Post on 29-Dec-2019
PENGARUH KOMPOSISI CAMPURAN FILLER TERHADAP KEKUATAN
BENDING PADA KOMPOSIT AMPAS TEBU-SEKAM PADI
DENGAN MATRIK POLYESTER
SKRIPSI
DISUSUN OLEH :
K2507023
PENDIDIKAN TEHNIK MESIN
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2011
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
PENGARUH KOMPOSISI CAMPURAN FILLER TERHADAP KEKUATAN
BENDING PADA KOMPOSIT AMPAS TEBU-SEKAM PADI
DENGAN MATRIK POLYESTER
SKRIPSI
Oleh :
KHAFID WAHYU RIFAI
K2507023
Ditulis dan diajukan untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar Sarjana
Pendidikan Program Pendidikan Teknik Mesin
Jurusan Pendidikan Teknik Kejuruan
PENDIDIKAN TEHNIK MESIN
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURA
SURAKARTA
2011
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
SURAT PERNYATAAN
Dengan ini penulis menyatakan bahwa dalam penulisan skripsi ini tidak
terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu
Perguruan Tinggi dan menurut sepengetahuan penulis juga tidak terdapat karya atau
pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis
mengacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Surakarta, Desember 2011 Penulis
K 2507023
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
ABSTRAK
Khafid Wahyu. PENGARUH KOMPOSISI CAMPURAN FILLER TERHADAP
KEKUATAN BENDING PADA KOMPOSIT AMPAS TEBU SEKAM PADI
DENGAN MATRIK POLYESTER. Skripsi, Surakarta. Fakultas Keguruan Dan
Ilmu Pendidikan. Universitas Sebelas Maret Surakarta. Desember 2011.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh komposisi campuran
filler terhadap kekuatan bending komposit ampas tebu-sekam padi dengan matrik
polyester, dan mengetahui komposisi campuran filler yang mempunyai kekuatan
bending paling besar pada komposit ampas tebu-sekam padi dengan matrik polyester.
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Material Fakultas Teknik UNS
Surakarta dengan menggunakan alat uji Universal Testing Machine (UTM) dengan
standar ASTM D 790. Pengujian dilakukan pada tiga variasi yaitu campuran ampas
tebu sekam padi 10% : 30%, 20% : 20%, 30% : 10%. Komposit dibuat dengan cara
hand lay-up dengan perbandingan fraksi volume antara matrik dan filler sebesar 60%
: 40%. Matrik yang dipergunakan adalah polyester BQTN 157 dengan penambahan
katalis 1%.
Hasil penelitian menunjukkan ada pengaruh komposisi campuran filler
terhadap kekuatan bending komposit ampas tebu sekam padi dengan matrik
polyester. Dari hasil penelitian yang dilakukan didapatkan kekeuatan bending
tertinggi sebesar 41.78 Mpa pada komposisi campuran ampas tebu sekam padi 30%
: 10%.
Kata kunci : ampas tebu, sekam padi, hand lay up, uji bending, ASTM D 790.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
ABSTRACT
Khafid Wahyu. THE INFLUENCE OF THE FILLER MIXED COMPOSITION
TO THE BENDING STRENGTH OF CANE DREGS RICE HUSK FILLER
WITHIN POLYESTER MATRIX COMPOSITE. Research Paper, Surakarta :
Faculty of Teacher Training and Education. Sebelas Maret University of Surakarta,
December 2011.
The purpose of this research were to determine the influence of filler mixed
composition to the bending strength of cane dregs rice hush filler within polyester
matrix composite, and to find out the filler mixed composition which resulting the
highest bending strength of cane dregs rice hush filler within polyester matrix
composite.
This research was conducted at the Material Laboratory of Engineering
Faculty of Sebelas Maret University Surakarta,the speciments tested using a
Universal Testing Machine (UTM) tool beside on ASTM D 790 standard. Three
variations of cane drags rice husk filler mixed composition were tested 10% : 30%,
20% : 20%, 30% : 10%. The composite was made using hand lay-up method with the
volume fraction ratio between matrix and filler of 60% : 40%.and matrix used are
polyester BQTN 157 with the addition of 1% MEXPO catalyst.
The result of this research shows there was that significant influence in filler
mixed composition to the bending strength of sugar cane dregs rice husk filler
within polyester matrix composite. The highest bending strength gained of the
composition of 30% cane dregs and 10% rice husk,which give a tensile bending
strenght of 41.78 MPa.
Key word : cane drags, rice husk, hand lay up, bending test. ASTM D 790.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
MOTTO
Bagaimana Cara Kamu
Hidup Adalah Memilih, Namun Untuk Memilih Dengan Baik, kita Harus Tahu Siapa kita Dan Apa Yang kitaPerjuangkan, Ke Mana kita Ingin Pergi Dan
Mengapa kita Ingin Sampai Di Sana
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
PERSEMBAHAN
Dengan mengucapkan puji syukur Alhamdulillah kami panjatkan kepada Allah,
Karya ini dipersembahkan
Kepada:
Ayah dan Bunda terkasih yang selalu membimbingku, mendukungku, dan mendoakaan
dengan kasih sayang dan cinta beliau.
Adikku Fikri Wahyu Irfani atas dukungan dan doanya.
Keluargaku yang selalu mendoakanku dan memotivasiku
Kekasihku yang selalu memotivasiku, mendukungku bersamaku.
Teman temen senasib sepenanggungan PTM 07.
Almamaterku
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan kepada kita nikmat,
taufiq, rahmat, hidayah serta inayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan
skripsi ini dalam rangaka melengkapi persyaratan menyelesaikan progam pendidikan
strata satu (S1) program Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik Dan
Kejuruan Fakultas Keguruan Dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret
Surakarta dengan judul PENGARUH KOMPOSISI CAMPURAN FILLER
TERHADAP KEKUATAN BENDING PADA KOMPOSIT AMPAS TEBU-
SEKAM PADI DENGAN MATRIK POLYESTER
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini banyak menghadapi
hambatan dan kesulitan. Namun dengan bantuan dari berbagai pihak hambatan dan
kesulitan tersebut dapat teratasi. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih
kepada semua pihak yang telah membantu dan memberi dukungan moral, maupun
spiritual kepada penulis antara lain :
1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret
Surakarta
2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
3. Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
4. Koordinator Skripsi Pendidikan Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
5. Bapak Drs. Suwachid, M.T, M.Pd selaku Dosen pembimbing I, yang telah
membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyusun skripsi.
6. Bapak Yuyun Estriyanto, S.T, M.T. selaku Dosen pembimbing II, yang telah
membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyusun skripsi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
7. Bapak Suharno S.T, M.T, selaku pembimbing akademis yang telah membantu
dan membimbing penulis selama studi di PTM JPTK, Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
8. Segenap dosen Program Studi Pendidikan Teknik Mesin.
9. Segenap karyawan Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS.
10. Bapak dan ibu yang selalu memberikan dukungan dan semangat serta doa
setulus hati.
11. Teman-teman seperjuangan di Program Studi Pendidikan Teknik Mesin.
Semoga Alloh SWT memberikan balasan atas bantuan semua pihak. Penulis
menyadari masih banyak kekurangan dalam skripsi ini. Penulisan skripsi ini masih
jauh dari sempurna. Untuk itu masukkan kritik maupun saran yang sifatnya
membangun demi kebaikan skripsi ini sangat penulis harapkan. Akhir kata penulis
berharap bahwa skripsi ini dapat bermanfaat bagi setiap orang yang membaca dan
merupakan suatu referensi yang dapat dipertimbangkan. Semoga Alloh SWT
senantiasa memberikan berkah bagi kita semua. Amin.
Surakarta, Desember 2011
Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i
HALAMAN PENGAJUAN ............................................................................. ii
HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... iii
HALAMAN PERNYATAAN ......................................................................... iv
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... v
HALAMAN ABSTRAK .................................................................................. vi
HALAMAN MOTTO ...................................................................................... viii
HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................... ix
KATA PENGANTAR ..................................................................................... x
DAFTAR ISI ................................................................................................... xii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xv
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xvi
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah ....................................................................... 1
B. Identifikasi Masalah ............................................................................. 5
C. Pembatasan Masalah ............................................................................ 5
D. Perumusan Masalah ............................................................................ 5
E. Tujuan Penelitian ................................................................................ 6
F. Manfaat Penelitian ............................................................................... 6
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiii
BAB II LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka .................................................................................. 7
1. Komposit ........................................................................................ 7
2. Matrik ............................................................................................ 13
3. Tebu ............................................................................................... 15
4. Sekam padi ..................................................................................... 17
5. Kekuatan bending........................................................................... 18
6. Fraksi volume ................................................................................. 19
7. Polyester ........................................................................................ 20
B. Penelitian yang relevan ........................................................................ 22
C. Kerangka berpikir................................................................................. 24
D. Hipotesis penelitian .............................................................................. 25
BAB III METODE PENELITIAN
A. Tempat Dan waktu Penelitian .............................................................. 26
B. Metode Penelitian................................................................................. 27
C. Populasi dan Sampel ............................................................................ 27
D. Teknik Pengumpulan Data ................................................................... 28
E. Pelaksanaan Eksperimen ...................................................................... 36
F. Teknik Analisis Data ............................................................................ 38
BAB IV HASIL PENELITIAN
A. Deskripsi Data ...................................................................................... 43
B. Pengujian Persyaratan Analisis ............................................................ 45
1. Uji Normalitas ................................................................................ 45
2. Uji Homogenitas ............................................................................ 46
C. Pengujian Hipotesis .............................................................................. 47
1. Hasil Pengujian Hipotesis dengan Anava Satu Jalan ..................... 47
2. Hasil komparasi ganda Pasca Anava Satu Jalan ........................... 48
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiv
D. Pembahasan Analisis Data ................................................................... 50
BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN
A. Simpulan .............................................................................................. 51
B. Implikasi ............................................................................................... 51
1. Implikasi Teoritis ........................................................................... 51
2. Implikasi Praktis ............................................................................ 52
C. Saran ..................................................................................................... 52
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 53
LAMPIRAN
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xv
DAFTAR TABEL
tabel 1. Komponen kimia serat tebu dan serat lainya....................................... 16
tabel 2. Sifat mekanis serat tebu dan beberapa serat yang lainya ................... 16
tabel 3. Kandungan sekam padi ...................................................................... 17
tabel 4. Sifat mekanik Poliester BQTN 157 .................................................... 21
tabel 5. Jumlah dan variasi spesimen komposit .............................................. 38
tabel 6. Ringkasan perhitungan homogenitas dengan uji Bartlett .................. 39
tabel 7. Daftar anava satu arah ........................................................................ 40
tabel 8. Hasil pengukuran bendingberdasarkan variasi komposisi filler
amapas tebu sekam padi dengan matrik polyester ......................... 43
tabel 9. Hasil uji normalitas lilliefors .............................................................. 45
tabel 10. Hasil uji homogenitas dengan metode bartlet .................................. 46
tabel 11. Hasil pengujian anava satu arah ....................................................... 47
tabel 12. Hasil komparasi ganda ..................................................................... 48
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Ampas tebu yang belum dimanfaatkan ......................................... 2
Gambar 2. Sekam padi yang belum dimanfaatkan .......................................... 4
Gambar 3. Komposit serat ............................................................................... 9
Gambar 4. Komposit serpih ............................................................................ 9
Gambar 5. Komposit partikel .......................................................................... 10
Gambar 6. Fiilet partikel ................................................................................. 10
Gamabr 7. Laminar komposit ......................................................................... 11
Gambar 8. Pengujian bending ASTM D 790 .................................................. 18
Gamabr 9. Bagan kerangka berpikir ............................................................... 25
Gambar 10. Bahan yang digunakan ................................................................ 30
Gambar 11. Mesin cruser ................................................................................ 31
Gambar 12. Mesh ............................................................................................ 31
Gambar 13. Timbangan digital ....................................................................... 31
Gambar 14. Cetakan kaca ............................................................................... 32
Gambar 15. Gelas ukur ................................................................................... 32
Gambar 16. Oven elektrik ............................................................................... 32
Gambar 17. wood moisture meter ................................................................... 33
Gambar 18. UTM (Universal Testing Mechine) ............................................. 33
Gambar 19. Perlengkapan ............................................................................... 34
Gamabr 20. Diagaram alir penelitian .............................................................. 35
Gambar 21 spesimen komposit ....................................................................... 37
Gambar 22. Histogram dan grafik pengaruh campuran filler terhadap
kekuatan bending komposit ampas tebu- sekam padi
dengan matrik polyester .............................................................. 44
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Pehitungan volume dan massa .................................................... 55
Lampiran 2. Perhitungan kekuatan bending..................................................... 58
Lampiran 3. Perhitungan standar deviasi untuk uji normalitas ........................ 61
Lampiran 4. Perhitungan normalitas .............................................................. 63
Lampiran 5. Perhitungan homogenitsas .......................................................... 72
Lampiran 6. Perhitungan uji analisis variansi satu jalan ................................. 73
Lampiran 7. Perhitungan pasca anava .............................................................. 75
Lampiran 8. Tabel perhitungan ....................................................................... 76
Lampiran 9. Dokumentasi penelitian ............................................................... 82
Lampiran 10. Grafik uji bending ..................................................................... 85
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Pertumbuhan industri di Indonesia tumbuh dengan pesat baik industri yang
berskala makro maupun mikro seperti halnya pada industri mebel. Pada industri
mebel membutuhkan bahan baku kayu menjadi bahan utamanya. Kebutuhan akan
bahan baku kayu setiap tahun semakin meningkat, tetapi kondisi ini berbanding
terbalik dengan dengan ketersediaan bahan baku kayu yang semkin mahal dan sulit
didapatkan. Sehingga diperlukan bahan alternatif yang dapat mengganti atau
mengurangi penggunaan kayu dalam pembuatan mebel.
Dalam dasawarsa ini, material komposit dengan penguat serat alam telah
diaplikasikan oleh para produsen mobil sebagai bahan penguat panel mobil, tempat
duduk belakang, dashboard, dan perangkat interior lainnya. Komposit sebenarnya
telah dikenal sejak dulu, tetapi baru tahun 1960-an komposit mendapatkan perhatian
dari dunia industri karena karakteristiknya yang mudah direkayasa. Komposit
merupakan bahan yang dihasilkan dari penggabungan dua atau lebih bahan dasar
yang disusun secara makroskopis (Gibson, 1994). Komposit adalah suatu material
yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material, dimana sifat mekanik dari
material pembentuknya berbeda-beda. Dikarenakan karakteristik pembentuknya
berbeda-beda, maka akan dihasilkan material baru yaitu komposit yang mempunyai
sifat mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material-material pembentuknya.
(Jones, R.M. 1975).
Indonesia merupakan Negara agraris yang kaya dengan sumber daya alam,
bahkan kaya akan serat alam yang melimpah dan beranekaragam sehingga berpotensi
untuk dikembangkan ke dalam bahan komposit seperti serat tebu dan padi. Indonesia
merupakan salah satu negara penghasil tebu dan beras terbesar di asia, menurut data
tahun 2009 luas perkebunan tebu di Indonesia mencapai 373,816 ha
(http://www.datacon.co.id/Agri-2010Gula.html).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
2
Tebu (saccarum officinarum) merupakan tanaman perkebunan semusim
yang mempunyai sifat tertentu, sebab didalamnya terdapat zat gula. Tebu ditanam
untuk diambil batangnya sebagai bahan baku pembuatan gula. Selama ini
pemanfaatan tebu masih terbatas pada industri pengolahan gula dengan hanya
mengambil sarinya. Pasar internasional mengidentifikasikan tebu merupakan
komoditi yang cukup prospektif. Beberapa Produk Derivat Tebu (PDT) seperti
ethanol, ragi roti, wafer pucuk tebu, papan partikel, papan serat, dan kertas
mempunyai peran yang cukup terbuka, baik di pasaran domestik maupun
internasional.
Gamabar 1. Ampas tebu yang belum dimanfaatkan.
Ampas tebu merupakan hasil samping dari proses ekstraksi. Ampas hasil
pengolahan tebu yang mencapai 30-40% dari berat tebu yang digiling hanya
dimanfaatkan sebagai bahan bakar industri bahkan dibuang sehingga akan menjadi
limbah. Pemanfaatan ampas tebu belum dioptimalkan mengingat potensi ampas tebu
cukup besar. Tebu merupakan salah satu komoditi pertanian yang mengandung unsur
lignoselulosa yang merupakan zat penyusun pada kayu. Lignin berfungsi sebagai
bahan pengikat komponen penyusun lainnya, sehingga suatu pohon bisa berdiri tegak
(seperti semen pada sebuah batang beton), sehingga menjadikan tebu sebagai bahan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
3
potensial untuk pembuatan papan komposit. http://id.wikipedia.org/wiki/Lignin
diakses 16 agustus 2011.
Selain tebu padi merupakan tanaman yang banyak ditanam di Indonesia
mengingat beras sebagai makanan pokok penduduk Indonesia. Berdasarkan data
Badan Pusat Statistik (BPS) produksi gabah nasional tahun 2010 diperkirakan
mencapai 57,05 juta ton gabah kering giling (GKG). Dengan produksi ini terjadi
peningkatan 2,59 juta ton (4,76%) jika dibandingkan dengan angka tetap (Atap)
produksi 2006. Dengan pertumbuhan produksi sebesar 5%, tahun depan target
produksi padi nasional akan mencapai 59,9 juta ton. Selain itu, Indonesia mempunyai
sekitar 60.000 mesin penggiling padi yang tersebar di seluruh daerah yang
menghasilkan limbah berupa sekam padi 15 juta ton per tahun. Untuk kapasitas besar,
beberapa mesin penggiling padi dapat menghasilkan 10-20 ton sekam padi per hari.
http://chapuccino.wordpress.com/2010/01/27/sekam-padi-sumber-energi-yang-mulai-
dilirik/
Proses penghancuran sekam padi secara alami berlangsung lambat, sehingga
sekam padi tidak saja mengganggu lingkungan sekitarnya tetapi juga mengganggu
kesehatan manusia. Pada setiap penggilingan padi sering kita lihat tumpukan bahkan
gunungan sekam yang semakin lama semakin tinggi. Saat ini pemanfaatan sekam
padi tersebut masih sangat sedikit, sehingga sekam tetap menjadi bahan limbah yang
mengganggu lingkungan. Alternatif pengolahan sekam sangatlah terbatas karena
massa jenisnya yang rendah, dekomposisi secara alami sangat lambat, dapat
menimbulkan penyakit pada tanaman padi maupun tanaman lain dan kandungan
mineral yang tinggi.
Pemanfaatan sekam padi belum optimal masih sebatas sebagai bahan bakar
atau pun diolah menjadi pupuk kompos. Mengingat kuantitas sekam padi yang
melimpah dan sebagai serat alam yang potensial maka perlu dikembangkan lebih
lanjut pemanfaatan sekam padi sebagai material komposit.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
4
Gambar 2. Sekam padi yang belum dimanfaatkan
Untuk mengatasi permasalahan material yang ada saat ini, diharapkan
material komposit dengan menggunakan serat alam ampas tebu-sekam padi dapat
menjadi alternatif yang murah, dapat mengurangi polusi lingkungan
(biodegradability) dan aman bagi kesehatan.
Oleh karena itu berdasarkan latar belakang tersebut, maka penulis tertarik
untuk mengkaji dan melakukan penelitian dengan judul Komposisi
Campuran Filler Terhadap Kekuatan Bending Pada Komposit Ampas Tebu-
Sekam Padi dengan Matrik Polyester
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
5
B. Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah di kemukakan di atas, maka
didapatkan beberapa permasalahan. Untuk itu perlu suatu identifikasi terhadap
permasalahan yang ada sebagai berikut :
1. Meningkatnya kebutuhan bahan baku industri baik logam maupun non
logam.
2. Perlunya bahan alternatif yang aman, murah dan ramah lingkungan.
3. Pemanfaatan limbah ampas tebu dan sekam padi yang belum optimal.
C. Pembatasan Masalah
Agar permasalahan dalam penelitian ini menjadi lebih jelas dan mempunyai
arah yang jelas, maka perlu adanya pembatasan masalah. Berdasarkan latar belakang
masalah yang telah dipaparkan, maka pembatasan masalah dalam penelitian ini
adalah sebagai berikut :
1. Perbandingan komposisi matrik : filler adalah 60% : 40%.
2. Pengujian komposit berupa uji kekuatan bending (Standart ASTM D 790)
3. Benda uji dibuat dengan cara hand lay up dan menggunakan plat kaca
sebagai cetakanya.
D. Perumusan Masalah
Berdasarkan identifikasi masalah dan pembatasan masalah di atas, maka
dapat dirumuskan masalah sebagai berikut :
1. Adakah pengaruh variasi komposisi campuran filler terhadap kekuatan
bending pada komposit ampas tebu-sekam padi dengan matrik polyester.
2. Bagaimanakah pengaruh variasi komposisi campuran filler terhadap
kekuatan bending pada komposit ampas tebu-sekam padi dengan matrik
polyester.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
6
E. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk :
1. Mengetahui pengaruh variasi campuran komposisi filler terhadap kekuatan
bending pada komposit ampas tebu-sekam padi dengan matrik polyester.
2. Mengetahui paduan komposit yang paling kuat antara ampas tebu dan sekam
padi terhadap kekuatan bending.
F. Manfaat Penelitian
Berdasarkan tujuan penelitian, maka dengan penelitian ini diharapkan
memperoleh manfaat sebagai berikut :
1. Manfaat Teoritis
a. Sebagai bahan masukan atau referensi untuk penelitian selanjutnya.
b. Sebagai wadah untuk mengaplikasikan ilmu komposit yang didapatkan di
bangku kuliah.
c. Memberi masukan bagi kalangan akademis praktisi serta pihak terkait,
mengenai seberapa besar pengaruh variasi fraksi volume ampas tebu dan
sekam padi terhadap kekuatan bending.
d. Sebagai tambahan bahan referensi pustaka di lingkungan Universitas Sebelas
Maret Surakarta khususnya di program Pendidikan Teknik Mesin.
2. Manfaat Praktis
a. Sebagai salah satu bahan alternatif material pengganti papan kayu dalam
pembuatan mebel.
b. Mengoptimalkan limbah industri maupun limbah rumah tangga menjadi
bahan yang mempunyai nilai ekonomis tinggi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
BAB II
LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka
1. Komposit
a. Pengertian Komposit
Menurut Gibson (1994), komposit adalah suatu material yang terbentuk
dari kombinasi dua atau lebih material pembentuknya melalui campuran yang
tidak homogen, dimana sifat mekanik dari masing-masing material pembentuknya
berbeda. Dari campuran tersebut akan dihasilkan material komposit yang
mempunyai sifat mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material
pembentuknya. Material komposit mempunyai sifat dari material konvensional
pada umumnya dari proses pembuatannya melalui percampuran yang tidak
homogen, sehingga kita leluasa merencanakan kekuatan material komposit yang
kita inginkan dengan jalan mengatur komposisi dari material pembentuknya.
Komposit merupakan sejumlah sistem multi fasa sifat dengan gabungan, yaitu
gabungan antara bahan matriks atau pengikat dengan penguat.
Kroschwitz dan rekan (1987), menyatakan bahwa komposit adalah bahan
yang terbentuk apabila dua atau lebih komponen yang berlainan digabungkan.
Kata komposit (composite) merupakan kata sifat yang berarti susunan atau
gabungan. Komposit juga berasal dari kata kerja yang berarti
menyusun atau menggabung. Jadi, secara sederhana material komposit dapat
diartikan sebagai material gabungan dari dua atau lebih material yang berlainan.
Penggabungan dua material atau lebih tersebut ada dua macam yaitu:
1) Penggabungan makro
Ciri-ciri penggabungan makro adalah :
a) Dapat dibedakan secara langsung dengan melihat.
b) Penggabungannya lebih sacara fisis dan mekanis.
c) Penggabungannya dapat dipisah baik secar fisis maupun mekanis.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
2) Penggabungan mikro
Ciri-ciri penggabungan secara mikro adalah :
a) Tidak dapat dibedakan dengan cara melihat secara langsung.
b) Penggabunganya lebih secara kimiawi.
c) Penggabunganya tidak dapat dibedakan secara fisik dan mekanis,
tetapi dilakukan dengan cara kimiawi.
Dari penjelasan di atas dapat kita ketahui bahwa material komposit dibuat
dengan penggabungan secara makro. Material komposit merupakan material
gabungan secara makro, maka material komposit dapat didefinisikan sebagai suatu
sistem material yang tersusun dari campuran atau kombinasi dua atau lebih unsur
unsur utama yang secara makro berbeda dalam bentuk dan atau komposisi material
dan pada dasarnya tidak dapat dipisahkan (Schwartz, 1984).
b. Jenis-jenis Komposit
1) Menurut struktur dari penyusunnya
Komposit dibedakan menjadi 5 kelompok menurut bentuk struktur dari
penyusunnya (Schwartz, 1984), yaitu:
a) Komposit Serat
Komposit serat merupakan jenis komposit yang menggunakan serat
sebagai bahan penguatnya. Dalam pembuatan komposit, serat dapat diatur
memanjang (unidirectional composites) atau dapat dipotong kemudian
disusun secara acak (random fibers) serta juga dapat dianyam (cross-ply
laminate). Komposit serat sering digunakan dalam industri otomotif dan
pesawat terbang (Schwartz, 1984). Komposit dengan penguatan serat adalah
jenis komposit yang paling sering dipakai dalam aplikasi. Hal ini karena
komposit jenis ini memiliki sifat kekuatan tarik dan kekakuan yang bagus.
Namun kelemahannya adalah struktur serat tersebut memiliki kekuatan tekan
dan kekuatan tarik arah melintang serat yang kurang bagus.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
Secara umum komposit dengan penguat serat tersusun dari dua
material utama yaitu matrik dan serat. Antar kedua unsur material tersebut
tidak terjadi reaksi kimia dan tidak larut satu sama lain, melainkan hanya
ikatan antar muka diantara keduanya. Serat yang memiliki kekuatan lebih
tinggi berperan sebagai komponen penguat, sedangkan matrik yang bersifat
lemah dan liat bekerja sebagai pengikat dan memberi bentuk pada struktur
komposit (Schwartz, 1984)
a. unidirectional fiber composite b. random fiber composite
Gambar 3. Komposit serat
(http: //www.onkian.com/2009/10/skripsi-pengaruh-lebar-spesimen-pada_6420.html)
b) Komposit Serpih
Flake Composites adalah komposit dengan penambahan
material berupa serpih kedalam matriksnya. Flake dapat berupa serpihan
mika, glass dan metal (Schwartz, 1984).
Gambar 4. Komposit serpih
(http: //www.onkian.com/2009/10/skripsi-pengaruh-lebar-spesimen-pada_6420.html)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
c) Komposit Partikel
Particulate composites adalah salah satu jenis komposit di mana
dalam matriks ditambahkan material lain berupa serbuk/butir. Perbedaan
dengan flake dan fiber composites terletak pada distribusi dari material
penambahnya. Dalam particulate composites, material penambah
terdistribusi secara acak atau kurang terkontrol daripada flake composites.
Sebagai contoh adalah beton (Schwartz, 1984).
Gambar 5. Komposit partikel
(http: //www.onkian.com/2009/10/skripsi-pengaruh-lebar-spesimen-pada_6420.html)
d) Fiiled (skeletal) composites
Filled composites adalah komposit dengan penambahan material ke
dalam matriks dengan struktur tiga dimensi dan biasanya filler juga dalam
bentuk tiga dimensi (Schwartz, 1984).
Gambar 6. Filled (skeletal) composites
(http: //www.onkian.com/2009/10/skripsi-pengaruh-lebar-spesimen-pada_6420.html)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
e) Laminar Composites
Laminar composites adalah komposit dengan susunan dua atau
lebih layer, dimana masing masing layer dapat berbeda beda dalam hal
material, bentuk, dan orientasi penguatannya (Schwartz, 1984).
Gambar 7. Laminar composites
(http: //www.onkian.com/2009/10/skripsi-pengaruh-lebar-spesimen-pada_6420.html)
2) Berdasarkan Matriknya
Berdasarkan bentuk dari matriksnya komposit dapat dibedakan
menjadi sebagai berikut (Gibson, 1994):
a) Komposit Matrik Polimer (Polymer Matrix Composites PMC).
Komposit jenis ini terdiri dari polimer sebagai matriks baik itu
thermoplastic maupun jenis thermosetting. Thermoplastic adalah plastik
yang dapat dilunakkan berulang kali (recycle) dengan menggunakan panas.
Thermoplastic merupakan polimer yang akan menjadi keras apabila
didinginkan. Thermoplastic akan meleleh pada suhu tertentu, serta melekat
mengikuti perubahan suhu dan mempunyai sifat dapat kembali (reversibel)
kepada sifat aslinya, yaitu kembali mengeras bila didinginkan.
Thermoplastic yang lazim dipergunakan sebagai matriks misalnya polyolefin
(polyethylene, polypropylene), vinylic (polyvinylchloride ,polystyrene,
polytetrafluorethylene), nylon, polyacetal, polycarbonate, dan polyfenylene.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
Thermosets tidak dapat mengikuti perubahan suhu (irreversibel).
Bila sekali pengerasan telah terjadi maka bahan tidak dapat dilunakkan
kembali. Pemanasan yang tinggi tidak akan melunakkan termoset melainkan
akan membentuk arang dan terurai karena sifatnya yang demikian sering
digunakan sebagai tutup ketel, seperti jenis-jenis melamin. Thermosets yang
banyak digunakan saat ini adalah epoxy dan polyester tak jenuh. Resin
polyester tak jenuh adalah matrik thermosetting yang paling banyak dipakai
untuk pembuatan komposit. Resin jenis ini digunakan pada proses
pembuatan dengan metode hand lay-up.
b) Komposit Matrik Logam (Metal Matrix Composites MMC)
Metal Matrix composites adalah salah satu jenis komposit yang
memiliki matrik logam. Komposit ini menggunakan suatu logam seperti
alumunium sebagai matrik dan penguatnya dengan serat seperti silikon
karbida. Material MMC mulai dikembangkan sejak tahun 1996. Komposit
MMC berkembang pada industri otomotif digunakan sebagai bahan untuk
pembuatan komponen otomotif seperti blok silinder mesin, pully, poros,
gardan, dan lain-lain.
c) Komposit Matrik Keramik (Ceramic Matrix Composites CMC)
CMC merupakan material 2 fasa dengan 1 fasa berfungsi sebagai
reinforcement dan 1 fasa sebagai matriks, dimana matriksnya terbuat dari
keramik. Reinforcement yang umum digunakan pada CMC adalah oksida,
carbide, dan nitrid. Salah satu proses pembuatan dari CMC yaitu dengan
proses DIMOX, yaitu proses pembentukan komposit dengan reaksi oksidasi
leburan logam untuk pertumbuhan matriks keramik disekeliling daerah filler
(penguat).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
3) Berdasarkan Strukturnya
a) Struktur laminate.
Merupakan jenis komposit yang terdiri dari dua lapis atau lebih
yang digabung menjadi satu dan setiap lapisnya memiliki karakteristik sifat
sendiri.
b) struktur sandwich
Komposit sandwich merupakan komposit yang tersusun dari tiga
lapisan yang terdiri dari flat composite dan atau metal sheet sebagai skin
serta core di bagian tengahnya. Komposit sandwich dibuat dengan tujuan
untuk efisiensi berat yang optimal, namun mempunyai kekakuan dan
kekuatan yang tinggi. Sehinggga untuk mendapatkan karakteristik tersebut,
pada bagian tengah diantara kedua skin dipasang core (Schawrtz, 1984).
2. Matrik
a. Pengertian Matrik
Menurut Gibson (1994), bahwa matrik dalam struktur komposit dapat
berasal dari bahan polimer, logam, maupun keramik. Matrik adalah fasa dalam
komposit yang mempunyai bagian atau fraksi volume terbesar (dominan).
Syarat utama yang harus dimiliki oleh bahan matrik adalah bahan matrik
tersebut harus dapat meneruskan beban, sehingga serat harus bisa melekat pada
matrik dan kompatibel antara serat dan matrik. Umumnya matrik yang dipilih
adalah matrik yang memiliki ketahanan panas yang tinggi.
b. Fungsi Matrik
Sebagai bahan penyusun utama dari komposit, matrik harus mengikat
penguat (serat) secara optimal agar beban yang diterima dapat diteruskan oleh
serat secara maksimal sehingga diperoleh kekuatan yang tinggi. Matrik
mempunyai fungsi sebagai berikut :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
1) Memegang dan mempertahankan serat tetap pada posisinya
2) Mentransfer tegangan ke serat pada saat komposit dikenai beban.
3) Memberikan sifat tertentu bagi komposit, misalnya: keuletan,
ketangguhan, dan ketahanan panas.
4) Melindungi serat dari gesekan mekanik.
5) Melindungi serat dari pengaruh lingkungan yang merugikan.
6) Tetap stabil setelah proses manufaktur
Dalam proses pembuatan material komposit, matrik harus memiliki
kemampuan meregang yang lebih tinggi dibandingkan dengan serat. Apabila tidak
demikian, maka material komposit tersebut akan mengalami patah pada bagian
matriknya terlebih dahulu. Akan tetapi apabila hal itu dipenuhi, maka material
komposit tersebut akan patah secara alami bersamaan antara serat dan matrik.
c. Jenis-jenis Matrik
1) Berdasarkan bahan penyusunya
a) Matrik organik
Matrik organik adalah matrik yang terbuat dari bahan bahan
organik. Matrik ini banyak digunakan karena proses penggunaannya menjadi
komposit cepat dan mudah serta dengan biaya yang rendah. Salah satu
contoh matrik organik adalah resin polyester.
b) Matrik inorganik
Matrik yang terbentuk dari bahan logam yang pada umumnya
memiliki berat dan kekuatan tinggi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
3. Tebu
a. Pengertian
Tebu (saccharum officinarum) merupakan tanaman perkebunan semusim,
yang mempunyai sifat tersendiri, sebab didalamnya terdapat zat gula. Tebu
termasuk keluarga rumput-rumputan (family graminae). Akar tanaman tebu adalah
serabut dan tanaman ini termasuk kedalam kelas monocotyledone (supriadi 1992).
Klasifikasi tanaman tebu adalah sebagai berikut :
Devisi : sphermatophyta
Sub divisi : agiospermae
Kelas : monocotyledone
Family : poaceae
Genus : saccarum
Species : saccharum officinarum
Tanaman tebu mempunyai batang yang kurus, tidak bercabang dan
tumbuh tegak. Tanaman yang tumbuh baik tingginya dapat mencapai 3-5 meter.
Pada batangnya terdapat lapisan lilin yang berwarna putih atau keabu-abuan.
Batangnya beruas dengan panjang ruasnya 5-10cm. Daun berpangkal pada buku
batang dengan kedudukan yang bersilang.
Ampas tebu atau bagase adalah bahan sisa berserat dari batang tebu yang
telah mengalami ekstraksi niranya dan banyak mengandung parenkin serta tidak
tahan lama disimpan karena mudah terserang jamur. Serat sisa dan ampas tebu
biasanya digunakan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan energi pengolahan
gula. Serat tebu selain di manfaatkan sebagia bahan bakar pabrik juga dapat
digunakan sebagai pembuatan papan partikel, kertas, media budidaya jamur dan
pupuk kompos (Slamet 2004).
Ampas tebu merupakan hasil samping dari proses ektraksi tebu. Dari
suatu pabrik dapat dihasilkan sekitar 35-40% dari berat tebu yang digiling
(penebar swadaya 2000)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
b. Kandungan Tebu
Komponen kimia serat tebu dan beberapa serat lainya dapat dilihat pada
tabel dibawah ini.
Tabel 1. komponen kimia serat tebu dan serat lainya.
Serat Lignin (%) Selulosa(%) Hemiselulosa (%)
Tandan sawit 19 65
Mesocrap sawit 11 60
Serat tebu 40-50 32-43 0,15-0,25
Pisang 5 63-64 19
Sasal 10-24 66-72 12
Daun nanas 12,7 81,5
Sumber : sreekala et al (1997) dalam Iswanto Heri (2009)
Bila dipotong akan terlihat jaringan pembuluh (vascular bundle) dan sel
parenkin serta cairan yang mengandung gula. Serat dan kulit batang sekitar 12%
dari berat tebu (panebar swadaya 2000)
c. Sifat Mekanik Ampas Tebu
Sifat mekanis serat tebu dan beberapa serat penting yang lainya dapat
dilihat pada tabel di bawah ini.
Tabel 2. sifat mekanis serat tebu dan beberaapa serat yang lainya
Serat Berat jenis serat (g/mm2)
Kekuatan tarik (Mpa)
agave 1 5.297
tebu 0.368 2.485
Enceng gondong 0.25 1.471
Serabut kelapa 0.281 5.61
Pal onggok 0.26 5.528
Sumber : Kenneth G Budhisky dalam Kurniawan Budi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
4. Sekam Padi
a. Pengertian
Sekam padi adalah bagian terluar dari butir padi, yang merupakan hasil
sampingan saat proses penggilingan padi dilakukan. Sekam padi merupakan
lapisan keras yang meliputi kariopsis yang terdiri dari dua belahan yang disebut
lemma dan palea yang saling bertautan. Pada proses penggilingan beras sekam
akan terpisah dari butir beras dan menjadi bahan sisa atau limbah penggilingan.
Dari proses penggilingan padi biasanya diperoleh sekam padi sekitar 20-30%,
dedak antara 8- 12% dan beras giling antara 50-63,5% data bobot awal gabah.
Sekam padi memiliki komponen utama seperti selulosa (31,4 36,3 %),
hemiselulosa (2,9 11,8 %) , dan lignin (9,5 18,4 %). Ditinjau data komposisi
kimiawi, sekam mengandung beberapa unsur kimia penting seperti dapat dilihat
pada tabel .Tabel 3. kandungan sekam padi
NO Komponen Persentase kandungan (%)
A Menurut Suharno (1979)
1 Kadar air 9,02
2 Protein kasar 3,03
3 Lemak 1,18
4 Serat kasar 35,68
5 Abu 17,71
6 Karbohidrat kasar 33,71
B Menurut DTC-IPB
1 Karbon 1,33
2 Hydrogen 1,54
3 Oksigen 33,64
4 Silika 16,98
Sumber : http://chapuccino.wordpress.com/2010/01/27/sekam-padi-sumber-
energi-yang-mulai-dilirik/
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
Sekam padi adalah sisa hasil pertanian padi yang keberadaanya melimpah
dan murah. Sisa pertanian ini biasanya digunakan sebagai bahan bakar rumah
tangga, dan pupuk kompos atau dibakar begitu saja yang dapat menyebabakan
pencemaran lingkungan.
Oleh karena itu perlu dilakukan cara untuk menjadikan sekam padi lebih
bermanfaat. Mengingat kandungan sekam padi yang mempunyai lignin maka,
salah satunya dengan memanfaatkan sekam padi menjadi material komposit yang
aman murah dan ramah ligkungan.
5. Kekuatan Bending
Tujuan pengujian bending adalah mengetahui ketahanan bengkok suatu
bahan. Uji bending dilakukan untuk mengetahui kekuatan lengkungan suatu bahan
dan digunakan untuk memilih bahan yang akan mendukung beban tanpa
meregangkan. Pada pengujian bending bagian atas spesimen akan mengalami
tekanan, dan bagian bawah akan mengalami tegangan tarik. Pada uji bending,
spesimen yang berbentuk batang ditempatkan pada dua tumpuan lalu diterapkan
beban ditengah tumpuan tersebut dengan laju pembebanan konstan. Pembebanan ini
disebut dengan metode 3-point bending. Pengujian ASTM D790 adalah pengujian
bending yang berspesifikasi untuk material yang kaku dan semi kaku. Sedangkan
ukuran spesimen yang biasa digunakan adalah 190mm X 2mm4 X 4mm.
Gambar 8. Pengujian bending ASTM D 790
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
Pada material simetris kekuatan bending dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan ASTM D 790:
ã ì
ï
îí
ïî
ã ïîò ò ò
è ò í
ã íò ò
îò ò
Keterangan:
= kekuatan bending (MPa)
P = beban yang diberikan (N)
L = support spam (mm)
b = lebar spesimen (mm)
d = tebal spesimen (mm)
6. Fraksi Volume
Jumlah perbandingan yang biasanya digunakan dalam pembuatan komposit
adalah rasio berat (fraksi berat) dan rasio volume (fraksi volume). Hal ini dikarenakan
satuan dari matrik dan serat biasa dihitung dengan satuan massa dan satuan volume.
Fraksi volume :
ã
ïððû
ã ïððû
ã
ïððû
ã õ
ïððû
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
Keterangan
= massa matrik (gr)
= massa serat (gr)
= massa jenis serat (gr/mm3)
= massa jenis matrik (gr/mm3)
7. Polyester
Polyester adalah suatu kategori polimer yang mengandung gugus fungsional
ester dalam rantai utamanya. Meski terdapat banyak jenis polyester. Istilah polyester
merupakan sebagai sebuah bahan yang spesifik lebih sering menunjuk pada
polietilena tereftalat (PET). Polyester termasuk zat kimia yang alami seperti kulit ari
tumbuhan, maupun zat kimia sintesis seperti polikarbonat dan polibutirat.
Polyester sebagai termoplastik bisa berubah bentuk setelah dipanaskan.
Meskipun polyester mudah terbakar dalam suhu tinggi namun polyester cenderung
menjauhi api dan memadamkan diri saat terjadi pembakaran. Serat polyester
mempunyai kekuatan E-modulus yang tinggi serta penyerapan air yang
rendah.http.//wikipedia.com (di akses tanggal 8 Agustus 2011)
Dalam penelitian ini mengguanakan polyester yukalac 157 BQTN yang
merupakan Unsaturated Polyester dan jenis dari resin thermoset. Dalam kebanyakan
hal ini disebut polyester saja. Karena berupa resin cair dengan viskositas yang relatif
rendah, mengeras pada suhu kamar dengan penggunaan katalis tanpa menghasilkan
gas sewaktu pengesetan seperti banyak resin lainnya.
Sifat resin ini adalah kaku dan rapuh. Mengenai sifat termalnya karena
banyak mengandung monomer stiren, maka suhu deformasi thermal lebih rendah
daripada resin thermoset lainnya dan ketahanan panas jangka panjangnya adalah kira-
kira 110 -
diantara resin thermoset. Mengenai ketahanan kimianya, pada umumnya kuat
terhadap asam kecuali asam pengoksid, tetapi lemah terhadap alkali. Bila dimasukkan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
dalam air mendidih untuk waktu yang lama (300 jam), bahan akan pecah dan retak-
retak. Bahan ini mudah mengembang dalam pelarut, yang melarutkan polimer stiren.
Kemampuan terhadap cuaca sangat baik. Tahan terhadap kelembaban dan sinar ultra
violet bila dibiarkan di luar, tetapi sifat tembus cahaya permukaan rusak dalam
beberapa tahun. Secara luas digunakan untuk konstruksi sebagai bahan komposit.
Penggunaan resin jenis ini dapat dilakukan dari proses hand lay up sampai
dengan proses yang kompleks yaitu dengan proses mekanik. Resin ini banyak
digunakan dalam aplikasi komposit pada dunia industri dengan pertimbangan harga
relatif murah, curing yang cepat, warna jernih, kestabilan dimensional dan mudah
penanganannya (Billmeyer, 1984).
Tabel 4. sifat mekanik polyester BQTN 157
Item Satuan Nilai tipikal Catatan
Berat jenis Gr/ í 1.215
Kekerasan 40 Barcol GYZJ 934-1
Suhu distorsi
panas
70
Penyerapan air
(suhu ruangan)
% 0.188 1 hari
Kekuatan
Fleksural
Kg/ î 9.4
Modulus
Fleksural
Kg/ î 300
Daya Rentang Kg/ î 5.5
Modulus
rentang
Kg/ î 300
Elongasi % 1.6
Sumber : PT Justru Kimia Raya (2001) dalam Prianto, Ari (2004)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
B. Penelitian yang Relevan
Margaretta Mallau (2009). Melakukan penelitian tentang pemanfaatan
ampas tebu sebagai bahan baku pembuatan papan partikel dengan menggunakan
matrik Urea Formaldehyde (UF). Papan dikempa dengan tekanan 25 kg/cm2 pada
suhu 140oC. kadar perekat yang digunakan adalah 10% dan 12% dengan penambahan
paraffin cair (wax) divariasikan 0%. 1% dan 2% dari berat kering partikel. Papan
partikel kemudian diuji sifat fisis dan mekanisnya dengan standar JIS A 5908-2003.
Hasil menunjukkan bahwa papan partikel mempunyai kerapatan, kadar air dan daya
serap air memenuhi JIS A 5908-2003, sedangkan nilai sifat mekanis yang memenuhi
standar yaitu keteguhan rekat dan keteguhan patah. Pengaruh kadar perekat sangat
nyata terhadap uji daya serap air dan keteguhan patah, sedangkan pengaruh kadar
paraffin sangat nyata terhadap uji daya serap air, pengembangan tebal, kekuatan
elastisitas, dan kekuatan rekat.
Woro Ari Prianto (2004) meneliti tentang pengaruh fraksi berat sekam
terhadap kekuatan tarik, bending, dan impak serta konduktifitas panas komposit
UPRs-sekam. Komposit dibuat dengan menggunakan bahan resin unsaturated
polyester yukalac 157 BQTN dan sekam padi IR64 sebagai bahan pengisi. Serbuk
sekam dioven pada temperature 110oC selama 45 menit untuk mendapatkan kadar air
7%. Serbuk sekam dicampur dengan resin untuk dibuat komposit dengan variasi
fraksi berat 0, 5, 15, 25 dan 30% komposit dicure pada temperatur ruang selam 24
jam dan post cure pada temperatur 60oC dalam waktu 4 jam. Pengujian tarik,
bending impak dan konduktivitas panas komposit berturut turut mengaju pada
standart ASTM D 638, ASTM D 790, ASTM D 5941 dan ASTM E 1225. Hasil
penelitian menunjukkan kekeuatan tarik, bending, impak dan konduktifitas panas
menurun seiring dengan bertambahnya fraksi berat sekam. Komposit dengan fraksi
berat 30% mengalami penurunan kekuatan tarik, bending, impak terbesar berturut -
turut 68%, 64,5% dan 65%.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
Budi Kurniawan (2010). Melakukan penelitian tentang pengaruh panjang
serat terhadap keausan, kekuatan tarik, dan impak komposit serat ampas tebu
bermatrik polyester. Pada penelitian ini serat yang digunakan adalah serat ampas tebu
dengan fraksi volume 40% panjang serat 10mm, 20mm, 30mm, dan 40mm. Proses
pembuatan dengan menggunakan metode pres mold dan matrik yang digunakan
adalah polyester BQTN 157 dengan 1% hardener. Standar pengujian menggunakan
ASTM D 256 untuk impak dan ASTM D 638 untuk uji tarik. Dari hasil penelitian
disimpulkan bahwa perbandingan panjang serat tidak begitu berpengaruh terhadap
kekuatan impak.
Abdul Aziz (2009) meneliti tentang studi kekuatan bending dan tarik bahan
komposit berpenguat sekam padi dengan matrik Formaldehide. Dari perhitungan
yang dilakukan di laboratorium Universitas Muhammadiyah Surakarta diperoleh
massa jenis sekam padi sebesar 0.56gr/cm3. Pembuatan komposit dilakukan dengan
metode hand lay up dengan menggunakan cetakan kaca dengan berat pembebanan
30 kg. Pembuatan material komposit menggunakan perbandingan sekam 70%, 60%,
50%, 40% dan 30%. Material komposit kemudian mendapat perlakuan post cure atau
pemanasan lanjut dengan suhu 62oC selam 4 jam. Pengujian bending menggunakan
Universal Testing Mechine( UTM ) dengan standar pengujian bending sesuai dengan
ASTM D 790 untuk kekuatan bending dan ASTM D 638 untuk kekuatan tarik. hasil
pengujian bending diperoleh kekuatan bending tertinggi yaitu pada spesimen Vf 50%
dengan ketebalan 5mm dengan kekuatan sebesar 2.08 Mpa. Sedangankan pada uji
tarik kekuatan tertinggi didapat pada spesimen Vf 50% dengan ketebalan 20mm
sebesar 0.058 Mpa.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
C. Kerangka Berpikir
Kekuatan bending sangatlah penting pada suatu material komposit karena
menentukan kualitas material komposit tersebut. Pemilihan material komposit
baiknya dilihat dari fungsi material tersebut, apabila material komposit tersebut
digunakan untuk menopang beban yang berat maka diperlukan kekuatan bending
yang besar pula.
Kekuatan bending material komposit dapat direkayasa dengan cara
menambahkan serat yang berfungsi sebagai penguat dalam material komposit. Saat
ini serat alam menjadi pilihan untuk dijadikan filler dalam material komposit karena
mempunyai kelebihan aman terhadap lingkungan, mudah di dapat dan harga relatif
murah. Ampas tebu dan sekam padi merupakan salah satu contoh serat alam yang
digunakan dalam pembuatan material komposit karena kedua serat alam ini selain
ketersedianya yang melimpah, harga murah juga mudah di aplikasi dalam pembuatan
material komposit
Perpaduan antara amaps tebu dan sekam padi sebagai filler dalam material
komposit diharapkan dapat meningkatkan kekuatan bending material komposit.
Sehingga pada penelitian ini akan dibuat material komposit dengan filler ampas tebu
dan sekam padi dengan matrik polyester BQTN 157 dibuat dengan cara pres mold.
Variasi pada penelitian ini adalah fraksi volume antara ampas tebu dan sekan padi
dengan fraksi volume, 10%, 20%. 30% dan. Untuk mengetahui kekuatan bending
digunakan alat Universal testing Mechine (UTM)
Berdasarkan uraian diatas ditentukan paradigma penelitian sebagai berikut
Gambar 9. Bagan kerangka berpikir
X
Y
X1
X2
X3
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
Keterangan :
X : Variasi fraksi volume serat.
ï : Perbandingan komposisi campuran filler ampas tebu dengan sekam padi
10% : 30%.
î : Perbandingan komposisi campuran filler ampas tebu dengan sekam padi
20% : 20%.
í : Perbandingan komposisi campuran filler ampas tebu dengan sekam padi
30% : 10%
: Kekuatan bending.
D. Hipotesis Penelitian
Beradasarkan rumusan masalah dan kerangka pemikiran di atas dapat
diambil hipotesis yaitu:
1. Ada pengaruh variasi komposisi campuran filler terhadap kekuatan
bending komposit ampas tebu-sekam padi dengan matrik polyester.
2. Semakin besar komposisi ampas tebu maka, semakin besar kekuatan
bending.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian
1. Tempat Penelitian
Tempat penelitian merupakan lokasi dimana informasi diperoleh untuk
menyatakan kebenaran penelitian. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui
pengaruh komposisi campuran filler terhadap kekuatan bending komposit ampas
tebu-sekam padi dengan matrik polyester dilakukan di Laboratorium Material Teknik
Mesin UNS dengan menggunakan UTM (Universal Test Mechine) sebagai alat untuk
mengetahui kekuatan bending.
Tempat tersebut dipilih dengan alasan bahwa proses konsultasi dan
pengujian dapat dilakukan dengan baik sehingga apabila dikaitkan dengan pokok
permasalahan yang akan diteliti telah memenuhi syarat.
2. Waktu Penelitian
Penelitian ini telah dilaksanakan kurang lebih 5 bulan, dari bulan Juli 2011
sampai bulan Nopember 2011. Adapun pelaksanaan jadwal pelaksanaan kegiatan
penelitian sebagai berikut :
a. Pengajuan Judul : 21 Juli 2011
b. Pembuatan Proposal : 25 5 Agustus 2011
c. Seminar proposal :18 Agustus 2011
d. Revisi proposal : 19 21 Agustus 2011
e. Perijinan : 22 26 Agustus 2011
f. Proses penelitian : 27 September - 27 Oktober 2011
g. Analisis data : 28 31 Oktober 2011
h. Penulisan laporan : 1 5 Nopember 2011
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
B. Metode Penelitian
Penelitian ini dilakuakan untuk mengetahui pengaruh filler ampas tebu dan
sekam padi terhadap kekuatan bending material komposit bermatrik polyester. Untuk
mendapatkan kebenaran ilmiah, metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah
metode eksperimen dan merupakan penelitian kuantitatif yaitu memaparkan secara
jelas hasil eksperimen di laboratorium terhadap sejumlah benda uji, kemudian analisis
datanya dengan menggunakan angka-angka. Sugiyono (2007) berpendapat bahwa
digunakan untuk mencari pengaruh perlakuan tertentu terhadap yang lain dalam
suatu cara mencari hubungan sebab akibat (hubungan kausial) antara dua faktor yang
sengaja ditimbulkan oleh peneliti dengan menyisihkan faktor-faktor yang lain yang
dengan mengadakan manipulasi terhadap obyek penelitian serta adanya pengawasan
produk. Penelitian ini diadakan untuk mengetahui pengaruh variasi perbandingan
komposisi jumlah volume ampas tebu dengan sekam padi terhadap kekuatan bending
pada komposit ampas tebu-sekam padi bermatrik polyester.
C. Populasi dan Sampel
1. Populasi Penelitian
Suharsimi Arikunto (2002 : 108), menyatakan bahwa populasi adalah
keseluruhan subyek penelitian. Populasi penelitian ini adalah keseluruhan
komposit ampas tebu-sekam padi dengan matrik polyester.
2. Sampel Penelitian
Suharsimi Arikunto (2002 : 109) menyatakan bahwa sampel adalah bagian
atau wakil populasi yang diteliti.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
Tujuan digunakan teknik sampling adalah untuk menentukan seberapa
banyak sampel yang akan diambil. Dalam penelitian ini sampel penelitian diambil
dengan menggunakan teknik purposive sampling artinya teknik pengambilan
sampel yang dilakukan hanya untuk tujuan tertentu saja. (Sugiyono, 2005 : 61).
Sementara menurut Suharsimi Arikunto (2002 : 117) teknik purposive
sampling adalah sampel yang dilakukan dengan cara mengambil subyek bukan
didasarkan atas strata, random atau daerah tetapi didasarkan adanya tujuan
tertentu.
Sampel dalam penelitian ini adalah komposit ampas tebu-sekam padi dengan
matrik polyester terhadap kekuatan bending. Jumlah sampel 4 buah, dengan variasi
perbandingan fraksi volume antara ampas tebu dengan sekan padi sebesar : 10% :
30%; 20% : 20%; 30% : 10%.
D. Tehnik Pengumpulan Data
1. Identifikasi variabel
Variabel penelitian adalah segala sesuatu yang berbentuk apa saja yang
ditetapkan oleh peneliti untuk dipelajari sehingga diperoleh informasi tentang hal
tersebut, kemudian ditarik kesimpulannya (Sugiyono, 2007). Di dalam suatu
variabel terdapat satu atau lebih gejala, yang mungkin pula terdiri dari berbagai
aspek atau unsur sebagai bagian yang tidak terpisahkan. Dari pengertian di atas
secara garis besar variabel dalam penelitian ini ada tiga variabel yang akan
dijelaskan sebagai berikut:
a. Variable Bebas
Variabel bebas adalah variabel yang menjadi sebab timbulnya atau
berubahnya variabel terikat. Munculnya variabel ini tidak dipengaruhi atau
tidak ditentukan oleh ada atau tidaknya variabel lain. Tanpa adanya variabel
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
bebas, maka tidak akan ada variabel terikat. Jika variabel bebas berubah, maka
akan muncul variabel terikat yang berbeda atau yang lain.
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah fraksi volume atau
komposisi campuran pada komposit ampas tebu-sekam padi dengan matrik
polyester. Adapun variasi fraksi volume ampas tebu dengan sekam padi yang
digunakan adalah sebagai berikut : 10% : 30%; 20% : 20%; 30% : 10%.
b. Variabel terikat
Variabel terikat merupakan variabel yang dipengaruhi karena adanya
variabel bebas. Dengan kata lain, ada atau tidaknya variabel terikat tergantung
ada atau tidaknya variabel bebas. Variabel terikat pada penelitian ini adalah
kekuatan bending komposit ampas tebu-sekam padi dengan matrik polyester.
c. Variabel kontrol
Variabel kontrol merupakan himpunan sejumlah gejala yang memiliki
berbagai aspek atau unsur di dalamnya, yang berfungsi untuk mengendalikan
agar variabel terikat yang muncul bukan karena pengaruh variabel lain, tetapi
benar-benar karena pengaruh variabel bebas yang tertentu. Variabel kontrol
dalam penelitian ini adalah matrik yang digunakan adalah polyester BQTN 157
dengan fraksi volume 60%, serta pengayakan dengan menggunakan mesh 20
dan 40.
2. Instrumen Eksperimen
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
a. Ampas tebu
b. Sekam padi
c. Polyester 157 BQTN
d. Katalis (hardener)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
Gambar 10: (a) sekam padi. (b). ampas tebu. (c). polyester BQTN 157.
(d) katalis MEXPO
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
a. Mesin Crusher.
Mesin Crusher digunakan untuk menggiling/menghancurkan serat ampas tebu
sebelum disaring menggunakan mesh.
a
d c
b
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
Gambar 11 . Mesin Crusher
b. Mesh (saringan)
Mesh digunakan untuk mendapatkan ukuran serbuk ampas tebu setelah di-
crushing. Mesh yang digunakan adalah mesh ukuran 20 dan 40.
Gambar 12. (a) Mesh 40. (b) mesh 20 c. Timbangan digital
Timbangan dengan ketelitian 0.001gr digunakan untuk mengukur berat
material penyusun komposit.
Gambar 13. Timbangan digital
a b
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
d. Perangkat cetakan
Perangkat cetakan terbuat dari kaca.
Gambar 14. Cetakan kaca
e. Gelas ukur
Untuk mengukur volume matrik yang akan digunakan.
Gambar 15. Gelas ukur
f. Oven elektrik.
Digunakan untuk memberikan perlakuan panas lanjut (post cure) material
komposit.
Gambar 16. Oven elektrik.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
g. Wood moisture meter
Alat untuk mengukur kadar air.
Gambar 17. Wood moisture meter
h. Universal testing Mechine (UTM)
UTM digunakan untuk uji bending pada spesimen komposit. Ada di
Laboratorium Material Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Gambar 18. UTM (Universal testing Mechine)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
a
i. Alat pelengkap
Alat ini terdiri dari :
1. Jangka sorong
2. Double tape
3. Plastik astralon
4. Wadah
5. Gunting.
6. Spet
7. Wax.
Gambar 19. (a) wadah, (b) double tape, (c) spet, (d) astralon, (e) gunting, (f) wax
(g) jangka sorong.
f e
d c b
g
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
3. Diagram Alir Penelitian
Gambar 20. Diagram alir penelitian
Penjemuran
Crushing
Pengayakan mesh 20 dan 40
Pengeringan hingga kadar air 10-15%
Variasi volume 60%:20%:20%
Penambahan katalis1%
Pembuatan spesimen komposit
Variasi volume 60%:30%:10%
Post cure suhu 62oC selama 4jam
Variasi volume 60%:10%:30%
Kesimpulan
Analisis data
Pungujian
Sekam padi Ampas tebu polyester BQTN 157
mulai
selesai
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
E. Pelaksanaan Eksperimen
1. Persiapan awal
a. Menyiapkan alat dan bahan
b. Perlakuan awal serat
1) Ampas tebu dan sekam padi dikeringkan untuk mengurangi kadar air
yang terkandung di dalamnya.
2) Ampas tebu dan sekam padi dihaluskan/digiling untuk mendapatkan
butiran-butiran ampas tebu dengan menggunakan mesin crusser.
3) Ampas tebu dan sekam padi disaring dengan menggunakan mesh
dengan ukuran mesh 20 dan mesh 40 untuk mendapatkan ampas tebu
yang homogen.
4) Ampas tebu dan sekam padi dioven dengan suhu 70oC untuk
menurunkan kadar air.
2. Pembuatan spesimen.
Pembuatan spesimen material komposit dilakukan dengan cara
mencampur antara serat ampas tebu dan sekam padi dengan matrik polyester
sesuai fraksi volume yang telah ditentukan. Ampas tebu dan sekam padi
dijemur untuk mengurangi kadar air, kemudian dilakukan proses crushing
atau penghancuran. Setelah ampas tebu dan sekam padi hancur kemudian di
lakukan proses pengayakan dengan mengguanakan mesh 20 dan dilanjutkan
dengan mesh 40.
Untuk mendapatkan ukuran filler yang homogen maka diambil ampas
tebu dan sekam yang tidak lolos mesh 40. Ampas tebu dan sekam yang telah
melalui proses pengayakan kemudian dikeringkan dengan menggunakan oven
elektrik dengan suhu 70oC selama 1 jam untuk mendapatkan serat dengan
kadar air 7%. Kemudian dilanjutkan pembuatan spesimen dengan
menggunakan metode hand lay up. Pertama siapkan cetakan kemudian yang
telah diberi alas dengan plastic astralon kemudian lapisi cetakan dengan wax.
Pelapisan cetakan dengan wax bertujuan untuk mencegah spesimen melekat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
pada cetakan. Langkah selanjutnya timbang serat sesuai dengan variasi
campuran spesimen, kemudian campur dengan polyester yang sudah dicampur
dengan katalis 1%. Proses pencetakan dimulai dengan memasukkan sedikit
polyester kedalam cetakan hingga alas cetakan tertutup dengan polyester,
kemudian masukkan campuran filler dan tutup kembali dengan polyester
kemudian dipres. Dalam proses hand lay up spesimen akan kering dalam
waktu 2-3 jam, kemudian dilakukan post cure atau pemanasan lanjut selama
4 jam dengan suhu 620C. setelah proses post cure spesimen didiamkan pada
suhu kamar selama 24 jam untuk selanjutnya dilakukan uji bending sesuai
dengan ketentuan uji bending ASTM D 790.
Gambar 21. spesimen komposit
Pembuatan spesimen komposit menggunakan fraksi volume yaitu
perbandingan volume antara serat/filler dan matrik sebesar 40 % serat/filler
dan 60% matrik. Dalam penelitian ini memerlukan 3 macam spesimen dimana
tiap spesimen mempunyai variasi volume ampas tebu dan sekam padi yang
berbeda. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel di bawah ini :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
Table 5. Jumlah dan variasi spesimen komposit
Spesimen Variasi Volume Jumlah
Spesimen
Polyester Ampas tebu Sekam padi
I 60% 10% 30% 4
II 60% 20% 20% 4
III 60% 30% 10% 4
Jumlah Spesimen 12
3. Pengujian Bending
Setelah spesimen komposit jadi, kemudian diuji dengan menggunakan
mesin uji Universal Testing Machine (UTM) yang ada di Laboratorium Material
Teknik Jurusan Teknik Mesin FT. UNS. Model pengujian yang akan dilakukan
mengacu pada standart ASTM D 790.
F. Teknik Analisis Data
Teknik analisis data dalam penelitian ini adalah menggunakan analisis varian
satu arah. Namun sebelumnya dilakukan uji persyaratan analisis yaitu uji normalitas
dan uji homogenitas.
1. Uji Persyaratan Analisis Data
a. Uji Normalitas
Uji ini bertujuan untuk mengetahui apakah data pada variabel-variabel penelitian
berasal dari data yang berdistribusi normal atau tidak, Uji normalitas yang digunakan
dalam penelitian ini adalah uji normalitas Lilliefors. Adapun prosedur yang dilakukan
adalah sebagai berikut :
1) Tentukan hipotesis H0 = Sampel berasal dari populasi berdistribusi normal. H1 = Sampel tidak berasal dari populasi berdistribusi normal.
2) Tentukan taraf nyata = 0,01
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
3) Menentukan harga S dengan rumus :
ÍÜî ãî ø ÷²ø ï÷
Keterangan :
SD = Simpangan Baku atau Deviasi Standar.
n = Jumlah Baris.
È·î = Jumlah keseluruhan kolom pangkat dua.
È·î = hasil pangkat dua È·
î kemudian dijumlahkan keseluruhan.
4) Pengamatan Èï , Èî Ȳ dijadikan bilangan Æï , Æîô ò ò ò ò ò ò ò Ʋ dengan
menggunakan rumus : Æ· = È·
ÍÜ
Statistik uji yang digunakan L = Maks. | F(Æ·) S (Æ·÷ |
Dengan F(Æ·÷ Æ· ÷; Z N (0,1)
S(Æ·÷ ã ¾¿²§¿µ²§¿ ÆïôÆî ôÆí ôÆì Ʋ
²
Daerah kritik uji DK = { L | L > Ô å }
Øð ditolak apabila Ôð Maks > L tabel
Øï diterima apabila ÔðMaks < L tabel
(Sumber: Budiyono, 2004:170)
b. Uji Homogenitas
Apabila data tersebut normal selanjutnya di uji homogenitas. Uji
homogenitas pada data hasil penelitian ini menggunakan uji Bartlett, karena k > 2.
Tabel 6. Ringkasan Perhitungan Homogenitas dengan Uji Bartlett.
Sampel
Ke- dk 1/dk î Log î (dk)Log î dk î
1 ï-1 1/ -1 ïî Log ï
î ø ï-1) Log ïî ø ï-1) ï
î
2 î-1 ïñ î-1 îî Log î
î ø î-1) Log îî ø î-1) î
î
K -1 1/ -1 î Log î ø -1) Log î ø í-1) íî
Jumlah -1 ø -1) Log î ø -1) î
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
Perhitungan varians gabungan (S²) dari semua sampel :
Íî = î
Untuk menghitung harga satuan B :s
B = (´±¹ Íî) dk
Untuk menghitung chi kuadrat :
X ² = { (ln10)(B-( dk.log î)
Kesimpulan :
Bila didapat î < ø ï÷î maka data homogen.
(Sumber : Sudjana, 1996: 263)
2. Uji Analisis Data
a. Analisis Satu Arah
Untuk mengetahui ada atau tidaknya pengaruh fariasi campuran filler
pada komposit dilakukan uji analisis varian satu arah. Rumus yang digunakan
dalam anava satu arah, yaitu :
Tabel 7. Daftar Anava Satu Arah
Sumber Variansi dk Jk KT F
Rata-rata 1 Ry R=Ry/1
Antar Kelompok k-1 Ay A=Ay/(k-1) A/D
Dalam Kelompok ( -1) Dy D=Dy/ ( ï÷
Total Y² -
dk = derajat kebebasan
Jk = jumlah kuadrat
KT = kuadrat tengah
Ry = J²/ dengan Öï, Öîô ô Ö²
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
Ay = (Ö·î/²ï) Ry
Y² = jumがah kuadrat-kuadrat (Jk) dari semua hasiが pengamatan
Dy = Y²-Ry-Ay
Kesimpulan:
Bila harga Úð Ú¬ dalam taraf 1% maka hipotesis nihil (Øð) diterima dan hipotesis
kerja (Øï) ditolak, kemudian sebaliknya bila Úð>Ú¬ maka hipotesis kerja diterima
dan hipotesis nihil (Øð) ditolak.
(Sumber : Sudjana, 1996: 304)
b. Komparasi Ganda Pasca Anava
Komparasi ganda pasca anava bertujuan untuk mengetahui rerata mana
yang berbeda atau rerata mana yang sama. Dalam penelitian ini, komparasi ganda
yang digunakan untuk tindak lanjut pasca anava adalah dengan memakai metode
Scheffe.
Langkah-langkah yang harus ditempuh pada metode Scheffe adalah sebagai
berikut :
1) Mengidentifikasikan semua pasangan komparasi rataan yang ada.
2) Menentukan tingkat signifikansi L = 0,01
3) Mencari nilai statistik uji F dengan menggunakan rumus:
Ú· ¶ = ø ÷²
øï
õ ï
÷
dengan :
Ú· ¶ = Nilai Fobs pada pembandingan perlakuan ke-i dan perlakuan ke-j;
= Rataan pada sampel ke-i;
= Rataan pada sampel ke-j;
RKG = E = Rataan kuadrat galat;
ni = Ukuran sampel baris ke-i;
nj = Ukuran sampel baris ke-j;
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42
4) tentukan daerah kritik dengan formula berikut:
-1)Ftabel}
4) Menentukan keputusan uji untuk masing-masing komparasi ganda.
5) Mengambil keputusan kesimpulan uji yang ada.
(Sumber : Budiyono, 2000 :201)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
43
BAB IV
HASIL PENELITIAN
A. Deskripsi Data
Seperti yang telah dijelaskan pada Bab III, bahwa dalam penelitian ini data
diperoleh berupa angka-angka (nilai) kekuatan bending komposit ampas tebu sekam
padi. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen yang melibatkan satu faktor
bebas. Faktor tersebut adalah perlakuan variasi komposisi campuran filler ampas tebu
dengan sekam padi (10% : 30% ; 20% : 20% ; 30% : 30%). Variabel terikatnya dalam
penelitian ini adalah kekuatan bending komposit ampas tebu - sekam padi dengan
matrik polyester. Jumlah keseluruhan fariasi dalam penelitian sebanyak 3 buah yang
dilakukan pengulangan sebanyak 4 kali perlakuan sehingga total data sebanyak 12
data pengamatan.
Data penelitian yang berjumlah 12 data tersebut terbagi dalam 3 kelompok,
yaitu perbandingan komposisi fraksi volume antara ampas tebu dengan sekam padi
sebesar 10% : 30%, 20% : 20% dan 30% : 10%. Hasil pengujian dari tiap-tiap
kelompok komposisi filler terhadap kekuatan bending komposit ampas tebu sekam
padi dengan matrik polyester dapat dilihat pada tabel berikut ini :
Tabel 8 . Hasil Pengukuran Kekuatan Bending Berdasarkan Variasi
Komposisi Filler Komposit Ampas tebu Sekam padi Dengan Matrik Polyester.
Sumber Varian Komposisi Filler Ampas tebu 10% sekam padi 30%
Ampas tebu 20% sekam padi 20%
Ampas tebu 30% sekam padi 10%
Nilai kekuatan bending komposit (Mpa)
29.1 32.70 37.31 29.29 32.72 42.58 31.18 34.37 43.06 31.18 35.96 44.18
Jumlah (Mpa) 120.75 135.75 167.13 Banyaknya Pengamatan 4 4 4
Rata-rata (Mpa) 30.18 33.93 41.78
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
44
05
1015202530354045
komposisi filler
ampas tebu 10% sekam padi 30%
ampas tebu 20% sekam padi 20%
Dari hasil penelitian yang diperoleh dalam perhitungan kekuatan bending
berdasarkan variasi komposisi filler komposit ampas tebu sekam padi dengan
matrik polyester, maka dapat digambarkan dengan histogram dan grafik sebagai
berikut :
Gambar 22 . histogram dan grafik pengaruh campuran filler terhadap kekuatan
bending komposit ampas tebu-sekam padi dengan matrik polyester.
B. Pengujian Persyaratan Analisis
Penelitian ini merupakan jenis penelitian yang termasuk dalam kategori
penelitian kuantitatif, maka data yang diperoleh sebelum dianalisis dengan uji analisis
varian satu jalan, maka dilakukan uji prasyarat analisis dengan menggunakan uji
normalitas dan homogenitas.
1. Uji Normalitas
Sebelum dilakukan uji analisis varians satu arah, data harus memenuhi syarat
kenormalan. Oleh karena itu data diuji dengan uji normalitas, sedangkan uji
normalitas yang digunakan dalam penelitian ini adalah uji normalitas Lilliefors,
dengan taraf signifikansi 1%. Selanjutnya mencari harga Ô
pada masing-masing kelompok perlakuan. Kemudian harga Ô dikonsultasikan ke
tabel dengan harga n = 4 dan diperoleh Ô sebesar 0,417. Jika hasil perhitungan
mendapatkan harga Ô lebih kecil dari harga Ô , maka data berdistribusi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
45
normal. Adapun keputusan uji normalitas data selengkapnya dapat dilihat pada Tabel
9 di bawah ini :
Tabel 9. Hasil Uji Normalitas Metode Lilliefors
Sumber Perlakuan Data Hasil Uji Keputusan uji
Kolom A1
(ampas tebu 10%
sekam padi 30%)
Ô =0.3823< Ôðôðïôì = 0,417 Sampel berasal dari populasi yang berdistribusi
normal
Kolom A2
(ampas tebu 20%
sekam padi 20%)
Ô 0.382 < Ôðôðïôì = 0,417 Sampel berasal dari populasi yang berdistribusi
normal
Kolom A3
(ampas tebu 30%
sekam padi 10%)
Ô = 0.317 < Ôðôðïôì = 0,417 Sampel berasal dari populasi yang berdistribusi
normal
Karena Ô dari perlakuan tidak berada pada daerah kritik atau lebih kecil
dari Ô maka Øð masing-masing perlakuan diterima. Jadi data hasil pengukuran
kekuatan bending pada komposit ampas tebu sekam padi dengan matrik polyester
dalam penelitian ini secara keseluruhan sampel tersebut dinyatakan mempunyai data
yang berdistribusi normal.
2. Uji Homogenitas
Uji homogenitas digunakan untuk menguji kesamaan beberapa buah rata-
rata. Pada penelitian ini, digunakan metode Bartlett untuk uji homogenitas. Dan
pengambilan kesimpulan dengan taraf signifikansi 1%. Jika didapatkan harga
Ȳ ¸·¬«²¹ lebih besar dari harga Ȳ ¬¿¾»´ , berarti data yang didapat berasal dari sampel
yang tidak homogen. Tetapi apabila didapat harga Ȳ ¸·¬«²¹ lebih kecil dari harga
Ȳ ¬¿¾»´ , berarti data yang didapat berasal dari sampel yang homogen.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
46
Adapun keputusan uji homogenitas data selengkapnya tersebut dapat terlihat
dalam table di bawah ini :
Tabel 10. Hasil Uji Homogenitas Dengan Metode Bartlet
Sumber Perlakuan ² ² (X2(1- -1)) Keputusan Uji
10% : 30% ; 20% : 20%
; 30% : 10% 3.0746 9.21
H0 diterima
Berdasarkan rangkuman hasil uji homogenitas pada tabel 10 di atas maka
dapat disimpulkan bahwa masing-masing sumber perlakuan mempunyai harga
Ȳ ¸·¬«²¹ ä Ȳ ¬¿¾»´ , sehingga Ȳ ¸·¬«²¹ tidak terdapat pada daerah kritik, maka H0
diterima. Jadi populasi-populasi yang diperbandingkan mempunyai variansi-variansi
yang sama atau dengan kata lain sumber variansi berasal dari populasi yang
homogen. Perhitungan selengkapnya dapat dilihat di lampiran.
C. Pengujian Hipotesis
1. Hasil Pengujian Hipotesis Analisis Variasi Satu Jalan
Pengujian hipotesis merupakan langkah untuk menguji apakah pernyataan
yang dikemukakan dalam perumusan hipotesis diterima atau ditolak. Dalam
penelitian ini pengujian hipotesis digunakan untuk mengetahui apakah ada pengaruh
variasi komposisi filler terhadap kekuatan bending komposit ampas tebu sekam
padi dengan matrik polyester atau tidak.
Pengujian hipotesis yang digunakan adalah menggunakan Uji Analisis
Varians Satu Arah seperti Tabel berikut.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
47
Tabel 11. Hasil Pengujian Anava Satu Arah
Sumber Variasi dk JK KT Ú±¾ Ú¬¿¾»´
Rata-rata 1 14955.1981 14955.1981
Antar Kelompok 2 280.072 140.036 32.1036 8.02 0,01
Dalam Kelompok 9 39.26 4.36
Total 12 15274.53 -
Hasil perhitungan anava satu arah memperlihatkan bahwa harga Ú±¾ =
32.1036 sedangkan Ú¬¿¾»´ dengan dk pembilang 2 dan penyebut 9 dengan taraf nyata
Ú¬¿¾»´ = 8,02 , jadi Ú±¾ > Ú¬¿¾»´ , sehingga hipotesis yang
variasi komposisi filler terhadap kekuatan bending
pada komposit ampas tebu sekam padi dengan matrik polyester
variasi komposisi filler terhadap
kekuatan bending pada komposit ampas tebu sekam padi dengan matrik polyester
diterima. Dengan demikian Ada pengaruh variasi komposisi filler terhadap kekuatan
bending pada komposit ampas tebu sekam padi dengan matrik polyester.
2. Hasil Komparasi Ganda Pasca Anava Satu Jalan
Setelah melakukan analisis dengan menggunakan analisis variansi satu arah,
maka untuk melihat perbedaan reratanya agar menjadi lebih jelas, dilanjutkan dengan
uji komparasi ganda pasca anava. Komparasi ganda setelah anava yang dilakukan di
sini adalah dengan menggunakan uji scheffe untuk analisis variansi satu arah. Rataan
masing-masing komparasi untuk komparasi ganda pasca anava dapat dilihat pada
lampiran hasil perhitungan uji scheffe untuk analisis variansi satu arah.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
48
Table 11 . Hasil Komparasi Ganda
No. komparasi Fobservasi (k-1)( å ïô ) kesimpulan
1 10%:30% >< 20%:20% 6.45 16.04 Tidak Berbeda signifikan
2 10%:30% >< 30%:10% 61.72 16.04 Berbeda signifikan
3 20%:20% >< 30%:10% 28.195 16.04 Berbeda signifikan
Berdasarkan ringkasan Uji Scheffe pada tabel di atas dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut :
a. Perbandingan antara komposisi campuran filler ampas tebu 10% sekam padi 30%
dengan komposisi campuran filler ampas tebu 20% sekam padi 20%
Tabel menunjukkan bahwa Ú = 6.45 dan (k-1)( å ïô ) = 16.04,
sehingga nilai Ú < (k-1)( å ïô ). Jadi dapat disimpulkan bahwa hipotesis
kerja (Øï) ditolak dan hipotesis nihil (Øð) diterima. Dengan demikian komposisi
campuran filler ampas tebu 10% sekam padi 30% dengan komposisi campuran
filler ampas tebu 20% sekam padi 20% tidak berbeda signifikan.
b. Perbandingan antara komposisi campuran filler ampas tebu 10% sekam padi 30%
dengan komposisi campuran filler ampas tebu 30% sekam padi 10%
Tabel menunjukkan bahwa Ú = 61.72 dan (k-1)( å ïô ) = 16.04,
sehingga nilai Ú > (k-1)( å ïô ). Jadi dapat disimpulkan bahwa hipotesis
kerja (Øï) diterima dan hipotesis nihil (Øð) ditolak. Dengan demikian komposisi
campuran filler ampas tebu 10% sekam padi 30% dengan komposisi campuran
filler ampas tebu 30% sekam padi 10% berbeda signifikan.
c. Perbandingan antara komposisi campuran filler ampas tebu 20% sekam padi 20%
dengan komposisi campuran filler ampas tebu 30% sekam padi 10%
Tabel menunjukkan bahwa Ú = 28.195 dan (k-1)( å ïô ) = 16.04,
sehingga nilai Ú > (k-1)( å ïô ). Jadi dapat disimpulkan bahwa hipotesis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
49
kerja (Øï) diterima dan hipotesis nihil (Øð) ditolak. Dengan demikian komposisi
campuran filler ampas tebu 20% sekam padi 20% dengan komposisi campuran
filler ampas tebu 30% sekam padi 10% berbeda signifikan.
D. Pembahasan Hasil Penelitian
Berdasarkan analisis data hasil penelitian dapat dikemukakan fakta fakta
sebagai berikut :
Dari Tabel 11 dapat dilihat bahwa Ú lebih besar dari pada
Ú¬¿¾»´ dengan taraf signifikan 0,01, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa ada
pengaruh komposisi campuran filler terhadap kekuatan bending pada komposit ampas
tebu sekam padi dengan matrik polyester. Hal ini dikarenakan ampas tebu dan
sekam padi yang berperan sebagai filler dalam komposit ini mempunyai sifat
karakteristik yang berbeda. Ampas tebu akan menjadi bahan penguat dalam
komposit, sedangkan sekam padi juga sebagai penguat namun dengan prosentase
lignusekulosa lebih sedikit dari pada ampas tebu. Jadi, jika komposisi campuran
ampas tebu dan sekam padi berbeda, maka akan menghasilkan kekuatan bending
komposit yang berbeda.
Dari tabel 8 dapat dilihat bahwa kekuatan bending campuran filler ampas
tebu sekam padi 10% : 30% ; 20% ; 20% ; 30% : 10% berturut- turut adalah 30.18
Mpa, 33.93 Mpa dan 41,78 Mpa. Kukatan bending tertinggi ada pada campuran filler
dengan komposisi ampas tebu 30% dan sekam padi 10%, yaitu rata-rata sebesar
41.78 Mpa. Volume ampas tebu yang lebih besar dan sekam padi yang lebih kecil
akan membuat adanya ikatan yang baik pada bahan komposit. Hal ini di karenakan
unsur lignuselulosa ampas tebu lebih banyak dari sekam padi akan berfungsi sebagai
penguat dan mengikat sekam padi sebagai suatu kesatuan yang mampu menahan
beban yang mengenai komposit.
Dari tabel.12. dapat dilihat bahwa tidak ada perbedaan pengaruh signifikan
antara komposisi campuran filler ampas tebu-sekam padi 10% : 30% terhadap
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
50
kekuatan bending dengan matrik polyester dengan komposisi campuran filler ampas
tebu sekam padi 20% : 20% terhadap kekuatan bending dengan matrik polyester
adalah Ú < Ú ôðôðï ø ï÷ pada taraf signifikansi 0.01. pada table 12 dapat dilihat
pula ada perbedaan signifikan antara komposisi campuran filler ampas tebu-sekam
padi 10%;30% terhadap kekuatan bending dengan matrik polyester dengan komposisi
campuran filler ampas tebu-sekam padi 30% : 10% terhadap kekuatan bending
dengan matrik polyester adalah Ú > Ú ôðôðï ø ï÷ pada taraf signifikansi 0.01 maka
dapat ditarik kesimpulan bahwa kenaikan kekuatan bending berbanding lurus dengan
bertambahnya presentase serat tebu karena ampas tebu mengandung senyawa
lignuselulosa yang berfungsi sebagai penguat atau pengikat bahan lainya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
51
BAB V
SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan Penelitian
Berdasarkan hasil penelitian yang telah diuraikan pada BAB IV dengan
mengacu pada perumusan masalah, maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai
berikut:
1. Hasil penelitian kekuatan bending ampas tebu sekam padi 10% : 30% ; 20% : 20%
; 30% : 10% berturut turut adalah 30.18Mpa, 33.93Mpa dan 41,78Mpa.
2. Kekuatan bending tertinggi pada komposisi campuran filler ampas tebu 30% -
sekam padi 10% sebesar 41,78Mpa.
3. kenaikan kekuatan bending berbanding lurus dengan bertambahnya presentase
serat tebu karena ampas tebu mengandung senyawa lignuselulosa yang berfungsi
sebagai penguat atau pengikat bahan lainya
B. implikasi
Berdasarkan hasil penelitian yang didukung oleh landasan teori yang telah
dikemukakan tentang pengaruh komposisi campuran filler terhadap kekuatan bending
komposit ampas tebu sekam padi dengan matrik polyester dapat diterapkan ke
dalam beberapa implikasi yang dapat dikemukakan sebagai berikut:
1. Implikasi Teoritis
Penelitian mengkaji tentang pengaruh komposisi campuran filler terhadap
kekuatan bending ampas tebu sekam padi dengan matrik polyester dengan variasi
komposisi campuran filler ampas tebu sekam padi 10% : 30% ; 20% : 20% ; 30% :
10%. Dari hasil penelitian tersebut diketahui bahwa campuran komposisi filler ampas
tebu-sekam padi 30% : 10% yang mempunyai kekuatan bending tertinggi. Dengan
hasil penelitian ini, dapat dijadikan dasar pengembangan penelitian selanjutnya, yang
relefan dengan masalah yang dibahas dalam penelitian ini.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
52
2. Implikasi Praktis
Penelitian ini dapat digunakan sebagai salah satu alternatif bahan pengganti
material papan kayu dalam pembuatan mebel. Untuk selanjutnya perlu dilakukan
penelitian lebih lanjut untuk dapat dikembangkan ke industri otomotif sebagai lantai
mobil.dash board dan lain sebagainya.
C. Saran
Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh dan implikasi yang ditimbulkan,
maka dapat disampaikan saran-saran sebagai berikut:
1. Penelitian ini dapat digunakan sebagai salah satu alternatif bahan pengganti
material papan kayu dalam pembuatan mebel.
2. Untuk penelitian selanjutnya yang sejenis dapat dilakukan dengan pengujian
impak, pengujian tarik, pengujian ketahanan panas, atau pengujian mekanis
lainnya untuk mengoptimalkan pemanfaatanya.
3. Untuk penelitian selanjutnya ampas tebu dapat di campur dengan serat yang
lain sehingga menghasilkan kekuatan bending yang optimal.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user