ANALISA RESPON MEKANIK
SPEED BUMP
PADUAN BAHAN
CONCRETE FOAM
DAN
POLYMERIC FOAM
DIPERKUAT SERAT
TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS)
YANG DIKENAI BEBAN
IMPACT
JATUH BEBAS
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
IMALSYAH PASI
NIM.110401013
ABSTRAK
Bentuk profil speed bump yang tidak sesuai dapat membahayakan pengguna jalan yang melintas. Penelitian ini berfokus pada pembuatan profil speed bump dari material concrete foam dan polymeric foam yang diperkuat serat TKKS agar diperoleh desain stuktur speed bump yang lebih baik dan lebih aman sesuai standar. Tujuan penelitian ini adalah menganalisa respon mekanik produk speed bump polymeric foam diperkuat. Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) yang dikenai beban impak jatuh bebas. Manfaat penelitian ini untuk memanfaatkan serta mengolah Tandan Kosong kelapa Sawit (TKKS) hasil pabrik kelapa sawit agar dapat bernilai ekonamis. Metode yang dilakukan adalah metode penelitian eksperimen. Data diperoleh melalaui pengujian impak jatuh bebas pada speed bump dari bahan concrete foam dan polymeric foam. Pembuatan speed bump menggunakan mortar; semen 26%, pasir=38%, air=28%. Lalu ditambahkan bahan pengembang=5%. Bahan concrete dan rongga 1”,2” dan 3” inci diberi matrik berupa serat TKKS=3%. Dimensi speed bump 200 × 400 × 150 mm. Pembuatan polymeric foam menggunakan bahan; blowing agent=20%, resin=60%, serat TKKS=10%, katalis=10%. Kesimpulan penelitian ini; dari uji impak jatuh bebas terhadap speed bump yaitu, Pada ketinggian 2 m speed bump datar concrete foam; spesimen satu F max= 132,398 N, dan Tegangan=0,066199 MPa Spesimen dua F max= 142,198N, dan Tegangan= 0,071099 MPa. Pada ketinggian 2 m posisi speed bump datar rongga 1 inci; spesimen satu F max= 44,1 dan Tegangan = 0,02205 MPa. Spesimen dua F max= 51,94 N, dan Tegangan= pengujian impak jatuh bebas concrete foam dan rongga 1”,2” dan 3” inci terjadi keretakan.
ABSTRACT
Profile shapes speed bump that does not comply could endanger road users passing. Thisstudy focuses on profiling speed bump of foam concrete material and polymeric foam-fiber reinforced TKKS order to obtain a speed bump structure design better and safer standard. The purpose of this study was to analyze the mechanical response speed bump polymeric foam products strengthened. Fiber Oil Palm Empty Fruit Bunch (EFB) is subjected to impact loads in free fall. The benefits of this research to utilize and process the palm oil Empty Fruit Bunch (EFB) results of palm oil mill to be worth ekonamis. The method used is the method of experimental research. Data obtained melalaui impact testing on a free fall speed bump of foam concrete materials and polymeric foam. Making speed bump using a mortar; 26% of cement, sand = 38%, water 28%. Then added material developers = 5%. Concrete materials and cavity 1 ", 2" and 3 "inch by matrix in the form of fibers EFB = 3%. Speed bump dimensions 200 × 400 × 150 mm. Making use of polymeric foam materials; blowing agent = 20% = 60% resin, fiber TKKS = 10%, catalyst = 10%. The conclusion of this study; of free fall impact test against a speed bump that is, At a height of 2 m flat speed bump foam concrete; specimens of the F max = 132.398 N, and Voltage = 0,066199 MPa Specimen two F max = 142,198N, and Voltage = 0.071099 MPa. At a height of 2 m flat speed bump position of the 1 inch; specimens of the F max = 44.1 and Voltage = 0,02205, specimen two F max = 51,94 N, and Voltage = 0,02597 MPa. At a height of 2 m position flat speed bump cavity 2 inch specimen of the F max = 20.58 N, and Voltage = 0,01029 MPa. Specimens two F max = 19.6 N, and Voltage = 0.0098 MPa. At a height of 2 m position flat speed bump cavity 3 inch specimen of the F max = 97.188 N, and Voltage 0.048559 MPa. Specimens two F max = 88.2 N, and Voltage 0.0441 MPa. Impact testing of foam concrete free fall and the 1 ", 2" and 3 "inch cracks occur.
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan kesempatan dan waktu sehingga dapat menyelesaikan proposal Tugas Akhir yang berjudul
“
ANALISA RESPON MEKANIK
SPEED BUMP
PADUAN BAHAN
CONCRETE FOAM
DAN
POLYMERIC
F OAM
DIPERKUAT SERAT TANDAN KOSONG KELAPA
SAWIT (TKKS) YANG DIKENAI BEBAN IMPACT JATUH
BEBAS
”.
Laporan hasil penelitian skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh setiap mahasiswa untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Reguler Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Penulis laporan ini adalah betujuan mengedepankan penggunaan serat TKKS untuk penguat pada speed bump dan polymeric foam.
Untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME, selaku Dosen Pembimbing penulis yang banyak memberi masukan serta membina saya selama mengerjakan penelitian ini.
7. Kedua orang tua saya atas doa dan motivasinya yang tiada hentinya untuk memberikan semangat kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.
Semoga skripsi ini dapat memberikan ilmu tambahan bagi pembaca serta dapat bermanfaat bagi orang lain. Penulis menyadari akan kekurangan skripsi ini sehingga penulis mengharapkan masukan dan kritikan yang bersifat membangun dalam penyempurnaan skripsi. Penulis mengucapkan banyak terima kasih atas kerja samanya.
Medan, 2016
DAFTAR ISI
2.1.2. Teknik Pembuatan Material Komposit ...9
2.2. Beton ...9
2.2.1. Adukan Beton ...11
2.3. Speed Bump (Pembatas Kecepatan Kendaraan) ...13
2.4. Material Komposit Concrete Foam ...15
2.4.1. semen ...15
2.4.2. Pasir ...16
2.4.4. Bahan pengembang...17
2.4.5. Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) ...17
2.5. Material Komposit polymeric foam ...18
2.5.1. Polyester resintak jenuh(BQTN)………...18
3.2.3. Bahan yang digunakan dalam pembuatan(polymeric foam)..35
3.3. Desain Speed bump ...39
3.3.1. Bentuk speed bump comcrete foam berongga 1”,2” dan 3 Inch ...39
3.4. Prosedur Pembuatan Polymeric foam...40
3.5. Prosedur Pembuatan Speed Bump ...42
3.6. Prosedur Pengujian Impak Jatuh Bebas………46
3.6.1. Set-up Pengujian Impak...47
3.6.2. Prosedur Pengujian Impak ...47
3.6.3. Prosedur Kalibrasi………...………...48
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ...52
4.1. Pendahuluan ...52
4.2. Pembuatan speed bump ...52
4.3. Pembuatan Polymric Foam ...53
4.4. Desaainspeed bump berongga dengan test rig ...53
4.5. Pengujian Impak Jatuh Bebas………...54
4.5.1. Pengujian Impak Jatuh Bebas Concrete Foam………..55
4.5.2. Pengujian Impak Jatuh Bebas Rongga 1 Inch………....56
4.5.3. Pengujian Impak Jatuh Bebas Rongga 2 Inch………58
4.5.4. Pengujian Impak Jatuh Bebas Rongga 3 Inch………59
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ...63
5.1. Kesimpulan ...63
5.2. Saran ...64
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Bahan penyusun Tandan Kosong Kelapa Sawit ...17
Tabel 2.2. Karakter mekanik polyester resin tak jenuh ...19
Tabel 2.3. Waktu dan kecepatan benda jatuh ...22
Tabel 3.1. Lokasi dan aktivitas penelitian ...25
Tabel 3.2. Spesifikasi mesin penghalus serat ...29
Tabel 3.3. Spesifikasi mesin pengaduk semen ...31
Tabel 3.4. Karakteristik mekanik polyester resin tak jenuh ...37
Tabel 3.5. Komposi material………. ...42
Tabel 3.6. Komposisi bahan spesimen dalam satuan gram………. ...43
Tabel 4.1. Komposisi bahan spesimen dalam satuan gram ...52
Tabel 4.2. Komposisi material polymeric foam ...53
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Gabungan makroskopis fasa-fasa pembentuk komposi ... 7
Gambar 2.2. Speed Bump ... ……13
Gambar 2.3. Desain Standar Speed Bump (Pembatas Kecepatan) ... 14
Gambar 2.4. Serat TKKS yang telah dihaluskan ... 18
Gambar 2.5. Resin Unsaturated Polyester BTQN-157 EX ... 19
Gambar 2.6. Blowing Agent ... 20
Gambar 2.7. Katalis... 21
Gambar 2.8. Grafik Hubungan v-t ... 23
Gambar 3.1. Gunting ... 26
Gambar 3.2. Ayakan ... 26
Gambar 3.3. Ember Plastik ... 27
Gambar 3.4. Cetakan ... 27
Gambar 3.5. Timbangan ... 27
Gambar 3.7. Sendok Semen ... 28
Gambar 3.8. Oli ... 28
Gambar 3.9. Mesin Penghalus Serat ... 29
Gambar 3.10. Sarung Tangan Karet ... 29
Gambar 3.11. Masker ... 30
Gambar 3.12. Mesin Pengaduk ... 30
Gambar 3.13. Serat TKKS ... 32
Gambar 3.14. Semen ... 33
Gambar 3.15. Pasir ... 34
Gambar 3.17. Mesin Penghalus serat TKKS ... 35
Gambar 3.18. Resin Unsaturated Polyester BQTN-15 EX ... 36
Gambar 3.19. Blowing Agent ... 37
Gambar 3.20. Katalis ... 38
Gambar 3.21. Model: (a)Concrete (b)Rongga 1 inci (c)Rongga 2 inci (d)Rongga 3 inci ... 39
Gambar 3.22. Cetakan concrete foamdan rongga 1”,2”,” inci ... 40
Gambar 3.23. Serat TKKS ... 41
Gambar 3.24. Blowing agent ... 41
Gambar 3.25. Polymeric foam ... 42
Gambar 3.26. Penuangan Pasir ... 43
Gambar 3.27. Penuangan Semen ... 44
Gambar 3.28. Penuangan serat TKKS ... 44
Gambar 3.29 Pencampuran air ... 44
Gambar 3.29. Penuangan Bahan Pengembang ... 45
Gambar 3.30 . Penuangan mortar dalam cetakan ... 45
Gambar 3.31. Speed bump berbahan concrete foam diperkuat serat TKKS ... 46
Gambar 3.32. Pengujian Impak Jatuh Bebas ... 46
Gambar 3.33. Komponen alat uji impak jatuh bebas (a) Loadcell terpasang (b) Test rig dan Anvil ... 47
Gambar 3.34. DAQfor Helmet testing Software... 49
Gambar 3.35. Kabel Loadcell dengan DAQ Lab-Jack U3-LV ... 49
Gambar 3.36. Calibration Program ... 50
Gambar 3.37. Diagram alir penelitian ... 51
Gambar 4.4. Grafik Waktu vs Gaya impak pada ketinggian 2 m concrete Foam ... 56
Gambar 4.5. Keretakan akibat gaya impak pada ketinggian 2 meter... 56
Gambar 4.6. Pengujian impakjatuh bebas dengan rongga 1 inci ... 57
Gambar 4.7. Grafik Waktu vs Gaya impak pada ketinggian 2 meter ... 57
Gambar 4.8. Keretakan akibat gaya impak pada ketinggian 2 meter... 58
Gambar 4.9. Pengujian impak jatuh bebas dengan rongga 2 inci ... 58
Gambar 4.10. Grafik Waktu vs Gaya impakketinggian 2 m posisi rongga 2 inci .... 59
Gambar 4.11. Keretakan akibat gaya impak pada ketingggian 2 meter... 59
Gambar 4.12. Pengujian impakjatuh bebas dengan rongga 3 inci ... 60
Gambar 4.13. Grafik Waktu vs Gaya impak ketinggian 2 m posisi rongga 3 inci .... 60
Gambar 4.14. Keretakan akibat gaya impak datar pada ketinggian 2 meter... 61
