15

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Lokasi Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Mekanika Bahan dan Struktur

Fakultas Teknik Universitas Mataram.

3.2. Bahan dan Alat Penelitian

3.2.1. Bahan penelitian

1. Bambu

Bambu yang digunakan dalam penelitian ini adalah jenis bambu tali

(gigantochloa apus kurz) yang diperoleh dari Desa Kekait, Kecamatan

Gunung Sari, Kabupaten Lombok Barat dengan diameter luar kira-kira 40-

45 mm dan 60-65 mm dan dengan tebal kira-kira 10-15 mm. Bambu ini

dipilih dengan ketentuan umur telah mencapai kira-kira 3-4 tahun, dengan

batang yang lurus dan kondisi kering udara.

2. Perekat

Resin Epoksi digunakan sebagai perekat antara bambu dan pengisi bambu

sehingga dengan adanya rekatan antara bambu dan pengisi bambu ini bisa

bekerja bersama-sama. Resin yang digunakan terdiri dari dua komponen,

yaitu perekat dan pengeras/katalis, yang harus dicampur dahulu sebelum

digunakan. Resin yang digunakan untuk penelitian ini yaitu resin dengan

merk dagang “Union” dengan perbandingan campuran antara resin dan

pengeras adalah 1:1.

3. Baut

Baut yang digunakan adalah baut dengan diameter 10 mm. baut yang

dimaksud disini adalah sebagai alat penyambung antar joint pada masing-

masing batang bambu yang akan dijadikan rangka.

4. Alat penyambung

16

Alat penyambung yang digunakan adalah besi full drat dengan diameter 6

mm, dengan panjang 20 cm, lengkap dengan mur (hexaunat).

5. Bahan pengisi bambu

Sebagai pengisi bambu digunakan bahan kayu udu.

3.2.2. Alat penelitian

Berdasarkan jenis kegiatan yang dilakukan, maka alat-alat yang digunakan

dalam penelitian ini dikelompokkan menjadi :

1. Alat untuk membuat benda uji

Alat-alat yang akan digunakan dalam proses pembuatan benda uji adalah

menggunakan alat-alat yang sederhana seperti :

a. Gergaji dan parang, digunakan sebagai alat pemotong benda uji

sesuai dengan ukuran yang diinginkan.

b. Meteran, mistar, dan spidol.

c. Oven dengan suhu maksimum 200oC, digunakan untuk membantu

pengeringan benda uji.

d. Perlengkapan untuk perekatan seperti kuas, wadah, dan sarung

tangan.

e. Timbangan digital dengan ketelitian 0.01 gram, digunakan untuk

menimbang berat benda uji.

f. Bor listrik, digunakan untuk membuat lubang baut pada

sambungan bambu.

2. Alat untuk pengujian

Alat-alat yang digunakan untuk pengujian dalam penelitian ini adalah :

17

a. Universal testing machine (UTM) merkControls Multiensayo

Electromechanicaldengan kapasitas 300 KN, untuk uji tarik.

b. Hydraulic jack (dongkrak hidrolik), untuk menahan beban awal

sebelum beban diberikan secara berangsur-angsur pada benda uji.

c. Dial gauge, digunakan untuk membaca perpanjangan yang terjadi

pada benda uji.

d. Load cell, digunakan untuk mengetahui besarnya beban yang

bekerja pada benda uji.

e. Transducer indicator, digunakan untuk mengetahui besarnya

beban yang bekerja pada benda uji secara digital.

f. Dudukan benda uji, digunakan sebagai pemegang/dudukan benda

uji sehingga pembebanan yang dilakukan benar-benar ditahan oleh

sambungan.

g. Loading frame, digunakan sebagai alat pembantu untuk

meletakkan dudukan benda uji, hydraulic jack, dan dial gauge agar

bekerja dengan maksimal.

3.3. Pelaksanaan Penelitian

3.3.1. Tahap persiapan

Pada tahap ini dilakukan persiapan berupa pengadaan alat dan bahan yang

akan digunakan dalam pelaksanaan penelitian seperti: bambu tali, perekat epoksi,

baut, besi full drat, kayu untuk bahan pengisi bambu dan alat-alat yang digunakan

untuk pelaksanaan pengujian.

3.3.2. Pembuatan benda uji pendahuluan

Benda uji pendahuluan dibuat untuk pengujian karakteristik bahan yang

akan digunakan dalam penelitian.

1. Bahan bambu

18

Pembuatan benda uji untuk pengujian karakteristik bambu diambil dari

bagian pangkal, tengah, dan ujung sedangkan untuk pengujian kuat tekuk

bambu menggunakan bambu utuh dengan pariasi panjang, yakni 1 m, 1,5

m, dan 2 m. Pengujian sifat fisik bambu yang dilakukan meliputi

pengujian kadar air dan berat jenis sedangkan pengujian sifat mekanik

bambu meliputi kuat tarik dan kuat tekan. Untuk mengetahui sifat fisik dan

mekanik bahan, umumnya pengujian di laboratorium yang dilakukan

mengikuti standar tertentu, meliputi ukuran spesimen serta cara-cara

pengujian. Hal ini dimaksudkan agar ada persamaan persepsi pada hasil uji

bahan, namun demikian mengingat sifat bambu cukup unik, pengujian itu

tidak dapat dilakukan berdasarkan standar yang telah ada. Mengingat

kesulitan tersebut, maka pengujian sifat fisik dan mekanik bambu ini dapat

mengikuti salah satu cara pengujian yang dianjurkan oleh peneliti

terdahulu. Untuk mengetahui sifat fisik dan mekanik bambu, Ghavami

(1990) dalam Morisco (1999), melakukan pengujian dengan bentuk

spesimen seperti terlihat pada Gambar 3.1.

19

Benda uji kadar air dan berat jenis bambu Benda uji tekan bambu

Benda uji tarik bambu

Gambar 3.1. Bentuk dan ukuran benda uji karakteristik bambu.

20

Tabel 3.1. Jenis dan jumlah benda uji karakteristik bambu.

No. Jenis pengujian

Jumlah benda uji

Pangkal Tengah Ujung

Nodia Tanpa nodia

Nodia Tanpa nodia

Nodia Tanpa nodia

1 Uji kadar air dan berat jenis - 9 - 9 - 9

2 Uji kuat tarik - 9 - 9 - 9

3 Uji kuat tekan bambu utuh 9 - 9 - 9 -

3.3.3. Uji pendahuluan

Uji pendahuluan yaitu pengujian yang bertujuan untuk mengetahui sifat

fisik dan mekanik bahan dan dilakukan pada saat penelitian.Adapun tahap

pengujian sebagai berikut :

a. Pengujian kadar air

Kadar air adalah hasil bagi antara selisih dari berat basah (sebelum proses

pengeringan) dengan berat kering (setelah pengeringan dalam oven dengan

suhu 105oC) dan berat kering. Cara pengujian kadar air adalah sebagai

berikut :

1. Untuk sampel bambu tanpa nodia diambil bagian pangkal, tengah,

dan ujung masing-masing sembilan sampel.

2. Pengujian kadar air dilakukan dengan menimbang berat contoh

benda uji yang belum dimasukkan ke dalam oven atau masih basah

(W0).

3. Kemudian benda uji dimasukkan ke dalam oven dengan suhu

105oC selama 24 jam untuk memperoleh berat kering tanur (wkt).

Setelah itu benda uji ditimbang, hal ini dilakukan berulang-ulang

sampai tercapai berat yang konstan.

21

4. Setelah benda uji telah mencapai berat yang konstan, maka nilai

kadar air benda uji dapat dihitung dengan menggunakan persamaan

berikut :

w=w0−w kt

w kt

x100 % (2.1.)

dengan : w = nilai kadar air (%)

w0 = berat awal bambu sebelum dioven (gram)

wkt = berat bambu kering tanur setelah dioven (gram)

b. Pengujian berat jenis

Berat jenis bambu merupakan suatu nilai perbandingan antara kerapatan

bambu dengan kerapatan benda standar pada suhu yang sama. Kerapatan

sendiridapat diartikan sebagai perbandingan massa suatu benda dengan

volumenya. Air dengan kerapatan 1 gr/cm3 pada temperatur 4oC

merupakan benda standar yang dimaksud. Semakin besar berat jenisnya

maka semakin kuat pula bahan tersebut. Cara pengujian berat jenis adalah

sebagai berikut:

1. Untuk sampel bambu tanpa nodia diambil bagian pangkal, tengah,

dan ujung masing-masing Sembilan sampel.

2. Mengukur dimensi benda uji untuk mengetahui volumenya.

3. Kemudian benda uji dimasukkan ke dalam oven dengan suhu

105oC selama 24 jam untuk memperoleh berat kering tanur (Bkt).

Setelah itu benda uji ditimbang, hal ini dilakukan berulang-ulang

sampai tercapai berat yang konstan.

4. Setelah benda uji telah mencapai berat yang konstan, maka nilai

berat jenis benda uji dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan berikut :

22

Bj=Bkt /V 0

γ air

(2.3.)

dengan : Bj = berat jenis bambu

Bkt= berat bambu kering tanur setelah dioven (gram)

V0= volume benda uji (cm3)

air= berat volume air (1 gram/cm3)

c. Pengujian kuat tarik

Kuat tarik adalah perbandingan antara beban maksimum yang mampu

ditahan oleh benda uji dengan luasan penampangnya. Untuk menentukan

kuat tarik, dapat digunakan persamaan sebagai berikut :

σ tr /¿=PA

(2.8.)

dengan : σ tr /¿ = kuat tarik sejajar serat (kg/cm2)

P = beban maksimum (kg)

A = luas penampang (cm2)

Alat yang digunakan untuk melakukan pengujian tarik adalah Universal

testing machine (UTM). Beban yang diberikan pada benda uji berubah-

ubah mulai dari nol sampai beban maksimum yang dapat ditahan oleh

benda ui sampai mengalami retak. Pada pengujian ini tegangan dan

regangan yang terjadi disajikan dalam bentuk grafik. Adapun langkah-

langkah pengujian kuat tarik adalah sebagai berikut :

1. Persiapan alat UTM yang akan digunakan yaitu dengan cara

menghidupkan sakelar-sakelar yang ada dan mempersiapkan

komputer pada program yang akan digunakan, kemudian

23

melakukan pengontrolan untuk memastikan bahwa semua dalam

keadaan baik dan berfungsi.

2. Setelah itu, benda uji dapat dipasang pada kait-kait penjepit yang

akan menarik benda uji yang telah disesuaikan dengan ukuran

benda uji yaitu panjang benda uji yang masuk dalam daerah kaitan

atau penjepit.

3. Melengkapi data-data yang harus diisikan pada bagian yang telah

disediakan dengan teliti, baik ukuran-ukuran yang ada seperti

panjang, lebar, dan tebal benda uji. Selain itu juga harus

dimasukkan data model pengujian yang diinginkan dan hasil

pengujian yang sesuai dengan skala dan satuan yang diinginkan.

4. Melakukan penarikan benda uji setelah semua dianggap lengkap.

Penarikan benda uji berlangsung sampai benda uji mengalami

retak.

5. Hasil uji tarik tersebut dapat berupa diagram-diagram yang berisi

informasi yang dibutuhkan, seperti kuat leleh, kuat tarik, dan

perpanjangan pada benda uji yang terjadi. Dalam pengujian ini,

grafik yang dihasilkan adalah grafik hubungan tegangan regangan

dan grafik force diflacement.

6. Setelah pengujian selesai, program komputer dimatikan dan

sakelar-sakelar yang ada dikembalikan pada posisi yang tidak aktif.

a. Pengujian kuat tekan

Kuat tekan bambu merupakan perbandingan antara muatan maksimal

dengan luas penampang balok bambu. Besarnya nilai kuat tekan bambu

sejajar serat dihitung dengan persamaan:

………………………………………………………………(2-4)

24

………………………………………………………………(2-5)

………………………………………………………………….(2-6)

………………………………………………………………… (2-7)

Dengan :

I = Inersia (cm4)A= Luas penampang (cm2)σ = Tegangan (kg/cm2)λ = Rasio kelangsingan (cm)L = Panjang spesimen (cm)P = Beban maksimum (kg)d = diameter luar (cm)d1 = diameter dalam (cm)

Adapun langkah-langkah pengujian kuat tekan adalah sebagai berikut:

1. Persiapan alat Hydraulic jack (dongkrak hidrolik), Dial gauge,

Load cell, Transducer indicator, Dudukan benda uji dan Loading

frame, digunakan sebagai alat pembantu untuk meletakkan

dudukan benda uji, hydraulic jack, dan dial gauge agar bekerja

dengan maksimal.

2. Setelah alat disiapkan benda uji diletakkan pada dudukan benda uji

dan terhadap alat pembebanan.

3. Setelah itu, maka pengujian dilakukan dengan memberikan beban

terhadap benda uji secara kontinyu dengan memperhitungkan

setiap kenaikan interval pembebanan, yakni pada pengujian ini

peneliti memberikan beban per intervalnya adalah 2 lbs.

4. Pembacaan beban dihentikan setelah benda uji mengalami retak

dan pembacaan beban pada Transducer indicator tidak bisa

25

mengalami kenaikan lagi dan diambil beban maksimumnya adalah

pembacaan beban tertinggi pada Transducer indicator sebelum

beban mengalami penurunan.

3.3.4. Pembuatan benda uji sambungan dengan pengisi kayu

Pembuatan benda uji sambungan yang menggunakan pengisi kayu dengan

alat sambung baut dilaksanakan dalam beberapa tahap yaitu :

1. Pemotongan bambu

Bambu tali dengan diameter luar sekitar 60-65 mm dipotong dengan

panjang ± 100 cm dengan nodia terletak ± 25 cm dari tepi bentang. Setelah

bambu dipotong, dilanjutkan dengan membersihkan dan mengkasarkan

bagian dalam bambu untuk membantu lem merekat pada bambu dan

pengisinya.

Gambar 3.4. Ujung bambu dengan celah.

2. Pemotongan kayu pengisi

Kayu pengisi dipotong sesuai dengan panjang bambu yang akan diisi dan

dibulatkan sesuai ukuran/diameter yang kira-kira sesuai agar bisa

dimasukkan ke dalam bambu. Sebelum dimasukkan, permukaan luar kayu

pengisi dibersihkan dan dikasarkan terlebih dahulu agar perekat bisa

menyerap ke dalam serat-serat antara bambu dengan pengisinya.

3. Pengeboran kayu pengisi bambu

26

Sebelum dilakukan pengeleman antara bambu dengan pengisinya, terlebih

dahulu dilakukan pengeboran pada tengah-tengah kayu pengisi dengan

ukuran pengeboran sesuai dengan diameter baut (besi full drat) sebagai

alat sambung. Setelah proses pengeboran selesai, dilanjutkan dengan

pemotongan besi full drat sesuai panjang kayu pengisi dan selanjutnya

memasukkan besi full drat tersebut ke dalam kayu pengisi dan

dipasangkan mur (hexaunat) dan ring pada ujung bagian dalam besi atau

alat sambung tersebut. (mur/hexaunat dan ring di lem pada kayu pengisi)

4. Pengeleman bambu dengan pengisi kayu yang telah dimasukkan baut

sebagai alat sambungnya.

Setelah bambu dipotong dan pengisinya telah dibersihkan dan dikasarkan

permukaan luarnya, maka dilakukan perekatan antara bambu dengan

pengisinya menggunakan perekat epoksi.

5. Perangkaian benda uji

Setelah dilakukan pengeleman bambu dengan pengisinya, besi full drat

atau baut yang akan digunakan sebagai alat sambung dikeluarkan dari

kayu pengisi. Sebelum proses perangkaian benda uji, terlebih dahulu besi

full drat atau baut tadi akan di laskan besi plat setebal ± 4 mm dengan

ukuran 5×5 cm pada bagian ujung luar besi full drat tersebut yang

gunanya sebagai alat sambung antara joint pada rangka bambu.

Setelah pengelasan selesai, besi yang telah di laskan plat tadi dimasukkan

kembali kedalam kayu pengisi. Selanjutnya perangkaian benda uji dimulai

dengan menggunakan baut 10 mm sebagai alat ikat antara joint pada

masing-masing batang rangka bambu.

27

Gambar 3.5. Model benda uji sambungan.

Tabel 3.2. Jenis dan jumlah benda uji sambungan.

3.3.5. Pengujian tarik sambungan

Pengujian dilaksanakan dengan menempatkan benda uji pada dudukannya

yang ditempatkan pada loading frame. Penarikan benda uji menggunakan alat

hydraulic jack dan untuk mengetahui beban yang diberikan, digunakan load cell

yang dilengkapi dengantransducer indicator. Pertambahan panjang benda uji

Pompa Hidraulik

Transducer

Loading Frame

Pelat 6 mm

Baut 12 mm

Benda Uji

Pelat 6 mm

7D = 84 mm

Load Cell

``

Hidraulik

4D = 50 mm

28

dicek dengan menggunakandial gauge. Pengujian tarik sambungan dilakukan

sampai sambungan mengalami kegagalan baik bambu retak, baut bengkok,

maupun rekatan lepas. Pembacaan dan pencatatan pada dial gauge dilakukan

setiap kenaikan beban sebesar 100 lbs. Adapun bentuk set up pengujian model

sambungan dengan pengisibambu menggunakan alat sambung baut dapat dilihat

pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6. Set Up pengujian kuat tarik sambungan.

Pada Gambar 3.6. terlihat bahwa set up pengujian model sambungan

dengan pengisi bambu menggunakan alat sambung baut. Untuk memfokuskan

pengujian kekuatan tarik sambungan dengan pengisi bambu, maka pada bagian

pengisi kayu digunakan dua buah baut dan pada bagian pengisi bambu digunakan

Tidak

Ya

TidakYa

Pembuatan model sambungan

Data terpenuhi

Persiapan benda ujiPengujian spesimen

Penyiapan peralatanPengolahan bahan baku dan persiapan perekat

Persiapan spesimen uji sifat fisik dan mekanik

Mulai

Pengadaan bahan baku dan alat

Studi literatur

Memenuhi kebutuhan

A B

A

Tidak

Pengujian kuat tarik sambungan dengan

pengisi bambu

B

29

satu buah baut agar pada saat proses pemberian beban tarik, diharapkan kegagalan

yang terjadi adalah pada daerah sambungan dengan pengisi bambu.

3.3.6. Bagan alir penelitian

Supaya penelitian dapat berjalan dengan lancar sesuai dengan rencana,

maka dibuatlah bagan alir penelitian. Adapun bagan alir penelitian terlihat seperti

pada Gambar 3.7. berikut :

30

Gambar 3.7. Bagan alir penelitian.