PENGARUH VARIASI KOMPOSISI ANTARA LIMBAH PLASTIK HIGH DENSITY

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR PENGARUH VARIASI KOMPOSISI ANTARA LIMBAH PLASTIK HIGH DENSITY POLYETHYLENE (HDPE) DAN ABU DASAR BATUBARA SEBAGAI MATERIAL KOMPOSIT DENGAN MATRIK SEMEN TERHADAP KEKUATAN TEKAN DAN SERAPAN AIR Tugas Akhir Ini Disusun Untuk Memenuhi Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Disusun : ZAENNAL MUTTAQIM NIM : D JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017

2 PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka. Apabila kelak terbukti ada ketidakbenaran dalam pernyataan saya diatas, maka akan saya pertanggungjawabkan sepenuhnya ii

3 iii

4 iv

5 v

6 LEMBAR MOTTO Orang yang hebat itu bukanlah yang selalu menang dalam pertarungan, namun ia yang selalu mampu mengendalikan diri saat marah (HR. Bukhari Muslim) Hiduplah seperti pohon kayu yang lebat buahnya, hidup ditepi jalan dan dilempari orang dengan batu tetapi dibalas dengan buah (Ali bin Abi Thalib) Tidak semua orang pintar itu benar, dan tidak semua orang benar itu pintar. Banyak orang pintar yang tidak benar dan banyak orang benar yang tidak pintar. Tetapi daripada jadi orang pintar yang tidak benar, lebih baik jadi orang benar walaupun tidak pintar. Karena memintarkan orang benar lebih gampang daripada membenarkan orang pintar. (Anwar Zahid) Aku laki-laki, sedihku pendek, galauku pendek tapi bahagiaku panjang (Mario Teguh) vi

7 HALAMAN PERSEMBAHAN Dengan kerendahan hati kupersembahkan karya sederhana ini kepada: 1. Ibunda Jumiati dan Ayahanda Dalimin tercinta yang mengajarkan prinsip hidup. 2. Kakak, saudara, dan keluarga besar tercinta yang selalu medukungku dan memberi motivasi. 3. Teman-teman transfer Teknik Mesin Universitas Muammadiyah Surakarta yang selalu memberi masukan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 4. Seluruh teman-teman Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta. Semoga tugas akhir ini membawa kebermanfaatan. Jika hidup bisa kuceritakan di atas kertas, entah berapa banyak yang dibutuhkan hanya untuk kuucapkan terima kasih. vii

8 ABSTRAKSI Sampah merupakan masalah yang serius jika tidak segera diatasi. Baik itu sampah organik maupun sampah anorganik. Sampah anorganik contohnya plastik, abu batubara besi, kaleng dan lainya. Terlebih lagi sampah yang sulit didaur ulang. Plastik merupakan salah satu jenis sampah anorganik yang mana tidak semua dari material jenis ini dapat didaur ulang. Penelitian ini dilakukan untuk mengurangi sampah khususnya limbah plastik HPDE (high density polyethylene). Dengan menggunakan semen sebagai perekat dan menggunakan abu dasar batubara sebagai bahan tambah peneliti ingin memanfaatkan ketiga bahan tersebut menjadi suatu komposit yang bernilai. Pedoman penelitian ini mengacu pada SNI (Standart Nasional Indonesia) sebagai acuan standart. SNI untuk pengujian kuat tekan dan SNI pengujian serapan air dengan ukuran benda uji kubus 5x5x5 cm. Penelitian ini memvariasaikan komposisi plastik HDPE : abu dasar batubara sebesar 70%:0%, 60%:10%, 50%:20%, dan 40%:30% dengan semen holcim sebesar 30% dari fraksi volume. Pengujian dilakukan setelah komposit berumur 7 hari dan 28 hari. Dari hasil pengujian didapatkan pada umur 7 hari kuat tekan sebesar 5,884 N/mm 2 pada campuran 50%:20%. Dan pada komposist umur 28 hari kuat tekannya sebesar 8,134 N/mm 2. Serta serapan air semakin banyak abu dasar batubara yng ditambah semakin sedikit serapan airnya pada campuran 40%:30% serapan air sebesar 16,971%. Dilakukan pengujian tambahan yaitu berat volume mendapat berat rata-rata 1,076 gr/cm 3. Kata kunci : plastic HDPE, Abu dasar batubara, kuat tekan, serapan air viii

9 ABSTRACT Garbage is a serious problem in every develop country both of organic and inorganic waste. The examples of inorganic waste are plastics, coal ash, iron, tin and others. It were difficult to recycle naturally or to degrade itself. Plastic is one type of inorganic waste that is not all of these types of materials can be recycled. This study was conducted to reduce waste, especially plastic waste of HDPE (high density polyethylene). Cement was selected as an adhesive and coal bottom ash as an additive. In the research, three components will be used to develop a new composite materials.the standard reference of this research is SNI ( (Indonesian National Standard). SNI was used for compressive strength testing and SNI was selected for water absorbtion experiment. The size of the specimen was 5x5x5 cm. The ratio of HDPE:coal bottom ash was varied as 70%: 0%, 60%: 10%, 50%: 20% and 40%: 30%. The Holcim cement used 30% of the volume fraction. The testing was performed after 7 days and 28 days dried specimens. From the test results, it was obtained that the age of 7 days specimen was delivered the compressive strength of N / mm 2 in a ratio of 50%: 20%. For the 28 days specimen, it has compressive strength of N / mm 2. The water absorbtion was porpotional with the coal bottom ash. The lowest water absorbtion was given by ratio of 40%: 30% as %. Another measurement was done for volume weight of the specimens. It was delivered gr / cm 3 as average. Keywords: HDPE, coal bottom ash, compressive strength, water absorption ix

10 KATA PENGANTAR Assalamualaikum. Wr. Wb. Alhamdulillahirobbil alamin, sungguh segala puji hanya teruntuk hanya Allah subhanallohu wata ala sang pencipta alam semesta. Dengan segala izinnya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat terselesaikan. Tugas Akhir berjudul PENGARUH VARIASI KOMPOSISI ANTARA LIMBAH PLASTIK HIGH DENSITY POLYETHYLENE (HDPE) DAN ABU DASAR BATUBARA SEBAGAI MATERIAL KOMPOSIT DENGAN MATRIK SEMEN TERHADAP KEKUATAN TEKAN DAN SERAPAN AIR dapat terselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada : 1. Bapak Sri Sunarjono, Ir. MT, Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Tri Widodo BR,. ST, M.Sc, Ph.D, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Bapak Agus Dwi Anggono, ST, M.Eng, Ph.D. selaku dosen pembimbing, terimakasih telah banyak memberikan banyak waktu, ilmu saran, arahan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. x

11 xi

12 DAFTAR ISI Hal HALAMAN JUDUL... i PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI... ii HALAMAN PERSETUJUAN... iii HALAMAN PENGESAHAN... iv LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR... v LEMBAR MOTTO... vi HALAMAN PERSEMBAHAN... vii ABSTRAKSI... viii ABSTRACTS... ix KATA PENGANTAR... x DAFTAR ISI... xii DAFTAR GAMBAR... xv DAFTAR TABEL... xviii BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan... 8 xii

13 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Kajian Pustaka Landasan Teori Pengertian Komposit Klassifikasi Komposit Bagian Utama Komposit Kelebihan Material Komposit Kegunaan Material Komposit Plastik Macam-Macam Jenis Plastik Beton Beton Serat Semen Portland Air Agregat High Density Polyethylene Abu Batubara Battom Ash (Abu Dasar Batubara) Fraksi Volume Pengujian Hasil Komposit a. Pengujian Kuat Tekan b. Serapan Air xiii

14 BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Diagram Alir Penelitian Lokasi dan Waktu Penelitian Alat dan Bahan Variabel dan Pengujian Penelitian Peralatan Pengujian Spesimen Pelaksanaan Pengujian Komposit Persiapan Material Parameter Komposit Proses Pembuatan Komposit Kendala Pembuatan Komposit Pengujian Spesimen Hasil Komposit Uji Kuat Tekan Uji Serapan Air BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Komposit Uji Kuat Tekan Uji Serapan Air Massa Volume BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiv

15 DAFTAR GAMBAR Hal Gambar 2.1. Komponen penyusun komposit Gambar 2.2. Klasifikasi komposit Gambar 2.3. Komposit partikel penguatnya berbentuk partikel/serbuk.. 17 Gambar 2.4. Komposit serat dapat serat sentetis atau serat alam Gambar 2.5. Jenis orientasi serat Gambar 2.6. Komposit sandwich Gambar 2.7. Komposit laminasi Gambar 2.8. Produk plastik jenis PETE/PET Gambar 2.9. Produk plastik jenis HDPE Gambar Produk plastik jenis PVC Gambar Produk plastik jenis LDPE Gambar Produk plastik jenis PP Gambar Produk plastik jenis PS Gambar Produk plastik jenis bahan plastik lain Gambar Kode dan jenis plastik Gambar Campuran beton Gambar Semen holcim Gambar Plastik HDPE Gambar Arang batubara Gambar Bentuk spesimen uji kuat tekan Gambar Bentuk spesimen uji serapan air xv

16 Gambar 3.1. Diagram alir Gambar 3.2. Cacahan plastik HDPE Gambar 3.3. Semen Portland tipe I dari PT. Holcim Indonesia, Tbk Gambar 3.4. Abu dasar batubara Gambar 3.5. Alat uji kuat tekan Gambar 3.6. Oven pemanas Gambar 3.7. Timbangan Gambar 3.8. Menimbang semen Gambar 3.9 a. Menimbang plastik HDPE Gambar 3.9 b. Menimbang abu dasar batubara Gambar Campuran semen, plastik HDPE, Abu dasar batubara Gambar Hasil Komposit Gambar Spesimen benda uji disetiap variasi Gambar Spesimen uji tekan Gambar Posisi benda uji Gambar Spesimen uji serapan air Gambar posisi pengovenan Gambar 4.1. Cetakan benda uji kuat tekan Gambar 4.2. Benda uji kuat tekan Gambar 4.3. Hubungan komposisi plastik HDPE dan abu dasar batubara terhadap kekuatan tekan umur 7 hari Gambar 4.4. Hubungan komposisi plastik HDPE dan abu dasar batubara terhadap kuat tekan umur 28 hari xvi

17 Gambar 4.5. Cetakan benda uji serapan air Gambar 4.6. Benda uji serapan air Gambar 4.7. Hubungan penambahan abu dasar batubara dengan prosentase serapan air umur 28 hari Gambar 4.8. Hubungan komposisi plastik HDPE dan abu dasar batubara terhadap berat volume umur 28 hari xvii

18 DAFTAR TABEL Hal Tabel 2.1. Tabel kelebihan dan kekurangan serat sintetis Tabel 2.2. Susunan unsur semen Portland Tabel 2.3. Batas gradasi agregat halus Tabel 2.4. Klasifikasi Polyethylene Tabel 2.5. Struktur HDPE, LDPE, L-LDPE Tabel 2.6. Campuran komposisi adukan semen-hdpe-abu batubara Tabel 3.1. Parameter campuran semen + HDPE + abu batu bara Tabel 3.2. Parameter Lama Tabel 3.3. Parameter Baru Tabel 3.4. Jumlah spesimen pengujian Tabel 4.1. Hasil komposit semen dan plastik Tabel 4.2. Hasil pengujian kuat tekan komposit berumur 7 hari Tabel 4.3. Hasil pengujian kuat tekan komposit berumur 28 hari Tabel 4.4. Hasil pengujian serapan air komposit berumur 28 hari Tabel 4.5. Hasil pengujian massa volume komposit berumur 28 hari xviii