PEMANFAATAN SERBUK KAYU GERGAJIAN SEBAGAI
CAMPURAN GIPSUM UNTUK PEMBUATAN PLAFON
DENGAN BAHAN PENGIKAT LATEKS AKRILIK
TESIS
OlehSRI PROBOWATI
097026025/FIS
PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N
PEMANFAATAN SERBUK KAYU GERGAJIAN SEBAGAI
CAMPURAN GIPSUM UNTUK PEMBUATAN
PLAFON DENGAN BAHAN PENGIKAT
LATEKS AKRILIK
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister sains dalam program studi Magister Ilmu Fisika
pada program pascasarjana Fakultas MIPA
Universitas Sumatera Utara
Oleh
SRI PROBOWATI
097026025/FIS
PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N 2 0 1 1
PENGESAHAN TESIS
Judul Tesis : PEMANFAATAN SERBUK KAYU
GERGAJIAN SEBAGAI CAMPURAN GIPSUM UNTUK PEMBUATAN PLAFON DENGAN BAHAN PENGIKAT LATEKS
AKRILIK
Nama Mahasiswa : SRI PROBOWATI Nomor Induk Mahasiswa : 097026025
Program Studi : Magister Fisika
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Menyetujui : Komisi Pembimbing :
Prof.Drs.Basuki Wirjoesentono,M.Sc.Ph.D
Ketua Anggota
Prof.Dr.Eddy Marlianto, M.Sc
Ketua Program Studi, Dekan
Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc
NIP. 19550707 198102 1 002 NIP. 19631026 199103 1 001 Dr. Sutarman, M.Sc
PERNYATAAN ORISINALITAS
PEMANFAATAN SERBUK KAYU GERGAJIAN SEBAGAI
CAMPURAN GIPSUM UNTUK PEMBUATAN
PLAFON DENGAN BAHAN PENGIKAT
LATEKS AKRILIK
TESIS
Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.
Medan, Juni 2011
NIM. 097026025 SRI PROBOWATI
PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN
AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : SRI PROBOWATI
N I M : 097026025
Program Studi : Magister Ilmu Fisika Jenis Karya Ilmiah : Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Ekslusif
(Non-Exsclusive Royalti Free Right) atas tesis saya yang berjudul :
PEMANFAATAN SERBUK KAYU GERGAJIAN
SEBAGAI CAMPURAN GIPSUM UNTUK
PEMBUATAN PLAFON
DENGAN BAHAN
PENGIKAT LATEKS AKRILIK
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base merawat dan mempublikasi Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, Juni 2011
NIM. 097026025 SRI PROBOWATI
Telah diuji pada Tanggal : 21 Juni 2011
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Prof.Drs.Basuki Wirjoesentono,M.Sc.Ph.D Anggota : 1.Prof.Dr.Eddy Marlianto,M.Sc
2.Dr. Nasruddin MN, M.Eng, Sc 3.Dr. Anwar Dharma Sembiring, M.S 4.Dr. Susilawati, M.Si
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama lengkap : Sri Probowati, S.Pd.
Tempat dan Tanggal Lahir : Medan, 23 Nopember 1979 Alamat Rumah : Jl. An nur Tg. Morawa 20362 Telepon/HP : 0813 7596 1163
e-mail : sri_probowati@yahoo.com Instansi Tempat Bekerja : SMA Negeri 1 Namorambe Alamat Kantor : Desa Jati Kesuma Namorambe
DATA PENDIDIKAN
SD : SD Negeri 104233 Tg. Morawa Tamat : 1992 SMP : SMP Negeri 1Tg. Morawa Tamat : 1995 SMA : SMA KARTIKA I-1 Medan Tamat : 1998 Strata 1 : FMIPA UNIMED Tamat : 2004 Strata 2 : FMIPA USU Tamat : 2011
KATA PENGANTAR
Pertama-tama penulis panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan.
Dengan selesainya tesis ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Pemerintah Provinsi Sumatera Utara, Kepala Dinas Tk. 1 dan Tk. 2 yang telah memberikan bantuan dana sehingga penulis dapat melaksanakan Program Studi Magister Imu Fisika Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.
2. Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc (CTM),Sp.A(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains.
3. Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara, Dr. Sutarman, M.Sc atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.
4. Ketua Program Studi Magister Fisika, Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc. Sekretaris Program Studi Fisika, Dr. Anwar Dharma Sembiring, M.S beserta seluruh Staf Pengajar pada Program Studi Magister Fisika Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara.
5. Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan setinggi-setingginya penulis ucapkan kepada Prof. Drs. Basuki Wirjoesentono, M.Sc. Ph.D, selaku Pembimbing Utama yang dengan penuh perhatian dan telah memberikan dorongan, bimbingan dan arahan, demikian juga kepada Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc selaku Pembimbing Lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing penulis hingga selesainya penelitian ini.
6. Kepada Ayahanda Sugito dan Ibunda Sumarti (Almh). Terima kasih atas segala pengorbanan kalian baik berupa moril maupun materil, budi baik ini tidak dapat dibalas hanya diserahkan kepada Allah SWT. Tuhan Yang Maha Esa.
7. Kepada suami tercinta dan tersayang Khairony Zuhry Simanjuntak, S.PdI, kepada orang-orang yang penulis sayangi Jeihan Mumtaz Zuhry Simanjuntak, Rehan Habib Zuhry Simanjuntak (Ananda), yang selalu memberikan dukungan dan semangat kepada Penulis selama dalam pendidikan dan waktu penulisan tesis ini.
Ucapan terimakasih yang tulus penulis sampaikan kepada rekan-rekan Mahasiswa Sekolah Pascasarjana Program Studi Magister Ilmu Fisika Universitas Sumatera Utara angkatan 2009/2010 yang telah memberikan semangat dan dukungan kepada penulis selama dalam pendidikan dan penulisan tesis ini. Semoga ini menjadi kebanggaan semua orang-orang yang saya cintai. Semoga kita tetap diberi Taufik dan HidayahNya dalam memanfaatkan segala ilmu yang sudah penulis terima, Amin.
Medan, Juni 2011
PEMANFAATAN SERBUK KAYU GERGAJIAN
SEBAGAI CAMPURAN GIPSUM UNTUK
PEMBUATAN PLAFON DENGAN BAHAN
PENGIKAT LATEKS AKRILIK
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian pemanfaatan serbuk kayu sebagai campuran gipsum plafon dengan bahan pengikat Lateks Akrilik. Standar mutu gipsum Jaya Board dijadikan referensi pembanding hasil pengujian. Tahap penelitian dimulai dari persiapan bahan, perhitungan fraksi volume, pencampuran, dan pembentukan gipsum plafon sampai pada pengujian. Untuk mengetahui karakteristik gipsum plafon dilakukan pengujian fisis (densitas, daya serap air), pengujian mekanis (MOR, MOE, impak dan tarik), dan pengujian sifat thermal (DTA) dengan komposisi variasi fraksi berat gipsum : serbuk kayu : lateks akrilik adalah 395:05:100, 390:10:100, 385:15:100, 380:20:100 dan 375:25:100. Dari pengujian yang telah dilakukan diperoleh bahwa untuk sifat fisis bahan spesimen: Densitas mengalami kenaikan sesuai dengan penambahan serbuk kayu dimana nilai densitas optimum diperoleh pada komposisi 380:20:100 yaitu 2,17 gr/cm3 dan nilai serapan air minimum diperoleh pada komposisi 380:20:100 yaitu 30,76%. Untuk sifat mekanik diperoleh komposisi 385:15:100 merupakan komposisi terbaik dimana nilai impak 1,80 x 10-2 J/cm2, nilai uji tarik 178,85 kPa, nilai Uji MOE 9239,13 kg/cm2, nilai uji MOR 3,6 MPa. Untuk uji DTA, suhu endotermik maksimum diperoleh pada komposisi 395:05:100 yaitu sebesar 160 0C dan minimum pada komposisi 375:25:100 yaitu 150 0C. Sedangkan bahan gipsum jaya board suhu endotermiknya 135 0C. Ini menunjukan bahwa serbuk kayu menaikkan endotermik bahan pada komposisi tertentu dan cenderung menurun jika serbuk kayu gergajian terus ditambah. Dari hasil penelitian ini menunjukkan bahwa serbuk kayu gergajian dapat dimanfaatkan sebagai filler pada pembuatan plafon.
Kata kunci : serbuk kayu gergajian, gipsum, plafon, lateks akrilik, sifat fisis, sifat mekanis, DTA
SAWN TIMBER USE AS MIXED POWDER FOR
CEILING WITH AKRILIK
GYPSUM BINDER
ACRYLIC LATEX
ABSTRACT
Utilization of research has been conducted as a mixture of sawdust with a binder of gypsum ceiling Acrylic Latex. Jaya quality standard gypsum board used as a reference benchmark testing results. Research phase starts from the preparation of materials, calculation of the volume fraction, mixing, and formation of gypsum ceiling to the test. To determine characteristics of physical testing of gypsum ceiling (density, water absorption), mechanical testing (MOR, MOE, and tensile impact), and testing of thermal properties (DTA) with the composition variation of weight fraction of gypsum: sawdust: acrylic latex is 395: 05:100, 390:10:100, 385:15:100, 380:20:100 and 375:25:100. From the testing that has been done to obtain the physical properties of specimen materials: Density increased in accordance with the addition of sawdust where the value obtained at the optimum density of 2.17 gr/cm3 380:20:100 composition and minimum water uptake value obtained on the composition of 380: 20:100 which is 30.76%. For the mechanical properties obtained 385:15:100 composition is the best composition in which the impact value of 1.80 x 10-2 J/cm2, the value of 178.85 kPa tensile test, the Test 9239.13 kg/cm2 MOE, MOR test value 3, 6 MPa. To test DTA, endothermic maximum temperature obtained at 395:05:100 composition that is equal to 160 0C and the composition 375:25:100 minimum of 150 0C. While the victorious gypsum board material endotermiknya temperature 135 0C. This indicates that wood dust raised endothermic material on a particular composition and tends to decrease if the sawdust sawn continually added. From the results of this study indicate that the powder sawn timber can be used as a filler in the manufacture of ceiling.
Keywords: sawn wood dust, gypsum, ceilings, acrylic latex, physical properties, mechanical properties, DTA
DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR i ABSTRAK iii ABSTRACT iv DAFTAR ISI v
DAFTAR TABEL viii
DAFTAR GAMBAR ix DAFTAR LAMPIRAN x BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Permasalahan 3 1.3 Batasan Masalah 3 1.4 Tujuan Penelitian 3 1.5 Manfaat Penelitian 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1 Sifat Kayu 5
2.2 Serbuk Kayu 6
2.3 Gipsum 8
2.4 Standar Papan Gipsum 11
2.5 Plafon 12
2.6 Lateks Acrylic Cat 12
2.6.1 Lateks Full Acrylic 13
2.6.2 Lateks Styrene Acrylic 13 2.6.3 Lateks Vinyl Acrylic 14
2.6.4 Veova 14
2.7 Sifat Fisik dan Mekanik 15 2.7.1 Densitas 15 2.7.2 Daya SerapAir 16 2.7.3 Pengujian MOR 16 2.7.4 Pengujian MOE 17 2.7.5 Kekuatan Impak 18 2.7.6 Uji Tarik 18
2.7.7 Prinsip Alat Thermal Analyzer (DTA) 20
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 23
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 23
3.2 Alat dan Bahan 23
3.3 Prosedur Penelitian 23
3.3.1 Persiapan Contoh Uji 23 3.3.2 Blending (Pengadonan) 23 3.3.3 Pembentukan Komposit 24
3.3.4 Pengujian Komposit 24
3.3.5 Diagram Alir Penelitian 25
3.4 Pengujian Sampel 27
3.4.1 Pengujian Densitas 27
3.4.2 Pengujian Serapan Air 27
3.4.3 Pengujian MOR 27
3.4.4 Pengujian MOE 28
3.4.5 Pengujian Impak 28
3.4.6 Pengujian Tarik 29
3.4.7 Pengujian Termal dengan DTA 29
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 31
4.1 Sifat Fisis 31
4.1.1 Densitas 31
4.1.2 Daya Serap Air 32
4.2.1 Uji Impak 33
4.2.2 Uji Tarik 34
4.2.3 Uji Kuat Lentur (Modulus Of Elastis) 35 4.2.4 Uji Kuat Patah (Modulus Of Rapture) 36
4.3 Pengujian DTA 38
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 40
5.1 Kesimpulan 40
5.2 Saran 41
DAFTAR PUSTAKA 42
LAMPIRAN A LAMPIRAN B
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel J u d u l Halaman
1 2
Standar Papan Gipsum
Fenomena Reaksi Eksotermik dan Endotermik Suatu Bahan
11 22
DAFTAR GAMBAR Nomor Gambar J u d u l Halaman 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 3.1 3.2 4.1.1 4.1.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.3 4.4
Pemasangan Benda Uji MOR dan MOE Skema Pengujian Tarik Dengan UTM Kurva Tegangan Regangan Teknik Sistem Pemanasan Dalam Tungku DTA Kurva Ideal DTA
Diagram Alir Persiapan Serbuk Kayu
Diagram Alir Pembuatan dan Karakteristik Spesimen Grafik Densitas
Grafik Daya Serap Air Grafik Uji Impak Grafik Uji Tarik Grafik Uji Kuat Lentur Grafik Uji Kuat Patah
Grafik DTA Komposisi 395:05:100 Grafik DTA Komposisi 375:25:100
17 19 20 21 21 25 26 31 32 33 34 35 37 38 38
DAFTAR LAMPIRAN Nomor Lampiran J u d u l Halaman A B Metode Perhitungan
Gambar – gambar perangkat pembuatan sampel dan pengujian sampel
L-1 L-2
