sifat mekanis dan sifat fisis komposit berpenguat serat ... · bahan penguat serat kulit jagung dan...

i

TUGAS AKHIR

Sifat Mekanis dan Sifat Fisis Komposit Berpenguat Serat Kulit Jagung dan Serbuk

Gergaji Kayu Jati dengan Perbandingan Fraksi Berat 30%:70%,50%:50%,70%:30%

Berskin Aluminium Foil untuk Penggunaan Pelapis Dalam Atap

Laporan Tugas Akhir ini disusun Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Memperoleh

Derajat Sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun : ANDI CAHYANTO

D 200 080 004

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

Agustus 2012

ii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:

“Sifat Mekanis dan Sifat Fisis Komposit Berpenguat Serat Kulit

Jagung dan Serbuk Gergaji Kayu Jati dengan Perbandingan Fraksi Berat 30%:70%,50%:50%,70%:30% Berskin Aluminium Foil untuk Penggunaan Pelapis Dalam Atap” yang dibuat untuk memenuhi

sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik

Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh

yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang

sudah diduplikasikan dan/atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar

kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau

instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya

cantumkan sebagaimana mestinya.

Surakarta, Agustus 2012

iii

HALAMAN PERSETUJUAN

Tugas Akhir berjudul “Sifat Mekanis dan Sifat Fisis Komposit Berpenguat Serat Kulit Jagung dan Serbuk Gergaji Kayu Jati dengan Perbandingan Fraksi Berat 30%:70%,50%:50%,70%:30% Berskin

Aluminium Foil untuk Penggunaan Pelapis Dalam Atap”, telah

disetujui oleh Pembimbing dan diterima untuk memenuhi sebagian

persyaratan memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh :

Nama : ANDI CAHYANTO

NIM : D200 080 004

Disetujui pada

Hari : selasa

Tanggal : 7 agustus 2012

Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping

Ir.Pramuko Ilmu Purboputro,MT Ir.Masyrukan,MT

iv

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas akhir berjudul ” Sifat Mekanis dan Sifat Fisis Komposit

Berpenguat Serat Kulit Jagung dan Serbuk Gergaji Kayu Jati dengan

Perbandingan Fraksi Berat 30%:70%,50%:50%,70%:30% Berskin

Aluminium Foil untuk Penggunaan Pelapis Dalam Atap” telah

dipertahankan dihadapan Tim penguji dan telah dinyatakan sah untuk

memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan

Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh : Nama : Andi Cahyanto NIM : D200 080 004 Disahkan pada Hari : selasa Tanggal : 7 agustus 2012 Tim Penguji : Ketua : Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT Anggota 1 : Ir. Masyrukan, MT Anggota 2 : Bambang Waluyo F,ST,MT

vi

Motto

Barang siapa bersabar, maka dia akan beruntung

خري جليس يف الزمان كتاب

Sebaik-baiknya teman duduk pada setiap waktu adalah buku

Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan.

(Alam Nasyrah:6)

نّسيانآَفُة اْلعْلِم ال

Bencana ilmu itu adalah lupa

vii

RINGKASAN

Atap merupakan bagian dari struktur bangunan yang paling mudah

mengalami kerusakan akibat perubahan cuaca. Kerusakan terjadi pada genteng tanah liat yang mengalami keretakan , seng yang keropos/berkarat dan pudarnya warna cat pelapis pada genteng.. Tujuan penelitian adalah mengetahui kekuatan tarik specimen dengan standar ASTM D 638 – 02, kekuatan sobek dengan standar SNI 0521:2008 dan foto makro patahan specimen pada komposit untuk pelapis dalam atap.

Bahan penguat serat kulit jagung dan serbuk gergaji kayu jati dicampur dengan lem fox kuning 680 ml. Core dilapisi dengan kertas kraft kemudian dijemur selama 6 jam, kemudian dilapisi dengan skin aluminium foil.Pengujian yang dilakukan adalah pengujian tarik, sobek dan foto makro.

Dari hasil pengujian tarik Kekuatan tarik rata-rata pada komposit dengan perbandingan 70%:30% lebih tinggi dibandingkan dengan komposit dengan perbandingan fraksi berat 30%:70% dan 50%:50%. Regangan rata-rata pada komposit dengan perbandingan 50%:50% lebih tinggi dibandingkan dengan komposit dengan perbandingan fraksi berat 30%:70% dan 70%:30%. Modulus elastisitas rata-rata rata pada komposit dengan perbandingan 70%:30% lebih tinggi dibandingkan dengan komposit dengan perbandingan fraksi berat 30%:70% dan 50%:50%. Kekuatan sobek rata-rata pada komposit dengan perbandingan 50%:50% lebih tinggi dibandingkan dengan komposit dengan perbandingan fraksi berat 30%:70% dan 70%:30%. Pada bentuk patahan spesimen uji tarik dapat di simpulkan bahwa jenis patahan yang terjadi adalah patah liat. Kata kunci : serat, serbuk, tarik, sobek, foto makro

viii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum.Wr.Wb

Syukur allhamdulillah, penulis panjatkan ke hadirat allah SWT atas

berkah dan rahmatn-NYA sehingga penyusunan laporan penelitian ini

dapat terselesaikan.

Tugas akhir berjudul ” Sifat Mekanis dan Sifat Fisis Komposit

Berpenguat Serat Kulit Jagung dan Serbuk Gergaji Kayu Jati dengan

Perbandingan Fraksi Berat 30%:70%,50%:50%,70%:30% Berskin

Aluminium Foil untuk Penggunaan Pelapis Dalam Atap”, dapat

terselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada

kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati

ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan sebesar-

besarnya kepada:

1. Puji dan Syukur kepada Allah Subhaanahu wa ta'ala yang telah

memudahkan segala urusan hamba-Nya, dan atas Rahmat-Nya

yang tidak terhitung luasnya kepada kita semua.

2. Bapak , Ibu dan keluarga yang selalu mendoakan dan memberi

dukungan.

3. Ir. Sartono Putro, MT, selaku ketua Jurusan Teknik Mesin.

4. Ir. Pramuko Ilmu Purboputro,MT selaku dosen pembimbing utama

atas bimbingan dan arahannya.

5. Ir. Masyrukan, MT selaku dosen pembimbing pendamping atas

bimbingan dan arahannya.

ix

6. Bambang Waluyo Febriantoko,ST,MT atas saran dan masukannya.

7. Semua Dosen Jurusan Teknik Mesin beserta Staf Tata Usaha

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

8. Laboratorium Ilmu Bahan S1 UGM yang telah banyak membantu

dalam pelaksanaan pengujian.

9. Teman-teman teknik mesin 2008 atas kerjasamanya.

10. Serta semua pihak yang telah membantu, yang tidak dapat saya

sebutkan satu-persatu terima kasih atas bantuannya.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna,

oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca

akan sangat membantu untuk perbaikan dan penyempurnaan penelitian-

penelitian selanjutnya.

Wasalammu’alaikum. Wr.Wb

Surakarta, Agustus 2012

Andi Cahyanto

x

DAFTAR ISI

Hal

Halaman Judul ................................................................................ i

Pernyataan Keaslian Skripsi ........................................................... ii

Halaman Persetujuan ..................................................................... iii

Halaman Pengesahan ..................................................................... iv

Lembar Soal Tugas Akhir ................................................................ v

Lembar Motto ................................................................................... vi

Ringkasan ........................................................................................ vii

Kata Pengantar .............................................................................. viii

Daftar Isi .......................................................................................... x

Daftar Gambar ................................................................................. xiii

Daftar Tabel ..................................................................................... xv

Daftar Simbol ................................................................................... xvi

Daftar Lampiran ............................................................................... xvii

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2. Tujuan Penelitian ........................................................... 2

1.3. Perumusan Masalah ...................................................... 3

1.4. Batasan Masalah ............................................................ 3

1.5. Manfaat penelitian .......................................................... 4

1.6. Metodologi Penelitian...................................................... 4

1.7. Sistematika Penulisan..................................................... 5

xi

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka ........................................................... 7

2.2. Dasar Teori .................................................................. 8

2.2.1. Pengertian Komposit ............................................ 8

2.2.2. Klasifikasi komposit............................................... 10

2.2.3. Unsur penyusun Laminar Composites ................. 15

2.3. Mekanika Pengujian ....................................................... 21

2.3.1. Pengujian Sobek. ................................................. 21

2.3.2. Pengujian Tarik ................................................... 22

2.3.3. Patahan (Fracture) .............................................. 25

BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Persiapan Penelitian ..................................................... 30

3.2. Bahan dan Alat. .............................................................. 31

3.3. Pembuatan benda uji ..................................................... 37

3.4. Pengujian Komposit ....................................................... 40

3.4.1. Pengujian tarik .................................................. 40

3.4.2 Pengujian sobek ................................................ 42

3.4.3 Foto makro ......................................................... 45

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Penelitian Dan Analisis ......................................... 46

4.1.1. Data hasil pengujian tarik ................................. 46

4.1.2. Data hasil pengujian sobek .............................. 50

xii

4.1.3. Pengamatan struktur makro ............................. 52

4.2. Pembahasan ................................................................. 56

4.2.1. Pembahasan uji tarik ........................................ 56

4.2.2. Pembahasan uji sobek ...................................... 57

4.2.3. Pembahasan Foto makro .................................. 58

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ................................................................... 59

5.2. Saran. ............................................................................ 60

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xiii

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 2.1. Komposit Serpih (Flake composites) ........................ 11

Gambar 2.2. Komposit Partikel (Particulate Composites) .............. 11

Gambar 2.3. Filled (skeletal) Composites ...................................... 12

Gambar 2.4. Laminar composites .................................................. 12

Gambar 2.5. Komposit Serat (Fiber Composites) ........................ 13

Gambar 2.6. Tipe serat pada komposit .......................................... 13

Gambar 2.7. Tipe discontinuous fiber ............................................ 15

Gambar 2.8. Specimen uji sobek ................................................... 22

Gambar 2.9. Specimen uji tarik ...................................................... 25

Gambar 2.10. Skematik patah liat .................................................... 27

Gambar 2.11. Tahap pada perpatahan cawan dan kerucut ............. 28

Gambar 2.12. Skematik patah getas................................................ 29

Gambar 3.1. Diagram alir ............................................................... 30

Gambar 3.2. Serat kulit jagung ...................................................... 31

Gambar 3.3. Serbuk gergaji kayu jati ............................................. 32

Gambar 3.4. Lem fox kuning .......................................................... 32

Gambar 3.5. Kertas kraft/sack semen............................................ 33

Gambar 3.6. Aluminium foil ............................................................ 34

Gambar 3.7. Timbangan ohaus ..................................................... 34

Gambar 3.8. Cetakan Specimen uji tarik ....................................... 35

Gambar 3.9. Cetakan Specimen uji sobek ..................................... 36

Gambar 3.10. Alat bantu .................................................................. 36

xiv

Gambar 3.11. Benda uji untuk pengujian tarik ................................. 39

Gambar 3.12. Benda uji untuk pengujian sobek .............................. 39

Gambar 3.13. Specimen uji tarik ..................................................... 40

Gambar 3.14. Mesin pengujian tarik ................................................ 41

Gambar 3.15. Pengujian tarik specimen .......................................... 42

Gambar 3.16. Specimen uji sobek ................................................... 43

Gambar 3.17. Mesin pengujian tarik ................................................ 43

Gambar 3.18. Pengujian sobek specimen ....................................... 44

Gambar 3.19. Kamera digital dan luv............................................... 45

Gambar 4.1. Grafik hubungan antara Kekuatan tarik terhadap

perbandingan fraksi berat ......................................... 48

Gambar 4.3. Grafik hubungan antara Regangan terhadap


Gambar 4.3. Grafik hubungan antara Modulus elastisitas terhadap


Gambar 4.4. Grafik hubungan antara kekuatan sobek terhadap


Gambar 4.5. Foto makro specimen uji tarik ................................... 53

Gambar 4.6. Foto makro specimen uji sobek ................................ 55

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Data hasil pengukuran dimensi specimen uji tarik .......... 46

Tabel 4.2. Data hasil pengujian tarik ................................................ 47

Tabel 4.3. Data hasil pengukuran dimensi specimen uji sobek ....... 50

Tabel 4.4. Data hasil pengujian sobek ............................................. 51

xvi

DAFTAR SIMBOL

A = Luas Penampang (mm2)

E = Modulus Elastisitas (MPa)

lo = Panjang Mula-Mula (mm)

P = Beban (N)

Δl = Pertambahan Panjang (mm)

σ = Tegangan Tarik (MPa)

ε = Regangan Tarik

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Gambar 1. Grafik pengujian specimen uji tarik fraksi berat 70%:30%



Gambar 4. Grafik pengujian specimen uji sobek fraksi berat 70%:30%



Tabel 1. Data hasil pengukuran dimensi specimen uji tarik

Tabel 2. Data hasil pengujian tarik

Tabel 3. Data hasil pengukuran dimensi specimen uji sobek

Tabel 4. Data hasil pengujian sobek

sifat mekanis dan sifat fisis komposit berpenguat serat ... · bahan penguat serat kulit jagung dan...

Documents