ANALISA RESPON MEKANIK
PAVING BLOCK
CONCRETE
FOAM
DIPERKUAT SERAT TANDAN KOSONG KELAPA
SAWIT (TKKS) AKIBAT BEBAN
FLEXURE
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
FEBY DANIMASTHARI
NIM.100401047
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
ANALISA RESPON MEKANIK PAVING BLOCKCONCRETE F OAM DIPERKUAT SERAT TANDAN KOSONG KELAPA
SAWIT (TKKS) AKIBAT BEBAN F LEXURE
FEBY DANIMASTHARI NIM. 100401047
Diketahui / Disahkan : Disetujui Oleh:
Departemen Teknik Mesin Dosen Pembimbing,
Fakultas teknikUSU
Ketua,
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK USU
M E D A N
TUGAS SARJANA
N A M A : FEBY DANIMASTHARI N I M : 100401047
MATA PELAJARAN : PROSES PRODUKSI NON-LOGAM
SPESIFIKASI :LAKUKAN STUDI EKSPERIMENTAL UNTUK MENGANALISA RESPON MEKANIK PAVING BLOCK CONCRETE FOAM DIPERKUAT SERAT TANDA KOSONG KELAPA SAWIT AKIBAT BEBAN FLEXURE. UNTUK ITU:
1. LAKUKAN ANALISA REDUKSI BERAT, MAKROSTRUKTUR, DAN BIAYA PRODUKSI 2. LAKUKAN PENGUJIAN FLEXURE
DIBERIKAN TANGGAL : 04 / 11/ 2014 SELESAI TANGGAL : 20/ 06/ 2015
MEDAN, Juni 2015. KETUA
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN, DOSEN PEMBIMBING,
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME. NIP. 1964 1224 1992 111001 NIP. 1957 1001 198503 1005
AGENDA : 2250 / TS / 2015 DITERIMA TGL : 04/ 11/ 2014
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN CONCRETE FOAM DIPERKUAT SERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) AKIBAT BEBAN F LEXURE
Diberikan tanggal : 04 November 2014 Selesai Tgl : 20 Juni 2015 Dosen Pembimbing :Prof. Dr. Ir. Bustami Nama Mhs : Feby Danimasthari Syam, MSME. NIM : 100401047
No Tanggal Kegiatan Asistensi Bimbingan Tanda Tangan Dosen Pembimbing 1 04-11-2014
Pengajuan
Pengajuan dan pemberian tugas skripsi 2 20-11-2014
Asistensi BAB I dan II 9 28-04-2015
Asistensi BAB IV dan V 12 25-05-2015
Asistensi
Asistensi perbaikan BAB IV dan V 13 02-06-2015
Melengkapi
Melengkapi laporan skripsi 14 20-06-2015 ACC
CATATAN: Diketahui,
KETUA DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FT USU
1. Kartu ini harus diperlihatkan kepada Dosen Pembimbing setiap Asistensi
2. Kartu ini harus dijaga bersih dan rapi 3. Kartu ini harus dikembalikan ke
Departemen, bila kegiatan Asistensi Dr.Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri
ABSTRAK
Perkembangan industri kelapa sawit dewasa ini semakin pesat. Salah satu hasil industri kelapa sawit yang kerap menjadi limbah adalah tandan kosong kelapa sawit (TKKS). TKKS ini dapat diolah menjadi serat yang akhirnya dapat dimanfaatkan sebagai material engineering. Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisa mutu fisik dan respon mekanik produk paving block komposit berbahan concrete foam yang diperkuat serat TKKS akibat beban flexure secara eksperimental. Pada penelitian ini spesimen yang akan diuji berukuran 225×135×65 mm dan analisa mutu ditinjau dari reduksi berat, makrostruktur dan biaya produksi. Kekuatan mekanik material diperoleh dengan cara melakukan pengujian flexure dengan 3 point bending. Dari hasil analisa mutu fisik berat
paving block komersil yang ada dipasaran, paving block komposit yang
diproduksi dengan komposisi A4, B4, dan B5 ini mampu mereduksi berat sebesar 43,7%, 21,6%, 14,8%, Persentase porositas untuk bagian permukaannya untuk komposisi A4, B4, B5 didapat hasil sebesar 6,78%, 6,27%, dan 9,32%. Dan untuk bagian dalamnya didapat hasil sebesar 31,44%, 11,89% dan 10,40%, dan Analisa biaya produksi dari pembuatan paving block ini adalah sebesar Rp. 1.176,- per produk. Pada pengujian flexure untuk spesimen A4, B4, dan B5 diperoleh hasil bahwa tegangan flexure maksimum yang mampu diterima dari masing-masing komposisi adalah 2,42 MPa, 4,96 MPa, dan 4,03 MPa dengan tegangan flexure rata-ratanya sebesar 1,92 MPa, 3.99 MPa, dan 3.49 MPa.
ABSTRACT
The development of the palm oil industries are rapidly increasing these days. One of the outcome of the palm oil industries is empty palm bunches (EPB). This EPB can be processed into fibers that eventually can be used as engineering materials. The purpose of this research is to analyze the physical quality a nd the mechanical response of composite paving block products made from EPB fiber-reinforced concrete foam due to the load of flexure. In this study, the specimens to be tested were measured as 225× 135× 65 mm and the analysis of physical quality are based on 3 terms which are weight reduction, macrostructure and cost. The mechanical strength of the materials obtained by using flexural strength 3 point bending method. The results of the analysis of physical quality of composite paving block, the weight reduction from A4, B4, B5 compositions are 43,7%, 21,6%, 14,8%, the average area of porosity of A4, B4, B5 composition for the surface area are 6,78%, 6,27%, and 9,32% and for the inside area are 31,44%, 11,89% and 10,40%, and the production cost is Rp. 1.176,- for each product. The result of flexural test for A4, B4, and B5 specimen, which maximum flexural stress that can be accept of the spesimens are 2,42 MPa, 4,96 MPa, and 4,03 MPa and the average flexural stress are 1,92 MPa, 3,99 MPa, and 3,49 MPa.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Allah Subhanahuwata’ala yang memberikan
limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas
akhir ini dengan sebaik mungkin.
Skripsi ini berjudul “ANALISA RESPON MEKANIK PAVING BLOCK CONCRETE F OAM DIPERKUAT SERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) AKIBAT BEBAN F LEXURE”. Skripsi ini disusun sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan Strata-1(S1) pada Departemen Teknik Mesin, FakultasTeknik, Universitas Sumatera Utara.
Proses penyusunan skripsi dari awal hingga selesai yang penulis lakukan
dapat terlaksana berkat bantuan dan dukungan dari semua pihak. Untuk itulah,
pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang
mendalam dan setulusnya kepada:
1. Kedua orang tua penulis yang telah memberikan motivasi, masukannya
yang sangat besar kepada penulis sehingga pengerjaan skripsi dapat
berjalan dengan baik.
2. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME. selaku dosen pembimbing
penulis yang telah meluangkan waktu untuk memberikan arahan dan
bimbingan ilmu kepada penulis.
3. Bapak Dr -Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik
Mesin Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. Syahril Gultom, MT. selaku Sekretaris Departemen Teknik
Mesin Universitas Sumatera Utara.
5. Seluruh staf pengajar dan staf tata usaha Departemen Teknik Mesin yang
telah membimbing, membantu, dan mengajari penulis selama kuliah di
Departemen Teknik Mesin.
6. Kawan-kawan stambuk 2010 terutama Ahmad Riyaldi kawan satu tim dan
seperjuangan Paving Block, kawan seperjuangan anggota lab. IFRC
Afrinedi de Fanfir, Suhandika Putra, Fahrur Rozy, Muhammad Ilham.
Abangda mentor kami Ade Irwan, bang fadly Aliando dan teman-teman
7. Dwita Maulidiyah yang banyak memberikan support dan masukkannya
kepada penulis selama pengerjaan skripsi ini.
8. Seluruh pihak yang banyak membantu penulis dalam pengerjaan skripsi
ini.
Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat dan ilmu bagi penulis dan
bagi masyarakat pada umumnya. Penulis dengan senang hati menerima kritik dan
saran yang mambangun dari pembaca.
Medan, Juni 2015
FEBY DANIMASTHARI
DAFTAR ISI
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ...6
2.1. Pengertian Bahan Komposit ...6
2.1.1. Klasifikasi Material Komposit...8
2.1.2. Teknik Pembuatan Material Komposit ...8
2.2. Beton ...9
2.3. Beton Ringan ...11
2.4. Paving Block ...13
2.4.1. Aplikasi Penggunaan Paving Block ...14
2.1.2. Kelebihan dan Kelemahan Paving Block ...15
2.5. Semen ...16
2.6. Pasir ...17
2.7. Serat TKKS ...17
2.8. Foaming Agent ...19
2.9. Prinsip Dasar Pengujian Makrostruktur ...20
2.10. Biaya Produksi ...20
2.11. Teori Pengujian Flexure ...20
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ...23
3.1. Tempat dan Waktu ...24
3.2. Peralatan dan Bahan ...24
3.3. Geometri Paving Block Komposit Beton Busa ...26
3.4. Prosedur Pembuatan Paving Block Komposit ...27
3.5. Analisa Hasil dan Produk ...31
3.5.1. Reduksi Berat ...31
3.5.2. Makrostruktur ...31
3.5.3. Biaya Produksi ...32
3.6.1. Alat Uji ...32
3.6.2. Prosedur Pengujian ...33
3.7. Diagram Alir Penelitian ...34
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ...35
4.1. Pendahuluan ...35
4.2. Hasil Pembuatan Genteng Komposit ...35
4.3. Analisa Hasil Produk ...36
4.3.1. Berat Produk ...36
4.3.2. Makrostruktur ...36
4.3.3. Biaya Produksi ...42
4.4. Hasil Uji Flexure ...42
4.4.1. Komposisi paving block A4 ...43
4.4.2. Komposisi paving block B4 ...43
4.4.3. Komposisi paving block B5 ...44
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ...48
5.1. Kesimpulan ...48
5.2. Saran ...49
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN 1 DATA F LEXURAL STRENGTHPAVING BLOCK
LAMPIRAN 2 DATA KUAT TEKAN PAVING BLOCK
LAMPIRAN 3 SNI 03-0691-1996 PAVING BLOCK
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Gabungan makroskopis fasa-fasa pembentuk komposit ...6
Gambar 2.2 Bentuk-bentuk paving block ...13
Gambar 2.3 Aplikasi penggunaaan paving block ...15
Gambar 2.4 TKKS yang telah dicacah ...19
Gambar 2.5 Serat TKKS ...19
Gambar 2.6 Tipikal kurva tegangan-regangan flexure pada concrete foam ....21
Gambar 2.7 Pembebanan pada spesimen uji ...22
Gambar 2.8 Potongan pada titik pembebanan spesimen ...22
Gambar 3.1 Bentuk dan geometri paving block yang akan dibuat ...26
Gambar 3.2 Diagram alir proses pembuatan paving block komposit ...27
Gambar 3.3 Proses perlakuan serat TKKS ...28
Gambar 3.4 Proses pembuatan paving block ...30
Gambar 3.5 proses pencetakan paving block ...31
Gambar 3.6 Mesin universal servopulser testing machine ...32
Gambar 3.7 Spesimen diletakkan dibase yang telah terpasang pada mesin ....33
Gambar 3.8 Diagram Alir Penelitian ...34
Gambar 4.1 Spesimen hasil cetakan...35
Gambar 4.2 Analisa makrostruktur permukaan A4 ...37
Gambar 4.3 Analisa makrostruktur bagian dalam A4 ...38
Gambar 4.4 Analisa makrostruktur permukaan B4...39
Gambar 4.5 Analisa makrostruktur bagian dalam B4 ...39
Gambar 4.6 Analisa makrostruktur permukaan B5...40
Gambar 4.7 Analisa makrostruktur bagian dalam B5 ...41
Gambar 4.8 Grafik flexural strength komposisi A4...44
Gambar 4.9 Grafik flexural strength komposisi B4 ...44
Gambar 4.10 Grafik flexural strength komposisi B5 ...45
Gambar 4.11 Spesimen setelah pengujian flexural strenght ...45
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Mutu Paving Block ...14
Tabel 2.2. Bahan penyusun tandan kosong kelapa sawit ...18
Tabel 2.3. Perbandingan Tensile strength dan modulus serat Alam ...19
Tabel 3.1. Lokasi dan aktivitas penelitian ...24
Tabel 3.2. Alat dan bahan Penelitian ...24
Tabel 3.3. Komposisi dan perbandingan material penyusun Concrete foam ...29
Tabel 4.1. Hasil berat paving block komposit ...36
Tabel 4.2. Hasil analisa porositas bagian permukaan produk paving block ....41
Tabel 4.3. Hasil analisa porositas bagian dalam produk paving block ...41
Tabel 4.4. Data biaya produksi paving block komposit ...42
DAFTAR NOTASI
Simbol Keterangan Satuan
σ Tegangan MPa
Ao Luas penampang mm2
F Gaya Newton
MOR Modulus of rupture Mpa
h Ketinggian mm
L Panjang mm
b Lebar mm
c Cross section mm
