PEMANFAATAN SERBUK KAYU GERGAJIAN SEBAGAI CAMPURAN GIPSUM UNTUK PEMBUATAN PLAFON DENGAN BAHAN PENGIKAT LATEKS AKRILIK TESIS

Transkripsi

1 PEMANFAATAN SERBUK KAYU GERGAJIAN SEBAGAI CAMPURAN GIPSUM UNTUK PEMBUATAN PLAFON DENGAN BAHAN PENGIKAT LATEKS AKRILIK TESIS Oleh SRI PROBOWATI /FIS PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N

2 PEMANFAATAN SERBUK KAYU GERGAJIAN SEBAGAI CAMPURAN GIPSUM UNTUK PEMBUATAN PLAFON DENGAN BAHAN PENGIKAT LATEKS AKRILIK TESIS Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister sains dalam program studi Magister Ilmu Fisika pada program pascasarjana Fakultas MIPA Oleh SRI PROBOWATI /FIS PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N

3 PENGESAHAN TESIS Judul Tesis : PEMANFAATAN SERBUK KAYU GERGAJIAN SEBAGAI CAMPURAN GIPSUM UNTUK PEMBUATAN PLAFON DENGAN BAHAN PENGIKAT LATEKS AKRILIK Nama Mahasiswa : SRI PROBOWATI Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi Fakultas : Magister Fisika : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Menyetujui : Komisi Pembimbing : Prof.Drs.Basuki Wirjoesentono,M.Sc.Ph.D Ketua Prof.Dr.Eddy Marlianto, M.Sc Anggota Ketua Program Studi, Dekan Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc Dr. Sutarman, M.Sc NIP NIP

4 PERNYATAAN ORISINALITAS PEMANFAATAN SERBUK KAYU GERGAJIAN SEBAGAI CAMPURAN GIPSUM UNTUK PEMBUATAN PLAFON DENGAN BAHAN PENGIKAT LATEKS AKRILIK TESIS Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar. Medan, Juni 2011 SRI PROBOWATI NIM

5 PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademika, saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : SRI PROBOWATI N I M : Program Studi : Magister Ilmu Fisika Jenis Karya Ilmiah : Tesis Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Hak Bebas Royalti Non-Ekslusif (Non- Exsclusive Royalti Free Right) atas tesis saya yang berjudul : PEMANFAATAN SERBUK KAYU GERGAJIAN SEBAGAI CAMPURAN GIPSUM UNTUK PEMBUATAN PLAFON DENGAN BAHAN PENGIKAT LATEKS AKRILIK Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini, berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base merawat dan mempublikasi Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya. Medan, Juni 2011 SRI PROBOWATI NIM

6 Telah diuji pada Tanggal : 21 Juni 2011 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof.Drs.Basuki Wirjoesentono,M.Sc.Ph.D Anggota : 1.Prof.Dr.Eddy Marlianto,M.Sc 2.Dr. Nasruddin MN, M.Eng, Sc 3.Dr. Anwar Dharma Sembiring, M.S 4.Dr. Susilawati, M.Si

7 DAFTAR RIWAYAT HIDUP DATA PRIBADI Nama lengkap : Sri Probowati, S.Pd. Tempat dan Tanggal Lahir : Medan, 23 Nopember 1979 Alamat Rumah : Jl. An nur Tg. Morawa Telepon/HP : sri_probowati@yahoo.com Instansi Tempat Bekerja : SMA Negeri 1 Namorambe Alamat Kantor : Desa Jati Kesuma Namorambe DATA PENDIDIKAN SD : SD Negeri Tg. Morawa Tamat : 1992 SMP : SMP Negeri 1Tg. Morawa Tamat : 1995 SMA : SMA KARTIKA I-1 Medan Tamat : 1998 Strata 1 : FMIPA UNIMED Tamat : 2004 Strata 2 : FMIPA USU Tamat : 2011

8 KATA PENGANTAR Pertama-tama penulis panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan karunia-nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Dengan selesainya tesis ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Pemerintah Provinsi Sumatera Utara, Kepala Dinas Tk. 1 dan Tk. 2 yang telah memberikan bantuan dana sehingga penulis dapat melaksanakan Program Studi Magister Imu Fisika Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara. 2. Rektor, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc (CTM),Sp.A(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains. 3. Dekan Fakultas MIPA, Dr. Sutarman, M.Sc atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Program Pascasarjana FMIPA. 4. Ketua Program Studi Magister Fisika, Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc. Sekretaris Program Studi Fisika, Dr. Anwar Dharma Sembiring, M.S beserta seluruh Staf Pengajar pada Program Studi Magister Fisika Program Pascasarjana Fakultas MIPA. 5. Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan setinggi-setingginya penulis ucapkan kepada Prof. Drs. Basuki Wirjoesentono, M.Sc. Ph.D, selaku Pembimbing Utama yang dengan penuh perhatian dan telah memberikan dorongan, bimbingan dan arahan, demikian juga kepada Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc selaku Pembimbing Lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing penulis hingga selesainya penelitian ini. 6. Kepada Ayahanda Sugito dan Ibunda Sumarti (Almh). Terima kasih atas segala pengorbanan kalian baik berupa moril maupun materil, budi baik ini tidak dapat dibalas hanya diserahkan kepada Allah SWT. Tuhan Yang Maha Esa. 7. Kepada suami tercinta dan tersayang Khairony Zuhry Simanjuntak, S.PdI, kepada orang-orang yang penulis sayangi Jeihan Mumtaz Zuhry Simanjuntak, Rehan Habib Zuhry Simanjuntak (Ananda), yang selalu memberikan dukungan dan semangat kepada Penulis selama dalam pendidikan dan waktu penulisan tesis ini. i

9 Ucapan terimakasih yang tulus penulis sampaikan kepada rekan-rekan Mahasiswa Sekolah Pascasarjana Program Studi Magister Ilmu Fisika Universitas Sumatera Utara angkatan 2009/2010 yang telah memberikan semangat dan dukungan kepada penulis selama dalam pendidikan dan penulisan tesis ini. Semoga ini menjadi kebanggaan semua orang-orang yang saya cintai. Semoga kita tetap diberi Taufik dan HidayahNya dalam memanfaatkan segala ilmu yang sudah penulis terima, Amin. Medan, Juni 2011 SRI PROBOWATI

10 PEMANFAATAN SERBUK KAYU GERGAJIAN SEBAGAI CAMPURAN GIPSUM UNTUK PEMBUATAN PLAFON DENGAN BAHAN PENGIKAT LATEKS AKRILIK ABSTRAK Telah dilakukan penelitian pemanfaatan serbuk kayu sebagai campuran gipsum plafon dengan bahan pengikat Lateks Akrilik. Standar mutu gipsum Jaya Board dijadikan referensi pembanding hasil pengujian. Tahap penelitian dimulai dari persiapan bahan, perhitungan fraksi volume, pencampuran, dan pembentukan gipsum plafon sampai pada pengujian. Untuk mengetahui karakteristik gipsum plafon dilakukan pengujian fisis (densitas, daya serap air), pengujian mekanis (MOR, MOE, impak dan tarik), dan pengujian sifat thermal (DTA) dengan komposisi variasi fraksi berat gipsum : serbuk kayu : lateks akrilik adalah 395:05:100, 390:10:100, 385:15:100, 380:20:100 dan 375:25:100. Dari pengujian yang telah dilakukan diperoleh bahwa untuk sifat fisis bahan spesimen: Densitas mengalami kenaikan sesuai dengan penambahan serbuk kayu dimana nilai densitas optimum diperoleh pada komposisi 380:20:100 yaitu 2,17 gr/cm 3 dan nilai serapan air minimum diperoleh pada komposisi 380:20:100 yaitu 30,76%. Untuk sifat mekanik diperoleh komposisi 385:15:100 merupakan komposisi terbaik dimana nilai impak 1,80 x 10-2 J/cm 2, nilai uji tarik 178,85 kpa, nilai Uji MOE 9239,13 kg/cm 2, nilai uji MOR 3,6 MPa. Untuk uji DTA, suhu endotermik maksimum diperoleh pada komposisi 395:05:100 yaitu sebesar C dan minimum pada komposisi 375:25:100 yaitu C. Sedangkan bahan gipsum jaya board suhu endotermiknya C. Ini menunjukan bahwa serbuk kayu menaikkan endotermik bahan pada komposisi tertentu dan cenderung menurun jika serbuk kayu gergajian terus ditambah. Dari hasil penelitian ini menunjukkan bahwa serbuk kayu gergajian dapat dimanfaatkan sebagai filler pada pembuatan plafon. Kata kunci : serbuk kayu gergajian, gipsum, plafon, lateks akrilik, sifat fisis, sifat mekanis, DTA

11 SAWN TIMBER USE AS MIXED POWDER FOR CEILING WITH AKRILIK GYPSUM BINDER ACRYLIC LATEX ABSTRACT Utilization of research has been conducted as a mixture of sawdust with a binder of gypsum ceiling Acrylic Latex. Jaya quality standard gypsum board used as a reference benchmark testing results. Research phase starts from the preparation of materials, calculation of the volume fraction, mixing, and formation of gypsum ceiling to the test. To determine characteristics of physical testing of gypsum ceiling (density, water absorption), mechanical testing (MOR, MOE, and tensile impact), and testing of thermal properties (DTA) with the composition variation of weight fraction of gypsum: sawdust: acrylic latex is 395: 05:100, 390:10:100, 385:15:100, 380:20:100 and 375:25:100. From the testing that has been done to obtain the physical properties of specimen materials: Density increased in accordance with the addition of sawdust where the value obtained at the optimum density of 2.17 gr/cm3 380:20:100 composition and minimum water uptake value obtained on the composition of 380: 20:100 which is 30.76%. For the mechanical properties obtained 385:15:100 composition is the best composition in which the impact value of 1.80 x 10-2 J/cm2, the value of kpa tensile test, the Test kg/cm2 MOE, MOR test value 3, 6 MPa. To test DTA, endothermic maximum temperature obtained at 395:05:100 composition that is equal to 160 0C and the composition 375:25:100 minimum of 150 0C. While the victorious gypsum board material endotermiknya temperature 135 0C. This indicates that wood dust raised endothermic material on a particular composition and tends to decrease if the sawdust sawn continually added. From the results of this study indicate that the powder sawn timber can be used as a filler in the manufacture of ceiling. Keywords: sawn wood dust, gypsum, ceilings, acrylic latex, physical properties, mechanical properties, DTA

12 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR i ABSTRAK iii ABSTRACT iv DAFTAR ISI v DAFTAR TABEL viii DAFTAR GAMBAR ix DAFTAR LAMPIRAN x BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Permasalahan Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Sifat Kayu Serbuk Kayu Gipsum Standar Papan Gipsum Plafon Lateks Acrylic Cat Lateks Full Acrylic Lateks Styrene Acrylic Lateks Vinyl Acrylic Veova VAE 14

13 2.7 Sifat Fisik dan Mekanik Densitas Daya SerapAir Pengujian MOR Pengujian MOE Kekuatan Impak Uji Tarik Prinsip Alat Thermal Analyzer (DTA) 20 BAB III METODOLOGI PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian Alat dan Bahan Prosedur Penelitian Persiapan Contoh Uji Blending (Pengadonan) Pembentukan Komposit Pengujian Komposit Diagram Alir Penelitian Pengujian Sampel Pengujian Densitas Pengujian Serapan Air Pengujian MOR Pengujian MOE Pengujian Impak Pengujian Tarik Pengujian Termal dengan DTA 29 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Fisis Densitas Daya Serap Air Sifat Mekanis 33

14 4.2.1 Uji Impak Uji Tarik Uji Kuat Lentur (Modulus Of Elastis) Uji Kuat Patah (Modulus Of Rapture) Pengujian DTA 38 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran 41 DAFTAR PUSTAKA 42 LAMPIRAN A LAMPIRAN B

15 DAFTAR TABEL Nomor Tabel 1 2 Standar Papan Gipsum J u d u l Fenomena Reaksi Eksotermik dan Endotermik Suatu Bahan Halaman 11 22

16 DAFTAR GAMBAR Nomor Gambar J u d u l Pemasangan Benda Uji MOR dan MOE Skema Pengujian Tarik Dengan UTM Kurva Tegangan Regangan Teknik Sistem Pemanasan Dalam Tungku DTA Kurva Ideal DTA Diagram Alir Persiapan Serbuk Kayu Diagram Alir Pembuatan dan Karakteristik Spesimen Grafik Densitas Grafik Daya Serap Air Grafik Uji Impak Grafik Uji Tarik Grafik Uji Kuat Lentur Grafik Uji Kuat Patah Grafik DTA Komposisi 395:05:100 Grafik DTA Komposisi 375:25:100 Halaman

17 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Lampiran A B J u d u l Metode Perhitungan Gambar gambar perangkat pembuatan sampel dan pengujian sampel Halaman L-1 L-2