UJI SIFAT MEKANIK DAN LISTRIK KOMPOSIT PARTIKEL MARMER KALSIT
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008
ABSTRAK
RINA PRITRIA
RINA PRITRIA. Uji Sifat Mekanik dan Listrik Komposit Marmer Kalsit. Dibimbing oleh HANEDI DARMASETIAWAN dan ABDUL DJAMIL HUSIN. Telah dibuat komposit partikel marmer dengan campuran partikel marmer sebagai penguat dan resin epoxy sebagai matriksnya. Pembuatan komposit tersebut dilakukan dengan metode sederhana yaitu dengan mencampurkan partikel marmer dalam resin epoxy. Pencampuran divariasikan berdasarkan fraksi berat partikel marmer yaitu 60%, 50%, dan 34% juga berdasarkan ukuran butiran partikel marmer hasil penyaringan dengan ayakan bernomor 35 mesh, 60 mesh dan 140 mesh. Sampel komposit partikel marmer diuji sifat mekaniknya yaitu kekerasan, kuat tekan dan kuat patah dan juga dilakukan pengujian untuk mengetahui dan mempelajari sifat listriknya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin kecil ukuran partikel maka memiliki sifat mekanik yang lebih baik. Sifat mekanik terbaik yaitu yang mempunyai nilai kekerasan, kuat tekan dan kuat patah berturut-turut 13,40 HB, 5,09 × 107 N/m2 dan 3,38 × 107 N/m2 seperti pada sampel M1401 yaitu yang ukurun partikelnya 40 mesh (0,250 mm) dan mengandung 60% berat partikel marmer dari keseluruhan komposit. Pada kondisi tersebut tetapan dielektriknya 8,337. Kata kunci : marmer, resin epoxy, komposit.
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
2
RINA PRITRIA
DEPARTEMEN FISIKA
UJI SIFAT MEKANIK DAN
FAKULTAS MATEMATIKA
LISTRIK KOMPOSIT
DAN ILMU PENGETAHUAN
PARTIKEL MARMER
ALAM
KALSIT
INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008 Judul
: Uji Sifat Mekanik dan Listrik
Komposit Partikel Marmer Kalsit Nama
: Rina Pritria
NRP
: G74104034
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
Menyetujui ,
3
Pembimbing I
Ir. Hanedi Darmasetiawan, MS
Tanggal kelulusan : KATA PENGANTAR
NIP : 130 367 084
Pembimbing II
Abd. Djamil Husin, M.Si NIP : 132 158 552
Mengetahui, Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
Dr. drh. Hasim, DEA NIP : 131 578 806
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Yang Kuasa Allah SWT. Atas berkah dan rahmatNya penelitian yang diberi judul Uji Sifat Mekanik dan Listrik Partikulat Marmer Kalsit ini dapat diselesaikan. Penelitian ini dilakukan sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini didanai oleh Hibah Pengajaran dan Penelitian PHK A2 Departemen Fisika. Tak lupa juga penulis ucapkan terima kasih banyak kepada Bapak Hanedi Darmasetiawan, Bapak Abd. Djamil Husin selaku dosen pembimbing yang telah bersedia menyempatkan waktunya sebagai teman diskusi untuk kelancaran penelitian ini, Bapak Irzaman yang telah dengan sabar memotivasi dan memberikan masukan, Bapak Jajang Djuansah sebagai penguji yang telah memberikan masukan, Bu Mersi yang telah meluangkan waktunya disaat sidang serta seluruh dosen Departemen Fisika IPB yang telah memberikan ilmunya dan seluruh staf Departemen Fisika IPB yang telah membantu penulis selama menjalani perkuliahan di IPB. Bapak Sulistioso Giat, Pak Marzuki, Pak Antonius, Pak Sutarjo, Pak Maman, Bu Titik dan rekan-rekan di P3IB BATAN, BBPT-B2TKS dan Puslit LIPI Serpong yang telah menjadi teman diskusi selama karakterisasi. Terima kasih banyak untuk kedua orang tua, teteh dan aa atas rasa cinta dan sayang yang tidak pernah berhenti yang merupakan motivator paling besar dalam hidup penulis. Serta rekan-rekan di Departemen Fisika atas keceriaan dan pengalaman yang tak pernah terlupakan. Diharapkan penelitian ini dapat memberikan manfaat bagi ilmu pengetahuan saat ini dan dapat menambah wawasan bagi dunia pendidikan. Penulis menyadari bahwa penulisan ini jauh dari sempuna, maka diharapkan kritik serta saran untuk menjadi
4
lebih baik lagi. Akhir kata penulis ucapkan mohon kritik dan saran membangun apabila dalam penulisan skripsi ini terdapat kesalahan baik yang disengaja maupun tidak disengaja.
Penyusun
Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama menyelesaikan pendidikan di IPB, penulis berperan aktif pada organisasi kemahasiswaan yaitu Himpunan Mahasiswa Fisika (HIMAFI) periode 2004/2005 pada bidang kewirausahaan, 2005/2006 pada bidang Instrumentasi dan Teknologi Komputer serta periode 2006/2007 pada bidang Informasi dan Komunikasi. Selain itu juga pernah aktif pada LISES Gentra Kaheman periode 2004/2005 dan 2005/2006 serta pada organisasi mahasiswa daerah Subang yaitu FOKKUS.
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Subang, pada tanggal 10 Februari 1987. Penulis merupakan anak ketiga dari tiga bersaudara dari pasangan Eson, Spd dan Dasinah. Tahun 1998 penulis menyelesaikan pendidikan di SDN Boreas, kemudian melanjutkan ke SLTP Negeri 1 Kalijati dan lulus tahun 2002. Selanjutnya penulis lulus dari SMU Negeri 2 Subang pada tahun 2004. Pada tahun yang sama penulis diterima di IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan terdaftar di
DAFTAR ISI
5
1 Sifat fisik dan mekanik epoxy ..................................................... KATA PENGANTAR ..................................................................................................... i 2 Persyaratan fisik sesuai SNIii 13-0089DAFTAR ISI..................................................................................................................... 1987................................................................................................. DAFTAR TABEL............................................................................................................. iii 3 Sifat fisik dan mekanik marmer iv Citatah ..................................... DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................ 4 Variasi komposisi komposit DAFTAR LAMPIRAN..................................................................................................... v partikel marmer ........................................................................................... PENDAHULUAN............................................................................................................. 1 5 Data pengukuran kekerasan......................................................... Latar Belakang ...................................................................................................... 1 6 Data pengukuran kuat tekan ........................................................ Tujuan .................................................................................................................... 1 7 Data pengukuran kuat patah ........................................................ Hipotesis ................................................................................................................ 1 8 Data pengukuran kapasitans ....................................................... TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................................... 1 Komposit ............................................................................................................... 1 Komposit polimer .................................................................................................. 2 Komposit partikel .................................................................................................. 2 Matriks resin........................................................................................................... 2 Resin epoxy ............................................................................................................ 2 Marmer .................................................................................................................. 3 Sifat mekanis ......................................................................................................... 3 Sifat dielektrik ....................................................................................................... 4 BAHAN DAN METODA ................................................................................................ 4 Tempat dan waktu ................................................................................................ 4 Bahan dan alat ....................................................................................................... 5 Metode Penelitian .................................................................................................. 5 HASIL DAN PEMBAHASAN......................................................................................... 8 Kekerasan ............................................................................................................... 8 Kuat tekan .............................................................................................................. 9 Kuat patah .............................................................................................................. 10 Sifat dielektrik ........................................................................................................ 11 KESIMPULAN DAN SARAN......................................................................................... 12 Kesimpulan ............................................................................................................ 12 Saran ...................................................................................................................... 12 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 12 LAMPIRAN ..................................................................................................................... 14
DAFTAR TABEL
6
DAFTAR GAMBAR 1 Jenis-jenis komposit berdasarkan penguat ................................................................... 2 2 Reaksi bisphenol A dengan epiclorohydrin ................................................................................................................... 3 3 Diagram alir penelitian................................................................................................. 5 4 Alat frank welltest ........................................................................................................ 6 5 Daerah-daerah pengujian kekerasan............................................................................. 6 6 Mikroskop stereo.......................................................................................................... 6 7 Jejak kekerasan HB dengan mikroskop stereo 6 8 Universal testing machine merk schenk DAFTAR LAMPIRAN trebel....................................................................................................................... 7 1 Skema pembuatan sampel .......................................................... 9 Uji tekan....................................................................................................................... 7 2 Data kekerasan komposit marmer 10 Skema pengukuran kuat tekan...................................................................................... 7 .............................................. 2 Pengukuran kuat patah (bending7 strength) 11 Universal testing machine............................................................................................ ......................................................................................................... 12 Bending strength ......................................................................................................... 7 3 Gambar penampang melintang8 komposit 13 Skema pengukuran bending strength .......................................................................... marmer yang membentuk endapan ................................................. 14 LCR meter Hitester 3522-50 produk Hiokl E.E Coorporation .................................................................................................... 8 15 Rangkaian kapasitor ..................................................................................................... 8 16 Grafik hubungan kekerasan komposit terhadap komposisi............................................................................................................ 9 17 Grafik hubungan kuat tekan terhadap ukuran partikel marmer ..................................................................................................... 9 18 Terbentuknya pori pada komposit marmer .............................................................................................................................. 9 19 Sampel yang telah diuji tekan ...................................................................................... 10 20 Grafik hubungan kuat patah dengan ukuran partikel marmer ..................................................................................................... 10 21 Patahan yang terjadi pada komposit marmer ketika diberi gaya................................................................................................. 11 22 Grafik hubungan dielektrik komposit terhadap komposisi............................................................................................................ 11 23 Grafik hubungan kekerasan (HB) dengan dielektrik terhadap komposisi .......................................................................................... 11
7
• Membuat komposit partikel marmer dengan menggunakan resin epoxy sebagai matriks dan partikel marmer sebagai penguat sebagai fungsi dari komposisi dan mesh. • Mendapatkan dan mempelajari kekuatan dan kekerasan komposit partikel marmer serta mempelajari sifat listriknya.
PENDAHULUAN Latar Belakang Indonesia memiliki kekayaan alam yang sangat menunjang dalam pengembangan industri marmer, baik dari segi kualitas maupun jumlah cadangan yang dapat dimanfaatkan sampai ratusan tahun. Pemanfaatan batu gamping sebagai bahan baku marmer komersil di Indonesia mempunyai prospek yang cerah dan dapat mendukung program pemerintah dalam kebijaksanaan peningkatan ekspor nonmigas. Penggunaan marmer tersebut biasa dikatagorikan kepada dua penampilan yaitu tipe ordinari dan tipe staturio. Tipe ordinari biasanya digunakan untuk pembuatan tempat mandi, meja-meja, dinding dan sebagainya. Sedangkan tipe staturio sering dipakai untuk pahat dan patung. Dalam industri batu ornamen, batuan jenis ini mempunyai nilai ekonomis yang sangat baik dan dikenal sebagai marmer komersial (Tabri 2006). Marmer dalam pengertian masyarakat awam adalah semua batuan alam yang tersusun dari mineral kalsit atau dolomite yang mempunyai kemampuan untuk dipoles sampai mengkilap. Marmer berasosiasi keberadaanya dengan batu gamping. Setiap ada batu marmer selalu ada batu gamping, walaupun tidak setiap ada batu gamping juga ada marmer. Keberadaan marmer berhubungan dengan proses endogen yang mempengaruhinya baik berupa tekanan maupun perubahan temperatur yang tinggi (Tabri 2004). Pada penelitian ini dibuat komposit partikel marmer kalsit. Diharapkan komposit partikel marmer yang dibuat dapat memiliki kualitas yang sama dengan marmer komersil yaitu tipe ordinari dan dapat memiliki variasi yang lebih banyak. Tujuan
Hipotesis • Kekuatan komposit partikel marmer kalsit meningkat karena penambahan partikel marmer. • Konstanta dielektrik meningkat karena nilai kekerasan berkurang. TINJAUAN PUSTAKA Komposit Komposit adalah material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material, dimana sifat mekanik dari material pembentuknya tidak sama. Karakteristik pembentuknya berbeda-beda, maka akan dihasilkan material lain yaitu komposit yang mempunyai sifat mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material-material pembentuknya (Vlack 1983). Sifat bahan komposit tidak hanya ditentukan oleh komposisi bahan pembangunnya, melainkan juga geometri (ukuran partikel, distribusi, dan orientasi) dan konsentrasi bahan pembangunnya. Sifat bahan yang menyatu dalam komposit dapat diuji dan dievaluasi secara terpisah. Hal ini mengarah pada kaidah pencampuran komposit, yang disebut dengan Rule Of Mixture (ROM) yang dapat dirumuskan dalam persamaan 1 (Vlack 1983). X k F = X m Fm + X r Fr ............... (1) k Keterangan : X = sifat bahan yang di uji, F = fraksi volum, k = komposit, m = matriks, r = penguat Secara garis besar ada 3 macam jenis komposit berdasarkan penguat yang digunakan (Kau 1997), yaitu: 1. Fibrous Composites (Komposit Serat) merupakan jenis komposit yang hanya terdiri dari satu lamina atau satu lapisan yang menggunakan penguat berupa serat (fiber). 2. Laminated Composites (Komposit Laminat) merupakan jenis komposit yang terdiri dari dua lapis atau lebih
8
yang digabung menjadi satu dan setiap lapisnya memiliki karakteristik sifat sendiri. 3. Particulate Composites (Komposit Partikel) merupakan komposit yang
menggunakan partikel atau serbuk sebagai penguatnya dan terdistribusi secara merata dalam matriksnya.
(a)
(c)
(b)
Gambar 1 Jenis-jenis komposit berdasarkan penguat (a). Komposit serat, (b). Komposit laminat, dan (c). Komposit partikel. Komposit polimer Komposit polimer adalah komposit yang matriksnya dari bahan polimer dengan pengisi (filler) dari bahan jenis lain (Sudirman, et al 2004). Pembuatannya yaitu dengan penambahan material lain kepada matrik polimer yang fungsinya sebagai penguat. Jenis penguat umumnya berbentuk serat (Wibowo 1999). Berdasarkan sifatnya, polimer terdiri dari termoplastik dan termoset. Polimer termoplastik merupakan polimer linear yang bentuknya dapat diubah-ubah dengan pengaruh panas dan tekanan. Contoh polimer jenis ini yaitu polistirene, polietilene, polivinil klorida, dan lain-lain. Polimer termoset merupakan polimer yang tidak dapat diubah ke bentuk asal jika dipanaskan, dan terdapat hubungan antara molekul satu dengan yang lainnya. Contohnya, phenolic, epoxy, polyester, dan lain-lain. Komposit partikel Komposit partikel merupakan komposit berbasis partikel, lebih menekankan pada ukuran suatu material. Cara pengukuran partikel ada bermacam-macam antara lain dengan mikroskop dan pengayakan. Pengukuran dengan cara pengayakan ditentukan dengan ukuran mesh yang dinyatakan dengan bilangan kawat dibagi unit panjang. Material partikel polimer digunakan sebagai pengisi untuk meningkatkan kekuatan, ketangguhan, stabilitas dimensional dan tahan terhadap radiasi sinar ultraviolet (Kirk&Othmer 1987). Matriks-resin
Matriks adalah bahan dasar pembentuk komposit yang mengikat pengisi dengan tidak terjadi ikatan secara kimia. Matriks dalam suatu komposit polimer berperan untuk mempertahankan posisi dan orientasi serat untuk melindunginya dari pengaruh lingkungan (Sudirman, et al 2004). Fungsi utama matriks resin dalam komposit adalah untuk mengikat partikel dan meneruskan beban dari partikel ke partikel (Nurhasanah 2002). Resin epoxy Epoxy merupakan salah satu material polimer termoset dan memiliki tingkat kekuatan yang tinggi. Epoxy atau polyepoxide adalah sebuah polimer epoxide termosetting yang bertambah bagus bila dicampur dengan katalis atau “pengeras”. Gambar 2 memperlihatkan epoxy sebagai gugus terakhir pada suatu fungsi. Epoxy didapatkan dengan mereaksikan bisphenol A dengan epiclorohydrin dengan penambahan NaOH sebagai katalis (Anonim 2006). Aplikasi epoxy bermacam-macam seperti untuk perekat yang sangat keras. Bahan ini juga digunakan sebagai aplikasi lapisan permukaan lantai yang keras. Sifat pelekatannya membuat bahan ini menjadi pilihan material isolasi yang baik.Tabel 1 memperlihatkan sifat fisik dan mekanik epoxy (Kirk&Othmer 1987). Tabel 1 Sifat fisik dan mekanik epoxy Sifat Modulus Young (GPa) Kuat tarik, (MPa) Heat distorsion temp ( 0C)
Nilai 3 85 110
9
Relative cost
1 GPa = 145.103 psi, 1 MPa = 145 psi Relative cost untuk tahun 1988
2,3
Kerapatan, (g / cm3) Keterangan:
1,1– 1,2
Gambar 2 Reaksi bisphenol A dengan epiclorohydrin Tabel 2 Persyaratan Fisis sesuai SNI 13-0089-1987 Marmer untuk dilantai Jenis Pengujian
Penyerapan air maksimum, % Kuat tekan minimum Ketahana aus, maksimum, mm/menit Kekekalan bentuk
Beban > 250 kg/cm2
Beban < 250 kg/cm2
* 0,75 800 0,130
**
tidak cacat
Marmer untuk batu tempel/hias Konstruksi luar
Konstruksi dalam
0,75 800 0,160
0,75 600 -
tidak cacat
tidak cacat
1,00 500 tidak cacat ***
Keterangan : * Ruang-ruang umum, gedung pertemuan, koridor hotel, toko/pasar dan lain-lain. ** Rumah tinggal biasa, kamar hotel, ruang kantor (bukan umum) dan lain-lain. ***Retak-retak kecil yang tidak tembus, atau tidak akan menyebabkan rapuh Citatah adalah seperti pada Tabel 3 (Nurhasanah 2002). Marmer Marmer atau batu pualam merupakan Tabel 3 Sifat fisis dan mekanik marmer batuan hasil proses metamorfosa atau Citatah malihan dari batu gamping (Anonim 2005). Proses ini terjadi karena adanya tekanan dan suhu yang sangat tinggi, sehingga tekstur Sifat Fisis Nilai batuan asal seperti tekstur sedimen dan Kerapatan, (g / cm3) 2,71 biologi menghilang dan membentuk tekstur Kekerasan, SM (Skala Mosh) 4,32 batuan yang baru. Proses tersebut 5 2 880,63 Kuat tekan, (x 10 N/m ) dinamakan proses rekristalisasi. Akibat rekrisatalisasi sturuktur asal batuan Kuat tarik, (x 105 N/m2) 57,76 membentuk tekstur baru dan keteraturan butir(Anonim 2005). Selain itu mutu Sifat mekanis marmer harus memenuhi syarat-syarat fisis Bahan yang telah diproduksi menjadi seperti terlihat pada Tabel 2. suatu bentuk tertentu mempunyai beberapa Marmer Citatah terdapat di daerah sifat, seperti kekuatan, kekerasan, keuletan, endapan batu gamping Tagog Ayu yaitu di ketangguhan (Setiabudy 2007). pinggir jalan raya Bandung di daerah • Kekuatan (strength) adalah besarnya Cianjur, sekitar 30 km dari Bandung gaya yang dibutuhkan agar dapat (Kusnawan 1995). Sifat fisis batuan marmer merusak atau mematahkan suatu bahan. Citatah, umumnya padat, kompak dan keras. • Kekerasan (hardness) adalah suatu Warna batuan yang dominan adalah ketahanan bahan terhadap penetrasi pada berwarna abu muda berbintik, abu muda permukaannya. cerah, krem muda agak putih dan coklat muda. Sifat fisis dan mekanik marmer
10
Pengujian kekerasan brinell adalah pengujian kekerasan dengan penjejakan alat yang telah dikalibrasi, untuk memberikan kekuatan terhadap bola keras, dalam keadaan tertentu, terhadap permukaan material yang akan diuji dan pengukuran diameter jejak setelah beban dilepaskan. Nilai keras brinell adalah suatu indeks kekerasan yang dihitung dari luas daerah lekukan yang ditimbulkan oleh penekanan penetrator (Vlack 1983). Berdasarkan acuan SNI 19-0405-1989 nilai keras brinell dapat dicari dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: HB =
2 Pα
⎛ 2 2⎞ πD⎜ D − D − d ⎟ ⎠ ⎝
Keterangan : HB D (penetrator) P (beban) d α
......... (2)
= Hard brinell (N/mm2) = 5 mm (bola baja) = 613N = jejak penetrator pada sampel (mm) = 0,102
Kekuatan patah berkaitan dengan komposisi, struktur bahan, pori-pori dan ukuran butiran. Terdapat dua pengujian untuk menentukan kekuatan bahan yang berdasarkan tumpuan, yaitu tiga titik tumpu (three point bending) dan empat titik tumpu (four point bending). Kuat patah sampel dapat diukur dengan menggunakan alat uji universal testing machine (UTM). Kekuatan patah sampel berbentuk balok dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut (Alfianti, 2005): 3PL Kp = ............................... (3) 2 2bh Keterangan : Kp = Kuat patah (N/m2) P = Gaya (1kgf = 1kg × 9,81 N/kg) L = jarak penyangga (cm) b = lebar sampel (cm) h = tebal sampel (cm) Sifat dielektrik Kapasitor adalah piranti yang berguna untuk menyimpan muatan dan energi. Suatu kemampuan menyimpan muatan listrik disebut kapasitans. Besar muatan yang tersimpan dalam kapasitor sebanding dengan beda potensial Q = C .V ........................................... (4)
Keterangan : Q = mutan elektron (coloumb) C = nilai kapasitans (farad) V= besar tegangan (volt) Nilai kapasitans suatu bahan tidak tergantung pada muatan maupun tegangan kapasitor tetapi hanya pada faktor-faktor geometri dan sifat bahan dielektriknya. Untuk tinjauan kapasitor keping sejajar, faktor geometri yang menentukan adalah luas penampang keping sejajar dan jarak antara kepingnya, sedangkan sifat bahan dielektriknya ditentukan oleh nilai konstanta dielektrik bahan. Besarnya nilai kapasitans kapasitor keping sejajar dinyatakan sebagai: A ...................................... (5) C = κε 0 s
Keterangan: κ = konstanta dielektrik ε 0 = permitivitas ruang hampa (8,85 x 10-12 F/m) A = luas penampang keping sejajar (m2) s = jarak antar dua plat kapasitor (m) Pada ruang hampa kapasitas kapasitor dinyatakan sebagai: A C 0 = ε 0 ...................................... (6) s Jika antara keping sejajar terdapat bahan dielektrik maka kapasitansnya sebesar: A C = ε ........................................... (7) s Keterangan : ε = permitivitas bahan dielektrik (F/m) Besarnya konstanta dielektrik sebagai berikut: C ε ................................. (8) = κ = ε 0 C0 Dielektrik dapat memperlemah medan listrik antara keping-keping suatu kapasitor karena dengan adanya medan listrik internal. Molekul-molekul dalam bahan dielektrik akan menghasilkan medan listrik tambahan yang arahnya berlawanan dengan medan listrik luar (Tipler 2001). BAHAN DAN METODA Tempat dan waktu Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Juni 2007 sampai dengan Januari 2008, bertempat di Laboratorium Fisika Terapan FMIPA IPB, Laboratorium Fisika Tanah Departemen Manajemen Sumber Daya Lahan IPB dan Pusat Penelitian dan
11
Pengembangan Ilmu Bahan (P3IB) BATAN, Serpong. Karakterisasi dilaksanakan di Laboratorium Fisika Terapan FMIPA IPB, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi Balai Besar Teknologi Kekuatan Struktur (BPPT-B2TKS), dan Laboratorium Keramik Puslit Fisika LIPI, Serpong. Bahan dan alat Bahan yang digunakan dalam penelitian ini partikel marmer dari Citatah sebagai penguatnya resin epoxy digunakan sebagai matriksnya, dan vaselin sebagai pelumas. Alat yang digunakan pada penelitian ini terdiri atas alat ukur : alat Frank welltest, Stereo mikroskop Merk WILDJermany.JPG, universal testing machine, LCR Hitester 3522-50 dan rangkaian kapasitor. Beberapa alat bantu : palu, machine nur mit schutzring; ayakan 25, 40 dan 60 mesh; timbangan digital, gelas ukur, cetakan, amplas Metode penelitian Tahapan penelitian seperti pada Gambar 3. • Pembuatan sampel Pecahan marmer dari limbah yang dihasilkan selama pembuatan tegel dibersihkan dari kotoran-kotoran dan debu dengan menggunakan kuas. Setelah itu dihancurkan dengan menggunakan palu, kemudian dihaluskan dengan menggunakan machine nur mit schutzring. Langkah selanjutnya diayak dengan menggunakan ayakan 35 mesh (0,707 mm), 60 mesh (0,400 mm) dan 140 mesh (0,250 mm) . Partikel marmer tersebut dicampur dengan resin epoxy beserta hardener dengan menggunakan metode pencampuran sederhana, berdasarkan fraksi berat antar partikel marmer dan resin epoxy dan juga berdasarkan distribusi besar partikel. Sampel dibuat berdasarkan komposisi seperti pada Tabel 4. Partikel marmer dimasukkan kedalam resin epoxy dan hardener (dengan perbandingan 1:1) sedikit demi sedikit sambil diaduk. Sebelum dimasukkan ke dalam cetakan, alas cetakan dibersihkan, kemudian diberi vaselin yang berfungsi sebagai pelumas agar sampel tidak menempel pada cetakan. Kemudian sampel tersebut dituangkan kedalam cetakan yang berukuran 8 x 5 cm2 dan 20 x 10 cm2 dengan ketebalan 1 cm kemudian dibiarkan dalam suhu kamar sekitar 12 jam hingga sampel tersebut mengeras. Setelah itu sampel
dikeluarkan dari cetakan. Sampel dipoles dengan menggunakan amplas yang tingkat kekerasannya 800, 1000 dan 1200 Cw (standar kekasaran) secara bertahap untuk pengukuran kekerasan. Supaya struktur permukaan sampel tersebut terlihat jelas Pecahan Marmer
Partikel marmer
Resin epoxy
Proses pencampuran
Proses pencetakan
Komposit partikel marmer kalsit (sampel siap)
Karakterisasi sampel yang sudah siap
Sifat dielektrik sampel
Kuat tekan
Sifat mekanik sampel
Bending strength
Analisis dan pembahasan
Penulisan tugas akhir
Selesai
Kekeras an
12
Gambar 3 Diagram alir penelitian Tabel 4 Variasi komposisi komposit partikel marmer Kode
Ukuran Partikel (mesh)
Partikel Marmer (g) 45 30 20 45 30 20 45 30 20
Komposisi Resin (ml) Epoxy + Hardener 30 30 40 30 30 40 30 30 40
M 351 M 352 35 M 353 M 601 M 602 60 M 603 M 1401 M 1402 140 M 1403 Contoh pembacaan kode : M351 menunjukkan sampel dengan komposisi 1 yaitu 60% partikel marmer ukuran 35 mesh. M352 menunjukkan sampel dengan komposisi 2 yaitu 50% partikel marmer ukuran 35 mesh. M353 menunjukkan sampel dengan komposisi 3 yaitu 33% partikel marmer ukuran 35 mesh. Karakterisasi a. Kekerasan dengan menggunakan alat frank welltest (Gambar 4) dengan tujuan pengambilan data secara Gambar 4 Alat frank welltest makro. Penetrator yang digunakan 1 adalah bola baja yang halus, bersih tanpa cacat, sehingga memudahkan pengukuran pada diameter bekas penetrator. Permukaan benda uji itu sendiri harus rata, halus dan bersih agar memudahkan pengukuran diameter bekas penetrator. Untuk itu 2 sampel yang di uji tersebut diamplas terlebih dahulu dengan tingkat kekasaran 600, 1000 dan 1200 Cw (standar kekasaran) secara bertahap. Ukuran sampel yaitu 2,5 x 1 x 1 cm3. Diameter penetrator yang digunakan yaitu 5 mm. Pengujian dilakukan pada 3 tiga daerah yang berbeda yaitu bagian atas (1), tengah (2) dan bagian bawah Gambar 5 Daerah-daerah pengujian (3) sampel seperti pada Gambar 5. kekerasan Jejak pentrator dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop stereo untuk mengetahui diameter jejakan pentrator (Gambar 6). Nilai kekerasan brinell dapat dicari dengan menggunakan persamaan 2.
Gambar 6 Mikroskop stereo
13
F Jejak kekerasan HB diukur menggunakan mikroskop stereo b. Pengukuran kuat tekan dengan menggunakan universal testing machine merk Schenk Trebel (Gambar 8). Pengukuran kuat tekan dilakukan untuk memperoleh informasi mengenai ukuran besar gaya yang diperlukan untuk menghancurkan bahan dengan cara ditekan. Ukuran sampel yang digunakan yaitu 2,1 x 1 x 1 cm3. Sampel diletakkan di atas meja sampel kemudian alat yang akan digunakan dikalibrasi dahulu yaitu untuk mengatur gaya. Gaya yang diberikan berskala kilo Newton (1000 Newton) Disediakan kertas grafik x-y recorder. Setelah semuanya siap sampel diletakan pada meja sampel kemudian diberi tekanan dengan kecepatan 3mm/menit. Jarum gaya bergerak hingga berhenti disaat sampel tidak dapat lagi menahan gaya yang diberikan (sampel rusak). Gambar 10 menunjukkan skema pengukuran. Setelah gaya didapatkan maka kuat tekan sampel dapat di tentukan yaitu gaya yang diaplikasikan hingga sampel tersebut tepat rusak dibagi luas penampang sampel.
Gambar 7
meja sampel
sampel
Gambar 10 Skema pengukuran kuat tekan c. Pengukuran bending strength (kuat patah) menggunakan universal testing machine (Gambar 11). Bertujuan untuk mendapatkan informasi yang dapat menjelaskan berapa besar gaya yang diperlukan untuk mematahkan bahan dengan cara di tekan. Ukuran sampel yang digunakan yaitu 20 x 5 x 1 cm3. Seperti di tunjukkan oleh Gambar 12, sampel diletakkan di atas dua tumpuan yang berjaran 7,5 cm. Gaya diberikan ditengah-tengah tumpuan hingga sampel patah (rusak). Jarum pada alat akan menunjukkan gaya yang diberikan hingga sampel tersebut patah dan jarum itu berhenti berputar ketika sampel patah. Nilai kuat patah dapat dicari dengan menggunakan persamaan 3.
Gambar 11 Universal testing machine Gambar 8 Universal testing machine merk schenk trebel
Gambar 12 Bending strength F
Gambar 9 Uji tekan b
h
L
14
Gambar 13 Skema pengukuran bending strength d. Sifat dielektrik diukur dengan menggunakan LCR meter Hitester 3522-50 produk Hiokl E.E Coorporation (Gambar 14) dimana dengan menggunakan prosedur penggunaan alat tersebut maka nilai kapasitans dapat dibaca langsung. Prosedur penggunaan alat tersebut yaitu marmer yang telah ditempatkan pada plat kapasitor yang berjarak 1 cm dihubungkan ke alat LCR Hiitester dengan tegangan 10 volt pada frekuensi 500 Hz. Nilai kapasitans dapat dibaca di layar. Jika nilai kapasitans didapat maka konstanta dielektriknya dapat dicari menggunakan persamaan 8.
Gambar 14 LCR meter Hitester 3522-50 produk Hiokl E.E Coorporation
V+ -
+ -
Gambar 15 Rangkaian kapasitor
HASIL DAN PEMBAHASAN Kekerasan Uji kekerasan komposit marmer dilakukan dengan menggunakan alat frank welltest berdasarkan penjejakan pentrator bola baja brinell (brinell steel ball) terhadap sampel yang di uji. Pengukuran tersebut dimaksudkan untuk pengambilan data secara makro. Satuan yang digunakan dalam pengukuran ini yaitu hard brinell (HB) sama dengan N/mm2.
Hasil pengukuran kekerasan (HB) menunjukkan bahwa nilai kekerasannya semakin tinggi jika ukuran partikel marmer semakin kecil dan komposisi partikel marmer pada komposit meningkat. Semakin tinggi tingkat kekerasan suatu bahan maka semakin tangguh bahan tersebut untuk menahan beban yang terdapat pada permukaanya (Budiarto&Dani 2004). Untuk mendapatkan nilai kekerasan diperoleh dari perhitungan data yang di dapat dari alat. Hasil pengukuran kekerasan selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 5 dan Gambar 16. Pada Gambar 16 terlihat bahwa komposisi marmer dapat mempengaruhi kekerasan pada komposit, yaitu kekerasan komposit marmer meningkat dengan penambahan partikel marmer. Kekerasan komposit marmer yang dibuat pada penelitian ini berkisar antara 9,83 sampai 13,4 HB (hard brinell). Nilai tersebut merupakan nilai rata-rata pengukuran, yaitu nilai rata-rata penjejakan penetrator bola baja pada permukaan sampel di tiga daerah yang berbeda. Untuk ketiga jenis ukuran partikel marmer pada komposisi komposit marmer yang diuji, nilai kekerasan semakin tinggi mengikuti naiknya komposisi sampai dengan komposisi 60%. Hal ini terjadi pada sampel dengan ukuran partikel 140 mesh ukuran partikelnya lebih kecil sehingga distribusi di dalam matriksnya lebih merata dan dapat meningkatkan nilai kekerasannya. Adanya penghalusan butir akan meningkatkan kekerasan (Nurhasanah 2002). Sebaliknya komposisi dengan ukuran partikel 60 mesh memiliki nilai kekerasan yang paling kecil dan berbanding terbalik dengan peningkatan komposisi fraksi berat partikel marmer. Hal ini terjadi karena distribusi partikel marmer tersebut tidak merata di dalam matriksnya atau belum terjadi kontak permukaan yang baik antara partikel marmer dengan matriks. Selain itu karena pengujian dilakukan pada tiga daerah yang berbeda terdapat kemungkinan bahwa saat pengujian penetrator hanya menjejak bagian resin epoxy karena sampel yang belum homogen Nilai kekerasan komposit marmer dengan ukuran partikel 35 mesh memiliki nilai yang lebih tingi dari 60 mesh, dikarenakan banyak terjadi endapan pada komposit marmer. Selain itu juga terdapat banyak pori pada sampel. Hal ini terjadi karena metoda yang digunakan adalah metoda sederhana sehingga sampel yang
15
1 1 1 1
6 4 2 0
M 35 M 60
8 6 4 2 0
M 1 40
0
1
2
3
4
Komposi si parti ke l marme r (%be rat)
Gambar 16 Grafik hubungan kekerasan komposit terhadap komposisi. Tabel 5 Data pengukuran kekerasan Kode sampel Kekerasan (HB) Batu marmer 76,87 M351 12,67 M352 10,43 M353 10,70 M601 9,83 M602 9,87 M603 10,97 M1401 13,40 M1402 11,90 M1403 11,33 Keterangan: HB = hard brinell (kg/mm2) Secara umum hasil pengukuran kekerasan menunjukkan bahwa nilai kekerasan komposit lebih rendah dari nilai kekerasan marmernya yaitu 76,87 HB. Hal tersebut terjadi karena adanya penambahan resin epoxy yang menyebabkan bahan komposit tersebut lebih lunak dibandingkan marmer. Kuat tekan Pengujian terhadap kuat tekan dilakukan dengan menggunakan universal testing machine yang bertujuan untuk mendapatkan informasi yang dapat menjelaskan besar gaya yang diperlukan untuk merusak bahan dengan cara ditekan. Sifat tersebut mengikuti kaidah campuran, yaitu peningkatan komposisi dan nomor mesh partikel penguat, pada dasarnya mampu meningkatkan nilai kuat tekan. Hasil
pengujian kuat tekan dari komposit partikel marmer dapat dilihat pada Gambar 17. Hasil pengukuran kuat tekan telah menunjukkan teori kaidah campuran yaitu peningkatan fraksi berat partikel marmer meningkatkan kuat tekan kompositnya dan telah menunjukkan bahwa adanya penghalusan butir partikel marmer meningkatkan nilai kuat tekan (Nurhasanah 2002). Hasil pengukuran menunjukkan nilai kuat tekan berkisar antara 3,659 × 107N/m2 sampai dengan 5,906 × 107N/m2, dengan nilai tertinggi dicapai oleh sampel M1401 yaitu komposit dengan ukuran partikel 140 mesh (0,250mm). Dari data pengujian didapat bahwa ukuran partikel yang paling halus yaitu 140 mesh memiliki nilai kuat tekan yang memenuhi kekuatan tekan marmer untuk batu tempel (Tabel 2). Dari Gambar 17 didapat bahwa kekuatan komposit dengan ukuran partikel 60 mesh (0,400mm) cenderung lebih rendah dibandingkan dengan ukuran partikel 35 mesh (0,707mm) yaitu sebesar 3,659 × 107N/m2. Hal tersebut diduga karena distribusi partikel marmernya belum merata di dalam resin epoxy dan belum terjadinya kontak permukaan yang sempurna antara partikel marmer dan epoxy seperti terlihat dengan adanya pori (Gambar 18). Bila ditinjau dari ukuran partikel marmer, kekuatan komposit partikel marmer mengikuti kaidah pencampuran komposisi pada sampel M1401, yaitu kekuatan komposisi bertambah besar ketika ukuran partikel yang ditambahkan pada campuran semakin kecil. Sampel dengan kode M1401 memiliki ukuran yang paling kecil yaitu 140 mesh (0,250mm). 7 K u a t te k a n (x 1 07 N / m 2 )
Kekerasan (HB)
dibuat sangat memungkinkan adanya pori akibat belum terjadinya kontak permukaan yang baik antara partikel marmer dengan resin epoxy. Saat proses pengeringan sekitar 12 jam, komposit yang sebelumnya telah homogen melalui proses pengadukan ternyata membentuk endapan. Hal tersebut yang membuat adanya perbedaan kekerasan pada bagian bawah sampel lebih tinggi.
6 5 4 3 2 1 0 0
0. 5 M1401 1
1 .5M6012
2.M351 5 3
3. 5
Ukuran partikel (mesh)
Gambar 17
Grafik hubungan kuat tekan terhadap ukuran partikel marmer
16
Gambar
18
Terbentuknya pori pada komposit marmer dengan mikroskop stereo
Tabel 6 Data pengukuran kuat tekan Kode Sampel
1 2 3 4
Batu Marmer M1401 M601 M351
Panjang (× 10-2m) 5,310 2,463 2,341 2,365
Lebar (× 10-2m) 5,000 0,928 0,794 0,750
(a)
(b)
(c)
Gambar 19 Sampel yang telah diuji tekan (a) M601, (b) M1401, dan (c) M351 Kuat patah (Bending strength) Pengukuran kuat patah dilakukan untuk memperoleh informasi mengenai ukuran besar gaya yang diperlukan untuk mematahkan bahan dengan cara ditekan. Seperti halnya pada pengukuran kuat tekan, pengukuran kuat patah dilakukan dengan menggunakan universal testing machine yang membedakan hanya titik tumpuan gaya yang menekan sampel. Hasil pengujian kuat tekan dapat dilihat pada Gambar 20 dan Tabel 7. Berbeda dengan kuat tekan, hasil pengujian kuat patah pada sampel M1401 mengalami penurunan (Gambar 20). Dari tiga sampel komposit marmer yang diuji, kekuatan patah tertinggi terdapat pada sampel M351 yaitu dengan ukuran partikel 35 mesh (0,707 mm). Kekuatan patah ini memiliki hubungan yang terbalik dengan kuat tekan. Pada sampel M1401 memiliki
Luas Kuat tekan Gaya (N) (× 10-6 m2) (× 107N/m2) 2,655 5.200 1,959 2,286 13.500 5,906 1,859 6.800 3,659 1,774 8.000 4,510 nilai yang kecil. Pada uji kuat patah, resin epoxy yang berperan untuk mempertahankan struktur komposit akibat adanya pengaruh gaya dari luar. Resin epoxy yang memiliki elastisitas lebih tinggi mengakibatkan komposit partikel marmer lebih kuat menahan beban saat dipatahkan. Kekuatan patah ini berkaitan dengan komposisi, struktur bahan, pori-pori dan ukuran butiran (Alfianti 2005). Dari data yang diperoleh, pada sampel berukuran 60 mesh memiliki nilai kuat patah yang paling kecil. Hal tersebut dimungkinkan karena adanya perbedaan waktu pembuatan sampel dan juga banyaknya pori yang terdapat pada sampel. Kekuatan patah untuk batu marmer sendiri yaitu sebesar 1,39 ×107N/m2. Nilai tersebut lebih kecil dari nilai kekuatan yang dimiliki oleh seluruh sampel yang diuji. Hal tersebut dikarenakan pada komposit marmer terjadi ikatan antara partikel marmer dengan epoxy yang dapat menambah kekuatan saat sampel diberi gaya tumpuan. K ua t pa ta h (x 1 0 7 N /m 2 )
No
4 3.5 3 2.5 2 1 .5 1 0. 5 0 0
M1401 1
M601 2
M351 3
Gambar 20 Grafik hubungan kuat patah terhadap ukuran partikel marmer
Tabel 7 Data pengukuran kuat patah
Kode sampel
Pengulangan
4
Ukuran partikel (mesh )
Rata-rata (× 107N/m2)
Deviasi
Kuat patah (× 107N/m2)
17
9.6 9.4 9.2 9
35
8.8
60
8.6
1 40
8.4 8.2 8 0
1
2
3
4
Kom posisi partikel m arm er (%berat)
K ek eras an
14
14
02 03
D ielek trik
M
3
01 M
60
M
M
14
2
1
60
60
35
M
M
M
35
1
2
9. 6 9. 4 9. 2 9 8. 8 8. 6 8. 4 8. 2 8 7.8 7.6 7.4 3
16 14 12 10 8 6 4 2 0
Dielektrik
Gambar 22 Grafik hubungan dielektrik komposit terhadap komposisi
M
Sifat dielektrik Hasil pengukuran sifat dielektrik terhadap komposisi sampel serta variasi ukuran partikel marmer dapat dilihat pada Tabel 8 dan Gambar 22. Pengukuran sifat dielektrik dilakukan dengan menggunakan LCR meter dimana dalam pengukuran didapat nilai kapasitans sehingga sifat dielektrik dapat ditentukan dengan persamaan 8. Bahan dielektrik dapat didefinisikan sebagai suatu bahan isolator yang tidak mempunyai elektron bebas, apabila diberikan suatu medan listrik muatan positif dan muatan negatif akan bergerak kearah elektroda negatif dan positif keadaan ini disebut polarisasi. Pengaruh polarisasi mengakibatkan medan listrik antara keping kapasitor menjadi lemah kapasitor karena dengan hadirnya medan listrik, molekulmolekul dalam dielektrik akan menghasilkan medan listrik tambahan yang arahnya berlawanan dengan medan listrik luar (Tipler 2001). Konstanta dielektrik suatu bahan berkurang seiring dengan menurunnya nilai kapasitans bahan tersebut. Berbagai jenis mekanisme polarisasi dapat terjadi pada bahan padat sehingga seringkali memiliki konstanta dielektrik yang lebih rendah (Setiabudy 2007). Nilai kapasitans menurun karena peningkatan fraksi berat partikel marmer. Saat komposit marmer mengandung resin epoxy yang lebih banyak maka nilai kapasitansnya semakin meningkat karena meningkatnya fraksi volume resin epoxy. Pada sampel M35 memiliki nilai kapasitans yang paling tinggi karena pada sampel tersebut tingkat kepadatannya kurang akibat dari ukuran molekul yang lebih besar dibandingkan dengan kedua ukuran yang lainnya. Pada tiap sampel yang diteliti nilai kapasitans tertinggi dimiliki oleh sampel dengan fraksi berat partikel marmer 50%.
Dielektrik
Patahan yang terjadi pada komposit marmer ketika diberi gaya 2,82 ×107N/m2
1,39 3,91 0,03 3,91 ± 0,03 2,82 0,77 2,82 ± 0,77 3,38 0,01 3,38 ± 0,01 Dari data yang diperoleh, konstanta dielektrik komposit marmer sesuai dengan nilai konstanta dielektrik marmer yang telah diteliti sebelumnya yaitu berkisar 8 ( Roymech 2007). Suatu padatan nilai kapasitansnya menurun sebagai akibat dari peningkatan kepadatannya (Setiabudy 2007). Jadi sifat dielektrik suatu bahan dapat diramalkan berdasarkan nilai kekerasannya dimana bahan yang memiliki kekerasan yang lebih rendah cenderung memiliki nilai konstanta dielektrik yang lebih tinggi, dapat dilihat pada Gambar 23.
Kekerasan (HB)
2 3,89 2,27 3,37
35
Gambar 21
1 3,93 3,36 3,39
M
Batu Marmer M351 M601 M1401
Komposisi partikel marmer (%berat)
Gambar 23 Grafik hubungan kekerasan (HB) terhadap dielektrik terhadap komposisi Tabel 8 Data pengukuran kapasitans Sampel M351 M352 M353 M601 M602
Kapasitans (pF) 19,912 20,677 18,736 18,027 18,678
Konstanta dielektrik 8,999 9,346 8,468 8,148 8,442
18
M603 M1401 M1402 M1403
18,301 19,281 19,251 18,446
8,272 8,715 8,701 8,337
mempengaruhi kekerasan dan kuat tekan komposit. Selain itu juga dilakukan penelitian yang lebih bervariasi terhadap sifat mekanik lainnya
DAFTAR PUSTAKA
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Telah dilakukan pembuatan dan pengujian terhadap komposit dengan matriks resin epoxy dan penguat partikel yaitu marmer. Hasil uji kekerasan terhadap komposit komposit partikel marmer yang ukuran partikelnya 140 mesh memiliki kekerasan yang paling besar karena terjadi peningkatan fraksi berat partikel marmer. Kekuatan tekan komposit berkisar antara 3,659 sampai dengan 5,906 ×107N/m2, sedangkan kuat patahnya 2,815 sampai dengan 3,91 ×107N/m2 dan dielektriknya 8,148 sampai dengan 9,346. Komposit dapat memenuhi syarat kekuatan marmer untuk batu tempel. Komposisi terbaik diberikan oleh komposit partikel M140 dengan komposisi 60% partikel marmer dengan 40% resin epoxy. Sifat mekanik komposit partikel marmer yang meliputi kekerasan, kuat patah meningkat karena adanya peningkatan fraksi berat dan penurunan ukuran partikel marmer di dalam komposit sedangkan kuat patahnya menurun akibat penurunan ukuran partikel marmer dan peningkatan fraksi berat partikel marmer dalam komposit. Sifat dielektrik suatu komposit berkaitan dengan sifat mekaniknya. Hasil yang diperoleh, sifat dielektrik bahan berbanding terbalik dengan kekerasannya. Sampel yang memiliki sifat dielektrik tertinggi yaitu kode M352 yang nilai kekerasannya 10,43 HB. Nilai kekerasan tersebut lebih kecil dibandingkan dengan komposisi lainnya pada ukuran partikel yang sama. Saran Pada penelitian selanjutnya diharapkan lebih dicermati dan divariasikan dalam proses pembuatan sampel, antara lain, metode yang digunakan, lamanya waktu pengadukan dan dalam proses pengeringan harus diperhatikan untuk mencegah terjadinya pori, karena pori dapat
Anonim. 2007. Konstanta Dielektrik. www.wikipedia.org [14 Juni 2007]. _________. 2006. Epoxy. http://en.wikipedia.org/wiki/Polyester [ 11 Juli 2007]. _________. 2005. Marmer. Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara. www.tekmira.esdm.go.id [ 28 April 2007]. _________. 2006. Resin. [28 http://en.wikipedia.org/wiki/Resin April 2007]. Alfianti, R. 2005. Pembuatan Keramik Porselin dan Karakterisasinya. Skripsi. Jurusan Fisika. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Sumatra Utara. Medan. Antonia, Y.T. Agita, O.R. dan Khrisna, H.P. Komposit Laminat Bambu Serat Woven sebagai Pengganti Bahan Alternatif Pengganti Fiber Glass pada Kulit Kapal. Jurusan Teknik Material. Institut teknologi Sepuluh November, Surabaya. Budiarto, Parikin., Mohammad Dani. Optimasi Ukuran Partikel dan Komposisi dalam Pembuatan Tegel Komposit Partikulat Granit. J. Math and Sci. 6 (1), 53-54 (2004). Kirk, RE., Othmer, DF. 1987. Composite Materials in: Encyclopedia of Chemical Technology, 4 Edition. WileyInterscience. Komite Akreditasi Nasional. 2006. Pedoman Kerja Metode Uji Kekerasan Brinell. SNI 19-0405-1989. Lab. Analisa Kerusakan dan Umur Sisa B2TKS. Serpong. Hasan, M., et al. Sintesis Kopoliester dari εKaprolakton dan 2,2-dimetil-1,3Propandiol: Prepolimer Alternatif untuk
19
Sintesis Poliester Berat Molekul Tinggi. J. Math and Sci. 10 (4), 131-136 (2005). Nangia, Sangeeta. 2007. Behavior of Polyester Resin Composites (Mechanical Properties) at Elavated Temperature. http://www.tifac.org.in/news/view.htm [ 15 Juli 2007]. Nurhasanah, S. 2002. Pembuatan Karakterisasi Komposit Partikel Marmer Sebagai Bahan Tegel Komposit. Skripsi. Jurusan Fisika. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor. Bogor. Roymech. 2007. CNC Plasma Cutting System. http://www.roymech.co.uk/index3.htm. [29 Januari 2008]. Setiabudy, R. 2007. Material Teknik Listrik. Universitas Indonesia. Jakarta. Sudirman, et al. Analisis Sifat Kekuatan Tarik, Derajat Kristanilitas dan Strukturmikro Komposit Polimer Polipropilena-Pasir. J Sains Materi Indonesia. 6 (1), 1-6 (2004). Tabri, K.N. 2004. Hubungan Parameter Sedimontologi dan Tektonik dengan Kualitas Batu Gamping Batuan Ornamen dengan Mmepergunakan Studi Kasus pada Formasi Rajamandala di Daerah Gunung Guha, Desa Cehea, Kec. Bojong Picung Kab. Ciajur. http://gc.lib.itb.ac.id [28 April 2007]. Tabri, K.N. 2006. Studi Fasies dan Pola Kekar untuk Peningkatan Efisiensi Penambangan Batu Ornamen di Derah Gunung Guha, Bojong Picung, Cianjur. Geodiplika, Bandung, 1 (1), 031-045 (2006). Tipler P.A. 1996. Fisika untuk Sains dan Teknik. Terjemahan : Dr. Bambang Soegijono. Erlangga. Jakarta. Vlack, V. 1983. Ilmu dan Teknologi Bahan. Terjemahan : Sriati Djapri. Erlangga. Jakarta. Wibowo, I.Y. 1999. Polimer sebagai Bahan Pengikat dalam Pembuatan Komposit Magnet. Laporan Praktik Lapangan. Jurusan Kimia. Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam. Pertanian Bogor. Bogor.
Institut
Yulianita, I. 2007. Kajian Sifat Fisik dan Listrik terhadap Kualitas Daging Sapi pada Suhu Ruang yang Diradiasi Sinar Gamma 60Co. Skripsi. Jurusan Fisika. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Lampiran 1 Skema pembuatan sampel
1
10
11
3
2
9
12
5
4
8
7
6
Keterangan : 1. Pecahan batu marmer 2. machine nur mit schutzring 3. Ayakan 4. Partikel marmer 5. Timbangan digital 6. Resin epoxy dan hardener 7. Pencampuran partikel marmer dengan resin epoxy 8. Proses pengadukan 9. Pelapisan vaselin pada cetakan 10. Proses pencetakan 11. Sampel yang sudah jadi 12. Sampel siap untuk dikarakterisasi
14
Lampiran 2 Data kekerasan yang di ukur dengan menggunakan alat frank welltest No 1 2 3 Rata-rata HB No
Batu Marmer d (mm) HB 1,2 54,4 0,9 97,4 1,0 78,8 1,0 76,9 1,0 ± 0,2 76,9 ± 21,6 M602 d (mm) HB 2,9 8,6 2,6 10,9 2,7 10,1 2,7 9,9 2,7 ± 0,2 9,8 ± 1,2
1 2 3 Rata-rata HB Keterangan : HB (Hard Brinell) Identor
M351 d (mm) HB 2,5 11,9 2,5 11,9 2,3 14,2 2,4 12,7 2,4 ± 0,1 12,7 ± 1,3 M603 d (mm) HB 2,6 10,9 2,7 10,1 2,5 11,9 2,6 11,0 2,6 ± 0,1 11,0 ± 0,9
M352 d (mm) 2,8 2,5 2,7 2, 7 2,7 ± 0,2
HB 9,3 11,9 10,1 10,4 10,4 ± 1,3
M1401 d (mm) HB 2,4 13,0 2,4 13,0 2,3 14,2 2, 7 13,4 2,3 ± 0,4 13,4 ± 0,7
M353 d (mm) 2,8 2,6 2,5 2,6 2,6 ± 0,2
HB 9,3 10,9 11,9 10,7 10,7 ± 1,3
M1402 d (mm) HB 2,5 11,9 2,5 11,9 2,5 11,9 2,5 11,9 2,5 11,9
M601 d (mm) HB 2,8 9,3 2,7 10,1 2,7 10,1 2,7 9,8 2,7 ± 0,06 9,8 ± 0,5 M1403 d (mm) HB 2,4 10,1 2,4 10,9 2,3 13,0 2,7 11,3 2,3 ± 0,4 11,3 ± 1,5
= nilai dalam kekerasan brinell (N/mm2) = bola baja
15
Lampiran 3 Data pengukuran kuat patah (bending strength) L b P h (cm) P (kgf) (cm) (cm) (lbf) 7,5 1,15 4,43 460 208,38 7,5 1,12 4,92 480 217,44 7,5 1,01 4,92 259 117,23 7,5 1,00 4,95 225 101,94 7,5 1,14 5,00 440 199,32 7,5 1,21 4,94 480 217,44 Keterangan : Dalam alat ukur satuan beban menggunakan lbf 1 lbf = 0,453 kgf 1 kgf = 9,81 N
Gaya (kN) 2,04 2,13 1,50 1,00 1,96 2,13
Kuat patah (kN/cm2) 3,93 3,89 3,36 2,27 3,39 3,37
Hasil ratarata 3,91
Deviasi 0,02
Kuat patah (kN/cm2) 3,91 ± 0,02
2,82
0,77
2,82 ± 0,77
3,38
0,01
3,38± 0,01
16
Lampiran 4 Gambar penampang permukaan komposit marmer yang membentuk endapan diukur dengan menggunakan mikroskop stereo
Gambar penampang melintang bagian bawah
Gambar penampang melintang bagian samping
Gambar penampang melintang bagian atas
17
