View
22
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
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
v
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
perbandingan fraksi berat ......................................... 48
Gambar 4.3. Grafik hubungan antara Modulus elastisitas terhadap
perbandingan fraksi berat ......................................... 49
Gambar 4.4. Grafik hubungan antara kekuatan sobek terhadap
perbandingan fraksi berat ......................................... 52
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 2. Grafik pengujian specimen uji tarik fraksi berat 30%:70%
Gambar 3. Grafik pengujian specimen uji tarik fraksi berat 50%:50%
Gambar 4. Grafik pengujian specimen uji sobek fraksi berat 70%:30%
Gambar 5. Grafik pengujian specimen uji sobek fraksi berat 30%:70%
Gambar 6. Grafik pengujian specimen uji sobek fraksi berat 50%:50%
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
Recommended