24 bab iv hasil dan pembahasan ), uji kuat tarik dan ...repository.unair.ac.id/25596/15/15. bab...

24

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penelitian ini dilakukan untuk mengukur nilai sifat mekanis hasil sintesis dan

kualitas hasil sintesis pada bahan dasar kaca laminating dan tempered. Sifat mekanis

yang diukur adalah uji kekerasan (Vickers Hardness), uji kuat tarik dan elongasi, uji

ketebalan. Dari serangkaian kegiatan yang telah dilakukan pada penelitian ini, maka

pada bab ini akan disajikan hasil karakterisasi yang sudah dilakukan.

4.1 Hasil Penelitian

4.1.1 Hasil Uji Kekerasan (Vickers Hardness)

Hasil uji kekerasan dengan metode Vickers Hardness pada bahan dasar kaca

tempered dan laminating di laburatorium fisika zat padat ITS. Pengukuran tingkat

kekerasan dengan pemberian beban saat pengambilan data yaitu 2000 gF. Data yang

diperoleh dari hasil pengukuran dengan Vickers Hardness adalah diagonal 1, diagonal 2,

O, dan HVN. Nilai HVN untuk dua titik berbeda ditunjukkan pada Lampiran, nilai

kekerasan masing-masing sampel diperoleh dari rata-rata nilai HVN tersebut.

Dari uji kekerasan diperoleh hasil tabel pada Lampiran kemudian dibuat grafik

antara nilai kekerasan terhadap komposisi (Gambar 4.1) tampak nilai kekerasan semakin

bertambah besar sebanding dengan pertambahan jumlah penambahan SiO2. Hal ini

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi SINTESIS DAN UJI SIFAT MEKANIS MATERIAL AMORF PADA KACA FILM

Afif Shidiq Arsana

25

dikarenakan penambahan jumlah SiO2 mempengaruhi kekerasan dari sampel. Dan uji

kekerasan dengan Vickers bisa dilihat pada Gambar 4.1 dan 4.2.

Gambar 4.1 Grafik Uji Kekerasan Vickers

Komposisi penambahan SiO2 pada sampel A, B, C, D, E, F, G, H mempunyai

nilai kekerasan yang lebih tinggi yaitu pada sampel F, seharusnya yang paling tinggi

nilai kekerasan yaitu H. Karena menurut teori seharusnya semakin besar jumlah SiO2

maka nilai kekerasannya juga akan semakin tinggi. Hasil inipun sesuai dengan apa yang

dilakukan oleh Adryanta, FT UI, (2008).

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00

RA

TA-R

ATA

SAMPEL

Hasil Uji Kekerasan Vickers



Afif Shidiq Arsana

26

Gambar 4.2. Uji Kekerasan Vickers pada Sampel A

Gambar 4.3. Hasil Uji Kekerasan Vickers pada Sampel A

4.1.2 Hasil Uji Ketebalan

Pada uji ketebalan sampel dilakukan menggunakan Coating Thikness. Setelah

sampel dibuat maka tebal yang akan ditentukan juga dapat diketahui dan diukur.

Ketebalan sampel pada variasi komposisi dapat dilihat pada Tabel 4.1.



Afif Shidiq Arsana

27

Tabel 4.1 Data Pengukuran Tebal pada Variasi Komposisi

Berdasarkan Tabel 4.1 dapat dibuat grafik variasi komposisi terhadap

ketebalan.

Gambar 4.4. Pengaruh Variasi Komposisi terhadap Ketebalan

Berdasarkan Tabel 4.1, variasi komposisi mempunyai ketebalan yang berbeda.

Pada variasi komposisi penambahan SiO2 67,4; 68,4; 69,4; 70,4; 72,4; 73,4; 74,4 dan

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0 2 4 6 8 10

HasiL Uji Ketebalan

HasiL Uji Ketebalan

Sampel Ketebalan (cm) A 0,021 B 0,023 C 0,024 D 0,032 E 0,035 F 0,054 G 0,056 H 0,057



Afif Shidiq Arsana

28

75,4 % memberikan nilai ketebalan 0,021; 0,023; 0,024; 0,032; 0,035; 0,054; 0,056 dan

0,057 cm. Ketebalan komposisi meningkat seiring dengan peningkatan penambahan

SiO2. Pemurnian (kehomogenitasan) bahan kaca kenyataanya memang memberikan

pengaruh meningkatnya ketebalan dari kaca. Pengolahan bahan baku berkualitas yang

menghasilkan produk kaca yang lebih murni daripada hasil pengolahan sebelumnya

ternyata memberikan peningkatan ketebalan beberapa jenis kaca.( PT.ASAHIMAS

FLAT GLASS Tbk).

Variasi ketebalan kaca terjadi akibat titik didih dan pengaruh jenis campuran

bahan. Proses penguapan akan semakin lambat pada titik didih lebih tinggi begitu pula

sebaliknya proses penguapan akan berlangsung cepat pada campuran bahan yang

berikatan dengan oksigen rendah. Perbedaan ketebalan kaca juga terlihat dari variasi

SiO2. Perlakuan pemanasan bahan campuran kaca dan komponen penyusun lainya dalam

proses pembuatan kaca akan menyebabkan penyerapan air semakin banyak dan

terperangkap pada susunan molekul-molekul penyusun kaca. Mekanisme

pengembangan tersebut disebabkan karena molekul-molekul oksigen dan silica

dipertahankan oleh adanya hydrogen lemah. Atom hidrogen dari gugus hidroksil akan

tertarik pada muatan negatif atom oksigen dari gugus hidroksil yang lain. Bila suhu

naik, maka ikatan hidrogen makin lemah, sedangkan energi kinetik molekul-molekul air

meningkat, memperlemah ikatan hidrogen antar molekul air. Pada sampel kaca yang

mengandung SiO2 terbanyak diantara lainya digunakan untuk bahan baku kaca tersebut,

dimana air lebih banyak yang terperangkap di dalamnya dibandingkan dengan kaca

yang lainya. Hal ini menyebabkan pada setelah proses pengeringan kaca akan



Afif Shidiq Arsana

29

menghasilkan ketebalan plastik yang tinggi. Foto hasil sintesis kaca laminating dan

tempered disajikan pada Gambar 4.5 sampai dengan Gambar 4.11.

Gambar 4.5. Sampel A dengan Ketebalan 0,05 cm

Gambar 4.6. Sampel B dengan Ketebalan 0,05 cm



Afif Shidiq Arsana

30

Gambar 4.7. Sampel C dengan Ketebalan 0,05 cm

Gambar 4.8. Sampel D dengan Ketebalan 0,32 cm



Afif Shidiq Arsana

31

Gambar 4.9. Sampel E dengan ketebalan 0,32 cm

Gambar 4.10. Sampel F dengan ketebalan 0,02 cm



Afif Shidiq Arsana

32

Gambar 4.11. Sampel G dengan ketebalan 0,02 cm

4.1.3. Hasil Uji Tarik dan Elongation

Sifat mekanik yang diuji dalam penelitian ini meliputi kekuatan tarik dan

kemuluran. Analisa kekuatan tarik dan kemuluran kaca dengan variasi komposisi yang

berbeda merupakan faktor penting untuk menentukan sifat mekanik bahan yang

diinginkan. Hasil pengujian didapat load dan stoke. Harga load dalam satuan N dan

stoke dalam m. Hasil pengujian ini diolah kembali untuk mendapatkan kekuatan tarik

dan kemuluran. Sifat mekanik dipengaruhi oleh besarnya kandungan komponen-

komponen penyusun kaca.

Data dari hasil uji tarik digunakan untuk memperoleh nilai kuat tarik (Ultimate

Tensile Strength) dan elongation kaca laminating dan kaca tempered. Kaca laminating

dan kaca tempered menurut Adryanta (2008) tempered glass dan laminating glass

adalah kaca yang diperkuat dengan cara memanaskan kaca sampai titik hampir melebur.

Lalu kedua permukaannya didinginkan secara cepat dengan aliran udara. Dengan bagian



Afif Shidiq Arsana

33

permukaan kaca akan beradadalam keadaan tarik. Kaca film memiliki perbedaan dengan

kaca lain yaitu pada saat menerima beban yang melebihi kekuatannya. Kaca biasa akan

lebih cepat pecah, sedangkan kaca ini akan mengalami perubahan bentuk terlebih dahulu

seperti bengkok, melendut, atau terpelintir, dan pertambahan panjang. Tempered glass

dan laminating glass mempunyai kuat tarik berkisar 4000 – 100000 kgf/cm dan

perpanjangan berkisar 2,55 – 62,89 % menurut Adryanta (2008). Dalam penelitian ini

kekuatan tergolong baik dan memenuhi standar yang ada, hanya ada 2 sampel yang

tidak masuk ke dalam kisaran standar yaitu diatas 100000 kgf/cm. Kedua sampel

tersebut yaitu kaca sampel A dan sampel B yang masing mempunyai komposisi cullet

paling sedikit dari sampel lainya yaitu 16,8 % dan 17,8 %. Menurut Adryanta (2008)

kaca dapat dibentuk pada suhu 1200 C (cair). Dan cullet (pecahan kaca yang tidak

dipakai lagi) mempengaruhi peleburan sangat cepat sehingga mempengaruhi ketahanan

tarik pada kaca dan ketahanan tekan. Pada uji elongasi seluruh sampel memenuhi

katagori baik menurut Adryanta. Pada keadaan cair kaca sangat mudah dibentuk, dan

pada saat dingin menjadi padat dapat diukur seperti batu. Kaca memiliki sifat rapuh dan

mudah pecah, namun masih memiliki sifat elastis ( kembali ke bentuk semula setelah

lendutan akibat beban). Nilai kuat tarik dan elongasi kaca film pada variasi komposisi

dapat dilihat pada Tabel 4.2.



Afif Shidiq Arsana

34

Tabel 4.2. Data Pengukuran Sifat Mekanik Kaca Film pada Variasi

Komposisi

Berdasarkan Tabel 4.2, dapat dibuat grafik variasi komposisi terhadap kekuatan

tarik dan perpanjangan bisa dilihat pada Gambar 4.12 dan 4.13. Serta hasil uji kuat tarik

dan elongasi bisa dilihat pada Gambar 4.14 dan Gambar 4.15

Gambar 4.12. Pengaruh Variasi Komposisi terhadap Perpanjangan

0.00%

5.00%

10.00%

15.00%

20.00%

25.00%

30.00%

0 2 4 6 8 10

ε (

%)

SAMPEL

Elongation

Sampel σ (kgf/cm) ε (%) A 104439 26,52 B 208878 24,96 C 21633 17,28 D 13010 8,33 E 61167 10,12 F 39592 7,74 G 69347 6,12 H 83551 3,05



Afif Shidiq Arsana

35

Gambar 4.13. Pengaruh Variasi Komposisi terhadap Kekuatan Tarik

Gambar 4.14. Hasil Uji Elongasi dan Kekuatan Tarik Sampel A - E

0

50000

100000

150000

200000

250000

0 2 4 6 8 10

σ (

kgf/

cm)

SAMPEL

Hasil Kuat Tarik



Afif Shidiq Arsana

36

Gambar 4.15. Hasil Uji Elongasi dan Kekuatan Tarik Sampel F- H

Hasil uji kemuluran pada Gambar 4.14 dan Gambar 4.15 memperlihatkan bahwa

kemuluran setiap sampel berbeda. Hal ini seiring dengan semakin besar kuat tarik yang

diberikan, maka perpanjangan putus yang dihasilkan besar pula. Perpanjangan

merupakan pertambahan ukuran panjang akibat tarikan yang diberikan oleh bahan.

Presentase perpanjangan putus didefinisikan sebagai presentase panjang maksimum

terhadap panjang semula. Panjang maksimum diperoleh ketika bahan sudah tidak

mampu lagi menambah ukuran panjangnya, yaitu pada saat bahan mengalami deformasi

plastis yaitu melar atau elastik, dan patah. Tegangan tarik terkonsentrasi pada titik pusat

sampel uji, sehingga perpatahan terjadi.

Besarnya gaya tarik luar yang dikenakan pada kaca memberikan dampak secara

langsung terhadap putus tidaknya ikatan antar rantai molekul. Jika energi ikat sudah



Afif Shidiq Arsana

37

tidak mampu lagi mengimbangi energy eksternal akibat tarikan, maka perpatahan bahan

tidak dapat terelakan.



Afif Shidiq Arsana

24 bab iv hasil dan pembahasan ), uji kuat tarik dan ...repository.unair.ac.id/25596/15/15. bab...

Documents