Pengaruh Kadar Bentonit terhadap Kekuatan Geser dari
Pengaruh Kadar Bentonit terhadap Kekuatan Geser dari Cetakan Pasir
Cetakan Pasir
Dalam pengecoran diperlukan cetakan yang memiliki kekuatan geser dan kekuatan Dalam pengecoran diperlukan cetakan yang memiliki kekuatan geser dan kekuatan tekan yang baik. Dalam
tekan yang baik. Dalam pembuatan cetakan pasir, diperlukan bahan pengikat. Bahan pengikatpembuatan cetakan pasir, diperlukan bahan pengikat. Bahan pengikat secara fisik adalah bentonit yang merupakan salah satu bahan galian yang sangat potensial secara fisik adalah bentonit yang merupakan salah satu bahan galian yang sangat potensial untuk dikembangkan di Indonesia. Potensi endapan bentonit yang cukup besar tersebar di untuk dikembangkan di Indonesia. Potensi endapan bentonit yang cukup besar tersebar di berbagai daerah di Indonesia diantaranya: Jawa Barat, Jawa Tengah dan Jawa Timur. Untuk berbagai daerah di Indonesia diantaranya: Jawa Barat, Jawa Tengah dan Jawa Timur. Untuk daerah Jawa Barat endapan bentonit ditemukan antara lain di daerah Sukabumi, Garut dan daerah Jawa Barat endapan bentonit ditemukan antara lain di daerah Sukabumi, Garut dan Tasikmalaya.
Tasikmalaya.
Secara umum bentonit yang ditemukan di alam dapat diklasifikasikan dalam dua Secara umum bentonit yang ditemukan di alam dapat diklasifikasikan dalam dua macam yaitu
macam yaitu sodium bentoniet sodium bentoniet dandan calcium bentonitecalcium bentonite. Natrium bentonit mempunyai sifat. Natrium bentonit mempunyai sifat mengembang (
mengembang (SwellingSwelling) yang relatif tinggi dan banyak dipakai antara lain sebagai bahan) yang relatif tinggi dan banyak dipakai antara lain sebagai bahan untuk lumpur pengeboran minyak bumi (
untuk lumpur pengeboran minyak bumi (drilling mud drilling mud ), sedangkan kalsium bentonit bersifat), sedangkan kalsium bentonit bersifat tidak mengembang (
tidak mengembang (non swellingnon swelling) dan biasanya digunakan sebagai bahan pemucat () dan biasanya digunakan sebagai bahan pemucat ( bleachingbleaching earth
earth), khususnya untuk memucatkan warna minyak sawit mentah yang mengkonsumsi), khususnya untuk memucatkan warna minyak sawit mentah yang mengkonsumsi bentonit sebesar 3% dari total CPO
bentonit sebesar 3% dari total CPO yang diolah. Bentonit yang biasa digunakayang diolah. Bentonit yang biasa digunakan dalam bidangn dalam bidang casting
casting antara lainantara lain sodium bentonitesodium bentonite. Sifat-sifat dari. Sifat-sifat dari sodium bentonitesodium bentonite terdapat pada tabel 1terdapat pada tabel 1 dan 2 pada bagian lampiran.
dan 2 pada bagian lampiran.
Nilai kekuatan dari pasir cetak selalu berubah-ubah terkait dengan adanya kadar zat Nilai kekuatan dari pasir cetak selalu berubah-ubah terkait dengan adanya kadar zat aditif yang ditambahkan,
aditif yang ditambahkan, bindersbinders (zat ikat) yang dipakai (dalam hal ini adalah kadar bentonit(zat ikat) yang dipakai (dalam hal ini adalah kadar bentonit ataupun lempung). Lempung adalah partikel-partikel dari diameter kurang dari 20
ataupun lempung). Lempung adalah partikel-partikel dari diameter kurang dari 20 µ µm yangm yang terdapat dalam pasir cetak. Bentonit adalah salah satu dari jenis tanah lempung. Bentonit terdapat dalam pasir cetak. Bentonit adalah salah satu dari jenis tanah lempung. Bentonit terdiri dari butir-butir halus dari 10 sampai 0,1
terdiri dari butir-butir halus dari 10 sampai 0,1 µ µm yang fasa penyusun utamanya ialahm yang fasa penyusun utamanya ialah monmorilonit
monmorilonit (Al(Al22OO33.4SiO.4SiO22.H.H22O). Bentonit merupakan pengikat pasir yang banyak O). Bentonit merupakan pengikat pasir yang banyak digunakan saat ini. Kekuatan geser dan tekan cetakan berbeda-berbeda menurut jenis dan digunakan saat ini. Kekuatan geser dan tekan cetakan berbeda-berbeda menurut jenis dan jumlah pengikat serta kadar air. Kekuatan tekan dan geser yang kurang akan menyebabkan jumlah pengikat serta kadar air. Kekuatan tekan dan geser yang kurang akan menyebabkan mudah pecahnya cetakan, sedangkan kekuatan yang berlebihan akan menyebabkan retak mudah pecahnya cetakan, sedangkan kekuatan yang berlebihan akan menyebabkan retak serta pembongkaran yang sulit.
serta pembongkaran yang sulit.
Salah satu sifat
Salah satu sifat yang memiliki peranan penting dalam proses pembuatan cetakan adalahyang memiliki peranan penting dalam proses pembuatan cetakan adalah kekuatan geser. Sebelumnya telah diketahui bersama bahwa
kekuatan geser. Sebelumnya telah diketahui bersama bahwa kekuatan tekan dari cetakan pasirkekuatan tekan dari cetakan pasir sangat berperan dalam mengkompensasi tekanan yang berasal dari logam cair (
sangat berperan dalam mengkompensasi tekanan yang berasal dari logam cair ( metallostaticmetallostatic pressure
2 2 deformasi. Kekuatan geser pada cetakan pasir berfungsi untuk
deformasi. Kekuatan geser pada cetakan pasir berfungsi untuk mencegah pecahmencegah pecahnya pasir padanya pasir pada saat proses pengangkatan pola (
saat proses pengangkatan pola ( pattern pattern) dari dalam ) dari dalam cetakan.cetakan.
Pada proses pengecoran yang masih menggunakan pola kayu sebagai pemberi bentuk Pada proses pengecoran yang masih menggunakan pola kayu sebagai pemberi bentuk benda cor, pengangkatan atau pemindahan pola kayu ini dilakukan dengan cara memberi benda cor, pengangkatan atau pemindahan pola kayu ini dilakukan dengan cara memberi gaya geser (
gaya geser (shear forced shear forced ). Seperti halnya kekuatan tekan, besarnya nilai kekuatan geser pada). Seperti halnya kekuatan tekan, besarnya nilai kekuatan geser pada pasir sangat dipengaruhi oleh jenis
pasir sangat dipengaruhi oleh jenis binder binder , dan kadar air yang digunakan. Umumnya nilai, dan kadar air yang digunakan. Umumnya nilai kekuatan geser basah untuk pengeco
kekuatan geser basah untuk pengecoran besi tuang adalah 200 ran besi tuang adalah 200 gram / cmgram / cm22..
Pengukuran nilai
Pengukuran nilai shear strenghshear strengh pada material diatur dalam standardpada material diatur dalam standard ASTM D 3080ASTM D 3080.. Pengujian pengaruh kadar bentonit terhadap kekuatan geser pasir
Pengujian pengaruh kadar bentonit terhadap kekuatan geser pasir adalah sebagai berikut:adalah sebagai berikut: 1.
1. Campuran bentonit dan pasir ditempatkan padaCampuran bentonit dan pasir ditempatkan pada shear boxshear box dengan dimensi 6 x 6 cmdengan dimensi 6 x 6 cm22 dengan ketebalan 4.1 cm.
dengan ketebalan 4.1 cm. 2.
2. Campuran tersebut didiamkan selama 24 jam untuk terjadi Campuran tersebut didiamkan selama 24 jam untuk terjadi kompaksi.kompaksi. 3.
3. Dilakukan pembebanan geser terhadap campuran tersebut. Skematis pembebanan geserDilakukan pembebanan geser terhadap campuran tersebut. Skematis pembebanan geser ditunjukkan pada gambar 2 di lampiran.
ditunjukkan pada gambar 2 di lampiran.
Grafik pengujian
Grafik pengujian shear stressshear stress dapat dilihat pada gambar 3. Dari grafik tersebut dapatdapat dilihat pada gambar 3. Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa penambahan kadar bentonit pada pasir memiliki kecenderungan untuk dilihat bahwa penambahan kadar bentonit pada pasir memiliki kecenderungan untuk meningkatkan nilai kekuatan geser. Semakin besar konsentrasi bentonit maka
meningkatkan nilai kekuatan geser. Semakin besar konsentrasi bentonit maka shear stressshear stress cenderung semakin meningkat.
cenderung semakin meningkat.
Peningkata
Peningkatan nilai n nilai kekuatan geser dari cetakan pasir kekuatan geser dari cetakan pasir dapat dihubungkan dengan keadaandapat dihubungkan dengan keadaan mikrostruktur dari pencampuran. Hasil perbandingan penampakan mikrostruktur antara pasir mikrostruktur dari pencampuran. Hasil perbandingan penampakan mikrostruktur antara pasir tanpa penambahan bentonit dengan pasir dengan penambahan bentonit dapat ditunjukkan tanpa penambahan bentonit dengan pasir dengan penambahan bentonit dapat ditunjukkan oleh gambar 4 pada lampiran. Dari gambar tersebut terlihat bahwa dengan adanya oleh gambar 4 pada lampiran. Dari gambar tersebut terlihat bahwa dengan adanya penambahan bentonit pada pasir, permukaan cetakan yang terbentuk lebih halus dan tidak penambahan bentonit pada pasir, permukaan cetakan yang terbentuk lebih halus dan tidak tampak adanya
tampak adanya void void pada permukaannya.pada permukaannya.Void Void dapat menjadi suatu indikasi terjadinyadapat menjadi suatu indikasi terjadinya defect defect pada cetakan pasir dimana dapat menjadi suatu inisiasi terjadinya
pada cetakan pasir dimana dapat menjadi suatu inisiasi terjadinya crack crack atau retakan padaatau retakan pada cetakan bila dikenai oleh suatu gaya.
cetakan bila dikenai oleh suatu gaya.
Dari penjelasan diatas maka dapat disimpulkan bahwa pengaruh kadar bentonit Dari penjelasan diatas maka dapat disimpulkan bahwa pengaruh kadar bentonit terhadap tegangan geser dari pasir cetak adalah penambahan kadar bentonit akan terhadap tegangan geser dari pasir cetak adalah penambahan kadar bentonit akan meningkatkan kekuatan geser dari pasir
meningkatkan kekuatan geser dari pasir cetak. Peningkatan nilai ini cetak. Peningkatan nilai ini dikarenakadikarenakan penambahann penambahan bentonit dapat membuat permukaan pasir cetak halus dan tidak ada
bentonit dapat membuat permukaan pasir cetak halus dan tidak ada void void yang dapatyang dapat menyebabk
Referensi: Referensi:
1.
1. Callister,William DCallister,William D. An Introduction Materials Science and Engineering. An Introduction Materials Science and Engineering ,7th ed.2007.,7th ed.2007. 2.
2. ChalermyanoChalermyanont, nt, Tanit.Tanit. Compacted Sand-Bentonite Mixtures for Hydraulic Containment Compacted Sand-Bentonite Mixtures for Hydraulic Containment Liners
Liners, 2004., 2004. 3.
3. Laboratorium Metalurgi Proses Dept. Metalurgi dan Material FTUI.Laboratorium Metalurgi Proses Dept. Metalurgi dan Material FTUI. Modul Praktikum Modul Praktikum Pasir Cetak Pasir Cetak , 2011., 2011. 4. 4. http://en.wikipedia.org/wiki/Bentonitehttp://en.wikipedia.org/wiki/Bentonite 5. 5. http://www.trainweb.org/wyomingrails/wymining/wybentonite.htmlhttp://www.trainweb.org/wyomingrails/wymining/wybentonite.html
4 4
Lampiran
Lampiran
Gambar 1.
Gambar 1. Bentonit Bentonit
Gambar 2.
Gambar 2. Skematis Pembebanan Geser Skematis Pembebanan Geser
Gambar 3.
Gambar 4.
Gambar 4. Mikrostruktur Pasir Tanpa Bentonit (Kiri) Mikrostruktur Pasir Tanpa Bentonit (Kiri) dan dengan Bentonit (Kanan)
