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.
Top Related