FRP kelas B

(1)

A.

A. PENDAHULUANPENDAHULUAN

Munculnya material komposit merupakan perkembangan dalam bidang material Munculnya material komposit merupakan perkembangan dalam bidang material engineering. Material komposit merupakan material yang berasal dari penggabungan dua engineering. Material komposit merupakan material yang berasal dari penggabungan dua material, dimana sifatnya merupakan penggabungan sifat positif dari masing

material, dimana sifatnya merupakan penggabungan sifat positif dari masing

_–

masing masing komponen. Penemuan baru jenis komposit menyebabkan penggantian banyak material komponen. Penemuan baru jenis komposit menyebabkan penggantian banyak material tradisional. Plastic berbasis serat karbon, serat kaca, dan bahan lainnya mulai digunakan tradisional. Plastic berbasis serat karbon, serat kaca, dan bahan lainnya mulai digunakan dalam aplikasi teknologi tinggi, seperti pesawat, robot,

dalam aplikasi teknologi tinggi, seperti pesawat, robot, industry mobil, dll. Bahanindustry mobil, dll. Bahan

_–

bahan bahan ini dapat dibuat dengan parameter

ini dapat dibuat dengan parameter

_–

parameter tertentu seperti kekuatan, bentuk, ukuran, parameter tertentu seperti kekuatan, bentuk, ukuran, warna, daya tahan, perlindungan UV, dll. FRP (

warna, daya tahan, perlindungan UV, dll. FRP ( Fiber Fiber Reinforced Reinforced Plastic)Plastic) juga mulai juga mulai digunakan untuk konstruksi menara pendingin, karena sifatnya yang sesuai untuk digunakan untuk konstruksi menara pendingin, karena sifatnya yang sesuai untuk digunakan sebagai menara pendingin.

digunakan sebagai menara pendingin.

B.

B. PENGERTIAN FRPPENGERTIAN FRP

Plastik dapat dikuatkan ketika dilakukan penambahan zat penguat tambahan, Plastik dapat dikuatkan ketika dilakukan penambahan zat penguat tambahan, biasanya

biasanya menggunakan menggunakan serat. serat. Kombinasi Kombinasi plastik plastik dan dan zat zat penguat penguat tersebut tersebut menghasilkanmenghasilkan material yang lebih kuat, yang selanjutnya disebut sebagai

material yang lebih kuat, yang selanjutnya disebut sebagai Fiber Reinforced Plastic Fiber Reinforced Plastic. Jadi,. Jadi, FRP (

FRP ( Fiber Fiber Reinforced Reinforced PlasticPlastic) merupakan material komposit yang merupakan) merupakan material komposit yang merupakan kombinasi dari matrix polymer dan agen penguat. FRP biasanya digunakan dalam kombinasi dari matrix polymer dan agen penguat. FRP biasanya digunakan dalam aerospace, otomotif, kelautan, dan industri konstruksi.

aerospace, otomotif, kelautan, dan industri konstruksi.

Contoh dari Fiber Reinforced Plastics adalah glass fiber.

Contoh dari Fiber Reinforced Plastics adalah glass fiber. Glass fiber Glass fiber dibagi menjadi dibagi menjadi tiga kelas, yaitu

tiga kelas, yaitu E-glass E-glass,,S-glassS-glass dan danC-glassC-glass..C-glassC-glass ditujukan untuk penggunaan pada ditujukan untuk penggunaan pada aplikasi kelistrikan,

aplikasi kelistrikan, S-glassS-glassdigunakan untuk digunakan untuk kekuatan kekuatan tinggi tinggi dandan E-glass E-glass digunakandigunakan untuk ketahanan korosi yang tinggi. Dari ketiga serat tersebut,

untuk ketahanan korosi yang tinggi. Dari ketiga serat tersebut, E-glass E-glass adalah material adalah material penguat

penguat yang yang paling paling umum umum digunakan digunakan dalam dalam struktur struktur sipil.sipil. E-glass E-glass terbuat dari terbuat dari lime- lime-alumina-borosilicate

alumina-borosilicate yang dapat dengan mudah diperoleh dari kelimpahan bahan baku yang dapat dengan mudah diperoleh dari kelimpahan bahan baku seperti pasir. Kekuatan dan modulus

seperti pasir. Kekuatan dan modulus glass glass fiber fiber dapat menurun dengan meningkatnya dapat menurun dengan meningkatnya suhu. Oleh kare

suhu. Oleh karena na itu, material itu, material glass dapat glass dapat mengalamimengalamicreepcreep pada beban berkelanjutan. pada beban berkelanjutan. Glass fiber

Glass fiber sendiri dianggap sebagai material isotropik dan memiliki koefisien ekspansi sendiri dianggap sebagai material isotropik dan memiliki koefisien ekspansi termal yang lebih rendah dibandingkan dengan baja.

(2)

C.

C. PENYUSUN FRPPENYUSUN FRP 1.

1. FiberFiber

Komponen ini menyebabkan material komposit tersebut bersifat keras dan kuat. Komponen ini menyebabkan material komposit tersebut bersifat keras dan kuat. Contohnya adalah kaca (E-glass), karbon, Kevla

Contohnya adalah kaca (E-glass), karbon, Kevla r (serat sintetis aramid), bambu, dll.r (serat sintetis aramid), bambu, dll.

Mengenai wujud dari material penguat dari konstruksi FRP bisa dalam bentuk : Mengenai wujud dari material penguat dari konstruksi FRP bisa dalam bentuk :



 Chopped Strand Mat (CSM);Chopped Strand Mat (CSM); berwujud sebaran serat yang relatif pendek dan berwujud sebaran serat yang relatif pendek dan acak. Biasanya hadir dalam kode yang menyebutkan tiga angka di belakang acak. Biasanya hadir dalam kode yang menyebutkan tiga angka di belakang CSM, contoh CSM 300.

CSM, contoh CSM 300. Artinya adalah CSM Artinya adalah CSM dengan kepadatan 300 gram perdengan kepadatan 300 gram per meter persegi (300 gr/m

meter persegi (300 gr/m22).).



 Woven Roving (WR);Woven Roving (WR); berwujud seperti anyaman dengan kelompok serat berwujud seperti anyaman dengan kelompok serat panjang

panjang yang yang relatif relatif tebal. tebal. Biasanya Biasanya hadir hadir dalam dalam kode kode yang yang menyebutkan menyebutkan tigatiga angka di belakang

angka di belakang WR, contoh WR WR, contoh WR 600. 600. Artinya adalah Artinya adalah WR dengan kepadatanWR dengan kepadatan 600 gram per meter persegi (600 gr/m

600 gram per meter persegi (600 gr/m22).).



 Multi Axial;Multi Axial; berwujud seperti anyaman dengan arah serat memanjang, berwujud seperti anyaman dengan arah serat memanjang, melintang dan juga menyilang.

melintang dan juga menyilang.



 Fiber Cloth;Fiber Cloth; berwujud seperti kain tipis. berwujud seperti kain tipis. 2.

2. Matrix Plastic (polymer)Matrix Plastic (polymer)

Komponen ini terdiri dari thermoplastic dan thermosetting resin. Sifat Komponen ini terdiri dari thermoplastic dan thermosetting resin. Sifat thermoplastic merupakan sifat material yang dapat dibentuk kembali menggunakan thermoplastic merupakan sifat material yang dapat dibentuk kembali menggunakan panas

panas dan dan tekanan. tekanan. Sedangkan Sedangkan material material thermoset thermoset tidak tidak dapat dapat dibentuk dibentuk kembalikembali dengan menggunakan

dengan menggunakan panas dan panas dan tekanan. Contoh tekanan. Contoh dari dari matrix plastmatrix plastic ini ic ini adalahadalah polyester,

polyester, phthalates, phthalates, epoxida, epoxida, polyurethane, polyurethane, HDPE, HDPE, PTFE, PTFE, dll. dll. Resin Resin matrix matrix yangyang digunakan tergantung pada sifat material yang diinginkan, dan pemilihan resin ini digunakan tergantung pada sifat material yang diinginkan, dan pemilihan resin ini berdasarkan

berdasarkan pada pada harga harga yang yang ekonomis. ekonomis. Polyethilen Polyethilen dan dan polypropilen polypropilen adalah adalah resinresin thermoplastic yang paling murah.

thermoplastic yang paling murah. 3.

3. Zat AditifZat Aditif

Zat Aditif merupakan zat pendukung yang ditambahkan pada proses Zat Aditif merupakan zat pendukung yang ditambahkan pada proses

pembuatan FRP. Misalnya pewarna, inhibitor api, pengental, Katalis (MEKP, methyl pembuatan FRP. Misalnya pewarna, inhibitor api, pengental, Katalis (MEKP, methyl

ethyl ketone peroxide) ,pelindung UV, konduktivitas, dll ethyl ketone peroxide) ,pelindung UV, konduktivitas, dll D.

D. SIFAT MEKANIKSIFAT MEKANIK

Ketika merancang produk dari bahan FRP, insinyur menggunakan perangkat Ketika merancang produk dari bahan FRP, insinyur menggunakan perangkat lunak material komposit canggih yang menghitung sifat diketahui mengingat komposit . lunak material komposit canggih yang menghitung sifat diketahui mengingat komposit . Tes yang biasa digunakan untuk mengukur sifat mekanik komposit FRP meliputi:

(3)



 kekakuan geserkekakuan geser 

 tensiletensile 

 Compressive strengthCompressive strength 

 Impact strengthImpact strength

Typical Properties

Typical Properties E-glass E-glass S-glassS-glass

Density

Density (g/cm (g/cm33))

2.60 2.50

Young’s

Young’s Modulus Modulus (GPa) (GPa)

72 87

Tensile Strength

Tensile Strength (GPa)(GPa)

1.72 2.53 1.72 2.53 Tensile Elongation Tensile Elongation (%) (%) 2.4 2.9 2.4 2.9 E. E. PEMBUATAN FRPPEMBUATAN FRP 1.

1. Pencampuran serat penguat dan resinPencampuran serat penguat dan resin

Konstruksi FRP dibuat dengan mencampurkan serat penguat dan resin Konstruksi FRP dibuat dengan mencampurkan serat penguat dan resin dengan menggunakan

dengan menggunakan cetakan yang cetakan yang sesuai sesuai dengan bentuk dengan bentuk yang yang diinginkan. diinginkan. MengapaMengapa konstruksi FRP terdiri dari paduan serat penguat dan resin sebagai dua material konstruksi FRP terdiri dari paduan serat penguat dan resin sebagai dua material utama?

utama? Hal ini Hal ini karena masing-masing materkarena masing-masing material mempunyai fungsi yial mempunyai fungsi yang berbeda yaituang berbeda yaitu ::



 Serat penguat : sebagai kekuatan konstruksi.Serat penguat : sebagai kekuatan konstruksi. 

 Resin konstruksi : sebagai perekat serat penguat yang memberikan kekakuanResin konstruksi : sebagai perekat serat penguat yang memberikan kekakuan bentuk dan juga kekedapan air di kapal.

bentuk dan juga kekedapan air di kapal.

Jika kita mencoba membuat konstruksi FRP dengan hanya serat saja, maka kita Jika kita mencoba membuat konstruksi FRP dengan hanya serat saja, maka kita tidak akan

tidak akan bisa membentuknya. Namun bisa membentuknya. Namun jika hanya dengan jika hanya dengan resin saja resin saja tidak akan adatidak akan ada kekuatannya. Jadi di sini dapat dilihat bahwa dalam konstruksi FRP, serat penguat kekuatannya. Jadi di sini dapat dilihat bahwa dalam konstruksi FRP, serat penguat berfungsi sebagai pemberi fungsi keku

berfungsi sebagai pemberi fungsi kekuatan dan resin atan dan resin sebagai pemberi fungsi kekakusebagai pemberi fungsi kekakuanan bentuk dan kekedapan air.

(4)

Berikut adalah Ilustrasi konstruksi FRP dibanding dengan konstruksi komposit pada Berikut adalah Ilustrasi konstruksi FRP dibanding dengan konstruksi komposit pada beton bertulang baja :

beton bertulang baja :

Pada konstruksi beton bertulang baja, dapat dilihat bahwa semen adalah sebagai Pada konstruksi beton bertulang baja, dapat dilihat bahwa semen adalah sebagai pemberi

pemberi fungsi fungsi kekakuan kekakuan bentuk bentuk dan dan tulangan tulangan baja baja berfungsi berfungsi sebagai sebagai pemberi pemberi fungsifungsi kekuatan.

(5)

Pada konstruksi FRP, dapat dilihat bahwa resin adalah sebagai pemberi fungsi Pada konstruksi FRP, dapat dilihat bahwa resin adalah sebagai pemberi fungsi kekakuan bentuk (dan juga kekedapan air pada kapal boat) seperti halnya semen pada kekakuan bentuk (dan juga kekedapan air pada kapal boat) seperti halnya semen pada konstruksi beton bertulang baja dan lapisan serat penguat berfungsi sebagai pemberi konstruksi beton bertulang baja dan lapisan serat penguat berfungsi sebagai pemberi fungsi kekuatan seperti halnya tulangan baja pada konstruksi beton bertulang baja fungsi kekuatan seperti halnya tulangan baja pada konstruksi beton bertulang baja .

. Mengenai bentuknya, konstruksi FRP Mengenai bentuknya, konstruksi FRP bisa dibentuk menurut cetakan bisa dibentuk menurut cetakan sesuaisesuai keinginan.

keinginan. 2.

2. Pencetakan FRPPencetakan FRP

Proses pencetakan adalah dengan cara menuangkan campuran resin cair siap cetak Proses pencetakan adalah dengan cara menuangkan campuran resin cair siap cetak (resin

(resin polyester polyester //vinylester vinylester + katalis, atau + katalis, atau epoxyepoxy + pengeras + pengeras epoxyepoxy) ke atas lembaran) ke atas lembaran serat penguat yang sudah ditata di atas cetakan

serat penguat yang sudah ditata di atas cetakan Jenis-jenis cara

Jenis-jenis cara pencetakan FRP pencetakan FRP adalah sebagai berikut:adalah sebagai berikut: 

 Hand lay-up Hand lay-up : dicetak dengan tangan dengan cara resin cair dilumuri dengan kuas : dicetak dengan tangan dengan cara resin cair dilumuri dengan kuas dan ditekan merata

dan ditekan merata ke serat ke serat penguat yang sudah penguat yang sudah ditata di ditata di cetakan dengancetakan dengan menggunakan penekan

menggunakan penekanroll roll 

 SpraySpray upup: resin dan serat kaca (dalam hal ini: resin dan serat kaca (dalam hal ini Chopped Strand Mat Chopped Strand Mat /CSM)/CSM) disemprotkan dengan menggunakan alat khusus secara bersamaan ke atas disemprotkan dengan menggunakan alat khusus secara bersamaan ke atas cetakan.

cetakan. 

 Vacuum InfusionVacuum Infusion: resin : resin disedot ke disedot ke dalamdalamvacuum bag vacuum bag (kantong (kantong kedap kedap udara)udara) yang membungkus cetakan yang sudah terdapat serat penguat yang ditata.

(6)

F.

F. KELEBIHAN DAN KEKURANGAN FRPKELEBIHAN DAN KEKURANGAN FRP 1. Kelebihan

1. Kelebihan

-- Sifat jauh lebih baik dari benda murninyaSifat jauh lebih baik dari benda murninya

Dua komponen utama dari bahan komposit FRP adalah resin dan matriks. Dua komponen utama dari bahan komposit FRP adalah resin dan matriks. Sebuah resin thermosetting yang dipulihkan dengan penguatan adalah kaca seperti Sebuah resin thermosetting yang dipulihkan dengan penguatan adalah kaca seperti di alam dan penampilan, tetapi sering sangat rapuh. Dengan menambahkan serat di alam dan penampilan, tetapi sering sangat rapuh. Dengan menambahkan serat penguat seperti serat karbon , kaca, atau aramid, sifatnya akan jauh lebih baik . penguat seperti serat karbon , kaca, atau aramid, sifatnya akan jauh lebih baik . -- Memiliki Sifat anisotropikMemiliki Sifat anisotropik

Dengan memperkuat serat, komposit dapat memiliki sifat anisotropik. Dengan memperkuat serat, komposit dapat memiliki sifat anisotropik. Artinya komposit dapat direkayasa untuk memiliki sifat yang berbeda dalam arah Artinya komposit dapat direkayasa untuk memiliki sifat yang berbeda dalam arah yang berbeda tergantung pada orientasi penguat serat.

yang berbeda tergantung pada orientasi penguat serat.

Aluminium, baja, dan logam lainnya memiliki sifat isotropik, artinya Aluminium, baja, dan logam lainnya memiliki sifat isotropik, artinya kekuatan yang sama di semua arah. Sebuah material komposit dengan sifat kekuatan yang sama di semua arah. Sebuah material komposit dengan sifat anisotropik dapat memiliki matriks (penguatan) tambahan dalam arah tekanan dan anisotropik dapat memiliki matriks (penguatan) tambahan dalam arah tekanan dan ini dapat membuat struktur yang lebih efisien pada bobot yang lebih ringan .

ini dapat membuat struktur yang lebih efisien pada bobot yang lebih ringan .

Misalnya, batang pultruded memiliki semua fiberglass reinforced dalam Misalnya, batang pultruded memiliki semua fiberglass reinforced dalam arah paralel yang sama bisa memiliki kekuatan tarik sekitar 150.000 PSI . arah paralel yang sama bisa memiliki kekuatan tarik sekitar 150.000 PSI . Sedangkan batang dengan luas yang sama serat cincang acak hanya akan memiliki Sedangkan batang dengan luas yang sama serat cincang acak hanya akan memiliki kekuatan tarik sekitar 15.000 PSI .

kekuatan tarik sekitar 15.000 PSI .

-- FRP tidak akan penyokFRP tidak akan penyok

Perbedaan lain antara komposit FRP dan logam adalah reaksi terhadap Perbedaan lain antara komposit FRP dan logam adalah reaksi terhadap dampak. Ketika logam menerima dampak, mereka dapat menghasilkan yield atau dampak. Ketika logam menerima dampak, mereka dapat menghasilkan yield atau penyok.

penyok. Sementara Sementara komposit komposit FRP FRP tidak tidak memiliki memiliki titik titik luluh luluh dan dan tidak tidak akanakan penyok.

penyok. -

- Pilihan Pilihan model model beragam beragam dan dan dapat dapat dikreasikan dikreasikan sendiri sendiri sesuai sesuai keinginan keinginan (custom)(custom) -

- Bodykit Bodykit fiber fiber biasanya biasanya memiliki memiliki moulding moulding / / cetakan cetakan sehingga sehingga barang yang barang yang dibuatdibuat tidak terlalu berat dan harga yang terjangkau

tidak terlalu berat dan harga yang terjangkau -

(7)

2.

2.KekuranganKekurangan

-

- Masih Masih memerlukan memerlukan sedikit sedikit fitting fitting agar agar lebih lebih rapirapi -

- Serat Serat fiberglass fiberglass tidak tidak memiliki memiliki pori-pori pori-pori sehingga sehingga dalam dalam pengecatan pengecatan memerlukanmemerlukan keahlian khusus

keahlian khusus

G. APLIKASI FRP G. APLIKASI FRP

a.

a. Untuk memperkuat balok , kolom , dan lempengan bangunan dan jembatan.Untuk memperkuat balok , kolom , dan lempengan bangunan dan jembatan.

Hal ini dimungkinkan untuk meningkatkan kekuatan bagian struktural bahkan Hal ini dimungkinkan untuk meningkatkan kekuatan bagian struktural bahkan setelah rusak parah akibat kondisi pembebanan. Dalam kasus ini, pertama kita setelah rusak parah akibat kondisi pembebanan. Dalam kasus ini, pertama kita memerlukan perbaikan anggota dengan menghapus puing-puing longgar dan mengisi memerlukan perbaikan anggota dengan menghapus puing-puing longgar dan mengisi rongga dan retak dengan resin mortar atau epoxy. Setelah bagian diperbaiki penguatan rongga dan retak dengan resin mortar atau epoxy. Setelah bagian diperbaiki penguatan dapat dicapai melalui proses lay-up melapisi lembaran fiber dengan resin epoksi dapat dicapai melalui proses lay-up melapisi lembaran fiber dengan resin epoksi kemudian menerapkannya pada permukaan dibersihkan dan dipersiapkan dari kemudian menerapkannya pada permukaan dibersihkan dan dipersiapkan dari bagiannya.

bagiannya. Dua Dua teknik teknik biasanya biasanya diadopsi diadopsi untuk untuk memperkuat memperkuat balok balok , , berkaitan berkaitan dengandengan peningkatan keku

peningkatan kekuatan yang atan yang diinginkan : diinginkan : penguatan penguatan lentur atau lentur atau penguatan penguatan geser . geser . DalamDalam banyak kasus mungkin perlu untuk menyediakan perangkat tambahan kekuatan.

banyak kasus mungkin perlu untuk menyediakan perangkat tambahan kekuatan. b.

b. Digunakan pada baling-baling dari helikopter, yang jauh lebih ringan dari aluminumDigunakan pada baling-baling dari helikopter, yang jauh lebih ringan dari aluminum dan juga lebih mampu menahan getaran dari baling-baling.

dan juga lebih mampu menahan getaran dari baling-baling. c.

c. Dalam aplikasi luar angkasa pada umumnya, FRP digunakan untuk komponen-Dalam aplikasi luar angkasa pada umumnya, FRP digunakan untuk komponen-komponen kecil, seperti solar array, antena, optical platform, dll

komponen kecil, seperti solar array, antena, optical platform, dll d.

d. Pada industri otomotif, penggunaan fiber-reinforced composit bisa dibagi 3Pada industri otomotif, penggunaan fiber-reinforced composit bisa dibagi 3 :: 

 Komponen bodi Komponen bodi 

 Komponen chassis Komponen chassis 

 Komponen mesin Komponen mesin

Pengaplikasiannya komponen bodi tersebut antara lain : Pengaplikasiannya komponen bodi tersebut antara lain : 

 Pada bagian luar, kap mesin dan pintu harus mempunyai kekuatan danPada bagian luar, kap mesin dan pintu harus mempunyai kekuatan dan kemampuan menahan benturan.

kemampuan menahan benturan. 

 Material yang digunakan adalah penguat fiber E-glass sheet molding compoundMaterial yang digunakan adalah penguat fiber E-glass sheet molding compound (SMC) composite.

(SMC) composite. 

 E-glass fiber digunakan karena jauh lebih murah daripada serat karbonE-glass fiber digunakan karena jauh lebih murah daripada serat karbon 

 Serat karbon hanya digunakan untuk kebutuhan balap (extrem),yang butuh dayaSerat karbon hanya digunakan untuk kebutuhan balap (extrem),yang butuh daya tahan yang sangat tinggi

(8)

e.

e. Digunakan dalam peralatan olahraga agar lebih ringan, tahan getaran, dan desainnyaDigunakan dalam peralatan olahraga agar lebih ringan, tahan getaran, dan desainnya bisa lebih fleksibel.

(9)

DAFTAR PUSTAKA DAFTAR PUSTAKA

http://boatindonesia.com/2011/10/penggunaan-konstruksi-fiberglass-dan-frp-di-kapal-boat/ http://boatindonesia.com/2011/10/penggunaan-konstruksi-fiberglass-dan-frp-di-kapal-boat/

(diakses pada tanggal 5 Oktober 2013 pukul 23.00 WIB)

http://composite.about.com/od/referencematerials/a/Properties-Of-Frp-Composites.htm (diakses http://composite.about.com/od/referencematerials/a/Properties-Of-Frp-Composites.htm (diakses

pada tanggal 5 Oktober 2013 pukul 01.11 WIB) pada tanggal 5 Oktober 2013 pukul 01.11 WIB)

http://www.jmaterenvironsci.com/Document/vol3/17-JMES-153-2011-Tiwari.pdf (diakses pada http://www.jmaterenvironsci.com/Document/vol3/17-JMES-153-2011-Tiwari.pdf (diakses pada

tanggal 5 Oktober 2013 pukul 04.55 WIB) tanggal 5 Oktober 2013 pukul 04.55 WIB)

http://en.wikipedia.org/wiki/Fibre-reinforced_plastic.

http://en.wikipedia.org/wiki/Fibre-reinforced_plastic. ((diakses pada tanggal 5 Oktober 2013diakses pada tanggal 5 Oktober 2013 pukul 04.55 WIB)