambar 23. Dimana : d=Tebal spesimen (mm) L= Panjang spesimen (mm) b= Lebar spesimen (mm)
Gambar 21. Geometri spesimen uji bending (dalam mm)
100
15
6
b
2. Persiapan pencampuran
a. Persiapan matriks
Pencampuran untuk pembuatan benda uji matriks dilakukan dengan mencampurkan resin epoxy dan hardener (pengeras) dengan komposisi perbandingan 1:1 (30% epoxy dan 30% hardener). Sifat-sifat mekanik resin yang digunakan dalam penelitian ini juga perlu diketahui, oleh sebab itu maka dilakukan pengujian bending.
b. Persiapan penguat (fly ash)
Bahan penguat yang digunakan adalah fly ash, fly ash dihancurkan penggiling dan diayak hingga diperoleh ukuran fly ash berdasarkan diameter yang diinginkan yaitu: 40 mesh, 80 mesh dan 120 mesh. Adapun fly ash ini sebanyak 40%.
3. Pembuatan benda uji
Setelah didapatkan fly ash dengan ukuran partikel (secara ukuran mesh): 40, 80 dan 120, maka fly ash diukur perbandingan massa campurannya, adapun perbandingan campurannya yaitu fly ash 40% dan matriks (resin epoxy) 60% . Secara ukuran dengan satuan gram, dapat dijelaskan bahwa dalam pembuatan satu spesimen komposit yaitu seberat 100 gram (100%) yang terdiri dari 30 gram (30%) resin epoxy +30 gram (30%) hardener + 40 gram (40%) fly ash
Untuk masing-masing jenis ukuran fly ash diatas akan dibuat material uji sebanyak:
a. Tiga buah untuk ukuran partikel fly ash 40 mesh b. Tiga buah untuk ukuran partikel fly ash 80 mesh c. Tiga buah untuk ukuran partikel fly ash 120 mesh d. Tiga buah untuk spesimen tanpa fly ash (epoxy murni)
4. Prosedur pengujian dan hasil analisa
Pelaksanaan pengujian adalah adalah proses uji bending, pengujian bending pada komposit dilakukan untuk mengetahui kekuatan terhadap bending atau kelenturan. Dari pengujian ini akan didapat data beban yang dapat diterima oleh benda uji sebelum terjadi patahan. Adapun metode pengujiannya adalah sebagai berikut:
Gambar 22. Pengujian bending
Prosedur pengujian bending menggunakan three point bending seperti pada Gambar 22. Pengujian dilakukan untuk mendapatkan
kekuatan bending dan gaya maksimum yang terjadi pada komposit partikel.
Sesuai standart ASTM D 790, teori perhitungan kekuatan bending adalah:
σf =
Dimana:
P= Gaya beban maksimum (N) L= Panjang spesimen (mm) b= Lebar spesimen (mm) d=Tebal spesimen (mm)
Rumus lain untuk mencari kekuatan bending adalah sebagai berikut :
W
b =M
bmax = 3PL 2bd2H
2. B
6
F
max. L
4
……….(1) ………(2) …….. (1)Maka dengan persamaan yang ada diatas,
σb
=Dimana:
Wb = Gaya Berat (N)
σb =Kekuatan Bending (N/mm2) Mbmax =Momen maksimum (Nmm) Fmaks = Gaya maksimum (N) B = Lebar spesimen (mm)
M
bmaxW
b ………(3)DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1 Fly ash ... 7
Gambar 2 Continous fiber composite (Gibson, 1994) ... 17
Gambar 3 Woven fiber composite (Gibson, 1994) ... 18
Gambar 4 Chopped fiber composite(Gibson,1994) ... 18
Gambar 5 Hybrid composite (Gibson, 1994) ... 18
Gambar 6 Particulate Composite ... 19
Gambar 7 Laminated Composites ... 20
Gambar 8 Skema Uji Densitas (Goerge, 2003) ... 31
Gambar 9 Penampang Uji bending (Standart ASTM D 790 ... 32
Gambar 10 Epoxy dan hardener ... 36
Gambar 11 Fly Ash ... 37
Gambar 12 Alat uji bending ... 39
Gambar 13 Cetakan... 39
Gambar 14 Pengaduk ... 39
Gambar 15 Timbangan digital ... 40
Gambar 16 Amplas ... 40
Gambar 17 Gergaji ... 41
Gambar 21 Diagram alir penelitian ... 43
Gambar 22 Geometri spesimen uji bending (dalam mm) ... 45
Gambar 23 Pengujian bending ... 47
Gambar 24 Grafik kekuatan bending ... 54
Gambar 25 Foto SEM fly ash ukuran 120 mesh ... 59
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR ISI ... i DAFTAR TABEL ... ii DAFTAR GAMBAR ... ii I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1 B. Tujuan Penelitian ... 5 C. Batasan Masalah ... 5 D. Hipotesa ... 6 E. Sistematika Penulisan ... 6
II. TINJAUAN PUSTAKA A. Fly Ash ... 7
B. Komposit ... 11
1. Klasifikasi material komposit ... 16
a. Komposit serat ... 16
b. Komposit partikel... 19
c. Komposit lapis ... 19
2. Komposit fly ash ... 21
c. Perlakuan alkali ... 27
d. Aspek geometri ... 27
III. METODELOGI PENELITIAN A. Tempat pengujian... 36
B. Bahan yang digunakan ... 36
C. Alat yang digunakan ... 38
D. Prosedur penelitian... 43
1. Pembuatan cetakan spesim ... 45
2. Persiapan pencampuran ... 46
3. Prosedur pengujian dan hasil analisa ... 47
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Komposisi kimia fly ash ... 50
B. Hasil pengujian bending... 51
C. Foto SEM spesimen ... 58
V. SIMPULAN DAN SARAN A. Simpulan ... 62
B. Saran ... 63
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR PUSTAKA
ASTM D 790 ” Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials”
Callister, W. D., 2007, Material Science End Engineering An Introduction 7ed, Departemen Of Metallurgical Engineering The University Of Utah, John Willey And Sons,Inc.
Darmansyah, 2010, Evaluasi Sifat Fisik Dan Mekanik Material Komposit Serat/Resin Berbahan Dasar Serat Nata De Coco Dengan Penambahan Nanofiller, Depok, UI.
Damayanti, Retno, 2006, Penelitian Abu Batu bara sebagai Pembenah Tanah : Pengaruh Waktu Inkubasi terhadap Parameter Kualitas Tanah (Derajat Keasaman Tanah (pH-H2O), Mn, Fe, P - Total dan P - Tersedia), Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara, Bandung.
Diharjo, K., Dan Triyono,T., 2000, Buku Pegangan Kulian Material Teknik Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Feldman Dorel, Hartomo, A., J., 1995, Bahan Polimer Konstruksi Bangunan, Pt. Gramedia Pustaka Umum , Jakarta.
Femiana Gapsari dan Putu Hadi Setyarini., 2010, Pengaruh Fraksi Volume Terhadap Kekuatan Tarik Dan Lentur Komposit Resin Berpenguat Serbuk Kayu, Teknik Mesin, Universitas Brawijaya.
Gibson, 1994, Principle Of Composite Material Mechanics, New York; Mc Graw Hill, Inc.
Husin, Andriati Amir, 2005, Pemanfaatan Limbah Untuk Bahan Bangunan, Jakarta.
Ichsanudin, M., 2006, Pemanfaatan dan Pengujian Mekanik Limbah Batubara Sebagai Material Komposit. Universitas Lampung. Bandarlampung.
Jones, M., R., 1975, Mechanics Of Composite Material, Mc Graw Hill. Kogakusha, Ltd.
Kammler, H. K, Beaucage, G., Kohls, D. J., Agashe ,N Llavsky, J., 2005, In Situ Studies Of Nano Particle Growth Dynamics In Premixed Flames.
Kiswiranti, Desi. 2009. Pemanfaatan Serbuk Tempurung Kelapa Sebagai Alternatif Serat Penguat Bahan Friksi Nonasbes pada Pembuatan Kampas Rem Sepeda Motor. Skripsi Teknik FisikaUniversitas Negeri Semarang, Semarang.
Marinda Putri, 2006, Kumpulan Artikel Abu Batubara, http://www.pu.go.id
Ngurah, Ardha, dkk. 2008. Pemanfaatan Abu Terbang PLTU-Suralaya untuk Castable Refractory. www.tekmira.esdm.go.id.
Bandarlampung
Schwartz, M. M., 1984, Composite Material Handbook, Mc Graw Hill, New York.
Surdia, 1992, Pengolahan Bahan Teknik, F.T., Pradnaya Paramitca, Jakarta.
Pratama, 2011, AnalisaI Sifat Mekanik Komposit Bahan Kampas Rem Dengan Penguat Fly Ash Batubara, Makasar
Van Vlack, 2005, Ilmu Dan Teknologi Bahan, Erlangga, Jakarta.
www.stopcobrake.com/en/file/en.pdf/SAEJ661
Yun Fu, Shao., 2008, Effects of particle size, particle/matrix interface adhesion and particle loading on mechanical properties of particulate–polymer composites, Chinese Academy of Sciences, china.
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1 Unsur senyawa kimia dan sifat fisika pada fly ash ... 10
Tabel 2 Analisis kimia fly ash Tarahan Provinsi Lampung ... 11
Tabel 3 Sifat kimia fly ash Tarahan Provinsi Lampung ... 38
Tabel 4 Hasil Pengujian Bending ... 52
Pengaruh Ukuran Fly Ash Pada Kekuatan Bending Komposit
Resin Epoxy
Judul Skripsi :
Nama Mahasiswa : Yusman Zamzami
Nomor Pokok Mahasiswa : 0615021125 Jurusan : Teknik Mesin Fakultas : Teknik
MENYETUJUI
1. Komisi Pembimbing
Dr.Eng Shirley Savetlana,S.T., M.Met. Dr. Gusri Ahyar Ibrahim, S.T., M.T.
NIP. 19740202199102001 NIP. 197108171998021003
2. Ketua Jurusan Teknik Mesin
Harmen Burhanuddin, S.T., M.T. NIP. 19690620 200003 1001
1. Tim Penguji
Ketua Penguji : Dr. Eng Shirley Savetlana, S.T., M.Met. ………
Anggota Penguji : Dr. Gusri Ahyar Ibrahim, S.T., M.T. ..………..
Penguji Utama :Harnowo Supriadi, S.T., M.T. ………
2. Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung
Dr. Ir. Lusmeilia Afriani, D.E.A. NIP. 196505101993032008
SANWACANA
Assalamu’allaikum Warahmatullahi Wabarakatuh, segala Puji dan Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, Tuhan semesta alam, yang telah memberikan rahmat, nikmat, kesehatan karunia dan kelancaran hingga penulis dapat menyelesaikan Studi strata satu diperguruan tinggi Universitas Lampung. Shalawat beriring salam penulis panjantkan kepada kekasih Allah SWT, Baginda Rasullullah Muhammad SAW, yang telah membawa kita dari zaman jahiliyah ke zaman yang terang dengan keislamannya hingga saat ini.
Skripsi dengan judul ” PENGARUH UKURAN FLY ASH PADA KEKUATAN BENDING KOMPOSIT RESIN EPOXY” ini dapat diselesaikan dengan baik atas bantuan, partisipasi, dan dukungan, serta do’a dari berbagai pihak. Sebagai rasa syukur penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ayah dan Ibuku (amak), terimakasih Ayah, Ibu atas doa dan dukungannya, atas perhatian yang selalu berikan kepadaku, do’a, semangat, dukungan moril, dan materi untuk menyelesaikan Tugas akhir ini, maaf Ayah, Ibu jika saya selama ini kurang maksimal.
2. Abangku (uda) Zulisman, Jamalludin yang selama ini selalu memberikan do’a, dukungan moril, dan materi serta Kakakku (uni) Nurafni yang saat ini berada di Padang. Dan juga Paman (mamak) Muhsinin, Muslim, Mamak Didin, Bibi (etek) Nurjanah dan semua keluarga yang ada di Padang. Terimaksih atas semangat motivasi dan dukungan yang telah kalian berikan kepada penulis
3. Keluarga Nenek Upik di Way Halim Bandarlampung sudah memberikan dukungan yang banyak untuk penulis.
5. Bapak Harmen Burhanuddin, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung atas segala arahan dan motivasinya selama ini.
6. Ibu Dr. Eng Shirley Savetlana,S.T.,M.Met dan Bapak Dr. Gusri Ahyar Ibrahim, S.T.,M.T. selaku pembimbing yang dengan sabar memberikan bimbingan, pengetahuan, saran, serta nasehat selama proses penyelesaian skripsi.
7. Bapak Harnowo Supriyadi, S.T.,M.T. selaku dosen pembahas yang telah memberikan saran dan masukan sebagai penyempurnaan penulisan skripsi ini.
8. Seluruh dosen Jurusan Teknik Mesin atas ilmu yang telah diberikan selama penulis melaksanakan studi, baik materi akademik dan motivasi untuk masa yang akan datang. Tak lupa juga terima kasih kepada staff dan karyawan Gedung H Teknik Mesin Universitas Lampung.
9. Aktifis Dakwah Kampus (ADK) dan Aktifis Dakwah Kampus Permanen (ADKP) Unila, para Ustadz/zah semoga dakwah ini terus diridhoi oleh Allah SWT dan di syurgaNya lah kita berharap dipertemukan kembali. 10.Buat sahabat-sahabatku yang pernah satu kosan Oben, Eko Andika,
Nurhadi, Zaenal, Aan, Waskita.
11.Kepada Agus Setiawan rekan penulis yang selama ini selalu membantu Penulis.
12.Kepada teman-teman MONAM (Mesin 06) lainnya Ahmad Munandar Prio Sudarmo, Bayu Agung Permana, Dea Putri Pintaranata, Prima Kumbara, Rizal Ferdeiansyah, Adhi Nugraha Yoga T, Adi Purnomo, Aditia Triatmaja, Afrino Biantoro, Agung Wijaya, Agus Ferdian Undar K,Agus Setiawan, Alex Setiawan, Alfis Syarif, Andri Saputra, ,Ari Andrew Pane, Arly Prasetyo N, Arman Bastian, Bambang Sulaksana, Bongsu A J Siahaan, Cholyan Perwira, Danan Purna Jaya, Dede Yudo Prasongko, Dhimas Cahyo Wibowo, Dian Fadli, Dian Pramono, Dimas Rilham P, Dody Suharto, Dony Sigit Kuncoro, Edo Trinando, Fauzi Saputra, Firman
Wayan Gede Budi S, Imran Oktariawan, smail, Jonathan Mikeson P, Joni Parizal, Ketut Dewantara, Muhammad Iqbal, Nur Ismanto, Puji Febriansyah, R Panji Satrio W G, Rino Indriyanto, Rosyidi Yusuf, Ryan Muhriyana, Satyan Donier, Setiyo Birowo, Subekti Bagus W, Sulistiyono, Sutrisno, Try Wahyu, Wengky Berlianto, Yoga Kurnia Amran, Yusfiul Hilal, Zaki Okta Zari. Untuk semua teknik mesin 06, jangan pernah lupa dengan almamater, dipatri didalam bilik-bilik jiwa kita “solidrity forever” kebersamaan yang terus ada.
13.Keluarga besar Himpunan Mahasiswa Teknik Mesin Universitas Lampung.
14.Bapak Idham selaku selaku teknisi di Lab. Biomassa FMIPA Unila yang telah membantu dalam pengambilan data untuk menunjang skripsi ini. 15.Semua pihak yang tidak mungkin penulis sebutkan, yang telah ikut serta
membantu dalam penulisan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih banyak kekurangan. Oleh sebab itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari semua pihak. Penulis berharap skripsi ini bermanfaat bagi semua yang membaca dan bagi penulis sendiri.
Bandar Lampung, 6 Mei 2013 Penulis
MOTTO
“Katakanlah: "jika bapa-bapa, anak-anak, saudara-saudara,
isteri-isteri, kaum keluargamu, harta kekayaan yang kamu usahakan,
perniagaan yang kamu khawatiri kerugiannya, dan tempat tinggal
yang kamu sukai, adalah lebih kamu cintai dari Allah dan Rasul-Nya
dan dari berjihad di jalan-Nya, maka tunggulah sampai Allah
mendatangkan keputusan-Nya". Dan Allah tidak memberi petunjuk
kepada orang-orang yang fasik”
(QS. At Taubah : 24)
“Sebaik-baik manusia adalah bermanfaat banyak untuk orang lain”
(Al – Hadist)
“Keimanan yang mendalam kepada Allah SWT yang diaplikasikan
dalam kehidupan sehari-hari ditambah dengan kerja keras, itulah
kunci sukses dunia akhirat”
SKRIPSI INI DIBUAT SENDIRI OLEH PENULIS DAN BUKAN HASIL PLAGIAT SEBAGAIMANA DIATUR DALAM PASAL 27 PERATURAN AKADAEMIK UNIVERSITAS LAMPUNG DENGAN SURAT KEPUTUSAN REKTOR No.3187/H26/DT/2010.
YANG MEMBUAT PERNYATAAN
Yusman Zamzami 0615021125