BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
Adapun Metode penelitian yang dilakukan dalam penelitian ini adalah metode
penelitian eksperimen. Data penelitian diperoleh melalui pengujian impak jatuh
bebas terhadap benda ujiCover Parking Bump.
3.1. Tempat dan Waktu
3.1.1. Tempat
Pelaksanaan jadwal kegiatan penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Waktu dan jadwal penelitian
No. Waktu Kegiatan LokasiPenelitian
1. Sept–Okt Pengumpulan Ide dan Bahan Lab. IFRC
2. Okt-Des Pengolahan Serat TKKS PTPN IV/Lab.
IFRC
3. Jan Pembuatan penutup drainase
sekaligusparking bumper
Lab. IFRC
4. Feb Pengujian impak jatuh bebas dan
Pengolahan data
Lab. Impak Unit 2
5. Mar Penyusunan laporan Lab IFRC
3.1.2. Waktu
Waktu pelaksanaan penelitian ini direncanakan selama enam (6) bulan
3.2. Peralatan dan Bahan
3.2.1. Peralatan
Peralatan yang digunakan selama proses penelitian adalah sebagai berikut:
1. Gunting
Gunting digunakan untuk memotong dan memperkecil ukuran serat TKKS.
Gambar gunting dapat dilihat pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Gunting
2. Palu
Palu digunakan untuk mencacah bongkahan tandan kosong kelapa sawit
menjadi sedikit melebar. Gambar palu dapat dilihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Palu
3. Ayakan
Ayakan pada penelitian ini digunakan untuk menyaring pasir dan serat
yang melewati tahap pengayakan. Gambar ayakan dapat dilihat pada
Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Ayakan
4. Ember plastik
Ember plastik digunakan sebagai wadah perendaman TKKS pada saat
proses menghilangkan asam lemak dengan menggunakan air dicampur
dengan NaOH dan sebagai wadah untuk menampung bahan pengecoran.
Ember plastik dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Ember Plastik
5. Cetakan
Cetakan yang terbuat dari papan kayu dan triplek. Cetakan yang dibuat
(a) (b)
Gambar 3.5 (a). Cetakan tipe 1, (b). Cetakan tipe 2
6. Timbangan
Timbangan digunakan untuk mengukur berat bahan-bahan penyusun yang
akan digunakan sebagai campuran dalam membuat produk Cover Parking
Bump. Timbangan yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6 Timbangan
7. Sendok semen
Sendok semen digunakan sebagai pengaduk bahan campuran dan untuk
merapikan pengecoran pada cetakan. Sendok semen ditunjukkan pada
Gambar 3.7
8. Wax
Waxdigunakan sebagai bahan pelapis antara cetakan dengan campuran dari
bahan-bahan pengecoran dan juga untuk memudahkan mengeluarkan
spesimen Cover Parking Bump dari cetakan. Wax yang digunakan seperti
pada Gambar 3.8.
Gambar 3.8 Wax
9. Mesin penghalus serat
Mesin Penghalus serat digunakan untuk menghaluskan serat TKKS menjadi
berukuran 0,5-1 cm. Gambar dari mesin penghalus serat dapat dilihat pada
Gambar 3.9 seperti di bawah ini.
Gambar 3.9 Mesin penghalus serat
Sedangkan untuk spesifikasi mesin penghalus serat dapat dilihat pada Tabel
Tabel 3.2 Spesifikasi mesin penghalus serat
No. Spesifikasi Satuan Besaran
1. Jenis Motor Listrik Induksi
2. Daya Keluaran HP/kW 1 / 0,75
3. Frekuensi Hz 50
4. Voltage V 220
5. Arus Listrik A 8
6. Putaran Mesin Rpm 1450
7. Fase 1
8. Suhu Operasi oC 60
10. Sarung tangan karet
Sarung tangan karet disini berfungsi sebagai pelindung tangan. Sarung
tangan karet yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.10.
Gambar 3.10 Sarung tangan karet
11. Masker
Masker berfungsi sebagai penutup mulut dan penyaring udara kotor,
material-material kecil saat proses penggilingan serat TKKS, bahan-bahan
kimia saat perendaman serat TKKS, dan pengecoran tipe penutup drainase
sekaligus sebagai parking bumper. Gambar masker dapat dilihat pada
Gambar 3.11 Masker
12. Mesin pengaduk
Mesin pengaduk digunakan untuk mengaduk material komposit yang terdiri
dari mortar (semen,pasir,air), serat TKKS dan bahan pengembang (blowing
agent) agar tercampur secara merata. Adapun gambar mesin pengaduk
ditunjukkan pada Gambar 3.12.
Gambar 3.12 Mesin Pengaduk
Sedangkan spesifikasi mesin pengaduk ditunjukkan pada Tabel 3.3.
Tabel 3.3 Spesifikasi mesin pengaduk semen
No. Spesifikasi Satuan Besaran
1. Jenis Motor Listrik Induksi
2. Daya Keluaran HP/kW 1 / 0,75
3. Frekuensi Hz 75
Tabel 3.3. Spesifikasi mesin pengaduk semen lanjutan
5. Putaran Mesin Rpm 2834
6. Fase 3
7 Puli 1 : 0,5
8. Gear box 1:70
9. Transmisi gear Speed 1
10 Putaran akhir Rpm 75
13.Anvilldan Plat Penyambung
Anvilldigunakan sebagai landasan tipe uji saat dilakukan pengujian impak
jatuh bebas. GambarAnvillditunjukkan pada Gambar 3.13.
(a) (b) (c)
Gambar 3.13 (a).AnvillTipe 1, (b).AnvillTipe 2, (c) Plat Penyambung
14. Bor
Bor digunakan untuk mengaduk campuran blowing agent dan air sampai
menghasilkan busa sesuai prosedur dan takarannya. Gambar bor
ditunjukkan pada Gambar 3.14.
3.2.2. Bahan yang digunakan dalam pembuatan produk
1. Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit
Serat TKKS dalam penelitian ini adalah berfungsi sebagai penguat matriks
komposit diperoleh dari hasil pengolahan tandan kosong kelapa sawit yang diolah
menjadi serat berdasarkan proses-proses tertentu. Tandan kosong kelapa sawit yang
digunakan adalah bahan yang memiliki nilas ekonomis yang rendah.
Serat TKKS yang diperoleh dari hasil pengolahan tandan kosong kelapa
sawit dengan beberapa tahapan proses. Tahapan tersebut adalah:
1. Perendaman TKKS dalam air yang mengandung NaOH 1% selama 24
jam.
2. Pencucian dengan air bersih.
3. Pengeringan dengan cara menjemur serat pada sinar matahari selama ±3
hari atau dapat juga menggunakan mesin pengering.
4. Pencacahan serat menjadi bagian-bagian kecil (5 s.d. 10 cm).
5. Penghalusan serat dengan menggunakan mesin penghalus serat (0,1 s.d.
10mm).
Penghalusan serat dengan menggunakan mesin penghalus serat. TKKS pada
umumnya hanya dibuang atau dibiarkan begitu saja agar berfermentasi sehingga
dapat dijadikan sebagai pupuk organik. TKKS banyak ditemukan didaerah
Sumatera Utara. Serat TKKS yang digunakan dalam proses pembuatan produk
Gambar 3.15 Serat TKKS
2. Semen
Fungsi utama dari semen adalah untuk mengikat partikel agregat yang
terpisah sehingga menjadi satu kesatuan. Bahan dasar pembentuk semen adalah:
1. 3CaO.SiO2 (tricalcium silikat)
2. 2CaO.SiO2 (dicalcium silikat)
3. 3CaO.Al2O3 (tricalcium aluminate)
4. 4CaO.Al2O3.Fe2O3 (tetracalcium alummoferrit)
Faktor semen sangatlah mempengaruhi karakteristik campuran beton.
Kandungan semen hidraulis yang tinggi akan memberikan banyak keuntungan,
antara lain dapat membuat campuran mortar menjadi lebih kuat, lebih padat, lebih
tahan air, lebih cepat mengeras, dan juga memberikan rekatan yang lebih baik.
Kerugiannya adalah dengan cepatnya campuran beton mengeras, maka dapat
menyebabkan susut kering yang lebih tinggi pula. Beton dengan kandungan
hidraulik rendah akan lebih lemah dan mudah dalam pergerakan. Gambar semen
Gambar 3.16 Semen PPC
3. Air
Air merupakan bahan dasar pembuat beton yang penting. Air diperlukan
agar bereaksi dengan semen (proses pengikatan) serta sebagai bahan pelumas antara
butir -butir agregat agar dapat mudah dikerjakan dan dipadatkan. Proses pengikatan
berawal beberapa menit setelah pencampuran yang disebut initial set(pengikatan
awal) dan berakhir setelah beberapa jam disebutfinal set(akhir pengikatan). Waktu
pengikatan adalah jangka waktu dari mulai mengikatnya semen setelah
berhubungan dengan air sampai adukan semen menunjukkan kekentalan yang
memungkinkan lagi untuk dikerjakan lebih lanjut.
Air pada penelitian ini juga digunakan sebagai bahan untuk membersihkan
TKKS dari material yang tidak diinginkan. Kotoran yang mungkin ada pada TKKS
adalah jamur, pasir, debu dan tanah. Air dapat dilihat pada Gambar 3.17.
4. Pasir
Pasir adalah agregat halus yang mana dihasilkan dari disintegrasi alami
batuan ataupun pasir yang dihasilkan oleh industry pemecah batu dan mempunyai
ukuran butir lebih kecil dari 3/16 inci atau 5 mm. Berdasarkan SK SNI
T-15-1990-03, kekasaran pasir dibedakan menjadi 4 kelompok menurut gradasinya, yaitu pasir
kasar, pasir agak kasar, pasir agak halus, dan pasir halus [15]. Adapun pasir yang
digunakan adalah yang telah melewati proses pengayakan seperti ditunjukkan pada
Gambar 3.18.
Gambar 3.18 Pasir
5. Bahan Pengembang
Bahan pengembang (Blowing Agent) berfungsi sebagai bahan untuk
menghasilkan busa agar material komposit mengalami pengembangan volume.
Adapun bahan pengembang yang digunakan adalah surfaktan seperti ditunjukkan
pada Gambar 3.19.
3.3 Desain Penutup Drainase Sekaligus SebagaiParking Bumper
Desain penutup drainase sekaligus sebagai parking bumper yang diberi plat
diawali dengan melakukan desain gambar dan ukuran dengan menggunakan
softwareAnsys 14,5.
3.3.1 Bentuk penutup drainase sekaligus sebagaiparking bumper
Gambar dan desain bahan pengujian seperti ditunjukkan pada Gambar 3.20.
(a) (b)
Gambar 3.20 Desain (a). Tipe 1, (b) Tipe 2
Adapun penggabungan penutup drainase sekaligusparking bumperdisambung
plat pada drainase ditunjukkan pada Gambar 3.21.
(a) (b)
Gambar 3.21 Pengaplikasian produkCover Parking Bump
3.3.2Parking bumper
Parking bumper adalah sebuah alat yang digunakan sebagai penahan roda
kenderaan pada saat parkir. Parking bumper sering dijumpai pada lokasi
perparkiran gedung perkantoran, pusat perbelanjaan atausupermarketdan lain-lain.
parkir kenderaan roda empat dan juga sebagai penuntun serta pengaman kenderaan
pada saat parkir, seperti diperlihatkan pada Gambar 3.22 di bawah ini.
Gambar 3.22Parking bumper
Parking bumpertelah dikenal oleh masyarakat Internasional sejak tahun 1962
pada saat itu bahan yang digunakan adalah karet (rubber), dengan desain
seperempat lingkaran (seperempat bola) dengan sudut 90º, setelah itu dimodifikasi
kembali pada tahun 2009. Parking bumper ini berbentuk poligon (trapesium).
Sementara di lapangan sering dijumpai parking bumper berbentuk balok terbuat
dari bahan komposit beton dengan ukuran yang tidak memiliki standar khusus.
Parking bumper didesain dengan memperhatikan kekuatan mekaniknya. Hal ini
bertujuan untuk dapat memperkirakan kemampuan parking bumper dalam
menahan beban, baik tekan maupun beban kejut atau impak yang terjadi tiba-tiba.
Karenaparking bumper ini digunakan untuk menahan roda kenderaan. Desain ini
mengasumsikan berat kotor sebuah mobil berkisar 1600 kg. Pada proses pemakaian
parking bumpertersebut akan bersentuhan langsung dengan roda mobil (tergantung
posisi parkir) pada posisi roda depan atau belakang. Sementara satu roda mobil akan
menyentuh satuparking bumper. Maka jika asumsi berat keseluruhan mobil dibagi
maka akan diperoleh beban sebesar 400 kg. Ilustrasi seperti diperlihatkan pada
Gambar 3.23 dan 3.24 berikut ini.
Gambar 3.23 Ilustrasi pembebanan padacover parking bumptipe 1
Gambar 3.24 Ilustrasi pembebanan padacover parking bumptipe 2
Analisa gaya yang terjadi pada parking bumper seperti pada gambar diatas
dapat diuraikan seperti pada Gambar 3.25 dan 3.26 di bawah ini.
Gambar 3.26 Analisa gaya yang diterimacover parking bumptipe 2
Adapun diagram benda bebas ditunjukkan pada Gambar 3.27 di bawah ini.
Gambar 3.27Free body diagramanalisa gaya yang diterimacover parking bumper
Analisa gaya yang bekerja pada cover parking bumper diasumsikan dalam
kondisi statis denganv= 0 Km/jam, t = 0 detik dan F = 0. Perhitungan di atas dapat
∑ Fy' = 0
W Cos α –N= 0……….….[2.1]
W Cos α –N= 0
N= W × Cosα
N= m×g Cosα
N= 400 × 9,81 × 0,7071
N= 2774,6604
Maka besar gaya tekan yang diterima oleh cover parking bump dengan luas area
kontak ban mobil 2000 mm dapat dihitung dengan persamaan [2.2] di bawah ini:
σ =
.……….. [2.2]Dimana: F = Gaya [Newton]
A= Luas permukaan [mm²]
Dengan menggunakan persamaan [2.2] diperoleh tegangan tekan untuk statik
sebagai berikut,
σ =
σ
=
,σ
= 1,3873 MPaAnalisa gaya yang bekerja pada cover parking bumper diasumsikan dalam
Maka didapatkan perlambatan sebesar 1,388 m/s2 dengan koefisien gesek kinetik
µk= 0,06. Perhitungan di atas dapat ditulis pada persamaan [2.3] di bawah ini :
∑ Fx = m × a
F.Cos α – w Sin α –Fk =0……….[2.3]
m × a × Cos 45˚- m × g × Sin 45˚- µk×N= 0
400×1,388×0,7071–400×9,81×0,7071–0,06N= 0
392,5819–2774,6604–0,06N= 0
2382,0806–0,06N= 0
N= ,
,
N= 39701,33
Dengan menggunakan persamaan [2.2] diperoleh tegangan tekan untuk dinamik
sebagai berikut,
σ =
σ
=
,²
Adapun analisa gaya yang dipakai untuk validasi pengujian impak jatuh bebas
adalah dengan beban impaktor m = 5 kg, maka dalam kondisi dinamik denganv=
20 km/jam dan t = 4 detik sampai mobil berhenti. Maka didapatkan perlambatan
sebesar 1,388 m/s2. Perhitungan di atas dapat ditulis pada persamaan [2.3] di bawah
ini :
∑ Fx = m × a
F.Cos α – w Sin α –Fk =0 ……….[2.3]
m × a × Cos 45˚- m × g × Sin 45˚- µk×N= 0
5×1,388×0,7071–5×9,81×0,7071–0,06N= 0
4,9104–34.6–0,06N= 0
29,7–0,06N= 0
N= , ,
N= 493,3
Dengan menggunakan persamaan [2.2] diperoleh tegangan tekan untuk dinamik
sebagai berikut,
σ =
σ
=
,²
Dimana:
N = Gaya normal (Newton)
W = Berat benda (Newton)
m = Massa (Kg)
g = Percepatan gravitasi (m/s2)
v = Kecepatan (m/s)
fs = Gaya gesek (Newton)
μ k= Koefisien gesek
3.4 Prosedur Pembuatan Penutup Drainase SekaligusParking Bumper
Penggunaan parking bumper bertujuan untuk menghindari terjadinya
kecelakaan dalam hal ini mobil terprosok kedalam parit, menciptakan keteraturan
lokasi parkir, sehingga pemilik kenderaan merasa nyaman ketika meninggalkan
kenderaan tersebut diperparkiran. Adapun cetakan yang dipakai adalah seperti
terlihat pada Gambar 3.28 di bawah ini.
(a) (b)
Gambar 3.28 (a). Cetakan tipe 1, (b). Cetakan tipe 2
Pada penelitian metode yang digunakan untuk pembuatan Tipe adalah dengan
metode penuangan. Bahan yang dipakai adalahconcrete foamdan dituang kedalam
1. Mengayak pasir untuk mendapatkan ukuran butir yang sama dan
memisahkan partikel lain yang tidak dibutuhkan seperti kotoran kayu, daun
kering, batu kecil, dll.
2. Mengayak semen untuk memisahkan gumpalan-gumpalan semen yang
disebabkan oleh kelembaban lingkungan penyimpanan.
3. Persiapkan serat TKKS timbang serat sesuai dengan komposisi yang telah
ditentukan. Pemilihan serat berbentuk serat panjang antara 0,5-1 cm.
4. Melumasi dengan wax pada bagian dalam cetakan dengan tujuan untuk
mempermudah proses pembongkaran atau pengangkatan Tipe dari cetakan.
5. Persiapkan bahan pengembang (blowing agent) dengan cara mencampurkan
larutan kimia surfaktan sebanyak 11 gram dengan air sebanyak 660 gram
lalu diaduk dengan mesin bor selama 5 menit sampai busa terbentuk seperti
pada Gambar 3.29.
Gambar 3.29Blowing agent
6. Persiapkan bahan-bahan yang diperlukan yaitu serat TKKS, Mortar (semen,
pasir dan air), bahan pengembang. Berat material keseluruhan yang
dibutuhkan adalah 20 kg dengan asumsi density air 1000 Kg/m3. Adapun
Fitriadi,ST. 2014) yaitu berikut komposisi bahan ditunjukkan pada Tabel
3.4.
Tabel 3.4. Komposisi materialconcrete foam
No.
1 12400 18800 12400 44 2640 1248 B4 20 1281.25
7. Hidupkan mesin pengaduk
8. Masukkan pasir kedalam mesin pengaduk seperti pada Gambar 3.30.
Gambar 3.30 Penuangan pasir
9. Memasukkan semen kedalam mesin pengaduk seperti pada Gambar 3.31.
Gambar 3.31 Penuangan semen
10. Tunggu sekitar 3 menit sampai pasir dan semen tercampur merata lalu
Gambar 3.32 Penuangan serat TKKS
11. Tunggu sekitar 3 menit. Setelah pasir, semen, dan serat TKKS tercampur
merata lalu masukkan air dan bahan pengembang (blowing agent) sampai
busa terbentuk dan lalu dimasukkan kedalam mesin pengaduk seperti pada
Gambar 3.33.
Gambar 3.33 Pencampuranblowing agent
12. Setelah pengadukan sekitar 7 menit, maka hasil akhir adalah beton berbusa
dengan agregat ringan serat TKKS, dan segera lakukan pengecoran atau
penuangan kedalam cetakan seperti pada Gambar 3.34.
Gambar 3.34 Penuangan mortar kedalam cetakan
13. Selanjutnya biarkan cetakan selama 7×24 jam. Kemudian produk dibuka
(a) (b)
Gambar 3.35 Penutup drainase sekaligusparking bumper,
(a) tipe 1 , (b) tipe 2
Selanjutnya produk tersebut direndam kedalam air selama 7×24 jam karena
semen masih membutuhkan air untuk proses pengikatan partikel-partikel
sehingga produk menjadi lebih keras.
14. Setelah perendaman produk selama 7×24 jam maka produk dikeringkan
dengan cara ditempatkan kedalam tempat dengan udara terbuka sampai
berat produk konstan.
15. Setelah berat produk konstan, maka dapat dilakukan pengambilan data
densitydengan cara pengujian impak jatuh bebas seperti pada Gambar 3.36.
3.5 Prosedur Pengujian Impak Jatuh Bebas
Alat uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat uji impak jatuh bebas.
Pengujian impak dilakukan dilaboratoriun Riset Impak dan Keretakan Unit II
Universitas Sumatera Utara.
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui respon tegangan pada material akibat
efek rambatan gelombang regangan dengan laju rambatan gelombang yang tinggi.
Pengujian dilakukan dengan ketinggian jatuh impactor adalah 1,5 m, dan berat
impactorsebesar 5 Kg.
3.5.1Set-uppengujian impak
Sebelum dijalankan pengujian maka harus dilakukan langkah-langkah untuk
menghidupkan alat uji yaitu sebagai berikut:
1. Hubungkan semua koneksi seperti: loadcell, sensor posisi, kabel USB
dan Power DAQ,Lab-Jack U3-LV.
2. AktifkansoftwareDAQFor Helmet Impact Testingdari icon yang ada
didekstop.
3. Persiapkan peralatan uji jatuh bebas dan pastikan bahwa loadcell dan
dudukanloadcellsudah terpasang dengan baik begitu juga dengananvil
supportseperti Gambar 3.37.
(a) (b)
4. MasukkanAnvilpadaAnvil Supportsesuai dengan kebutuhan pengujian
pengambilan data.
5. Siapkan sampel uji yang akan dilakukan pengujian, dan sesuaikan posisi
spesimen pengujian seperti ditunjukkan pada Gambar 3.38.
(a) (b)
Gambar 3.38Set Upalat uji impak jatuh bebas (a) Set uptipe 2, (b)Set uptipe 1
3.5.2 Prosedur pengujian impak
Adapun langkah – langkah penempatan produk ke alat pengujian yaitu sebagai berikut:
1. Pasangkan sampel uji yang akan dilakukan pengujian padatest rig.
2. Tentukan posisi jarak ketinggian jatuh impaktor yang diinginkan, dan
pastikan sensorproximitydalam kondisi aktif.
3. Tekan tombol Start padasoftware DAQ for Helmet Impact Testing.
4. Setelah jarak ketinggian ditentukan dan memastikan bahwa sensor
siap untuk dijatuhkan dengan cara melepaskan tali penahan luncuran
impaktor.
5. Tekan tombol STOP setelah beberapa saat impak tor menumbuk Tipe
padaanvill.
6. Tekan tombol SAVE untuk menyimpan data hasil uji kedalam file
berformat txt, dan akan tersimpan dalam drive C folder DATA EXP
(data experiment).
7. Lalu data hasil pengujian tersebut kita olah dengan menggunakan
programsoftware MS-EXCEL.
3.5.3 Prosedur kalibrasi
Pengujianimpak jatuh bebas dilakukan dengan terlebih dahulu melakukan
kalibrasi pada DAQLab-Jackdan DAQFor Helmet Impact Testing Softwaresesuai
dengan alat loadcell yang memang sudah mendapatkan sertifikasi kalibrasi dari
Komite Akreditasi Nasional (KAN) untuk kapasitas maksimum 20.000 Kg beban
statis, untuk pengujian iniloadcelldikalibrasi denganDAQ for speed bump impact
testing softwaresebesar 3500 Kg.
Prosedur kalibrasi adalah sebagai berikut:
1. Letakkan loadcell pada alat penekan dan hubungkan kabel loadcell
dengandigital display calibrator.
2. Jalankansoftware DAQ For Helmet Impact Testingdan buka program
Gambar 3.39DAQ for helmet impact testing software.
3. DAQ For Helmet Impact Testing Softwareakuisisi data khusus untuk
memonitor pengujian dengan metode software menerima masukan
(input) gaya dari sinyal loadcelldan titik tumbukan pada saat posisi
impaktor menumbuk produk lalu dan diteruskan ke loadcell. Posisi
ketinggian impaktor direkam beserta waktunya dan ditandai dengan
berubahnya warna merah pada tampilan posisi diinterface user.
4. Tekan loadcell sampai digital display terbaca 3500 Kg dan tahan
penekanan.
5. Lepaskan kabel loadcell dari digital display dan masukan atau
hubungkan kabel tersebut dengan DAQ Lab-Jack U3-LV seperti
terlihat pada Gambar 3.40.
Gambar 3.40 Kabelloadcelldipasang Ke DAQ Lab-Jack U3-LV
6. Pilih channel loadcell AINO pada interface user CALIBRATION
Gambar 3.41Calibration Program
7. TekanSTARTdan akan terbaca padatext Voltage(atas kanan).
8. Isilah atau ketiklahentry valuepadatext VALUE MAXnilai 3500
dan tekan OKE (sebelah kanan).
9. Lepaskan beban penekanloadcell.
10. Isilah entrivaluepada teksVALUE MINnilai 0 dan tekan OKE
(sebelah kanannya).
11. Tekan tombolCONFIRMmaka akan muncul nilaiCONVERTIONdan
OFSET.
12. TekanSAVEtoFILEuntuk menyimpan data hasil kalibrasi kedalam
secara otomatis.
13. Tekan tombolfinishuntuk mengakhiri proses kalibrasi.
3.6 Uji Lindas
Untuk mengetahui bagaimana keadaan produk pada saat mobil parkir,
maka dilakukan pengujian lindas dengan membangun stasiun uji lindas seperti
Gambar 3.42 di bawah ini.
Gambar 3.42 Stasiun Uji Lindas
Sebelum melakukan pengujian lindas, dilakukanset upseperti di bawah ini: 1. Memasang plat penahan produkcover bumpseperti Gambar 3.43 di bawah ini.
2. Memasang produkcover bumptipe 1 dan tipe 2 seperti Gambar 3.44 di bawah
ini.
(a) (b)
Gambar 3.44 (a)Set up cover bumptipe 1, (b) tipe 2
3.7. Diagram Alir Penelitian
Diagram alir penelitian ditunjukkan oleh Gambar 3.45.
Mulai
Studi literatur: Bukureferensi, jurnal,internet
Pengambilan TKKS, pengolahan serat TKKS.Persiapan cetakan produk
cover parking bump
Persiapan spesimen uji: membuat produk
cover parking bump, mencetak spesimen
Tidak
Selesai Kesimpulan
Hasil pengujian dan analisa data: ketinggian, gayaimpakmaksimum,
tegangan, kondisi spesimen
Respon material dapat diamati melalui pengujian
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAAN
4.1 Pendahuluan
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan proses pembuatan dan menganalisa
responcover parking bumpdari bahanconcrete foamdiperkuat serat tandan kosong
kelapa sawit (TKKS) dengan diberi sambungan plat di kedua ujungnya. Pengujian
yang dilakukan adalah ujiimpactdengan menggunakan sistem beban jatuh bebas.
4.2 Pembuatan Penutup Drainase SekaligusParking Bumper
Pembuatan penutup drainase sekaligus parking bumper dilakukan dengan
menggunakan cetakan yang berukuran 920× 200× 150 pada tipe 1 dan 920× 200
× 230 pada tipe 2. Teknik pembuatan produk pada penelitian ini adalah
menggunakan metode penuangan/cor. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan
proses pembuatan dan menganalisa respon produk dari bahanconcrete foamdengan
lubang sambungan diperkuat dengan serat tandan kosong kelapa sawit. Pengujian
yang dilakukan adalah ujiimpact dengan menggunakan sistem beban jatuh bebas
terhadap produk.
Bahan-bahan yang diperlukan yaitu: Serat TKKS, Mortar (semen,pasir dan air),
blowing agent, dan plat penyambung. Berat material yang dihasilkan rata-rata
sebesar 20,8 kg untuk tipe 1 (satu) dan 20 kg untuk tipe 2 (dua). Adapun komposisi
Tabel 4.1. Komposisi materialconcrete foam
1 12400 18800 12400 44 2640 1248 B4 20 1281.25
4.3 Desain Penutup Drainase SekaligusParking BumperDenganTest Rig
Desain pembuatan dan pemasangan dudukan/test rigsaat melakukan pengujian
impak jatuh bebas untuk tipe 1 dan 2 ditunjukkan pada Gambar 4.1
(a) (b)
Gambar 4.1 (a). Pemasangantest rigpada tipe 1 (b) pemasangantest rigpada tipe 2.
4.4 Pengujian Impak Jatuh Bebas
Pengujian dilakukan dengan metode impak jatuh bebas, dan dengan jumlah
spesimen 3 buah untuk tipe 1 pada ketinggian 1,5m dengan posisi tegak. Dan
jumlah spesimen 3 buah untuk tipe 2 pada ketinggian 1,5m dengan posisi tegak.
Posisi cover parking bumptegak, dalam hal ini dilakukan untuk mendapatkan
respon tegangan yang bekerja padaparking bumpermaterial tersebut sehingga akan
dibutuhkan untuk diaplikasikan sebagai penutup drainase sekaligus parking
bumper.
Pengujian impak jatuh bebas diumpamakan sebagai sebuah benda jatuh bebas
dari keadaan mula berhenti mengalami pertambahan kecepatan selama benda
tersebut jatuh.
Jika benda jatuh kebumi dari ketinggian tertentu relatif kecil dibandingkan
jari-jari bumi, maka benda mengalami pertambahan kecepatan kebawah dengan harga
yang sama setiap detik.
4.4.1 Hasil pengujian impak jatuh bebas pada titik tegak ketinggian 1,5 m tipe 1
Pengujian impak jatuh bebas terhadap tipe 1(satu) dilakukan pada ketinggian
1,5 m. Dilakukan pengujian impak jatuh bebas terhadap 3 produk tipe 1 dengan
posisi tegak seperti diperlihatkan pada Gambar 4.2.
Gambar 4.2 Pengujian impak jatuh bebas tipe 1
Adapun berdasarkan hasil pengujian impak jatuh bebas yang dilakukan,
didapatkan data bahwa besar gaya rata-rata adalah sebesar 453,6144 N. Dengan
demikian untuk menghitung besar tegangan yang terjadi pada produkcover parking
luas area impak. Luas area impak diperoleh pada saat impactor pertama sekali
menyentuh penutup drainase sekaligusparking bumperpada posisi tegak.
Untuk posisi pembebanan impactor kepada produk penutup drainase
sekaligusparking bumperditunjukkan pada Gambar 4.3 di bawah ini.
Gambar 4.3 Posisi pembebananimpactorterhadap produk tipe 1
Pengukuran luas area impak dapat dilakukan dengan cara manual untuk
menghitung luas area impak hasil yang diperoleh didapatlah 2000 mm2 seperti
ditunjukkan pada Gambar 4.4. Sehingga besar tegangan yang terjadi adalah 0,2267
MPa. Tegangan yang terjadi ini menyebabkan deformasi plastis pada spesimen,
akan tetapi tidak mengakibatkan retak ataupun patah.
Gambar 4.4 Luas daerah impak terhadap produk tipe 1
Grafik gabungan hasil uji impak pada ketinggian 1,5 m pada titik tegak
rambatan gelombang yang teredam sama, pada spesimen 1 diperlihatkan waktu
impak adalah 0,047 s, pada spesimen 2 adalah 0,047 s, pada spesimen 3 adalah
0,047 s, Sehingga rata-rata waktu impak adalah 0,047 s.
Pengujian impak jatuh bebas pada material 1A titik pembebanan pada sisi
tegak dengan ketinggian 1,5 m didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat
sebesar 477,1584 N dan waktu impak didapat 0,047 s. Seperti yang terlihat pada
Gambar 4.5.
Gambar 4.5 Grafik hasil pengujian impak pada posisi tegak dengan ketinggian 1,5 m tipe 1 spesimen A
Pengujian impak jatuh bebas pada material 1B titik pembebanan pada sisi
tegak dengan ketinggian 1,5 m didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat
sebesar 441,8424 N dan waktu impak didapat 0,047 s. Seperti yang terlihat pada
Gambar 4.6 Grafik hasil pengujian impak pada posisi tegak dengan ketinggian 1,5 m tipe 1 spesimen B
Pengujian impak jatuh bebas pada material 1C titik pembebanan pada sisi
tegak dengan ketinggian 1,5 m didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat
sebesar 441,8424 N dan waktu impak didapat 0,047 s. Seperti yang terlihat pada
Gambar 4.7.
Sedangkan Gambar 4.8 menunjukkan grafik gabungan gaya impak vs waktu
impak pada produkcover parking bumppada Tipe 1 di ketinggian 1,5 m.
Gambar 4.8 Grafik gabungan gaya impak vs waktu impak tipe 1 pada ketinggian 1,5 m
Energi impak yang terjadi berdasarkan eksperimental adalah gaya yang
terukur dikalikan dengan ketinggian impactor yaitu pada spesimen (1) 715,725
Joule, pada spesimen (2) 662,7636 Joule, pada spesimen (3) 662,7636 Joule jadi
rata-rata energi impak adalah 680,4174 Joule. Energi impak teoritikal yaitu
perkalian massa dengan percepatan grafitasi dan ketinggian yaitu 73,575 Joule.
Dan energi yang diserap oleh produkcover parking bumpadalah selisih energi yang
terukur dikurangi dengan energi teoritikal yaitu pada spesimen (1) 642,15 Joule,
pada spesimen (2) 589,1886 Joule dan pada spesimen (3) 589,1886 Joule. Jadi
rata-rata energi yang diserap adalah 606,8424 Joule. Data hasil pengujian tersebut
dituliskan dalam Tabel 4.2 dan Tabel 4.3.
Tabel 4.2 Hasil pengujian posisi tegak dengan impak jatuh bebas pada tipe 1
1 2000 477,1584 0,2385 Tidak Retak
2
Rata-rata 2000 453,6144 0,2267 Tidak Retak
Tabel 4.3 Hasil energi impak pada tipe 1 ketinggian 1,5 m.
4.4.2 Hasil pengujian impak jatuh bebas pada titik tegak ketinggian 1,5 m tipe 2
Pengujian impak jatuh bebas terhadap tipe 1 dilakukan pada ketinggian 1,5
m. Dilakukan pengujian impak jatuh bebas terhadap 3 produk tipe 1 dengan posisi
tegak seperti diperlihatkan pada Gambar 4.9.
Gambar 4.9 Pengujian impak jatuh bebas tipe 2 No.
1 1,5 5 73,575 715,725 642,15
2
Adapun berdasarkan hasil pengujian impak jatuh bebas yang dilakukan,
didapatkan data bahwa besar gaya rata-rata adalah sebesar 466,4505 N. Dengan
demikian untuk menghitung besar tegangan yang terjadi pada penutup drainase
sekaligus parking bumper pada area impak didasarkan persamaan tegangan yaitu
gaya dibagi dengan luas area impak. Luas area impak diperoleh pada saatimpactor
pertama sekali menyentuh penutup drainase sekaligusparking bumperpada posisi
tegak.
Untuk posisi pembebanan impactor kepada produk penutup drainase
sekaligusparking bumperditunjukkan pada Gambar 4.10 di bawah ini.
Gambar 4.10 Posisi pembebananimpactorterhadap produk tipe 2
Pengukuran luas area impak dapat dilakukan dengan cara manual untuk
menghitung luas area impak hasil yang diperoleh didapatlah 2000 mm2 seperti
ditunjukkan pada Gambar 4.11. Sehingga besar tegangan yang terjadi adalah
0,23322 MPa. Tegangan yang terjadi ini menyebabkan deformasi plastis pada
Gambar 4.11 Luas daerah impak terhadap produk tipe 2
Grafik gabungan hasil uji impak pada ketinggian 1,5 m pada titik tegak
memperlihatkan bahwa semua besar gaya adalah berbeda, namun waktu impak dan
rambatan gelombang yang teredam sama, pada spesimen 1 diperlihatkan waktu
impak adalah 0,063 s, pada spesimen 2 adalah 0,062 s, pada spesimen 3 adalah
0,063 s, sehingga rata-rata waktu impak adalah 0,063s.
Pengujian impak jatuh bebas pada material 2A titik pembebanan pada sisi
tegak dengan ketinggian 1,5 m didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat
sebesar 503,7435 N dan waktu impak didapat 0,063 s. Seperti yang terlihat pada
Gambar 4.12.
Gambar 4.12 Grafik hasil pengujian impak pada posisi tegak dengan ketinggian
Pengujian impak jatuh bebas pada material 2B titik pembebanan pada sisi
tegak dengan ketinggian 1,5 m didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat
sebesar 441,9405 N dan waktu impak didapat 0,063 s. Seperti yang terlihat pada
Gambar 4.13.
Gambar 4.13 Grafik hasil pengujian impak pada posisi tegak dengan ketinggian 1,5 m tipe 2 spesimen B
Pengujian impak jatuh bebas pada material 2C titik pembebanan pada sisi
tegak dengan ketinggian 1,5 m didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat
sebesar 453,6815 N dan waktu impak didapat 0,063 s. Seperti yang terlihat pada
Gambar 4.14 Grafik hasil pengujian impak pada posisi tegak dengan ketinggian 1,5m tipe 2 spesimen C
Sedangkan Gambar 4.15 menunjukkan grafik gabungan gaya impak vs
waktu impak pada produkcover parking bumppada tipe 2 di ketinggian 1,5 m.
Gambar 4.15 Grafik gabungan gaya impak vs waktu impak tipe 2 pada ketinggian 1,5 m
Energi impak yang terjadi berdasarkan eksperimental adalah gaya yang
terukur dikalikan dengan ketinggian impactor yaitu pada spesimen (1) 755,61
rata energi impak adalah 699,56 Joule. Energi impak teoritikal yaitu perkalian
massa dengan percepatan grafitasi dan ketinggian yaitu 73,575 Joule. Dan energi
yang diserap oleh produk cover parking bump adalah selisih energi yang terukur
dikurangi dengan energi teoritikal yaitu pada spesimen (1) 682,035 Joule, pada
spesimen (2) 589,335 Joule dan pada spesimen (3) 606,595 Joule. Jadi rata-rata
energi yang diserap adalah 625,99 Joule. Data hasil pengujian tersebut dituliskan
dalam Tabel 4.4 dan Tabel 4.5.
Tabel 4.4 Hasil pengujian posisi tegak dengan impak jatuh bebas pada tipe 2 ketinggian 1,5 m
1 2000 503,7435 0,2518 Tidak Retak
2
Rata-rata 2000 466,4505 0,2332 Tidak Retak
Tabel 4.5 Hasil energi impak pada tipe 2 ketinggian 1,5 m
No.
1 1,5 5 73,575 755,61 682,035
2
Adapun sebagai validasi dari hasil pengujian eksperimental beban impak
jatuh bebas dengan hasil perhitungan teori ditunjukkan pada Tabel 4.6.
Tabel 4.6 Validasi hasil pengujian eksperimental dengan teori
Hasil Eksperimental Pengujian Impak Jatuh Bebas Hasil Perhitungan
Teoritik
Tipe 1 Tipe 2
0,2267 MPa 0,2332 MPa 0,2466 MPa
Adapun untuk menghitung besar persen galat digunakan persamaan [4.1]
seperti di bawah ini.
% Galat = × 100…………[4.1]
Maka untuk besar persen galat pada produk tipe 1 dengan besar tegangan 0,2267
MPa dengan memakai persamaan [4.1] yaitu.
% Galat Tipe 1 = , ,
, × 100
% Galat Tipe 1 =0,0806× 100
% Galat Tipe 1 =8,06 %
Sedangkan untuk persen galat pada produk tipe 2 dengan besar tegangan 0,2332
MPa dengan memakai persamaan [4.1] yaitu.
% Galat Tipe 2 = , ,
, × 100
% Galat Tipe 2 =0,0543× 100
4.5. Hasil Uji Lindas
Hasil uji lindas pada produkcover bump dilakukan sebanyak 5 kali percobaan
parkir mobil dengan kecepatan 5-10 Km/Jam, untuk tipe 1 ditunjukkan pada Tabel
4.7 di bawah ini.
Tabel 4.7 Hasil uji lindas padacover bumptipe 1
Berdasarkan hasil uji lindas di atas terlihat bahwa sambungan dan produk
cover bump terpasang dengan baik sehingga produk tidak bergeser pada saat
dilakukan parkir mobil. Dan ketahanan produk tipe 1 terhadap beban parkir baik
karena tidak terjadi keretakan saat uji lindas parkir mobil sebanyak 5 kali. Adapun
hasil uji lindas untuk tipe 2 ditunjukkan pada Tabel 4.8 di bawah ini.
Tabel 4.8 Hasil uji lindas padacover bumptipe 2
Tipe No.
2 5 5-10 Retak Tidak
Pada uji lindas produkcover bumptipe 2 terjadi keretakan pada saat pengujian
parkir yang kelima, dan tidak terjadi pergeseran selama pengujian. Hal ini
menunjukkan bahwa plat sambungan terpasang dengan kokoh terhadap produk
cover bump.Sedangkan indikasi keretakan terjadi pada produk tipe 2 menunjukkan
bahwa produk cover bump tipe 2 memiliki ketahanan yang lebih rendah
dibandingkan dengan produk tipe 1. Adapun keretakan yang terjadi pada produk
tipe 2 ditunjukkan pada Gambar 4.16 di bawah ini.
Gambar 4.16 Keretakancover bumptipe 2
Berdasarkan hasil diatas dapat disimpulkan bahwa tipe 1cover bumplebih
tangguh dibandingkan dengan tipe 2, hal ini diperkuat dengan hasil validasi uji
impak jatuh bebas, simulasi statik dan dinamikcover bumpyang juga menunjukkan
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan maka didapat kesimpulan dari
hasil penelitian ini, yaitu:
1. Pembuatan produk cover parking bump yang diberi plat penyambung di
kedua ujungnya adalah menggunakan komposisi semen 26%, pasir 38%, air
28%, blowing agent 5%, serat TKKS 4% pada tipe 1 dan tipe 2.
Bahan-bahan diatas diaduk di mesin pengaduk lalu dilakukan metode penuangan
kedalam cetakan yang telah dilapisiwaxagar produk tidak lengket terhadap
cetakan. Setelah 7×24 jam dibiarkan mengering lalu cetakan dibuka dan
direndam air selama 7×24 jam lalu dikeringkan.
2. Hasil analisa terhadap uji impak jatuh bebas dengan ketinggian 1,5 m posisi
tegak pada produkcover parking bumpyang diberi plat yaitu :
a. Tipe 1
Hasil pengujian menunjukkan bahwa besar gaya impak rata-rata pada
produk adalah 453,6144 N, dan besar tegangan 0,2267 MPa. Dengan
besar energi impak rata-rata yang mampu diserap produk adalah 606,84
Joule.
b. Tipe 2
Hasil pengujian menunjukkan bahwa besar gaya impak rata-rata pada
besar energi impak rata-rata yang mampu diserap produk adalah 625,99
Joule.
3. Hasil pengujian produk cover parking bump yang diberi plat di kedua
ujungnya terhadap pengujian lindas parkir mobil sebanyak 5 kali yaitu
produk tipe 1 memiliki ketahanan lebih baik daripada tipe 2, hal ini
ditunjukkan dengan produk tipe 2 mengalami keretakan sedangkan tipe 1
tidak mengalami keretakan.
5.2 Saran
Untuk kajian yang lebih mendalam tentang respon produk penutup drainase
sekaligus parking bumper diperkuat serat TKKS, penulis mempunyai beberapa
saran yaitu:
1. Berdasarkan serangkaian hasil pengujian yang dilakukan didapatkan bahwa
produk penutup drainase sekaligus parking bumper memiliki ketahanan
pada pengujian impak jatuh bebas ketinggian 1,5 m. Diharapkan penelitian
selanjutnya untuk melakukan variasi ketinggian untuk mengetahui kekuatan
produk.
2. Dalam proses pembuatan produk diperlukan cetakan yang lebih baik agar
pembuatan produk yang dihasilkan lebih baik dan presisi.
3. Dalam penelitian selanjutnya agar dilakukan pengujian produk dengan
