Oleh:
Evri Yani Purba NIM 409240010 Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala
kasih dan karunia-Nya yang telah memberikan kesehatan dan kekuatan kepada
penulis sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik. Skripsi ini diajukan
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sain di Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan. Adapun
judul skripsi ini adalah “Pemanfaatan Serat Daun Pandan Duri Sebagai Campuran
Dalam Peningkatan Karakteristik Genteng Beton”.
Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada
berbagai pihak yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini, mulai dari
pengajuan proposal penelitian, pelaksanaan sampai penyusunan skripsi, antara
lain Bapak Mukti H. Harahap, S.Si, M.Si selaku Dosen Pembimbing Skripsi, yang
telah banyak memberikan bimbingan dan saran-saran kepada penulis sejak awal
penelitian sampai dengan selesainya penulisan skripsi ini. Bapak Drs. Abd. Hakim
S., M.Si selaku Dosen Penguji I, Bapak Drs. Makmur Sirait, M.Si selaku Dosen
Penguji II dan Bapak Dr. Ridwan A. Sani, M.Si selaku Dosen Penguji III, yang
telah memberikan kritikan dan masukan demi penyempurnaan skripsi ini. Bapak
Drs. Nurdin Siregar, M.Si, selaku Dosen Pembimbing Akademik yang
memberikan bimbingan dan nasehat selama masa perkuliahan dan telah
membantu dalam penyelesaian skripsi ini. Penghargaan juga diberikan kepada
Bapak Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc., M.Phil. selaku Kepala Laboratorium
Penelitian Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) USU
Medan yang telah memberikan kesempatan dan saran-saran untuk melakukan
penelitian di Laboratorium Penelitian FMIPA, Bapak Sukirman selaku teknisi
Laboratorium Penelitian Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
(FMIPA) USU Medan yang telah banyak memberikan bimbingan dan saran
selama penelitian berlangsung. Ucapan terima kasih dan teristimewa penulis
sampaikan kepada kedua orang tua tersayang Ayahnda K. Purba dan Ibunda E.
Sinurat yang telah banyak memberikan kasih sayang, doa, motivasi serta
v
sampaikan kepada abang, kakak dan abang ipar saya tersayang Inra Wanson
Purba, Deni Fronika Purba, AM. Keb., dan Pernando Tamba, AMK yang tiada
henti memberikan doa, motivasi dan semangat kepada penulis. Ucapan terima
kasih juga penulis sampaikan kepada kekasih yaitu Bigges Lufhansa Sagala, S.St
yang telah memotivasi dan memberikan Doa untuk penulis dalam penyusunan
skripsi ini. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Remi Napitupulu,
Gretta A. Simanjuntak, Itasari Simbolon, Hery Zulkarnaen Barus “Mikroskill”,
Diana Purba “Pend.Ekonomi Nomensen” dan seluruh teman-teman Fisika Nondik
2009 yang telah membantu penulis dalam melakukan penelitian, memberikan
motivasi dan saran.
Penulis telah berupaya dengan semaksimal mungkin dalam meyelesaikan
skripsi ini, namun penulis menyadari masih banyak kelemahan baik dari segi isi
maupun tata bahasa dan penulisan, untuk itu penulis mengharapkan saran dan
kritik yang bersifat membangun dari pembaca demi sempurnanya skripsi ini
(Evriyani@gmail.com). Akhir kata penulis ucapkan banyak terima kasih, semoga
skripsi ini bermanfaat bagi kita semua.
Medan, September 2013
Evri Yani Purba
PEMANFAATAN SERAT DAUN PANDAN DURI SEBAGAI CAMPURAN DALAM PENINGKATAN KARAKTERISTIK GENTENG BETON
Evri Yani Purba (409240010) ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh komposisi serat daun pandan duri terhadap karakteristik genteng beton, mengetahui hasil pengujian sifat mekanik kekuatan lentur dan kekuatan impak serta pengujian sifat fisis daya serap air dan daya serap panas pada genteng beton dengan variasi campuran serat daun pandan duri 2,5% ; 5,0% ; 7,5% dan beton normal.
Genteng beton dibuat berbentuk balok sesuai standart ASTM untuk pengujian sifat mekanik kekuatan lentur dan kekuatan impak serta genteng beton berbentuk genteng sesuai standart SNI untuk pengujian sifat fisis daya serap air dan daya serap panas. Pada penelitian ini campuran genteng beton yang akan dibuat adalah semen, pasir, yaitu 1 : 3. Pada penelitian ini dibuat variasi komposisi serat daun pandan duri sebesar 2,5%; 5,0%; 7,5% terhadap pengurangan berat pasir yang digunakan. Setelah genteng beton berumur 28 hari maka dilakukan pengujian kekuatan lentur, kekuatan impak, daya serap air dan daya serap panas.
Dari hasil pengujian sifat mekanik yaitu kekuatan lentur diperoleh genteng beton variasi serat daun pandan duri yang memenuhi syarat mutu ASTM D-790 pada komposisi 2,5% dan 5% serat daun pandan duri yaitu sebesar (13,15 ± 0,26) Nmm-2 dan (9,96 ± 0,72) Nmm-2. Dari hasil pengujian sifat mekanik yaitu kekuatan impak diperoleh genteng beton variasi serat daun pandan duri yang yang memenuhi syarat mutu ASTM D-256 pada 5% dan 7,5% serat daun pandan duri yaitu sebesar (4950 ± 638,35) Joule/m2 dan (6850 ± 526,78) Joule/m2. Dari hasil pengujian sifat fisis yaitu penyerapan air pada genteng beton variasi serat daun pandan duri yang memenuhi syarat SNI 0096:2007 adalah pada campuran 0% yaitu (7,53 ± 0,76 %); 2,5% yaitu (5,06 ± 0,70 %) dan 5,0% yaitu (4,96 ± 0,96 %.). Pada daya serap panas genteng beton variasi serat daun pandan duri yang memenuhi syarat SNI 0096:2007 adalah pada campuran 0% yaitu (74,3 ± 0,86%); 2,5% yaitu (73,86 ± 0,91%); 5,0% yaitu (73,09 ± 1,01% ) dan 7,5% yaitu (71,17 ± 0,90%). Hal ini merupakan bahwa semakin besar penambahan serat daun pandan duri pada genteng beton dapat meningkatkan karakteristik genteng beton.
vi
2.1.2.1. Genteng Beton Menurut Bentuknya ... 6
2.1.3. Beton ... 7
2.1.8.2.Sifat Fisik Dan Ketahanan Sinar Serat Daun Pandan Duri ... 16
2.1.9. Perendaman Dengan Natrium Hidroksida (NaOH)... 16
2.1.14.Pengujiann Penyerapan Air ... 22
2.1.15.Pengujian Penyerapan Panas Genteng ... 22
2.1.16.Kerangka Konseptual ... 24
BAB III. METODE PENELITIAN ... 26
3.1.Tempat dan Waktu Penelitian... 26
3.2.Alat dan Bahan ... 26
3.2.1. Alat ... 26
3.2.2. Bahan ... 27
3.3.Variabel dan Parameter ... 27
3.4.Prosedur Penelitian ... 29
3.4.1. Pemisahan Serat Daun Pandan Duri ... 29
3.4.2. Pembuatan Sampel ... 29
3.4.3. Bentuk Sample Uji ... 31
3.4.4. Pengujian Benda Uji Genteng Beton ... 33
3.4.4.1.Pengujian Beban Lentur Genteng Beton ... 33
3.4.4.2.Pengujian Impak Genteng Beton... 34
3.4.4.3.Pengujian Daya Serap Air Genteng Beton ... 35
3.4.4.4.Pengujian Penyerapan Panas Genteng Beton ... 35
3.5.Diagram Alir Penelitian ... 36
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 37
4.1. Hasil Penelitian ... 37
4.1.1. Kekuatan Lentur ... 37
4.1.2. Pengujian Kekuatan Impak ... 39
4.1.3. Pengujian Penyerapan Air ... 41
4.1.4. Pengujian Penyerapan Panas ... 43
4.1.5. Berat Genteng Beton dengan Serat Daun Pandan Duri ... 46
4.2. Pembahasan ... 47
4.2.1. Kekuatan Lentur ... 47
4.2.2. Kekuatan Impak ... 48
4.2.3. Pengujian Penyerapan Air ... 49
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Batas-batas Gradasi Agregat Halus ... 12
Tabel 2.2. Jenis Serat Alam Yang Dapat Dianyam ... 15
Tabel 2.3. Ukuran Bagian Genteng Beton ... 18
Tabel 2.4. Karakteristik Beban Lentur Genteng Minimal... 19
Tabel 3.1. Alat-alat Yang Digunakan ... 26
Tabel 3.2. Bahan-bahan Yang Digunakan ... 27
Tabel 3.3. Rancangan Perbandingan Persentase Komposisi Bahan-bahan Campuran Semen : Pasir : Serat Daun Pandan Duri ... 29
Tabel 3.4. Rancangan Perbandingan Persentase Komposisi Bahan-bahan Campuran Semen : Pasir : Serat Daun Pandan Duri Untuk PengujianLentur dan Impak ... 30
Tabel 3.5. Rancangan Perbandingan Persentase Komposisi Bahan-bahan Campuran Semen : Pasir : Serat Daun Pandan Duri Untuk PengujianDaya Serap Air dan Daya Serap Panas ... 30
Tabel 4.1. Pengujian Beban Lentur Genteng Beton dengan Penambahan Serat daun pandan duri dan Pengurangan Pasir... 37
Tabel 4.2. Pengujian Kekuatan Impak Genteng Beton dengan Penambahan Serat daun pandan duri dan Pengurangan Pasir... 40
Tabel 4.3. Pengujian Penyerapan Air Genteng Beton dengan Penambahan Serat daun pandan duri dan Pengurangan Pasir... 42
Tabel 4.4. Pengujian Penyerapan Panas Genteng Beton dengan Penambahan Serat Daun Pandan Duri dan Pengurangan Pasir ... 44
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Genteng Beton ... 5
Gambar 2.2. Pandan Duri ... 14
Gambar 2.3. Mesin Uji Lentur ... 20
Gambar 2.4. Cara Pengujian Penyerapan Panas ... 23
Gambar 2.5. Proses Penyerapan Panas Genteng ... 23
Gambar 3.1. Bentuk Sampel Pengujian Kekuatan Lentur ... 32
Gambar 3.2. Bentuk Sampel Pengujian Impak ... 32
Gambar 3.3. Bentuk Sampel Pengujian Daya Serap Air dan Daya Serap Panas ... 32
Gambar 3.4. Cara Uji Beban Lentur Untuk Genteng Rata ... 34
Gambar 3.5. Diagram Alir Penelitian ... 36
Gambar 4.1. Grafik Kekuatan Lentur Terhadap Penambahan Serat Daun Pandan Duri ... 39
Gambar 4.2. Grafik Kekuatan Impak Terhadap Penambahan Serat Daun Pandan Duri ... 41
Gambar 4.3. Grafik Penyerapan Air Terhadap Penambahan Serat Daun Pandan Duri ... 43
Gambar 4.4. Grafik Daya Serap Panas Terhadap Penambahan Serat Daun Pandan Duri ... 45
Gambar 4.5. Grafik Kekuatan Lentur Terhadap Penambahan Serat Daun Pandan Duri ... 47
Gambar 4.6. Grafik Kekuatan Impak Terhadap Penambahan Serat Daun Pandan Duri ... 48
Gambar 4.7. Grafik Penyerapan Air Terhadap Penambahan Serat Daun Pandan Duri ... 49
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lamp. 1. Perhitungan Kekuatan Lentur UFS ... 55
Lamp.2. Perhitungan Kekuatan Impak ... 64
Lamp. 3. Perhitungan Daya Serap Air ... 73
Lamp. 4. Perhitungan Daya Serap Panas ... 86
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Atap adalah pelindung rangka atap suatu bangunan secara keseluruhan
terhadap pengaruh cuaca : panas, hujan, angin dan sebagainya. Dengan banyaknya
gedung-gedung yang dibangun maka sangat dibutuhkan bahan penutup atap yang
baik, yaitu penutup atap yang memenuhi persyaratan kuat, ringan dan kedap air.
Genteng beton adalah unsur bangunan yang dibuat dari campuran bahan-bahan
seperti : semen portland, agregat halus, air dan kapur, dan bahan pembantu
lainnya, yang dibuat sedemikian rupa sehingga dapat digunakan untuk atap.
Genteng beton merupakan salah satu penutup atap yang baik, namun tidak
banyak masyarakat yang menggunakan genteng beton, selain harganya yang
relatif mahal bila dibandingkan dengan genteng lain, genteng beton juga termasuk
penutup atap yang cukup berat, sehingga memerlukan konstruksi rangka atap yang
kuat agar dapat menahan berat genteng.
Usaha peningkatan kualitas genteng beton masih terus dilakukan baik
peningkatan kuat tekan, tarik maupun lentur, bahkan sampai upaya untuk
membuat genteng beton itu ringan tetapi mempunyai kekuatan tinggi.
Penambahan serat dalam adukan genteng beton ditujukan untuk meningkatkan
kuat tarik, kuat lentur, dan genteng beton yang dihasilkan lebih ringan. Selain itu
juga berguna untuk mengurangi penggunaan pasir.
Dalam beberapa penelitian sebelumnya seperti penelitian Deli Natalia
Saragih (2007) tentang pembuatan genteng beton yang dicampur dengan serat
daun nenas. Didapat hasil pengujian sifat mekanis kekuatan lentur yang optimal
pada variasi serat 0,15 % sebesar 131,5 kg/cm2 . Kuat impak yang optimal
didapatkan pada variasi serat 0,3 % sebesar 8,13 KJ/m2. Sedangkan pada
penelitian Wiyadi (1999) tentang pembuatan genteng beton menggunakan serat
ijuk memiliki berat genteng 4.936, 4.727, 4.696, 4.625, 4.563 dan 4.554 gram
dengan berat genteng rata-rata 4.683,5 gram. Dan pada penelitian Rosadhan
(2000) menggunakan serat serabut kelapa memiliki berat genteng 4.501; 4.440;
2
Dari hasil penelitian ini genteng beton yang dihasilkan masih memiliki
bobot yang berat. Itu dapat dilihat dari jenis serat yang digunakan. Dimana
penggunaan serat serabut kelapa yang memiliki massa jenis 1,125 gr/cm3
menghasilkan genteng beton yang lebih ringan dibanding dengan penggunaan
serat ijuk yang memiliki massa jenis 1,136 gr/cm3. Sehingga penulis tertarik untuk
membuat genteng beton dengan campuran serat daun pandan duri yang memiliki
massa jenis yang lebih kecil yaitu 0,96 gr/cm3 untuk meningkatkan karakteristik
genteng beton dan menghasilkan genteng yang lebih ringan.
Selain itu pemilihan serat daun pandan duri sebagai bahan pembuatan
genteng beton yaitu karena : pengadaannya cukup mudah sehingga bila ditinjau
dari segi ekonomis akan lebih menguntungkan, serat daun pandan duri
mempunyai kemampuan tarik yang cukup sehingga diharapkan dapat mengurangi
retak, dapat meningkatkan kuat tarik, kuat lentur, dan beton yang dihasilkan lebih
ringan. Juga pada serat daun pandan duri memiliki kandungan Lignin (18-22 %),
Selulosa (83-88%), Holoselulosa (37-76 %) dimana lignin berfungsi sebagai
perekat untuk mengikat sel bersama-sama sedangkan selulosa berfungsi
memberikan ketegaran pada sel sehingga dapat meningkatkan kekuatan tarik dan
kelenturan bahan.
Berdasarkan uraian di atas maka penulis tertarik untuk melakukan
penelitian yang berjudul : “ Pemanfaatan Serat Daun Pandan Duri Sebagai
Campuran dalam Peningkatan Karakteristik Genteng Beton”.
1.2 Batasan Masalah
Dalam penelitian ini batasan masalah yang dibahas meliputi:
1. Komposisi genteng beton yang terdiri dari campuran, 0 %, 2,5 %, 5 %
dan 7,5 % massa serat daun pandan duri terhadap massa pasir dengan
tekanan cetak 25 ton force.
2. Pengujian mekanik yang meliputi uji lentur dan uji impak (pukul).
Pengujian fisis yang meliputi uji daya serap air dan uji daya serap
1.3 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang dibahas dalam penelitian ini adalah
1. Bagaimana pengaruh serat daun pandan duri terhadap karakteristik
genteng beton?
2. Bagaimana hasil pengujian mekanik dan fisis pada genteng beton
dengan variasi campuran serat daun pandan duri 0 %, 2,5 %, 5,0 % dan
7,5 % terhadap massa pasir?
3. Bagaimana kualitas genteng beton dengan penambahan serat daun
pandan duri dan genteng beton normal?
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui pengaruh serat daun pandan duri terhadap karakteristik
genteng beton.
2. Mengetahui hasil pengujian mekanik dan fisis pada genteng beton
dengan variasi campuran serat daun pandan duri 0 %, 2,5 %, 5,0 % dan
7,5 % terhadap massa pasir.
3. Mengetahui kualitas genteng beton dengan penambahan serat daun
pandan duri dan genteng beton normal.
1.5 Manfaat Penelitian
1. Hasil dari penelitian ini dapat dijadikan informasi bahwa serat daun
pandan duri dapat dimanfaatkan sebagai campuran dalam pembuatan
genteng beton.
2. Hasil penelitian ini diharapkan dapat meningkatkan kualitas genteng
beton, sehingga dapat mendukung usaha pengadaan bahan bangunan
yang berkualitas sesuai dengan SNI dan semakin diminati oleh
51
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari data dan pembahasan di atas, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan yaitu:
1. Pengaruh serat daun pandan duri terhadap karakteristik genteng beton
yaitu pada kekuatan lentur genteng beton semakin besar penambahan serat
daun pandan duri maka kekuatan lentur genteng beton yang dihasilkan
menurun . Pada kekuatan impak genteng beton semakin besar penambahan
serat daun pandan duri maka kekuatan impak genteng beton yang
dihasilkan semakin besar pula. Sedangkan pada penyerapan air dan
penyerapan panas genteng beton semakin besar penambahan serat daun
pandan duri maka penyerapan air dan penyerapan panas genteng beton
genteng beton yang dihasilkan menurun.
2. Hasil pengujian mekanik yaitu kekuatan lentur genteng beton serat daun
pandan duri yang tertinggi adalah pada komposisi penambahan serat 25 %
yaitu sebesar 13,15 ± 0,26 Nmm-2. Hasil pengujian mekanik yaitu
kekuatan impak genteng beton serat daun pandan duri yang tertinggi
adalah pada komposisi persentase serat 75 % yaitu sebesar 6850 ± 526,78
Joule/m2. Sedangkan hasil pengujian fisis yaitu daya serap air genteng
beton serat daun pandan duri yang terendah adalah pada komposisi
persentase serat 5,0 % yaitu sebesar 4,96 ± 0,96 % dan hasil pengujian
fisis yaitu daya serap panas genteng beton serat daun pandan duri yang
terendah adalah 70,17 ± 0,90%.
3. Kualitas genteng beton dengan penambahan serat daun pandan duri sesuai
dengan yang diharapkan yaitu telah memenuhi syarat-syarat mutu genteng
beton dan jauh lebih baik dibandingkan dengan genteng beton normal .
Dimana hasil pengujian kekuatan lentur genteng beton normal 0 % serat
daun pandan duri yaitu sebesar 1,71 Nmm-2. Hasil pengujian kekuatan
pengujian daya serap air dan daya serap panas genteng beton normal yaitu
7,53 % dan 74,3 %.
5.2. Saran
1. Untuk penelitian selanjutnya agar digunakan serat alam yang lain untuk
menghasilkan kualitas genteng beton yang lebih baik.
2. Untuk mendapatkan kualitas genteng beton yang lebih baik sebaiknya
pengujian penyerapan panas ditambahkan dengan pengujian panas yang
lain seperti DTA.
3. Perlu diteliti lebih lanjut penambahan matriks lain terhadap campuran
bahan-bahan penyusun genteng beton seperti PP (Polypropilena ) untuk
53
DAFTAR PUSTAKA
Andre (2012), http://andre4088.blogspot.com/2012/08/manfaat-tanaman-pandanus.html (diakses tanggal 25 Juni 2013).
Daryanto, (1994), Pengetahuan Tekhnik Bangunan, Penerbit Rineka Cipta, Jakarta.
DPU, (1982), Persyaratan Umum Bahan Bangunan (PUBI), Pusat Penelitian dan Pengembangan Pemukiman, Badan Penelitian dan Pengembangan P.U, Bandung.
DPU, (2000), Tata Cara Pembuatan Genteng Semen Cetak Tangan, Bandung.
Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta, (2003), Pedoman Proyek Akhir, FT Yogyakarta.
Mulyono, Tri., (2003, 2004), Teknologi Beton, Penerbit Andi, Yogyakarta.
Panggabean, Agustina., (2012), Pemanfaatan Abu Ampas Tebu Sebagai Campuran Dalam Peningkatan Kekuatan Beton., Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan.
Pambudi, Warih., (2005), Pengaruh Penambahan Serat Ijuk dan Pengurangan Pasir Terhadap Beban Lentur dan Berat Jenis Genteng Beton., Skripsi, Fakultas Teknik Sipil, Universitas Negeri Semarang (UNNES), Semarang.
Patra, Surianto., (2003), Pengaruh Komposisi Campuran Kertas Kraft Kantong Semen Terhadap Kualitas Eternit., Skripsi, Jurusan Pendidikan Teknik Bangunan, Universitas Negeri Yogyakarta, Yogyakarta.
Randing, (1995), Penelitian Pengaruh Penambahan Serat Ijuk Pada Pembuatan Genteng Beton, Jurnal Penelitian Permukiman, Puslitbangkim, Bandung.
Samekto, Wuryati dan Rahmadiyanto, Candra., (2001), Teknologi Beton, Penerbit Kanisius, Yogyakarta.
Saragih, Deli Natalia., (2007). Pembuatan Dan Karakteristik Genteng Beton Yang Dibuat Dari Pulp Serat Daun Nenas-Semen Portland Pozolan., Skripsi, Jurusan Fisika, Universitas Sumatera Utara (USU), Medan.
Sudarnadi, H., (1996), Tumbuhan Monokotil, Penerbit PT. Penebar Swadaya, Bogor.
Supatmi, (2011), Analisis Kualitas Genteng Beton Dengan Bahan Tambah Serat Ijuk Dan Pengurangan Pasir., Skripsi, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Negeri Yogyakarta, Yogyakarta.
Tim ERaMedia, (2008), Kamus Pintar Kimia, Eramedia Publisher, Jakarta.
Tjitrosoepomo, G., (2007), Taksonomi Tumbuhan (Spermatophyta), Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
SNI 0096-2007, Genteng Beton, Jakarta.
Widodo, Slamet., (2007), Struktur Beton, Universitas Negeri Yogyakarta, Yogyakarta.
