BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.4 Variabel Yang Diamati
• Komposisi Poliester 29%
• Komposisi aspal 5%
• Komposisi styrofoam bekas 1%
• Komposisi Pasir : (65 %,64%, 63%, 62%, 61%,60%)
• Komposisi serat ijuk : (0%, 1%, 2%, 3%,4%, 5%)
Variabel Terikat
• Kerapatan
• Daya serap air
• Kekuatan tarik
• Kekuatan lentur
• Kekuatan impak
• Waktu nyala dan jarak bakar
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 SIFAT FISIS GENTENG KOMPOSIT POLIMER 4.1.1 Kerapatan
Densitas atau kerapatan merupakan besaran fisis yang menunjukkan besarnya massa suatu benda persatuan volume. Dalam mendesain material komposit kerapatan merupakan besaran yang penting untuk menentukan keberhasilan material yang dibuat.
Data hasil pegujian kerapatan genteng komposit polimer dihitung dengan menggunakan Persamaa 2.11, hasil pengujian dan perhitungan kerapatan selengkapnya disajikan dalam Tabel L.2 pada Lampiran B dan nilai kerapatan rata-rata dapat dilihat dalam Tabel 4.1 berikut ini
Tabel 4.1 Nilai kerapatan rata-rata Nomor
Sampel
Persentase Berat
(Polister : Aspal : PS : Pasir : Ijuk)
Rata-rata Kerapatan
(gr/cm3)
1 (29 : 5: 1 : 65 : 0) 1,79
2 (29 : 5: 1 : 64 : 1) 1,79
3 (29 : 5: 1 : 63 : 2) 1,78
4 (29 : 5: 1 : 62 : 3) 1,77
5 (29 : 5: 1 : 61 : 4) 1,76
6 (29 : 5: 1 : 60 : 5) 1,54
Berdasarkan Tabel 4.1 di atas dapat dilihat bahwa nilai kerapatan yang terendah didapat pada sampel 6 dengan komposisi serat ijuk 5% yaitu sebesar 1,54 gr/cm3, sedangkan nilai kerapatan tertinggi didapat pada sampel 1 dan 2 yaitu sebesar 1,79 gr/cm3.
Gambar 4.1 Grafik kerapatan terhadap komposisi serat ijuk
Berdasarkan Gambar 4.1 dapat diamati bahwa kerapatan genteng yang dihasilkan nilainya menurun pada sampel 3, 4, 5 dan 6. pengurangan pasir dan penambahan serat mengakibatkan adanya penambahan fraksi volume, hal ini disebabkan oleh adanya perbedaan antara kerapatan serat ijuk dan pasir, dengan fraksi berat yang sama antara pasir dan serat ijuk namun fraksi volume keduanya akan berbeda sehingga dengan pengurangan pasir dan penambahan serat ijuk dalam fraksi berat yang sama dapat menambah volume genteng komposit polimer yang dihasilkan, hal ini akan berpengaruh terhadap nilai kerapatan genteng tersebut. Hasil pengujian sampel 2 menunjukkan nilai kerapatannya sama dengan sampel 1 yaitu sebesar 1,79 gr/cm3, penambahan fraksi berat serat ijuk sebanyak 1% belum memberikan pengaruh yang signifikan terhadap volume genteng komposit polimer yang dihasilkan. Untuk sampel 6 dengan komposisi serat 5%, nilai kerapatannya turun sangat rendah, hal ini disebabkan jumlah serat yang digunakan sudah melebihi batas maksimal, ketidak mampuan matrik mengikat serat dalam jumlah yang banyak mengakibatkan sampel rusak, banyak serat yang terlepas dan terjadinya banyak rongga baik dipermuakaan material maupun yang terbentuk di dalamnya.
1,79 1,79 1,78 1,77 1,76
1,54
Dari hasil penelitian dapat dikatakan bahwa penambahan serat ijuk dalam batas ukuran tertentu dapat memperbaiki sifat fisis genteng komposit polimer yang dihasilkan, namun jika serat yang digunakan sudah melebihi batas maksimal maka komposit yang dihasilkan akan rusak.
Saat ini Badan Standarisasi Nasional Indonesia belum mengeluarkan persyaratan khusus untuk genteng polimer, dalam penelitian ini standar yang digunakan mengacu pada spesifikasi sebuah genteng polimer komersil dari Ukraina (Lampiran C). Nilai kerapatan genteng polimer acuan adalah sebesar 1500 kg/m3 atau sama dengan 1,5 gr/cm3 sedangkan nilai kerapatan genteng polimer yang dihasilkan dalam penelitian ini berkisar antara 1786 kg/m3 sampai 1536,28 kg/m3 atau sama dengan 1,79 gr/cm3 sampai 1,53 gr/cm3. Ini artinya kerapatan yang diperoleh dalam penelitian ini lebih besar dibandingkan nilai kerapatan genteng rujukan. tetapi nilai ini masih mendekati dengan nilai kerapatan genteng tersebut, nilai kerapatan yang paling mendekati diperoleh pada sampel 6 dengan komposisi serat 5% yaitu 1536,28 kg/m3. jika ditinjau dari massa genteng per meter, genteng yang dihasilkan dalam penelitian ini jauh lebih ringan dibandingkan dengan massa genteng komersil, massa yang diperoleh dari hasil penelitian adalah 9,1 kg/m2 sedangkan massa genteng komersil adalah 20 kg/m2
4.1.2 Daya Serap Air
Daya serap air merupakan parameter penting dalam perancangan sebuah genteng, genteng yang ideal adalah genteng dengan daya serap air yang minimum sesuai dengan fungsi genteng yaitu melindungi bangunan dari guyuran hujan.
Data hasil pengujian dihitung menggunakan Persamaan 2.12 dan diperoleh daya serap air seperti dalam Tabel L.3 pada Lampiran B, data daya serap air rata-rata dapat dilihat dalam Tabel 4.2 berikut ini.
Tabel 4.2. Nilai rata-rata daya serap air genteng komposit polimer Nomor
Sampel
Persentase Berat (Polister : Aspal : PS : Pasir : Ijuk)
Berdasarkan data dalam tabel 4.2 di atas diperoleh daya serap air berkisar antara 0,45% sampai 2,40%. Daya serap air terendah didapat pada sampel 1, dimana pada sampel ini tidak ada serat yang digunakan sebagai penguat.
Ketiadaan serat disini membuat ikatan matrik dan pasir menjadi homogen sehingga cacat berupa void yang terbentuk relatif rendah dibandingkan dengan komposit yang mengunakan serat, hal ini sesuai dengan karakteristik matrik poliester, aspal dan styrofoam yang bersifat kedap air
Gambar 4.2 Grafik nilai daya serap air genteng komposit polimer
0,45 0,61 0,73 0,87 0,87
2,4
Dari grafik pada Gambar 4.2 dapat dilihat bahwa daya serap air meningkat seiring dengan bertabahnya serat.
Jika kita merujuk pada genteng polimer komersil, di mana daya serap airnya sebesar 0,6%, (Lampiran C) maka genteng komposit polimer yang dibuat dalam penelitian ini untuk sampel 1 sampai sampel 5 sudah mendekati nilai tersebut yaitu antara 0,45% sampai 0,87%, nilai daya serap air yang paling mendekati karakteristik genteng acuan diperoleh pada sampel 2 dengan komposisi serat 1% dengan daya serap air yaitu 0,61%. Untuk sampel nomor 6 dimana daya serap airnya sebesar 2,40%, nilai ini sangat jauh berbeda dengan spesifikasi genteng rujukan, hal ini disebabkan oleh penggunaan serat yang terlalu banyak, lemahnya ikatan serat dan matrik dan ketidak homogenan campuran mengakibatkan terjadinya cacat pada komposit yang dihasilkan, selain permukaan komposit yang tidak merata juga dapat menbentuk banyaknya pori di dalam material komposit, Pori-pori yang terjadi pada sampel dapat menjadi reservoir air bebas didalam agregat.
Dari hasil pengujian daya serap air maka dapat disimpulkan bahwa penggunaan serat ijuk belum bisa dimanfaatkan secara optimal karena semakin banyak serat ijuk yang digunakan justru akan meningkatkan daya serap air genteng yang dihasilkan.
4.2 SIFAT MEKANIK GENTENG KOMPOSIT POLIMER 4.2.1 Kekuatan Tarik
Data hasil pengujian kuat tarik spesimen dihitung menggunakan Persamaan 2.13 data hasil pengujian dan perhitungan selengkapnya disajikan dalam Tabel L.4 pada Lampiran B dan nilai kekuatan tarik rata-rata ditampilkan dalam Tabel 4.3 berikut ini
Tabel 4.3 Nilai rata-rata kuat tarik
Dari hasil penelitian diperoleh kuat tarik terendah pada sampel pertama yaitu sampel yang terdiri dari poliester, aspal, styrofoam bekas dan pasir tanpa menggunakan serat ijuk, kuat tarik yang di dapat adalah 18,84 kgf/cm2. Penambahan serat sebanyak 1% (sampel 2) kuat tarik meningkat sebanyak 217,73% menjadi 59,86 kgf/cm2
Berdasarkan Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa komposisi serat memberi pengaruh terhadap sifat mekanik terutama kuat tarik. Kenaikan nilai kekuatan tarik berbanding lurus dengan jumlah serat yang digunakan, semakin tinggi fraksi volume serat, maka kekuatan tariknya semakin tinggi, karena semakin banyak serat yang digunakan maka semakin banyak komponen penguat untuk menahan beban, tetapi peningkatan fraksi volume serat mempunyai batas maksimum, apabila serat yang digunakan melebihi batas maksimum maka kekuatan tariknya akan menurun, hal ini disebabkan tingkat pembasahan matrik terhadap serat berkurang yang mengakibatkan melemahnya kemampuan matrik mengikat serat.
dan kekuatan tarik terbesar diperoleh pada komposisi serat 4%, penambahan serat ijuk 4% menghasilkan kenaikan kekuatan mencapai 321.13%. Kekuatan tarik genteng komposit polimer kembali melemah pada sampel 6.
Gambar 4.3 Grafik hubungan antara kuat tarik dan komposisi serat ijuk Kekuatan perekatan matrik sangat berpengaruh terhadap kekuatan komposit, jika ikatan matrik dan serat sempurna, maka kekuatan komposit ditentukan oleh kekuatan seratnya, adanya adhesi yang kuat antara matrik dan serat membuat bidang antar muka menjadi kuat. selain itu arah serat juga merupakan hal penting dalam penguatan komposit, karena arah serat berkaitan erat dengan penyebaran gaya yang bekerja pada komposit
Genteng dengan fraksi berat serat ijuk 4% pada penelitian ini mempunyai kekuatan mekanik yang tertinggi, tegangan yang diberikan pada spesimen akan terdistribusi secara merata karena beban yang juga ikut disanggah oleh serat dan matriks disini akan lebih berfungsi sebagai pendistribusi tegangan. Ikatan antara matriks dan filler harus kuat. Apabila ikatan yang terjadi cukup kuat, maka mekanisme penguatan dapat terjadi. Tetapi apabila ikatan antar permukaan partikel dan matriks tidak bagus, maka yang terjadi adalah filler hanya akan berperan sebagai impurities atau pengotor saja dalam spesimen. Hal ini terjadi pada fraksi berat 5% serat ijuk , dimana dengan banyaknya filler, resin sebagai matriks tidak dapat mengikat filler dengan baik, akibatnya filler akan terjebak dalam matriks tanpa memiliki ikatan yang kuat dengan matriksnya. Udara yang terjebak dalam matriks dapat menimbulkan cacat pada spesimen. Akibatnya beban
18,84
atau tegangan yang diberikan pada spesimen tidak akan terdistribusi secara merata. Hal inilah yang menyebabkan turunnya kekuatan mekanik pada komposit.
4.2.2 Kuat Lentur
Kuat lentur merupakan kemampuan benda terhadap pembebanan maksimum persatuan luas. Data hasil pengujian dapat dihitung kekuatan lentur menggunakan Persamaan 2.16. Data selengkapnya disajikan dalam Tabel L.5 pada Lampiran B dan nilai kuat lentur rata-rata disajikan dalam Tabel 4.4 berikut ini.
Tabel. 4.4 Nilai rata-rata kuat lentur Nomor
Sampel
Persentase Berat
(Polister : Aspal : PS : Pasir : Ijuk)
Rata-rata Kuat Lentur (kgf/cm2)
1 (29 : 5: 1 : 65 : 0) 75,96
2 (29 : 5: 1 : 64 : 1) 114,99
3 (29 : 5: 1 : 63 : 2) 153,53
4 (29 : 5: 1 : 62 : 3) 205,56
5 (29 : 5: 1 : 61 : 4) 230,46
6 (29 : 5: 1 : 60 : 5) 33,26
Dari hasil penelitian diperoleh kuat lentur yang paling tinggi pada sampel 5 dengan fraksi berat serat ijuk 4% yaitu sebesar 230,46 kgf/cm2 atau sama dengan 22,56 MPa dan nilai kuat lentur terendah diperoleh pada sampel 6, yaitu 33,26 kgf/cm2
Berdasarkan data dalam tabel 4.4 di atas, dapat digambarkan grafik hubungan kekuatan lentur dan variasi komposisi serat ijuk seperti dalam gambar 4.4 berikut ini.
sama dengan 3,26 MPa.
Gambar 4.4 Grafik hubungan antara kuat lentur dan komposisi pasir dan ijuk Berdasarkan grafik pada Gambar 4.4 di atas maka dapat dilihat bahwa pertambahan kekuatan lentur spesimen sangat dipengaruhi oleh komposisi material penyusun. Pada sampel 1 yang tidak diperkuat serat diperoleh hasil uji spesimen kuat lentur sebesar 75,96 kgf/cm2
Ikatan yang tidak sempurna antara matrik dan filler yang terjadi pada spesimen dengan komposisi 5% serat ijuk mengakibatkan terjadinya cacat.
. Untuk sampel 2 sampai sampel 5 kekuatan cenderung meningkat, penambahan kekuatan ini seiring dengan bertambahnya jumlah serat ijuk yang digunakan. Ini artinya penempatan serat ijuk secara kontinu dan searah dapat menambah kekuatan lentur material komposit hingga 203,39%. Namun beda halnya untuk sampel 6, sampel dengan fraksi berat serat ijuk sebesar 5% mengalami penurunan kekuatan bahkan kekuatannya lebih rendah dari sampel 1 (tanpa serat), hal ini disebabkan oleh penggunaan serat dalam jumlah yang banyak mengakibatkan resin sebagai matriks tidak dapat mengikat serat yang masuk dengan sempurna, akibatnya serat akan terjebak dalam matriks tanpa memiliki ikatan yang kuat dengan matriksnya, beban atau tegangan yang diberikan pada spesimen tidak akan terdistribusi secara merata.
Peningkatan volume serat dapat mengurangi deformability (khususnya pada permukaan) dari matriks sehingga menurunkan keuletannya. Selanjutnya, komposit akan memiliki kekuatan lentur yang rendah.
75,96
terbentuknya void dan suface crack pada spesimen yang nantinya menjadi awal retakan spesimen. Hal inilah yang menyebabkan spesimen tidak mampu menahan beban, sehingga kekuatan lenturnya jauh lebih rendah dibandingkan spesimen dengan komposisi 4% serat ijuk. Bentuk kegagalan spesimen uji lentur dalam penelitian ini adalah berupa kgagalan patah getas
Kuat lentur tertinggi yang diperoleh dari penelitian ini adalah 230,46 atau sama dengan 22,56 MPa, nilai ini jauh lebih tinggi dibandingkan kuat lentur genteng komersil yang dijadikan rujukan yaitu sebesar 10 MPa, nilai kekuatan lentur dari hasil penelitian yang paling mendekati dengan kuat lentur genteng rujukan berada pada sampel 2 dengan komposisi serat 1% yaitu sebesar 114,9 kgf/cm2
4.2.3. Kuat Impak
atau setara dengan 11,28 MPa. Hal ini membuktikan bahwa penambahan serat ijuk sebagai penguat pada pembuatan genteng komposit polimer dapat meningkatkan kekuatan lenturnya
Kuat impak adalalah kekuatan bahan terhadap pempebanan dinamis, kegetasan suatu material dapat diukur dengan pengujian impak. Dari data hasil pengukuran, kekuatan impak genteng komposit polimer dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.18. Data kuat impak selengkapnya dapat dilihat pada Tabel L.6 pada Lampiran B dan data kekuatan impak rata-rata dapat dilihat pada Tabel 4.5 berikut ini:
Tabel 4.5 Nilai ata-rata kuat impak Nomor
Data hasil pengujian dan perhitungan menunjukkan adanya kenaikan kekuatan setiap penambahan jumlah serat yang digunakan. Hasil pengujian kuat impak sampel 1 (tanpa serat) adalah 0,22 J/cm2
Kekuatan tertinggi dihasilkan pada spesimen uji sampel 4 dan 5 yaitu sebesar 1,8 J/cm
. Peningkatan kekuatan terjadi pada sampel 2 sampai 5, namun kekuatan kembali menurun pada sampel 6.
2. dan yang teredah didapat dari spesimen uji sampel 1 (tanpa serat) sebesar 0,22 J/cm2
Pada sampel 6 kekuatan impak menurun, hal ini dikarenakan penggunaan serat sebanyak 5% sedangkan komposisi matrik tetap sehingga serat mendominasi komposit, adanya kejenuhan dari matrik pada komposisi serat 5% mengakibatkan ikatan antara matrik dan serat melemah, kurangnya tingkat pembasahan matrik terhadap serat mengakibatkan banyak serat yang terlepas dari matrik (debonding), sehingga kondisi fisik genteng yang dihasilkan pada komposisi ini rusak.
.
Gambar 4.5 Grafik Kuat impak terhadap komposisi serat ijuk
Dari Gambar 4.5 menunjukkan adanya hubungan antara fraksi berat serat dengan kekuatan impak. Kekuatan impak bertambah sejalan dengan penambahan
0,22
komposisi serat, hal ini sesuai dengan fungsi keberadaan serat sebagai penguat atau penahan beban.
Dari temuan di atas membuktikan bahwa penambahan serat ijuk dalam campuran mampu memperbaiki sifat matrial yang sebelumnya getas (brittel) menjadi liat (ductile)
4.3 Titik Bakar dan Titik Nyala
Dalam mendesain material konstruksi sifat ketahan terhadap api merupakan suatu paramter penting yang harus di perhatikan. Sifat mampu nyala genteng komposit polimer dalam penelitian ini ditentukan dengan cara yang ditetapkan dalam JIS-K6911-1970. Data hasil penelitian diperoleh seperti dalam Tabel L.7 pada Lampiran B dan data kemampuan nyala rata-rata disajikan dalam Tabel 4.6 berikut ini:
Tabel 4.6 Data pengukuran kemampuan nyala
Nomor
Data hasil uji nyala genteng komposit polimer didapatkan sampel yang paling cepat menyala adalah sampel 1 yaitu hanya 19 detik dan yang paling lama yaitu sampel 3, sampel 4 dan 5 yaitu 19,67 detik. Hal ini karena matrik yang digunakan dalam penelitian ini merupakan bahan polimer yang sangat mudah menyala. Dari data di atas dapat dibuat grafik hubungan antara persentasi serat ijuk yang digunakan dengan waktu penyalaan dari genteng komposit polimer seperti dalam Gambar 4.6 dibawah ini.
Gambar 4.6 Grafik kemampuan nyala genteng komposit polimer
Dari data yang dihasilkan pada pembakaran spesimen, maka diidentifikasi bahwa bahan genteng komposit polimer menggunakan resin poliester, aspal, styrofoam bekas dan serat ijuk sebagai bahan penguat termasuk ke dalam material yang habis terbakar sendiri. Karena rata-rata persentase pada variasi serat menunjukkan rata-rata kemampuan nyala pada waktu 19 detik. Hal ini dikarenakan sifat dari resin poliester dan polistiren yang tergolong ke dalam kelompok polimer terbakar sendiri dengan laju lambat (Surdia, 1995). Aspal juga tergolong kedalam material yang mudah terbakar karena aspal merupakan residu destilasi dari minyak bumi.
Komposit dari spesimen yang paling lama menyala adalah pada persentase serat ijuk 2% (sampel 3), 3% (sampel 4) dan 4%( sampe 5) yaitu 19,67 detik. Dari Gambar 4.6 juga diperlihatkan bahwa pemberian serat ijuk pada komposit polimer selain meningkatkan kekuatan mekanik juga dapat meningkatkan ketahanan nyala api.
Jarak bakar adalah panjang spesimen yang terbakar setelah waktu 30 detik.
Dari hasil pengujian yang dilakukan sebanyak tiga kali pengujian untuk setiap
19
19,33
19,67 19,67 19,67
19,33
18,6 18,8 19 19,2 19,4 19,6 19,8
0% 1% 2% 3% 4% 5%
Waktu Penyalaan (detik)
Persentase ijuk
sampel dan diperoleh data rata-rata jarak bakar genteng komposit polimer seperti yang digambarkan dalam grafik pada Gambar 4.7 berikut ini:
Gambar 4.7 Grafik Jarak bakar terhadap komposisi serat ijuk
Dari data yang dihasilkan jarak bakar tertinggi diperoleh pada spesimen yang tidak menggandung serat (sampel 1) yaitu 16 mm, dan yang paling rendah yaitu pada sampel 5 dengan persentase serat ijuk 4% yaitu 12 mm. Laju bakar menyatakan jarak bakar persatuan waktu, dari data hasil pengujian waktu penyalaan dan jarak bakar diperoleh spemimen yang paling unggul yaitu spesimen dengan komposisi serat ijuk 4% atau sampel 5 dengan laju bakar 0,4 mm/detik.
Berdasarkan data hasil penelitian, karaktristik terbaik dari genteng komposit polimer yang dihasilkan baik dari uji fisis, uji mekanik dan uji termal diperoleh pada sampel 5 dengan perbandingan komposisi poliester, aspal, styrofoam, pasir dan serat ijuk masing-masing 29% : 5% : 1% : 61% : 4%,
4. 6 Pengaruh Orientasi Serat Ijuk
Perubahan arah orientasi serat ijuk memberikan pengaruh yang cukup besar terhadap karakteristik genteng komposit polimer yang dihasilkan. Orientasi serat
16
berdampak langsung pada distribusi tegangan antara matrik dan serat. Kontribusi serat terhadap sifat-sifat komposit akan maksimum jika arah pembebanan searah dengan arah serat. Data hasil penelitian tentang pengaruh orientasi sudut serat terhadap karakteristik genteng dapat dilihat dalam Tabel 4.6 berikut ini:
Tabel 4.7 Karaktristik genteng pada orientasi sudut serat 0o, 45o dan 90 Besaran
o
Sudut Orientasi Serat Ijuk
0o 45o 90o
Berdasarkan data dalam Tabel L.8 pada Lampiran B dan Tabel 4.6 di atas, maka dapat diplot grafik kerapatan akibat pengaruh orientasi sudut serat seperti pada Gambar 4.8 di bawah ini:
Gambar 4.8 Grafik kerapatan terhadap orientasi sudut serat
Berdasarkan Gambar 4.8 di atas memperlihatkan bahwa sifat fisis genteng komposit polimer tidak banyak mengalami perubahan akibat adanya perubahan
1,76 1,76
sudut orientasi serat ijuk. Kerapatan yang diperoleh pada sampel 0o dan 45o adalah sama, namun untuk sampel dengan orientasi sudut 90o
Data hasil pengujian daya serap air selengkapnya dapat dilihat pada Tabel L.9 pada Lampiran B, dan di dapatkan grafik hubungan antara orientasi sudut serat dan daya serap air seperti dalam Gambar 4.9 berikut ini
kerapatannnya menurun sebesar 0,57%.
Gambar 4.9 Grafik daya serap air terhadap orientasi sudut serat
Daya serap air yang dihasilkan pada ketiga sampel memperlihatkan tidak ada perubahan yang signifikan, daya serap air yang diperoleh untuk sampel 0o dan 45o adalah sama, namun untuk sampel dengan orientasi sudut 90o
Perubahan sudut orientasi serat tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap kerapatan dan daya serap air genteng komposit polimer yang dihasilkan, hal ini dikarenakan tidak ada perubahan baik komposisi maupun metode dalam pembuatan genteng, perubahan yang dilakukan hanya pada penempatan serat sehingga nilai kerapatan dan daya serap air yang dihasilkan pada sudut 0
daya serap airnya meningkat sebesar 1,15%.
o dan 45 osama, perbedaan nilai kerapatan dan daya serap air pada sampel dengan sudut 90o, mungkin disebabkan oleh kesalahan dalam pembuatan, proses pembuatan sampel yang masih manual memungkinkan terjadi banyak kesalahan baik dalam pengadukan bahan maupun dalam proses pencetakan.
0,87 0,87
0,88
0,85 0,9
0⁰ 45⁰ 90⁰
Daya serap air(%)
Sudut Orientasi Serat
Data hasil pengujian kuat tarik akibat pengaruh perubahan sudut selengkapnya dapat dilihat pada Tabel L.10 pada Lampiran B. Dari data tersebut dapat diplot grafik seperti pada Gambar 4. 10 berikut ini:
Gambar 4.10 Grafik sifat mekanik genteng terhadap sudut orientasi serat
Dari Gambar 4.10 dapat diamati bahwa arah orientasi sudut serat ijuk memberi pengaruh terhadap sifat mekanik genteng yang dihasilkan terutama kekuatan tariknya. Arah orientasi merupakan hal penting dalam penguatan komposit, karena arah orientasi berkaitan erat dengan penyebaran gaya yang bekerja pada komposit.
Kekuatan lentur suatu material komposit sangat dipengaruhi oleh fraksi volume serat dan arah orientasi serat. Data hasil pengujian kekuatan lentur akibat pengaruh orientasi sudut serat selengkapnya disajikan dalam Tabel L.11 pada Lampiran B dan grafik hubungan antara efek orientasi sudut serat dan kekuatan lentur genteng komposit polimer disajikan pada Gambar 4.11. Dari Gambar 4.11 dapat dilihat bahwa kekuatan genteng hasil penelitian sangat dipengaruhi oleh letak serat. Kekuatan lentur optimal diperoleh pada sampel dengan orientasi serat 0o dan kekuatanlentur terendah diperoleh dari sampel dengan orientasi sudut 90o
79,28
51,78
42,87
30 40 50 60 70 80 90
0⁰ 45⁰ 90⁰
Kuat tarik (kgf/cm2)
sudut orientasi serat
Gambar 4.11 Grafik Hubungan sudut orientasi serat dan kekuatan lentur
Data hasil pengujian impak akibat pengaruh perubahan sudut orientasi serat panjang ijuk selengkapnya disajikan dalam Tabel L. 12 pada Lampiran B. Dan grafik hubungan orientasi serat dan kekuatan impak dapat dilihat pada Gambar 4.12 berikut ini.
Gambar 4.12 Grafik hubungan orintasi serat dengan kuat impak
230,46
Dari Gambar 4.12 dapat dilihat bahwa kekuatan impak tertinggi diperoleh pada sudut dengan arah 0o dan kekuatan impak terendah diperoleh pada sudut 90o
Genteng komposit yang diperkuat serat kontinyu pada arah yang sama dengan arah tegangan kerja, kekuatannya adalah kekuatan maksimal. Kekuatan genteng menurun akibat berubah orientasi sudut serat. Kekuatan genteng yang paling rendah didapat pada sudut orientasi 90
.
o
Hasil pengujian kemampuan nyala genteng komposit polimer akibat perubahan sudut orientasi serat selengkapnya dapat dilihat pada Tabel L.13 pada Lampiran B. Grafik hubungan orientasi sudut serat dan kemampuan nyala disajikan dalam Gambar 4.13 berikut ini.
dimana arah pembebanannya tegak lurus terhadap arah serat. Hal ini dikarenakan arah serat yang tegak lurus terhadap pembebanan komposit sebenarnya tidak mempunyai ikatan kimia dengan matrik melainkan hanya ikatan secara fisika atau ikatan antar muka sehingga energi yang ditransfer oleh matrik tidak mampu diteruskan oleh serat.
Gambar 4.13 Grafik hubungan sudut serat terhadap waktu penyalaan
Dari grafik pada Gambar 4.13 dapat dilihat bahwa tidak ada perubahan waktu yang dibutuhkan oleh keseluruhan spesimen untuk menyala. Perubahan sudut
19,67 19,67 19,67
0 5 10 15 20 25
0⁰ 45⁰ 90⁰
Sudut orientasi serat