tugas akhir - teuku umar university

TUGAS AKHIR

PERBANDINGAN KEKUATAN TEKAN KOMPOSIT SERAT

TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) DENGAN SERAT GLASS FIBER REINFORCED PLASTIC (GFRP)

Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Dari Syarat-Syarat Yang Diperlukan Guna

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Disusun oleh :

IRWANDI

Nim : 06C10202014

Jurusan : Teknik Mesin

Bidang : Teknik Pembentukan Dan Material

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS TEUKU UMAR TAHUN 2014

xi

DAFTAR ISI

Halaman :

LEMBARAN JUDUL........................................................................................ .. i

LEMBAR TUGAS............................................................................................... ii

LEMBAR PERSETUJUAN............................................................................... . iii

LEMBAR PENGESAHAN................................................................................. iv

LEMBAR PENGESAHAN JURUSAN............................................................. . v

LEMBAR PENGESAHAN FAKULTAS......................................................... .. vi

KATA PENGANTAR......................................................................................... . vii

ABSTRAK............................................................................................................. x

DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL................................................................................................ . xiv

DAFTAR GAMBAR........................................................................................... . xv

BAB I : PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ......................................................................................... 1

1.2. Batasan masalah.................................................................................... .... 3

1.3.Tujuan Penelitian...................................................................................... . 3

1.4. Manfaat penelitian..................................................................................... 4

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Material Komposit..................................................................................... 5

2.1.1.Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS).............................. ..... 6

2.1.2.Serat Fiber......................................................................................... 7

2.1.3.Polyerter Resin Tak Jenuh................................................................. 8

xii

2.1.4. Katalis Mekpo (Methyl Ethyl Keton Peroksida)................................ 9

2.2. Teknik Pembutan Material Komposit........................................................ 10

2.3. Uji Tekan Satik.......................................................................................... 11

2.3.1.Respon Material Akibat Beban Tekan Statik.................................. 12

2.3.2. Hubungan Tegangan Dan Regangan................................................. 14

2.3.3. Persamaan Tegangan Dan Regangan................................................ . 15

BAB III : METODE PENELITAN

3.1. Tempat Dan Waktu..................................................................................... 17

3.1.1.Tempat... ............................................................................................ 17

3.1.2.Waktu.................................................................................... ............ 17

3.2. Serat..................................................................................................... 18

3.2.1. Bahan Pembuatan Sempel Uji Tekan.................................... ........... 18

3.2.1.1.Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)................................. 18

3.2.1.2. Serat GFRP................................................................................... 18

3.2.2.Polyester Resin tak jenuh................................................................... 19

3.2.3.Katalis MEKPO................................................................................. 19

3.2.4.Pelumas.............................................................................................. 20

3.3. Alat-alat yang digunakan.......................................................................... .. 20

3.3.1. Timbangan Digital........................................................................... 20

3.3.2. Alat Ukur volume................................................................. ........... 21

3.3.3. jangak sorong................................................................................... 21

3.3.4.Cetakan Spesimen............................................................................. 22

3.3.5.Ukuran dan Dimensi Spesimen........................................................ 22

3.4.Prosedur Pembuatan Spesimen Uji Tekan.................................................. 23

3.5. Metode pembuatan spesimen Uji Tekan................................. .................. 23

3.6. Alat Uji Tekan........................................................................................... 25

3.6.1.Persipan Pengujian.................................................... ....................... 26

3.6.2. Kerangka Konsep.......................................................................... .. 27

xiii

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Pembuatan Spesimen Uji Tekan................................................................ 28

4.1.1.pembuatan sempel... .......................................................................... 28

4.2. Hasil Pengujian Tekan............................................................................... 29

4.2.1. Hasil Pengujian Serat GFRP............................................................ 30

4.2.2. Hasil Pengujian Serat TKKS........................................................... . 33

BAB V : PENUTUP

5.1. Kesimpulan........................... ..................................................................... 40

5.2.Saran... ........................................................................................................ 41

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN-LAMPIRAN

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman:

Tabel 2.1. Para Meter Tipikal TKKS per kg.................................................. ........ 7

Tabel 2.2. Karakteristik Mekanik Polyester Resin Tak Jenuh ............................. 9

Tabel 3.1. Kegiatan Penelitian.............................................................................. 17

Tabel 3.2. Peralatan Dan Material Yang Digunakan............................................ 22

Tabel 4.1. Hasil Grafik Serat Fiber Glass........................................................... 37

Tabel 4.2. Hasil Grafik Serat Fiber TKKS......................................................... 37

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman: Gambar 2.1. Perubahan Benda....................................................................... .......... 11

Gambar 2.2.Pengujian Beban Tekan Pada Batang Spesimen................................ 13

Gambar 2.3.Kurva Tegangan Dan Regangan........................................................ 15

Gambar 3.1.Serat TKKS........................................................................................ 18

Gambar 3.2.SeratGFRP......................................................................................... 18

Gambar 3.3.Resin Unsaturated Polyester BQTN-157......................................... 19

Gambar 3.4.Katalis MEKPO................................................................................. 19

Gambar 3.5. Mirror................................................................................................ 20

Gambar 3.6. Timbangan Digital............................................................................ 21

Gambar 3.7.Gelas Ukur......................................................................................... 21

Gambar 3.8. Jangka Sorong................................................................................... 21

Gambar 3.9. Cetakan Spesimen Uji Tekan............................................................ 22

Gambar 3.10.Ukuran dan dimensi Spesimen Uji Tekan........................................ 22

Gambar 3.11. penimbangan serat.......................................................................... 24

Gambar 3.12. Campuran Polyerter Resin Dengan Serat....................................... 24

Gambar 3.13. Proses Penuangan Kedalam Cetakan.............................................. 25

Gambar 3.14. kerangka konsep.............................................................................. 27

Gambar Gafik Serat GFRP no1............................................................................. 30

Gambar Gafik Serat GFRP no 2........................................................................ 31




Gambar Gafik Serat TKKS no1......................................................................... 34

xvi

Gambar Gafik Serat TKKS no 2.......................................................................... 34




x

PERBANDINGAN KEKUATAN TEKAN KOMPOSIT SERAT TANDAN KOSONG

KELAPA SAWIT (TKKS) DENGAN SERAT GLASS FIBER REINFORCED

PLASTIC (GFRP)

Irwandi JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS TEUKU UMAR.

Abstrak

Dari data statistik angka pertumbuhan kelapa sawit Di Indonesia sebesar 0,91% .dengan

pertumbuhan produksi sebesar1,84% TKKS merupakan limbah padat industri minyak kelapa sawit dengan

potensi sebesar ±2,5 juta ton pertahun. Pemanfaatan tandan kosong kelapa sawit selama ini hanya sebagai

pupuk alami, selebihnya dibuang, dibakar yang mengakibatkan pencemaran lingkungan. Tujuan dari

penelitian ini pemanfaatan limbah TKKS menjadi material baru dan mendapatkan Perbandingan kekuatan

tekan statik material dari bahan komposit serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS) Dengan Serat Glass

Fiber Reinforced Plastic (GFRP). penelitian ini menggunakan alat uji tekan statik Servo Fulser dengan

standart uji ASTM D 1621-00 hasil penelitian ini diperoleh gaya tekan Rata-Rata Pada Serat GFRP F

sebesar dalam tegangan (σ) 17,1614768 (N/mm2

), regangan (ɛ) diperoleh 0,498026 mm, dan modullus

elastisitas (E) 168,77408 Mpa. Sedangkan hasil sempel Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) satu sampai lima, nilai rata-rata Tegangan (σ) 65,460074 (N/mm

2 ), Regangan (ɛ) 0,073296 mm, Modulus

Elastisitas (E) 926,34992 (MPa). Dari kedua jenis sempel tersebut dapat terlihat perbedaan hasil pengujian

pada masing – masing Tegangan (σ), Regangan (ɛ), dan Modulus Elastisitsanya (E).

Kata kunci : TKKS, limbah padat, Perbandingan kekutan Tekan Serat TKKS Dengan GFRP,

servo fulser, gaya tekan, tegangan, regangan, modulus elastisistas.

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan limbah padat industri

minyak kelapa sawit dengan potensi sebesar ±2,5 juta ton per tahun, yang dewasa

ini hanya dibuang di tempat, atau dibakar sehingga menimbulkan pencemaran

lingkungan.[1] Salah satu usaha dalam mengatasi hal tersebut adalah

memanfaatkannya untuk pembuatan material baru. polimer adalah salah satu ilmu

bidang pengetahuan yang terbuat dari bahan-bahan polimer seperti polyester,

epoksi, dan komposit berdasarkan sifat mekanik dari bahan yang akan kita

gunakan. Salah satunya adalah Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS).[2]

Selain itu penggunaan serat alami dari serat tandan kosong kelapa sawit

memiliki alasan lain yaitu, Indonesia merupakan penghasil perkebunan kelapa

sawit terbesar di dunia, Menurut Badan Pusat Statistik (BPS) luas perkebunan

kelapa sawit di Indonesia pada tahun 2010, adalah 8.385.349 hektar dan jumlah

total produksinya kelapa sawit Indonesia sebesar 21.958.394 hektar dan jumlah

total produksinya kelapa sawit sebesar 21.958.120 ton. sedangkan pada tahun

2011, BPS memperkirakan luas perkebunan kelapa sawit indonesia adalah

8.908.399 hektar dan jumlah total produksi kelapa sawit sebesar 23.096.541 ton.

Tahun 2012 BPS juga memperkirakan perkebunan kelapa sawit Indonesia adalah

9.271.039 hektar dan jumlah produksi sawit sebesar 23.521.071 ton. Berdasarkan

2

nilai tersebut yang dapat diketahui bahwa limbah yang dihasilkan perkebunan atau

industri cukup besar[3].

Dengan banyaknya tandan kosong kelapa sawit di Aceh Barat menjadikan

satu permasalahan yang belum terselesaikan dengan baik hingga sekarang, Dan

selama ini hanya dianggap limbah oleh pabrik-pabrik pengolahan minyak kelapa

sawit yang ada di Aceh Barat. Dengan demikian diperlukan adanya penanganan

alternatif yang kreatif dan inovatif untuk menjadikan limbah TKKS dapat

dikembalikan ke alam secara aman atau mengolahnya kembali menjadi produk

yang berdaya guna.

Dalam rangka pemanfaatan serat tandan kosong kelapa sawit sebagai serat

alam (natural fibers) sebagai material temuan untuk bahan baku industrial

material komposit,dipandang perlu untuk mempelajari kemungkinan serat TKKS

pada pembuatan material komposit. Komposit serat alam memiliki keunggulan

lain dibandingkan serat gelas atau serat kaca. Sedangkan serat alam lebih ramah

lingkungan karena mampu terdegradasi secara alami dan harganya pun lebih

murah dibandingkan dengan serat gelas.

Kurangnya pemanfaatan terhadap Serat Tandan Kosong Kelapa sawit

dewasa ini disebabkan kurangnya wawasan dan keperdulian kita terhadap TKKS

yang selama ini hanya dianggap limbah oleh masyarakat dan pemerintah kita, dan

juga karena belum ada peralatan yang dapat digunakan untuk mengolah serat

tandan kosong kelapa sawit menjadikan suatu produk jadi yang lebih bernilai

ekonomis. Namun demikian sebelum kita memanfaatkan serat TKKS, terlebih

dahulu kita harus mengetahui kekuatan Tekan, Impak, Tarik Dan Bending, suatu

3

produk yang akan kita hasilkan sebelum kita memasarkannya. Dalam penelitian

ini penulis hanya akan melakukan pengujian Tekan saja.

Dari hasil pengujian tekan kita bisa membandingkan dan mengetahui

Kekuatan, Ketahanan dan Umur suatu material komposit dengan Serat Tandan

Kosong Kelapa Sawit (TKKS) dan serat Glass Fiber Rainforced Plastic (GFRP).

Sehinga kita bisa menjadikannya suatu produk jadi dengan bahan baku dari

limbah alam serat Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS).

1.2. Batasan Masalah

Pada penelitian ini masalah dibatasi oleh

1. Penelitian ini hanya untuk menguji kekutan tekan material komposit

serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS), dengan komposisi serat

TKKS 10% katalis 10% dan resin 80%.

2. Pengujian kekuatan tekan material komposit dari serat Glass Fiber

reinforced plastic (GFRP) dengan komposisi serat GFRP 10% katalis

10% dan resin 80%, dengan pengujian menggunakan alat uji servo

pulser pada kedua sempel tersebut.

1.3. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Untuk memanfaatkan limbah Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)

sebagai bahan penguat komposit.

2. Untuk mengetahui perbandingan kekuatan tekan dari material komposit

diperkuat serat Tandan (TKKS) serat Glass Fiber Rainforced Plastic GFRP.

4

1.3. Manfaat Penelitian

Peda penelitian ini ada beberapa manfaat dari penelitian ini yaitu :

1. Memanfaatkan limbah Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)

menjadikan suatau produk, dengan bahan baku yang ramah lingkungan

dan menjadikan lebih bernilai ekonomis.

2. Mencari tahu perbandingan kekuatan tekan Serat Tandan Kosong Kelapa

Sawit (TKKS) dan Serat Glass Fiber Reinforced Plastik (GFRP), Sebelum

dijadikan suatu produk jadi.

5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Material Komposit

Material komposit terdiri dari dua bagian utama diantaranya : (1) matriks

dan (2) penguat (reinforcement). Material komposit ini menghasilkan sebuah

material baru dengan sifat-sifat ataupun karaktreristik yang masih di dominasi

oleh sifat-sifat material pembentuknya. sehingga pemilihan jenis material yang

tepat menggunakan jenis material komposit disebabkan oleh kekuatan matriknya

lebih baik akibat hubungan antara dua atau lebih material penyusunnya.[3]

Polimer adalah salah satu ilmu bidang pengetahuan yang terbuat dari

bahan-bahan polimer seperti polyester, epoksi, dan komposit berdasarkan sifat

mekanik dari bahan yang akan kita gunakan. Salah satunya adalah tandan kosong

kelapa sawit. Serat TKKS ialah serat alami yang terbuat dari tandan kosong

kelapa sawit yang merupakan limbah hasil proses pengolahan pabrik kelapa

sawit. Pada penelit ian ini serat TKKS dimanfaatkan sebagai unsur penguat

komposit yang dihasilkan.

Glass Fiber Reinforced Plastic (GFRP) merupakan bahan paduan atau campuran

beberapa bahan kimia (bahan komposit) yang terdiri dari cairan resin (water

glass), katalis, kalsium karbonat, met/matt, cobalt blue, dan wax (mold release)

yang bereaksi dan mengeras dalam waktu tertentu. Bahan ini mempunyai

6

beberapa keuntungan dibandingkan bahan logam, diantaranya: lebih

ringan, lebih mudah dibentuk, dan lebih murah. Fiberglass atau serat kaca telah

dikenal orang sejak lama, dan bahkan peralatan-peralatan yang terbuat dari kaca

mulai dibuat sejak awal abad ke 18. Mulai akhir tahun 1930-an, fiberglass

dikembangkan melalui proses filament berkelanjutan (continuous filament proses)

sehingga mempunyai sifat-sifat yang memenuhi syarat untuk bahan industri,

seperti kekuatannya tinggi, elastis, dan tahan terhadap temperatur tinggi.

Membayangkan peralatan-peralatan yang terbuat dari kaca (glass), kebanyakan

orang akan beranggapan bahwa peralatan tersebut pasti akan mudah pecah. Akan

tetapi melalui proses penekanan, cairan atau bubuk kaca diubah menjadi bentuk

serat akan membentuk bahan tersebut dari bahan yang mudah pecah (brittle

materials) menjadi bahan yang mempunyai kekuatan tinggi (strong materials).

Manakala kaca (glass) diubah dari bentuk cair atau bubuk menjadi bentuk serat

(fiber), kekuatannya akan meningkat secara tajam. Oleh karena itu fiberglass

merupakan salah satu material atau bahan yang mempunyai kekuatan sangat

tinggi. Pemanfaatan Fiberglass untuk produk otomotif sudah sangat luas, tidak

hanya untuk pembuatan bodi kendaraan akan tetapi juga untuk berbagai

komponen kendaraan yang lain.[4]

2.1.1 Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)

Serat TKKS ialah serat alami yang terbuat dari tandan kosong kelapa sawit

yang merupakan limbah hasil proses pengolahan pabrik kelapa sawit. Pada

penelit ian ini serat TKKS dimanfaatkan sebagai unsur penguat komposit yang

7

dihasilkan. Sementara hasil penelit ian yang telah dilakukan o leh sebuah

inst itusi komersial terhadap komposisi material kimianya diketahui bahwa

kandungan material serat dalam TKKS merupakan kandungan maksimum sepert i

diperlihatkan pada Tabel 2.1.[5].

Tabel 2.1.Parameter tipikal TKKS per kg

Sumber: http://www.w3.org/TR/REC-html40, 2008

2.1.2. Serat glass Fiber rainforced plastic (GFRP)

Serat kaca (fiberglass) atau Mat dalam bahan komposit berperan sebagai

bagian utama yang menahan beban, sehingga besar kecilnya kekuatan bahan

komposit sangat tergantung dari kekuatan serat pembentuknya. Semakin kecil

bahan (diameter serat mendekati ukuran kristal) maka semakin kuat bahan

tersebut, karena minimnya cacat pada material.

No. Material-material Kandungan Komposisi (%)

1. Uap air 5,40

2. Protein 3,00

3. Serat 35,00

4. Minyak 3,00

5. Kelarutan Air 16,20

6. Kelarutan Unsur Alkali 1% 29,30

7. Debu 5,00

8. K 1,71

9. Ca 0,14

10. Mg 0,12

11. P 0,06

12. Mn, Zn, Cu, Fe 1,07

T O T A L 100,00

http://www.w3.org/TR/REC-html40

8

2.1.3 Polyester resin tak jenuh

Polyester resin tak jenuh merupakan polimer kondensat yang terbentuk

berdasarkan reaksi antara polyol yang merupakan organik gabungan dengan

alkohol multiple atau gugus fungsi hidroksi, dan polycarboxylic, yang

mengandung ikatan ganda. Tipikal jenis polyol yang digunakan adalah glycol,

seperti ethylene glycol. Sementara asam polycarboxylic yang digunakan adalah

asam phthalic dan asam maleic.[7]

Polyester resin tak jenuh adalah jenis polimer thermoset yang memiliki

struktur rantai karbon yang panjang. Matriks yang berjenis ini memiliki sifat dapat

mengeras pada suhu kamar dengan penambahan katalis tanpa pemberian takanan

ketika proses pembentukan. Pada desain struktur dilakukan dengan cara pemilihan

matriks dan penguat, hal ini dilakukan untuk memastikan kemampuan material

sesuai dengan produk yang akan dihasilkan. Dalam desain struktur ini jenis

matriks yang akan digunakan adalah Polyester resin tak jenuh dan penguat Serat

Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) dan Serat Kaca atau Mat (GFRP).

Matriks ini tergolong jenis polimer thermoset yang memiliki sifat dapat

mengeras pada suhu kamar dengan penambahan katalis tanpa pemberian tekanan

ketika proses pembentukan. Struktur material yang dihasilkan berbentuk crosslink

dengan keunggulan daya tahan yang lebih baik terhadap jenis pembebanan statik.

Hal tersebut disebabkan oleh molekul yang dimiliki bahan dalam bentuk rantai

molekul raksasa, atom-atom karbon yang saling mengikat satu dengan lainnya

mengakibatkan struktur molekulnya menghasilkan efek peredaman yang cukup

9

baik terhadap beban yang diberikan. Data karakteristik mekanik material polyester

tak jenuh seperti terlihat pada tabel 2.3.

Tabel 2.2. Karakteristik mekanik polyester resin tak jenuh

(sumber: PT. Justus kimia raya jaya 2007)

Umumnya material ini digunakan dalam proses pembentukan dengan cara

penuangan antara lain untuk perbaikan body kenderaan bermotor, pengisi kayu

dan sebagai material perekat. Materi ini memiliki sifat perekat dan arus yang baik,

dan dapat digunakan untuk memperbaiki dan mengikat secara bersama beberapa

jenis material yang berbeda. Material ini memiliki umur pakai yang panjang,

kestabilan terhadap sinar Ultraviolet (UV), dan daya tahan yang baik terhadap

serapan air. Kekuatan material ini diperoleh ketika dicetak ke dalam bentuk

komposit, dimana material-material penguat, seperti serat kaca, karbon dan lain-

lain, akan meningkatkan sifat mekanik material tersebut sementara ketika dalam

keadaan tunggal material ini bersifat rapuh dan kaku.

2.1.4. Katalis Mekpo (Methyl Ethyl Keton Peroksida)

Katalis merupakan material kimia yang digunakan untuk mempercepat

reaksi po limerisasi struktur komposit pada kondisi suhu kamar dan tekanan

atmosfir.

SIFAT MEKANIK SATUAN BESARAN

Berat jenis (ρ) Mg.m-3 1,2 s/d 1,5

Modulus Young (E) Gpa. 2 s/d 4,5

Kekuatan Tarik ( σT) (Mpa) 40 s/d 90

10

2.2 Teknik Pembuatan Material Komposit

Teknik pembuatan material komposit tidak melibatkan pengunaan suhu

dan tekanan yang tinggi. Hal ini disebabkan material ini mudah menjadi lembut

atau melebur. Proses pencampuran ini dilakukan pada saat matriks dalam keadaan

cair[7].

Ada beberapa metode pembutan material komposit diantaranya adalah:

1. Metode penuangan secara langsung

2. Metode pemanpatan secara langsung

3. Metode pemberian tekanan dan panas

Pada penelitian ini metode yang digunakan adalah metode penuangan

secara langsung, medode ini dilakukan dengan cara melekatkan atau menyentuh

material-material penyusun pada cetakan terbuka dengan perlahan-lahan diratakan

dengan menggunakan roda perata atau pemberian tekanan dari luar. Metoda ini

cocok jenis serat kontinyu, pada metode menggunakan tekanan ini prinsip kerja

dengan cara ektruksi, dengan pemberian tekanan pada material yang dialirkan

kedalam cetakan tertutup. Metode ini umumnya berupa injeksi, mampatan atau

semprotan. Material yang cocok untuk ini adalah penguat partikel. Metode

selanjutnya adalah metode pemberian panas dan tekanan, di mana ini mengunakan

tekanan dengan pemberian panas awal yang bertujuan untuk memudahkan

material komposit mengisi pada bagian-bagian yang sulit terjangkau atau ukuran

yang sangat kecil.

11

2.3 Uji Tekan Statik.

Tegangan tekan berlawanan dengan tegangan tarik. Jika pada tegangan

tarik, arah kedua gaya menjahui ujung benda (kedua gaya saling berjauhan), maka

pada tegangan tekan, arah kedua gaya saling mendekati. Dengan kata lain benda

tidak ditarik tetapi ditekan (gaya-gaya bekerja di dalam benda). Kekuatan tekan

material adalah nilai tegangan tekan uniaksial yang mempunyai modus kegagalan

ketika saat pengujian. Perubahan bentuk benda yang disebabkan oleh tegangan

tekan dinamakan mampatan. Misalnya pada tiang-tiang yang menopang beban,

seperti tiang bangunan mengalami tegangan tekan. Kekuatan tekan biasanya

diperoleh dari percobaan dengan alat pengujian tekan. Ketika dalam pengujian

nantinya, spesimen (biasanya silinder) akan menjadi lebih mengecil seperti

menyebar lateral. Perubahan benda yang disebabkan tegangan tekan dapat dilihat

pada gambar 2.3

Gambar 2.1 . perubahan benda yang disebabkan oleh tegangan tekan aksial

Sumber : Ismoyo 1999

12

Keterangan :

A = Luas Penampang

F = Gaya yang bekerja sebagai penekanan

L0 = Panjang Awal

L1 = Perubahan panjang.

Dalam perancangan teknik yang sebenarnya sebagian besar kita bertumpu pada

tegangan teknik. Pada kenyataannya, tegangan sebenarnya berbeda dengan

tegangan teknik. Oleh sebab itu, material akibat beban tekan dapat dihitung dari

penjelasan persamaan yang diberikan. Hal ini tentu saja karena perubahan

luas penampang (A0) dan fungsi dari luas penampang A= φ (F). (Callister:2003)

1. Perbedaan nilai deviasi tegangan dapat disimpulkan sebagai berikut: Pada

kompresi spesimen akan mengecil atau memendek. Material akan

cenderung menyebar kearah lateral dan meningkatnya luas penampang

2. Pada uji tekan, spesimen dijepit pada ujung – ujungnya. Untuk alasan ini,

timbul gaya gesekan yang akan menentang penyebaran lateral ini. Berarti

yang harus dilakukan untuk menghindari gaya gesekan ini harus dengan

meningkatnya energi selama proses penekanan.

2.3.1. Respon Material Akibat Beban Tekan Statik.

Mekanisme deformasi akibat beban tekan statik ditunjukkan oleh kurva

tegangan-regangan. Pada uji tekan statik diperoleh tiga tingkatan respon yaitu:

elastisitas linier (bending), plateau (buckling elastis), dan densification. Elastisitas

13

linier ditandai oleh bending terhadap dinding rongga dan kemiringan (tegangan-

regangan) awal atau modulus elastisitas diperoleh dari tingkatan ini. Plateau

merupakan karakteristik respon yang terjadi setelah mengalami elastisitas linier

ditandai dengan berlipatnya rongga-rongga. Pada saat rongga-rongga hampir

terlipat seluruhnya dan dinding-dinding rongga menyatu mengakibatkan rongga-

rongga menjadi lebih padat, tegangan normal tekan statik akan meningkat. Untuk

mengoptimalkan produk tersebut perlu diketahui karakteristik material

penyusunnya akibat beban tekan statik. Karakteristik suatu spesimen harus

terukur, untuk itu perlu suatu pengujian tekan statik agar karakteristik dapat

diketahui. Karakteristik dapat diketahui dari respon yang dialami oleh material.

Respon diakibatkan oleh adanya gangguan (disturbance) yang diberikan terhadap

sebuah sistem, seperti: F (gaya), T (temperatur), dan lain- lain. Di dalam uji tekan

statik, gaya yang diberikan ditunjukkan pada Gambar. 2.5.

(a) (b)

Gambar. 2.2. Pengujian beban tekan pada batang spesimen

(a).Sebelum Uji Tekan,(b).Setelah Uji Tekan.


L1

14

Berdasarkan respon yang ditunjukkan pada Gambar.2.5. dapat

ditentukan respon mekanik berupa tegangan normal dan regangan akibat beban

tekan statik.

2.3.2. Hubungan Tegangan dan Regangan

Robert Hooke (1689), telah mengamati sebuah fenomena hubungan antara

tegangan dan regangan pada daerah elastis suatu material tertentu dan

menyimpulkan bahwa dalam batas-batas tertentu tegangan pada suatu material

ialah proporsional terhadap regangan yang dihasilkan. Teori ini kemudian lebih

dikenal dengan istilah hukum Hooke. Namun teori ini hanya berlaku pada batas

elastis material, dimana besarnya tegangan akan berbanding lurus terhadap

pertambahan regangan yang terjadi, dan bila beban dihilangkan, maka sifat ini

akan menyebabkan material kembali kedalam bentuk dan dimensi aslinya. [9]

Perbandingan antara tegangan dan regangan dalam batas elastis disebut

dengan istilah konstanta proporsional. Nama lain konstanta ini ialah Modulus

elastisitas (E) atau Modulus Young. Pada penelitian ini istilah yang digunakan

ialah E, dan dituliskan sebagai berikut:

E = (2.3)

Hubungan linear antara tegangan dan regangan adalah salah satu sangat berguna

dalam perhitungan terhadap respon solid elastic linear pada tegangan, tetapi

tegangan mesti digunakan apabila solid yang terjadi adalah elastic terhadap

regangan yang terjadi yaitu ± 0,001.

15

2.3.3. Persamaan Tegangan – Regangan.

Sebuah batang komposit atau selinder yang dikenai beban tekan akan

mengalami perubahan panjang yang disertai pengurangan luas penampang pada

daerah elastic material. Adapun kurva tegangan – regangan akibat beban

tekan dapat ditunjukkan pada gambar 2.6.

Gambar 2.3. Kurva tegangan – regangan.


Dalam penelitian ini terdapat bahan yang mengalami deformasi plastis jika terus

diberikan tegangan dan bahan ini tidak akan berubah kebentuk semula. Biasanya

material teknik terjadi pada daerah elastis yang hampir berimpitan dengan batas

proposionalistik.

Perubahan panjang ini disebut sebagai regangan teknik ( ε eng.) yang

didefinisikan sebagai perubahan panjang yang terjadi akibat perubahan statik (∆L)

terhadap panjang batang mula-mula (L0).Tegangan yang dihasilkan pada proses

ini disebut dengan tegangan teknik (σeng), dimana didefinisikan sebagai nilai

16

pembebanan yang terjadi (F) pada suatu luas penampang awal (A0). Tegangan

normal tesebut akibat beban tekan statik dapat ditentukan berdasarkan

persamaan (2.1).

σ = (2.1)

dimana,

σ = Tegangan normal akibat beban tekan statik (N/m2) F = Beban tekan (N)

A = Luas penampang spesimen (m2).

Regangan akibat beban tekan statik dapat ditentukan berdasarkan

persamaan (2.2).

ɛ = .............................................. ...........................................(2.2)

Keterangan :

ε = Regangan akibat beban tekan statik

L1 = Perubahan panjang spesimen akibat beban tekan. (mm)

Lo = Panjang spesimen mula-mula (mm)

Pada prakteknya nilai hasil pengukuran tegangan pada suatu pengujian

tarik dan tekan pada umumnya merupakan nilai teknik. Regangan akibat

beban tekan yang terjadi, panjang akan menjadi berkurang dan diameter

pada spesimen akan menjadi besar, maka ini akan terjadi deformasi plastis.

17

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu

3.1.1. Tempat

Kegiatan ini dilakukan di Laboratorium Komposit Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Teuku Umar Aceh Barat. Beberapa kegiatan yang dilakukan

seperti diperlihatkan pada tabel 3.1.

Tabel 3.1. Kegiatan Penelitian

NO KEGIATAN LOKASI KETERANGAN

1 Proses pengumpulan literatur

Laboratorium Teknik Mesin UTU

Pengumpulan informasi

2 Pengolahan serat Laboratorium Teknik Mesin UTU

3 Pembuatan spesimen Laboratorium Teknik

Mesin UTU

Standart ASTM

D1621-00

4 Pengujian statik tekan Laboratorium Impact and Fracture-USU

Servopulser

5 Pengolahan data Laboratoriun Teknik

Mesin UTU Laporan kerja

3.1.2. Waktu

Waktu pelaksanaan penelitian ini direncanakan selama (6) enam bulan

dimulai pada bulan Desember 2013 s/d Mei bulan 2014.

3.2. Bahan Uji Tekan

Bahan-bahan yang digunakan pada pembutan sampel uji tekan adalah serat

TKKS, serat GFRP, Polyester Resin tak jenuh, Katalis, dan Pelumas (mirror).

18

3.2.1. Serat

3.2.1.1 Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)

Jenis serat yang akan digunakan dalam penelitian ni adalah Serat Tandan

Kosong Kelapa Sawit (TKKS) seperti terlihat pada gambar 3.1.

Gambar 3.1. Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)

3.2.1.2. Serat GFRP

Jenis serat yang akan dijadikan perbandingan dalam penelitan ini adalah

Glass Fiber Reinforced Plastic (GFRP) seperti terlihat pada gambar 3.2.

Gambar 3.2. Serat GFRP (Fiberglass)

19

3.2.2. Polyester resin tak jenuh

Jenis resin yang digunakan dalam penelitian ini adalah resin unsaturated

polyester BQTN-157 seperti terlihat pada gambar 3.3.

Gambar 3.3. Resin Unsaturated Polyester BQTN-157

3.2.3. Katalis

Jenis katalis yang digunakan adalah jenis methyl ethyl ketone peroksida

(MEKPO) seperti terlihat pada gambar 3.4

Gambar 3.4. katalis MEKPO

20

3.2.4. Pelumas

Untuk memudahkan dalam membongkar spesimen yang telah dicetak

maka digunakan pelumas khusus dari jenis wax. Jenis pelumas yang digunakan

adalah mirror glaze.seperti terlihat pada gambar 3.5.

Gambar 3.5. mirror

3.3. Alat-alat Yang Digunakan

Adapun alat-alat ukur yang digunakan dalam penelitian ini antara lain, alat

ukur berat jenis, alat ukur volume, alat ukur dimensi, dan cetakan spesimen uji

tekan.

3.3.1. Timbangan digital

Untuk mengetahui berat spesimen digunakan timbangan, dengan cara

terlebih dahulu harus mengetahui massa dan volume spesimen. Timbangan yang

digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada gambar 3,6.

21

Gambar 3.6. timbangan digital

3.3.2. Alat ukur volume

Untuk mengetahui besarnya volume digunakan gelas ukur. Gelas ukur yang

digunakan dapat dilihat pada gambar 3.7

Gambar 3.7. Gambar gelas ukur

3.3.3. Jangka Sorong

Untuk mengetahui dimensi cetakan yang digunakan dalam pembuatan

sempel, digunakan alat ukur jangka sorong seperti diperlihatkan pada gambar 3.8.

Gambar 3.8. jangka sorong

22

3.3.4. Cetakan spesimen

Cetakan spesimen alat uji tekan dapat dibuat dari pipa berukuran panjang

250mm dan berdiameter 37,5mm. Seperti terlihat pada gambar 3.9.

Gambar 3.9. Gambar cetakan spesimen uji tekan.

3.3.5. Ukuran dan dimensi spesimen

Ukuran dan dimensi spesimen uji tekan berdasarkan standart ASTM D

1621-00 seperti terlihat pada gambar 3.10.[9]

Gambar.3.10. ukuran spesimen uji tekan

37.5 mm

250 mm

23

3.4. Prosedur Pembuatan Spesimen Uji Tekan

Peralatan dan material yang digunakan dalam pembuatan spesimen,

pengujian statik tekan seperti ditunjukkan pada tabel 3.2.

Tabel. 3.2. Peralatan dan Material yang digunakan untuk pembuatan spesimen

NO Nama Jml Sat Jenis Material Ukuran (mm)

Alat 1. cetakan spesimen 1 Set pipa besi 250 x 375

2 . gelas ukur 200 ml 1 Bh kaca 3. timbangan 1 Bh plastik 4. pengaduk 1 Bh

5. gunting potong 3 Bh

Material

1. Matriks * gr Unsaturated polyester

2. Serat * gr TKKS/ GFRP 3. Katalis * gr MEKPO

4. Pelumasan * gr mirror glaze wax

(*) ukuran disesuaikan dengan kebutuhan pembuatan spesimen uji tekan

3.5. Metode Pembuatan Spesimen Uji Tekan

Proses pembuatan spesimen uji tekan dimulai dengan mempersiapkan

bahan-bahan yang diperlukan yaitu serat, resin tipe BQTN 157-EX, Serat TKKS

Dan Serat GFRP yang sudah potong-potong denagan ukuran± 5mm, kemudian

mempersiapkan Katalis, Cetakan sempel uji tekan dan Wadah pengadukan.

Langkah- langkah pembuatan sempel selanjutnya sebagai berikut:

1. proses penimbangan serat sesuai dengan berat campuran yang ditetapkan.

Seperti yang terlihat pada gambar 3.11.

24

Gambar 3.11 Penimbangan serat

2. Campurkan terlebih dahulu polyester resin yang sudah diukur sesuai

dengan yang kita perlukan dan serat tandan kosong kelapa sawit kemudian

diaduk hingga merata.

Gambar 3.12. campuran polyester resin tak jenuh dengan serat

Polyester resin tak jenuh dan serat tandan kosong kelapa sawit yang

dipergunakan seperti terlihat pada gambar 3.12. adalah proses

pencampuran antara polyester resin dengan serat tandan kosong kelapa

sawit ke dalam sebuah wadah.

25

3. Campurkan katalis dengan komposisi yang sudah ditentukan kedalam

campuran serat dan resin dan aduk hingga merata.

4. Tuangkan adukan tersebut kedalam cetakan yang telah di persiapkan dan

proses penuangan pun dilakukan secara langsung seperti telihat pada

gambar. 3.13.

Gambar 3.13. Proses penuangan kedalam cetakan

5. Proses Pengerasan akan terjadi dengan terbentuknya gelembung gas pada

seluruh bagian komposit. Setelah ±45 menit sempel dibuka dan

dikeluarkan dari cetakan, dan proses pengerasan sempel selanjutnya

dilakukan dengan menjemur atau membiarkannya dengan suhu kamar agar

sempel benar-benar mengeras dibutuhkan waktu± 5jam.

6. Proses finishing, dengan cara memotong menjadi 2 bagian dengan panjang

masing-masing 75cm dan kemudian membesihkanya dengan

menamplasnya.

3.6. Alat Uji Statik Tekan

Pengujian statik tekan dikerjakan dilaboratorium teknik mesin USU,

dengan alat uji jenis Shimadzu Servopulser.

26

3.6.1. Persiapan Pengujian

Persiapan alat uji untuk pengujian tekan pada penelitian ini ialah sebagai

berikut:

1. Aktifkan sumber arus yang terdapat pada kotak power supply dengan cara

menaikkan switch pada posisi ON.

2. Aktifkan sistim pendingin untuk pompa hidrolik. Sistim ini berfungsi

mempertahankan kondisi suhu pelumas agar tetap stabil selama proses

pengujian.

3. Periksa katup penutup pada pipa penghubung antara pompa air pendingin

dengan sistim hidrolik. Pastikan katup tersebut dalam posisi terbuka

dengan tujuan agar sirkulasi aliran air pendingin dapat bekerja dengan

baik.

4. Tekan tombol ON yang berada pada bagian belakang Controller. Alat

controller ini berfungsi sebagai sistim operasi utama alat uji.

5. Pastikan tekanan dalam tabung hidrolik sama dengan tekanan atmosfir.

6. Aktifkan pompa hidrolik melalui layar controller dengan menekan tombol

HYD.

7. Tunggu hingga lebih kurang 20 hingga 50 detik, atau ditandai dengan

suara dentuman kedua, kemudian tekan tombol LOAD untuk memberikan

tekanan pada pompa hidrolik. Set tekanan yang dibutuhkan untuk

pengujian dengan cara memutar katupnya. Tekanan pengujian pada

umumnya berkisar antara 5 hingga 15 MPa, atau sesuai dengan kebutuhan,

27

tetapi jangan mencapai batas maksimum (daerah yang ditandai warna

merah).

8. Kembalikan layar pada pilihan TEST, yang berarti pengujian telah siap

untuk dilaksanakan.

3.5.2. Kerangka Konsep

Kerangka konsep penelitian seperti terlihat pada gambar diagram 3.16

berikut:

Gambar 3.14. kerangka konsep penelitian

Studi Literatur

Permasalahan:

Menganalisa

perbandingan Kekuatan

Tekan Statik Material

Komposit Serat TKKS

dan GFRP

Persiapan Material

dasar (serat TKKS)

pembuatan

spesimen

1. Pembuatan

sampel uji tekan.

Pengujian tekan Standart uji

material

ASTM D1621-00

Hasil yang diperoleh:

Force (gaya tekan), tegangan tekan, regangan dan modulus

elastisitas.

KESIMPULAN

Pengujian tekan: force (gaya tekan) tegangan tekanan dan

modulus elastisitas.

39

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Pembuatan Spesimen Uji

Dalam Pembuatan spesimen ada beberapa bahan utama yang sangat

diperlukan diantaranya serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) dan serat

Glass Fiber Reinforced Plastic (GFRP), Resin tipe BQTN 157-EX, dan katalis.

Proses pembuatan sampel dimulai dari persiapan bahan yaitu serat TKKS dan

GFRP yang sudah dipotong dengan panjang ± 5mm, kemudian Resin tipe BQTN

157-EX, katalis, dan peralatan pendukung seperti alat ukur, wadah pengaduk, dan

cetakan. Pembuatan spesimen yang akan dibuat yaitu dari bahan Tandan Kosong

Kelapa Sawit (TKKS) dan Glass Fiber Reinforced Plastic (GFRP). Hasil dari

pembuatan sempel tersebut akan digunakan untuk pengujian kekuatan tekan.

4.1.1. Pembuatan Sempel

1. Proses penimbangan serat sesuai dengan berat campuran dengan

komposisi serat yaitu 10%.

2. Proses persiapan Resin dan Katalis dengan komposisi masing –masing

10% Katalis dan 80% Resin, diukur dengan menggunakan gelas ukur.

3. Kemudian mencampurkan terlebih dahulu polyester resin dengan serat

tandan kosong kelapa sawit lalu diaduk hingga merata.

4. Kemudian campuran antara serat TKKS dan resin yang telah diaduk rata

dicampurkan kembali dengan katalis.

39

5. Masukan campuran resin, serat Tandan Kosong Kelapa Sawit, dan serat

fiber untuk pembuataan sempel selanjutnya aduk hingga merata.

6. Tuangkan adukan tersebut kedalam cetakan yang telah di persiapkan.

7. Peroses penuangan matriks dan serat kedalam cetakan.

8. Proses Pengerasan biarkan campuran tersebut pada tekanan atmosfir dan

suhu kamar. proses polimerisasi akan terjadi dengan terbentuknya

gelembung gas pada seluruh bagian komposit. setelah campuran bahan

penyusun mengeras cetakan dibuka dan dikeluarkan dari cetakan.

4.2. Hasil Pengujian Tekan

Dari data hasil pengujian tekan pada sempel Serat Tandan Kosong Kelapa

Sawit (TKKS) dan Serat Glass Fiber rainforced Plastic (GFRP). dapat diketahui

nilai optimal rata-rata kekuatan tekan, Tegangan tekan, regangan yang terjadi dan

Modulus elastisitas dari spesimen komposit serat tandan kosong kelapa sawit dan

serat fiber glass tanpa perlakuan.

Dengan melakukan pengujiian tekan suatu material kita juga mengetahui

bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tekanan dan sejauh mana material itu

bertambah pendek. Didalam pengujian tekan yang telah dilakukan pada saat

pengujian ada sepuluh sepesimen yang telah di uji, Dengan satuan beban (kgf),

kemudian dikonversikan kedalam Satuan Newton (N) 1kgf = 9,8067 N

Keterangan dari satuan tersebut adalah : Load adalah Tegangan (σ), dan Stroke

terjadi pada sempel adalah Regangan (ɛ), dengan satuan, mm/menit.

39

4.2.1. Hasil Pengujian Serat GFRP

Hasil pengujian tekan serat kaca atau Serat Glass Fiber rainforced Plastic

(GFRP) dapat dilihat pada grafik satu sampai lima.

Gambar : grafik Serat GFRP pada sampel no.1

Sumber : hasil pengujian

Seperti terlihat pada grafik dari sampel serat GFRP no. 1 maka diperoleh

hasil Force sebesar 1039,57 kgf dan dikonversikan kedalam Newton sebesar

10187,79 N, dengan Stroke 6,091 mm. Dari luas Penampang (A) 961,652 mm2, maka

didapat Tegangan (σ) 10,59434 mm2, Regangan (ɛ) 0,081213 dan Modulus

Elastisitas (E) 130,4508 MPa, sehingga dapat diketahui perubahan pendek pada

sempel serat GFRP no 1 dari Panjang Awal (Lo) 75 mm menjadi Panjang Akhir

(L1) 68,909 mm.

39

Gambar : Grafik Serat GFRP pada sampel no.2


Pada grafik dari sempel serat GFRP no. 2 Diperoleh Force 852,01 kgf dan

dikonversikan kedalam Newton 8349,698 N, dengan Stroke 5,767 mm. Dari luas

Penampang (A) 961,652 mm2, Didapat Tegangan (σ) 8,682904 mm

2, Regangan (ɛ)

0,076893 mm, dan Modulus Elastisitas (E) 112,9214 MPa, Didapat perubahan

sempel GFRP no 2 dari Panjang Awal (Lo) 75 mm dan menjadi Panjang Akhir

(L1) 69,233 mm.

Gambar : grafik Serat GFRP pada sempel No. 3


39

Grafik sampel serat GFRP no. 3 diperoleh hasil Force 2383,32 kgf dan

dikonversikan kedalam Newton 23356,54 N, dengan Stroke 66,905 mm, Dari luas

Penampang (A) 961,652 mm2,

maka didapat Tegangan (σ) 24,28861 mm2,

Regangan (ɛ) 0,107933 mm, dan Modulus Elastisitas (E) 255,0335 MPa,

sehingga dapat diketahui perubahan pendek pada sampel dari Panjang Awal

(Lo) 75 mm menjadi Panjang Akhir (L1) 66,905 mm.



Grafik sampel serat GFRP no. 4 maka diperoleh nilai Force sebesar 2303,34

kgf dan dikonversikan kedalam Newton menjadi 22572,73 N, dengan Stroke

9,890 mm, Dari luas Penampang (A) sebesar 961,625 mm2, maka didapat Tegangan

(σ) 23,47353 mm2, Regangan (ɛ) 0,131867 mm, dan Modulus Elastisitas (E)

178,0096 MPa, sehingga dapat diketahui perubahan pendek pada sampel gfrp no.4

dari Panjang Awal (Lo) 75 mm menjadi Panjang Akhir (L1) 65,11 mm.

39



Pada grafik Sampel serat GFRP no. 5 maka diperoleh hasil Force 1841,61

kgf dan kemudian dikonversikan kedalam Newton menjadi 18047,78 N, dengan

Stroke 7,509 mm, Dari luas Penampang (A) 961,625 mm2, maka didapat Tegangan

(σ) 18,768 mm2, Regangan (ɛ) 0,10012 mm, dan Modulus Elastisitas (E)

187,4551 MPa, sehingga dapat diketahui perubah pendek pada sempel dari

Panjang Awal (Lo) 75 mm menjadi Panjang Akhir (L1) 67,491 mm.

4.2.2. Hasil Pengujian Serat TKKS

Dari hasil pengujian tekan serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)

dapat dilihat pada grafik no.1 sampai no.5.

39

Gambar : grafik Serat TKKS pada sempel no.1


Pada grafik sampel serat TKKS no. 1 diperoleh Force 6700,03 kgf dan

dikonversikan kedalam Newton menjadi 65660,29 N, dengan Stroke 5,082 mm,

Dari luas Penampang (A) 961,625 mm2, maka didapat Tegangan (σ) 68,28256

mm2, Regangan (ɛ) 0,06776 mm, dan Modulus Elastisitas (E) 1007,682 MPa,

sehingga dapat diketahui perubah pendek pada sempel dari Panjang Awal

(Lo) 75 mm menjadi Panjang Akhir (L1) 69,918 mm.

Gambar : grafik Serat TKKS pada sempel no.2 Sumber : hasil pengujian

39

Grafik sampel serat TKKS no. 2 diperoleh Force 6247,30 kgf dan

dikonversikan kedalam Newton 61223,54 N, dengan Stroke 3,960 mm, Dari luas

Penampang (A) 961,625 mm2,

maka didapat Tegangan (σ) 63,66675,mm2,

Regangan (ɛ) 0,0528 mm, dan Modulus Elastisitas (E) 1205,81 MPa, sehingga

dapat diketahui perubahan pendek pada sampel dari Panjang Awal (Lo) 75 mm

menjadi Panjang Akhir (L1) 71,040 mm.



Grafik sampel serat TKKS no. 3 diperoleh Force sebesar 6745,63 kgf dan

dikonversikan kedalam Newton menjadi 66107,17 N, dengan Stroke 7,073 mm,

Dari luas Penampang (A) 961,625 mm2, maka didapat Tegangan (σ)

68,74527,mm2, Regangan (ɛ) 0,094307 mm, dan Modulus Elastisitas (E)

728,9546 MPa, sehingga dapat diketahui perubahan pendek pada sempel dari

Panjang Awal (Lo) 75 mm menjadi Panjang Akhir (L1) 67,927 mm.

39



Sampel serat TKKS no. 4 diperoleh Force = 5966,60 kgf dan dikonversikan

kedalam Newton menjadi 58472,68 N, dengan Stroke sebesar 4,959 mm, Dan

dari luas Penampang (A) 961,625 mm2, maka didapat Tegangan (σ) 60,80611

mm2, Regangan (ɛ) 0,06612 mm, dan Modulus Elastisitas (E) 919,6327 MPa,

sehingga dapat diketahui perubahan pendek pada sempel dari Panjang Awal (Lo)

75 mm menjadi Panjang Akhir (L1) 70,041 mm.

Gambar : grafik Serat TKKS pada sempel no.5 Sumber : hasil pengujian

39

Sedangkan Sampel serat TKKS no. 5 diperoleh Force 6456,79 kgf dan

dikonversikan kedalam Newton 63276,54 N, dengan Stroke 6,412 mm, Dari

luas Penampang (A) 961,625 mm2, maka didapat Tegangan (σ) 65,80168,mm2,

Regangan (ɛ) 0,0085493 mm, dan Modulus Elastisitas (E) 769,6703 MPa,

sehingga dapat diketahui perubah pendek pada sampel dari Panjang Awal (Lo) 75

mm menjadi Panjang Akhir (L1) 68,588 mm.

Berdasarkan grafik dari hasil pengujian tekan Serat Tandan Kosong Kelapa

Sawit (TKKS) dan Serat Glass Fiber Rainforced Plastik (GFRP) dengan koposisi

yang sama yaitu 10% resin, 10% katalis dan 80% serat maka didapatkan hasil

pengujian kekutan tekan masing-masing seperti terlihat pada tabel 4.1. dan tabel

4.2. Dibawah.

TABEL 4.1. Hasil Grafik Serat Fiber Glass

TABEL 4.2. Hasil Grafik Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit

No

Sampel

GFRP

Force

A

mm2

σ

N/mm2

L0

mm

Stroke

mm

L1 Mm

ɛ

mm

E

MPa Kgf N

1 1 1039,57 10187,79 961,625 10,59434 75 6,091 68,909 0,081213 130,4508

2 2 852,01 8349,698 961,625 8,682904 75 5,767 69,233 0,076893 112,9214

3 3 2383,32 23356,54 961,625 24,28861 75 8,095 66,905 0,107933 225,0335

4 4 2303,34 22572,73 961,625 23,47353 75 9,890 65,11 0,131867 178,0096

5 5 1841,61

18047,78

961,625

18,768

75 7,509

67,491

0,10012

187,4551

No

Sampe

l

TKKS

Force

A

mm2

σ

N/mm2

L0

mm

Stroke

mm

L1 Mm

ɛ

mm

E

MPa Kgf N

1 I 6700.03 65660,29 961,625 68,28056 75 5,082 69,918 0,06776 1007,682

2 II 6247.30 61223,54 961,625 63,66675 75 3,960 71,040 0,0528 1205,81

3 III 6745.63 66107,17 961,625 68,74527 75 7,073 67,927 0,094307 728,9546

4 IV 5966.60 58472,68 961,625 60,80611 75 4,959 70,041 0,06612 919,6327

5 V 6456.79 63276,54 961,625 65,80168 75 6,412

68,588

0,085493

769,6703

39

Dari tabel 4.1. dan 4.2. diatas dapat didapat kekuatan rata-rata semua

sempel serat Serat Glass Fiber Reinforced Plastic (GFRP) dari satu sampai lima,

maka didapat Tegangan (σ) 17,1614768 (N/mm2 ), Regangan (ɛ) 0,498026 mm,

Modulus Elastisitas (E) 168,77408 (MPa).

Sedangkan hasil sempel Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) satu

sampai lima, nilai rata-rata Tegangan (σ) 65,460074 (N/mm2 ), Regangan (ɛ)

0,073296 mm, Modulus Elastisitas (E) 926,34992 (MPa). Dari kedua jenis sempel

tersebut dapat terlihat perbedaan hasil pengujian pada masing – masing Tegangan

(σ), Regangan (ɛ), dan Modulus Elastisitsanya (E).

40

BAB 5

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang telah dilaksanakan, maka dapat diambil

beberapa kesimpulan :

1. Hasil pengujian Serat Glass Fiber Reinforced Plastic (GFRP) dari satu

sampai lima, maka didapat nilai rata-rata Tegangan (σ) 17,1614768

(N/mm2 ), Regangan (ɛ) 0,498026 mm, Modulus Elastisitas (E) 168,77408

(MPa).

2. Hasil pengujian Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) satu sampai

lima, nilai rata-rata Tegangan (σ) 65,460074 (N/mm2 ), Regangan (ɛ)

0,073296 mm, Modulus Elastisitas (E) 926,34992 (MPa).

3. Dari hasil kedua sempel tersebut dapat disimpulkan perbandingan antara

serat GFRP dan serat TKKS terlihat bahwa diperoleh hasil yang lebih baik

pada serat TKKS.

5.2. Saran

Dari hasil kesimpulan yang didapat, untuk itu saya selaku penganalisa

ingin menyarankan kepada pembaca antara lain:

1. Untuk kesempurnaan dari hasil pengujian, hendaknya memperhatikan

41

kondisi dari spesimen yang akan di uji tersebut, karna kondisi spesimen

yang kurang sempurna dapat mempengaruhi dari hasil pengujian tersebut.

2. Dalam pembuatan spesimen serat Tandan Kosong Kelapa Sawit

(TKKS)dan serat Glass Fiber Reinforced Plastic (GFRP), ukuran dan

bentuk spesimen sangat diperhatikan sesuai standar ASTM D1621-00.

3. Dari hasil penelitian bahwa serat TKKS dapat digunakan sebagai material

yang mampu menahan beban tekan statik.

tugas akhir - teuku umar university

Documents