kekuatan impak dan bending komposit /kekuatan...pengujian kekuatan material, dilakukan uji hambat...

Download KEKUATAN IMPAK DAN BENDING KOMPOSIT  /Kekuatan...pengujian kekuatan material, dilakukan uji hambat panas sebagai verifikasi dari sifat material berdasarkan kekuatan bending dan impak rata-rata tertinggi

Post on 30-Apr-2018

263 views

Category:

Documents

32 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    i

    KEKUATAN IMPAK DAN BENDING KOMPOSIT SANDWICH HAMBAT PANAS DENGAN CORE BERBAHAN DASAR

    KERTAS BURAM DAN SEKAM PADI SERTA SKIN BERBAHAN DASAR KARUNG PLASTIK

    Skripsi Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

    IPUDATU YOPY ARIE NUGROHO I 1307011

    JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

    SURAKARTA 2011

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    viii

    ABSTRAK

    Ipudatu Yopy Arie Nugroho, NIM : I1307011. KEKUATAN IMPAK DAN BENDING KOMPOSIT SANDWICH HAMBAT PANAS DENGAN CORE BERBAHAN DASAR KERTAS BURAM DAN SEKAM PADI SERTA SKIN BERBAHAN DASAR KARUNG PLASTIK. Skripsi. Surakarta: Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Oktober 2011.

    Ketersediaan kayu yang semakin terbatas mendorong dicarinya alternatif bahan untuk papan sekat ruangan bersifat hambat panas. Alternatif bahan tersebut harus memiliki sifat mekanik sesuai dengan kebutuhan aplikasinya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh ketebalan core, komposisi core dan perlakuan alkali sekam padi terhadap kekuatan bending dan impak komposit sandwich dengan core berbahan dasar kertas buram dan sekam padi serta skin berbahan dasar karung plastik sebagai bahan papan sekat ruang. Penelitian ini adalah perancangan eksperimen faktorial dengan variasi ketebalan core 10 mm dan 15 mm, variasi komposisi core yaitu sekam 10% dan 20% dan variasi perlakuan alkali dengan perendaman NaOH konsentrasi 5% selama 1 jam, 2 jam dan 3 jam. Spesimen dari setiap faktor diuji dengan uji bending dan impak. Hasil uji bending dan impak diuji ANOVA dan pembanding ganda Tukey. Setelah pengujian kekuatan material, dilakukan uji hambat panas sebagai verifikasi dari sifat material berdasarkan kekuatan bending dan impak rata-rata tertinggi.

    Hasil dari pegujian kekuatan material kekuatan bending dipengaruhi oleh ketebalan core dan perlakuan alkali sedangkan kekuatan impak dipengaruhi oleh ketebalan core. Ketebalan core 10 mm, komposisi sekam 20% dan perlakuan alkali 2 jam rata-rata kekuatan bending tertinggi 124,79 kgf/cm2 sedangkan rata-rata kekuatan bending terendah 81,76 kgf/cm2 dengan variasi ketebalan core 15 mm, komposisi sekam 10% dan perlakuan alkali 2 jam. Ketebalan core 15 mm, komposisi sekam 20% dan perlakuan alkali 3 jam rata-rata kekuatan impak tertinggi 28,37 J/mm2 sedangkan rata-rata kekuatan impak terendah 17,37 J/mm2 dengan variasi ketebalan 10 mm, komposisi sekam 20% dan perlakuan alkali 2 jam. Nilai konduktivitas panas kekuatan bending rata-rata tertinggi 0,338 W/mC dan kekuatan impak rata-rata tertinggi 0,482 W/mC.

    Kata Kunci : komposit sandwich, uji bending, uji impak, nilai konduktivitas

    panas

    xviii+122 halaman; 67 tabel; 46 gambar; 10 lampiran; daftar pustaka: 49 (1972-

    2010)

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    x

    DAFTAR ISI

    HALAMAN JUDUL i

    LEMBAR PENGESAHAN ii

    LEMBAR VALIDASI iii

    SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA ILMIAH iv

    SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH v

    KATA PENGANTAR vi

    ABSTRAK viii

    ABSTRACT ix

    DAFTAR ISI x

    DAFTAR TABEL xiv

    DAFTAR GAMBAR xvii

    DAFTAR LAMPIRAN xviii

    BAB I PENDAHULUAN I-1

    1.1. Latar Belakang Penelitian I-1

    1.2. Perumusan Masalah I-3

    1.3. Tujuan Penelitian I-3

    1.4. Manfaat Penelitian I-4

    1.5. Batasan Masalah I-4

    1.6. Sistematika Penulisan I-4

    BAB II TINJAUAN PUSTAKA II-1

    2.1. Komposit II-1

    2.2. Komposit Sandwich II-3

    2.3. Klasifikasi dan Material Pembentuk Komposit II-3

    2.3.1. Perekat II-4

    2.1.4. Serat II-4

    2.4 Kekuatan Fisik dan Mekanik II-6

    2.4.1. Fraksi Volume II-6

    2.4.2. Densitas II-6

    2.4.3. Kekuatan Bending (Modulus of Rupture) II-7

    2.4.4. Kekuatan Impak II-8

    2.5 Klasifikasi Papan Serat II-11

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    xi

    2.5.1. PSKR (Papan Serat Kerapatan Rendah) II-12

    2.5.2. PSKS (Papan Serat Kerapatan Sedang) II-12

    2.5.3. PSKT (Papan Serat Kerapatan Tinggi) II-13

    2.6 Temperatur II-14

    2.7 Perpindahan Panas II-15

    2.7.1. Perpindahan panas konduksi II-15

    2.7.2. Perpindahan panas konveksi II-15

    2.7.3. Perpindahan panas radiasi II-15

    2.8 Hambat Panas II-16

    2.9 Bahan-Bahan Penyusun Komposit Sandwich II-16

    2.9.1. Kertas II-16

    2.9.2. Sekam Padi II-18

    2.9.3. Lem Putih II-19

    2.9.4. Serat Karung Plastik II-20

    2.9.5. Unsaturated Polyester Resin (UPRs) II-20

    2.9.6. Katalis Metyl Etyl Keton Peroksida (MEKPO) II-21

    2.9.7. Larutan n-heksana II-22

    2.10 Konsep Perancangan Eksperimen II-22

    2.10.1. Defnisi Eksperimen II-22

    2.10.2. Tujuan Desain Eksprimen II-24

    2.10.3. Faktorial Eksperimen II-24

    2.10.4. Pengujian Asumsi-Asumsi ANOVA II-26

    2.11 Studi Pustaka II-31

    BAB III METODOLOGI PENELITIAN III-1

    3.1 Kerangka Metode Penelitian III-1

    3.2 Waktu dan Tempat Penelitian III-3

    3.2.1. Waktu Penelitian III-3

    3.2.2. Tempat Penelitian III-3

    3.3 Orientasi Penelitian III-3

    3.4 Perancangan Experimen III-4

    3.4.1. Tahap Perencanaan (Planning Phase)

    3.4.2. Tahap Design Phase

    III-4

    III-7

    3.5 Pengumpulan Data III-8

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    xii

    3.5.1. Pembuatan spesimen uji III-9

    3.5.2. Pengujian Bending Komposit Sandwich III-15

    3.5.3. Pengujian Impak Komposit Sandwich III-17

    3.6 Pengolahan Data III-18

    3.6.1. Uji Asumsi-Asumsi ANOVA III-18

    3.6.2. Uji ANOVA III-20

    3.6.3. Uji Pembanding Ganda III-21

    3.6.4. Interpretasi Hasil Eksperimen III-21

    3.6.5. Uji Konduktivitas Termal III-21

    3.7 Analisis Hasil Penelitian III-23

    3.8 Kesimpulan Dan Saran III-24

    BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA IV-1

    4.1 Pengumpulan Data IV-1

    4.1.1 Penentuan Teknik Eksperimen IV-1

    4.1.2 Identifikasi Karakteristik Kualitas IV-1

    4.1.3 Pra Eksperimen IV-1

    4.1.4 Hasil Eksperimen IV-3

    4.2 Pengolahan Data IV-10

    4.2.1 Uji Asumsi Dasar IV-10

    4.2.2 Uji ANOVA IV-26

    4.2.3 Uji Pembanding Ganda IV-33

    4.2.3.1 Bending IV-33

    4.2.3.2 Impak IV-34

    4.3 Uji Hambat Panas IV-35

    4.3.1 Spesimen Bending IV-35

    4.3.2 Spesimen Impak IV-38

    BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL V-1

    5.1 Analisis Hasil Uji Bending V-1

    5.1.1. Analisis Kekuatan Bending Berdasarkan Faktor Ketebalan

    Core

    V-1

    5.1.2 Analisis Kekuatan Bending Berdasarkan Faktor

    Komposisi Core

    V-2

    5.1.3 Analisis Kekuatan Bending Berdasarkan Faktor Perlakuan V-3

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    xiii

    Alkali

    5.1.4 Analisis Kekuatan Bending Berdasarkan Faktor Ketebalan

    dan Komposisi Core

    V-5

    5.1.5 Analisis Kekuatan Bending Berdasarkan Faktor Perlakuan

    alkali dan Ketebalan Core

    V-5

    5.1.6 Analisis Kekuatan Bending Berdasarkan Faktor Perlakuan

    alkali dan Komposisi Core

    V-6

    5.1.7 Analisis Kekuatan Bending Berdasarkan Faktor Ketebalan

    Core, Komposisi Core dan Perlakuan alkali

    V-7

    5.1.8 Analisis patahan uji bending faktor perlakuan alkali V-8

    5.2 Analisis Hasil Uji Impak V-11

    5.2.1 Analisis Kekuatan Impak Berdasarkan Faktor Ketebalan

    Core

    V-12

    5.2.2 Analisis Kekuatan Impak Berdasarkan Faktor Komposisi

    Core

    V-13

    5.2.3 Analisis Kekuatan Impak Berdasarkan Faktor Perlakuan

    Alkali

    V-14

    5.2.4 Analisis Kekuatan Impak Berdasarkan Faktor Ketebalan

    dan Komposisi Core

    V-15

    5.2.5 Analisis Kekuatan Impak Berdasarkan Faktor Perlakuan

    alkali dan Ketebalan Core

    V-16

    5.2.6 Analisis Kekuatan Impak Berdasarkan Faktor Perlakuan

    alkali dan Komposisi Core

    V-17

    5.2.7 Analisis Kekuatan Impak Berdasarkan Faktor Ketebalan

    Core, Komposisi Core dan Perlakuan Alkali

    V-18

    5.3 Analisis Hasil Uji Hambat Panas V-19

    BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN VI-1

    6.1 Kesimpulan VI-1

    6.2 Saran VI-1

    DAFTAR PUSTAKA

    LAMPIRAN

  • perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

    commit to user

    I-1

    BAB I PENDAHULUAN

    Bab ini membahas mengenai latar belakang masalah, identifikasi masalah,

    perumusan masalah, penentuan tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan

    masalah, serta sistematika penulisan. Keseluruhan pokok bahasan dalam bab ini

    diharapkan memberikan gambaran umum tentang penelitian ini dan perlunya

    penelitian ini dilakukan.

    1.1 LATAR BELAKANG

    Meningkatnya kadar CO2 di atmosfer bumi menyebabkan terjadinya efek

    rumah kaca dan peningkatan suhu rata-rata bumi atau pemanasan global. Efek

    negatif yang ditimbulkan dari pemanasan global yaitu terjadinya gangguan

    pada kesehatan dan lingkungan. Efek pemanasan global pada lingkungan yaitu

    pengaruh terhadap temperatur lingkungan fisik kerja, biasa terjadi di perkantoran

    dan pabrik (Alimansyah, 2009). Menurut (Sutalaksana, dkk, 1983) temperatur

    udara lebih panas mengakibatkan cepat timbulnya kelelahan pada tubuh sehingga

    menganggu konsentrasi. Hal tersebut dapat diminima