Analisis Pengaruh Penambahan Serat Ijuk Aren Terhadap Sifat Mekanik Dan Sifat Fisis Gipsum Profil Dengan Perekat Lateks Akrilik

(1)

ANALISIS PENGARUH PENAMBAHAN SERAT IJUK AREN TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN SIFAT FISIS GIPSUM PROFIL DENGAN

PEREKAT LATEKS AKRILIK

TESIS

Oleh

SURIADI

097026026/FIS

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

TESIS

Oleh

SURIADI

097026026/FIS

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PENGESAHAN TESIS

Judul Tesis : ANALISIS PENGARUH PENAMBAHAN SERAT IJUK AREN TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN SIFAT FISIS GYPSUM PROPIL DENGAN PEREKAT LATEKS AKRILIK

Nama Mahasiswa : SURIADI Nomor Induk Mahasiswa : 097026026 Program Studi : Magister Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Menyetujui : Komisi Pembimbing :

1. Prof. Basuki Wirjosentono, M.S, Ph.D 2. Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc Ketua Anggota

Ketua Program Studi, Dekan

(4)

PERNYATAAN ORISINALITAS

TESIS

Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.

Medan, Juni 2011

SURIADI

(5)

PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN

AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda

tangan di bawah ini:

Nama : Suriadi

N I M : 097026026

Program Studi : Magister Ilmu Fisika

Jenis Karya Ilmiah : Tesis

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan

kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Ekslusif ( Non-Exsclusive Royalti Free Right) atas tesis saya yang berjudul :

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih

media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base merawat dan mempublikasi Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap

mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau

sebagai pemilik hak cipta.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

Medan, Juni 2011

SURIADI

(6)

Tanggal lulus : 21 Juni 2011

Telah diuji pada

Tanggal : 21 Juni 2011

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Drs. Basuki Wirjoesentono,M.Sc,P.hD Anggota : 1. Prof. Eddy Marlianto, M.Sc, Ph.D

(7)

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama Lengkap : S U R I A D I

Tempat dan Tanggal Lahir : Sei Mencirim,17 Maret 1963

Alamat Rumah : Jl.Stal Kuda No.1 Pekan Tanjung Pura Telepon/HP : (061) 8960663 / 081362200456

e-mail : pakdeadi.tjpura@gmail.com

Instansi Tempat Kerja : SMA Negeri 1 Kec.Binjai Kab.Langkat Alamat Instansi : Jl.Yos Sudarso Suka Makmur Kec.Binjai Telepon : (061) 77733515

DATA PENDIDIKAN

SD : SD Negeri No.1 Sei Mencirim Tamat : 1976

SMP : SMP Tri Dharma Sei Semayang Tamat : 1980

SMA : SMA Taman Siswa Binjai Tamat : 1985

D3 : FPMIPA USU Medan Tamat : 1988

Strata 1 : FKIP UT Jakarta Tamat : 1998

(8)

KATA PENGANTAR

Pertama-tama penulis panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan.

Dengan selesainya tesis ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Pemerintah Provinsi Sumatera Utara, Kepala Dinas Tk. 1 dan Tk. 2 yang telah memberikan bantuan dana sehingga penulis dapat melaksanakan Program Studi Magister Imu Fisika Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara. 2. Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H,

M.Sc (CTM),Sp.A(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains.

3. Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara, Dr. Sutarman, M.Sc atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.

4. Ketua Program Studi Magister Fisika, Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc.Sekretaris Program Studi Fisika, Dr. Anwar Dharma Sembiring, M.S beserta seluruh Staf Pengajar pada Program Studi Magister Fisika Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara.

5. Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan setinggi-setingginya penulis ucapkan kepada Prof. Drs.Basuki Wirjoesentono, M.Sc selaku Pembimbing Utama yang dengan penuh perhatian dan telah memberikan dorongan, bimbingan dan arahan, demikian juga kepada Prof.Dr.Eddy Marlianto, M.Sc selaku Pembimbing Lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing penulis hingga selesainya penelitian ini.

6. Kepada Ayahanda dan Ibunda dan Ayahanda dan Ibunda Mertua, terimakasih semangat kepada penulis selama dalam pendidikan dan waktu penulisan tesis ini.

Ucapan terimakasih yang tulus penulis sampaikan kepada rekan-rekan Mahasiswa Sekolah Pascasarjana Program Studi Magister Ilmu Fisika Universitas Sumatera Utara angkatan 2009/i yang telah memberikan semangat dan dukungan kepada penulis selama dalam pendidikan dan penulisan tesis ini. Semoga ini menjadi kebanggaan semua orang-orang yang saya cintai. Semoga kita tetap diberi Taufik dan HidayahNya dalam memanfaatkan segala ilmu yang sudah penulis terima, Amin.

(9)

ABSTRAK

Penelitian dan pengujian gipsum untuk profil dengan menambahkan serat ijuk aren (Arenga pinata) dan pengikat Lateks Akrilik telah dilakukan. Metode pembuatan spesimen menggunakan cetakan hot press agar diperoleh penyatuan bahan yang lebih homogen untuk komposisi gipsum ,serat ijuk aren dan lateks acrylic. Dari pengujian yang telah dilakukan diperoleh bahwa sifat fisis bahan yaitu: Densitas mengalami kenaikkan sejalan dengan pertambahan serat, dimana nilai densitas maksimum 2.339 gr/cm3 pada komposisi gipsum : serat ijuk : lateks akrilik 375:25:100. Serapan air mengalami penurunan sejalan dengan pertambahan

serat ijuk, dimana terjadi serapan maksimum sebesar 34,39% pada komposisi 395:05:100. Dari pengujian sifat mekanik spesimen sebagai berikut: uji impak nilai maksimum sebesar 9.2 x 10-2 J/cm2 pada komposisi 375:25:100 ,Nilai uji tarik maksimum sebesar 414.05 kPa, pada komposisi 375 : 25 : 100, Uji kuat lentur (MOE) nilai maksimum sebesar 3552.21 kg/cm2 pada komposisi 375:25:100, Uji kuat MOR nilai maksimum sebesar 3.5 Mpa pada komposisi 375;25;100. Hasil uji mekanik terlihat bahwa komposisi 375:25:100 memiliki nilai optimum dari setiap pengujian. Dari Uji DTA diperoleh data temperatur baik temperatur endotermik maupun eksotermik, dimana temperatur endotermiknya 155 0C, suhu eksotermiknya (Temperatur gelas 255 0C, temperature kritis 280 0C dan temperatur lebur 3600C),untuk komposisi 375 : 25 : 100

(10)

ANALYSIS OF INFLUENCE OF FIBER ADDITION ON THE PROPERTIES PALM FIBERS PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES FOR

GYPSUM PROFILE WITH ACRYLIC LATEX ADHESIVE

ABSTRACT

Research and testing for the profile by adding gypsum fiber palm sugar (Arenga pinata) and acrylic latex binder has been conducted. Method for making specimen using a hot press molding to obtain a more homogeneous fusion materials for gypsum composition, palm fiber and latex acrylic . From the testing that has been conducted found that physical properties of materials: Density had passed with increasing fiber, where the value of the maximum density on the composition of 2.339 gr/cm3 on gypsum : fiber fibers: acrylic latex 375:25:100. Water uptake decreased with increasing fibers, where there is maximum uptake of 34.39% on the composition 395:05:100. From testing the mechanical properties of the specimens as follows: The maximum value of impact testing of 9.2 x 10-2 J/cm2 on 375:25:100 composition, tensile test values to a maximum of 414.05 kPa, on the composition of 375: 25: 100, Test flexural strength (MOE ) the maximum value of 3552.21 kg/cm2 at 375:25:100 composition, robust Test MOR maximum value of 3.5 Mpa at composition 375; 25; 100. The results of mechanical tests have shown that the composition 375:25:100 optimum value of each test. Test data obtained from DTA temperature both endothermic and exothermic temperatures, where the temperature is 155 0C endotermic, exothermic temperature (glass temperature 255 0C, 280 0C critical temperature and melting temperature of 360 0C), for the composition of 375: 25: 100

(11)

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR i

ABSTRAK ii

ABSTRACT iii

DAFTAR ISI iv

DAFTAR TABEL vii

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR LAMPIRAN ix

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Perumusan Masalah 3

1.3 Batasan Masalah 3

1.4 Tujuan Penelitian 4

1.5 Manfaat Penelitian 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Serat Ijuk Aren 5

2.2 Gipsum 7

2.3 Standar Papan Gipsum 10

2.4 Lateks Akrilik Cat 12

2.4.1 Latex Full Acrilic (100% akrilik) 12

(12)

2.4.3 Lateks Vinylacrylic 13

2.4.4 Veova 13

2.4.5 VAE (Vinyl Acetat Etilene) 14

2.5. Uji Fisik 14

2.5.1 Densitas 14

2.5.2 Pengujian daya serap air 15

2.6. Uji mekanik 16

2.6.1 Kekuatan Impak 16

2.6.2 Uji tarik 18

2.6.3 Pengujian Keteguhan patah (Modulus Of Rapture/MOR) 19 2.6.4 Pengujian kuat lentur ( Modulus Of Elastis/MOE) 20

2.7 Prinsip alat Thermal Analyzer (DTA) 21

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan waktu penelitian 24

3.2 Alat dan bahan 24

3.3 Prosedur penelitian 25

3.4. Bagan Penelitian 26

3.5 Pengujian Sampel 27

3.5.1 Pengujian Densitas (Density) 27

3.5.2 Pengujian serapan air 27

3.5.3 Pengujian Impak 28

3.5.4 Uji tarik 28

3.5.5 Pengujian kuat lentur (Modulus Of Elastis/MOE) 29 3.5.6 Pengujia kuat patah (Modulus Of Rapture/MOR) 29

(13)

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Sifat Fisis 31

4.1.1 Densitas 31

4.1.2 Daya Serap air 32

4.2 Sifat mekanik 33

4.2.1 Uji Impak 33

4.2.2 Uji tarik 34

4.2.3 Uji kuat lentur ( Modulus Of Elastis/MOE) 35 4.2.4 Uji kuat patah (Modulus Of Rapture/MOR) 36

4.3. Uji DTA 37

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 41

5.2 Saran 42

DAFTAR PUSTAKA 43

(14)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Standar Papan gipsum 11

Tabel 2. Pengamatan DTA terhadap sifat fisis 23

(15)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Ilustrasi Skematis Pengujian Impak Dengan Benda Uji Charpy 17 Gambar 2.2 Skema alat pengujian tarik dengan UTM 18

Gambar 2.3 Kurva tegangan regangan Teknik 19

Gambar 2.4 Cara pembebanan pengujian kuat patah dan lentur 20

Gambar 2.5 Sistem pemanasan dalam tungku DTA 22

Gambar 2.6 Kurva ideal DTA 22 Gambar 2.7 Diagram alir Penelitian 26

Gambar 2.8 Model sampel uji tarik 28

Gambar 4.1 Grafik densitas 31

Gambar 4.2 Grafik serapan air 32

Gambar 4.3 Grafik uji impak 33

Gambar 4.4 Grafik uji tarik 34

Gambar 4.5 Grafik kuat lentur (MOE) 36

Gambar 4.6 Grafik kuat patah (MOR) 37

Gambar 4.7 Grafik DTA komposisi 375:25:100 38

(16)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran I Metode Perhitungan 45

Lampiran II Perhitungan Profil gipsum jaya board 50 Lampiran III Gambar Perangkat Pembuatan dan

(17)

ABSTRAK

Penelitian dan pengujian gipsum untuk profil dengan menambahkan serat ijuk aren (Arenga pinata) dan pengikat Lateks Akrilik telah dilakukan. Metode pembuatan spesimen menggunakan cetakan hot press agar diperoleh penyatuan bahan yang lebih homogen untuk komposisi gipsum ,serat ijuk aren dan lateks acrylic. Dari pengujian yang telah dilakukan diperoleh bahwa sifat fisis bahan yaitu: Densitas mengalami kenaikkan sejalan dengan pertambahan serat, dimana nilai densitas maksimum 2.339 gr/cm3 pada komposisi gipsum : serat ijuk : lateks akrilik 375:25:100. Serapan air mengalami penurunan sejalan dengan pertambahan

serat ijuk, dimana terjadi serapan maksimum sebesar 34,39% pada komposisi 395:05:100. Dari pengujian sifat mekanik spesimen sebagai berikut: uji impak nilai maksimum sebesar 9.2 x 10-2 J/cm2 pada komposisi 375:25:100 ,Nilai uji tarik maksimum sebesar 414.05 kPa, pada komposisi 375 : 25 : 100, Uji kuat lentur (MOE) nilai maksimum sebesar 3552.21 kg/cm2 pada komposisi 375:25:100, Uji kuat MOR nilai maksimum sebesar 3.5 Mpa pada komposisi 375;25;100. Hasil uji mekanik terlihat bahwa komposisi 375:25:100 memiliki nilai optimum dari setiap pengujian. Dari Uji DTA diperoleh data temperatur baik temperatur endotermik maupun eksotermik, dimana temperatur endotermiknya 155 0C, suhu eksotermiknya (Temperatur gelas 255 0C, temperature kritis 280 0C dan temperatur lebur 3600C),untuk komposisi 375 : 25 : 100

(18)

ANALYSIS OF INFLUENCE OF FIBER ADDITION ON THE PROPERTIES PALM FIBERS PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES FOR

GYPSUM PROFILE WITH ACRYLIC LATEX ADHESIVE

ABSTRACT

Research and testing for the profile by adding gypsum fiber palm sugar (Arenga pinata) and acrylic latex binder has been conducted. Method for making specimen using a hot press molding to obtain a more homogeneous fusion materials for gypsum composition, palm fiber and latex acrylic . From the testing that has been conducted found that physical properties of materials: Density had passed with increasing fiber, where the value of the maximum density on the composition of 2.339 gr/cm3 on gypsum : fiber fibers: acrylic latex 375:25:100. Water uptake decreased with increasing fibers, where there is maximum uptake of 34.39% on the composition 395:05:100. From testing the mechanical properties of the specimens as follows: The maximum value of impact testing of 9.2 x 10-2 J/cm2 on 375:25:100 composition, tensile test values to a maximum of 414.05 kPa, on the composition of 375: 25: 100, Test flexural strength (MOE ) the maximum value of 3552.21 kg/cm2 at 375:25:100 composition, robust Test MOR maximum value of 3.5 Mpa at composition 375; 25; 100. The results of mechanical tests have shown that the composition 375:25:100 optimum value of each test. Test data obtained from DTA temperature both endothermic and exothermic temperatures, where the temperature is 155 0C endotermic, exothermic temperature (glass temperature 255 0C, 280 0C critical temperature and melting temperature of 360 0C), for the composition of 375: 25: 100

(19)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan perumahan merupakan kebutuhan primer bagi manusia, dan seiring pertumbuhan penduduk yang sangat pesat, maka makin meningkat kebutuhan perumahan, hal ini berakibat meningkatnya pembangunan fisik perumahan di Indonesia. Peningkatan pembangunan fisik perumahan berdampak pula pada peningkatan bahan – bahan material bangunan. Bahan – bahan bangunan yang digunakan saat ini sebagian masih menggunakan produk – produk kayu hasil hutan. Namun produksi kayu dari hutan saat ini semakin menipis dan semakin sulit mendapatkan yang berkualitas. Bahkan bila hutan tetap dieksploitasi kayu – kayunya akan berdampak negative terhadap lingkungan sehingga menyebabkan bencana alam seperti yang terjadi saat ini, bahkan mungkin akan lebih dahsyat dimasa yang akan datang. Untuk mengatasi kebutuhan bahan – bahan material tersebut perlu dicari alternative – alternative yang lebih ramah lingkungan, murah tetapi mempunyai kemampuan yang sama dengan produk kayu hutan.

(20)

cukup mahal. Sehingga penggunaan gipsum ini merupakan alternative yang tepat unutk menggantikan triplek, sayangnya masih banyak masyarakat yang belum melihat manfaat dan kelebihan dari papan gipsum ini. Hal ini dimungkinkan karena ketersediaan papan gipsum dipasaran masih sangat kurang dan hal lain yang menjadi pertimbangan, kekuatan bahan dari gipsum ini tidak sekuat triplek, karena salah satu sifat gipsum getas dan rapuh dan tidak tahan air. Untuk mengatasi sifat gipsum dan profilnya yang kurang baik, maka dapat di modifikasi dengan menambahkan serat dalam produksinya, sehingga bahan campuran (komposit) akan meningkatkan sifat mekanik yang kurang baik tersebut. Komposit itu sendiri berarti dua atau lebih material/bahan yang digabung (dicampur) secara makroskopi untuk mendapatkan kekuatan (sifat) sfesifik dan masih dapat dilihat sifat – sifat unsur pembentuknya.

Campuran komposit yang dapat digunakan dapat berupa serat (fiber). Ijuk aren merupakan salah satu serat alam yang cukup melimpah di Indonesia dan dapat diperbaharui serta memiliki keunggulan dibanding serat alami yang lain. Ijuk aren diproduksi oleh tanaman aren atau enau (Arengga pinata) yang sangat mudah didapat, harganya murah dan mudah mengolahnya. Dengan penambahan ijuk akan meningkatkan sifat mekanik dari gypsum propil itu. Perubahan sifat mekanik itu akan memperbaiki kinerja komposit gipsum profil dengan kualitas yang lebih bagus

dibandingkan dengan gipsum konvensional (SNI 03-6434-2000 dan ASTM C 473).

(21)

1.2 Perumusan Masalah

Dengan menambahkan serat ijuk aren pada komposit gypsum propil dan perekat Lateks Akrilik diharapkan dapat meningkatkan sifat mekanik dan sifat fisis serta sifat tahan air komposit gipsum propil, hingga dapat digunakan untuk penahan plafon dan juga dinding penyekat.

Berdasarkan uraian diatas perumusan masalah yang dapat dirumuskan adalah :

a. Berapa besar peningkatan sifat mekanik gipsum profil dengan serat ijuk aren dan pengikat Lateks Akrilik dibanding yang konvensional.

b. Bagaimana tingkat porositas dan densitas (sifat fisis) gipsum dengan penambahan serta ijuk aren dan pengikat Lateks Akrilik

c. Bagaimana sifat ketahanan air gipsum profil berserat ijuk aren dan pengikat Lateks Akrilik.

d. Dengan pertimbangan peningkatan sifat mekanik, sifat fisis dan sifat tahan air akan ditentukan komposisi ijuk dan susunan ijuk yang optimal untuk diaplikasikan dalam pembuatan gipsum profil untuk penahan sekaligus aksesoris plafon.

1.3 Batasan Masalah

Pada penelitian ini masalah dibatasi pada :

1. Penambahan serat ijuk aren pada pembuatan gipsum profil dengan ijuk berdiameter antara 0,1 mm sampai dengan 0.4 mm dan perekat Lateks Akrilik dari cat dulux full akrilik lateks merek dulux.

2. Pola penyusunan serat dan perbandingan fraksi serat dengan gipsum dan perekat.

3. Pengujian hasil gipsum berserat berupa :

·_{Sifat fisis}

(22)

- Daya serap air

·_{Sifat mekanik}

- Kuat patah (MOR) - Kuat lentur (MOE) - Impak

- Kuat tarik

·_{Sifat thermal (Uji DTA)}

- Endotermik - Eksotermik

1.4 Tujuan Penelitian

1. Membuat Gipsum profil dengan serat ijuk aren dan perekat lateks akrilik 2. Mengetahui komposisi optimal Gipsum dengan serat ijuk aren dan perekat

Akrilik Lateks untuk meningkatkan sifat mekanik,sifat fisis dan sifat thermal gipsum profil.

3.Mengoptimalkan penggunaan susunan serat ijuk aren dengan perekat Lateks Akrilik untuk membentuk komposit gipsum profil

1.5 Manfaat Penelitian

a. Penelitian ini diharapkan dapat memberi wawasan dan pengetahuan tentang manfaat gipsum profil berserat ijuk.

b. Mendorong penggunaan bahan – bahan pengganti kayu dalam memenuhi kebutuhan bahan bangunan yang lebih berkualitas, mudah didapat, ramah lingkungan dan dapat terbaharui.

c. Memaksimalkan dan memberi nilai tambah pemanfaatan serat ijuk aren sehingga memiliki nilai ekonomis yang lebih tinggi.

(23)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1Serat Ijuk Aren

Serat ijuk adalah serat alam yang mungkin hanya sebagian orang mengetahui kalau serat ini sangatlah istimewa dibandingkan serta alam lainnya. Serat berwarna hitam yang dihasilkan dari pohon aren memiliki banyak keistimewaan diantaranya :

a. Tahan lama hingga ratusan bahkan ribuan tahun lebih.

Fakta ini ditemukan manakala ditemukannya benda purbakala yang diperkirakan peninggalan abad ke 8 yang telah dipublikasikan dikoran kompas edisi Jum’at 24 Juli 2009. yang isinya, ditemukan pasak – pasak kayu yang lapuk tetapi tali pengikat yang terbuat dari ijuk bewarna hitam masih relatif kuat.

Kutipan penemuan diatas jelas membuktikan bawah serat ijuk aren mampu bertahan hingga ribuan tahun lebih dan tidak mudah terurai.

b. Tahan terhadap asam dan garam air laut.

Serat ijuk merupakan salah satu serat yang tahan terhadap asam dan garam air laut, salah satu bentuk pengolahan dari serat ijuk adalah tali ijuk yang telah digunakan oleh nenek moyang kita untuk pengikat berbagai peralatan nelayan dilaut.

c. Mencegah penembusan Rayap tanah

(24)

Serat ijuk dari pohon aren sering digunakan sebagai bahan pembungkus pangkal kayu – kayu bangunan yang ditanam dalam tanah untuk memperlambat pelapukan kayu dan mencegah serangan rayap.

Kegunaan tersebut didukung oleh sifat ijuk yang elastis, keras, tahan air dan sulit dicerna oleh organisme perusak. Pada penelitian itu telah dilakukan kajian terhadap struktur, sifat fisis dan efektifitas ijuk aren dan dari hasil analisis dan kajian ternyata serat ijuk aran berbeda dengan serat kaya, karena serat ijuk tidak memiliki dinding dan luman sel, tetapi merupakan suatu zat yang utuh (solid). Hasil penelitian dan pengujian dilapangan selama 6 bulan memberikan indikasi bahwa dengan cara penyusunan tertentu lapisan ijuk dapat secara efektif mencegah penembusan rayap tanah dan menyebabkan kematian yang tinggi sampai 100%. Sehingga lapisan ijuk mampu melindungi sample kayu dari serangan rayap tanah, hingga kayu lebih awet.

a. Sebagai Perisai Radiasi Nuklir

Penelitiannya telah dilakukan oleh Mimpin Sitepu dan kawan – kawan dari Universitas Sumatera Utara (USU) Medan yang dipublikasikan di Jurnal Sains Kimia Vol. 10 No. 1,2006 : 4 – 9 dan penelitian yang dilakukan oleh Universitas Hasanuddin .

Hasil temuan kedua penelitian sama yaitu Modifikasi serat ijuk dengan radiasi sinar (C0 – 60). Fraksi berat serat ijuk ternyata mempengaruhi koefisien serapan papan ijuk terhadap sinar dan dengan fraksi sekitar 40%, koefisien serapan papan komposit ijuk ternyata lebih tinggi dari Alimunium.

(25)

lapisan lapangan, campuran genteng, campuran beton dan pengisi gipsum serat yang akan menjadi objek penelitian dan tentu masih banyak lagi yang perlu diteliti dan dikembangkan lebih lanjut.

2.2 Gipsum

Gipsum adalah batu putih yang terbentuk karena pengendapan air laut, mineral terbanyak dalam lingkungan sedimen, berbentuk Kristal berwarna putih, kecoklatan transparan (Sinaga S, 2009). Kata gipsum itu sendiri berasal dari bahasa Yunani yang berarti memasak. Disebut demikian karena didaerah Montmartre Paris, pada beberapa abad yang lalu orang-orangnya membakar gipsum untuk berbagai keperluan dan material itu kemudian disebut plester. Karena gipsum merupakan mineral yang tidak larut dalam air dalam waktu yang lama, sehingga gipsum jarang ditemukan dalam bentuk butiran atau pasir, kecuali yang ditemukan di White Sands National Moument di New Mexico AS terdapat 710 km2 pasir gipsum putih yang cukup sebagai bahan baku untuk industry dry wall selama 1000 tahun. Gipsum banyak ditemukan diberbagai daerah di dunia yaitu, Jamaika, Iran, Thailand, Spanyol (Penghasil gipsum terbesar di Eropa). Jerman, Italia, inggris, Irlandia, Ontario, Canada, New York, Michigan, Indiana, Texas, Lowa, Kamsas, Oklahoma, Arizona, New Mexico, Corolado, Utah, Nevada, Paris, California, New South Wales Kalimantan dan Jawa Barat (Indonesia).

Gipsum adalah salah satu mineral dengan kadar kalsium yang mendominasi pada mineralnya. Gipsum paling umum ditemukan adalah jenis hidrat kalsium sulfat dengan formula Kimia CaSO4.2H2O dan mineral yang teruapkan. Ketika air panas atau air memiliki kadar garam yang tinggi gipsum berubah menjadi basinit

(26)

Dalam keadaan seimbang, gipsum yang berada diatas suhu 108oF atau 42oC dalam air murni akan berubah menjadi anhidrit.

Gipsum termasuk mineral dengan system Kristal monoklin, namun Kristal gipsnya masuk ke dalam sistem Kristal Orthorhombic. Gipsum memiliki sifat lunak dan pejal dengan skalah Mohs 1,5-2. Kelarutan dalam air 1,8 gram/liter pada 0oC yang meningkat menjadi 2,1 gram/liter pada 40oC, tetapi menurun lagi ketika suhu semakin tinggi Berat jenis gipsum antara 2,31-2,35. Gipsum memiliki pecahan yang baik antara 66o sampai 114o dan dan belahannya adalah jenis Chocoidal. Gipsum memiliki sifat menolak magnet atau diamagnetik.

Gipsum memiliki banyak kegunaan sejak zaman prasejarah hingga sekarang. Beberapa kegunaan gipsum yaitu :

- Dry wall - Bahan perekat

- Penyaring dan sebagai pupuk tanah, diakhir abad 18 dan awal abad 19, gipsum Nova Scotia atau yang lebih dikenal dengan plaister digunakan dalam jumlah besar sebagai pupuk diladang-ladang gandum AS.

- Campuran pembuatan lapangn tenis

- Sebagai pengganti kayu pada zaman kerajaan-kerajaan ketika kayu menjadi langka pada zaman perunggu, gipsum ini yang digunakan sebagai bahan bangunan.

- Sebagai pengental tofu, karena memiliki kadar kalsium yang tinggi khususnya dibenua Asia diproses secara tradisional.

- Sebagai penambah kekerasan untuk bahan bangunan - Untuk bahan baku kapur tulis

(27)

Saat ini gipsum sebagai bahan bangunan digunakan untuk membuat papan gipsum dan profil pengganti triplek dari kayu. Papan gipsum profil adalah salah satu produk jadi setelah material gipsum diolah melalui proses pabrikasi menjadi tepung. Papan gipsum profil digunakan sebagai salah satu elemen dari dinding partisi dan plafon.

Gipsum merupakan alternatif yang tepat untuk menggantikan triplek dan dapat diklasifikasikan dari jenis performa papan dan ketebalannya sebagai berikut:

1 Papan Gipsum Standar

Papan gipsum ini merupakan varian umum dari papan gipsum tebal yang tersedia yaitu 9 mm, 12 mm dan 15 mm

(SNI 03-6384-2000. ASTM C 473)

2 Papan Gipsum Tahan Api

Papan gipsum ini mempunyai performa ketahanan terhadap api, durasi ketahanan apinya tergantung dari system, dinding partisi yang digunakan. Tebal yang tersedia yaitu 12 mm dan 15 mm

(SNI 03-6384-2000, ASTM E 119)

3 Papan Gipsum Tahan Kelembaban

Papan gipsum ini mempunyai performa ketahanan terhadap kelembaban, cocok digunakan untuk daerah-daerah yang lembab dalam bangunan seperti toilet, dapur dan gudang. Bila papan gipsum ini digunakan sebagai dinding kamar mandi, maka disarankan untuk dilapisi oleh kramik dinding, tahan kelembaban bukan berarti tahan air. Tebal yang tersedia 9 mm, 12 mm dan 15 mm.

(28)

4 Papan Gipsum Tahan Benturan

Papan gipsum ini mempunyai performa ketahanan terhadap benturan-benturan yang dimaksud adalah benturan-benturan tubuh manusia, trolly, meja, kursi dan sebagainya. Cocok dipergunakan dikoridor, ruang fitness, dinding kamar rumah sakit dsb. Tebal yang tersedia yaitu 12 mm dan 15 mm. (SNI 03-6384-2000. ASTM C 645, ASTM C 473).

Selain hal diatas ada pula produk papan gipsum yang difungsikan untuk memperbaiki kualitas akustik ruang dan biasanya dibuat berlubang-lubang. Dengan semua variasi papan gipsum diatas dan kehebatan-kehebatannya saying sekali bila pola pembangunan masih menggunakan bahan dari kayu (triplek). Dengan mengurangi penggunaan produk kayu berarti sudah berpartisipasi dalam membantu koservasi alam dan ikut mengurangi tingkat pemanasan global.

2.3 Standar Papan Gipsum

(29)

Tabel 1 Standar Papan Gipsum

Sifat papan Standar

ISO BISON1 BISON2 SNI Kerapatan (gr/cm3 * 1.15 1.2 M aks 1 Kadar air (%) * 6 – 12 - - Maks 10 Penyerapan air (%) * - - - Mkas 50 Pengembangan tebal(%) 3 2.5 - Pengembangan panjang (%) - 0.03 – 0.05 0.05 - Pengembangan lebar (%) - 0.03 – 0.05 0.05 - Modulus Elastisitas (kg/cm2) 29411.765 28.4-29.4 44.1-49.0 - Modulus patah (kg/cm2) 88.235 53.9 83.3-88.2 100-140 Keteguhan rekat internal(kg/cm2) - 1.98 3.9 -

KCTP (kg) 50 39.2 68.6 -

KCSP (kg) - 19.6 29.4 -

* Setelah direndam air selama 24 jam pada suhu kamar

Keterangan : ISO 8335 (1987) (Cement bonded particleboards) SNI 03 – 2105 (1996) (papan partikel)

(1) Gipsum fibre board – Bison (Hubner, 1985)

(2) Gipsum board flake reinforced – Bison (Hubner,1985) KCTP = Keteguhan cabut sekrup tegak lurus permukaan

(30)

2.4 Lateks Akrilik Cat

Binder / Resin adalah bahan baku yang berfungsi membentuk film pada cat tembok. Kualitas binder yang digunakan akan sangat mempengaruhi cat tembok yang dihasilkan. Adapun binder yang paling umum dipakai untuk cat tembok adalah binder yang disebut sebagai "LATEKS". Ini bukanlah lateks yang disebut sebagai lateks karet alam seperti yang dipakai pada kasur lateks, tetapi ini adalah sejenis resin yang flexible. Belajar mengenai lateks, berarti belajar mengenai polimerisasi juga. Pada dasarnya polimerisasi resin adalah pembentukan resin/binder dari polymer building block seperti monomers. Memang istilah ini sangat teknis sekali tetapi pada dasarnya polymer building block inilah yang menentukan kualitas dan harga jual lateks yang dihasilkan. Prosesnya secara umum dinamakan EMULSION POLYMERIZATION, dan di Indonesia sendiri ada beberapa perusahaan yang membuat Lateks sebagai bahan baku cat tembok.

Pada umumnya Lateks yang dipakai pada cat tembok adalah ACRYLIC TECHNOLOGY, dimana untuk semua latex yang dibuat diberi embel-embel "akrilik". Sebagai contoh adalah :

2.4.1 Latex Full Acrylic (atau 100% Akrilik)

(31)

2.4.2 Lateks Styrene Acrylic

Bisa dibilang paling populer. Gugus polymer acrylic dipadukan (dimasak) bersama dengan Styrene Monomers yang berharga ekonomis, menghasilkan latex jenis ini. Latex ini populer karena hanya sedikit yellowing (tergantung formulasi latexnya), tetapi menunjukan performance film yang relatif baik. Beberapa produsen mampu memodifikasi menjadi latex yang hanya slightly yellowing (sedikit menguning saja). Gugus Styrene Monomers sebenarnya adalah bersifat yellowing, tapi dengan formulasi pembentukan latex yang tepat, maka sifat yellowingnya bisa ditekan. Latex yang dihasilkan oleh produsen ini kemudian diberi embel-embel 2 ini 1, untuk aplikasi interior & exterior. Banyak produsen cat tembok yang telah meluncurkan cat 2 in 1 jenis ini, bisa dipastikan adalah menggunakan latex jenis stryene acrylic.

2.4.3 Lateks Vinyl Acrylic

Adalah jenis lateks yang dibilang paling ekonomis. Gugus Vinyl Monomers bersifat yellowing tetapi berharga murah dicampur dengan Akrilik building block. Untuk cat tembok murah dengan high pvc biasanya menggunakan jenis lateks ini.

Jenis lateks yang populer diatas banyak dipakai oleh produsen cat tembok di Indonesia.

Selain ketiga jenis lateks diatas, adapula bahan baku lateks lain yang mulai menanjak popularitasnya.Yaitu antara lain:

2.4.4 Veova

(32)

menekankan bahwa untuk aplikasi exterior ekonomis, lateks jenis VEOVA mampu mengungguli daya tahan exterior lateks jenis Styrene Akrilik.

2.4.5 VAE (Vinyl Acetate Ethylene)

(33)

2.5 Uji Fisik.

2.5.1 Densitas

Densitas merupakan ukuran kepadatan dari suatu material. Ada dua macam densitas yaitu : Bulk Density dan true density. Bulk density adalah densitas dari suatu sampel yang berdasarkan volume bulk atu volume sampel yang termasuk dengan pori – pori atau rongga yang ada pada sampel tersebut. Pengukuran bulk density untuk bentuk yang tidak beraturan dapat ditentukan dengan Metode Archimedes yaitu dengan menggunakan persamaan sebagai berikut (JIS A 5908-2003):

ñbenda = x ñH2O ( 2.1)

Dengan :

Mk = massa kering benda (gram)

Msg = Massa sampel gantung (gram)

Mkp = Massa kawat penggantung (gram)

2.5.2 Pengujian daya serap air

(34)

Daya serap air papan serat berkisar antara 14%-67% dan nilai rataan daya serap air terbesar terdapat pada kombinasi suhu 150 oC dengan tekanan kempa 0 kg/cm2 yaitu 65,6%, sedangkan daya serap air terkecil terdapat pada kombinasi suhu 190 oC dengan tekanan kempa 60 kg/cm2 yaitu 14,8% (Siagian, 1983).

Pengukuran daya serap air dilakukan dengan mengukur massa awal (Mk), kemudian direndam dalam air selama 24 jam. Setelah dilakukan perendaman selama 24 jam, kemudian diukur kembali massanya (Mb).

Nilai daya serap air papan partikel dapat dihitung berdasarkan rumus ( SNI 03-2105, 1996) : Daya Serap Air (%) = (2.2)

Dengan :

Mk = Massa kering (gr) Mb = Massa basah (gr)

2. 6 Uji mekanik 2.6.1 Kekuatan Impak

Pengujian impak merupakan suatu pengujian yang mengukur ketahanan bahan terhadap beban kejut. Inilah yang membedakan pengujian impak dengan pengujian tarik dan kekerasan dimana pembebanan dilakukan secara perlahan-lahan. Pengujian impak merupakan suatu upaya untuk mensimulasikan kondisi operasi material yang sering ditemui dalam perlengkapan transportasi atau konstruksi dimana beban tidak selamanya terjadi secara perlahan-lahan melainkan datang secara tiba-tiba, contoh deformasi pada bumper mobil pada saat terjadinya tumbukan kecelakaan.

(35)

uji sehingga benda uji mengalami deformasi. Pada pengujian impak ini banyaknya energi yang diserap oleh bahan untuk terjadinya perpatahan merupakan ukuran ketahanan impak atau ketangguhan bahan tersebut, setelah benda uji patah akibat deformasi, bandul pendulum melanjutkan ayunannya hingga posisi h’. Bila bahan tersebut tangguh yaitu makin mampu menyerap energi lebih besar maka makin rendah posisi h’. Suatu material dikatakan tangguh bila memiliki kemampuan menyerap beban kejut yang besar tanpa terjadinya retak atau terdeformasi dengan mudah. Pada Gambar 2.1 memberikan ilustrasi suatu pengujian impak dengan metode Charpy,

Gambar 2.1 Ilustrasi Skematis Pengujian Impak Dengan Benda Uji Charpy

(36)

A E

HI = _(2.3)

Dimana : E = Energi yang diserap, J

A = Luas penampang, m2

HI = Harga Impak, J/m2

Benda uji Charpy memiliki luas penampang lintang bujur sangkar (10 x 10 mm) dan memiliki takik (notch) berbentuk V dengan sudut 45o, dengan jari-jari dasar 0,25 mm dan kedalaman 2 mm. Benda uji diletakkan pada tumpuan dalam posisi mendatar dan bagian yang bertakik diberi beban impak dari ayunan bandul, sebagaimana telah ditunjukkan oleh Gambar 2.1

2.6.2 Uji Tarik

(37)

Gambar 2.2 Skema alat pengujian tarik dengan UTM

Tegangan yang didapatkan dari kurva tegangan teoritik adalah tegangan yang membujur rata-rata dari pengujian tarik. Tegangan tersebut diperoleh dengan cara membagi beban dengan luas awal penampang lintang benda uji itu.

s_{= F/A ( 2.4)}

Regangan yang didapatkan adalah regangan linear rata-rata, yang diperoleh dengan cara membagi perpanjangan (gage length) benda uji (d_atauD_{L), dengan panjang}

awal.

e = d_{/ L}_o₌D_{L/ L}_o_{= ( L - L}_o_{) / L}_o_{( 2.5)}

(38)

Gambar 2.3 Kurva Tegangan Regangan teknik (s_-e₎

Bentuk dan besaran pada kurva tegangan-regangan suatu logam tergantung pada komposisi, perlakukan panas, deformasi plastis yang pernah dialami, laju regangan, temperatur, dan keadaan tegangan yang menentukan selama pengujian. Parameter-parameter yang digunakan untuk menggambarkan kurva tegangan-regangan logam adalah kekuatan tarik, kekuatan luluh atau titik luluh, persen perpanjangan, dan pengurangan luas. Parameter pertama adalah parameter kekuatan, sedangkan yang kedua menyatakan keuletan bahan.

2.6.3 Pengujian MOR (Modulus Of Rupture).

(39)

MOR = (2.6)

Dengan :

MOR = Modulus of Rupture (Modulus patah) (kg/cm2) B = Beban maksimum (kg)

S = Jarak sangga (cm) l = Lebar spesimen (cm) t = Tebal spesimen (cm)

Contoh uji yang digunakan berukuran (12 x 2 x 1) cm pada kondisi kering udara dengan pola pembentukan seperti gambar berikut :

Gambar 2.4 Cara Pembebanan Pengujian Kuat patah dan kuat lentur

2.6.4 Pengujian kuat lentur (Modulus of Elasticity/MOE)

Pengujian Modulus of Elasticity (MOE) dilakukan bersama-sama dengan pengujian keteguhan patah dengan memakaicontoh uji yang sama. Besarnya defleksi yang terjadi pada saat pengujian dicatat pada setiap selang beban tertentu.

Hasil pengujian kuat lentur pada papan partikel dapat diperoleh sesuai dengan persamaan ( JIS A 5908-2003) :

B

(40)

MOE = (2.7) Dengan :

MOE = Modulus of Elasticity(Modulus Lentur) (kg/cm2) B = Beban sebelum batas proporsi (kg)

S = Jarak sangga (cm)

D = Lenturan pada beban (cm) l = Lebar spesimen (cm) t = Tebal spesimen (cm).

2.7 Prinsip Alat Thermal Analyzer (DTA)

Prinsip dasar dari thermal analyzer atau DTA adalah apabila dua buah krusibel dimasukkan kedalam tungku DTA secara bersamaan, krusibel yang berisi sampel ditempatkan disebelah kiri dan krusibel kosong (pembanding) disebelah kanan, kemudian kedua krusibel tersebut dipanaskan dengan aliran panas yang sama besar seperti yang terlihat pada Gambar 2.5, akan terjadi penyerapan panas yang berbeda oleh kedua krusibel tersebut. Besarnya perbedaan penyerapan panas yang terjadi disebabkan oleh perbedaan temperature yang menyebabkan terjadinya suatu reaksi endotermik.

(41)

suatu bahan dengan menyerap sejumlah panas yang mengakibatkan Ts lebih kecil dari Tr seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.6.

Gambar 2.5 Sistem Pemanasan Dalam Tungku DTA

(42)

No

Tetapi apabila terjadi hanya perubahan base line atau membentuk tinggi puncak endotermik maupun eksotermik yang kecil maka hal itu kemungkinan hanya terjadi transisi glass dan penyerapan panas. Dari beberapa hasil penelitian telah diperoleh bahwa adanya fenomena yang disebabkan oleh perubahan sifat fisika yang menyebabkan reaksi eksotermik maupun reaksi endotermik ditunjukkan pada tabel 2 dibawah ini.

(43)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

a. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Polimer, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) USU Medan dan Laboratorium Penelitian FMIPA USU Medan untuk uji mekanik.

b. Penelitian ini dilakukan dari mulai bulan januari 2011 sampai dengan bulan Juni 2011.

3.2 Alat dan Bahan

a. Alat yang akan digunakan - Neraca amalitik

- Seperangkat alat pencetak Matrik dan Komposit - Seperangkat alat Press

- Seperangkat alat uji Mekanik - Seperangkat alat uji Thermal - Seperangkat alat uji Fisik

b. Bahan yang akan digunakan - Tepung Gipsum Jaya Board

- Cat Lateks Akrilik produk ICI Paints Indonesia( Dulux Weather Shield) - Serat ijuk aren dari Desa Sei Mencirim Kecamatan Kutalimbaru

(44)

3.3 Prosedur Penelitian

a. Penyediaan Serat Ijuk

Serat ijuk diambil di desa Sei Mencirim Kecamatan Kutalimbaru Kabupaten Deli Serdang + 20 km dari Medan.

Serat ijuk yang diambil dari pohon aren dibersihkan dan dibilas, kemudian dikeringkan setelah kering dan dipotong 20 cm selanjutnya ijuk dibagi beberapa kelompok sesuai specimen yang akan dibuat.

Serat ijuk yang telah dibagi disusun disusun acak. Kemudian bersama Gipsum,perekat Lateks Akrilik dicetak berbentuk profil.

Setelah semua specimen dicetak dikeringkan dan setelah kering dilakukan pengujian

Tabel.Perbandingan komposisi gipsum,serat ijuk dan lateks akrilik Komposisi Gipsum(gram) Serat ijuk(gram) Lateks akrilik (gram)

1 375 25 100

2 380 20 100

3 385 15 100

4 390 10 100

5 395 5 100

(45)

3.4 Bagan Penelitian

L

- Densitas - Kuat Patah (MOR) - Endotermik

Serat Ijuk Bubuk Gipsum

Dicetak Tekan

Plat Gipsum Specimen

Pengeringan di Oven Pada suhu 45 0C

Pengujian

Sifat Mekanik

Sifat Fisis Sifat Termal

Dicampur

(46)

- Daya serap air - Kuat Lentur (MOE) - Eksotermik - Uji impak

- Uji tarik

Gambar 2.7 Diagram alir Penelitian

3.5 Pengujian Sampel

3.5.1 Pengujian Densitas (Density)

Cara kerja pengujian Densitas diamati dengan menggunakan prinsip Archimedes dan mengacu pada standar SNI 03-2105, 1996, prosedur yang dilakukan adalah : 1. Sampel uji kering berbentuk kubus ukuran ( 1 x 1 x 1 ) cm 3 terlebih dahulu ditimbang di udara dan angkanya dicatat disebut dengan massa kering (Mk).

2. Sampel uji lalu direndam selama 24 jam dan dikeringkan dengan kertas tissue lalu ditimbang di udara dan angkanya dicatat disebut dengan massa basah (Mb).

3. Sampel uji ditimbang dalam air dan angkanya dicatat disebut dengan massa dalam air (Msg).

Setelah diketahui nilainya, maka Densitas sampel dapat dihitung dengan persamaan 2.1 dan hasilnya pada tabel 2 lampiran I

3.5.2 Pengujian Serapan Air

Cara pengujian Serapan Air mengacu pada standar SNI 03-2105, 1996, prosedur yang dilakukan adalah :

1. Sampel uji kering berbentuk kubus ukuran ( 1 x 1 x 1) cm 3

(47)

2. Sampel uji lalu direndam selama 24 jam dan dikeringkan dengan kertas koran lalu ditimbang dan angkanya dicatat disebut dengan massa basah (Mb).

Setelah diketahui nilainya, maka Serapan Air sampel dapat dihitung dengan persamaan 2.2 dan hasilnya pada tabel 3 di lampiran I

3.5.3 Pengujian Impak

Cara pengujian impak menggunakan mesin uji Wollpert werkstoff Pruf Maschine Type CPSA (Metode charpy) dengan menggunakan pendulum 4 Joule. Sampel uji berbentuk balok dengan ukuran 12 cm x 1,5 cm x 1 cm. Prosedur pengujian impak sbb:

1. Diatur terlebih dahulu jarum skala penunjuk harga impak pada posisi nol. 2. Diputar handel untuk menaikkan pendulum hingga jarum penunjuk beban pada

batas maksimum.

3. Benda uji diletakkan pada dengan posisi mendatar dengan posisi menyamping arah datangnya pendulum.

4. Tombol pada tangkai pendulum dilepas sehingga pendulum berayun dan menumbuk benda uji.

5. Dicatat nilai yang dihasilkan skala setelah tumbukan sampel.

6. Hasil skala yang diperoleh dikurang dengan energi kosong sebesar 0,02 joule. Dari persamaan 2.3 dapat dihitung besar harga impak dan hasilnya pada tabel.4 lampiran I

3.5.4 Uji tarik

(48)

SNI 03-3399-1994.

Adapun prosedur pengujian sbb:

1. Benda uji dipersipakan sesuai dengan gambar dibawah ini:

8 0 m m

2. Benda uji ditempatkan pada mesin uji tarik, kemudian di cengkram dengan pemegang yang tersedia dimesin dengan jarak pencengkram 8 cm.

3. Diberikan beban sebesar 100 Kgf sambil melakukan penarikan dengan kecepatan pembebanan 10 mm .menit.

4. Dicatat gaya tarik maksimum.

Berdasarkan gaya tarik tersebut dengan menggunakan persamaan 2.6 maka nilai kuat tariknya dapat dihitung dan hasilnya pada tabel 5 lampiran I

3.5.5 Pengujian Kuat Lentur (Modulus Of Elastis/ MOE).

Cara pengujian kuat patah mengacu pada standar ASTM C 133 – 97 dan ASTM C 348 –2002, prosedur yang dilakukan menggunakan alat UTM (Universal Testing Machine) adalah :

1. Sampel berbentuk balok ukuran ( 12 x 2 x 1 ) cm 3 , kemudian diatur jarak titik tumpu sebagai dudukan sampel.

2. Diatur tegangan supply sebesar 40 volt untuk menggerakkan motor ke arah atas maupun bawah., kemudian diarahkan switch ke arah on, maka pembebanan secara otomatis akan bergerak.

(49)

display.

4. Dengan menggunakan persamaan 2.7 , ditentukan kuat lentur,hasilnya pada tabel 6 lampiran I

3.5.6 Pengujian MOR (Modulus Of Rapture).

Cara pengujian kuat patah mengacu pada standar ASTM C 133 – 97 dan ASTM C 348 –2002, prosedur yang dilakukan menggunakan alat UTM (Universal Testing

Machine) adalah :

1. Sampel berbentuk balok ukuran ( 12 x 2 x 1 ) cm 3 , kemudian diatur jarak titik tumpu sebagai dudukan sampel.

2. Diatur tegangan supply sebesar 40 volt untuk menggerakkan motor ke arah atas maupun bawah., kemudian diarahkan switch ke arah on, maka pembebanan secara otomatis akan bergerak.

3. Apabila sampel uji telah patah, diarahkan swith ke arah off agar motor berhenti. Dicatat besar gaya yang ditampilkan panel display.

4. Dengan menggunakan persamaan 2.6 , ditentukan kuat patah dan hasinya pada tabel 7 lampiran I

3.4.7 Pengujian Termal dengan DTA

Alat yang digunakan untuk menganalisis sifat termal adalah Thermal analyzer DT-30 Shimadzu, dengan prosedur Pengujian sebagai berikut:

1. Alat dinyalakan selama 30 menit sebelum digunakan.

2. Benda uji dipotong – potong kecil dengan massa 30 mg. Lalu ditimbang Al2O3 sebanyak 30 mg sebagai zat pembanding.

(50)

Thermocoupel Platinum Rhodium (PR) 15 mv, dan DTA Range ±₂₅₀

ìV.

4. Alat pengukur temperature kemudian di set sampai menunjukkan pada temperature 650 0C.

5. Pena recorder ditekan dan chart speed di set 2,5 mm/menit dengan laju pemanasan 10 0C/menit.

6. Dilanjutkan dengan menekan tombol start dan ditunggu hasil sampai tercapai suhu yang diinginkan.

(51)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dalam penelitian ini sampel keseluruhan massa yang digunakan adalah 500 gr. Komposisi yang digunakan adalah komposisi massa dengan system penulisan:

3 digit angka pertama merupakan komposisi massa gipsum 2 digit angka kedua merupakan komposisi serbuk

3 digit angka ketiga merupakan komposisi pengikat.

4.1 Sifat Fisis 4.1.1 Uji Densitas

Dari pengujian densitas yang telah dilakukan hasilnya dapat dilihat pada grafik berikut ini:

Gambar 4.1. Grafik densitas vs komposisi sampel

(52)

Dari gambar grafik 4.1. diatas terlihat bahwa penambahan serat ijuk cenderung meningkatkan densitas spesimen dimana nilai maksimum sebesar 2.339 gr/cm3 berada pada komposisi 375:25:100 dan nilai minimum sebesar 2.01 gr/cm3 berada pada komposisi 395:5:100 . Hasil ini menunjukkan adanya kerapatan antar partikel penyusun sampel setelah penambahan serat ijuk. Nilai yang didapatkan dari hasil pengujian ini masih diatas standar SNI untuk profil gipsum yaitu sebesar 1 gr/cm3. Berdasarkan hasil pengujian sampel gipsum cetakan jaya board untuk profil diperoleh nilai densitas sebesar 1.88 gr/cm3

.

Dari hasil ini menunjukan adanya kemampuan bahan dalam meningkatkan nilai kerapatan gipsum untuk profil setelah penambahan serat.Hasil data perhitungan uji densitas terdapat pada lampiran tabel.2 lampiran I

4.1.2 Uji Daya Serap Air

(53)

Dari grafik 4.2. terlihat nilai penyerapan air minimum sebesar 25.17% berada pada komposisi 375:25:100 dan penyerapan air maksimum sebesar 34.39% berada pada komposisi 395:5:100. Nilai pengujian ini masih diperbolehkan jika mengacu pada standar papan gipsum SNI 03-2105 (1996) yaitu nilai penyerapan air maksimum 50%. Dari pengujian ini menunjukan bahwa sifat densitas berbanding terbalik dengan daya serap air. Dari hasil pengujian serapan air profil gipsum cetakan jaya board yang menjadi acuan dalam penelitian ini diperoleh nilai serapan sebesar 43.4 %. Dari hasil ini memperlihatkan bahwa bahan yang dihasilkan dari penelitian ini masih dibawah standar profil gipsum jaya board, sehingga masih memiliki sifat fisis sesuai dengan yang diharapkan, karena nilai yang diperoleh memiliki mutu yang lebih baik dibandingkan dengan profil gipsum jaya board yang beredar dipasaran. Hasil data perhitungan uji serapan air terdapat pada lampiran tabel 3 pada lampiran I

4.2 Sifat mekanik 4.2.1 Uji Impak

(54)

Gambar.4.3. Nilai uji impak vs komposisi sampel

(55)

4.2.2 Uji tarik

ari pengujian tarik yang telah dilakukan memperlihatkan adanya peningkatan kemampuan tarik spesimen ketika komposisi filler serat ijuk bertambah, sesuai dengan hasil grafik 4.4 :

Gambar 4.4. Grafik Uji Tarik vs komposisi sampel

Dari hasil grafik terlihat bahwa nilai uji tarik maksimum yaitu 414.05 kPa,dimiliki oleh kompisisi perbandingan gipsum : serat ijuk : lateks akrilik 375 : 25 : 100 dan nilai pengujian tarik minimumnya sebesar 107.8 kPa,pada perbandingan komposisi 395 : 5 : 100. Hasil ini memperlihatkan bahwa serat ijuk sangat mempengaruhi kemampuan tarik spesimen dimana nilai tariknya semakin kuat serta karena karakter serat ijuk itu sendiri yang sangat kuat.Nilai uji tarik terjadi lonjakan pada komposisi 375 : 25 : 100, hal ini disebabkan peningkatan jumlah serat ijuknya. Berdasarkan hasil pengujian dari profil gipsum yang dicetak jaya board maka hasil pengujian ini masih dibawah standar profil gipsum dimana dari pengujian yang telah dilakukan diperoleh nilai dari profil gipsum jaya board sebesar 445.08 kPa, sedangkan nilai pengujian tarik maksimum dari hasil pengujian bahan penelitian ini sebesar 414.05

(56)

kPa. Besarnya nilai uji tarik profil gipsum jaya board mungkin disebabkan karena adanya kandungan serat gelas. Hasil perhitungan uji tarik pada lampiran tabel 5 lampiran I.

4.2.3 Uji Kuat Lentur (Modulus Of Elastis/MOE).

Pada pengujian kuat lentur juga terlihat penambahan komposisi serat ijuk memperbesar kemampuan lentur spesimen. Kemampuan lentur(MOE) maksimum sebesar 3552.21 kg/cm2 berada pada komposisi 375:25:100 dan kemampuan lentur minimum sebesar 2518.79 kg/cm2 berada pada komposisi 395:5:100, seperti terlihat pada gambar grafik 4.5

Gambar 4.5. Grafik Uji MOE vs komposisi sampel

Hasil ini memperlihatkan kemampuan yang sangat besar serat ijuk sebagai pengisi spesimen ketika mengalami pembebanan sehingga spesimen tidak getas. Kenaikan kemampuan kuat lentur cenderung linier seiring bertambahnya jumlah serat ijuk aren,dari hasil ini maka propil ini sangat cocok digunakan dan diproduksi. Dari pengujian kuat lentur yang telah dilakukan menggunakan profil gipsum yang dicetak jaya board maka hasil yang memenuhi dimulai pada komposisi 390:10:100, dimana

(57)

nilai yang diperoleh dari pengujian profil gipsum jaya board sebesar 2731.85 N/cm2. Hasil perhitungan uji MOE terdapat pada lampiran tabel 6 lampiran I

4.2.4 Uji MOR (Modulus Of Rapture)

Kemampuan MOR maksimum sebesar 3.5 Mpa, pada komposisi 375:25:100 sedangkan kuat MOR minimum sebesar 3.11 MPa, berada pada komposisi 395:5:100.Hasil ini dapat dilihat dari gambar grafik 4.6 Besarnya nilai kuat MOR sangat dipengaruhi oleh komposisi serat ijuk.Semakin besar komposisi serat ijuknya nilai MOR semakin besar,sehingga gipsum ini dari kekuatan Mor layak untuk dipakai dan diproduksi.

Gambar 4.6. Gambar grafik Uji MOR cvs komposisi sampel

Kemampuan serat ijuk sebagai pengisi membuat nilai Kuat patah diatas standar yang ditetapkan Gipsum Fibre Board Bison yaitu sekitar 2.78 MPa, sedangkan hasil uji diperoleh diatas 3 MPa. Dari hasil pengujian yangg telah dilakukan dari profil gipsum yang dicetak jaya board maka hasil ini masih dibawah standar yang

(58)

diharapkan karena nilai yang diperoleh 12.34 Mpa, sedangkan hasil maksimum dari bahan penelitian ini sebesar 3 Mpa. Hasil perhitungan uji MOR pada lampiran tabel 7 lampiran I

4.3 Uji Thermal (DTA)

(59)

Gambar 4.7 Hasil Uji DTA komposisi 375:25:100 Tegangan (mV)

T

e

m

p

e

r

a

t

u

(60)

T

e

m

p

e

r

a

t

u

r

Gambar 4.8 Hasil Uji DTA Komposisi 395:5:100

(61)

(62)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Dari pengujian fisis yang telah dilakukan maka sifat bahan yang dihasilkan dari penelitian ini dimana Densitas Minimum 2.01gr/cm3 pada komposisi 395:5:100 dan maksimum 2.339 gr/cm3 pada komposisi 375:25:100,dan komposisi optimumnya pada komposisi 375:25:100 . Sedangkan daya serap air 34.39% pada komposisi 395:5:100 dan 25.17 % pada komposisi 375:25:100 dan yang optimum pada komposisi 375:25:100.Sedangkan standar SNI 03-2051 (1996) yang diperbolehkan 1 gr/cm3 untuk densitas dan 50% untuk daya serap air.

2. Dari sifat mekanik diperoleh nilai maksimum untuk pengujian impak sebesar 9,2 x 10-2J/cm2. Uji tarik 414.08 kPa, Uji MOE 3552.21 kg/cm2, Uji MOR 3.50 MPa.pada komposisi 375 : 25 : 100. Sedangkan nilai minimum untuk uji impak 2,73 J/cm2, Uji tarik 107.8 kPa,Uji MOE 2518.79 kg/cm2 dan uji MOR 3.11 MPa,pada komposisi 395 : 5 : 100.Nilai optimumnya pada komposisi 375 :25 : 100.

3. Dari Uji DTA diperoleh data bahwa memiliki temperatur yang optimal yaitu temperatur 155 0C, suhu eksotermiknya (Temperatur gelas 255 0C, komposisi 375 : 25 : 100.

(63)

5.2 Saran

1. Diharapkan untuk menindak lanjuti penelitian ini menggunakan pengujian daya serap kalor pada gypsum berserat ini dengan mengukur perbedaan suhu diatas plafon dan di bawah plafon.(daya hantar panas)

2. Bagaimana diupayakan agar menggunakan pengikat akrilik cat lain yang lebih murah dan dengan komposisi yang lebih kecil, tapi memiliki kemampuan mengikat yang sama.

(64)

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.2010.Gypsum Board.dari :http://www.pdf.kq5.org/GYPSUM-BOARD.html.

Anonim.2011.Gypsum Bahan Galian Industri dari:

http://www.scribd.com/doc/5339443/GYPSUM-BAHAN-GALIAN-INDUSTRI (diakses 13 Juni 2011.21.41)

Astanti Arif. at al” Sifat Fisik Ijuk dan Potensinya Sebagai Perintang Fisik Serangan Rayap Tanah. Jurnal Penelitian Vol.2 No. 1, Januari 2006

Badan Standarisasi Nasional, Daftar Standar Asing yang digunakan sebagai Acuan Normatif pada Proses Perumusan SNI.

Balai Penelitian Teknologi Karet Bogor,2011,Pemanfaatan Karet Alam Sebagai Bahan Aditif Pembuatan Jalan Aspal dan Beton. Dari :

http://bptkbgr.com/indeks.php?option=com_content&taks=view&id=81 & (diakses tanggal 11 Januatri 2011)

Daftar SNI Revisi” Dari:http;//202.158.23.137/index.php?sni=04.(diakses tanggal 27 Desember 2010)

Hani,2009, Komposisi Kimia Lateks Karet Alam. Dari :2010, Lateks Pekat, dari : http://habibie- zone.blogspot.com/2010/01

Hubner,J,E.1985.Gypsum board With Reinforcement By Wood Flake.Bison iklim (diakses:14 Juni 2011,20.54)

Kamaruddin,RA.and Zakaria,S.M.2007.The Utilization of Red Gypsum Waste

(65)

Lateks Pekat Krem, dari : http://www.bi.go.id/NR/rdoclyres/7DOCFE3B-A68E -477D-A7C4-0322D3F2FE76/16208/teknologiproseskaret 1.pdf.

Patisenda,S,at al,2001,Kajian awal Teknologi Proses dan Rekayasa Gypsum Kalsinasi di PD.Agribisnis dan Pertambangan Jawa Barat.Jurnal Sains dan Teknologi Indonesia Vol.3, No 9

Sarjono,P,W dan Agt.Wahjono,2008,Pengaruh Penambahan Serat Ijuk pada Kuat Tarik Campuran Semen-Pasir dan kemungkinan Aplikasinya. Jurnal Teknik Sipil vol 8 no.2 Februari 2008 : 159-169

Serat Ijuk merupakan Serat Alam terbaik yang dimiliki Indonesia,2009”. Dari:

http;//arengabroam.blogspot.com/2009/08/serat-ijuk-merupakan-serat- alam-terbaik.html. (diakses tanggal 08 Nopember 2010).

Sinaga,S,2009, Pembuatan Papan Gipsum dengan Bahan pengisi Limbah Padat Pabrik kertas Rokok dan Perekat Polivinil Alkohol. Dari http;//repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/6119/1/09E01426.pdf (diakses tanggal 16 Nopember 2010)

Sistem Informasi Manajemen Standar”.2010. Dari : file;///G:/detail_sni.asp Gypsum.htm (diakses tanggal 27 Mei 2011 )

Sitepu, M,” Modifikasi Serat Ijuk dengan Radiasi sinar ã Suatu Studi Untuk

Perisai Radiasi Nuklir.

Sitepu,M,2006, Modifikasi Serat Ijuk dengan Radiasi Sinar-? suatu Studi untuk Perisai Radiasi Nuklir. Jurnal Sains Kimia vol.10,no.1.2006 : 4-9

Supriyadi,2008,Studi Reaksi Polimerisasi Urea-Formaldehida. Dari :

http;//digilib.itb.ac.id//gdl.php?mod=browser&id=j6ptitbpp-gdl-supriyadi- 31573 (diakses tanggal 23 Des)

Van Vlack,LH,1994,terjemahan Japrie,S,Ilmu dan Teknologi Bahan,Edisi kelima,Erlangga, Jakarta.

Widodo,B,2008,Analisis Sifat Komposit Epoksi dengan Penguat Serat Pohon Aren (Ijuk) Model Lamina Berorientasi Sudut Acak (Random). Jurnal Teknologi Technoscientia vol 1 No.1, Agustus 2008 : 1-5.

(66)

Lampiran I

Metode perhitungan

Mk : Massa kering (gr) Mb : Massa basah (gr)

Msg : Massa sampel gantung (gr) Mkp : Massa kawat penggantung (gr) Tabel 1 Hasil pengujian sifat fisis

Sampel Mk Mb Msg Mkp

395:05:100 1.57 2.11 22.41 21.61

490:10:100 0.95 1.27 22.10 21.61

385:15:100 1.28 1.68 22.24 21.61

380:20:100 1.14 1.47 22.24 21.61

275:25:100 1.39 1.74 22.42 21.61

1. Perhitungan Densitas:

Densitas = dengan ñ H2O = 1 gr/cm3

Sebagai contoh : sampel 395:05:100

Densitas = x 1 gr/cm3 = 2.01 gr/cm3

Hasil perhitungan densitas selengkapnya pada tabel dibawah Tabel.2 Nilai densitas propil gipsum berserat ijuk aren

Sampel Mk(gr) Msg(gr) Mkp(gr) Densitas (gr/cm3)

395:05:100 1.57 22.41 21.61 2.01

490:10:100 0.95 22.10 21.61 2.03

385:15:100 1.28 22.24 21.61 2.06

380:20:100 1.14 22.24 21.61 2.23

(67)

2. Contoh Perhitungan penyerapan air untuk sampel

Penyerapan air =

Untuk sampel : 395:05:100, diperoleh nilai daya serap air Penyerapan air : =

= 34.39 %

Dengan cara yang sama untuk komposisi selanjutnya hasil serapan air disajikan dalam tabel 3 berikut ini.

Tabel.3 Hasil perhitungan nilai daya serap air gipsum berserat ijuk aren

Sampel Mk Mb Serapan air (%)

395:05:100 1.57 2.11 34.39

490:10:100 0.95 1.27 33.64

385:15:100 1.28 1.68 31.25

380:20:100 1.14 1.47 28.94

275:25:100 1.39 1.74 25.17

3. Tabel hasil nilai uji impak

Untuk mendapatkan nilai uji impak menggunakan persamaan : Harga Impak

Untuk sampel 395:05:100 , Jika E = 0.41 J dan Luas sampel 1.5 x 10, maka: Harga impak = 2.73 x 10-2 J/cm2

(68)

Tabel.4 Hasil perhitungan nilai uji impak gipsum berserat ijuk aren

4. Tabel hasil pengujian tarik.

Untuk mendapatkan hasil pengujian tarik, menggunakan persamaan:

ó =

Dari hasil pengujian diperoleh nilai tegangan untuk komposisi spesimen 395:05:100 dengan luas benda uji 2 cm x 6 cm = 12 cm2

Sehingga :

ó =

ó = 107.8 kPa

Hasil perhitungan nilai uji tarik disajikan dalam bentuk tabel 5 untuk masing – masing komposisi seperti dibawah

Tabel.5 Hasil perhitungan nilai uji tarik gipsum berserat ijuk aren Komposisi Sampel Uji Nilai Uji Tarik (kPa)

395:05:100 107.80

490:10:100 191.10

385:15:100 261.33

380:20:100 282.56

275:25:100 414.05

Komposisi Sampel Energi(Joule) Harga Impak (J/cm2)

395:05:100 0.41 2.73 x 10-2

490:10:100 0.47 3.13 x 10-2

385:15:100 0.90 6.00 x 10-2

380:20:100 0.95 6.33 x 10-2

(69)

5. Tabel Pengujian Kuat Lentur (Modulus Of Elastis/MOE)

Untuk mendapatkan nilai kuat lentur menggunakan persamaan: MOE =

Untuk komposisi sampel 395:05:100 data hasil pengjian: Diperoleh : S = 10 cm

B = 2.68 kgf l = 2 cm t = 1 cm D = 0.133 cm Sehingga diperoleh MOE =

MOE = 2518.79 kg/cm2

Hasil nilai uji MOE ditampilkan dalam bentuk tabel 6 dibawah

Tabel.6Hasil perhitungan nilai MOE gipsum berserat ijuk aren Komposisi Sampel Uji Nilai Uji Kuat Lentur (MOE) (kg/cm2)

395:05:100 2518.79

490:10:100 2735.38

385:15:100 3188.29

380:20:100 3340.77

275:25:100 3552.21

6. Tabel pengujian kuat patah (Modulus Of Rapture/MOR)

(70)

Untuk pengujian komposisi sampel 395:05:100 Dengan nilai :

S = 10 cm B = 4.23 kg l = 2 cm t = 1 cm

Sehingga diperoleh MOR =

MOR = 3.11 MPa

Hasil perhitungan selengkapnya disajikan dalam bentuk tabel 7

Tabel.7Hasil perhitungan nilai MOR gipsum berserat ijuk aren Komposisi Sampel Uji Nilai Uji kuat patah (MPa)

395:05:100 3.11

490:10:100 3.30

385:15:100 3.32

380:20:100 3.44

(71)

Lampiran II

Perhitungan Profil Gipsum Jaya Board.

·_{Sifat Fisis}

- Densitas ( ñ) = 1,88 gr/cm

- Daya serap air = 43,3 %

·_{Sifat Mekanik}

Uji Impak ó = 10,93 x 10-2 J/cm2

Uji Tarik ó = 44,508 kPa

Uji MOE MOE = 2731,854 kg/cm2

(72)

Lampran III

Gambar – gambar perangkat pembuatan sampel dan pengujian sampel.

Neraca Analitik

Alat Uji Tarik, MOE dan MOR

(73)

Pengujian Impak Di Lab Penelitian FMIPA USU

Alat press benda uji Di Oven pengering di Lab Polimer FMIPA USU Lab Polimer FMIPA USU

Alat Uji Universal Machine

(74)

Alat uji thermal dengan DTA Di PTKI Medan

Sampel uji Tarik

(75)