analisa perbandingan sifat mekanik material frp ...repository.ppns.ac.id/2243/1/0216030009 - aji...

TUGAS AKHIR (602502A)

ANALISA PERBANDINGAN SIFAT MEKANIK MATERIAL FRP (FIBERGLASS REINFORCED PLASTICS) BERBAHAN SERAT GELAS WOVEN ROVING DENGAN MULTIAXIAL Aji Bayu Nugroho NRP. 0216030009

Dosen Pembimbing FATHULLOH, ST., MT.

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK BANGUNAN KAPAL JURUSAN TEKNIK BANGUNAN KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA SURABAYA 2019

I

S U

HALAMAN JUDUL

TUGAS AKHIR (602502A)

ANALISA PERBANDINGAN SIFAT MEKANIK MATERIAL

FRP (FIBERGLASS REINFORCED PLASTICS) BERBAHAN

SERAT GELAS WOVEN ROVING DENGAN MULTIAXIAL

AJI BAYU NUGROHO 0216030009

Dosen Pembimbing : FATHULLOH, ST.,MT

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK BANGUNAN KAPAL JURUSAN TEKNIK BANGUNAN KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA SURABAYA 2019

III

HALAMAN PENGESAHAN

V

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

VII

KATA PENGANTAR

Puji Syukur selalu dipanjatkan kehadirat Allah SWT, atas segala berkah dan

rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul:

ANALISA PERBANDINGAN SIFAT MEKANIK MATERIAL FRP (FIBER

REINFORCED PLASTICS) BERBAHAN SERAT GELAS WOVEN ROVING

DENGAN MULTIAXIAL Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas

akhir ini tidak lepas dari dukungan dan bantuan berbagai pihak. Dalam

kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang tak

terhingga atas segala yang diberikan kepada penuis khususnya kepada:

1. Bapak Ir. Eko Julianto, M.Sc. MRINA, selaku Direktur Politeknik Perkapalan

Negeri Surabaya.

2. Bapak Ruddianto, ST., MT selaku Ketua Jurusan Teknik Bangunan Kapal

Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

3. Bapak Ir. Hariyanto Soeroso, MT selaku Ketua Program Studi Teknik

Bangunan Kapal Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

4. Bapak Denny Oktavina Radianto, S.Pd., M. Pd. Selaku Koordinator Tugas

Akhir.

5. Bapak Fathulloh, ST., MT. selaku pembimbing yang telah banyak memberikan

masukan, kritik, dan saran selama penulisan Tugas Akhir ini.

6. Ibu, Bapak dan Keluarga Besar yang telah memberikan semangat, dukungan

materil maupun moril, serta do'a.

7. Seluruh Dosen Pengajar Program Studi Teknik Bangunan Kapal yang telah

memberikan ilmu, bimbingan dan pengajaran selama masa perkuliahan.

8. Bapak Sugiono selaku direktur beserta staf dan karyawan PT.Samudra Sinar

Abadi Shipyard yang telah banyak membantu dalam pembuatan spesimen

pengujian tugas akhir.

9. Teman-teman Program Studi Teknik Bangunan Kapal angkatan 2016.

10. Semua pihak yang terkait, baik secara langsung maupun tidak langsung.

X

ANALISA PERBANDINGAN SIFAT MEKANIK MATERIAL FRP

(FIBERGLASS REINFORCED PLASTICS) BERBAHAN SERAT GELAS

WOVEN ROVING DENGAN MULTIAXIAL

Aji Bayu Nugroho

ABSTRAK

Serat kaca atau yang biasa disebut dengan Fiber glass berasal dari kaca

cair yang ditarik menjadi serat tipis. Serat ini lalu dipintal menjadi benang atau

ditenun menjadi seperti kain. Teknologi pertama pembuatan fiberglass yaitu

CSM. Material ini memiliki serat kaca yang disusun secara acak. Kemudian

generasi kedua dari pembuatan fiberglass adalah woven roving. Material ini

terbuat dari serat kaca yang dianyam dengan arah 0o dan 90

o. Seiring dengan

berkembangnya teknologi, telah hadir generasi selanjutnya yaitu multiaxial.

Material ini memiliki arah serat yang bervariasi dan teratur. Tujuan dari penelitian

ini adalah untuk mengetahui perbandingan kuat tarik dan kuat tekuk dari material

woven roving dan multaxial. Proses pembuatan spesimen uji tarik dan uji bending

menggunakan metode hand lay up. Prosedur yang digunakan pada uji tarik adalah

ASTM D638 dan pada uji tekuk adalah ASTM D790. Dari hasil pengujian yang

telah dilakukan mendapatkan hasil rata-rata kekuatan tarik tertinggi terjadi pada

spesimen dengan jenis serat gelas woven roving dengan rata-rata tegangan tarik

sebesar 199,85 MPa. Pada pengujian tekuk hasil kekuatan tekuk tertinggi terjadi

pada spesimen dengan jenis serat gelas multiaxial dengan rata-rata nilai kekuatan

bending sebesar 202,46 MPa.

Kata kunci : CSM, WR, Multiaxial, Uji Tarik, Uji Bending

XII

COMPARISON ANALYSIS OF MECHANICAL PROPERTIES OF FRP

(FIBERGLASS REINFORCED PLASTICS) MATERIAL BETWEEN WOVEN

ROVING AND MULTIAXIAL FIBERGLASS

Aji Bayu Nugroho

ABSTRACT

Glass fiber or commonly referred to as Fiber glass comes from liquid

glass that is pulled into thin fibers. This fiber is then spun into yarn or woven into

fabric. The first technology for making fiberglass is CSM. This material has glass

fibers that are arranged randomly. Then the second generation of making

fiberglass is woven roving. This material is made of woven fiber with direction 0o

and 90 o. Along with the development of technology, the next generation is

multiaxial. This material has a varying and regular fiber direction. The purpose

of this study was to determine the comparison of tensile strength and flexural

strength of woven roving and multaxial materials. The process of making tensile

test and bending test specimens using the hand lay up method. The procedure

used in the tensile test is ASTM D638 and the bending test is ASTM D790. From

the results of tests that have been carried out, the highest average tensile strength

occurs in specimens with woven roving glass fiber types with an average tensile

stress of 199.85 MPa. In the buckling test the highest buckling strength results

occur in specimens with multiaxial glass fiber types with an average bending

strength value of 202.46 MPa.

Keywords : CSM, WR, Multiaxial, Tensile test, Bending test

XIV

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iii

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT ...................................................................... v

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

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

ABSTRACT ............................................................................................................ xii

DAFTAR ISI ........................................................................................................ xiv

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xvii

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xix

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

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

1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 2

1.4 Manfaat Penelitian .................................................................................... 2

1.5 Batasan Masalah ....................................................................................... 2

BAB II DASAR TEORI .......................................................................................... 5

2.1 FRP (Fiberglass Reinforced Plastics) ......................................................... 5

2.2 Metode Pembuatan Komposit .................................................................... 13

2.3 Uji Tarik ..................................................................................................... 15

2.4 Uji Tekuk .................................................................................................... 17

BAB III METODOLOGI PENELITIAN .............................................................. 21

3.1 Flowchart ................................................................................................ 21

3.2 Persiapan alat dan bahan ......................................................................... 22

3.3 Pembuatan Spesimen Uji Tarik dan Tekuk ............................................ 22

3.4 Pengujian Tarik dan Tekuk ..................................................................... 25

3.5 Analisa Teknik ........................................................................................ 26

3.6 Kesimpulan ............................................................................................. 26

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................... 27

4.1 Persiapan Material ...................................................................................... 27

4.1.1 Persiapan Alat ...................................................................................... 27

4.1.2 Persiapan Bahan .................................................................................. 27

4.2 Pembuatan Spesimen .............................................................................. 27

4.2.1 Pembuatan Spesimen Woven Roving.............................................. 28

4.2.2 Pembuatan Spesimen Multiaxial ..................................................... 28

XV

4.3 Pengujian Tarik dan Tekuk ........................................................................ 29

4.4 Analisa Teknik ........................................................................................... 31

4.4.1 Hasil pengujian tarik ........................................................................... 32

4.4.2 Hasil pengujian tekuk .......................................................................... 39

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 49

5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 49

5.2 Saran ........................................................................................................... 49

Daftar Pustaka ....................................................................................................... 51

XVII

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Chopped Strand Mat .......................................................................... 8

Gambar 2.2 Woven Roving ................................................................................. 10

Gambar 2.3 Multiaxial EBX ................................................................................ 11

Gambar 2.4 Resin ................................................................................................ 12

Gambar 2.5 Katalis .............................................................................................. 13

Gambar 2.6 Metode Hand Lay Up ...................................................................... 14

Gambar 2.7 Metode Spray Gun Roving............................................................... 15

Gambar 2.8 Metode vacuum infusion .................................................................. 15

Gambar 2.9 Kurva hasil Uji Tarik ....................................................................... 16

Gambar 2.10.Gambar ukuran spesimen uji tarik ................................................ 17

Gambar 2.11 Pengaruh pembebanan lengkung terhadap bahan uji..................... 18

Gambar 2.12 Metode three points bending ......................................................... 19

Gambar 3.1 Diagram Alir Pelaksanaan (flowchart) ............................................ 21

Gambar 3.2 Persiapan cetakan............................................................................. 23

Gambar 3.3 Proses laminasi spesimen tarik dan tekuk ....................................... 24

Gambar 3.4 pembuatan mal menggunakan AutoCad .......................................... 25

Gambar 3.5 spesimen uji tarik dan bending ........................................................ 26

Gambar 4.1 Proses pengujian tarik spesimen ...................................................... 30

Gambar 4.2 Proses pengujian tekuk .................................................................... 31

Gambar 4.3 hasil pengujian spesimen ................................................................. 31

Gambar 4.4 Grafik hasil uji tarik WR 1 .............................................................. 32



Gambar 4.7 Grafik hasil uji tarik EBX 1 ............................................................. 36



Gambar 4.10 Grafik hasil uji tekuk WR 1 ........................................................... 40



Gambar 4.13 Grafik hasi uji tekuk EBX 1 .......................................................... 44

Gambar 4.14 Grafik hasil uji tekuk EBX 2 ......................................................... 45

Gambar 4.15 Grafik hasil uji tekuk EBX 3 ......................................................... 46

XIX

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Urutan laminasi specimen Woven Roving ........................................... 28

Tabel 4.2 Urutan laminasi specimen Multiaxial................................................... 29

Tabel 4.3 Tabel hasil pengujian tarik woven roving ............................................ 35

Tabel 4.4 Tabel hasil pengujian tarik multiaxial .................................................. 35

Tabel 4.5 Tabel hasil pengujian tekuk woven roving........................................... 43

Tabel 4.6 Tabel hasil pengujian tekuk multiaxial ................................................ 47

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Serat kaca atau yang biasa disebut dengan Fiber glass berasal dari

kaca cair yang ditarik menjadi serat tipis. Serat ini lalu dipintal menjadi

benang atau ditenun menjadi seperti kain. Lalu deresapi dengan resin

sehingga menjadi bahan yang kuat dan tahan korosi dan kemudian banyak

digunakan untuk perabotan rumah tangga, industri besar dan pembuatan

kapal yang kemudian disebut dengan fiberglass reinforced plastic (FRP)

FRP yang umum digunakan pada industri kapal adalah jenis Chopped

Strand Mat, yang merupakan teknologi fiberglass generasi pertama. Bahan

ini berbentuk lembaran kain dengan kandungan serat pendek yang acak.

Kain ini tidak memiliki arah kuat tarik yang spesifik karena seratnya yang

acak dan tidak beraturan. Dan Woven Roving, merupakan teknologi

fiberglass generasi kedua. Bahan ini berbentuk kain yang dibuat dari benang

kaca yang dianyam. Kain ini memiliki kuat tarik yang baik pada arah 0 dan

90. Namun seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi

(IPTEK). Kini tumbuh inovasi-inovasi tentang FRP yaitu jenis multiaxial.

Teknologi multiaxial adalah suatu teknologi pembuatan kain

fiberglass, dimana dalam kain tersebut terdapat berbagai macam arah.

Multixial memiliki arah serat yang bervariasi dan teratur. Dengan

keteraturan arah serat multiaxial tersebut, dapat diperoleh perbandingan

glass dan resin (glass content) yang lebih tinggi dibandingkan serat

konvensional. Namun dengan mengetahui perbandingan glass content,

menimbulkan pertanyaan tentang kekuatan FRP apakah dengan glass

content yang tinggi memiliki kekuatan yang lebih besar dibanding dengan

FRP yang memiliki glass content rendah?

Oleh karena itu, pada Tugas akhir kali ini saya mengangkat

permasalahan tentang membandingkan uji kekuatan FRP multiaxial dan

2

konvensional. Tugas akhir ini juga ingin menguji ulang dari hasil penelitian

sebelumnya, yaitu Tugas akhir Triyadi Sadewo (2012), yang menyimpulkan

bahwa material woven roving dan chopped strand mat memiliki kekuatan

tarik lebih besar dari pada material multiaxial.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, rumusan

masalah yang dapat diambil pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana perbandingan kekuatan FRP berbahan serat gelas Multiaxial

dengan Woven Roving menggunakan metode uji tarik?

2. Bagaimana perbandingan kekuatan FRP berbahan serat gelas Multiaxial

dengan Woven Roving menggunakan metode uji tekuk?

1.3 Tujuan Penelitian

Berdasarkan permasalahan yang telah dirumuskan di atas, adapun tujuan

dari ditulisnya tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Untuk mengetahui perbandingan kekuatan tarik dari jenis FRP multiaxial

dan woven roving

2. Untuk mengetahui perbandingan kekuatan tekuk dari jenis FRP multiaxial

dan woven roving

1.4 Manfaat Penelitian

Dari tujuan penulisan tugas akhir ini terdapat beberapa manfaat yang

diperoleh diantaranya sebagai berikut :

1. Sebagai referensi data kekuatan material FRP untuk perusahaan

2. Sebagai referensi data kekuatan material untuk perencanaan pembangunan

kapal FRP

1.5 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Kebutuhan resin dan katalis menyesuaikan dengan percobaan di lapangan.

3

2. Resin yang digunakan pada pembuatan spesimen adalah SHCP

3. Urutan laminasi pembuatan spesimen jenis serat gelas woven roving

(CSM-WR) dan multiaxial (CSM-EBX) mengikuti permintaan perusahaan

dengan jumlah dan berat disesuaikan

4. Spesimen uji tarik menggunakan standart ASTM-D638

5. Spesimen uji tekuk menggunakan standart ASTM-D790

4

Halaman ini sengaja dikosongkan

5

BAB II

DASAR TEORI

2.1 FRP (Fiberglass Reinforced Plastics)

Berikut ini merupakan definisi FRP dari beberapa sumber. Menurut

Judawisastra (Maruf, 2018) Fiberglass dalam ilmu material termasuk ke

dalam kategori Thermoset Polymer Composites. Composites sendiri

merupakan dua atau lebih material yang berbeda sifat fisik dan kimiawinya

bersatu secara makroskopik menjadi sebuah material baru yang memiliki sifat

fisik dan kimawi yang baru dan berbeda (Judawisastra, 2000). Jadi thermoset

polymer composites merupakan penggabungan dua material utama resin

polymer (plastik) dan fiberglass (serat kaca), sehingga fiberglass yang kita

kenal sering juga disebut Fiberglass Reinforced Plastic (FRP).

FRP adalah salah satu jenis material komposit yang terdiri atas matrik

resin polimer yang diperkuat dengan serat gelas atau serat karbon. FRP

banyak digunakan sebagai komponen struktur pada elemen pesawat terbang,

otomotif, perkuatan (retrofit), dan struktur lain termasuk jembatan. Kelebihan

material FRP dibandingkan dengan material lainnya adalah tahan korosi

(corrosion resistance), memiliki kekuatan tinggi, bobotnya ringan, memiliki

stabilitas dimensi, mengurangi penggunaan alat produksi, memiliki

karakteristik insulasi listrik/non konduktif, tidak memerlukan proses finishing

yang besar. Faktor kekurangan dari material ini adalah biayanya relatif mahal

(Widyaningsih, Herbudiman, & Hardono, 2016).

Menurut BKI (Marzuki, Zubaydi, & Ma’ruf, 2017) Fiberglass Reinforced

Plastic (FRP) adalah bahan heterogen, terdiri dari resin thermosetting sebagai

matriks dan bahan penguat.

Jadi, dapat disimpulkan bahwa FRP adalah bahan komposit yang

terbentuk dari dua komponen utama yaitu plastik/polyester sebagai matrik

pengikat dan serat (fiber) sebagai penguat. Material FRP mempunyai

beberapa kelebihan diantaranya adalah tahan korosi (corrosion resistance),

6

memiliki kekuatan tinggi, bobotnya ringan, memiliki stabilitas dimensi,

mengurangi penggunaan alat produksi, memiliki karakteristik insulasi

listrik/non konduktif, tidak memerlukan proses finishing yang besar. Adapun

kekurangan dari FRP adalah materialnya relatif mahal.

Adapun bentuk-bentuk fiberglass yang digunakan sebagai bahan

pembuatan spesimen pengujian kali ini adalah :

1. Chopped Strand Mat (CSM)

CSM merupakan teknologi fiberglass generasi pertama. Bahan ini

berbentuk lembaran kain dengan kandungan serat pendek yang acak. Kain

ini tidak memiliki arah kuat tarik yang spesifik, karena seratnya yang acak,

tidak beraturan. Jika digabungkan dengan resin, maka perbandingan

kandungan resin dan glass (fiber weight content) adalah sekitar 70:30

(Maruf, 2018).

Berikut ini penjelasan CSM menurut Siregar, Setyawan, dan

Marasabessy. Chopped Strand Mat (CSM) adalah sebutan untuk serat

(fiber) yang berwarna putih dengan susunan tidak beraturan. Fungsinya

sebagai penguat resin terutama pada pembuatan lembaran agar tidak

mudah retak/pecah (Siregar, Setyawan, & Marasabessy, 2016).

Chopped Strand Mat merupakan salah satu jenis serat penyusun

fiberglass yang sangat kuat. Bentuknya berupa anyaman tipis yang

dengan kuat. Meskipun seratnya tipis, namun serat ini mampu

memberikan kekuatan yang luar biasa untuk fiberglass yang digunakan

untuk berbagai macam keperluan (Ramdhani, 2016).

Chopped Strand Mat, dalam pemakaian di industri sering disebut

Mat atau Matto, berupa potongan potongan serat fiberglass dengan

panjang sekitar 50mm yang disusun secara acak dan dibentuk menjadi

satu lembaran. Jenis ini merupakan serat penguat dengan konfigurasi

serat acak dan merupakan serat penguat tidak menerus, serat penguat

yang digunakan yaitu E-glass. Pada proses pembuatan laminasi

perbandingan antara berat serat matto dengan resin sekitar 25-35% matto

dan 65-75% resin polyester. Laminasi chopped strand mat ini biasanya

7

digunakan sebagai lapisan pengikat antara, supaya tidak mudah

terkelupas maupun selip pada proses laminasi berikutnya. Juga sering

digunakan sebagai laminasi awal dan akhir dengan tujuan bagian sisi

tersebut menjadi rata. Dalam pemakaian sehari-hari dan yang umum

digunakan untuk bangunan kapal, serat chopped strand mat terdiri dari

(Sofi’i & Djaya, 2008) :

a. Chopped strand mat 300 gram/m2

(CSM 300) dengan data teknis

sebagai berikut :

Berat spesifik (W/m2)f : 300 gram/m

2

Kekuatan tarik (uf) : 213 Mpa

Modulus elastisitas (Ef) : 16 Gpa

Angka poisson (f) : 0,2

b. Chopped strand mat 450 gram/m2

(mat 450) dengan data teknis

sebagai berikut :


2


Modulus elastisitas (Ef) : 16 Gpa

Berikut ini adalah bentuk dari serat gelas CSM. Gambar ini

diambil dai salah satu web di internet. Untuk lebih jelas bentuk CSM

dapat dilihat pada gambar 2.1

8

Gambar 2.1 Chopped Strand Mat

(sumber: https://dir.indiamart.com/mumbai/chopped-strand-mat)

2. Woven Roving (WR)

WR merupakan teknologi fiberglass generasi kedua. Bahan ini

berbentuk lembaran kain yang dibuat dari benang kaca yang dianyam.

Kain ini memiliki kuat tarik yang baik pada arah 0o dan 90

o. Jika

digabungkan dengan resin, maka perbandingan kandungan resin dan serat

adalah sekitar 55:45 (Maruf, 2018).

Berikut adalah pengertian woven roving menurut Siregar. Kutipan ini

diambildari jurrnal yang berjudul Bina Teknika. Serat fiberglass woven

roving (WR 800) adalah istilah ropping digunakan untuk serat halus

berwarna putih yang susunannya beraturan seperti serat pada karung

(Siregar et al., 2016).

Woven Roving (WR) merupakan salah satu komposisi pendukung dari

keunggulan FRP, beberapa pendukung keunggulannya adalah seperti lebih

kuat dan lebih tahan lama, dalam melakukan proses penghalusan tentu

akan sangat mudah dilakukan , tidak akan mudah berkarat dan akan tahan

dari air laut, dan tentunya masih banyak lagi keunggulan yang dimiliki.

Woven Roving (WR) memiliki wujud seperti anyaman, dimana anyaman

dengan kelompok serat panjang yang relatif berbentuk tebal (Ramdhani,

2017).

Jenis woven roving merupakan serat penguat menerus berbentuk

anyaman dengan arah yang salik tegak lurus. Pada proses laminasi

perbandingan berat antara serat woven roving dengan resin adalah 45-50%

woven roving 50-55% resin polyester dari fraksi berat, untuk bangunan

kapal umumnya sering dipakai komposisi 50% woven roving dengan 50%

resin, woven roving ini digunakan sebagai laminasi utama yang

memberikan kekuatan tarik maupun lengkung yang lebih tinggi

dibandingkan laminasi matto. Dalam proses pembuatan laminasi serat

woven roving lebih sulit untuk dibasahi oleh resin dan terkadang larutan

resin relatif sulit untuk mengisi celah anyaman serat woven roving.

9

Dengan kandungan resin polyester yang relatif lebih sedikit dibandingkan

laminasi matto maka laminasi serat woven roving ini memiliki ketahanan

terhadap resapan air yang kurang baik. Untuk memperbaiki kondisi ini

maka biasanya laminasi serat woven roving dilapisi lagi dengan dua

lapisan matto pada bagian sisi luar yang memiliki kandungan resin

polyester yang relatif lebih banyak. Dalam pemakaian di bangunan kapal

terdiri dari (Sofi’i & Djaya, 2008):

a. Woven roving 400 gram/m2 (WR 400) dengan data teknis

sebagai berikut :


2


Modulus elastisitas (Ef) : 38,5 Gpa


b. Woven roving 600 gram/m2 (WR 600) dengan data teknis sebagai

berikut :


2




c. Woven roving 800 gram/m2 (WR 800) dengan data teknis sebagai

berikut :


2




10

Berikut ini adalah bentuk dari serat gelas WR. Gambar ini

diambil dai salah satu web di internet Bentuk WR dapat dilihat pada

gambar 2.2.

Gambar 2.2 Woven Roving

(sumber: trojan fiberglass)

3. Multiaxial

Multiaxial merupakan teknologi fiberglass generasi terakhir. Bahan

ini berbentuk lembaran kain yang dibuat dari benang kaca halus yang

dirajut, dapat diarahkan ke berbagai arah sesuai kebutuhan, dan dapat

digabungkan beberapa lapis sekaligus. Kain ini memiliki kuat tarik yang

baik pada berbagai arah, sehingga dapat disesuaikan penggunaanya

terhadap beban yang akan ditanggung oleh produk jadi. Jika digabungkan

dengan resin, maka perbandingan kandungan resin dan serat adalah sekitar

40:60 (Maruf, 2018).

Jenis multiaxial merupakan serat penguat menerus (Continuous fibre

reinforced) dengan konfigurasi serat penguat terdiri dari tiga layer yaitu

layer pertama 45 terhadap prinsipal axis dan layer kedua 0 terhadap

prinsipal axis serta arah layer ketiga -45 terhadap prinsipal axis.

Perbandingan berat antara serat triaxial dengan resin yang digunakan

adalah 45-50% serat triaxial dan 50-65% resin polyester dari fraksi berat

namun untuk bangunan kapal umumnya sering dipakai 50% : 50% dalam

satu laminasi. Laminasi serat triaxial ini digunakan sebagai laminasi utama

11

yang memberikan kekuatan tarik dan lengkung lebih tinggi dibandingkan

laminasi serat woven roving. Adapun data teknis sebagai berikut (Sofi’i &

Djaya, 2008) :


2




Pada pengujian kali ini menggunakan serat gelas multiaxial jenis biaxial.

Biaxial meupakan serat gelas dengan dua arah penyusun serat yaitu 45o dan

-45o atau Biaxial. Jenis serat biaxial yang digunakan adalah EBX 800.

Berikut ini adalah gambar dari serat gelas multiaxial EBX 800.

Gambar 2.3 Multiaxial EBX 800

(sumber : dokumen pribadi)

Adapun elemen utama dalam pembuatan fiberglass sebagai berikut:

1. Resin

Resin atau dammar adalah suatu campuran yang kompleks dari

ekskret tumbu-tumbuhan dan insekta, biasanya berbentuk padat dan amorf

dan merupakan hasil terakhir dari metabolisme dan dibentuk dari ruang-

ruang skizogen dan skizolisigen. Secara fisis, resin (damar) ini biasanya

12

keras, transparan plastis dan pada pemanasan menjadi lembek. Secara

kimiawi, resin adalah campuran yang kompleks dari asam-asam resinat,

alkoholresinat, resinotannol, ester-ester dan resene-resene. Bebas dari zat

lemas dan mengandung sedikit oksigen karena mengandung zat karbon

dalam kadar tinggi, maka kalau dibakar menghasilkan angus. Ada juga

yang menganggap bahwa resin terdiri dari zat-zat terpenoid, yang dengan

jalan addisi dengan air menjadi dammar dan fitosterin.sifatny tidak larut

dalam air, sebagian larut dalam alcohol, larut dalam eter, aseton, petroleum

eter, kloroform, dan lain-lain. Apabila resin-resin dipisahkan dan

dimurnikan, biasanya dibentuk dalam zat padat yang getas dan amorf,

yang kalau dipanaskan akan menjadi lembek dan akan habis terbakar.

Resin ini juga tidak larut dalam air, tetapi larut dalam alcohol dan pelarut

organik lainnya (Setiawan & Sulaksono, 2012). Bentuk resin dapat dilihat

pada gambar 2.4

Gambar 2.4 Resin

(sumber: dokumen pribadi)

2. Katalis

Katalis adalah material yang memiliki fungsi yang sama dengan

hardener yaitu untuk mempercepat reaksi proses polimerisasi, namun

digunakan sebagai pasangan polyester resin dan vynil ester resin (Ardhy,

13

Putra, & Islahuddin, 2019). Adapun bentuk katalis dapat dilihat pada

gambar 2.5

Gambar 2.5 Katalis

(Sumber : temukanpengertian)

2.2 Metode Pembuatan Komposit

Komposit adalah suatu material yang terdiri dari campuran atau

kombinasi dua atau lebih material baik secara mikro atau makro, dimana

sifat material yang tersebut berbeda bentuk dan komposisi kimia dari zat

asalnya (Smith, 1996). Pendapat lain mengatakan bahwa komposit adalah

sebuah kombinasi material yang berfasa padat yang terdiri dari dua atau

lebih material secara skala makroskopik yang mempunyai kualitas lebih baik

dari material pembentuknya (Jacob, 1994).

Pada dasarnya dalam pembuatan fiber, terdapat metode laminasi yang

sering digunakan. Berikut penjelasan tentang metode laminasi:

1. Hand Lay Up

Metode dasar dalam pembangunan kapal fiber.Metode ini adalah

metode laminasi yang paling mudah dan sederhana. Kekurangan metode

ini: tidak maksimalnya hasil penyatuan dari lapisan atau susunan antara

fiber dan resin (Ardhy et al., 2019)

Metode hand lay up merupakan metode laminasi yang paling

sederhana. Adapun proses laminasi dengan metode hand lay up dengan

menuangkan resin ke lembaran fiber kemudian memberi takanan sekaligus

14

meratakannya menggunakan rol atau kuas. Proses tersebut dilakukan

berulang-ulang hingga ketebalan yang diinginkan tercapai. Pada proses ini

resin langsung berkontak dengan udara dan biasanya proses pencetakan

dilakukan pada temperatur kamar.Padametoda hand lay up ini resin yang

paling banyak di gunakan adalah polyester dan epoxies. Proses ini dapat

dilihat pada gambar 2.6.

Gambar 2.6 Metode Hand Lay Up

(Sumber : https://materialengineeringranggaagung.wordpress.com/2017/07/09/komposit/)

2. Chopper Gun

Metode Chopper Gun metode ini membutuhkan alat yang berbentuk

pistol yang akan menembakkan potongan fiber dengan resin ke seluruh

lapisan cetakan (mold) yang kemudian disatukan dengan roll. Pada

pelapisan menggunakan teknik chopper gun, hanya dapat menggunakan

fiber dalam bentuk gulungan benang (Spray Gun Roving) (Ardhy et al.,

2019). Adapun proses ini dapat dilihat pada gambar 2.7.

https://materialengineeringranggaagung.wordpress.com/2017/07/09/komposit/

15

Gambar 2.7 Metode Spray Gun Roving

(Sumber : https://materialengineeringranggaagung.wordpress.com/2017/07/09/komposit/)

3. Vacuum Infusion

Metode ini salah satu metode pencetakan tertutup atau sistem Resin

Transfer Moulding (RTM). Resin disuntikkan ke dalam suatu cetakan

tertentu, kemudian bagian atasnya ditutup cetakan yang kaku. Namun

pada vacuum infusion, cetakan atas diganti dengan plastik

film.Keuntungan yang dimiliki metode vacuum infusion: hasil laminasi

yang lebih tipis, merata, dan lebih kuat (Ardhy et al., 2019).

Gambar 2.8 Metode vacuum infusion

(Sumber : https://sparteccomposites.com/learning-centre/)

2.3 Uji Tarik

Uji tarik adalah salah satu pengujian yang digunakan untuk mengetahui

sifat mekanik logam maupun non logam. Uji tarik merupakan suatu metode

yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu bahan/material dengan cara

memberikan beban gaya yang berlawanan arah. Pengujian tarik (tensile test)

juga sering disebut sebagai tension test, merupakan salah satu dari pengujian

mekanik yang paling mendasar/fundamental, sangat sederhana, tidak mahal

dan telah distandarisasi di seluruh dunia seperti di Amerika ASTM E 8 dan

ASTM E 8M dan di Jepang JIS 2241. Dapat mengetahui tegangan,

regangan,reduksi, dan modulus elastisitas (Mulyadi, 2016)

Uji tarik ( tensill strength ) adalah salah satu pengujian untuk

mengetahui sifat-sifat suatu bahan. Dengan menarik suatu bahan dan kita

akan dapat mengetahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga

https://materialengineeringranggaagung.wordpress.com/2017/07/09/komposit/

https://sparteccomposites.com/learning-centre/

16

tarikan dan mengetahui sejauh mana material itu bertambah panjang. Alat

eksperimen untuk uji tarik ini harus memiliki cengkeraman (grip) yang kuat

dan kekakuan yang tinggi (highly stiff).

Pengujian tarik bertujuan untuk mengetahui sifat mekanis dari suatu

logam terhadap tarikan dari bahan yang akan di uji. Pengujian tarik dapat

diketahui beberapa sifat mekanik material yang sangat dibutuhkan dalam

rekayasa yaitu kekuatan (tegangan), keuletn (elongasi), dan modulus

elastisitas (Sam & Nugraha, 2015).

Gambar 2.9 Kurva hasil Uji Tarik

(Sumber : https://www.alatuji.com/index.php?/article/detail/2/uji-tarik)

Dirumuskan,

Stress (Tegangan Mekanis):

σ = F/A (2.1)

dimana:

σ= tegangan (N/m2)

F = gaya tarikan (N)

A = luas penampang (m2)

Strain (Regangan):

ε = ΔL/L (2.2)

dimana:

ε = regangan

ΔL = Pertambahan panjang (m)

L = Panjang awal (m)

Maka, hubungan antara stress dan strain dirumuskan:

E = σ/ε

https://www.alatuji.com/index.php?/article/detail/2/uji-tarik

17

Dalam pengujian uji tarik ini dengan menggunakan metode yang diatur

dalam ASTM-D638 ( Standard Test Method for Tensile Properties of

Plastics ). ASTM-D638 adalah gaya per unit area yang dibutuhkan untuk

memutuskan sebuah material atau bahan dibawah tergangan. Biasanya

dinyatakan dalam pounds per inch square (lbf/in2 atau psi), N/m

2 atau Mpa.

Berikut merupakan tabel untuk pembentukan spesimen uji tarik yang akan

kami buat

Gambar 2.10. Gambar ukuran dimensi pengujian tarik

(Sumber: dokumen pribadi)

2.4 Uji Tekuk

Pengujian lengkung merupakan salah satu pengujian sifat mekanik

bahan yang dilakukan terhadap speciment dari bahan baik bahan yang akan

digunakan sebagai konstruksi atau komponen yang akan menerima

pembebanan lengkung maupun proses pelengkungan dalam pembentukan.

Pelengkuan (bending) merupakan proses pembebanan terhadap suatu bahan

pada suatu titik ditengah-tengah dari bahan yang ditahan diatas dua

tumpuan. Dengan pembebanan ini bahan akan mengalami deformasi

dengan dua buah gaya yang berlawanan bekerja pada saat yang

18

bersmaan. Gambar dibawah ini memperlihatkan prilaku bahan uji

selama pembebanan lengkung (Edogawa, 2012).

Gambar 2.11 Pengaruh pembebanan lengkung terhadap bahan uji

(Sumber : https://riski-ilmu.blogspot.com/2012/10/pengujian-lengkung-bend-test.html)

Sebagaimana prilaku bahan terhadap pembebanan, semua bahan akan

mengalami perubahan bentuk (deformasi) secara bertahap dari elastis menjadi

plastis hingga akhirnya mengalami kerusakan (patah). Dalam proses

pembebanan lengkung dimana dua gaya bekerja dengan jarak tertentu (1/2L)

serta arah yang berlawanan bekerja secara beramaan (lihat gambar 2.9), maka

Momen lengkung (Mb) itu akan bekerja dan ditahan oleh sumbu batang

tersebut atau sebagai momen tahanan lengkung.

Meterial uji pada percobaan kali ini dibuat berdasarkan ASTM D790

dengan metode pengujian three point bending. Pengujian bending ini

menggunakan metode three points bending, caranya adalah spesimen uji di

tumpu pada kedua ujungnya dan diberikan beban diantara kedua penumpu

https://2.bp.blogspot.com/-XcBC_mFGRQQ/UHy30QLimeI/AAAAAAAAAGo/ozx6CfHmnSg/s1600/cats.jpg

https://1.bp.blogspot.com/-pVbnb5LkxPs/UHy3q6sC7tI/AAAAAAAAAFo/kZvbE2_hXps/s1600/2.jpg

https://riski-ilmu.blogspot.com/2012/10/pengujian-lengkung-bend-test.html

19

tersebut hingga spesimen uji tersebut rusak atau patah.

Gambar 2.12 Metode three points bending

(Sumber : https://slideplayer.info/slide/2753439/)

Menurut ASTM D790 bentuk spesimen yang memiliki ketebalan diatas

3,2 mm, support span harus 16 kali (toleransi 61) ketebalan spesimen. Lebar

spesimen tidak boleh melebihi seperempat dari support span.

https://slideplayer.info/slide/2753439/

20


21

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Flowchart

Proses pengerjaan Tugas Akhir ini dapat digambarkan seperti pada

flowchart di gambar 3.1 berikut.

Gambar 3.1 Diagram Alir Pelaksanaan (flowchart)

Persiapan Alat dan Bahan

Pembuatan Spesimen

SpesimenWoven Roving Spesimen Multiaxial

Pengujian Tarik dan Tekuk

Analisa Teknik

Kesimpulan

Mulai

Selesai

22

3.2 Persiapan alat dan bahan

Pada pengujian kali ini dibutuhkan beberapa peralatan dan bahan yang

menunjang dalam pembuatan spesimen. Adapun beberapa peralatan yang

dibutuhkan seperti mesin uji tarik, mesin uji tekuk, jangka sorrong, roll

bulu, roll besi, timbangan, termometer, gayung, mahjun. Dan beberapa

bahan yang dibutuhkan dalam pembuatan spesimen seperti CSM 300

sebanyak 10 lembar dengan ukuran 1x1 m, WR 800 sebanyak 5 lembar

dengan ukuran 1x1 m, EBX 800 sebanyak 5 lembar dengan ukuran 1x1 m,

resin, katalist dan wax.

3.3 Pembuatan Spesimen Uji Tarik dan Tekuk

Pembuatan spesimen uji tarik dan tekuk dilakukan di PT. SAMUDRA

SINAR ABADI. Untuk pembuatan spesimen multiaxial dan woven roving,

standart yang di gunakan pada uji tarik adalah ASTM-D638. Dan untuk

pengujian tekuk menggunakan ATSM-D790. Berikut adalah proses

pembuatan spesimen tarik dan tekuk

a. Persispapan cetakan

Pada proses persiapan cetakan ini menggunakan cetakan yang

tersedia di galangan. Cetakan yang dipilih merupakan cetakan datar

berlapis melamin dengan ukuran 1x1 meter. Selanjutnya memperbaiki

permukaan cetakan dengan menggunakan dempul pada permukaan

cetakan yang rusak. Kemudian dilakukan waxing pada permukaan

cetakan sebanyak 3 kali untuk mempermudah pelepasan fiber dari

cetakan. Berikut adalah proses persiapan cetakan yang dapat dilihat

pada gambar 3.2

23

Gambar 3.2 Persiapan cetakan

(Sumber: dokumen pribadi)

b. Proses laminasi

Sebelum memasuki proses laminasi, terlebih dahulu

mempersiapkan masing-masing serat gelas jenis multiaxial EBX 800

dan woven roving 800 berukuran 1x1 m sebanyak 5 lembar. Dan

mempersiapkan CSM 300 sebanyak 10 lembar berukuran 1x1 m. Proses

laminasi spesimen jenis woven roving dan multiaxial dengan ukuran

1x1 m dimulai dengan menimbang resin 1 kg untuk mengetahui

perbandingan kebutuhan resin dengan kandungan serat gelas masing-

masing jenis FRP. Kemudian resin dicampuran dengan katalist

sebanyak 1% (dengan memperhatikan suhu ruangan). Lalu dilanjutkan

dengan laminasi CSM pada lapisan pertama dan WR pada lapisan

berikutnya secara bergantian menggunakan bantual roll bulu untuk

meratakan resin keseluruh bagian serat gelas dan roll besi untuk

mengurangi resiko terjebaknya gelembung udara pada lapisan fiber.

Berikut merupakan gambar proses laminasi spesimen.

24

Gambar 3.3 Proses laminasi spesimen tarik dan tekuk


c. Proses pembentukan spesimen sesuai ASTM

Proses pembentukan spesimen sesuai ASTM diawali dengan

pelepasan FRP dari cetakan dengan bantuan kapi. Pada tahap

selanjutnya yaitu pembuatan mal untuk spesimen uji tarik. Pembuatan

mal uji tarik dibuat dengan software AutoCad yang kemudian diprint

dengan skala 1:1. Mal uji tarik dibuat berdasarkan standart ASTM

D638 dengan spesimen tipe III. Pada pengujian bending tidak

diperlukan pembuatan mal karena bentuk spesimen uji bending

berdasarkan ASTM D790 berbentuk persegi panjang dan hanya

dilakukan penandaan menggunakan penggaris. Berikut ini adalah

gambar pembuatan mal uji tarik menggunakan software AutoCad.

25

Gambar 3.4 pembuatan mal menggunakan AutoCad


Pada tahap selanjutnya yaitu melakukan penandaan untuk spesimen

uji tarik dan uji bending. Penandaan spesimen disesuaikan dengan mal yang

telah dibuat dengan menggunakan alat bantu spidol dan penggaris. Tahapan

berikutnya yaitu proses pemotongan. Pemotongan dilakukan menggunakan

alat bantu gerinda potong dan amplas yang digunakan untuk menghaluskan

bekas gerinda.

3.4 Pengujian Tarik dan Tekuk

Pelaksanaan pengujian tarik dan tekuk dilakukan di Lab. Uji Bahan

Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya. Pada pengujian tarik dan tekuk

dilakukan di Lab. Uji bahan Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya dan

prosedur pengujian mengikuti standart ASTM D638 (Standard Test Method

for Tensile Properties of Plastics) untuk pengujian tarik dan standart ASTM

D790 (Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and

Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials) untuk pengujian

tekuk. Pada pengujian tekuk dan bending mempunyai 2 varian jenis serat

gelas yaitu woven roving dan multiaxial diambil. Setiap varian diambil 3

26

sampel. Tiap sampel spesimen diberi kode WR 1,2,3 untuk spesimen jenis

Woven Roving. Dan untuk spesimen multiaxial diberi kode EBX 1,2,3.

Berikut merupakan gambar spesimen uji tarik dan bending

Gambar 3.5 spesimen uji tarik dan bending


3.5 Analisa Teknik

Pada tahap ini, setelah melakukan pengujian tarik dan tekuk dan

mendapatkan data hasil pengujian. Data yang diperoleh kemudian dianalisa

hasil pengujianya. Data yang dihasilkan oleh mesin hasil pengujian tarik dan

tekuk merupakan kekuatan dari masin-masing jenis serat gelas.

3.6 Kesimpulan

Pada kesimpulan ini didapat dari hasil analisa teknik yang telah

dilakukakan. Kesimpulan meliputi informasi kekuatan dari masing-masing

serat gelas. Kesimpulan ini dibuat untuk memberikan informasi tentang

kekuatan serat gelas baik kepada industri maupun kepada peneliti yang

melakukan pengujian sejenis.

27

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Persiapan Material

Persiapan material bertujuan untuk memudahkan dalam proses

pengujian kali ini. Persiapan material meliputi alat dan bahan yang

menunjang pembuatan spesimen. Adapun alat dan bahan yang dibutuhkan

dalam pembuatan spesimen sebagai berikut:

4.1.1 Persiapan Alat

Berikut ini adalah alat-alat yang dibutuhkan dalam pengujian

1. Mesin Uji Tarik

2. Mesin Uji Tekuk

2. Jangka sorong

3. Kuas

4. Roll bulu

5. Roll besi

6. Timbangan

7. Termometer

4.1.2 Persiapan Bahan

Berikut ini adalah bahan-bahan yang dibutuhkan dalam pengujian

1. CSM 300

2. WR 800

3. EBX 800

4. Katlist

5. Resin

6. Wax

4.2 Pembuatan Spesimen

28

4.2.1 Pembuatan Spesimen Woven Roving

Dari hasil percobaan yang dilakukan dengan menggunakan metode

hand layup menunjukan bahwa, CSM 300 memiliki perbandingan

konsumsi resin dan serat gelas 70/30 dapat dibuktikan dari penggunaan

resin memerlukan 700 gr untuk 1 m2

CSM 300. Dan WR 800 memiliki

perbandingan konsumsi resin dan serat gelas 50/50 dapat dibuktikan dari

penggunaan resin memerlukan 800 gr untuk 1 m2 WR 800. Urutan lapisan

serat fiber untuk pembuatan spesimen WR mengikuti permintaan galangan

dengan urutan sebagai berikut :

No lap Jenis serat gelas Berat serat gelas (gram/m2)

1 CSM 300 300

2 WR 800 800

3 CSM 300 300

4 WR 800 800

5 CSM 300 300

6 WR 800 800

7 CSM 300 300

8 WR 800 800

9 CSM 300 300

10 WR 800 800

Berat Total 5500

Tabel 4. 1 Urutan laminasi specimen Woven Roving

(Sumber: data pribadi)

4.2.2 Pembuatan Spesimen Multiaxial

Dari hasil percobaan yang dilakukan dengan menggunakan metode

hand layup menunjukan bahwa, CSM 300 memiliki perbandingan

konsumsi resin dan serat gelas 70/30 dapat dibuktikan dari penggunaan

resin memerlukan 700 gr untuk 1 m2

CSM 300. Dan EBX 800 memiliki

perbandingan konsumsi resin dan serat gelas 55/45 dapat dibuktikan dari

29

penggunaan resin memerlukan 950 gr untuk 1 m2 EBX 800. Urutan lapisan

serat fiber untuk pembuatan spesimen multiaxial mengikuti permintaan

galangan dengan urutan sebagai berikut

Tabel 4. 2 Urutan laminasi specimen Multiaxial

No lap Jenis serat gelas Berat serat gelas (gram/m2)

1 CSM 300 300

2 EBX 800 800

3 CSM 300 300

4 EBX 800 800

5 CSM 300 300

6 EBX 800 800

7 CSM 300 300

8 EBX 800 800

9 CSM 300 300

10 EBX 800 800

Berat Total 5500


4.3 Pengujian Tarik dan Tekuk

Pada pengujian tarik spesimen uji tarik woven roving memiliki

ketebalan 7,8 mm dan spesimen multiaxial memiliki ketebalan 10 mm.

Sehingga kedua spesimen tergolong ke tipe III pada ASTM D638. Pembuatan

gauge lenght pada kedua jenis serat menggunakan spidol/bolpoin dengan

panjang yang sama yaitu 50 mm yang diukur dari tengah spesimen. Pada

pengujian ini kecepatan daya tarik yang digunakan adalah 5 mm/min. Berikut

merupakan gambar proses pengujian tarik spesimen

30

Gambar 4.1 Proses pengujian tarik spesimen


Pada spesimen pengujian tekuk, ASTM D790 menyebutkan bahwa

jarak span harus 16 kali tebal spesimen, lebar spesimen tidak boleh melebihi

¼ dari jarak span dan panjang spesimen minimal lebih panjang 10% pada

setiap ujungnya. Sehingga pada spesimen woven roving memiliki dimensi

panjang: 150 mm, lebar: 31,25 mm, tebal: 7,8 mm dan jarak span: 125 mm.

Sementara itu, spesimen multiaxial memiliki dimensi panjang: 201,6 mm,

lebar: 42 mm, tebal: 10 mm dan jarak span: 168 mm. Berikut gambar

pengujian tekuk spesime

31

Gambar 4.2 Proses pengujian tekuk


4.4 Analisa Teknik

Pada analisa teknik ini merupakan hasil dari pengujian yang dilakukan

sebelumnya berupa data. Data yang didapat merupakan grafik dari mesin dan

perubahan bentuk dari spesimen. Gambar berikut merupakan bentuk dari

hasil pengujian spesimen

Gambar 4.3 hasil pengujian spesimen


32

4.4.1 Hasil pengujian tarik

Pada pengujia tarik yang diambil dari 3 sampel dari tiap jenis

serat gelas menunjukan besar beban gaya tarik maksimal yang diterima

oleh spesimen. Data yang dihasilkan dari mesin uji tarik berupa grafik

pertambahan panjang dan pertambahan beban serta nilai dari gaya

maksimum (maximal force) dan tegangan maksimum (maximal stress).

Berikut data hasil pengujian tarik spesimen woven roving dan

multiaxial.

1. Hasil uji tarik spesimen woven roving

Pada pengujian tarik spesimen woven roving diambil 3

sampel. Ketiga speismen memiliki hasil kuat tarik yang berbeda-

beda. Berikut adalah hasil uji tarik dari material woven roving:

a. Woven roving 1

Gambar 4.4 Grafik hasil uji tarik WR 1

(sumber: hasil pengujian)

Dari grafik hasil pengujian diatas dapat diketahui bahwa

spesimen WR 1 memiliki ketebalan 7,1 mm, lebar19,4 mm dan gauge

lenght 50 mm. Beban maksimal yang dihasilkan dari data pengujian

diatas sebesar 28,42 kN. Pada grafik tersebut juga dapat diketahui

tegangan maksimal sebesar 206,35 MPa.

b. Woven roving 2

33



Dari grafik hasil pengujian diatas dapat diketahui bahwa

spesimen WR 2 memiliki ketebalan 7,7 mm, lebar 19,2 mm dan gauge

lenght 50 mm. Beban maksimal yang dihasilkan dari data pengujian

diatas sebesar 28,35 kN. Pada grafik tersebut juga dapat diketahui

tegangan maksimal sebesar 191,75 MPa.

34

c. Woven roving 3



Dari grafik hasil pengujian diatas dapat diketahui bahwa spesimen

WR 3 memiliki ketebalan 7,0 mm, lebar 19,4 mm dan gauge lenght 50

mm. Beban maksimal yang dihasilkan dari data pengujian diatas

sebesar 27,36 kN. Pada grafik tersebut juga dapat diketahui tegangan

maksimal sebesar 201,45 MPa.

Dari hasil uji tarik yang telah dilakukan terhadap jenis serat gelas

woven roving, didapatkan nilai tegangan maksimal yang dapat diterima

material. Dapat diketahui perbedaan nilai dari ketiga sampel uji tarik.

Berikut tabel rekap hasil pengujian tarik.

35

Tabel 4. 3 Tabel hasil pengujian tarik woven roving

No

Jenis serat

gelas

Kode

spesimen

Lebar

(mm)

Tebal

(mm)

Gauge

lenght

(mm)

Max.

stress

(MPa)

1 Woven

Roving

WR 1 19,4 7,1 50 206,35

WR 2 19,2 7,7 50 191,75

WR 3 19,4 7,0 50 201,45


Karena pengujian ini menggunkan beberapa sampel spesimen yaitu 3

untuk spesimen jenis WR dan 3 untuk jenis Multiaxial. Maka untuk

mendapatkan nilai uji tarik dari masing-masing jenis serat gelas, diambil

rata-rata nilai dari tiap jemis serat gelas. Berikut perhitungan untuk mencari

nilai rata-rata:

Jenis serta woven roving:

WR 1 = 206,35 MPa

WR 2 = 191,75 MPa

WR 3 = 201,45 MPa

Rata- rata

Mpa

2. Hasil uji tarik spesimen multiaxial

Pada pengujian tarik spesimen multiaxial diambil 3 sampel.

Ketiga speismen memiliki hasil kuat tarik yang berbeda-beda. Berikut

adalah hasil uji tarik dari material multiaxial:

36

a. EBX 1

Gambar 4.7 Grafik hasil uji tarik EBX 1



EBX 1 memiliki ketebalan 10,0 mm, lebar 19,1 mm dan gauge lenght 50

mm. Beban maksimal yang dihasilkan dari data pengujian diatas sebesar

22,02 kN. Pada grafik tersebut juga dapat diketahui tegangan maksimal

sebesar 115,28 MPa.

37

b. EBX 2







sebesar 112,99 MPa.

38

c. EBX 3







sebesar 120,91 MPa.

Dari hasil uji tarik yang telah dilakukan terhadap jenis serat gelas

multiaxial, didapatkan nilai tegangan maksimal yang dapat diterima

material. Dapat diketahui perbedaan nilai dari ketiga sampel uji tarik.

Berikut tabel rekap hasil pengujian tarik.

39

Tabel 4. 4 Tabel hasil pengujian tarik multiaxial

No

Jenis serat

gelas

Kode

spesimen

Lebar

(mm)

Tebal

(mm)

Gauge

lenght

(mm)

Max.

stress

(MPa)

1 Multiaxial EBX 1 19,1 10,0 50 115,28

EBX 2 19,5 10,5 50 112,99

EBX 3 19,1 10,3 50 120,91



untuk spesimen jenis WR dan 3 untuk jenis Multiaxial. Maka untuk

mendapatkan nilai uji tarik dari masing-masing jenis serat gelas, diambil

rata-rata nilai dari tiap jemis serat gelas. Berikut perhitungan untuk mencari

nilai rata-rata:

Jenis serat multiaxial:

EBX 1 = 115,28 MPa

EBX 2 = 112,99 MPa

EBX 3 = 120,91 MPa

Rata-rata

Mpa

4.4.2 Hasil pengujian tekuk

Pada pengujian tekuk yang diambil dari 3 sampel dari tiap jenis

serat gelas menunjukan besar beban gaya tekuk maksimal yang diterima

oleh spesimen. Data yang dihasilkan dari mesin uji tekuk berupa grafik

pertambahan panjang dan pertambahan beban serta nilai dari gaya

maksimum (maximal force) dan tegangan maksimum (maximal stress).

40

Berikut data hasil pengujian tekuk spesimen woven roving dan

multiaxial.

1. Hasil uji tekuk spesimen woven roving

Pada pengujian tekuk spesimen woven roving diambil 3 sampel.

Ketiga speismen memiliki hasil kuat tekuk yang berbeda-beda. Berikut

adalah hasil uji tekuk dari material woven roving

a. Woven roving 1

Gambar 4.10 Grafik hasil uji tekuk WR 1


Dari grafik hasil pengujian diatas dapat diketahui bahwa spesimen WR 1 memiliki

ketebalan 7,8 mm, lebar 31,9 mm dan panjang support span 125 mm. Beban

maksimal yang dihasilkan dari data pengujian diatas sebesar 1,77 kN. Pada grafik

tersebut juga dapat diketahui tegangan maksimal sebesar 170,71 MPa.

41

b. Woven roving 2



Dari grafik hasil pengujian diatas dapat diketahui bahwa spesimen WR 2

memiliki ketebalan 7,7 mm, lebar 31,9 mm dan panjang support span 125 mm.

Beban maksimal yang dihasilkan dari data pengujian diatas sebesar 1,58 kN.

Pada grafik tersebut juga dapat diketahui tegangan maksimal sebesar 156,70

MPa.

42

c. Woven roving 3



Dari grafik hasil pengujian diatas dapat diketahui bahwa spesimen WR 3 memiliki

ketebalan 7,7 mm, lebar 32 mm dan panjang support span 125 mm. Beban

maksimal yang dihasilkan dari data pengujian diatas sebesar 1,96 kN. Pada grafik

tersebut juga dapat diketahui tegangan maksimal sebesar 193,53 MPa.

Dari hasil tekuk yang telah dilakukan terhadap jenis serat gelas woven

roving, didapatkan nilai tegangan maksimal yang dapat diterima material. Dapat

diketahui perbedaan nilai dari ketiga sampel uji tekuk. Berikut tabel rekap hasil

pengujian tekuk.

43

Tabel 4. 5 Tabel hasil pengujiam tekuk woven roving

No

Jenis serat

gelas

Kode

spesimen

Lebar

(mm)

Tebal

(mm)

Jarak

span

(mm)

Max.

stress

(MPa)

1 Woven

Roving

WR 1 31,9 7,8 125 170,71

WR 2 31,9 7,7 125 156,70

WR 3 32,0 7,7 125 193,53

(Sumber: data pribadi


untuk spesimen jenis WR dan 3 untuk jenis Multiaxial. Maka untuk mendapatkan

nilai uji tekuk dari masing-masing jenis serat gelas, diambil rata-rata nilai dari tiap

jemis serat gelas. Berikut perhitungan untuk mencari nilai rata-rata

Jenis serta woven roving:

WR 1 = 170,71 Mpa

WR 2 = 156,70 Mpa

WR 3 = 193,53 Mpa

Rata- rata

Mpa

1. Hasil uji tekuk spesimen multiaxial

Pada pengujian tekuk spesimen multiaxial diambil 3 sampel. Ketiga

speismen memiliki hasil kuat tekuk yang berbeda-beda. Berikut adalah

hasil uji tekuk dari material multiaxial:

44

a. EBX 1

Gambar 4.13 Grafik hasi uji tekuk EBX 1


Dari grafik hasil pengujian diatas dapat diketahui bahwa spesimen EBX 1




MPa.

45

b. EBX 2

Gambar 4.14 Grafik hasil uji tekuk EBX 2





Pada grafik tersebut juga dapat diketahui tegangan maksimal sebesar 198,4 MPa.

46

c. EBX 3

Gambar 4.15 Grafik hasil uji tekuk EBX 3

(Sumber: hasil pengujian)





MPa.

Dari hasil tekuk yang telah dilakukan terhadap jenis serat gelas multiaxial,

didapatkan nilai tegangan maksimal yang dapat diterima material. Dapat diketahui

perbedaan nilai dari ketiga sampel uji tekuk. Berikut tabel rekap hasil pengujian

tekuk.

47

Tabel 4. 6 Tabel hasil pengujiam tekuk multiaxial

No

Jenis serat

gelas

Kode

spesimen

Lebar

(mm)

Tebal

(mm)

Jarak

span

(mm)

Max.

stress

(MPa)

1 Multiaxial EBX 1 41,7 10,7 168 207,87

EBX 2 41,3 10,1 168 198,40

EBX 3 41,2 10,5 168 201,12



untuk spesimen jenis WR dan 3 untuk jenis Multiaxial. Maka untuk mendapatkan

nilai uji tekuk dari masing-masing jenis serat gelas, diambil rata-rata nilai dari tiap

jemis serat gelas. Berikut perhitungan untuk mencari nilai rata-rata

Jenis serat multiaxial:

EBX 1 = 207,87 MPa

EBX 2 = 198,40 MPa

EBX 3 = 201,12 MPa

Rata-rata

Mpa

Dari data hasil pengujian diatas menunjukan bahwa, hasil pengujian tarik

spesimen antara woven roving dan multiaxial dengan mengacu pada berat

kandungan serat gelas yang sama dari kedua jenis serat gelas. Woven roving

memiliki nilai tegangan tarik maksimal lebih besar dibandingkan dengan

spesimen multiaxial. Dengan perbedaan ketebalan dari spesimen woven roving

yang memiliki ketebalan 7,8 mm dan spesimen multiaxial dengan ketebalan 10

mm membuktikan bahwa, spesimen woven roving lebih baik dalam pengujian

tarik. Sedangkan pada hasil pengujian tekuk, spesimen multiaxial memiliki nilai

48

tegangan tekuk maksimal lebih besar dibandingkan dengan spesimen woven

roving..

49

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Serat gelas woven roving merupakan jenis serat gelas berbentuk sepertu

anyaman dengan arah penyusun serar gelas 90o. Sedangkan multiaxial EBX

merupakan inovasi penerus woven roving dengan arah penyusun serat gelas

silang 45o dan dijahit arah vertikal. Pada pengujian tarik dan tekuk yang telah

dilakukan dapat diketahui besar nilai mekanis dari masing-masing jenis serat

gelas. Dari hasil pengujian dapat ditarik kesimpulan bahwa:

1. Pada pengujian tarik spesimen jenis woven roving memiliki nilai rata-rata

tegangan tarik maksimum 199,85 MPa, lebih besar dibandingkan

spesimen jenis multiaxial yang memiliki nilai rata-rata tegangan tarik

maksimum 116,39 MPa. Dengan kata lain spesimen woven roving

memiliki nilai tegangan maksimum 72% lebih besar dibandingkan

spesimen multiaxial.

2. pada pengujian tekuk spesimen jenis woven roving memiliki nilai rata-rata

tegangan tekuk maksimum 173,65 MPa lebih kecil, dibandingkan

spesimen jenis multiaxial yang memiliki nilai rata-rata tegangan tekuk

maksimum 202,46 MPa. Dengan kata lain spesimen multiaxial memiliki

nilai tegangan maksimun 17% lebih besar dibandingkan spesimen woven

roving.

5.2 Saran

Beberapa hal yang dapat dilakukan untuk pengujian selanjutnya untuk

mengembangkan pengujian ini adalah:

1. Perlu adanya pengujian dengan komposisi serat gelas yang berbeda dengan

berat yang sama.

2. Perlu dilakukan pengujian dengan standart yang berbeda.

50


51

Daftar Pustaka

Ardhy, S., Putra, M. E., & Islahuddin. (2019). Pembuatan Kapal Nelayan

Fiberglass Kota Padang dengan Metode Hand Lay UP. 2(1).

Edogawa, A. (2012). Pengujian Lengkung (Bend Test). Retrieved August 8, 2019,

from https://riski-ilmu.blogspot.com/2012/10/pengujian-lengkung-bend-

test.html

Maruf, B. (2018). Analisis Kekuatan Laminasi Lambung Kapal Fiberglass yang

Menggunakan Teknologi Multiaxial MENGGUNAKAN MATERIAL

MULTIAXIAL A Strength Analysis of Fiberglass Ship ’ s Hull Lamination

using Multiaxial Material. (December 2014).

Marzuki, I., Zubaydi, A., & Ma’ruf, B. (2017). Kajian Penerapan Aturan

Klasifikasi Pada Laminasi Struktur Konstruksi Lambung Kapal Ikan

Fiberglass 3 GT. Jurnal Wave, 11(1), 15–22.

Mulyadi. (2016). Pengaruh Model Speciment Uji Tarik Pada Pengelasan Besi Fc-

30 Di Lihat Dari Kekuatan Tarik Pengelasan.

Ramdhani, M. (2016). Chopped Strand Mat.

Ramdhani, M. (2017). Woven Roving.

Sam, A., & Nugraha, C. (2015). KEKUATAN TARIK DAN BENDING

SAMBUNGAN LAS PADA MATERIAL BAJA SM 490 DENGAN

METODE PENGELASAN SMAW DAN SAW. Jurnal Mekanikal, 6(1),

550–555.

Setiawan, A. F., & Sulaksono, H. A. (2012). RESIN. (41011007).

Siregar, A. H., Setyawan, B. A., & Marasabessy, A. (2016). Komposit Fiber

Reinforced Plastic sebagai Material Bodi Kapal Berbasis Fiberglass Tahan

Api. Bina Teknika, 12(2), 261–266.

Sofi’i, M., & Djaya, I. K. (2008). Teknik Kontruksi Kapal Baja Jilid II. Jakarta:

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan.

Widyaningsih, E., Herbudiman, B., & Hardono. (2016). Kajian Eksperimental

Kapasitas Sambungan Material Fiber Reinforced Polymer. 2(3), 1–10.

2

LAMPIRAN

analisa perbandingan sifat mekanik material frp ...repository.ppns.ac.id/2243/1/0216030009 - aji...

Documents