Wiwi Aprilia: Pengaruh susunan pelat bambu terhadap sifat mekanik komposit pelat bambu bertulang matriks poliester. Oleh karena itu, dilakukan penelitian dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh penempatan pelat bambu terhadap sifat mekanik komposit yang meliputi nilai tegangan maksimum dan nilai kekuatan lentur elastis. Berdasarkan hasil perhitungan dapat diketahui hubungan antara variasi susunan lembaran bambu, nilai tegangan maksimum dan elastisitas.
Dari hasil penelitian ini terdapat pengaruh susunan pelat bambu terhadap sifat mekanik, yaitu semakin erat hubungan pelat bambu dengan beban tarik, maka komposit yang dihasilkan sangat kuat dan kaku, sebaliknya. itu sangat lemah ketika dimuat dalam arah tegak lurus. Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya kepada penulis sehingga dengan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Shalawat dan salam penulis sampaikan kepada Rasulullah S.A.W sebagai uswatun hasenah bagi kita semua sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul: Pengaruh Susunan Bilah Bambu Terhadap Sifat Mekanik Komposit Berulang Bilah Bambu Matriks poliester.
Proyek wisuda ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan program sarjana Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Padang. Rekan-rekan Fisika 2005 dan semua pihak yang telah memberikan motivasi, saran dan bantuan dalam menyelesaikan skripsi ini.
Latar Belakang
Berbagai negara telah banyak mengembangkan komposit serat bambu bahkan telah banyak diaplikasikan sebagai bahan baku pembuatan barang. Dalam perkembangannya ragam struktur komposit serat bambu masih terbatas, hal ini dikarenakan sifat serat bambu yang cukup rapuh sehingga sulit untuk diubah konfigurasinya (Eldo, 2010). Menurut hasil penelitian Balai Besar Bahan Bangunan - Puslitbang Permukiman tahun anggaran 2007 menunjukkan bahwa dengan menggunakan bahan perekat resin dapat dihasilkan bahan bangunan komposit yang memiliki kekuatan tinggi sehingga dapat menyamai kekuatannya. dari kayu.
Hasil penelitian menyimpulkan bahwa komposit dengan cacahan serat bambu untai tidak dapat dijadikan bahan alternatif pengganti kayu sebagai bahan pembuatan lambung kapal, karena kuat tarik komposit yang diperoleh tidak memenuhi ketentuan Badan Klasifikasi Indonesia (BKI). . Boimau (2010) melakukan penelitian tentang pengaruh fraksi volume dan panjang serat terhadap sifat lentur komposit poliester yang diperkuat serat batang pisang, menjelaskan bahwa peningkatan fraksi volume serat dapat meningkatkan kekuatan lentur komposit, karena panjang serat mempengaruhi kekuatan lentur. kekuatan komposit. Hal ini mendorong penulis untuk melakukan penelitian lebih lanjut, karena kekuatan komposit tidak bergantung pada interaksi mikroskopis antar molekul, seperti yang biasa terjadi pada bahan lain.
Berdasarkan uraian di atas maka peneliti tertarik untuk melakukan penelitian ini dan membahas “Pengaruh susunan serat terhadap sifat mekanik komposit bertulang bilah bambu dengan matriks poliester”. Dimana pada penelitian ini akan menjelaskan tentang sifat fisik material komposit yang diperoleh dari susunan bambu dan uji mekanik material berupa pengujian kuat tarik, dan pengujian kuat lentur (bending) yang merupakan material dengan menggunakan metode Hand Lay-Up.
Batasan Masalah
Dari penelitian tersebut, tidak ada yang membahas pengaruh susunan serat terhadap sifat mekanik komposit. Serat yang tersusun dalam komposit memiliki tiga variasi susunan, yaitu susunan serat memanjang, melintang, dan menenun. Bagian yang diambil adalah bagian dalam dan bambu yang digunakan tidak terlalu tua dan tidak terlalu muda.
Persentase fraksi volume matriks dan serat yang digunakan dalam produksi komposit adalah 20% bambu dan 80% resin poliester.
Rumusan Masalah
Pertanyaan Penelitian
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Pengertian Komposit
Sebagai bahan ping pong, serat digunakan untuk membawa sebagian besar gaya yang bekerja pada bahan komposit. Bahan pengikat atau matrik yang digunakan dalam pembuatan komposit merupakan bahan polimer yang mudah dibentuk dan memiliki kekuatan rekat yang tinggi serta tahan terhadap perlakuan kimia. Fungsi matrik dalam pembuatan komposit adalah untuk melindungi dan mengikat serat agar dapat berfungsi dengan baik terhadap gaya-gaya yang terjadi.
Salah satu keunggulan material komposit adalah kemampuannya untuk menjadi kuat, tidak mengalami korosi dan bersaing dengan logam tanpa kehilangan sifat dan kekuatan mekaniknya (Rusmiyanto, 2007).
Klasifikasi Komposit
Dalam penelitian ini, penulis membahas komposit serat yang merupakan gabungan antara serat dan matriks. Akibatnya bahan serat komposit sangat kuat dan kaku bila dibebani searah dengan serat, sedangkan sangat lemah bila dibebani dengan arah tegak lurus serat (Hadi, 2006). Bahan komposit serat ini terdiri dari dua jenis, yaitu serat panjang (continuous fiber) dan serat pendek (short fiber atau whisker).
Bahan komposit serat memiliki keuntungan terbesar yaitu kuat, kaku dan lebih tahan terhadap panas saat berada di dalam matriks. Dalam perkembangan teknologi pengolahan serat, produksi serat kini semakin unggul dari bahan matrik yang digunakan. Komposit serat yang baik harus mampu menyerap matriks sehingga memudahkan terjadinya dua fasa.
Selain itu, komposit serat juga harus memiliki kemampuan menahan beban yang tinggi karena serat dan matriks berinteraksi dan akhirnya terjadi distribusi tegangan. Selain itu, gaya yang mempengaruhi ikatan antara serat dan matriks adalah gaya Coulomb dan gaya adhesi.
Bambu
Manik (2004) menyatakan bahwa salah satu sumber daya alam hayati yang dapat menggantikan kayu adalah bambu karena bambu memiliki beberapa keunggulan seperti pertumbuhan yang cepat, mudah diproses, sifat mekanik yang lebih baik dari kayu dalam arah sejajar dengan serat. . Lamina merupakan elemen bangunan dari konstruksi komposit, dimana dengan mengetahui sifat mekanik dari laminasi maka sifat dari struktur komposit dapat ditentukan lebih lanjut.
Sifat-Sifat Mekanik Bahan 1. Sifat mekanik
Secara umum, reaksi suatu benda terhadap gaya tertentu dicirikan oleh nilai suatu besaran yang disebut modulus elastisitas. Akibat uji tekuk ini, bagian atas benda uji mengalami tekan sedangkan bagian bawahnya mengalami pembebanan tarik. Dengan menekan salah satu sisi bahan dan menahan gaya yang bekerja membengkokkan bahan.
Menurut Purwant (2009), dalam pembuatan komposit penempatan dan arah serat dalam matriks menentukan kekuatan mekanik komposit, dimana letak dan arah dapat mempengaruhi kinerja komposit. Komposit jenis ini merupakan komposit tipe campuran, yaitu antara jok memanjang dan serabut acak. Pencampuran dan orientasi serat memiliki beberapa keuntungan, jika orientasi serat menjadi lebih acak atau acak, sifat mekanik satu arah melemah.
Dari beberapa penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa komposit dengan arah serat searah sangat kuat dan sangat lemah dengan arah serat tegak lurus. Kekuatan komposit terdiri dari serat, dan posisi serat dalam komposit itu sendiri, jika posisi serat dalam matriks hanya satu arah sesuai dengan arah serat.
Jenis Penelitian
Waktu dan Tempat Penelitian
Objek Penelitian
Variabel Penelitian
Variabel bebas adalah variabel yang mempengaruhi atau menyebabkan variabel terikat berubah atau terjadi. Variabel kontrol adalah variabel yang dikendalikan atau dipertahankan konstan untuk mempengaruhi perubahan variabel dependen. Variabel kontrol dalam penelitian ini adalah panjang pelat bambu dan fraksi volume antara bambu dan simpai poliester.
Matrik Penelitian
Desain Penelitian
Persiapan pembuatan sampel
Hitung massa jenis serat bambu dengan mengisinya dengan air dalam gelas ukur 50 ml dan tinggi air yang dipindahkan dengan mengukur volume awal. Ukur pertambahan tinggi air yang diperoleh setelah serat dimasukkan ke dalam gelas ukur 50 mL, sehingga diperoleh volume akhir.
Proses Pembuatan Sampel Komposit
Pengujian Sampel Komposit
Kalibrasi alat dengan menempatkan sampel pada posisi nol pada alat Twist and Bend Test.
Instrument Penelitian
Bentuk yang digunakan dalam pembuatan komposit ini adalah kaca, karena kaca memiliki permukaan yang rata dan halus. Ukuran cetakan ini adalah 270 mm x 130 mm x 5 mm dan dilengkapi dengan penutup cetakan yang juga terbuat dari kaca. Bambu memiliki banyak fungsi, selain digunakan untuk pembuatan industri rumah tangga, juga dapat digunakan sebagai bahan komposit.
Bilah-bilah bambu ini didatangkan langsung dari pabrik pengolahan bambu di Tabek Panjang. Bilah bambu yang dibutuhkan untuk membuat sampel ini sudah kering agar peresapan dengan lem bisa optimal, karena jika bilah bambu terlalu banyak kandungan airnya maka akan mengakibatkan pengadukan dengan lem kurang maksimal.
Teknik Analisis Data
Data langsung didapatkan dari pengukuran panjang awal, panjang akhir, tebal awal, tebal akhir, lebar awal dan lebar akhir pengujian. Dimana E adalah harga elastisitas (GPa), F adalah beban (N), L adalah panjang material (m), I adalah momen inersia (mm), B adalah panjang penampang uji (mm). ), H adalah lebar seksi uji (mm).
Deskripsi Data
Selain itu, data yang diperoleh juga diperoleh melalui grafik pada lampiran yang menunjukkan hubungan antara beban pada sampel hingga sampel retak. Pada hasil pengujian terlihat bahwa tegangan maksimum rata-rata terlihat bahwa semakin banyak serat yang sejajar maka semakin tinggi nilai tegangan maksimumnya. Terlihat dari Gambar 10 bahwa hubungan antara distribusi serat dengan nilai tegangan maksimum rata-rata memberikan nilai yang berbeda.
Pada hasil pengujian rata-rata modulus elastisitas terlihat bahwa semakin sejajar benang maka semakin tinggi nilai modulus elastisitasnya. Dari Gambar 11 terlihat bahwa hubungan antara susunan serat dengan nilai rata-rata modulus elastisitas menghasilkan nilai yang berbeda. Kekuatan putus benda uji adalah kekuatan tarik maksimum yang diperoleh untuk masing-masing benda uji seperti ditunjukkan pada Tabel 7.
Berdasarkan Tabel 7 diperoleh nilai tegangan maksimum berkisar antara 78,173 MPa pada struktur serat longitudinal hingga 18,936 MPa pada struktur serat melintang. Sedangkan nilai tegangan untuk susunan serat melintang lebih rendah dibandingkan dengan susunan serat tenun, dengan nilai tegangan sebesar 18,936 MPa. Pengaruh susunan serat terhadap tegangan komposit terjadi karena keselarasan arah serat dengan posisi beban tarik dan bentuk susunan serat itu sendiri.
Pengaruh susunan serat terhadap tegangan komposit terjadi karena penyesuaian arah serat dan bentuk susunan serat itu sendiri Hadi (2006) juga menjelaskan bahwa bahan komposit serat sangat kuat dan kaku. bila dibebani searah dengan serat, sebaliknya, sangat lemah bila dibebani dengan arah tegak lurus terhadap serat. Sedangkan modulus elastisitas susunan serat melintang lebih rendah dibandingkan susunan serat tenun dengan nilai elastisitas 50,209 GPa. Perbedaan nilai modulus elastisitas disebabkan oleh susunan seratnya, sesuai dengan teori yang dikemukakan oleh Purwanto (2009) yang menyatakan bahwa dalam pembuatan komposit adalah tata letak dan arah serat. dalam matriks yang akan menentukan kekuatan mekanik komposit.
Hal ini terlihat pada sampel dengan struktur serat melintang, dimana terdapat perbedaan besar pada nilai momen inersia. Dengan demikian, terdapat pengaruh distribusi serat terhadap kuat lentur komposit akibat kesejajaran arah dan bentuk distribusi serat serta gaya yang diberikan. Dari ketiga varian susunan bilah bambu tersebut, sifat mekanik terbaik dicapai pada susunan memanjang.
Kesimpulan
Saran
Alat dan bahan pembuatan komposit
Proses pembuatan komposit
Proses pengujian komposit
Contoh sampel untuk pengujian a. Pengujian tarik
