diajukan kepada tim penguji tugas akhir jurusan físika...
TRANSCRIPT
1
PENGARUH SUSUNAN LEMBARAN BILAH BAMBU TERHADAP SIFAT
MEKANIS KOMPOSIT BERPENGUAT BILAH BAMBU DENGAN
MATRIKS POLYESTER
Tugas Akhir
Diajukan kepada Tim Penguji Tugas Akhir Jurusan Físika sebagai salah satu
Persyaratan Guna Memperoleh Gelar Sarjana Sains
Oleh:
WIWI APRILIA
NIM 64562/2005
PROGRAM STUDI FISIKA
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI PADANG
2012
2
3
4
i
ABSTRAK
Wiwi Aprilia: Pengaruh Susunan Lembaran Bilah Bambu Terhadap Sifat
Mekanis Komposit Berpenguat Bilah Bambu Dengan Matriks
Polyester.
Kelenturan dan kekuatannya menopang beban berat membuat bambu banyak
dimanfaatkan sebagai material bangunan yang tangguh. Sayangnya, bambu punya
satu musuh besar, yaitu rayap. Kerentanannya digerogoti rayap membuat banyak
orang mulai meninggalkan bambu. Penelitian tentang sifat mekanis komposit dari
serat alam khususnya bambu masih jarang dilakukan. Oleh karena itu, dilakukan
penelitian dengan tujuan untuk menyelidiki pengaruh susunan lembaran bilah bambu
terhadap sifat mekanis komposit yang meliputi nilai tegangan maksimum dan harga
elastisitas kuat lengkung.
Penelitian ini dilakukan secara eksperimen. Lembaran bilah bambu disusun
dengan tiga variasi, yaitu memanjang, melintang dan anyaman. Dari ketiga susunan
variasi tersebut dihitung nilai tegangan dan elastisitas untuk menentukan sifat
mekanisnya. Berdasarkan hasil perhitungan dapat dilihat hubungan antara variasi
susunan lembaran bilah bambu nilai tegangan maksimum dan elastisitas.
Hasil dari penelitian ini yaitu nilai tegangan tertinggi yaitu 78,173 MPa pada
serat memanjang, nilai tegangan untuk serat anyaman lebih rendah dari serat
memanjang, yaitu sebesar 44,538 MPa dan nilai tegangan serat melintang lebih
rendah dari serat anyaman yaitu sebesar 18,936 MPa. Hasil pengukuran untuk nilai
elastisitas pada kuat lengkung yang tertinggi yaitu 150,15 GPa pada serat
memanjang, serat anyaman lebih rendah dari serat memanjang yaitu sebesar 86,26
GPa dan serat melintang lebih rendah dari serat anyaman yaitu sebesar 50,209 GPa.
Dari hasil penelitian ini terdapat pengaruh susunan lembaran bilah bambu terhadap
sifat mekanis yaitu semakin sejajar lembaran bilah bambu dengan beban tarik maka
komposit yang dihasilkan sangat kuat dan kaku, sebaliknnya sangat lemah bila
dibebani dalam arah tegak lurus.
ii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
nikmat dan hidayahnya kepada penulis sehingga dengan rahmat-Nya tugas akhir ini
dapat penulis selesaikan. Salawat beriring salam penulis sampaikan kepada
Rasulullah S.A.W sebagai uswatun hasanah bagi kita semua sehingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini yang berjudul: Pengaruh Susunan Lembaran Bilah
Bambu Terhadap Sifat Mekanis Komposit Berpenguat Bilah Bambu Dengan
Matriks Polyester.
Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan program
Strata Satu di Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Negeri Padang. Selama penulisan Tugas Akhir ini, penulis banyak
mendapat bantuan dan bimbingan serta semangat dari semua pihak. Oleh sebab itu,
pada kesempatan ini peneliti mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ibu Dra. Yenni Darvina M.Si sebagai Pembimbing I dan Ibu Dr. Hj. Ratnawulan
M.Si sebagai Pembimbing II.
2. Ibu Dra. Syakbaniah M.Si, Ibu Dr. Hj. Djusmaini Djamas M.Si, dan Bapak
Dr. Yulkifli M.Si sebagai Penguji.
3. Bapak Drs. Akmam M.Si sebagai Ketua Jurusan Fisika FMIPA UNP.
4. Ibu Dra. Hidayati M.Si sebagai Ketua Program Studi Fisika Jurusan Fisika
FMIPA UNP.
iii
5. Bapak Drs. Mahrizal M.Si sebagai Penasehat Akademik.
6. Bapak dan Ibu Dosen serta staf Jurusan Fisika FMIPA UNP.
7. Orang Tua yang telah memberikan dukungan finansial, moral dan spiritual.
8. Rekan-rekan Fisika 2005 dan semua pihak yang telah memberi motivasi, saran
dan bantuan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
9. Semua pihak yang telah membantu peneliti yang tidak dapat peneliti sebutkan
satu persatu.
Semoga semua bantuan, bimbingan dan arahan yang telah diberikan
kepada penulis dapat menjadi amal ibadah disisi Allah S.W.T dan mendapat
balasan yang setimpal. Amin.
Peneliti menyadari bahwa dalam tulisan laporan tugas akhir ini masih
terdapat kesalahan dan kelemahan. Untuk itu diharapkan kritik dan saran yang
bersifat membangun demi kesempurnaan tugas akhir ini. Peneliti berharap
mudah-mudahan tugas akhir ini berguna bagi pembaca semua.
Padang, Juli 2012
Penulis
iv
DAFTAR ISI
halaman
ABSTRAK ................................................................................................................. i
KATA PENGANTAR ............................................................................................... ii
DAFTAR ISI .............................................................................................................. iii
DAFTAR TABEL ...................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. v
DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................. vi
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ............................................................................................... 1
B. Batasan Masalah............................................................................................. 5
C. Rumusan Masalah .......................................................................................... 6
D. Pertanyaan Penelitian ..................................................................................... 6
E. Tujuan Penelitian ........................................................................................... 7
F. Manfaat Penelitian ......................................................................................... 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Pengertian Komposit ...................................................................................... 8
B. Klasifikasi Komposit ...................................................................................... 9
C. Polyester ......................................................................................................... 11
D. Bambu ............................................................................................................ 13
E. Sifat-Sifat Mekanik Komposit ....................................................................... 16
F. Pengujian Sifat Mekanik ................................................................................ 19
G. Analisa Pengaruh Susunan Serat Terhadap Sifat Fisis Komposit .................. 20
v
BAB III METODE PENELITIAN
A. Jenis Penelitian ............................................................................................... 24
B. Waktu dan Tempat Penelitian ........................................................................ 24
C. Objek Penelitian ............................................................................................. 24
D. Variabel Penelitian ......................................................................................... 24
E. Matrik Penelitian ............................................................................................ 25
F. Desain Penelitian ............................................................................................ 26
G. Instrument Penelitian ..................................................................................... 33
H. Teknik Analisis Data ...................................................................................... 36
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Deskripsi Data ................................................................................................ 38
B. Analisis Data .................................................................................................. 39
C. Pembahasan .................................................................................................... 43
BAB V PENUTUP
A. Kesimpulan .................................................................................................... 47
B. Saran ............................................................................................................... 48
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 49
LAMPIRAN ............................................................................................................... 51
vi
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1. Sifat Mekanik Resin Polyester ....................................................................... 13
2. Sifat mekanik bambu...................................................................................... 14
3. Matrik penelitian ............................................................................................ 25
4. Spesifikasi sampel pengujian tarik berdasarkan ASTM D 638 ..................... 30
5. Hasil pengukuran kuat tarik ........................................................................... 38
6. Hasil pengukuran kuat lengkung .................................................................... 39
7. Hasil analisa kekuatan tarik maksimum pada pengujian tarik komposit
berpenguat bilah bambu ................................................................................. 40
8. Hasil analisa kuat lengkung ........................................................................... 42
9. Tabulasi data spesimen 1 serat memanjang ................................................... 53
10. Tabulasi data spesimen 2 serat memanjang ................................................... 53
11. Tabulasi data spesimen 3 serat memanjang ................................................... 54
12. Tabulasi data spesimen 1 serat melintang ...................................................... 55
13. Tabulasi data spesimen 2 serat melintang ...................................................... 55
14. Tabulasi data spesimen 3 serat melintang ..................................................... 56
15. Tabulasi data spesimen 1 serat anyaman ....................................................... 57
16. Tabulasi data spesimen 2 serat anyaman ....................................................... 57
17. Tabulasi data spesimen 3 serat anyaman ...................................................... 58
18. Data hasil pengukuran kuat lengkung ............................................................ 59
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
1. Ikatan rantai polyester ............................................................................... 11
2. Pemasangan benda uji pada pengujian lengkung ...................................... 19
3. Continuous fiber compoite ........................................................................ 21
4. Woven fiber composite .............................................................................. 21
5. Gaya tarik bahan ....................................................................................... 22
...................................................................................................................
6. Bagan persiapan pembuatan komposit ...................................................... 28
7. Gambar variasi susunan serat .................................................................... 29
8. Dimensi sampel pengujian tarik ................................................................ 30
9. Bagan proses pembuatan sampel komposit .............................................. 31
10. Grafik hubungan antara rata-rata tegangan maksimum dengan variasi
susunan serat ............................................................................................. 41
11. Grafik hubungan antara rata-rata modulus elastisitas dengan variasi
susunan serat ............................................................................................. 43
viii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
1. Pengolahan data pengujian masa jenis bilah bambu ....................... 51
2. Tabel data setiap variasi spesimen .................................................. 53
3. Data hasil pengukuran kuat lengkung ............................................. 59
4. Analisa data pengujian tarik ........................................................... 60
5. Analisa data pengujian lengkung .................................................... 78
6. Grafik hasil pengujian tarik ............................................................. 81
7. Alat dan bahan serta cara pembuatan komposit .............................. 91
8. Surat izin penelitian......................................................................... 92
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pesatnya perkembangan teknologi dewasa ini, menuntut tersedianya
material dengan tampilan yang baik. Kriteria yang harus dipenuhi material
tersebut diantaranya ringan, mempunyai kekuatan tinggi, dan biaya produksi
rendah. Salah satu material yang dapat memenuhi kriteria tersebut adalah
komposit karena mempunyai perbandingan kekuatan (strength) dan kekakuan
terhadap beratnya serta biaya pembuatannya lebih rendah. Salah satu bentuk
komposit berdasarkan penguatan adalah komposit serat, dimana penguatnya
berbentuk serat. Komposit yang menggunakan serat alam sebagai penguatnya
dapat diperoleh dari tanaman seperti tanaman pisang, bambu, kelapa, nanas,
dll (Palallo,2007).
Menurut Van Vlack(1995), komposit terdiri dari dua atau lebih bahan
yang berbeda yang membentuk satu kesatuan. Pada umumnya bentuk dasar
suatu bahan komposit adalah tunggal. Dalam prakteknya komposit terdiri dari
suatu bahan utama (matrik) dan suatu jenis penguatan yang ditambahkan
untuk meningkatkan kekuatan dan kekakuan matrik. Penguatan ini biasanya
dalam bentuk serat (fiber).
1
2
Penggunaan dan pemanfaatan material komposit dewasa ini semakin
berkembang, seiring dengan meningkatnya penggunaan bahan tersebut yang
semakin meluas. Mulai dari yang sederhana seperti alat-alat rumah tangga
sampai sektor industri baik industri skala kecil maupun skala besar
(Purboputro, 2006). Unsur komposit yang banyak digunakan adalah material
logam. Namun, pengembangan material logam belum dapat memenuhi sifat
tertentu dalam dunia industri. Oleh karena itu dikembangkanlah material
bukan logam dengan campuran serat dalam bentuk komposit. Keunggulan
komposit serat ini adalah selain ringan, tahan korosi, dan juga memiliki
kekuatan yang sama dengan material logam (Widodo,2008).
Menurut Palallo (2007), bambu merupakan bahan organik terbaik
karena struktur seratnya yang panjang, harganya relatif murah, pengerjannya
mudah dan tersedia dalam jumlah yang besar. Fungsi bambu sangat banyak,
sehingga masih dapat dikembangkan lagi menjadi fungsi yang lain seperti
dalam pembuatan komposit dan seratnya sebagai penguat serta dapat
diaplikasikan dalam pembuatan alat makan, alat rumah tangga, papan dan
pipa air.
Beberapa negara telah banyak mengembangkan komposit serat bambu
dan bahkan telah banyak diaplikasikan sebagai bahan baku produksi suatu
barang. Pada perkembangannya, struktur komposit serat bambu masih terbatas
variasinya, hal ini dikarenakan sifat dari serat bambu yang cukup getas
sehingga sukar untuk divariasikan konfigurasinya (Eldo,2010).
3
Potensi bambu di Indonesia mempunyai prospek yang sangat baik
karena bambu merupakan bahan baku alternatif dari kayu yang berasal dari
hutan tropis yang semakin berkurang baik kualitas maupun kuantitasnya
dengan meningkatnya industri perkayuan sebagai komoditi ekspor seperti
kayu lapis dan gergajian. Untuk mengatasi hal tersebut maka dapat kita
lakukan suatu usaha mengembangkan diversifikasi produk kayu olahan
dengan bahan baku selain kayu. Salah satu sumber daya alam hayati yang
dapat menggantikan kayu adalah bambu, karena bambu mempunyai beberapa
keunggulan seperti cepat tumbuh, mudah diolah, sifat mekanik yang lebih
baik dari pada kayu pada arah sejajar serat (Manik dkk,2004).
Kelenturan dan kekuatannya menopang beban berat membuat bambu
banyak dimanfaatkan sebagai material bangunan yang tangguh. Sayangnya,
bambu punya satu musuh besar, yaitu rayap. Kerentanannya digerogoti rayap
membuat banyak orang mulai meninggalkan bambu. Komposit berpenguat
bilah bambu tak kalah oleh kayu bahan bangunan lain. Menurut hasil
penelitian Balai Bahan Bangunan–Puslitbang Permukiman pada tahun
anggaran 2007 menunjukkan bahwa, dengan menggunakan perekat resin,
dapat dihasilkan suatu bahan bangunan komposit yang mempunyai kekuatan
tinggi sehingga dapat menandingi kekuatan kayu. Produk dari hasil penelitian
ini dapat berupa panel eksterior dan interior dengan berbagai bentuk untuk
konstruksi bangunan seperti, dinding, langit-langit serta penutup atap, atau
4
yang digunakan sebagai bahan furniture dengan memenuhi persyaratan yang
diperlukan.
Penelitian mengenai komposit ini telah banyak dilakukan. Manik dkk
(2004), melakukan penelitian mengenai komposit dengan serat bambu apus
sebagai penguat. Penelitian tersebut menyimpulkan bahwa komposit dengan
serat bambu tipe chopped strand mat belum dapat digunakan sebagai bahan
alternatif pengganti kayu sebagai bahan pembuatan kulit kapal, karena
kekuatan tarik komposit yang diperoleh belum memenuhi aturan Biro
Klasifikasi Indonesia (BKI). Boimau (2010) melakukan penelitian pengaruh
fraksi volume dan panjang serat terhadap sifat lengkung komposit polyester
yang diperkuat serat batang pisang menjelaskan bahwa, peningkatan fraksi
volume serat dapat meningkatkan kekuatan lengkung komposit karena
panjang serat mempengaruhi kekuatan lengkung komposit. Menurut
Fessenden (1986), polyester dapat berubah bentuk setelah diberi panas dan
mudah terbakar pada suhu tinggi, namun polyester memiliki penyerapan air
yang rendah.
Ifannosa (2010) melakukan penelitian mengenai material komposit
yang dibuat mengunakan bambu dan matrik epoxy. Dalam penelitian tersebut
diperoleh hasil bahwa komposit bambu-resin epoxy dengan perbedaan
susunan serat akan sangat berpengaruh terhadap Modulus Young-nya.
Kegagalan yang terjadi pada spesimen disebabkan karena resin epoxy tidak
kuat menahan beban geser sehingga pada saat pengujian resin terlepas dari
5
serat. Dari beberapa penelitian tersebut belum ada yang membahas pengaruh
susunan serat terhadap sifat mekanik komposit. Hal ini mendorong penulis
untuk melakukan penelitian lebih lanjut, karena kekuatan komposit tidak
tergantung dari interaksi mikroskopik antar molekul seperti yang biasa terjadi
pada material lain.
Berdasarkan uraian yang telah dijelaskan diatas maka peneliti tertarik
untuk melakukan penelitian ini dan membahas tentang “Pengaruh Susunan
Serat terhadap Sifat Mekanis Komposit Berpenguat Bilah Bambu
Dengan Matriks Polyester”. Dimana dalam penelitian ini akan dijelaskan
sifat fisis dari material komposit yang diperoleh melalui susunan bambu dan
uji mekanik bahan berupa pengujian kuat tarik, dan pengujian kuat lengkung
(bending) yang bersifat material dengan menggunakan metode Hand Lay-Up.
Hal ini dikarenakan peneliti ingin memperoleh bahan komposit yang kuat,
kaku, dan juga ringan.
B. Batasan Masalah
Dalam penelitian ini penulis membatasi masalah yang akan dibahas
supaya pembahasannya menjadi jelas. Batasan masalah dalam penelitian ini
adalah:
1. Dalam penelitian ini peneliti hanya melakukan pengujian terhadap kuat
tarik, dan kuat lengkung dari komposit berpenguat bilah bambu dengan
matriks polyester.
6
2. Serat yang disusun pada komposit memiliki tiga variasi susunan, yaitu
disusun dengan arah serat memanjang, melintang dan anyaman.
3. Bambu yang digunakan adalah jenis bambu betung. Bagian yang diambil
yaitu bagian dalam dan bambu yang digunakan tidak terlalu tua dan tidak
terlalu muda.
4. Ketebalan tiap komposit berkisar antara 0,4 – 0,5 cm
5. Persentase fraksi volume matrik dan serat yang digunakan dalam
pembuatan komposit adalah 20% bambu dan 80% resin polyester
6. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode hand lay-up.
C. Rumusan Masalah
Berdasarkan batasan masalah diatas, maka Rumusan masalah dalam
penelitian ini adalah bagaimana pengaruh susunan serat bambu terhadap kuat
tarik, dan kuat lengkung komposit berpenguat bilah bambu dengan matriks
polyester.
D. Pertanyaan Penelitian
Dari batasan masalah dan fokus masalah diatas, dapat diajukan
pertanyaan penelitian sebagai berikut:
1. Bagaimanakah pengaruh susunan serat terhadap nilai tegangan komposit?
2. Bagaimanakan pengaruh susunan serat terhadap harga elastisitas kuat
lengkung komposit?
7
E. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui pengaruh susunan serat bambu terhadap nilai tegangan
komposit berpenguat bilah bambu.
2. Untuk mengetahui pengaruh dari bentuk susunan serat bambu terhadap
harga elastisitas kuat lengkung komposit berpenguat bilah bambu.
F. Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat kita peroleh dari penelitian ini adalah:
1. Menambah informasi mengenai pengaruh susunan serat terhadap sifat
mekanis bambu komposit dengan matrik polyester.
2. Memenuhi kebutuhan industri dalam memperoleh komposit yang baik.
3. Memberikan informasi pengembangan penelitian mengenai komposit
dilingkungan akademik, khususnya Fisika FMIPA-UNP.
8
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Pengertian Komposit
Komposit berarti terdiri dari dua atau lebih bahan yang berbeda yang
digabung atau dicampur menjadi satu. Menurut Gibson (1994), komposit
adalah sruktur material yang terdiri dari 2 kombinasi bahan atau lebih, yang
dibentuk pada skala makroskopik dan menyatu secara fisika. Sedangkan
menurut Daryus (2006) mengemukakan bahwa kata komposit (composite)
merupakan kata sifat yang berarti susunan atau gabungan. Composite berasal
dari kata kerja “to compose“ yang berarti menyusun atau menggabung. Jadi,
dari beberapa pengertian komposit diatas dapat kita simpulkan bahwa secara
sederhana komposit dapat diartikan sebagai gabungan dari dua atau lebih
bahan yang berlainan dan menyatu secara fisika.
Secara umum bahan komposit terdiri dari dua unsur, yaitu serat (fiber)
sebagai bahan pengisi atau penguat dan matrik sebagai bahan pengikat serat-
serat tersebut. Penguat merupakan unsur utama dalam komposit. Penguat
berfungsi untuk menambah kekuatan, kekakuan, dan keliatan bahan.
Sedangkan pengikat berfungsi untuk melindungi penguat, mentransfer gaya,
temperature dan chemical resistance (Ifannossa,2010). Penguat memberikan
pengaruh terbesar terhadap sifat material komposit. 8
9
Pengunaan serat sendiri yang utama untuk menentukan karakteristik
bahan komposit, seperti : kekakuan, kekuatan serta sifat-sifat mekanik yang
lainnya. Sebagai bahan pingisi serat digunakan untuk menahan sebagian besar
gaya yang bekerja pada bahan komposit. Oleh karena itu, untuk bahan serat
digunakan bahan yang kuat, kaku dan getas.
Bahan pengikat atau matrik yang digunakan dalam pembuatan
komposit adalah bahan polimer yang mudah dibentuk dan mempunyai daya
pengikat yang tinggi serta tahan terhadap perlakuan kimia. Fungsi matrik
dalam pembuatan komposit adalah untuk melindungi dan mengikat serat agar
dapat bekerja dengan baik terhadap gaya-gaya yang terjadi. Salah satu
keuntungan material komposit adalah kemampuan, kuat, tidak terpengaruh
korosi, dan mampu bersaing dengan logam, dengan tidak kehilangan
karakteristik dan kekuatan mekanisnya (Rusmiyanto,2007).
B. Klasifikasi Komposit
Klasifikasi komposit dapat dibentuk dari sifat dan stukturnya. Bahan
komposit dapat diklasifikasikan kedalam beberapa jenis. Secara umum
klasifikasi komposit yang sering digunakan antara lain, seperti
(Rusmiyanto,2007);
1. Fiber composites (komposit serat) adalah gabungan serat dengan
matrik.
2. Flake composites adalah gabungan serpih rata dengan matrik.
10
3. Particulate composites adalah gabungan partikel dengan matrik.
4. Filled omposites adalah gabungan matrik continous skeletal dengan
matrik yang kedua.
5. Laminar composites adalah gabungan lapisan atau unsur pokok
lamina.
Dalam penelitian ini penulis membahas tentang fiber composites
(komposit serat) yang merupakan gabungan antara serat dengan matrik.
Bahan komposit serat terdiri dari serat-serat yang diikat oleh matrik.
Unsur utama komposit serat adalah serat yang mempunyai banyak
keunggulan. Pengunaan bahan komposit serat sangat efisien dalam
menerima beban dan gaya. Karena itu bahan komposit serat sangat kuat
dan kaku bila dibebani searah serat, sebaliknya sangat lemah bila dibebani
dalam arah tegak lurus serat ( Hadi, 2006). Oleh karena itu bahan komposit
serat paling banyak dipakai. Bahan komposit serat ini terdiri dari dua
macam, yaitu serat panjang (continuos fiber) dan serat pendek ( short fiber
atau whisker).
Komposit serat dalam dunia industri mulai dikembangkan dari pada
mengunakan bahan partikel. Bahan komposit serat mempunyai keunggulan
yang utama yaitu strong (kuat), stiff (tangguh), dan lebih tahan terhadap
panas pada saat didalam matrik. Dalam perkembangan teknologi
pengolahan serat, membuat serat sekarang makin diunggulkan
dibandingkan material matrik yang digunakan. Cara yang digunakan untuk
11
mengkombinasi serat berkekuatan tarik tinggi dan bermodulus elastisitas
tinggi dengan matrik yang bermassa ringan, berkekuatan tarik rendah, serta
bermodulus elastisitas rendah makin banyak dikembangkan guna untuk
memperoleh hasil yang maksimal. Komposit pada umumnya menggunakan
bahan plastik sebagai bahan pengikat seratnya. Selain itu, plastik mudah
didapat dan mudah perlakuannya, dari pada bahan dari logam yang
membutuhkan cara tersendiri.
C. Polyester
Menurut Fessenden(1986), polyester merupakan bahan polimer
yang bersifat termoplastik dan bifungsional yang dapat bereduksi dengan
dua molekul lain. Polimer merupakan senyawa makro molekul, yaitu suatu
senyawa dengan struktur yang besar. Senyawa polimer terjadi dari
penggabungan molekul-molekul yang kecil dan saling berikatan
membentuk senyawa makro molekul. Polyester adalah resin termoplastik
berantai lurus. Bentuk ikatannya:
Gambar 1. Ikatan rantai polyester
12
Polyester dapat berubah bentuk setelah diberi panas dan mudah
terbakar pada suhu tinggi namun, polyester memiliki daya serap air yang
rendah. Polyester banyak digunakan sebagai tempat penyimpanan film dan
sebagai matriks pada pembuatan komposit. Polyester juga dapat digunakan
sebagai bahan pembuat serat kaca.
Polyester adalah bahan bersifat kurang elastis , hal ini dapat terlihat
dari harga modulus elastisitasnya yang dimiliki resin hanya berkisar antara
2-4,4 GPa (F.Smith,1993). Sehingga dunia industri banyak menambahkan
serat sebagai tambahan kekuatan dari komposit. Pembuatan komposit serat
membutuhkan ikatan permukaan yang kuat antara serat dan matrik.
Komposit serat yang baik harus mampu untuk menyerap matrik
yang memudahkan terjadi antara dua fase. Selain itu komposit serat juga
harus mempunyai kemampuan untuk menahan tegangan yang tinggi,
karena serat dan matrik berinteraksi dan pada akhirnya terjadi
pendistribusian tegangan. Kemampuan ini harus dimiliki oleh matrik dan
serat. Sekain itu gaya-gaya yang berpengaruh pada ikatan antara serat dan
matrik adalah gaya coulomb dan gaya adhesi.
Sifat mekanik dari polyester yang dikemukakan oleh F.smith(1993)
dapat dijelaskan berdasarkan Tabel 1:
13
Tabel 1. Sifat mekanik resin polyester
Sifat yang diuji Resin polyester
Kekuatan tarik 40-90 MPa
Modulus elastisitas 2,0-4,4 GPa
Kuat lentur 60-160 MPa
Kekuatan impak 10,6-21,2 J m
Masa jenis 1,10-1,46 g/cm3
D. Bambu
Bambu adalah tanaman jenis rumput-rumputan dengan rongga dan
ruas di batangnya. Bambu memiliki banyak tipe. Dalam penelitian ini
bambu yang digunakan adalah bambu betung. Di dunia ini bambu
merupakan salah satu tanaman dengan pertumbuhan paling cepat. Karena
memiliki sistem rhizoma-dependen unik. Bambu termasuk kedalam
kerajaan plantae.
Menurut Alamendah(2011), jenis-jenis Bambu yang terdapat di
Indonesia diperkirakan sekitar 159 spesies dari total 1.250 jenis bambu
yang terdapat di dunia. Bahkan sekitar 88 jenis bambu yang ada di
Indonesia merupakan tanaman endemik. Bambu merupakan jenis rumput-
rumputan yang panjang dan beruas. Bambu merupakan anggota famili
Poaceae yang terdiri atas 70 genus. Bambu termasuk jenis tanaman yang
14
mempunyai tingkat pertumbuhan yang tinggi. Manik (2004) yang
menyatakan bahwa salah satu sumber daya alam hayati yang dapat
menggantikan kayu adalah bambu, karena bambu mempunyai beberapa
keunggulan seperti cepat tumbuh, mudah diolah, sifat mekanik yang lebih
baik dari pada kayu pada arah sejajar serat.
Beberapa jenis bambu mampu tumbuh hingga sepanjang 60 cm
dalam sehari. Indonesia merupakan salah satu wilayah yang menjadi surga
bagi jenis tanaman bambu ini. Diperkirakan terdapat sedikitnya 159 jenis
bambu di Indonesia yang 88 diantaranya merupakan spesies endemik
Indonesia.
Sifat mekanik penguat yaitu bambu dijelaskan oleh Ifannossa
(2010) dapat dilihat pada Tabel 2:
Tabel 2. Sifat mekanik bambu
Sifat yang diuji Bambu
Modulus elastisitas 18 GPa
Keuatan tarik 150 MPa
Kuat lentur 39 MPa
Kekuatan bending 76 MPa
Masa jenis 300-400 kg/m3
15
Menurut Van Vlack(1995), ada dua hal yang harus diperhatikan
pada komposit yang diperkuat agar dapat dihasilkan suatu produk yang
efektif, yaitu:
a. Komponen penguat harus memiliki modulus elastisitas yang
lebih tinggi dari pada komponen matriknya.
b. Antara komponen penguat dan matriks harus ada ikatan
permukaan yang kuat.
Penguat merupakan unsur pembentuk komposit yang berfungsi
memikul beban. Dalam pembuatan komposit terdapat dua jenis bentuk
struktur penggabungan komposit, diantaranya adalah proses laminat dan
sandwich. Dalam penelitian ini penulis menggunakan proses lamina.
Menurut Ifannossa (2010), lamina adalah lapisan komposit tunggal
dengan satu arah serat. Lamina merupakan elemen pembangun struktur
komposit, dimana dengan mengetahui sifat-sifat mekanik lamina, maka
sifat-sifat struktur komposit dapat diketahui lebih lanjut. Laminat adalah
dua atau lebih lamina yang digabungkan membentuk elemen struktur yang
integral. Kekuatan laminat berada pada arah seratnya, laminat sangat lemah
pada arah tegak lurus seratnya.
16
E. Sifat-Sifat Mekanik Bahan
1. Sifat mekanik
Sifat mekanik bahan adalah hubungan antara respon atau deformasi
bahan terhadap beban yang bekerja. Sifat mekanik pada komposit
merupakan sifat-sifat yang berhubungan dengan material setelah diberikan
gaya-gaya pada material tersebut. Sifat-sifat mekanik bahan diantaranya
adalah:
a. Tegangan (Stress)
Menurut Dobrin(1976), apabila suatu benda mendapat gaya
tekan maka benda tersebut mengalami stress. Besarnya stress (P) yang
dialami benda berbanding lurus dengan gaya tekan (F) yang diterima
benda berbanding terbalik dengan luas daerah (A) yang memgalami
tekanan. Secara matematis dapat dirumuskan:
σ = ……………(pers. 1)
Dimana: F = gaya luar yang bekerja tegak lurus bidang potong
= luas daerah (m)
σ = stress (N/m2)
b. Regangan (Strain)
Menurut Giancoli (2001), regangan merupakan perbandingan
perubahan panjang terhadap panjang awal. Regangan merupakan
perubahan fraksional dari panjang benda, dan merupakan ukuran
17
mengenai seberapa jauh batang tersebut berubah bentuk. Regangan
berbanding lurus dengan tegangan pada daerah linier (elastik). Secara
matematis dapat dirumuskan (Giancoli, 2001):
Regangan= = ………………(pers. 2)
c. Modulus elastisitas
Ketika sebuah gaya diberikan pada sebuah benda, maka ada
kemungkinan bentuk benda berubah. Secara umum, reaksi benda
terhadap gaya yang diberikan dicirikan oleh nilai suatu besaran yang
disebut modulus elastisitas. Jadi elastisitas, merupakan sifat
kemampuan untuk kembali keukuran dan bentuk aslinya, setelah gaya
luar dilepas. Sifat ini penting pada semua struktur yang mengalami
beban berubah-ubah.
Giancoli (2001) menyatakan bahwa, pada deformasi elastis
tegangan berbanding lurus terhadap regangan. Rumusan Matematika
modulus elastisitas atau yang lebih dikenal dengan Modulus Young
adalah:
E= ……………..(pers. 3)
Diamana adalah panjang awal benda, A adalah luas
penampang, ∆L merupakan perubahan panjang yang disebabkan gaya
F yang diberikan, dan E adalah modulus elastisitas.
18
Sifat mekanik bahan merupakan hubungan antara respon atau
deformasi bahan terhadap beban yang bekerja. Bahan merupakan benda
dengan sifat-sifatnya yang khas dan banyak dimanfaatkan. Sifat mekanis
bahan meliputi kuat lentur, kuat tarik, kuat tekan, pengujian impak,
pengujian bending. Pada penelitian ini penulis membahas sifat mekanis
berupa pengujian tarik dan pengujian lengkung.
Sifat mekanis bahan tidak terlepas dari teori elastisitas. Menurut
Hadi (2006), apabila suatu benda padat diberikan suatu gaya eksternal
maka benda tersebut akan berusaha untuk melawan gaya eksternal tersebut
dengan gaya internal dari benda itu sendiri. Teori elastisitas meliputi
stress, strain, dan modulus elastisitas.
2. Sifat fisis bahan
Sifat fisis bahan adalah segala aspek dari suatu bahan yang dapat
diukur tampa merubah bentuk awal, dapat dilihat secara langsung sifat
material dari bahan atau sifat-sifat material yang bukan disebabkan oleh
pembebanan seperti pemanasan, pendinginan dan pengaruh aris listrik
yang mengalir pada struktur material. Sifat fisis suatu bahan antara lain
kadar air, kerapatan, daya serap air, konduktivitas termal, temperatur dan
lain-lain.
19
F. Pengujian sifat mekanik
1. Pengujian kuat tarik
Kuat tarik merupakan salah satu sifat mekanik bahan, kuat tarik
merupakan uji tegangan-regangan mekanik yang bertujuan untuk
mengetahui kekuatan bahan terhadap gaya tarik. Kekuatan tarik (Tensile
strength) suatu bahan ditetapkan dengan membagi gaya maksimum
dengan luas penampang mula-mula (Daryus, 2006).
2. Pengujian Lengkung(Defleksi)
Pengujian lengkung atau pengujian defleksi dilakukan untuk
memperlihatkan elastisitas dari bahan. Akibat dari pengujian lengkung ini,
bagian atas spesimen mengalami tekanan, sedangkan bagian bawah akan
mengalami tegangan tarik. Hal ini sesuai dengan Gambar 4 berikut:
Gambar 2. Pemasangan benda uji pada pengujian lengkung
(Rusmiyanto, 2007:29)
Dalam material komposit kekuatan tekannya lebih tinggi dari pada
kekuatan tariknya. Karena tidak mampu menahan tegangan tarik yang
diterima, spesimen tersebut akan patah, hal tersebut mengakibatkan
Spesimen
Uji
Indentor
Jarak Tumpuan
P
20
kegagalan pada pengujian komposit. Kekuatan bending pada sisi bagian
atas sama nilai dengan kekuatan bending pada sisi bagian bawah.
Pengujian lengkung dilakukan untuk memperoleh kepastian
mengenai sifat-sifat kekuatan komposit. Melalui pengujian yang diteliti
akan diketahui apakah bahan tersebut dapat digunakan untuk suatu
konstruksi tertentu. Dengan cara pemberian tekanan pada suatu sisi bahan
dan menahan gaya-gaya yang diberikan sehingga membuat bahan tersebut
melengkung.
G. Analisa Pengaruh Susunan Serat Terhadap Sifat Mekanis Komposit
Serat adalah bahan pengisi matrik yang digunakan untuk dapat
memperbaiki sifat dan struktur matrik yang tidak dimilikinya, juga menjadi
bahan penguat matrik pada komposit untuk menahan gaya yang terjadi.
Menurut Purwanto (2009), dalam pembuatan komposit tata letak dan arah
serat dalam matrik yang akan menentukan kekuatan mekanik komposit,
dimana letak dan arah dapat mempengaruhi kinerja kompoisit tersebut.
Lebih lanjut Purwanto menjelaskan, berdasarkan tata letak dan arah
serat dapat diklasifikasikan menjadi tiga bagian, yaitu:
21
1. Continuous fiber composite
Komposit dengan tipe ini diperkuat dengan serat memanjang.
Kekuatan dan modulus maksimumnya terletak pada arah axis serat.
Tipe serat seperti ini dapat kita lihat pada Gambar 1 berikut:
Gambar 3. Continious fiber composite(Purwanto, 2006)
2. Woven fiber composite
Komposit dengan tipe ini diperkuat dengan serat anyaman.
Komposit ini mempunyai kekuatan pada dua arah atau masing-masing
arah orientasi serat. Tipe komposit serat anyaman ini dapat kita lihat
pada gambar 2 berikut:
Gambar 4. Woven fiber composite(Purwanto, 2006)
3. Choped fiber composite
Komposit pada tipe ini diperkuat dengan serat pendek/acak.
4. Hibryd composite
Komposit pada tipe ini merupakan komposit dengan tipe
campuran, yaitu antara seat memanjang dan serat acak.
22
Dalam penelitian ini yang akan dibahas adalah continuous fiber
composite dan woven fiber composit. Pada percampuran dan arah serat
mempunyai beberapa keunggulan, jika orientasi serat semakin acak atau
random maka sifat mekanik pada satu arahnya akan melemah. Jika arah
serat menyebar maka kekuatannya akan menyebar kesegala arah maka
kekuatannya akan meningkat. M.Gere (1985) menyatakan bahwa
pemanjangan beban tarik yang diberikan pada sampel adalah akibat dari
proses beban tarik yang sejajar dengan arah serat. Arah serat pada komposit
menjadi acuan kekuatan maksimum beban tarik seperti pada gambar
berikut:
Gambar 5. Gaya tarik bahan
Hadi (2006) juga menjelaskan bahwa bahan komposit serat sangat
kuat dan kaku bila dibebani searah serat, sebaliknya sangat lemah bila
dibebani dalam arah tegak lurus serat. Dari beberapa penjelasan diatas
dapat disimpulkan bahwa komposit dengan arah serat searah sangat kuat,
dan sangat lemah dengan arah serat tegak lurus.
Panjang serat dalam pembuatan komposit serat-matrik sangat
berpengaruh terhadap kekuatannya. Ada dua penggunaan serat dalam
23
campuran komposit, yaitu serat panjang dan serat pendek. Panjang serat
lebih mempengaruhi kemampuan proses dari komposit serat. Bentuk serat
yang digunakan untuk pembuatan komposit tidak begitu mempengaruhi,
yang mempengaruhi adalah diameter seratnya. Pada umumnya, semakin
kecil diameter serat akan menghasilakn kekuatan komposit yang lebih
tinggi. Selain bentuknya, kandungan seratnya juga mempengaruhi.
Kekuatan komposit terdiri dari serat, dan posisi serat dalam
komposit itu sendiri apabila posisi serat dalam matrik hanya satu arah saja
sesuai dengan arah serat. Akan tetapi komposit yang berkualitas tinggi
adalah yang bisa melayani gaya dari segala arah. Untuk memenuhi
kebutuhan itu hendaknya serat diusahakan mengarah ke segala arah. Serat-
serat itu diorientasikan paralel pada arah pengujiannya untuk menunjukkan
sifat mekanis terbaik (Arbintarso, 2009).
Selain hal diatas, kekuatan komposit sangat ditentukan dari fraksi
volume penyusunnya, yaitu jumlah masing-masing volume matrik dan
serat. Salah satu faktor penting yang menentukan karakteristik dari
komposit adalah perbandingan matrik dengan penguat atau serat.
24
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Jenis Penelitian
Jenis penelitian yang digunakan adalah penelitian eksperimental
karena variabel diperoleh melalui pembuatan dan pengujian secara langsung.
Hasil penelitiannya diperoleh secara analog dalam bentuk angka dan grafik.
B. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian pengaruh susunan serat terhadap sifat mekanis bambu
komposit dengan matriks polyester ini dilakukan di Labor Pengujian Bahan
Fakultas Teknik Mesin Universitas Negeri Padang. Tahapan-tahapan
penelitian ini meliputi persiapan bahan, pembuatan sampel, analisis data,
pengolahan data dan pembahasan dengan perkiraan waktu selama 5 bulan
dimulai bulan Februari 2012 dan berakhir bulan Juni 2012.
C. Objek Penelitian
Objek penelitian ini adalah pengaruh susunan serat terhadap sifat
mekanik komposit berpenguat bilah bambu dengan matrik polyester.
D. Variabel Penelitian
Dalam penelitian ini terdapat 3 variabel yang digunakan, yaitu:
24
25
1. Variabel Bebas
Variabel bebas merupakan variabel yang
mempengaruhi atau yang menjadi sebab perubahannya atau
timbulnya variable terikat. Variabel bebas pada penelitian ini
berupa variasi dari susunan bilah bambu.
2. Variabel Terikat
Variabel terikat merupakan variabel yang dipengaruhi atau
yang menjadi akibat karena adanya variable bebas. Variabel terikat
dari penelitian ini berupa nilai tegangan (σ) dan elasisitas (E).
3. Variabel Kontrol
Variabel kontrol adalah variabel yang dikendalikan atau
dibuat konstan sehingga mempengaruhi terjadinya perubahan
variabel terikat. Variabel kontrol pada penelitian ini adalah
panjang bilah bambu dengan fraksi volume antara bilah bambu
dengan polyester.
E. Matrik Penelitian
Perbandingan bahan dalam pembuatan komposit dapat kita lihat pada
Tabel 3 berikut:
26
Tabel 3. Matrik penelitian
Jumlah polyester Susunan serat
80% Memanjang
80% Melintang
80% Anyaman
Dari Tabel 3 dapat kita lihat perbandingan antara polyester dengan
serat yaitu 80% : 20%. Perbandingan ini dipakai karena pada penelitian
sebelumnya didapatkan hasil komposit yang bagus.
F. Desain Penelitian
Penelitian ini dilakukan secara eksperimental, dimana dilakukan
pembuatan benda uji hingga melakukan pengujian terhadap benda uji.
Pembuatan benda uji bambu komposit dengan matriks polyester dilakukan
proses sebagai berikut:
1. Persiapan pembuatan sampel
Dalam pembuatan komposit ini penulis menggunakan bamboo
sebagai bahan dasarnya. Tahapan pembuatan komposit dapat diuraikan
dalam beberapa tahap berikut:
a. Menjemur bambu-bambu yang telah dipotong-potong menjadi helaian
dibawah sinar matahari selama 24 jam.
27
b. Mencari masa jenis serat bambu dengan mengisi air pada gelas ukur
50 mL dan mengukur tringgi air yang dinyatakan dengan volume awal
( ).
c. Menimbang serat bambu yang dinyatakan dengan massa (m).
d. Mengukur pertambahan tinggi air yang diperoleh setelah serat
dimasukkan kedalam gelas ukur 50 mL, sehingga diperoleh volume
akhir ( ).
e. Melakukan pengujian tersebut sebanyak lima kali untuk mendapatkan
ketelitian hasil.
f. Menghitung massa jenis serat dengan menggunakan persamaan:
, dimana ∆V =
Massa jenis rata-rata serat dapat kita tentukan sebagai berikut:
g. Merendam bambu-bambu tersebut kedalam alkohol 96% selama 3
jam, kemudian dikeringkan dengan sinar matahari.
h. Meluruskan serat bambu dengan memilih serat satu persatu.
Proses persiapan pembuatan komposit dapat dijelaskan secara ringkas
dalam Gambar 6 berikut:
28
Gambar 6. Bagan persiapan pembuatan komposit
Mempersiapkan
bahan
bambu Polyester + hardener
Mengambil serat
bambu
Menghitung
massa jenis serat
mengeringkan serat
bambu dengan sinar
matahari
Memotong serat
sesuai ukuran cetakan
Merendam bambu
dengan alkohol
selama 3 jam
Menjemur serat
sampai kering
dengan sinar
matahari
Pembuatan komposit
29
2. Proses Pembuatan Sampel Komposit
Proses pembuatan sampel komposit adalah sebagai berikut:
a. Menghitung volume cetakan dengan ukuran 270 mm x 130 mm x 5
mm.
b. Mengoleskan KIT gel pada cetakan supaya komposit tidak melekat
pada cetakan.
c. Menyusun serat bambu dalam cetakan dengan tiga jenis variasi
susunan serat, yaitu: memanjang, melintang dan anyaman. Variasi
ketiga susunan serat dapat dilihat pada Gambar 7 berikut:
(a) memanjang (b) melintang
(c) anyaman
Gambar 7. Gambar variasi susunan serat
d. Bambu yang telah disusun dalam cetakan disiram dengan polyester
dan meratakannya menggunakan kuas.
e. Menutup campuran komposit.
30
f. Komposit dibiarkan selama 24 jam untuk dapat kering secara alami.
g. Mengambil komposit dari cetatakan menggunakan pisau dan
kemudian memotongnya menggunakan gergaji. Spesifikasi sampel
pengujian tarik sesuai ASTM D 638 dapat dijelaskan dalam Gambar 8:
Gambar 8. Dimensi sampel pengujian tarik
Tabel 4. Spesifikasi sampel pengujian tarik berdasarkan ASTM D 638
Spesifikasi sampel Ukuran (mm)
Thickness < 7mm 4
Width of narrow selection (W) 13
Length of narrow selection (L) 57
Width overall ( ) 19
Length overall ( ) 165
Gauge length (G) 50
Distance between grips (D) 115
Radius of fillet (R) 76
h. Sampel yang telah dipotong-potong diberi nama atau index.
i. Melakukan pengujian terhadap spesimen tersebut.
Proses pembuatan sampel komposit dapat dijelaskan pada Gambar 9
berikut:
31
Gambar 9. Bagan proses pembuatan sampel komposit
Pembuatan komposit
Mempersiapkan cetakan
Menyusun serat
memanjang melintang anyaman
Menutup cetakan
Mengeringkan sampel
Memotong sampel untuk uji tarik Memotong sampel untuk uji lengkung
Uji tarik
hasil
analisa kesimpulan
Uji lengkung
hasil
analisa
Mengambil sampel dari cetakan
32
3. Pengujian Sampel Komposit
Diperoleh melalui hasil pengujian tarik dan pengujian lengkung
pada sampel. Pengujian ini bertujuan untuk mendapatkan sifat mekanik
dari komposit berpenguat bilah bambu dengan matrik polyester. Pengujian
tarik dilakukan hingga sampel putus sehingga diperoleh nilai tegangan,
regangan,dan modulus elastisitas dari sampel. Sedangkan pengujian
lengkung dilakukan dan memperoleh nilai defleksi dan modulus
elastisitasnya. Spesifikasi sampel pengujian tarik sesuai ASTM D 638.
Prosedur pengujian tarik adalah sebagai berikut:
a. Mempersiapkan alat uji tensiometer
b. Mengukur dimensi benda uji (spesimen) dengan menggunakan jangka
sorong sebelum melakukan pengujian, catat hasil pengukurannya.
c. Memasang benda kerja pada penjepit mesin uji.
d. Meletakkan kertas grafik pada mesin uji.
e. Set pembacaan skala gaya pada posisi nol (kalibrasi skala gaya).
f. Memutar engkol pemutar mesin secara perlahan-lahan sehingga benda
kerja mulai teregang secara perlahan-lahan.
g. Mengulangi pemutaran secara terus-menerus disertai dengan
pencatatan pada kertas grafik sampai benda kerja putus.
33
Spesifikasi pengujian lengkung sesuai ASTM D 790. Prosedur
pengujian lengkung adalah sebagai berikut:
a. Mempersiapkan alat uji twist and bend test machine.
b. Mengukur dimensi benda uji (spesimen) dengan menggunakan jangka
sorong sebelum melakukan pengujian, catat hasil pengukurannya.
c. Meletakkan sampel pada alat uji lengkung.
d. Mengkalibrasi alat dengan cara meletakkan sampel pada posisi nol
pada alat Twist and Bend Test.
e. Melakukan penekanan di tengahnya dengan memberikan gaya tekan
sampai mencapai sudut lengkung tertentu.
f. Mencatat nilai yang ditunjukkan jarum dial indicator sebagai nilai
defleksinya.
G. Instrument Penelitian
Penelitian ini didasari dengan pembuatan sampel komposit bilah
bambu dengan matriks polyester. Alat dan bahan yang digunakan untuk
pembuatan sampel komposit ini adalah sebagai berikut:
1. Alat penelitian
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya adalah
sebagai berikut:
34
a. Tabung reaksi
Tabung reaksi digunakan dengan ukuran 1000 mL yang
berfungsi mengukur volume bilah bambu.
b. Timbangan digital
Timbangan digital yang digunakan merk acis yang memiliki
ketelitian 0,01 gr dan beban maksimal 500 gr. Timbangan ini dapat
mengukur berat semua jenis bahan pembuatan komposit.
c. Cetakan komposit
Cetakan yang digunakan pada pembuatan komposit ini adalah
kaca, karena kaca mempunyai permukaan yang rata dan halus.
Sehingga nantinya akan diperoleh hasil permukaan yang rata dan
halus pula. Ukuran cetakan ini adalah 270 mm x 130 mm x 5 mm
dan dilengkapi dengan penutup cetakan yang terbuat dari kaca
juga.
d. Pisau
Pisau digunakan untuk membantu mengambul komposit dari
cetakan.
e. Kuas
Kuas digunakan untuk membantu proses penekanan pada tiap
lapisan komposit saat pembuatan sampel komposit.
35
f. Wadah
Wadah digunakan untuk meletakkan resin dan pengeras
sebelum dicampurkan.
g. Gunting
Gunting digunakan untuk memotong bilah bambu agar sesuai
dengan ukuran cetakan.
h. Gergaji
Gergaji digunakan untuk memotong sampel sebelum
dilakukan pengujian.
2. Bahan Penelitian
Bahan-bahan yang dipersiapkan untuk pembuatan sampel
komposit adalah sebagai berikut:
a. Matrik
Matrik yang digunakan adalah polyester dengan nama produksi
“yukalac 157” yang digunakan sebagai bahan utama pada pembuatan
komposit. Polyester bersifat termoplastik.
b. Pengeras
Pengeras/zat aditif yang digunakan adalah metil etil klorida
(MEKPO). Pengeras ini digunakan untuk mempercepat proses
pengerasan komposit. Bahan pengeras ini dicampurkan sebanyak 1%
ke dalam polyester. Apabila melewati persentase pemakaian maka
36
pengeras ini akan merusak proses pembuatan komposit, karena
pengeras ini akan menimbulkan energi panas.
c. Bilah bambu
Bambu memiliki banyak fungsi, selain dapat digunakan untuk
pembuatan industri rumah tangga juga dapat dimanfatkan sebagai
bahan pembuatan komposit. Bilah bambu yang digunakan dalam
pembuatan komposit ini diambil bagian dalamnya. Bilah bambu ini
diperoleh secara langsung di tempat pengolahan bambu yang
bertempat di Tabek Panjang. Bilah bambu yang diperlukan dalam
pembuatan sampel ini merupakan yang sudah kering supaya
peresapannya dengan bahan perekat bisa optimal, karena kalau Bilah
bambu yang kadar airnya terlalu banyak maka akan mengakibatkan
percampuran dengan bahan perekatnya kurang optimal.
d. Lapisan kaca
Mamfaat dari lapisan kaca ini supaya komposit tidak lengket
saat dipisahkan dari cetakan. Lapisan kaca yang digunakan dalam
pembuatan sampel ini adalah KIT gel motor.
H. Teknik Analisis Data
Data yang diperoleh diolah, kemudian dibuat dalam bentuk tabel dan
grafik. Data yang didapatkan berupa data langsung dan data tak langsung.
37
1. Pengujian Tarik
Data langsung diperoleh dari pengukuran panjang awal,
panjang akhir, tebal awal, tebal akhir, lebar awal dan lebar akhir
pengujian. Sedangkan data tak lansung dapat diperoleh melalui
analisis data untuk memperoleh nilai tegangan sampel. Untuk
menganalisis nilai tegangan dapat diperoleh dengan menggunakan
persamaan (1).
2. Pengujian lengkung
Data langsung diperoleh dari pengukuran panjang bahan,
ukuran penampang, beban dan harga defleksi. Sedangkan data tak
langsung diperoleh dari menganalisis data untuk memperoleh harga
elastisitas sampel. Untuk menganalisis nilai elastisitas sampel dapat
diperoleh dari harga momen inersia bahan dengan menggunakan
persamaan:
…………..(pers.4)
…………..(pers.5)
Dimana E adalah harga elastisitas (GPa), F adalah beban (N), L adalah
panjang bahan (m), I adalah momen inersia (mm), B adalah panjang
penaampang uji (mm), H adalah lebar penampang uji (mm).
38
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Deskripsi Data
Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan, yaitu pengujian tarik dan
pengujian lengkung (defleksi) diperoleh data pengujian secara langsung dan
tidak langsung.
1. Pengujian tarik
Hasil pengukuran pengujian tarik meliputi: pengukuran tebal
awal ( ), tebal setelah pengujian ( ), lebar awal ( ), lebar setelah
pengujian ( ), panjang awal ( ), dan panjang setelah pengujian ( )
dapat dilihat berdasarkan Tabel 5:
39
Tabel 5. Hasil pengukuran kuat tarik
Susunan
serat
Sampel mm
mm
mm
mm
mm
mm
Memanjang 1 4,9 4,9 12,1 12 100,7 101,2
2 4,7 4,7 10,4 10,5 100,1 -
3 4,8 4,8 12,2 12,2 103 104,6
Melintang 1 4,9 4,9 12 12 100 100,6
2 4,8 4,7 12,4 12 97 98,3
3 4,8 4,6 12,1 12,1 98 -
Anyaman 1 4,6 4,5 12,5 12,3 101 101,5
2 4,6 4,6 12,3 12,2 101 101,5
3 4,7 4,6 10,5 10,4 96,7 98,1
Tabel 5 merupakan data hasil pengukuran sampel sebelum dan
setelah dilakukan uji tarik. Dari data dapat diperoleh nilai tegangan
maksimum yang dapat dicari dengan menggunakan persamaan (1).
2. Pengujian lengkung
Hasil pengukuran pengujian defleksi meliputi: ukuran
penampang uji (panjang penampang, tebal penampang), panjang bahan,
beban, defleksi dapat dilihat pada Tabel 6:
40
Tabel 6. Data hasil pengukuran kuat lengkung
Bahan Struktur
penguat
Ukuran
penampan
g
Panjang
bahan
(m)
Beban
(N)
Defleksi
x
(m) B H
Kompo
sit berpe
nguat
bilah
bamboo
Memanjang 31 4,9 0,2 5 0,43
30 4,8 0,2 5 0,49
30,5 4,8 0,2 5 0,54
Melintang 33 5,1 0,2 5 1,11
34,5 5,1 0,2 5 1,15
32,8 5,0 0,2 5 1,18
Anyaman 36 4,6 0,2 5 0,81
31,6 4,5 0,2 5 0,92
35,5 4,5 0,2 5 1,02
Dari data dapat diperoleh nilai elastisitas bahan yang dapat
dicari dengan menggunakan persamaan (4).
B. Analisis Data
1. Pengujian tarik
Data yang diperoleh dari pengujian selanjutnya diolah untuk
mendapatkan data kuat tariknya. Analisa data pengukuran terhadap
masing-masing sampel didapatkan data tegangan maksimum berdasarkan
Tabel 7:
41
Tabel 7. Hasil analisa kekuatan tarik maksimum pada pengujian
tarik komposit berpenguat bilah bambu
Susunan serat sampel Tegangan
maks (σ)
Rata-rata
tegangan maks
MPa MPa
Memanjang 1 81,901 78,173
2 79,748
3 72,871
Melintang 1 19,186 18,936
2 18,954
3 18,668
Anyaman 1 54,594 44,538
2 37,277
3 41,744
Tabel 7 memperlihatkan data tegangan maksimum yang
diperoleh melalui analisa grafik pada saat sampel patah. Selain itu, data
yang diperoleh juga didapatkan melalui grafik yang terdapat pada
lampiran yang menyatakan hubungan pembebanan yang dilakukan pada
sampel hingga sampel patah.
Dalam pengujian nilai tegangan maksimum yang diperoleh
berkisar antara 18,936 MPa sampai 78,173 MPa. Pada hasil pengujian
rata-rata tegangan maksimum dapat dilihat semakin sejajar serat, maka
nilai tegangan maksimumnya semakin tinggi. Hal ini dapat dilihat
berdasarkan Gambar 10:
42
Gambar 10. Grafik hubungan antara variasi susunan
bilah bambu dengan rata-rata tegangan
maksimum
Dari Gambar 10 dapat dilihat hubungan antara susunan serat dan
nilai rata-rata tegangan maksimum menghasilkan nilai berbeda. Semakin
tegak lurus serat terhadap gaya tarik, maka tegangannya semakin turun.
2. Pengujian lengkung
Data yang diperoleh dari pengujian lengkung selanjutnya diolah
untuk mendapatkan nilai modulus elastisitasnya. Analisa data
pengukuran terhadap masing-masing sampel didapatkan nilai elastisitas
dapat dilihat berdasarkan Tabel 8:
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
memanjang melintang anyaman
rata
-rat
a n
ilai t
ega
nga
n m
aks
(Mp
a)
variasi susunan serat
43
Tabel 8. Hasil analisa kuat lengkung
Susunan serat Sampel Defleksi
(m)
Modulus elastisitas
(E) GPa
Memanjang 1 0,43 159,43
2 0,49 153,77
3 0,54 137,25
Rata-rata 0,473333 150,15
Melintang 1 1,11 51,45
2 1,15 47,502
3 1,18 51,675
Rata-rata 1,16 50,209
Anyaman 1 0,81 88,08
2 0,92 94,36
3 1,02 75,76
Rata-rata 0,916666 86,26
Tabel 8 memperlihatkan nilai rata-rata modulus elastisitas
komposit yang diperoleh melalui pengujian kuat lengkung. Dalam
pengujian nilai rata-rata modulus elastisitas yang diperoleh berkisar
antara 50,209 GPa sampai 150,15 GPa. Pada hasil pengujian rata-rata
modulus elastisitas dapat dilihat semakin sejajar serat, maka nilai
modulus elastisitasnya semakin tinggi. Hal ini dapat dilihat pada Gambar
11:
44
Gambar 11. Grafik hubungan antara variasi susunan bilah bambu dengan
rata-rata modulus elastisitas
Dari Gambar 11 dapat dilihat hubungan antara susunan serat dan
nilai rata-rata modulus elastisitas menghasilkan nilai berbeda. Semakin
tegak lurus serat terhadap gaya lengkung, maka modulus elastisitasnya
semakin turun.
C. Pembahasan
1. Pengujian tarik
Uji tarik yang dilakukan terhadap sampel menggunakan
pembebanan yang berasal dari gaya-gaya tarik sehingga sampel menjadi
patah. Gaya saat sampel patah merupakan kekuatan tarik maksimum yang
diperoleh pada tiap sampel seperti yang ditunjukkan pada Tabel 7.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
memanjang melintang anyamanrata
-rat
a m
od
ulu
s e
last
isit
as (
GP
a)
variasi susunan serat
45
Perbedaan kekuatan pada sampel dipengaruhi oleh tegangan dan juga
karena susunan seratnya.
Berdasarkan Tabel 7, nilai tegangan maksimum yang diperoleh
berkisar antara 78,173 MPa pada struktur serat memanjang sampai 18,936
MPa pada struktur serat melintang.
Dari hasil yang diperoleh, tegangan tertinggi dimiliki oleh
variasi susunan serat memanjang. Pada susunan serat memanjang
tegangan mencapai harga 78,173 MPa. Nilai tegangan pada susunan serat
anyamanan lebih rendah dari susunan serat memanjang. Tegangannya
adalah 44,538 MPa. Sedangkan nilai tegangan untuk susunan serat
melintang lebih rendah dari susunan serat anyaman, dengan nilai
tegangnnya adalah 18,936 MPa. Perbedaan nilai tegangan terjadi karena
variasi susunan seratnya. Jadi, susunan serat terbaik adalah pada susunan
serat memanjang.
Pengaruh susunan serat terhadap tegangan komposit terjadi
akibat kesejajaran arah serat dengan posisi beban tarik dan bentuk
susunan serat itu sendiri. Serat yang sejajar dengan posisi beban tarik
mampu menahan beban maksimum. Hal ini sesuai dengan teori dari
M.Gere (1985) yang menyatakan bahwa pemanjangan beban tarik yang
diberikan pada sampel adalah akibat dari proses beban tarik yang sejajar
dengan arah serat.
46
Pengaruh susunan serat terhadap tegangan komposit terjadi
akibat kesejajaran arah serat dan bentuk susunan serat itu sendiri juga
dijelaskan Hadi (2006) bahwa bahan komposit serat sangat kuat dan kaku
bila dibebani searah serat, sebaliknya sangat lemah bila dibebani dalam
arah tegak lurus serat. Hasil penelitian yang telah dilakukan terdapat
perbedaan nilai tegangan pada setiap sampel. Akibat dari perbedaan ini
maka terjadi perbedaan kekuatan untuk setiap pengukuran.
2. Pengujian lengkung
Berdasarkan Tabel 8 diperoleh nilai rata-rata modulus elastisitas
antara 50,209 GPa sampai 150,15 GPa. Nilai modulus elastisitas tertinggi
yaitu 150,15 GPa pada struktur serat memanjang. Sedangkan nilai
modulus elastisitas terendah yaitu 50,209 GPa pada struktur serat
melintang.
Dari hasil yang diperoleh, elastisitas maksimum dimiliki oleh
variasi susunan serat memanjang. Pada susunan serat memanjang
elastisitasnya mencapai harga 150,15 GPa. Nilai modulus elastisitas
susunan serat anyaman lebih rendah dari susunan serat memanjang. Harga
elastisitas adalah 86,26 GPa. Sedangkan nilai modulus elastisitas untuk
susunan serat melintang lebih rendah dari susunan serat anyaman, dengan
nilai elastisitasnya adalah 50,209 GPa. Perbedaan nilai elastisitas terjadi
47
karena variasi susunan seratnya. Jadi, susunan serat terbaik adalah pada
susunan serat memanjang.
Pengujian lengkung yang dilakukan terhadap sampel
menggunakan gaya yang diberikan. Perbedaan dari nilai modulus
elastisitasnya disebabkan oleh susunan seratnya, sesuai dengan teori yang
dikemukakan oleh Purwanto (2009) yang menyatakan bahwa dalam
pembuatan komposit tata letak dan arah serat dalam matrik yang akan
menentukan kekuatan mekanik komposit. Hal ini terlihat pada sampel
dengan struktur serat melintang, dimana terjadi perbedaan harga momen
inersia yang cukup besar.
Arbintarso (2009) juga menjelaskan bahwa sifat mekanis terbaik
ditunjukkan oleh serat-serat yang diorientasikan parallel pada arah
pengujiannya. Hadi (2006) juga menjelaskan bahwa bahan komposit serat
sangat kuat dan kaku bila dibebani searah serat, sebaliknya sangat lemah
bila dibebani dalam arah tegak lurus serat.
Jadi, pengaruh susunan serat terhadap kuat lengkung komposit
terjadi karena kesejajaran arah dan bentuk susunan serat serta gaya yang
diberikan. Dari ketiga variasi susunan lembaran bilah bambu didapatkan
sifat mekanis terbaik diperoleh pada variasi susunan memanjang.
48
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
Dari penelitian yang telah dilakukan, maka diperoleh kesimpulan
sebagai berikut:
1. Tegangan tertinggi terjadi pada struktur serat memanjang dengan nilai
tegangan 78,173 MPa. Sedangkan tegangan terendah terjadi pada struktur
serat melintang dengan nilai tegangan 18,936 MPa. Perbedaan nilai
tegangan ini terjadi karena pengaruh susunan serat. Pengaruh susunan
serat bambu terhadap nilai tegangan terjadi akibat kesejajaran arah serat
dengan posisi beban tarik dan bentuk susunan serat itu sendiri.
2. Harga elastisitas tertinggi terjadi pada struktur serat memanjang dengan
nilai elastisitas 150,15 GPa. Sedangkan nilai elastisitas terendah terjadi
pada struktur serat memanjang dengan nilai elastisitasnya 50,209 GPa.
Perbedaan nilai elastisitasnya terjadi karena pengaruh susunan seratnya.
Pengaruh bentuk susunan serat terhadap kuat lengkung komposit
berpenguat bilah bambu terjadi akibat kesejajaran arah dan bentuk
susunan serat serta gaya yang diberikan. Semakin banyak serat yang
ditanggung oleh beban tarik, maka komposit tersebut semakin elastis.
47
49
B. Saran
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, penelitian ini masih
banyak memiliki kekurangan. Untuk penelitian selanjutnya diharapkan dapat
memperhitungkan ukuran seratnya, memvariasikan komposisi perekat dan
meneliti sifat mekanik lainnya.
50
DAFTAR PUSTAKA
Alamendah.2011. Jenis-Jenis Bambu Di Indonesia.
http://alamendah.wordpress.com/2011/01/28/jenis-jenis-bambu-di-indonesia/
(diakses 25 juni 2011).
Arbintarso, Elliyawan S. 2009. Tinjauan Kekuatan Lengkung Papan Serabut Kelapa
Sebahan Bahan Teknik. Jurnal Teknologi.
Balai penelitian bahan bangunan. 2007. Pengembangan Bambu Komposit sebagai
Bahan Bangunan Alternatif Pengganti Kayu. http://puskim.pu.go.id/produk-
litbang/teknologi-terapan/pengembangan-bambu-komposit-sebagai-bahan-
bangunan-alternatif-pengg (diakses tanggal 3 november 2011)
Boimou, Kristomus. 2010. Pengaruh Fraksi Volume dan Panjang Serat Terhadap
Sifat Lengkung Komposit Polyester yang Diperkuat Serat Batang Pisang.
Universitas Nusa Cendana: Kupang.
Daryus, Asyari. 2006. Diktat Mata Kuliah Teknik Material Teknik. Jurusan Mesin,
Fakultas Teknik. Universitas Darma Persada: Jakarta.
Dobrin, Milton B Savit.1976. Introduction to Geophysical Prospecting.Mc. grow-hill
International USA.
Eldo,Dani.dkk.2010. Analisis Kekuatan Lentur Struktur Sadnwich Komposit Serat
Bambu Dengan Core Polyurethane Melalui Uji Three Point Bending Dan
Metode Elemen Hingga. Instutut Teknologi Bandung. ITB
F. Smith,William.1993. Foundation Of Material Science And Engineering, second
edition. New York: Mc Graw-Hill
Fessenden, J.Ralp. 1982. Kimia Organik, edisi ketiga. Jakarta: Erlangga
Giancoli, C. Douglas. 2001. Fisika edisi kelima. Jakarta: Erlangga.
Gibson, F.R., 1994, “Principles of Composite material Mechanis”, International
Edition”, McGraw-Hill Inc, New York.(terjemahan)
49
51
Hadi,Bambang.K.2006. Diktat Kuliah Mekanika Struktur Komposit. Bandung:
penerbit ITB
Ifannosa, arfie.dkk. 2010. Analisis Kekuatan Tarik Komposit Serat Bambu Laminat
Helai Dan Wooven Yang Dibuat Dengan Metode Manufaktur Hand Lay-Up.
Institut Teknologi Bandung. Bandung.
M. Gere, James. 1985. Mekanika Bahan. Jakarta: Erlangga
Manik,dkk.2004. kajian teknis penggunaan serat bamboo sebagai alternative bahan
komposit pembuatan kulit kapal. Universitas Diponegoro: Semarang.(diakses
20 juni 2011).
Palallo,federick.2007. karakterisasi sifat mekanik komposit bambu dengan metode
hand lay-up. Universitas Indonesia. jakarta
Purboputro, I Pramuko. 2006. “pengaruh kekuatan serat terhadap keuatan impak
komposit eceng gondok dengan matriks polyester”. Jurnal.
Kartasura:universitas muhammadyah suakarta.
Purwanto, 2006. Studi Sifat Bending dan Impact Komposit Serat Kenaf Acak-
Polyester. Unnes. Semarang.
Rusmiyanto, ferdi.2007.”Pengaruh Fraksi Volume Serat Terhadap Kekuatan Tarik
dan Kekuatan Bending Komposit Nylon/Epoxy Resin Serat Pendek
Random”.(Skripsi).Semarang: UNNES
Van Vlack, L.H.1995. Ilmu dan Teknologi Bahan, edisi ke-5. Bandung: penerbit
Erlangga.
Widodo. 2008. “Analisa Sifat Mekanik Komposit Epoxy Dengan Penguat Serat
Pohon Aren Model Lamina Berorientasi Sudut Acak”. (Skripsi). ITN
52
Lampiran 1
1. Pengolahan data pengujian massa jenis bilah bambu
Massa jenis bilah bambu diperoleh dari hasil pengukuran berat dan perubahan
volume bilah bambu. Hal ini dilakukan untuk memudahkan perhitungan berat
bilah bambu yang akan digunakan dalam pembuatan komposit.
a. = 20 mL
m = 0,5 gr
= 20,5 mL
ρ
b. = 18 mL
m = 0,4 gr
= 18,5 mL
ρ
c. = 15 mL
m = 0,5 gr
= 16 mL
53
ρ
d. = 12 mL
m = 0,6 gr
= 12,5 mL
ρ
e. = 10 mL
m = 0,4 gr
= 10,5 mL
ρ
=
=
= 0,86
54
2. Perhitungan bahan komposit
Sebelum pembuatan komposit dilakukan, terlebih dahulu dihitung massa
masing-masing bahan komposit. Ukuran volume cetakan adalah:
Volume cetakan = 270 mm x 130 mm x 5 mm
= 175500
= 175,5 mL
80% volume resin polyester =
= 140,4 mL
Massa resin polyester = volume resin x massa jenis resin
= 140,4 mL x 1,2
= 168,48 gr
1% katalis = gr
= 1,6 gr
20% volume bilah bambu =
= 35,1 mL
55
Massa bilah bambu = volume bilah bambu x massa jenis bilah bambu
= 35,1 mL x 0,86
= 30,186 gr
56
Lampiran 2
A. Serat memanjang
1. Sampel 1
Tabel 8. Tabulasi data spesimen 1
Massa (kg) Gaya (N) Penampang (m2) Tegangan
(MPa)
10 98,1 0,00005929 1,654
70 686,7 0,00005929 11,582
90 882,9 0,00005929 14,891
155 1520,55 0,00005929 25,645
220 2158,2 0,00005929 36,400
250 2452,5 0,00005929 41,364
340 3335,4 0,00005929 56,255
390 3825,9 0,00005929 64,528
470 4610,7 0,00005929 77,765
495 4855,95 0,00005929 81,901
57
2. Sampel 2
Tabel 9. Tabulasi data spesimen 2
Massa (kg) Gaya (N) Penampang (m2) Tegangan
(MPa)
20 196,2 0,00004982 3,938
110 1079,1 0,00004982 21,659
160 1569,6 0,00004982 31,505
210 2060,1 0,00004982 41,350
250 2452,5 0,00004982 49,227
270 2648,7 0,00004982 53,165
290 2844,9 0,00004982 57,103
330 3237,3 0,00004982 64,979
360 3531,6 0,00004982 70,887
405 3973,05 0,00004982 79,748
58
3. Sampel 3
Tabel 10. Tabulasi data spesimen 3
Massa (kg) Gaya (N) Penampang (m2) Tegangan
(MPa)
15 147,15 0,00005856 2,512
65 637,65 0,00005856 10,888
145 1422,45 0,00005856 24,290
185 1814,85 0,00005856 30,991
215 2109,15 0,00005856 36,016
280 2746,8 0,00005856 46,905
330 3237,3 0,00005856 55,281
370 3629,7 0,00005856 61,982
405 3973,05 0,00005856 67,845
435 4267,35 0,00005856 72,871
59
B. Serat melintang
1. Sampel 1
Tabel 11. Tabulasi data spesimen 1
Massa (kg) Gaya (N) Penampang (m2) Tegangan
(MPa)
10 98,1 0,0000588 1,668
20 196,2 0,0000588 3,336
35 343,35 0,0000588 5,839
55 539,55 0,0000588 9,176
60 588,6 0,0000588 10,010
70 686,7 0,0000588 11,678
80 748,8 0,0000588 12,734
90 882,9 0,0000588 15,015
100 981 0,0000588 16,683
115 1128,15 0,0000588 19,186
60
2. Sampel 2
Tabel 12. Tabulasi data spesimen 2
Massa (kg) Gaya (N) Penampang (m2) Tegangan
(MPa)
20 196,2 0,00005952 3,296
25 245,25 0,00005952 4,120
35 343,35 0,00005952 5,768
45 441,45 0,00005952 7,416
55 539,55 0,00005952 9,065
65 637,65 0,00005952 10,713
75 735,75 0,00005952 12,361
90 882,9 0,00005952 14,833
100 981 0,00005952 16,481
115 1128,15 0,00005952 18,954
61
3. Sampel 3
Tabel 13. Tabulasi data spesimen 3
Massa (kg) Gaya (N) Penampang (m2) Tegangan
(MPa)
10 98,1 0,00004992 1,965
20 196,2 0,00004992 3,930
30 294,3 0,00004992 5,895
40 392,4 0,00004992 7,860
50 490,5 0,00004992 9,852
60 588,6 0,00004992 11,790
70 686,7 0,00004992 13,756
80 784,8 0,00004992 15,721
90 882,9 0,00004992 17,686
95 931,95 0,00004992 18,668
62
C. Serat anyaman
1. Sampel 1
Tabel 14. Tabulasi data spesimen 1
Massa (kg) Gaya (N) Penampang (m2) Tegangan
(MPa)
10 98,1 0,0000575 1,706
30 294,3 0,0000575 5,118
50 490,5 0,0000575 8,530
80 784,8 0,0000575 13,648
110 1079,1 0,0000575 18,776
150 1471,5 0,0000575 25,591
180 1765,8 0,0000575 30,709
210 2060,1 0,0000575 35,827
270 2648,7 0,0000575 46,064
320 3139,2 0,0000575 54,594
63
2. Sampel 2
Tabel 15. Tabulasi data spesimen 2
Massa (kg) Gaya (N) Penampang (m2) Tegangan
(MPa)
10 98,1 0,00005658 1,733
30 294,3 0,00005658 5,210
55 539,55 0,00005658 9,536
65 637,65 0,00005658 11,269
90 882,9 0,00005658 15,604
110 1079,1 0,00005658 19,072
130 1275,3 0,00005658 22,539
170 1667,7 0,00005658 29,475
190 1863,9 0,00005658 32,942
215 2109,15 0,00005658 37,277
64
3. Sampel 3
Tabel 16. Tabulasi data spesimen 3
Massa (kg) Gaya (N) Penampang (m2) Tegangan
(MPa)
10 98,1 0,00004935 1,987
35 343,35 0,00004935 6,957
55 539,55 0,00004935 10,933
75 735,75 0,00004935 14,908
95 931,95 0,00004935 18,884
120 1177,2 0,00004935 23,854
140 1373,4 0,00004935 27,829
160 1569,6 0,00004935 31,805
180 1765,8 0,00004935 35,781
210 2060,1 0,00004935 41,744
65
Lampiran 3
Tabel 17. Data hasil pengukuran kuat lengkung
Bahan Struktur
penguat
Ukuran
penampang
Panjang
bahan (m)
Be
ban
(N)
Defleksi
x
(m)
Modu
lus
elastic
sitas
(GPa)
B H
Komposit
berpenguat
bilah
bamboo
memanjang 31 4,9 0,2 5 0,43 6,37
30 4,8 0,2 5 0,49 5,96
30,5 4,8 0,2 5 0,54 5,49
Melintang 34,5 5,1 0,2 5 1,15 1,97
32,8 5,0 0,2 5 1,18 2,07
33 5,1 0,2 5 1,11 2,10
Anyaman 31,6 4,5 0,2 5 0,92 3,36
35,5 4,5 0,2 5 1,02 3,41
36 4,6 0,2 5 0,81 3,53
66
Lampiran 4
Analisis data pengujian tarik
A. Serat memanjang
1. Sampel 1
Gaya
Tegangan (σ) =
67
= 4,9 mm x 12,1 mm
= 59,29
= 59,29 x
Tegangan (σ) =
68
2. Sampel 2
Gaya
69
Tegangan (σ) =
= 4,7 mm x 10,6 mm
= 49,82
= 49,82 x
Tegangan (σ) =
70
3. Sampel 3
Gaya
71
Tegangan (σ) =
= 4,8 mm x 12,2 mm
= 58,56
= 58,56 x
Tegangan (σ) =
72
B. Serat melintang
1. Sampel 1
Gaya
73
Tegangan (σ) =
= 4,9 mm x 12 mm
= 58,8
= 58,8 x
Tegangan (σ) =
74
2. Sampel 2
Gaya
75
Tegangan (σ) =
= 4,8 mm x 12,4 mm
= 59,52
= 59,52 x
Tegangan (σ) =
76
3. Sampel 3
Gaya
77
Tegangan (σ) =
= 10,4 mm x 4,8 mm
= 49,92
= 49,92 x
Tegangan (σ) =
78
C. Serat Anyaman
1. Sampel 1
79
Gaya
Tegangan (σ) =
= 4,6 mm x 12,5 mm
= 57,5
= 57,5 x
80
Tegangan (σ) =
2. Sampel 2
81
Gaya
Tegangan (σ) =
= 4,6 mm x 12,3 mm
= 56,58
= 56,58 x
82
Tegangan (σ) =
83
3. Sampel 3
Gaya
Tegangan (σ) =
= 4,7 mm x 10,5 mm
= 49,35
84
= 49,35 x
Tegangan (σ) =
85
Lampiran 5
Analisis data pengujian lengkung
Modulus elastisitas (E) =
I =
a. Serat Memanjang
I
= 303,92 = 303,9 x10-12
m4
E =
= 159,43x = 159,43 x
= 159,43 GPa
I
= 276,48 = 276,48 x10-12
m4
E =
= 153,77 x = 153,77 x
= 153,77 GPa
I
= 281,08 = 281,08x10-12
m4
E =
= 137,25 x = 137,25 x
= 137,25 GPa
86
b. Serat Melintang
I
= 364,79 = 364,79 x10-12
m4
E =
= 51,45 x = 51,45 x
= 51,45 GPa
I
= 381,37 = 381,37 x10-12
m4
E =
= 47,502 x = 47,502 x
= 47,502 GPa
I
= 341,66 = 341,66 x10-12
m4
E =
= 51,675 x = 51,675 x
= 51,675 GPa
87
c. Serat Anyaman
I
= 292,008 = 292,008x10-12
m4
E =
= 88,08 x = 88,08 x
= 88,08 GPa
I
= 239,96 = 239,96 x10-12
m4
E =
= 94,36 x = 94,36 x
= 94,36 GPa
I
= 269,578 = 269,578 x10-12
m4
E =
= 75,76 x = 75,76 x
= 75,76 GPa
88
89
90
91
92
93
94
95
Lampiran 7
1. Alat dan bahan pembuatan komposit
a. Polester b. Pengeras
c. alkohol d. Tabung reaks
e. Kuas f. Bambu
96
f. Timbangan digital g. Jangka sorong
h. Cetakan komposit
2. Proses pembuatan komposit
a. Menyusun bilah bambu dalam cetakan
b. Menyiram lapisan bambu dengan polyester
97
c. Meratakan polyester dengan kuas
d. Menutup cetakan
98
e. Meletakkan sampel komposit sampai kering
3. Proses pengujian komposit
a. Menyiapkan alat untuk pengujian
b. Mengukur panjang, lebar dan ketebalan sampel
99
c. Memasang sampel pada alat pengujian
d. Mengambil data pengujian
100
4. Contoh sampel untuk pengujian
a. Pengujian tarik
b. Pengujian lengkung