METOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan diLaboratorium Kimia Polimer, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.
3.2Peralatan dan Bahan 3.2.1 Peralatan 1. Ayakan 70 Mesh
Berfungsi sebagai saringan atau ayakan untuk menyaring debu vulkanik 2. Timbangan (Neraca Digital)
Berfungsi sebagai alat untuk menimbang bahan atau samel 3. Cetakan sampel
Berfungsi sebagai tempat cetakan sampel 4. Beaker glass 500 Ml
Berfungsi sebagai wadah atau tempat untuk mencampur sampel 5. Mesin Compressor (Comressor Machine)
Berfungsi sebagai alat untuk mengepress hasil campuran didalam cetakan yang berdasarkan pemanasan
6. Universal Testing Machine (UTM)
Berfungsi sebagai alat untuk menguji sifat mekanis sampel yaitu pengujian kuat tarik.
7. Impactor Wolpert
Sebagai alat untuk menguji kekuatan impak beton atau komposit yang dilengkapi dengan skala.
8. Plat tipis/ cetakan
Sebagai tempat meletakkan dan mencetak sampel 9. Sendok Semen (mixer)
Sebagai alat untuk mencampur bahan-bahan seperti abu, Styrofoan, semen dan air. 10.Spatula
3.2.2 Bahan
1. Abu vulkanik hasil letusan gunung sinabung 2. Styrofoam
3. Semen Portland tipe I 4. Air
3.3Variabel dan Parameter
Variable penelitian ini antara lain :
1. Variasi komposisi Styrofoam : 0% ; 12.5%; 25%; 37.5%; 50 % 2. Variasi komposisi abu vulkanik : 0% ; 12.5%; 25%; 37.5%; 50 % Parameter pengujian yang dilakukan meliputi:
3.4Preparasi sampel batako Styrofoam
Bahan baku yang digunakanpada pembuatan batako ringan terdiri dari : semen, abu vulkanik, dan Styrofoam. Preparasi sampel batako ringan dapat dilihat pada Tabel 3.1 berikut ini :
Tabel 3.1 Komposisi pencampuran bahan baku batako ringan
Kode
Cara menentukan komposisi pencampuran batako ringan berdasarkan volume rasio antara semen dan agregat, yaitu 1:4, untuk volume semen cm3(315 gram), maka dibutuhkan sebanyak 400 cm3 agregat (abu vulkanik dan Styrofoam). Jadi volume 400 cm3 dianggap 100% volume, sehingga sudah memenuhi proporsi campuran agregat dalam batako sekitar 70
– 80%
3.5Prosedur penelitian
3.5.1 Perlakuan pada Styrofoam
1. Disiapkan alat dan bahan yang digunakan pada penelitian 2. Diambil busa Styrofoam
3. Dipotong busa Styrofoam hingga ukuran maksimal 5 mm
4. Dibersihkan dari debu atau kotoran yang ada pada busa Styrofoam 3.5.2 Perlakuan pada abu vulkanik
1. Disiapkan alat dan bahan yang digunakan pada penelitian 2. Diambil abu vulkanik gunung sinabung
3. Disaring abu vulkanik gunung sinabung sehingga kotoran – kotoran tidak tercampur dengan abu vulkanik
3.5.3 Pencampuran
1. Masing masing bahan (abu, Styrofoam, dan semen) dicampur sesuai dengan komposisi yang tertera dalam tabel 3.1
2. Semua bahan baku (abu, Styrofoam dan semen) dicampur dalam suatu wadah, dan ditambah kan air dengan perbandingan 1:4 dengan semen.
3. Kemudian adonan (Slurry) diaduk hingga merata (homogen) menggunakan mixer. 3.5.4 Percetakan
1. Disiapkan cetakan berbentuk balok dengan ukuran 10 cm x 2 cm x 1 cm
3.6Diagram Alir
Pada saat melakukan penelitian, tentu memiliki alur yang akan dilakukan agar penelitian berjalan dengan lancar. Dalam hal ini, diagram alir yang akan dilakukan adalah sebagai berikut.
3.7.1 Densitas
Untuk pengujian densitas dilakukan dengan mengukur volume volume dengan cara menghitung panjang, lebar, maupun tinggi dan menimbang massa dari masing – masing sampel.
Dengan mengetahui besaran – besaran tersebut diatas,maka nilai dari densitas batako ringan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan 2.1
3.7.2 Penyerapan Air ( Water Absorbtion )
Untuk pengujian besarnya penyerapan air perlu dilakukanpengujian yang mengacu pada standar ASTM C 20 – 93 dengan langkah – langkah sebagai berikut:
1. Sampel dicetak dan didinginkan, sampel kemudian ditimbang dengan neraca digital ini disebut massa kering.
2. Kemudian direndan didalam air selama 1 jam, kemudian ditimbang. Dengan mengetahui besaran besaran tersebut diatas, maka nilai penyerapan air batako ringan ditentukan dengan menggunakan persamaan 2.2
3.7.3 Kuat Impak
Sampel kuat impak berbantuk balok. Untuk pengujian kuat impak mengacu pada standar ASTM D 638. Pada pengujian impak berdasarkan langkah-langkah berikut :
1. Dengan menggunakan jangka sorong diukur panjang, lebar, dan tinggi sampel
2. Mengatur jarum pada penunjukan energi pada posisi nol. Kemudian tombol godam ditekan
3. Mencatat jarum hasil pengukuran kemudian dikurangi dengan energi kosong sebasar 0.02 J.
Dengan mengetahui besaran – besaran tersebut diatas,maka nilai kuat impak batako ringan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan 2.3
3.7.4 Kuat Patah
Untuk mengetahui besarnya kuat lentur dari batako yang telah dibuat, maka perlu dilakukan pengujian yang mengacu pada standar ASTM C 348 – 97. Prosedur pengujian kuat lentur adalah sebagai berikut:
1. Sampel yang akan diuji, diukur lebarnya, tingginya, dan jarak antara tumpuan dan diletakkan diatas jarak antara tumpuan dan tepat dibawah penekan.
2. Sebelum pengujian berlangsung, alat terlebih dahulu dikalibrasikan dengan jarum penunjuk tepat pada angka nol.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian Fisis
4.1.1 Pengujian Densitas
Densitas merupakan perbandingan antra massa benda terhadap volumenya atau pengukuran massa setiap volume benda. Dalam pengujian densitas ini, massa styrofoam yang saya uji bervariasi yaitu dari 0 % , 12,5 % 25 %, 37.5 %, sampai 50 %. Variasi massa abu vulkanik dari 50 %, 37.5 %, 25 %, 12.5 % hingga tidak menggunakan abu vulkanik. Dan massa semen yang digunakan tetap yaitu 50 % untuk setiap variasi styrofoam dan abu vulkanik yang digunakan. Dari pengukuran data densitas terhadap penambahan abu vulkanik dan styrofoam seperti terlihat pada tabel 4.1 sebagai berikut :
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Densitas Batako Ringan Menggunakan Abu Vulkanik dan Styrofoam
Dari hasil pengukuran densitas batako dengan campuran abu vulkanik, styrofoam dan semen pada tabel 4.1 berkisar 1.39 – 2.24 gr/cm3. Nilai densitasnya semakin bertambah seiring pengurangan styrofoam pada batako. Semakin kecil pengisi yang berupa styrofoam pada sampel maka nilai densitasnya semakin besar, artinya massa batako semakin berat.
Hasil densitas dengan menggunakan styrofoam 50 % didapat nilai densitasnya 1.39 gr/cm3. Pada pengurangan 12.5 % styrofoam terjadi peningkatan nilai densitas yang berkisar dari 1.39 gr/cm3 – 2.24 gr/cm3. Hal ini dikarenakan styrofoam lebih ringan dari abu vulaknik. Jika terjadi penambahan styrofoam maka massa batako semakin ringan dan nilai densitas nya semakin rendah.
Grafik 4.1 Hubungan antara Densitas dengan Komposisi Styrofoam
Dari grafik 4.1 tampak bahwa densitas batako dengan menggunakan abu vulkanik dan styrofoam dengan semen yabf terendah dengan styrofoam 50 % yaitu 1.39 gr/cm3 dan yang tertinggi pada batako tanpa menggunakan styrofoam yaitu 2.24 gr/cm3. Hal ini disebabkan dengan meningkatkan kadar styrofoam akan mengakibatkan massa batako semakin berkurang.
4.1.2 Pengujian Daya Serap Air ( DSA)
Pengujian penyerapan air yang dilakukan untuk mengetetahui persentase air yang dapat diserap oleh sampel setelah dilakukan perendaman selama 24 jam.Air yang dapat masuk terdiri dari air yang langsung masuk melalui rongga – rongga kosong didalam benda uji yang masuk kedalam partikel – partikel penyusun benda uji tersebut. Pengujian daya serap air ini ditimbang massa kering sebelum direndam ke dalam air dan ditimbang masssa basah setelah benda uji direndam dalam air selama 24 jam.
Data hasil penimbangan massa kering dan massa basah sampel berupa batako ringan dapat dilihat pada tabel 4.2 berikut ini :
Pada tabel 4.2 terlihat bahwa nilai daya serap air (DSA) dari batako ringan berbahan abu vulkanik, styrofoam dan semen memiliki nilai berkisar 21.73 % - 56.31%. Adapun grafik hubungan antara daya serap air batako ringan dapat dilihat pada grafik berikut ini:
Grafik 4.2 Hubungan antara Daya Serap Air dengan Komposisi Styrofoam Pada grafik 4.2 menunjukkan bahwa nilai penyerapan air berkurang setiap penambahan 12.5 % styrofoam. Artinya terjadi penurunan nilai daya serap air bila styrofoam ditambah kedalam sampel. Hal ini disebabkan karena penambahan styrofoam dapat memperkecil rongga sehingga nilai penyerapan air semakin meningkat.
Berdasarkan SNI 03 – 0349 – 1989, nilai daya serap air sampel batako biasa maksimum adalah 25 % - 35 %. Daya serap air untuk batako ringan dengan menggunakan abu vulkanik 25 %, 37.5 %, 50 % dan styrofoam 50 % , 37.5 %, 25 % dengan perekat semen 50 % telah memenuhi syarat yang telah ditetapkan untuk batako ringan.
4.2 Pengujian Mekanik 4.2.1 Kuat Impak
Pengujian kuat impak pada penelitian siperoleh data pengukuran terhadap batako berbahan abu vulkanik dan styrofoam dengan perekat semen sebagai berikut.
Grafik 4.3 Hubungan antara Kuat Impak dengan Komposisi Styrofoam
Pada grafik 4.3 terlihat bahwa kuat impak batako ringan adalah berkisar dari 811.75 – 2029.4 J/m2.Hasil yang ditunjukkan pada grafik terjadi siklus kenikan grafik yang tidak linier. Pada komposisi tidak ditambahkan styrofoam nilai kuat impak sebesar 1521.3 J/m2, terjadi lonjakan nilai ketika komposisi styrofoam 25 % besar kuat impak batako yaitu 2029.4 J/m2. Pada komposisi serat 50 % nilai kuat impak batako turun drastis yaitu menjadi 811.75 J/m2.
Dari data yang ditampilkan, nilai – nilai yang dihasilkan cenderung terjadi kenaikan. Dimulai dari komposisi 50 % styrofoam nilai kuat impak nya yaitu 811.75 J/m2 , pada komposisi 37.5 % nilai kuat impak nya yaitu 1288.85 J/m2 . Kenaikan maksimal ada pada komposisi 25 % styrofoam yaitu 2029.4 J/m2. Kemudian pada komposisi 12.5 % dan tanpa menggunakan styrofoam terjadi penurunan kembali yaitu 1521.3 J/m2. Ini disebabkan batako yang memiliki sedikit syrofoam akan menghasilkan banyak pori – pori dan ikatan antara abu vulkanik dan semen sangat rendah. Apabila styrofoam yang digunakan sangat banyak maka pori – pori yang dihasilkan semakin sedikit tetapi ikatan antara abu vulkanik dan semen semakin kuat.
4.2.2 Kuat Patah
Pada pengujian kuat patah ini bagian atas sampel yang dibebani akan terjadi kompresi, sedangkan pada bagian bawah sampel akan terjadi tarikan. Pembebanan yang diberikan terhadap sampel batako arahnya tegak lurus terhadap sampel, sehingga terjadi penekanan dari atas dan merupakan beban yang diberikan.
Tabel 4.4 Hasil Kuat Patah Batako Ringan Menggunakan Abu Vulkanik dan
Grafik 4.3 Hubungan antara Kuat Patah dengan Komposisi Styrofoam
Dari grafik dapat terlihat bahwa kuat patah batako memiliki nilai dari 0.51 Mpa – 2.27 Mpa. Nilai yang dihasilkan cenderung meningkat seiring dengan penambahan abu vulkanik dan styrofoam dikurangi. Hal ini terjadi karena styrofoam memiliki pengaruh yang membuat batako semakin rapuh, hal ini disebabkan karena pori – pori batako pada penambahan styrofoam semakin banyak.Menurut literatur (Tiurma, 2009) kuat patah dari batako ringan yang dikeringkan secara alami adalah berkisar 0.59 Mpa.
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
1. Berdasarkan penelitian yang saya lakukan, komposisi yang sesuai sebagai batako ringan ditunjukkan pada sampel dengan No 3 yaitu dengan nilai hasil uji nya untuk densitas 1.86 gr/cm3, nilai daya serap air 30.08 %, nilai kuat impak 2029 J/m2, nilai kuat patah nya yaitu 1.9 MPa( berdasarkan penelitian yang telah dilakukan Nasrul, 2016)
2. Batako yang telah dibuat berbasis 0; 12.5; 25; 37.5; 50 % abu vulkanik, dan 50; 37.5; 25; 12.5; 0 % styrofoam nilai densitas nya yaitu : 1.39 – 2.24 gr/cm3. Dan untuk nilai daya serap air nya yaitu : 21.73 – 56.31 %.
3. Batako yang telah dibuat berbasis 0; 12.5; 25; 37.5; 50 % abu vulkanik, dan 50; 37.5; 25; 12.5; 0 % styrofoam nilai kuat impak yaitu: 811.75 – 1521.3 J/m2, untuk nilai kuat patah nya yaitu : 0.51 – 2.71 MPa
5.2 Saran
1. Diharapkan peneliti menggunakan metode yang lebih bervariasi agar mendapatkan hasil pengujian yang lebih baik lagi.
