BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Potensi luas peremajaan kelapa sawit di Indonesia berkisar antara 20 hingga 50 ribu ha per tahun. Di dalam setiap hektar terdapat 140 batang sawit tua dan ditaksir menghasilkan biomassa dari batang sebanyak 167 m3 per ha. Sepertiga bagian batang (bagian terluar) berpotensi sebagai kayu gergajian. Selain batang, biomassa lainnya yang dihasilkan dari peremajaan kelapa sawit adalah pelepah, tandan kosong dan cangkang. Pelepah sawit sebagai hasil limbah padat perkebunan sawit merupakan sumber bahan berlignoselulosa yang sangat potensial), tersedia sekitar 10 ton/ha/tahun limbah pelepah kering hasil pemangkasan. Biomassa ini berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan pengisi untuk produk papan komposit. Keunggulan produk papan komposit antara lain adalah biaya produksi lebih murah, bahan bakunya melimpah, fleksibel dalam proses pembuatannya, lebih bersifat lebih mudah dibuat, dapat diaplikasikan untuk berbagai keperluan, serta produknya dapat didaur ulang.

Kebutuhan manusia terhadap kayu untuk konstruksi, bangunan atau furniture terus melaju pesat seiring dengan meningkatnya pertambahan jumlah penduduk, sementara ketersediaan kayu di indonesia sebagai bahan baku terus menurun. Mengingat ketersediaan kayu bulat yang mulai menipis, maka upaya yang sudah dikembangkan adalah pembuatan papan komposit, salah satunya dengan menggunakan serat dari pelepah kelapa sawit yang potensinya sangat banyak dan belum dimanfaatkan secara optimal. Beberapa alternatif telah dikembangkan dalam rangka untuk mengatasi makin langkanya bahan baku kayu dari alam, dengan memanfaatkan perkembangan teknologi akan di ciptakan produk – produk turunan dari kayu seperti papan partikel, papan semen, papan serat, papan komposit dan lain sebagainya. Serat pelepah kelapa sawit sebagai salah satu limbah padat dari industri pengolahan kelapa sawit merupakan bahan berlignoselulosa. Pemanfaatan limbah serat kelapa sawit belum optimal jika dibandingkan dengan potensinya yang cukup besar. Pada tahun 2004, dari pengolahan 53,726 juta ton TBS (tandan buah segar) menjadi CPO dihasilkan produk samping berupa cangkang dan serat sebesar 10,215 juta ton Masalah utama dalam pemanfaatan limbah kelapa sawit berlignoselulosa khususnya serat dari serat kelapa sawit adalah tingginya kandungan zat ekstraktif dan asam lemak yang dapat menurunkan sifat perekatan dalam pembuatan papan komposit, baik yang menggunakan perekat

thermoplastik, semen maupun perekat thermosetting. Masalah ini dapat diatasi dengan cara memberi perlakuan khusus pada limbah kelapa sawit untuk menghilangkan atau menurunkan kandungan zat ektraktif tersebut sebelum digunakan sebagai bahan baku papan komposit Pada penelitian ini, serat kelapa sawit akan dimanfaatkan sebagai bahan pembuatan papan komposit. Penelitian ini sangat baik untuk dicoba dan dikembangkan 3 sebagai suatu inovasi baru untuk menjawab tantangan kebutuhan bahan baku dan lingkungan (Akhmad2018).

Komposit adalah material yang tersusun atas campuran dua atau lebih material dengan sifat kimia dan fisika berbeda, dan menghasilkan sebuah material baru yang memiliki sifat-sifat berbeda dengan material-material pengusunnya. Fiber memiliki sifat yang mudah untuk diubah bentuknya dengan cara dipotong atau juga dicetak sesuai dengan kebutuhan desainnya. Selain itu, perbedaan pengaturan susunan fiber akan merubah pula sifat-sifat komposit yang dihasilkan. Hal tersebut dapat dimanfaatkan untuk mendapatkan sifat komposit sesuai dengan parameter yang dibutuhkan. Matriks umumnya terbuat dari bahan resin. Ia berfungsi sebagai perekat material fiber sehingga tumpukan fiber dapat merekat dengan kuat. Resin akan saling mengikat material fiber sehingga beban yang dikenakan pada komposit akan menyebar secara merata. Selain itu resin juga berfungsi untuk melindungi fiber dari serangan bahan kimia atau juga kondisi cuaca ekstrim yang dapat merusaknya. (Indonesia 2015)

1.2 Urgensi Penelitian

Dengan dilakukannya penelitian in di harapkan mengasilkan produk yang merupakan salah satu alternatif pengganti kayu dan suatu cara untuk mengurangi limbah pelepah kelapa sawit.

1.3 Tujuan

1.3.1 Tujuan umum

Tujuan umum Pemanfaat pelepah kelapa sawit sebagai pembuatan papan komposit serat pelepah kelapa sawit di perkuat serat kaca.

1.3.2 Tujuan khusus

Membuat papan komposit serat pelepah kelapa sawit di perkuat serat kaca yang memenuhi karakteristik uji Tekan – Tarik .

1.4 Target Temuan

a. papan komposit dengan material dan bahan limbah kelapa sawit.

b. Target penelitian ini adalah menghasilkan produk papan komposit berbahan baku serat pelepah kelapa sawit yang teruji kuat tekan sehingga bisa dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan industrial dan kebutuhan masyarakat luas.

1.5 Manfaat penlitian 1.5.1. Manfaat bagi institusi

Adanya manfaat penelitian ini bagi institusi memberi informasi pengetahuan tentang alternatif pemanfaatan limbah pelepah kelapa sawit sebagai bahan baku pembuatan papan komposit.

1.5.2. Manfaat bagi masyarakat

Adapun manfaat penelitian ini bagi masyarakat di harapkan mampu memberikan solusi tentang permasalahan kurangnya bahan baku kayu untuk berbagai keperluan.

1.6 Kontribusi

Hasil penetian ini diharapkan dapat bermanfaat termasuk bagi saya sendiri dan juga masyarakat sebagai sumber informasi untuk :

 Diharapkan dengan penelitian ini masyarakat dapat mengetahui manfaat limbah pelepah kelapa sawit dalam pembuatan papan komposit yang dapat digunakan pada konstruksi pengganti kayu.

 Serta penelitian ini dapat meningkatkan nilai ekonomis limbah kelapa sawit salah satunya adalah limbah pelepah kelapa sawit.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Komposit

Manusia sejak dari dulu telah berusaha untuk menciptakan berbagai produk yang terdiri dari gabungan lebih dari satu bahan untuk menghasilkan suatu bahan yang lebih kuat, contohnya penggunaan jerami pendek untuk menguatkan batu bata di Mesir, panah orang Mongolia yang menggabungkan kayu, otot binatang, sutera, dan pedang samurai Jepang yang terdiri dari banyak lapisan oksida besi yang berat dan liat. Kebanyakan teknologi modern memerlukan bahan dengan kombinasi sifat-sifat yang luar biasa yang tidak boleh dicapai oleh bahan-bahan lazim seperti logam besi, keramik, dan bahan polimer. Kenyataan ini adalah benar bagi bahan yang diperlukan untuk penggunaan dalam bidang angkasa lepas, perumahan, perkapalan, kendaraan dan industri pengangkutan. Karena bidang-bidang tersebut membutuhkan densityyang rendah, flexural, dan tensile yang tinggi, viskosity yang baik dan hentaman yang baik. Terminologi komposit memunculkan beberapa permasalahan, satunya ialah komposit. Komposit selalu dibentuk untuk meningkatkan kekuatan, ketahanan terhadap korosi, sifat-sifat listrik, atau sekedar penampilannya. Menurut definisinya, komposit adalah struktur yang di buat dari bahan-bahan yang berbeda-beda, ciri-cirinya pun tetap terbawa setelah komponen terbentuk sepenuhnya. Perkembangan dibidang teknologi dan sciences belakangan ini mendorong material komposit banyak digunakan pada berbagai macam aplikasi produk. Secara global material komposit dikembangkan untuk menggantikan material logam yang banyak digunakan sebelum berkembangnya material komposit sebagai pembuat komponen-komponen (repositoryusu2013).

2.1.1 Definisi Komposit

Kata komposit (composite) merupakan kata sifat yang berarti susunan atau gabungan.

Komposit berasal dari kata kerja “to compose” yang berarti menyusun atau

menggabung. Jadi secara sederhana bahan komposit berarti bahan gabungan dari dua atau lebih bahan yang berlainan. Dalam hal ini gabungan bahan ada dua macam (Arumaarifu, 2010) :

A. Gabungan makro :

 Bisa dibedakan secara visual

 Penggabungan lebih secara fisis dan mekanis

 Bisa dipisahkan secara fisis dan mekanis

B. Gabungan mikro :

 Tidak bisa dibedakan secara visual

 Penggabungan ini lebih secara kimia

 Sulit dipisahkan, tetapi dapat dilakukan secara kimia

Karena bahan komposit merupakan bahan gabungan secara makro, maka bahan komposit dapat didefinisikan sebagai suatu sistem material yang tersusun dari

campuran / kombinasi dua atau lebih unsur-unsur utamanya yang secara makro berbeda di dalam bentuk dan atau komposisi material pada dasarnya tidak dapat dipisahkan.

2.1.2 jenis – jenis komposit

Menurut Priyobaliyono (2013) secara umum bahan komposit terdiri dari dua macam, yaitu bahan komposit partikel (particulate composite) dan bahan komposit serat (fiber composite).

1. Bahan Komposit Partikel

Menurut definisinya partikelnya berbentuk-beberapa macam seperti bulat, kubik, tetragonal atau bahkan bentuk-bentuk yang tidak beraturan secara acak, tetapi secara rata-rata berdimensi sama. Bahan komposit partikel pada umumnya lebih lemah dibanding bahan komposit serat. Bahan komposit partikel mempunyai keunggulan, seperti ketahanan terhadap aus, tidak mudah retak dan mempunyai daya pengikat dengan matrik yang baik.

2. Bahan Komposit Serat

Bahan komposit serat tediri dari serat-serat yang diikat oleh matrik yang saling berhubungan. Bahan komposit serat ini terdiri dari dua macam, yaitu serat panjang (continuos fiber) dan serat pendek ( short fiber atau whisker).

2.1.3 Material Komposit

Dengan adamya material penyusunnya maka komposit antar material harus berikatan dengan kuat. Kuatnya material tergantung pada tipe serat yang pada komposit, adapun tipe serat komposit terdiri dari 4 tipe (Naryoh, 2013) yaitu:

1. Continuouse Fibre Composite

Susunan serat panjang dan lurus, membentuk lamina di antara matriksnya.

2. Woven Fibre Composite (Bi – directional)

Komposit ini tidak mudah dipengaruhi pemisahan antara lapisan karena susunan seratnya mengikat antara lapisan susunan memanjangnya yang tidak begitu lurus mengakibatkan kekuatan melemah.

3. Discountinuous Fibre Composite

Komposit dengan tipe serat pendek masih di bedakan lagi menjadi : 4. Hybrid Fibre Composite

Merupakan komposit gabungan antara tipe serat lurus dengan serat acak. Tipe ini digunakan supaya dapat menggantikan kekurangan sifat dari kedua tipe dan dapat menggabungkan kelemahannya.

2.2 Material alami komposit

Material alami komposit adalah material dasar yang pakai untuk bahan penyusunnya yang terdapat pada lingkungan seperti serat alam. Contoh beberapa serat alami yang sudah dipakai untuk bahan penyusun komposit sebagai berikut ;

2.2.1` Komposit Serat Tebu

Serat tebu atau lazimnya disebut bagas, adalah hasil samping dari proses ekstraksi (pemerahan) cairan tebu. Dari satu pabrik dihasilkan serat tebu sekitar 35% – 40%

dari berat tebu yang digiling. Menambahkan, berdasarkan data dari Pusat Penelitian Perkebunan Gula Indonesia P3GI) serat tebu yang dihasilkan sebanyak 32% dari berat tebu giling. Serat tebu sebagian besar mengandung ligno-cellulose. Panjang seratnya antara 1,7 sampai 2 mm dengan diameter sekitar 20 mikro, sehingga serat tebu ini dapatmemenuhi persyaratan untuk diolah menjadi papan-papan buatan.

Bagas mengandung air 48 - 52%, gula rata-rata 3,3% dan serat rata-rata 47,7%.

Seratbagas tidak dapat larut dalam air dan sebagian besar terdiri dari selulosa, pentosan dan lignin (Rumah Kita, 2016).

Serat ampas tebu (baggase) merupakan limbah organik yang banyak dihasilkan di pabrikpabrik pengolahan gula tebu di Indonesia. Serat ini memiliki nilai ekonomis yang cukup tinggi selain merupakan hasil limbah pabrik gula tebu, serat ini juga mudah didapat, murah, tidak membahayakan kesehatan, dapat terdegredasi secara alami (biodegradability) sehingga nantinya dengan pemanfaatan sebagai serat penguat komposit mampu mengatasi permasalahan lingkungan. Dari pertimbangan diatas maka penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan analisa teknis berupa kekuatan tarik dan impak dari komposit berpenguat serat ampas tebu (baggase)

dengan perlakuan pola anyaman variasi arah serat sudut arah serat sudut searah 00 dan bersilangan 450 sebagai penguat matrik resin polyester ( hartono dan sukanto, 2008)

A. Serat tumbuhan

Serat tumbuh-tumbuhan memiliki dasar kimia selulosa yang berdasarkan pada asal tumbuhannya dapat berasal dari biji, daun, batang dan buah.

Serat yang berasal dari biji terdiri atas serat kapas dan kapok tetapi dalam pembuatan busana lebih banyak digunakan serat kapas (cotton), serat kapok digunakan sebagai bahan pengisi. Sifat serat kapas adalah memiliki kekuatan yang cukup tinggi dan dapat dipertinggi dengan proses perendaman dalam larutan soda kostik. Hal ini juga akan menambah kilau dan daya serap serat pada waktu pencelupan atau proses kimia lainnya. Kekuatan serat kapas terutama dipengaruhi oleh kadar selulosa dalam serat dan panjang rantai molekul dan orientasinya. Kekuatan serat kapas dalam keadaan basah lebih tinggi dibandingkan dalam keadaan kering. Oleh karena itu kapas

sebagian besar tersusun dari selulosa serat kapas yang pada umumnya tahan terhadap penyimpanan, pengolahan dan pemakaian sehari-hari, kapas bersifat higroskopis atau menyerap air. Kapas memiliki ketahanan terhadap panas yang tinggi dan tahan sabun alkali (ilmusiana, 2019)

B. Serat protein

Serat protein dapat berbentuk staple atau filamen. Serat protein berbentuk stapel berasal dari rambut hewan berupa domba, alpaca, unta, cashmer, mohair, kelinci, dan vicuna.

yang paling sering digunakan adalah wol dari bulu domba.Serat wol biasa digunakan untuk membuat baju wol. Baju wol terasa hangat dan dapat digunakan untuk membuat baju anak. Serat wol dikatakan suatu bahan konduktor yang jelek dan wol bersifat hidroskopis tetapi serat tersebut juga bisa melepaskan uap air secara perlahan-lahan, sewaktu wol melepaskan uap uap air akan menimbulkan panas pada bahan tekstil . Wol dan serat-serat yang sejenisnya merupakan serat-serat alam yang dapat (felting)

menggumpal, apabila dikerjakan dalam larutan sabun bersuhu panas.Selain serat wol ada juga serat lainnya yang berasal dari hewan yaitu serat sutera. Serat sutera berbentuk filamen yang dihasilkan oleh larva ulat sutera waktu membentuk kepompong. Sutera dapat digunakan untuk membuat busana, serat sutera yang sering digunakan adalah sutera campuran dengan serat sintetis (nitalestio, 2018).

C. Partikel kayu

Partikel board/kayu adalah suatu bahan tiruan kayu yang dibuat dari serbuk bekas penggergajian kayu yang dipadatkan/dipress dan diberi perekat agar menjadi bentuk seperti kayu yang pada umumnya seluruh permukaan dilapisi dengan bahan sejenis kertas agar terlihat lebih indah. Papan partikel yang terbuat dari bahan serbuk kayu ini memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan (arsitektur interior dan Farniture, 2015) sebagai berikut:

Kelebihan:

1. Memiliki bentuk yang bermacam-macam dan model yang indah.

2. Mudah dalam bongkar pasang, maksudnya adalah bila kita akan memindahkan mebel yang terbuat dari partikel kayu maka tidak perlu diangkat semuanya tetapi kita dapat melepaskan setiap bagian dari

lemari lalu dibawa ke tempat yang dituju lalu semua bagian yang tadi dilepas dapat dipasang kembali dengan menggunakan sekrup.

3. Harga yang lebih murah dari mebel yang terbuat dari kayu Kekurangan:

1. Mudah rapuh karena semua jenis partikel kayu akan mudah hancur bila lembab atau terkena air. Kayu yang tertekan bila terkena air atau lembab dalam jangka waktu yang lama dan terus-menerus akan melengkung lalu patah.

2. Tidak tahan terhadap beban berat. Mebel yang terbuat dari partikel kayu sangat lemah karena tidak memiliki serat-serat kayu yang saling berhubungan tidak seperti kayu yang diambil langsung dari pohon yang memiliki keterikatan serat yang kuat.

3. Mudah terserang jamur. Kebanyakan mebel yang terbuat dari partikel kayu dilapisi oleh sejenis kertas yang ditempelkan dengan lem, sangat mudah didiami oleh jamur.

4. Penggunaannya harus lebih hati-hati karena partikel kayu sangat mudah hancur bila terbentur.

2.2.2 Pelepah Kelapa Sawit

Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq) merupakan komoditas perkebunan yang memegang peranan penting bagi perekonomian Indonesia sebagai salah satu penyumbang devisa non-migas yang cukup besar. Kelapa sawit menghasilkan produk olahan yang mempunyai banyak manfaat. (Pertanian, 2018).

Pelepah adalah tempat menempelnya daun kelapa sawit. Daun ini mempunyai sirip genap dan bertulang sejajar. Pada pangkal pelepah daun terdapat duri-duri dan bulu- bulu halus sampai kasar. Pelepah daun sejak mulai terbentuk sampai tua membutuhkan

waktu ±7 tahun dan pada satu pohon jumlah pelepah dapat mencapai 60 buah dengan panjang pelepah daun mencapai 9 m. Helai anak daun yang terletak ditengah pelepah daun adalah yang paling panjang dan panjangnya dapat melebihi 120 cm. Jumlah anak daun dalam satu pelepah daun dapat mencapai 100–160 pasang. Pertumbuhan pelepah daun tiap tahun pada tanaman muda yang berumur 4–6 tahun mencapai 30–40 helai dan pada tanaman yang lebih tua berjumlah antara 20–25 helai (Sri Darmayanti, 2016)

Permasalahannya adalah berlimpahnya limbah tersebut pada saat ini belum dimanfaatkan secara maksimal. Dengan melihat hal tersebut serta didukung dengan berkembangnya teknologi, maka pelepah tersebut bisa dijadikan sebagai bahan untuk membuat papan komposit sebagai pengganti papan dari kayu solid. Hal ini memungkinkan dilakukan karena kelapa sawit merupakan pohon yang mengandung serat berlignoselulosa yang sifatnya mirip dengan kayu, oleh karena itu dapat dimanfaatan sebagai produk panel seperti papan partikel dan papan serat (Ahmad Rizal, Dkk. 2018)

2.2.3. Serat Kaca

Serat kaca (Material Fiberglass) adalah salah satu jenis bahan fiber komposit yang memiliki keunggulan yaitu kuat namun tetap ringan. Walaupun tidak se-kaku dan se- ringan bahan carbon fiber, fiberglass lebih ulet dan relatif lebih murah di pasaran.

Fiberglass biasa digunakan untuk bahan pembuatan pesawat terbang, perahu, bodi atau interior mobil, dinding isolator dan lain-lain. Material komposit itu sendiri adalah material yang terdiri dari dua komponen yaitu penguat (reinforcement) berupa serat dan pengikat (matrix) berupa plastik, sehingga menghasilkan kombinasi sifat yang kaku, kuat dan ringan (Wiratama 2017).

1. Jenis-jenis serat kaca

 Chopped Strand Mat (CSM): Jenis serat kaca dengan anyaman yang diproduksi secara acak kebarbagai arah dan tidak beraturan. Serat kaca inilah yang paling banyak digunakan oleh pengrajin fiberglass karena harga yang relatif murah dan mudah digunakan.Jenis serat kaca ini seperti kumpulan serat-serat yang dicincang dan dibentuk menjadi satu helai atau lembaran baru. Jenis serat ini sangat cocok sebagai penguat resin type polyester dan epoxy karena sudah mengandung bubuk

pengikat yang akan bereaksi apabila terkena resin. Kapasitas serap yang bisa mencapai 1½ ukuran beratnya membuat jenis serat kaca ini cukup kuat digunakan untuk menopang beban besar. Ketebalan serat ini pun diproduksi berbeda-beda dari yang tipis hingga yang tebal.

 Woven Roving Mat (WRM): Jenis serat kaca yang diproduksi dengan anyaman yang rapi dari dua arah yaitu horizontal dan vertikal dengan kekuatan beban yang sama.

Jenis serat kaca ini sering juga disebut type (0°/90°) mengikuti sudut horizontal dan sudut vertikal yang dibentuk anyamannya yang berati kuat menahan beban kedua arah tersebut dan lemah ke arah diagonal atau 45°. Tetapi jenis serat kaca ini tetap banyak digunakan dan telah diuji kekuatannya dalam perkapalan terutama yang banyak disebut dengan WR600 (Woven Roving 600gram / m²) yang cukup tebal untuk 1 lapis / meternya. Kelebihan lain serat ini adalah pemakaian resin yang relatif lebih kecil dibanding CSM yaitu 1:1 dan hal ini menjadi pertimbangan bagi produsen peralatan dan kapal berbahan fiberglass untuk tujuan komersial.

 Biaxial Mat (BX): Disebut juga biax fiberglass, jenis serat ini adalah seperti perpaduan antara Woven Roving Mat (WRM) dan Chopped Strand Mat (CSM) yang dijahit hingga membentuk kekuatan yang maksimal. Arah untaian serat yang membentuk 45° dan CSM dilapisan bawahnya menjadikan serat ini lebih kuat dari kedua jenis sebelumnya. Kelebihan lain jenis serat ini adalah berkurangnya penggunaan serat yang berlapis-lapis dan disebut-sebut lebih hemat dalam penggunaan resin dibanding CSM dan WRM. Jenis serat Biaxial ini disebut (+/- 45°) sesuai dengan arah untaian serat yang dibentuk membuat penggunaan jenis serat fiber yang satu ini sangat mudah karena mampu mengikuti lekukan permukaan yang dilapisi dengan jauh lebih baik (Wiratama 2017).

2. Cara pengolahan serat kaca A. Filament winding

Proses ini biasa dilakukan untuk membuat produk-produk berbentuk silinder dangan arah serat tertentu. Proses filament winding dilakukan dengan memutar cetakan bersamaan dengan menarik serat fiber yang sudah dibasahi dengan resin membentuk pola tertentu. Fiberglass yang digunakan pada proses ini adalah jenis continuos roving

.

B. HandLay-up

Hand Lay-up merupakan proses fabrikasi fiberglass yang paling sederhana dan paling banyak digunakan untuk kalangan industri menengah kebawah. Proses ini dilakukan dengan cara meratakan fiberglass dengan jenis woven roving atau choped strand mat yang dibasahi dengan resin cair ke dalam cetakan secara manual menggunakan tangan.

C. Spraylay-up

Proses fabrikasi yang banyak dipakai di industri kapal dan perahu adalah spray up.

Resin dan fiberglass dalam bentuk chopped strand dicampur dan disemprotkan ke cetakan kemudian diratakan dengan tanggan yang pada umumnya menggunakan alat bantu berupa roller. Sebelum menjadi choped strand, fiberglass sebelumnya berbentuk continuos roving yang dipotong oleh alat sprayer. Proses ini dapat dilakukan untuk bentuk-bentuk yang kompleks dengan banyak lengkungan, yang sulit dilakukan pada proses hand lay-up biasa karena fiberglass jenis woven roving dan choped strand mat memiliki keterbatasan untuk cetakan dengan kurva- kurva yang kompleks (Wiratama 2017).

2.3 Uji Tekan

2.3.1 Definisi uji tekan

Uji tekan adalah suatu alat uji mekanik yang berguna untuk mengukur kekerasan dan mengetahui kekuatan benda terhadap gaya tekan. Uji tekan memiliki kinerja yang bagus dan berkualitas untuk mengetahui kekuatan benda. Pada umumnya uji tekan digunakan pada logam yang bersifat getas, karena alat uji tekan memiliki titik hancur yang terlihat jelas di saat melakukan pengujian benda tersebut. Keragaman fungsi dan dimensional uji tekan menjadikan bermacam-macam syarat mekanis yang perlu di penuhi karena akan beragam pula gaya dan arah gaya yang akan di uji kekuatannya. Pada beberapa alat yang akan di uji yang di buat panjang, dia akan melengkung jika di uji dengan alat uji tekan. Uji tekan terdapat pada sebuah alat canggih dimana berat dan tenaga yang kuat serta kualitas dan kinerja yang menjanjikan untuk para pengguna alat uji tekan tersebut. Sebesar apapun benda yang akan di uji tekannya dengan alat uji tekan kita bisa mengetahui kekuatan suatu benda tersebut. Uji tekan akan memberikan hasil pengukuran kekuatan benda tersebut mengenai besar pengukuran yang di uji terhadap bahan yang akan di uji sehingga

standarisasi yang di inginkan akan tercapai sempurna. Sebesar apa benda yang akan di uji maka akan di stabilkan juga dengan alat uji tekan yang akan memberikan hasil serta kinerja yang baik dan hasilnya akan lebih bagus (Alat Uji 2019)

2.3.2 Jenis-jenis pengujian tekan

Beberapa jenis uji tekan menurut Pradhana (2012) sebagai berikut : a. Uji Kekerasan Rockwell

Uji kekerasan rockwell ini juga didasarkan kepada penekanan sebuah indentor dengan suatu gaya tekan tertentu kepermukaan yang rata dan bersih dari suatu logam yang diuji kekerasannya. Setelah gaya tekan dikembalikan ke gaya minor maka yang dijadikan dasar perhitungan nilai kekerasan rockwell bukanlah hasil pengukuran diameter ataupun diagonal bekas lekukan tetapi justru “dalamnya bekas lekukan yang terjadi itu”. Inilah kelainan cara rockwell dibandingkan dengan cara pengujian kekerasan lainnya. Pengujian rockwell yang umumnya biasa dipakai ada ke jenis yaitu HRA, HRB dan HRC.

B. Uji Brinell

Uji brinell dilakukan dengan penekanan sebuah bola baja yang terbuat dari baja chrom yang telah dikeraskan dengan diameter tertentu, oleh gaya tekan secara statis kedalam permukaan logam yang diuji harus rata dan bersih.

Setelah gaya tekan ditiadakan dan bola baja dikeluarkan dari bekas lekukan, maka diameter paling atas dari lekukan tadi diukur secara teliti untuk

kemudian dipakai untuk penentuan kekerasan logam yang diuji dengan menggunakan rumus:

Dimana :

P = Beban yang diberikan (KP atau Kgf).

D = Diameter indentor yang digunakan.

d = Diameter bekas lekukan.

Kekerasan ini disebut kekerasan brinell yang biasa disingkat dengan HB atau BHN (Brinell Hardness Number). Bertambah keras logam yang diuji

bertambah tinggi juga nilai HB nya.

C. Uji Kekerasan Vickers

Uji vickers ini didasarkan kepada penekanan oleh suatu gaya tekan tertentu oleh sebuah indentor berupa pyramid diamond terbalik yang memiliki sudut puncak kepermukaan logam yang diuji kekerasannya, dimana permukaan logam yang diuji ini harus rata dan bersih. Setelah gaya tekan secara statis ini kemudian ditiadakan dan pyramid diamond dikeluarkan dari bekas yang terjadi (permukaan bekas merupakan segi empat karena piramid merupakan piramid sama sisi), maka diagonal segi empat bekas teratas diukur secara teliti untuk kemudian digunakan sebagi kekerasan logam yang diuji. Nilai kekerasan yang diperoleh sedemikian itu disebut kekerasan vickers yang biasa disingkat denga Hv atau HVN (Vicker Hardness Number). Untuk memperoleh nilai kekerasan vickers maka hasil penekanan yang diperoloeh dimasukkan kedalam rumus:

2.4 Uji Tarik

Uji tarik adalah salah satu uji stress – straing mekanik yang bertujuan untuk mengetahui kekuatan bahan terhadap gaya tarik. Dalam pengujiannya bahan diuji tarik sampai putus.

adapun sifat sifat teknik dalam membuat komposit (Sersasi, 2012) meliputi:

A. Sifat teknologis

Sifat teknologis merupakan kemampuan suatu bahan dalam proses pengerjaannya secara teknis. Sifat – sifat itu meliputi : Kemampuan bahan untuk dilas, kemampuan untuk di kerjakan dengan mesin, kemampuan untuk bahan buangan, dan kemampuan untuk penempaan. Sifat – sifat teknologis dari suatu bahan itu perlu diketahui sebelum pengolahan bahan dilakukan.

B. Sifat Kemis

Sifat kemis atau sifat kimia adalah bagaimana kondisi bahan tersebut mampu menahan adanya zat kimia yang dikenakan pada bahan tersebut. Misalnya apakah bahan itu larut atau terjadi reaksi apabila terkena larutan asam, basa dan garam.

Apakah terjadi oksidasi bila terkena larutan atau bahan lain. Kelarutan bahan

tersebut terhadap zat kimia berhubungan erat dengan ketahanan bahan terhadap pencernaan logam oleh keadaan sekitar. Apabila logam berkorosi, logam akan berubah kedalam garamnya, oksidasi atau hidroksidanya. Karena peristiwa korosi disebabkan oleh reaksi kimia langsung dan elektrokimia. Maka sifat – sifat kimia dari suatu logam sangat perlu diketahui dalam hal pemilihan bahan untuk suatu kontruksi.

C. Sifat Fisis

Sifat fisis suatu logam adalah bagaimana keadaan logam itu apabila mengalami peristiwa fisika. Misalnya keadaan saat terkena pengaruh panas dan pengaruh listrik. Karena pengaruh panas yang diterimanya pada suhu tertentu, bahan akan mencair atau hanya mengalami perubahan bentuk dan ukurannya dari sifat fisis ini dapat ditentukan titik cair dari suatu bahan dan titik didihnya, sifat menghantarkan panas, keadaan pemuaian pda waktu menerima panas, perubahan bentuknya karena panas dan sebagainya. Pengaruh panas yang diterima oleh suatu bahan dapat merubah sifat dan hubungan sifat mekanis suatu bahan tersebut, bahkan karena panas yang diterima oleh suatu bahaan dapat merubah sifat mekanis bahan tersebut.

Misalnya adalam proses penyepuhan, bahan yang dipanaskan pada suhu tertentu kemudian didinginkan secara mendadak, bahan tersebut akan menjadi keras, atau apabila bahan dipanaskan kemudian didinginkan secaraa perlahan – lahan bahan itu akan lunak.

D. Sifat Fisik

Sifat fisik adalah kelakuan atau sifat-sifat material yang bukan disebabkan oleh pembebanan seperti pengaruh pemanasan, pendinginan dan pengaruh arus listrik yang lebih mengarah pada struktur material. Sifat fisik material antara lain : temperatur cair, konduktivitas panas dan panas spesifik. Struktur material sangat erat hubungannya dengan sifat mekanik. Sifat mekanik dapat diatur dengan serangkaian proses perlakukan fisik. Dengan adanya perlakuan fisik akan membawa penyempurnaan dan pengembangan material bahkan penemuan material baru.

E. Sifat Teknologi

Sifat teknologi yaitu kemampuan material untuk dibentuk atau diproses. Produk dengan kekuatan tinggi dapat dibuat dengan proses pembentukan misalnya dengan pengerolan atau penempaan. Produk dengan bentuk yang rumit dapat ssdibuat dengan proses pengecoran. Sifat-sifat teknologi diantaranya sifat mampu las, sifat mampu cor, sifat mampu mesin dan sifat mampu bentuk. Sifat material terdiri dari sifat mekanik yang merupakan sifat material terhadap pengaruh yang berasal dari luar serta sifat-sifat fisik yang ditentukan oleh komposisi yang dikandung oleh material itu sendiri.

F. Kekerasan

Kekerasan adalah ukuran ketahanan suatu material terhadap deformasi plastis lokal. Nilai kekerasan tersebut dihitung hanya pada tempat dilakukannya pengujian tersebut (lokal) sedangkan pada tempat lain bisa jadi kekerasan suatu material berbeda dengan tempat yang lainnya. Tetapi nilai kekerasan suatu material adalah homogen dan belum diperlakuan secara teoritik akan sama untuk tiap-tiap titik.

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Pengolahan Mutu Sekolah Tinggi Ilmu Pertanian Agrobisnis Perkebunan (STIPAP) Medan dan Laboratorium Fenomena Dasar Teknik Mesin Institut Teknologi Medan (ITM) Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Maret sampai dengan bulan Agustus 2019.

3.2 Sampel Penelitian

Sampel penelitian ini menggunakan pelepah kelapa sawit yang diperoleh dari perkebuna STIP-AP Medan.

3.3 Rancangan Penelitian

Pada penelitian ini digunakan RAL (Rancangan Acak Lengkap) faktorial dengan variabel penelitian sebagai berikut :

a. Variabel Terikat (dependen variabel )

Pada penelitian ini variabrl terikat yaitu kuat tarik papan komposit berbahan tandan kosong kelapa sawit. Komposisi utama papan komposit berbahan serat pelepah kelapa sawit, bahan penguat serat kaca, dan menggunakan perekat resin poliester BTQN 157 EX.

a. Panjang cetakan : 30 cm b. Lebar cetakan : 30 cm c. Tebal cetakan : 1 cm b. Variabel Bebas (independen)

Pada penelitian ini variabel bebas yang di gunakan adalah Variasi konsentrasi dari 1 komposisi bahan, berupa serat pelepah kelapa sawit, polyester BTQN 157 EX dan serat kaca.

3.4 Alat dan Bahan 3.4.1 Alat

Peralatan yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari cetakan papan komposit, alat ukur, ember, timbangan digital, ayakan, gelas beker, gilingan, gelas ukur.

1. Cetakan Papan Komposit

Cetakan papan komposit dibuat dari kaca dengan ukuran 5 mm dengan ukuran cetakan 30 cm x 30 cm x 1 cm, cetakan papan komposit terdiri dari tiga bagian yaitu:

a. Panjang cetakan : 30 cm b. Lebar cetakan : 30 cm c. Tebal cetakan : 1 cm 2. Ember dan pengaduk/sendok 3. Alat ukur digital

4. Jangka sorong 5. Ayakan 6. Gilingan 7. Gelas beker 8. Gelas ukur 9. Gunting 10. Kuas

11. Cup Pop Ice 12. Sendok 13. Scrap

3.4.2 Bahan

Persiapan bahan dan alat pembuatan papan komposit dari bahan Abu Boiler meliputi sebagai berikut:

1. Persiapan Bahan

a. Serat pelepah kelapa sawit

Serat pelepah kelapa sawit berfungsi sebagai bahan utama campuran penguat papan komposit.

Massa jenis serat ;

𝑀 = 𝜌 𝑥 𝑉

Dimana : 𝜌 = Massa jenis (kg/m³) m = Massa (kg)

v = Volume (m³)

a. Serat Kaca

Serat kaca atau sering diterjemahkan menjadi serat gelas adalah kaca cair yang ditarik menjadi serat tipis dengan garis tengah sekitar 0,005 mm s/d 0,01 mm.

Serat ini dapat dipintal menjadi benang atau ditenun menjadi kain yang kemudian di resapi dengan resin sehingga menjadi bahan yang kuat dan tahan korosi untuk digunakan sebagai badan mobil dan bangunan kapal. Juga digunakan sebagai agen penguat untuk banyak produk plastik, dan material komposit. Kelebihan material ini adalah mudah dibentuk menggunakan cetakan. Cetakannya pun reltif murah dan tidak perlu mesin khusus.

Material fiberglass adalah salah satu jenis bahan fiber komposit yang memiliki keunggulan yaitu kuat namun tetap ringan. Walaupun tidak sekaku dan seringan bahan carbon fiber, fiberglass lebih ulet dan relatif lebih murah dipasaran. Fiberglass biasa digunakan untuk bahan pembuatan pesawat terbang, perahu, bodi dan interior mobil, perlengkapan kamar mandi, kolam renang, septic tank, tangka air, atap, perpipaan, dinding isolator, papan selancar, tong sampah dan lain-lain.

c. Katalis

Katalis adalah suatu zat yang berfungsi mempercepat laju reaksi reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri. Suatu katalis berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk.

d. Mirror Glaze (Wax)

Untuk memudahkan dalam pembongkaran spesimen yang telah dicetak maka digunakan pelumasan jenis wax, yang berfungsi untuk melapisi bagian dalam cetakan, bagian yang dilumasi adalah bagian cetakan yang mau dituangkan oleh bahan.

e. Resin

Matrik atau resin dalam susunan komposit bertugas melindungi dan mengikat serat agar dapat bekerja dengan baik. Matrik harus bisa meneruskan beban dari luar ke serat. Umumnya matrik terbuat dari bahan- bahan yang lunak dan liat.

Polimer atau plastik merupakan bahan umum yang biasa digunakan. Matriks juga umumnya dipilih dari kemampuannya menahan panas. Polyester, vinilester dan epoxy adalah bahan-bahan polimer yang sejak dahulu telah

dipakai sebagai bahan matrik. Persyaratan di bawah ini perlu dipenuhi sebagai bahan matrik untuk pencetakan bahan komposit :

1. Resin yang dipakai perlu memiliki viskositas rendah, dapat sesuai dengan bahan penguat dan permeable.

2. Dapat diukur pada temperatur kamar dalam waktu yang optimal.

3. Mempunyai penyusutan yang kecil pada pengawetan.

4. Memiliki kelengketan yang baik dengan bahan penguat

5. Mempunyai sifat baik dari bahan yang diawetkan. Tidak ada bahan yang dapat memenuhi semua persyaratan di atas tetapi pada saat ini paling banyak dipakai adalah polyester tak jenuh.

f. Thinner

Thinner adalah salah satu bahan kimia yang berbahanya. Ciri-ciri utamanya adalah berwarna putih bening seperti air dan berbau sangat menyengat. Bahan sejenisnya ini biasanya digunakan di pabrik-pabrik bidang manufaktur.

Kegunaan Thinner sendiri adalah sebagai bahan pengencer (contohnya sebagai campuran cat), sebagai pembersih (contohnya besi berkarat di bersihkan dengan amplas + thinner).

3.5 Pembuatan Struktur Serat Pelepah Kelapa Sawit 3.5.1 Persiapan Bahan

a. Pelepah Kelapa Sawit

Pelepah kelapa sawit yang masih panjang dan masih muda diambil dari pohon lalu dipotong sepanjang 3 cm. Potongan tersebut dipecahkan untuk memperoleh serat.

Serat pelepah kelapa sawit yang dihasilkan kemudian dipotong kecil menjadi ukuran 0,5 cm sesuai ketentuan ukuran yang digunakan pada penelitian ini. Serat pelepah kelapa sawit berfungsi sebagai bahan dasar utama dalam pembuatan papan komposit yang diperoleh dari hasil pengolahan pelepah kelapa sawit yang di jadikan serat berdasarkan perlakuan tertentu.

Tabel. Kandungan Senyawa Kimia Penyusun Serat Pelepah Kelapa Sawit.

Unsur kimiawi Pelepah Kelapa Sawit (%)

Selulosa 33,7

Hemiselulosa 35,9

Lignin 17,4

Silika 2,6

Abu 3,3

Nitrogen 2,38

Kalium 1,316

Kalsium 2,568

Magnesium 0,487

Posfor 0,157

Sulfur 0,40

Klorida 0,70

Sumber: Ginting dan Elizabeth, 2013.

3.5.2 Persiapan Cetakan

Cetakan berfungsi sebagai wadah tempat mencetak papan komposit. Bahan yang digunakan sebagai cetakan yaitu kaca. Penggunaan kaca sebagai bahan die memiliki kelebihan sebagai berikut: tahan suhu tinggi, transparan, dan permukaaan rata

Ukuran dimensi cetakan sebagai berikut:

1.Alas dan tutup cetakan : 40 cm x 40 cm

2.Kaca bagian tengah : 40 cm x 5 cm (4 buah )

: 30 cm x 5 cm (4 buah)

3.Tebal kaca : 0.5 cm

5 cm 0.5 cm

(a.1) (c) 40 cm

40 cm

40 cm 40 cm 5 cm

(b) (a.2) Keterangan:

 a.1 dan a.2 = Kaca bagian tengah

 b = Kaca alas dan tutup cetakan

 c = Tebal kaca

1. Perhitungan Komposisi Bahan

a. Massa jenis Serat Pelepah Kelapa Sawit

Massa jenis bahan di hitung dengan persamaan.

𝑀 = 𝜌 𝑥 𝑉 Dimana : 𝜌 = Massa jenis (kg/m³)

m = Massa (kg) v = Volume (m³)

b. Volume Cetakan

Volume cetakan dihitung dengan persamaan.

V = P. L . T (cm)………...( B)

= 30 x 30 x 1

= 900 cm³ = 900.10^-6 m³

Dimana: V = volume (m³)

P = panjang Cetakan (cm) L = lebar Cetakan (cm) T = tebal Cetakan (cm)

c. Massa Cetakan

Volume cetakan dihitung dengan persamaan,

M = 𝜌. 𝑣………...(C)

= 2110 kg/m³ x 900 m³ = 2110 kg/m³ x 900 x 10^-4 m³

= 1.899.000 Kg : 1000

= 1.899 gram

'Dimana : M = massa Cetakan (kg)

𝜌 = massa Jenis Serat TKKS (kg/m³) V = volume cetakan (m³)

d. Komposisi Bahan untuk specimen uji tarik Komposisi bahan dihitung dengan persamaan, 1. Serat = 29 %

= 29 % x M

= 29 % x 522 gr = 151,38 gr

2. Resin = 70 %

= 70 % x M

= 70 % x 495 gr = 346,5 gr

3. Katalis = 1 %

= 1 % x M

= 1 % x 522 gr = 5,22 gr...………...(D)

e. Komposisi Bahan untuk specimen uji tekan.

Komposisi bahan dihitung dengan persamaan, 2. Serat = 29 %

= 29 % x M

= 29 % x 1044 gr = 302,76 gr

2. Resin = 70 %

= 70 % x M

= 70 % x 990 gr = 693 gr

3. Katalis = 1 %

= 1 % x M

= 1 % x 1044 gr = 10,44 gr...………...(D)

3.5.3 Pembuatan Papan Komposit

Proses pembuatan papan komposit dimulai dengan menentukan komposisi bahan yang akan digunakan. Penentuan komposisi bahan material papan komposit dipengaruhi oleh volume dengan asumsi 70 % resin (matriks), 29 % bahan pengisi (filler) dan 1 % katalis (bahan pengikat). Variasi komposisi formula dilakukan bertujuan untuk mendapatkan komposisi volume yang tepat dan hasil yang terbaik.

Massa jenis dapat ditentukan setelah volume diketahui. Untuk mengetahui massa jenis bahan ditentukan dengan cara melakukan perhitungan yaitu 0,9 kg/cm³ (990 gr) x 40 cm x 40 cm x 1 cm (1.600 cm³). Sehingga diperoleh massa jenis sebesar 1,44 kg. Pada penelitian ini, papan yang dibuat berdasarkan variasi komposisi formula yang berbeda seperti yang terlihat pada tabel.

Jenis Resin SPKS Katalis Papan Komposit (PK)

PK 1 70 % 29 % 1 % (6,93 Kg) ( 3,02 Kg) ( 0,10 Kg)

Peneliti dapat membuat papan komposit setelah menentukan formula komposisi bahan.

Adapun prosedur pembuatan papan komposit yang dilakukan peneliti adalah sebagai berikut:

1. Menyiapkan pelepah kelapa sawit

Pelepah kelapa sawit yang masih panjang dan masih muda diambil dari pohon.

Kemudian pelepah dipotong sepanjang 3 cm. Pelepah kelapa sawit yang telah dipotong dikumpulkan, kemudian dibersihkan dari kotoran seperti pasir, tanah dan lainnya.

Potongan tersebut dipecahkan atau dicacah hingga menjadi serat.

2. Merendam serat pelepah kelapa sawit menggunakan larutan NaOH 1 molar dan dicampur dengan air bersih selama 1 hari (1 x 24 jam).

3. Meniriskan serat pelepah kelapa sawit selama 2 jam. Penirisan dilakukan bertujuan untuk mengurangi kadar air yang terkandung dalam serat sebelum dilakukan proses penjemuran.

4. Menjemur serat pelepah kelapa sawit sampai kering di ruang udara terbuka dengan temperatur 28 – 30 º selama 3 hari.

5. Mengecilkan ukuran serat pelepah kelapa sawit menjadi 0,5 cm dengan menggunakan gunting.

6. Menyiapkan cetakan kaca. Pada saat persiapan cetakan, terlebih dahulu cetakan di olesi wax mirror glaze menggunakan tissue ke bagian dalam permukaan cetakan hingga merata. Wax digunakan untuk mempermudah papan komposit dikeluarkan dari cetakan.

7. Mengukur dan memotong serat kaca. Serat kaca digunakan sebagai penguat papan komposit. Serat kaca diletakan pada bagian sisi bawah dan atas papan komposit.

8. Menimbang serat pelepah kelapa sawit sesuai komposisi formula kebutuhan.

9. Menimbang resin sesuai komposisi formula kebutuhan.

10. Menimbang katalis sesuai komposisi formula kebutuhan.

11. Menimbang resin dan katalis. Komposisi yang digunakan yaitu resin 98 gr, dan katalis 10 gr. Resin dan katalis digunakan untuk melapisi serat kaca.

12. Setelah resin dan katalis sudah ditimbang, kemudian dicampur dan diaduk hingga merata.

13. Menuangkan resin dan katalis kedalam wadah yang berisi serat, lalu mengaduk semua bahan hingga benar-benar tercampur merata.

14. Menuangkan komposisi bahan kedalam cetakan kaca. Penuangan komposisi bahan kedalam cetakan dapat dilihat pada gambar.

15. Meratakan semua bahan hingga cetakan sampai terisi padat.

16. Tunggu sekitar 20 menit, setelah 20 menit cetakan dibuka kemudian papan komposit dikeluarkan dari cetakan menggunakan scrap. Produk papan komposit dalam cetakan dapat dilihat pada gambar.

3.5.4 Analisa Papan Komposit

Berdasarkan komposisi formula bahan yang digunakan terlihat terjadinya pada permukaan komposit yaitu adanya cacat berbentuk bintik berwarna putih akibat serat kaca yang tidak menyatu dengan resin dan terdapat kekosongan yang menyebabkan terjadinya gelembung udara (void) pada saat proses pembentukan papan dan pada bagian tepi papan terjadi berupa penipisan yang menyebabkan ketebalan yang berbeda pada bagian papan komposit.

3.6 Pembuatan Spesimen 3.6.1 Spesimen uji tarik

a. standart specimen

Pembuatan spesimen uji memakai standart uji specimen Tarik. Standart uji specimen yang digunakan yaitu standart Amerika (ASTM D-638 Type I) dimana ukuran specimen panjang keseluruhannya 165 mm, panjang uji specimen 115 mm, lebar uji specimen 13 mm dan radius 76^o

b. pembuatan specimen

Pembuatan spesimen uji dilakukan dengan cara pemotongan manual menggunakan gergaji. Tahap pembuatan spesimen sebagai berikut:

1. Memilih bagian papan yang tidak memiliki cacat (serat kaca tidak kering sempurna, isian serat tidak terisi penuh, resin tidak kering)

2. Memotong papan sebanyak 5 ruas dengan panjang 30 cm dan lebar 2 cm

3. Kemudian setiap ruas dipotong sesuai dengan ASTM D-638 sebelum dilakukan pengujian tarik

3.6.2 Spesimen uji tekan 1. Standart spesimen

Pembuatan spesimen uji sesuai dengan standart spesimen uji tekan. Standart spesimen uji tekan yang digunakan yaitu standart SNI 03-2105-2006 dengan ukuran p x l x t = 20 cm x 5 cm x 1 cm.

2. pembentukan spesimen

Pembuatan spesimen uji dilakukan dengan cara pemotongan manual menggunakan gergaji . tahapan pembuatan spesimen sebagai berikut.

1. Memilih bagian papan yang tidak cacat.

2. Memotong papan sebanyak 5 ruas dengan panjang 20 cm dan lebar 5 cm.

3. Ukur papan spesimen untuk dudukan uji tekan.

3.7 Pengujian Spesimen

3.7.1 Pengujian spesimen tarik

Uji tarik adalah suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu bahan / material dengan cara memberikan beban gaya yang sesumbuh. Hasil yang di dapat dari pengujian tarik sangat penting untuk rekayasa teknik dan desain produk karena menghasilkan data kekuatan material. Pengujian uji tarik di gunakan untuk mengukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis yang di berikan secara lambat. Uji tarik banyak di lakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan.

Adapun tahapan tahapan uji tarik yaitu :

a. Menyiapkan spesimen dan alat uji tarik yang akan digunakan b. Mengalibrasi alat uji tarik yang akan digunakan

c. Menempatkan spesimen pada tempat yang telah disediakan pada

d. Mengontrol alat agar spesimen yang telah ditempatkan tercengkram dengan sempurna pada alat uji tarik

e. Memutar pengontrol kecepatan pada kontrol panel.

3.7.2 Pengujian spesimen tekan

1. Pengujian bending (lentur) merupakan salah satu cara pengujian yang dipakai sejak lama karena dapat dilakukan terhadap batang uji berbentuk sederhana pengujian lentur dapat dilakukan dengan bahan getas dan bahan ini dimaksudkan agar dapat menentukan adanya cacat dan retakan pada permukaan material. Pengujian lnetur bagi bahan keras dan getas adalah cara terbaik untuk menentukan kekuatan bending pada pengujian bending bagian atau spesimen akan menjalani tegangan tekan.

2. Sesuai dengan pengujian ini bersifat bahan yang diuji sehingga akan merusak atau cacat. Bahan yang diuji adalah bahan yang telah memenuhi bentuk dan jenis pengujian secara internasional.

Salah satu sifat mekanik yang penting adalah kekerasan pada suatu bahan untuk mengetahui nilai kekerasan, sehingga memperoleh suatu harga kekerasan pada suatu bahan tersebut.

Adapun langkah – langkah yang dikerjakan dalam percobaan ini yaitu :

1. Mengukur dimensi spesimen (bahan uji) sesuai dengan standar yaitu 200mm x 50mm x 10mm.

2. Memotong spesimen yang telah di ukur dimensinya.

3. Meletakkan spesimen (bahan uji) pada mesin bending test

4. Menginput data bahan yaitu tinggi (T), berat(Kg), panjang (P), lebar (L) tersebut kedalam sistem komputer alat pengujian tekan .

5. Menjalankan mesin tekan dengan bersamaan pada tombol komputer.

6. Memberi beban tekan sampai struktur papan komposit patah, setelah bandulan distop mencatat dahulu sudut yang ada pada dial.

7. Menghitung energy tekan yang terjadi.

3.8 Pengamatan Penelitian 3.8.1 Pengamatan sifat fisik

Sifat fisik material adalah kelakuan atau sifat-sifat material yang bukan disebabkan oleh pembebanan seperti kerapatan, kadar air dan pengembangan tebal yang lebih mengarah pada struktur material. Sifat fisis dari papan komposit adalah sebagai berikut:

A. Kerapatan ( Density )

Kerapatan merupakan salah satu sifat fisis dari papan komposit yang didefinisikan sebagai massa per satuan volume material, bertambah secara teratur dengan meningkatnya nomor atomik pada setiap subkelompok.

Kerapatan dapat ditentukan dengan metode “pencelupan” biasa, tetapi untuk keperluan pembelajaran diperkenalkan penggunaan metode sinar-X.

kerapatan bergantung pada massa atom, ukuran serta cara penumpukannya (Smallman, 2000: 182).

Besarnya kerapatan papan komposit dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:

𝜌 =𝑚 𝑉

Keterangan:

ρ : Kerapatan papan komposit(gr/cm3) m : Massa papan komposit (gr)

V : Volume papan partikel (panjang (p) × lebar (l) × tebal (t)) (cm3)

B. Kadar Air ( Moisture Content )

Kadar air merupakan sifat papan komposit yang mencerminkan sifat kandungan air papan komposit dalam keadaan kesetimbangan dengan lingkungan sekitarnya. Besarnya kadar air dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:

𝐾𝐴 =𝑚_𝑎− 𝑚_𝑘

𝑚_𝑘 × 100%

Keterangan :

KA : Kadar air papan komposit (%) ma : massa awal papan komposit (gr)

mk : massa kering mutlak papan komposit (gr) C. Pengembangan Tebal ( Thickness Swelling )

Pengembangan tebal merupakan besaran yang menyatakan pertambahan tebal sampel uji. Untuk mengetahui pengembangan tebal dari papan komposit, terlebih dahulu sampel direndam dalam air selama 24 jam.

Penentuan nilai pengembangan tebal dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

𝑃𝑇 =𝑡2 − 𝑡1

𝑡1 × 100%

Keterangan:

PT : Besar pengembangan tebal papan komposit (%) t1 : Tebal papan komposit sebelum direndam (cm) t2 : Tebal papan komposit setelah direndam (cm)

D. Barelling

Barelling adalah salah satu fenomena yang terjadi pada uji tekan dimana terjadi perubahan bentuk dimensi karena gesekan antara penekan dan benda kerja. Gesekan antara spesimen dan yang menghambat permukaan atas dan bawah spesimen bereaksi secara bebas, ini bisa menyebabkan timbulnya fenomena Barelling.

Fenomena yang terjadi pada pengujian tekan pada prinsipnya tergantung dari diameter dan tinggi spesimen yang dilakukan pengujian. Misalkan diameter spesimen adalah “d”, dan tinggi spesimen adalah “h”, maka :Untuk perbandingan h : d lebih kecil dari 3 : 2, maka fenomena yang terjadi adalah Barelling.

E. Buckling

Adalah terjadinya pembengkokan pada material setelah diberi beban tekan. Fenomena yang terjadi pada pengujian tekan pada prinsipnya tergantung dari diameter dan tinggi spesimen yang dilakukan pengujian.

Misalkan diameter spesimen adalah “d”, dan tinggi spesimen adalah “h”, maka :Untuk perbandingan h : d lebih besar dari 3 : 2, maka fenomena yang terjadi adalah Buckling.

Ciri - ciri setelah di tekan

1. Ukuran tidak sebanding (hi<h0)

2. Spesimen sudah bengkok/tidak sesumbu

3. Strain Hardening yaitu pengerasan material / spesimen akibat penumpukkan dislokasi pada batas butir.

3.8.2 Pengamatan sifat mekanik

Sifat mekanik material adalah kelakuan atau sifat-sifat material yang disebabkan adanya pembebanan seperti modulus elastisitas (Modulus of Elasticity/MOE) dan Modulus Patah (Modulus of Rupture/MOR). Sifat mekanik dari papan komposit adalah sebagai berikut:

A. Modulus Elastisitas (Modulus of Elasticity/MOE)

MOE adalah nilai yang menunjukkan sifat kekakuan yang mana merupakan ukuran dari kemampuan balok maupun tiang dalam menahan perubahan bentuk ataupun lenturan yang terjadi akibat adanya pembebasan pada batas proporsi . Modulus elastisitas papan komposit dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

𝑀𝑂𝐸 = ∆𝑃𝐿³ 4∆𝑌𝑏𝑑³ Keterangan:

MOE : Modulus of Elasticity (modulus elastisitas) (kgf/cm2) ΔP : Selisih beban (kgf)

L : Jarak sangga (cm) ΔY : Lenturan beban (cm) b : Lebar contoh uji (cm) d : Tebal contoh uji (cm)

B. Modulus Patah (Modulus of Rupture/MOR)

Modulus patah (MOR) merupakan keteguhan patah dari suatu balok yang dinyatakan dalam besarnya tegangan per satuan luas, yang mana dapat dihitung dengan menggunakan besarnya tegangan pada permukaan bagian atas dan bagian bawah pada balok pada beban maksimum. Modulus patah papan partikel dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

𝑀𝑂𝑅 = 3𝑃𝐿 2𝑏𝑑²

Keterangan:

MOR : Modulus of Rupture (modulus patah) (kgf/cm2)

P : Berat maksimum (kgf) L : Panjang bentang (cm) b : Lebar contoh uji (cm) d : Tebal contoh uji (cm)

3.8.3 Pengamatan Penelitian uji tarik

 Kekuatan Tarik

Kekuatan tarik adalah kekuatan yang biasanya ditentukan dari suatu hasil uji tarik adalah kekuatan luluh dan kekuatan tarik adalah kekuatan luluh dan kekuatan tarik maksimum, adalah beban maksimum yang di bagi luas penampang awal benda uji.

𝑆𝑢 =𝑃𝑚𝑎𝑥 𝐴0

 Luas area

 Tegangan Tarik

Adalah teganggan yang diakibatkan beban tarik atau beban arahnya tegak lurus meninggalkan luasan permukaan.

𝜎 𝐹 𝐴0 Dimana :

σ : psi, Mpa

F : beban yang diberikan (lb atau N) A0 : luas penampang sebelum dibebani

 Regangan

Regangan atau strain adalah perubahan pada ukuran benda karna dalam gaya kesetimbangan dibanding dengan ukuran semula, regangan juga dapat dikatakan sebagai tingkat deformasi, tingkat deformasi tersebut dapat memanjang, memendek, membesar, mengecil dan sebagainya

𝜀∆𝑙 𝑙0 Dimana :

𝜀 :

∆l : panjang mula mula lo : panjang mula mula

 Titik luluh

Adalah batasan dimana material mengalami deformasi tanpa adanya penambahan beban.

 Kekuatan putus

Yaitu dengan membagi beban pada saat beban uji putus (Fbreaking) dengan tuas penampang awal (A0). Untuk bahan yang bersifat ulet pada saat beban maksimum M terlampaui dan bahan terus terdeformasi hingga titik putus B maka terjadi mekanisme penciutan (necing) sebagai akibat adanya deformasi yang terlokalisasi.

 Modulus ketangguhan

Adalah kemampuan mengabsorb energi hingga terjadinya perpatahan. Secara kuantitatif dapat ditentukan dari luas area keseluruhan di bawah kurva tegangan – regangan hasil pengujian tarik.

 Kekuatan Luluh

Salah satu cara kekuatan yang biasanya diketehaui dari suatu hasil pengujian tarik adalah kekuatan luluh. Kekuatan luluh merupakan titik yang menunjukan perubahan dari deformasi plastis. Besar tegangan luluh di tuliskan seperti pada persamaan berikut :

 Modulus elastistas

Modulus elastisitas adalah kemampuan suatu material untuk menyerap energy dan kembali ke bentuk semula atau kembali ke sifat keelastisitasanya, makin besar modulus, makin kecil renggangan elastic yang di hasilkan akibat pemberian tegangan. Modulus elastisitas ditentukan oleh gaya ikat antara atom, karena gaya-gaya ini dapat berubah tanpa terjadi perubahan yang mendasar pada sifat bahannya. Maka modulus elastisitas salah satu sifat mekanik yang tidak dapat di ubah, persamaan modulus elastisitas :

𝑀0 =𝜎 𝜀 Dimana:

σ =Tegangan ε =Renggangan

 Ketangguhan

Ketangguhan adalah kemampuan suatu material menyerap energy pada daerah plastis

3.9 Bagan Alur Penelitian

Gambar.3.7 Flow Diagram Penelitian Mempersiapan

bahan baku SPKS

Penimbangan + Perendaman + Penirisan + Penjemuran + Penimbangan

Penentuan Komposisi Papan Komposit

Standar

Pembuatan Papan Komposit

Uji Kekuatan Papan Komposit

Analisa Hasil

Kesimpulan

Selesai

3.10 Jadwal Penelitian

No Jenis Kegiatan

Bulan

11 12 1 2 3 6 7 8 9

1 Pengajuan Judul 2 Pembuatan

Proposal 3 Persiapan

Penelitian

4 Pengamatan dan Analisa 5 Penyusunan

Laporan Penelitian 6 Seminar Tugas Akhir