Optimasi Kekuatan Tarik dan Degradasi Komposit Serat Bambu Petung Dengan Penambahan Fly Ash Bermatriks Resin Polyester Menggunakan Metode Respon Permukaan

Firmansyah, Mohamad Helmy and Dr. Ir. Achmad As’ad Sonief, MT. and Ir. Ari Wahjudi, MT. (2024) Optimasi Kekuatan Tarik dan Degradasi Komposit Serat Bambu Petung Dengan Penambahan Fly Ash Bermatriks Resin Polyester Menggunakan Metode Respon Permukaan. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Perkembangan teknologi manufaktur yang semakin pesat, khususnya pembuatan bodi kapal nelayan, mendorong peneliti untuk bersaing dalam melakukan riset demi hasil terbaik. Sebagai contoh, bahan kayu merupakan komponen utama pembuatan bodi kapal nelayan, namun sifat kayu yang mudah lapuk, dan rentan terhadap degradasi dalam air. Oleh karena itu, diperlukan material pengganti kayu yang lebih kuat, dan tahan akan degradasi seperti komposit. Komposit terdiri dari filler dan matriks. Serat alam dapat digunakan sebagai filler sebagai pengganti serat sintetis karena ramah lingkungan, dapat diperbarui, dan mudah didapat seperti serat bambu petung. Selain itu, penambahan fly ash pada material komposit akan meningkatkan kekuatan, kekakuan, ketahanan korosi, dan ketahanan panas. Dalam penelitian ini, optimasi yang dilakukan yaitu untuk meminimalisasi degradasi yang terjadi pada material komposit setelah direndam menggunakan larutan NaCl dan kekuatan tariknya berdasarkan kondisi optimasi yang ditentukan melalui metode penelitian yang digunakan. Penelitian ini menggunakan kombinasi fraksi volume serat bambu petung, fly ash, dan waktu perendaman larutan NaCl terhadap degradasi dan kekuatan tarik komposit. Fraksi volume serat bambu petung yang digunakan pada penelitian ini yaitu 20%, 30%, dan 40%, fly ash 5%, 10%, dan 15%, serta waktu perendaman NaCl selama 5, 10, dan 15 jam. Metode penelitian yang digunakan adalah Respon Surface Methodology (RSM) dengan rancangan percobaan menggunakan Central Composite Design (CCD). Pengujian yang digunakan adalah uji tarik untuk mengetahui karakteristik sifat mekanik berdasarkan hubungan teganganregangan komposit yang diberikan gaya tarik, dan uji Scanning Electron Microscope (SEM) untuk mengetahui morfologi permukaan spesimen komposit yang telah dilakukan uji tarik. Diperoleh nilai optimal untuk mendapatkan degradasi minimum komposit pada variasi fraksi volume serat bambu petung 33,2277%, fly ash 10,5946%, dan waktu perendaman larutan NaCl selama 1,591 jam. Kemudian nilai optimal yang diperoleh pada kekuatan tarik maksimum pada variasi fraksi volume serat bambu petung 34,2470%, fly ash 10,6416%, dan waktu perendaman selama 1,591 jam. Berdasarkan analisis pendekatan desirability function pada degradasi menggunakan kriteria smaller the better diperoleh nilai optimasi 1,0000 dan diperoleh degradasi komposit 5,2836%, sedangkan pada kekuatan tarik menggunakan kriteria large the better diperoleh nilai optimasi 1,0000 dan diperoleh kekuatan tarik 58,352 MPa. Penggunaan metode RSM terbukti sangat efektif untuk optimasi fraksi volume serat bambu petung, fly ash, dan waktu perendaman larutan NaCl.

English Abstract

The rapid development of manufacturing technology, especially the manufacture of fishing boat bodies, encourages researchers to compete in conducting research for the best results. For example, wood is the main component of fishing boat body manufacturing, but the nature of wood is easily weathered, and susceptible to degradation in water. Therefore, a wood replacement material that is stronger, and resistant to degradation is needed, such as composites. Composites consist of filler and matrix. Natural fibers can be used as fillers instead of synthetic fibers because they are environmentally friendly, renewable, and easily available such as petung bamboo fibers. In addition, the addition of fly ash to composite materials will increase strength, stiffness, corrosion resistance, and heat resistance. In this study, the optimization carried out is to minimize the degradation that occurs in the composite material after immersion using NaCl solution and its tensile strength based on the optimization conditions determined through the research method used. This research uses a combination of petung bamboo fiber volume fraction, fly ash, and NaCl solution soaking time. NaCl solution soaking time on composite degradation and tensile strength. The volume fractions of petung bamboo fibers used in this study are 20%, 30%, and 40%, fly ash 5%, 10%, and 15%, and NaCl immersion time for 5, 10, and 15 hours. The research method used is Response Surface Methodology (RSM) with experimental design using Central Composite Design (CCD). The tests used are tensile test to determine the characteristics of mechanical properties based on the stress-strain relationship of the composite given a tensile force, and Scanning Electron Microscope (SEM) test to determine the surface morphology of composite specimens that have been tested. The optimal value to obtain the minimum degradation of the composite was obtained in the variation of the volume fraction of petung bamboo fiber 33.2277%, fly ash 10.5946%, and NaCl solution immersion time for 1.591 hours. Then the optimal value obtained in tensile strengthmaximum tensile strength in the variation of petung bamboo fiber volume fraction 34.2470%, fly ash 10.6416%, and soaking time for 1.591 hours. Based on the analysis of the desirability function approach to degradation using the smaller the better criterion, an optimization value of 1.0000 was obtained and a composite degradation of 5.2836% was obtained, while in tensile strength using the larger the better criterion, an optimization value of 1.0000 was obtained and a tensile strength of 58.352 MPa was obtained. The use of the RSM method proved to be very effective for optimizing the volume fraction of petung bamboo fiber, fly ash, and NaCl solution immersion time.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	0524070155
Uncontrolled Keywords:	Komposit, Serat bambu petung, Fly ash, Kekuatan tarik, Degradasi, RSM
Divisions:	Fakultas Teknik > Teknik Mesin
Depositing User:	Unnamed user with username nova
Date Deposited:	24 Jun 2024 04:26
Last Modified:	24 Jun 2024 04:26
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/221738

Text (DALAM MASA EMBARGO) Mohamad Helmy Firmansyah.pdf Restricted to Registered users only Download (12MB)

Actions (login required)

View Item